解答题已知函数f(x)满足:对任意实数a、b都有f(a?b)=af(b)+bf(a).

发布时间:2020-07-09 07:06:32

解答题已知函数f(x)满足:对任意实数a、b都有f(a?b)=af(b)+bf(a).
(1)求证:f(x)为奇函数;
(2)设,记an=f(2n),n∈N*,求数列{an}的前n项和Sn;
(3)若对一切实数x,均有|f(x)|≤1,试证:?x∈R,f(x)=0.

网友回答

解:(1)由已知得f(0)=f(0×0)=0?f(0)+0?f(0)=0,
又f(1)=f(1×1)=1?f(1)+1?f(1)=2f(1),∴f(1)=0
又f(1)=f[(-1)?(-1)]=(-1)?f(-1)+(-1)?f(-1)=-2f(-1),∴f(-1)=0
∴f(-x)=f[(-1)?x]=-f(x)+xf(-1)=-f(x),∴f(x)为奇函数.

(2)∵,∴
∴an+1=f(2n+1)=f(2×2n)=2f(2n)+2nf(2)=2an+2n+1,
∴,又∵,
∴数列是首项为1,公差为1的等差数列,∴,an=n?2n(n∈N*),
∴Sn=1?2+2?22+3?23++n?2n,2Sn=1?22+2?23+3?24++(n-1)?2n+n?2n+1,
∴Sn=n?2n+1-(2+22+23++2n)=n?2n+1-2(2n-1)=(n-1)?2n+1+2.

(3)记,由(1)知,h(x)为偶函数,
由f(ab)=af(b)+bf(a),得,
即h(ab)=h(a)+h(b),易知h(1)=0
假设存在x0≠0,使得h(x0)=t(t≠0),因h(x)为偶函数,故不妨设x0>0.
①若x0>1,则当n∈N*时,h(x0n)=n?h(x0)=nt,即,
∴f(x0n)=n?t?x0n,故必存在足够大的正整数n,使得|f(x0n)|=|n?t?x0n|>1
这与已知“对一切实数x,均有|f(x)|≤1”矛盾;
?②若0<x0<1,则由得
同理可得,必存在足够大的正整数n,使得
这也与已知“对一切实数x,均有|f(x)|≤1”矛盾;
综上所述,假设不能成立,故对一切实数x,f(x)恒为零.
即:?x∈R,f(x)=0解析分析:(1)通过f(a?b)=af(b)+bf(a)给a,b赋值,可求得f(1)=0,f(-1)=0,从而得到f(-x)=-f(x)即可得证.(2)由an=f(2n)可得数列{an}的递推式,然后通过构造得,得其通项,从而求得数列{an}的通项公式,利用求和公式即可求其前n项和Sn.(3)要证?x∈R,f(x)=0成立,直接证不好证,利用反证法,通过构造新函数,利用函数的奇偶性和f(x)的有界性,命题得证.点评:本题主要考查了函数奇偶性的判断,以及赋值法研究抽象函数,同时考查了数列通项和前n项和的求法和反证法证明命题.综合性很强,需要学生扎实的基础和灵活的解题能力,是个难题.
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