已知函数f(x)满足:对任意x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)?f(y)-f(x)-f(y)+2成立,且x>0时,f(x)>2,
(1)求f(0)的值,并证明:当x<0时,1<f(x)<2.
(2)判断f(x)的单调性并加以证明.
(3)若函数g(x)=|f(x)-k|在(-∞,0)上递减,求实数k的取值范围.
网友回答
解:(1)∵f(x+y)=f(x)?f(y)-f(x)-f(y)+2令x=y=0,
f(0)=f(0)?f(0)-f(0)-f(0)+2
∴f2(0)-3f(0)+2=0,f(0)=2或?f(0)=1
若?f(0)=1
?则?f(1)=f(1+0)=f(1)?f(0)-f(1)-f(0)+2=1,
与已知条件x>0时,f(x)>2相矛盾,∴f(0)=2 ????????????????????????(1分)
设x<0,则-x>0,那么f(-x)>2
又2=f(0)=f(x-x)=f(x)?f(-x)-f(x)-f(-x)+2
∴
∵f(-x)>2
,∴,从而1<f(x)<2(3分)
(2)函数f(x)在R上是增函数
设x1<x2则x2-x1>0,∴f(x2-x1)>2
f(x2)=f(x2-x1+x1)=f(x2-x1)f(x1)-f(x2-x1)-f(x1)+2
=f(x2-x1)[f(x1)-1]-f(x1)+2
∵由(1)可知对x∈R,f(x)>1,∴f(x1)-1>0,又f(x2-x1)>2
∴f(x2-x1)?[f(x1)-1]>2f(x1)-2
f(x2-x1)[f(x1)-1]-f(x1)+2>f(x1)
即f(x2)>f(x1)
∴函数f(x)在R上是增函数???????????????????????????????????????????????(3分)
(3)∵由(2)函数f(x)在R上是增函数
∴函数y=f(x)-k在R上也是增函数
若函数g(x)=|f(x)-k|在(-∞,0)上递减
则x∈(-∞,0)时,g(x)=|f(x)-k|=k-f(x)
即x∈(-∞,0)时,f(x)-k<0,
∵x∈(-∞,0)时,f(x)<f(0)=2,∴k≥2(3分)
解析分析:(1)f(x+y)=f(x)?f(y)-f(x)-f(y)+2中,令x=y=0,再验证即可求出f(0)=2.设x<0,则-x>0,利用结合x>0时,f(x)>2,再证明.(2)设x1<x2,将f(x2)转化成f(x2-x1+x1)=f(x2-x1)f(x1)-f(x2-x1)-f(x1)+2=f(x2-x1)[f(x1)-1]-f(x1)+2,得出了f(x2)与f(x1)关系表达式,且有f(x2-x1)>2,可以证明其单调性.?(3)结合(2)分析出x∈(-∞,0)时,f(x)-k<0,k大于?f(x)的最大值即可.
点评:本题是抽象函数类型问题.解决的办法是紧紧抓住题目中给出的抽象函数的性质,对字母灵活准确地赋值,一般可求出某一函数值,f(x)与f(-x) 的关系式,在探讨单调性时,可将区间上的实数x1,x2,写成x2 =(x2-x1 )+x1 或x2 =(x2÷x1 )×x1 建立f(x2)与f(x1)关系式,结合前述性质证明.