已知定义域为[0,1]的函数f(x)同时满足:(1)对于任意x∈[0,1],总有f(x)≥0;(2)f(1)=1(3)若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,则有f(x

发布时间:2020-07-31 21:56:30

已知定义域为[0,1]的函数f(x)同时满足:
(1)对于任意x∈[0,1],总有f(x)≥0;(2)f(1)=1
(3)若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,则有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)
(Ⅰ)试求f(0)的值;
(Ⅱ)试求函数f(x)的最大值;
(Ⅲ)试证明:满足上述条件的函数f(x)对一切实数x,都有f(x)≤2x.

网友回答

解:(Ⅰ)∵f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)
∴f(1+0)≥f(1)+f(0),
∴f(0)≤0,
∵f(0)≥0,
故f(0)=0.
(Ⅱ)因为0≤x1<x2≤1,则0<x2-x1<1,
所以f(x2)=f(x2-x1+x1)≥f(x2-x1)+f(x1)≥f(x1)
故有f(x1)≤f(x2).
∴f(x)在[0,1]内是增函数,
于是当0≤x≤1时,有f(x)≤f(1)=1
因此,当x=1时,f(x)有最大值为1;
(Ⅲ)证明:研究①当x∈时,f(x)≤1<2x.
②当x∈时,
首先,f(2x)≥f(x)+f(x)=2f(x),
∴,
显然,当x∈时,
f(x)≤成立.
假设当时,有f(k)成立,其中k=1,2,…
那么当时,
f(x)≤=,
可知对于,总有,其中n=1,2,…
而对于任意,存在正整数n,使得,
此时.…11分
③当x=0时,f(0)=0≤2x…12分
综上可知,满足条件的函数f(x),对x∈[0,1],总有f(x)≤2x成立.
解析分析:(Ⅰ)直接取x1=1,x2=0利用f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)可得:f(0)≤0,再结合已知条件f(0)≥0即可求得f(0)=0;(Ⅱ)由0≤x1<x2≤1,则0<x2-x1<1,故有f(x2)=f(x2-x1+x1)≥f(x2-x1)+f(x1)≥f(x1),即f(x)在[0,1]内是增函数,故函数f(x)的最大值为f(1);(Ⅲ)①当x∈时,f(x)≤1<2x;②当x∈时,f(2x)≥f(x)+f(x)=2f(x),,当x∈时,f(x)≤成立.假设当时,有f(k)成立,其中k=1,2,…那么当时,f(x)≤=,故对于任意,存在正整数n,使得,此时;当x=0时,f(0)=0≤2x.所以,满足条件的函数f(x),对x∈[0,1],总有f(x)≤2x成立.

点评:本题主要是在新定义下对抽象函数进行考查,在做关于新定义的题目时,一定要先研究定义,在理解定义的基础上再做题.解题时要认真审题,注意数学归纳法的合理运用.
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