设函数f(x)的定义域为R,对任意的实数x,y都有f(x+y)=f(x)+f(y);当x<0时,f(x)<0,且f(1)=1.
(1)判断并证明f(x)在(-∞,+∞)上的单调性;
(2)若数列{an}满足:0<a1<1,且2-an+1=f(2-an),证明:对任意的n∈N*,0<an<1.在线课程(1)解:f(x)在(-∞,+∞)上单调递增,证明如下:
设任意x1,x2∈(-∞,+∞),且x1<x2,则
∵x1-x2<0,∴f(x1-x2)<0,∴f(x1)=f[(x1-x2)+x2]=f(x1-x2)+f(x2)<f(x2)
即f(x1)<f(x2),
∴f(x)在(-∞,+∞)上单调递增.…(6分)
(2)证明:在f(x+y)=f(x)+f(y)中,令x=y=1,得f(2)=f(1)+f(1)=2.
令x=y=0,得f(0)=f(0)+f(0),∴f(0)=0.
令y=-x,得f(-x)+f(x)=0,即f(-x)=-f(x)
∴2-an+1=f(2-an),∴2-an+1=f(2)+f(-an)
∴2-an+1=2-f(an),∴an+1=f(an)
下面用数学归纳法证明:…(9分)
①当n=1时,0<a1<1,不等式成立;
②假设当n=k(k∈N*)时,不等式成立,即0<ak<1,
则∵f(x)在(-∞,+∞)上单调递增,
∴f(0)<ak+1=f(ak)<f(1),∴0<ak+1<1,
即当n=k+1时不等式也成立.
综上①②,由数学归纳法原理可知对任意的n∈N*,0<an<1…(14分)
分析:(1)f(x)在(-∞,+∞)上单调递增,利用单调性的定义进行证明即可;
(2)利用赋值法,可得an+1=f(an),再用数学归纳法,证明即可.
点评:本题考查函数的单调性,考查数学归纳法的运用,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
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