题目内容
已知定义域为[0,1]的函数f(x)同时满足以下三条:
①对任意的x∈[0,1],总有f(x)≥0;
②f(1)=1;
③若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,则有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)成立.
解答下列问题:
(Ⅰ)求f(0)的值;
(Ⅱ)函数g(x)=2x-1在[0,1]上是否同时满足①②③?
(Ⅲ)假定存在x0∈[0,1],使得f(x0)∈[0,1]且f[f(x0)]=x0,求证:f(x0)=x0。
①对任意的x∈[0,1],总有f(x)≥0;
②f(1)=1;
③若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,则有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)成立.
解答下列问题:
(Ⅰ)求f(0)的值;
(Ⅱ)函数g(x)=2x-1在[0,1]上是否同时满足①②③?
(Ⅲ)假定存在x0∈[0,1],使得f(x0)∈[0,1]且f[f(x0)]=x0,求证:f(x0)=x0。
解:(Ⅰ)令x1=x2=0,f(0)≥f(0)+f(0),f(0)≤0,
又x∈[0,1]时,f(0)≥0,
∴f(0)=0.
(Ⅱ)当x∈[0,1]时,2x∈[1,2],
∴2x-1∈[0,1],
∴满足条件①;
又g(1)=21-1=1,
∴满足条件②;
设x1≥0,x2≥0,且x1+x2≤1,则
,
,
,
∵x1≥0,x2≥0,
∴
,
∴g(x1+x2)≥g(x1)+g(x2),
∴满足条件③,
∴同时满足①②③.
(Ⅲ)任给m,n∈[0,1],若m<n,f(m)≤f(n),
假设若x0<f(x0),则f(x0)≤f[f(x0)]=x0矛盾;
同理若x0>f(x0),则f(x0)≥f[f(x0)]=x0矛盾;
∴假设不成立,
∴f(x0)=x0。
又x∈[0,1]时,f(0)≥0,
∴f(0)=0.
(Ⅱ)当x∈[0,1]时,2x∈[1,2],
∴2x-1∈[0,1],
∴满足条件①;
又g(1)=21-1=1,
∴满足条件②;
设x1≥0,x2≥0,且x1+x2≤1,则
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∵x1≥0,x2≥0,
∴
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g02/20111117/201111171607319371057.gif)
∴g(x1+x2)≥g(x1)+g(x2),
∴满足条件③,
∴同时满足①②③.
(Ⅲ)任给m,n∈[0,1],若m<n,f(m)≤f(n),
假设若x0<f(x0),则f(x0)≤f[f(x0)]=x0矛盾;
同理若x0>f(x0),则f(x0)≥f[f(x0)]=x0矛盾;
∴假设不成立,
∴f(x0)=x0。
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