题目内容

【题目】已知函数y=f(x)满足以下条件:①定义在正实数集上;②f( )=2;③对任意实数t,都有f(xt)=tf(x)(x∈R+).
(1)求f(1),f( )的值;
(2)求证:对于任意x,y∈R+ , 都有f(xy)=f(x)+f(y);
(3)若不等式f(loga(x﹣3a)﹣1)﹣f(﹣ )≥﹣4对x∈[a+2,a+ ]恒成立,求实数a的取值范围.

【答案】
(1)解:令t=0,则f(x0)=0f(x)=0,即f(1)=0;

由f( )=2,则f( )=2f( )=4


(2)证明:设0<a<1,由于x,y>0,存在m,n,使x=am,y=an

f(xy)=f(aman)=f(am+n)=(m+n)f(a),

f(x)+f(y)=f(am)+f(an)=mf(a)+nf(a)=(m+n)f(a).

则有f(xy)=f(x)+f(y)


(3)解:先证f(x)在x>0上递减.

由于f(x)=f( )= f( )=2 ,则f(x)在x>0上递减.

再求a的取值范围,a>0,a≠1,

又不等式f(loga(x﹣3a)﹣1)﹣f(﹣ )≥﹣4对x∈[a+2,a+ ]恒成立,

则x﹣3a>0,x﹣a>0,对x∈[a+2,a+ ]恒成立,a+2﹣3a>0,且a+2﹣a>0,

则0<a<1,在x>0上,loga(x﹣3a)﹣1>0,即x﹣3a<a,对x∈[a+2,a+ ]恒成立,

则有a+ <4a,解得,a>

﹣loga >0,即x﹣a>1,对x∈[a+2,a+ ]恒成立,a+2﹣a>1恒成立.

由(2)中令x= ,y=4,则f(1)=f( )+f(4),f(4)=﹣4,

f(loga(x﹣3a)﹣1)≥f(4)+f(﹣ loga(x﹣a))=f(﹣loga(x﹣a)),

由于f(x)在x>0上递减,则loga(x﹣3a)+loga(x﹣a)≤1,等价为loga(x2﹣4ax+3a2)≤1.

由0<a<1,则x=2a在[a+2,a+ ]的左侧,

令g(x)=loga(x2﹣4ax+3a2),g(x)在[a+2,a+ ]递减,

g(x)max=g(a+2)≤1,即loga(4﹣4a)≤1,即4﹣4a≥a,

解得,a

综上,可得, <a≤


【解析】(1)令t=0,即可得到f(1),再令x= ,t=2,即可得到;(2)设0<a<1,由于x,y>0,存在m,n,使x=am , y=an , 代入计算即可得证;(3)运用对数函数的单调性,证得f(x)在x>0上递减.由条件结合对数的真数大于0,解得,a> ;由loga(x﹣3a)+loga(x﹣a)≤1,等价为loga(x2﹣4ax+3a2)≤1.令g(x)=loga(x2﹣4ax+3a2),根据g(x)的单调性,即可得到a的范围.

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