解题思路:(1)对于函数f1(x)=x2利用C函数的定义,对任意实数x1,x2及α∈(0,1),f(αx1+(1-α)x2)-αf(x1)-(1-α)f(x2)=-α(1-α)(x1-x2)2≤0;对于函数
f
2
(x)=
1
x
(x<0)
,可取x1=-3,x2=-1,
α=
1
2]⇒f(αx1+(1-α)x2)-αf(x1)-(1-α)f(x2)=[1/6]>0⇒
f
2
(x)=
1
x
(x<0)
不是C函数;
(2)对任意0≤n≤m,取x1=m,x2=0,
α=
n
m
∈[0,1]
,利用C函数的概念求得an=2n,从而转化为等差数列的求和
问题.
(Ⅰ)f1(x)=x2是C函数,证明如下:
对任意实数x1,x2及α∈(0,1),
有f(αx1+(1-α)x2)-αf(x1)-(1-α)f(x2)=(αx1+(1-α)x2)2-αx12-(1-α)x22=-α(1-α)x12-α(1-α)x22+2α(1-α)x1x2=-α(1-α)(x1-x2)2≤0.
即f(αx1+(1-α)x2)≤αf(x1)+(1-α)f(x2).
∴f1(x)=x2是C函数.
f2(x)=
1
x(x<0)不是C函数,证明如下:
取x1=-3,x2=-1,α=
1
2,
则f(αx1+(1-α)x2)-αf(x1)-(1-α)f(x2)=f(−2)−
1
2f(−3)−
1
2f(−1)=−
1
2+
1
6+
1
2>0.
即f(αx1+(1-α)x2)>αf(x1)+(1-α)f(x2).
∴f2(x)=
1
x(x<0)不是C函数.
(Ⅱ) 对任意0≤n≤m,取x1=m,x2=0,α=
n
m∈[0,1],
∵f(x)是R上的C函数,an=f(n),且a0=0,am=2m,
∴an=f(n)=f(αx1+(1-α)x2)≤αf(x1)+(1-α)f(x2)=[n/m×2m=2n;
那么Sf=a1+a2+…+am≤2×(1+2+…+m)=m2+m.
可证f(x)=2x是C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.
点评:
本题考点: 数列的求和;函数的最值及其几何意义.
考点点评: 本题考查函数的概念与最值及数列的求和,难点在于(1)中f2(x)=1x(x<0)不是C函数的判断(特值排除法)及(2)中Sf的最大值的求法,通过对C函数的理解转化为数列求和问题,属于难题.
1年前
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