题目内容

(本小题满分14分)

    已知定义域为[0, 1]的函数f(x)同时满足:

    ①对于任意的x[0, 1],总有f(x)≥0;

    ②f(1)=1; 

    ③若0≤x1≤1, 0≤x2≤1, x1+x2≤1, 则有f (x1+x2) ≥ f (x1)+f (x2).

   (1)试求f(0)的值;

   (2)试求函数f(x)的最大值;

(3)试证明:当x, nN+时,f(x)<2x.

 

【答案】

(1)f(0)=0

(2)f(x)取最大值1.

(3)略

【解析】(1)令x1=x2=0,依条件(3)可得f(0+0)≥2f(0),即f(0)≤0

又由条件(1)得f(0)≥0 故f(0)=0                               …………3分

(2)任取0≤x1<x2≤1可知x2-x1(0,1],则              

f(x2)=f[(x2-x1)+x1]≥f(x2-x1)+f(x1)≥f(x1)

于是当0≤x≤1时,有f(x)≤f(1)=1因此当x=1时,f(x)取最大值1.…………8分

(3)证明:先用数学归纳法证明:当x(nN+)时,f(x)≤

10当n=1时,x,f(x)≤f(1)=1=,不等式成立.

当n=2时,x,<2x≤1,f(2x)≤1,f(2x)≥f(x)+f(x)=2f(x)

∴f(x)≤f(2x)≤ 不等式成立.

20假设当n=k(kN+,k≥2)时,不等式成立,即x时,f(x)≤

则当n=k+1时,x,记t=2x,则t=2x, ∴f(t)≤

而f(t)=f(2x)≥2f(x),∴f(x)≤f(2x)=f(t)≤

因此当n=k+1时不等式也成立.

由10,20知,当x(nN+)时,f(x)≤

又当x(nN+)时,2x>, 此时f(x)<2x.

综上所述:当x(nN+)时,有f(x)<2x.  ………… 14分

 

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