题目内容

设f(x)是定于在(0,1)上的函数,且满足:①对任意x∈(0,1),恒有f(x)>0;②对任意x1,x2∈(0,1),恒有
f(x1)
f(x2)
+
f(1-x1)
f(1-x2)
≤2,则关于函数f(x)有:
(1)对任意x∈(0,1),都有f(x)>f(1-x);
(2)对任意x∈(0,1),都有f(x)=f(1-x);
(3)对任意x∈(0,1),恒有f′(x)=0;
(4)当x∈(0,1),函数y=
f(x)
x
+x为减函数.
上述四个命题中正确的有______.
因为对任意x∈(0,1),恒有f(x)>0,
所以令x1=x,x2=1-x,则
f(x)
f(1-x)
+
f(1-x)
f(x)
≥2
f(x)
f(1-x)
?
f(1-x)
f(x)
=2

由②知
f(x)
f(1-x)
+
f(1-x)
f(x)
≤2
,所以必有
f(x)
f(1-x)
+
f(1-x)
f(x)
=2
,当且仅当
f(x)
f(1-x)
=
f(1-x)
f(x)
=1
,即f(x)=f(1-x)时取等号,所以(1)错误,(2)正确.
(3)将②中的变量x1,x2,交换位置得
f(x2)
f(x1)
+
f(1-x2)
f(1-x1)
≤2
,③,将②③相加得
f(x2)
f(x1)
+
f(1-x2)
f(1-x1)
+
f(x1)
f(x2)
+
f(1-x1)
f(1-x2)
≤4

因为
f(x2)
f(x1)
+
f(x1)
f(x2)
≥2
f(x2)
f(x1)
?
f(x1)
f(x2)
=2
f(1-x2)
f(1-x1)
+
f(1-x1)
f(1-x2)
≥2
f(1-x2)
f(1-x1)
?
f(1-x1)
f(1-x2)
=2

所以
f(x2)
f(x1)
+
f(x1)
f(x2)
+
f(1-x2)
f(1-x1)
+
f(1-x1)
f(1-x2)
≥4
,所以
f(x2)
f(x1)
+
f(x1)
f(x2)
+
f(1-x2)
f(1-x1)
+
f(1-x1)
f(1-x2)
=4

当且仅当,
f(x2)
f(x1)
=
f(x1)
f(x2)
=1,
f(1-x2)
f(1-x1)
=
f(1-x1)
f(1-x2)
=1
,取等号,所以f(x1)=f(x2),即对任意的变量x1,x2,都有所以f(x1)=f(x2),
所以f(x)为常数,所以f'(x)=0,所以(3)成立.
(4)因为f(x)为常数,所以设f(x)=c>0,
所以y=
f(x)
x
+x=
c
x
+x
,函数的导数为y'=1-
c
x2
,当x>0时,由y'<0得,0<x<
c
,所以函数在(0,
c
)上单调递减,所以当c<1时,函数y=
f(x)
x
+x为减函数不一定正确.
故正确的是(2)(3).
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