(2011•西城区二模)若函数f(x)对任意的x∈R,均有f(x-1)+f(x+1)≥2f(x),则称函数f(x)具有性

1个回答

  • 证明:(Ⅰ)①函数f(x)=ax(a>1)具有性质P.…(1分)

    f(x−1)+f(x+1)−2f(x)=ax−1+ax+1−2ax=ax(

    1

    a+a−2),

    因为a>1,ax(

    1

    a+a−2)>0,…(3分)

    即f(x-1)+f(x+1)≥2f(x),

    此函数为具有性质P.

    ②函数f(x)=x3不具有性质P.…(4分)

    例如,当x=-1时,f(x-1)+f(x+1)=f(-2)+f(0)=-8,2f(x)=-2,…(5分)

    所以,f(-2)+f(0)<f(-1),

    此函数不具有性质P.

    (Ⅱ)假设f(i)为f(1),f(2),…,f(n-1)中第一个大于0的值,…(6分)

    则f(i)-f(i-1)>0,

    因为函数f(x)具有性质P,

    所以,对于任意n∈N*,均有f(n+1)-f(n)≥f(n)-f(n-1),

    所以f(n)-f(n-1)≥f(n-1)-f(n-2)≥…≥f(i)-f(i-1)>0,

    所以f(n)=[f(n)-f(n-1)]+…+[f(i+1)-f(i)]+f(i)>0,

    与f(n)=0矛盾,

    所以,对任意的i∈{1,2,3,…,n-1}有f(i)≤0.…(9分)

    (Ⅲ)不成立.

    例如f(x)=

    x(x−n)x为有理数

    x2 x为无理数.…(10分)

    证明:当x为有理数时,x-1,x+1均为有理数,f(x-1)+f(x+1)-2f(x)=(x-1)2+(x+1)2-2x2-n(x-1+x+1-2x)=2,

    当x为无理数时,x-1,x+1均为无理数,f(x-1)+f(x+1)-2f(x)=(x-1)2+(x+1)2-2x2=2

    所以,函数f(x)对任意的x∈R,均有f(x-1)+f(x+1)≥2f(x),

    即函数f(x)具有性质P.…(12分)

    而当x∈[0,n](n>2)且当x为无理数时,f(x)>0.

    所以,在(Ⅱ)的条件下,“对任意x∈[0,n]均有f(x)≤0”不成立.…(13分)

    (其他反例仿此给分.

    如f(x)=

    0(x为有理数)

    1(x为无理数),f(x)=