设f(x)是定义在D上的函数,若对D中的任意两数x1,x2(x1≠x2),恒有f()<,则称f(x)为定义在D上的C函数.(Ⅰ)试判断函数f(x)=x2是否为定义域上

发布时间:2020-08-04 14:24:12

设f(x)是定义在D上的函数,若对D中的任意两数x1,x2(x1≠x2),恒有f()<,则称f(x)为定义在D上的C函数.
(Ⅰ)试判断函数f(x)=x2是否为定义域上的C函数,并说明理由;
(Ⅱ)若函数f(x)是R上的奇函数,试证明f(x)不是R上的C函数;
(Ⅲ)设f(x)是定义在D上的函数,若对任何实数a∈[0,1]以及D中的任意两数x1,x2(x1≠x2),恒有f(ax1+(1-a)x2)≤af(x1)+(1-a)f(x2),则称f(x)为定义在D?上的π函数.已知f(x)是R上的m函数.m是给定的正整数,设an=f(n),n=0,1,2,…m,且a0=0,am=2m,记Sf=a1+a2+…+am.对于满足条件的任意函数f(x),试求Sf的最大值.

网友回答

(Ⅰ))解:∵f(x1+x2)-[f(x1)+f(x2)]=(x1+x2)2-(+)=--+x1x2=-<0,
∴对定义域中的任意两数x1,x2恒有f(x1+x2)<f(x1)+f(x2)成立,
∴f(x)=x2是其定义域上的C函数;
(Ⅱ)证明:∵f(x)是定义在R上的奇函数,
∴f(0)=0,
∴x1=x2=0时,f(×0+)=f(0)+f(0),
∴f(x)不是定义在R上的C函数.
(Ⅲ)对任意0≤n≤m,取x1=m,x2=0,α=∈[0,1],
∵f(x)是R上的π函数,an=f(n),且a0=0,am=2m,
∴an=f(n)=f(αx1+(1-α)x2)≤αf(x1)+(1-α)f(x2)=×2m=2n;
那么Sf=a1+a2+…+am≤2×(1+2+…+m)=m2+m.
可知f(x)=2x是π函数,且使得an=2n(n=0,1,2,…,m)都成立,此时Sf=m2+m.
综上所述,Sf的最大值为m2+m.

解析分析:(Ⅰ)根据C函数定义,对D中的任意两数x1,x2(x1≠x2),恒有f()<,可用作差法证明f(x)=x2是否为定义域上的C函数;(Ⅱ)利用特殊值发进行判断,只要有一个点不满足即可;(Ⅲ)对任意0≤n≤m,取x1=m,x2=0,α=∈[0,1]利用α-β函数的概念求得an=2n,从而转化为等差数列的求和问题;

点评:本题考查函数的概念、最值及数列的求和,难点在于通过对π函数的理解转化为数列求和问题,属于难题.
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