在R+上的递减函数f(x)同时满足:(1)当且仅当x∈M?R+时,函数值f(x)的集合为[0,2];(2)f()=1;(3)对M中的任意x1、x2都有f(x1?x2)=f(x1)+f(x2);(4)y=f(x)在M上的反函数为y=f-1(x).
(1)求证:∈M,但?M;
(2)求证:f-1(x1)?f-1(x2)=f-1(x1+x2);
(3)解不等式:f-1(x2-x)?f-1(x-1)≤.
网友回答
解:(1)证明:因为∈M,又=,f()=1,
所以f()=f(×)=f()+f()=2∈[0,2],所以∈M,
又因为f()=f(×)=f()+f()=3?[0,2],所以?M;
(2)因为y=f(x)在M上递减,所以y=f(x)在M有反函数y=f-1(x),x∈[0,2]
任取x1、x2∈[0,2],设y1=f-1(x1),y2=f-1(x2),
所以x1=f(y1),x2=f(y2)(y1、y2∈M)
因为x1+x2=f(y1)+f(y2)=f(y1y2),
所以y1y2=f-1(x1+x2),又y1y2=f-1(x1)f-1(x2),
所以:f-1(x1)?f-1(x2)=f-1(x1+x2);
(3)因为y=f(x)在M上递减,所以f-1(x)在[0,2]上也递减,
f-1(x2-x)?f-1(x-1)≤等价于:f-1(x2-x+x-1)≤f-1(1)
即:
所以≤x≤2.
解析分析:(1)根据当且仅当x∈M?R+时,函数值f(x)的集合为[0,2],且f()=1,对M中的任意x1、x2都有f(x1?x2)=f(x1)+f(x2),即可证得结论;(2)根据y=f(x)在M上递减,可得y=f(x)在M有反函数y=f-1(x),x∈[0,2],任取x1、x2∈[0,2],设y1=f-1(x1),y2=f-1(x2),所以x1=f(y1),x2=f(y2)(y1、y2∈M),代入f(x1?x2)=f(x1)+f(x2)即可证得结论;(3)f-1(x2-x)?f-1(x-1)≤等价于:f-1(x2-x+x-1)≤f-1(1),利用函数的单调性,即可把原不等式转化为,解此不等式组即可求得结果.
点评:此题考查抽象函数及其应用,反函数以及利用函数的单调性解不等式等问题,特别是问题(3),利用函数的单调性把不等式f-1(x2-x)?f-1(x-1)≤转化为,是解题的关键,体现了转化的思想,同时考查了学生灵活应用知识分析解决问题的能力和运算能力,属中档题.