已知函数y=f(x)的定义域为R,对任意x、x′∈R均有f(x+x′)=f(x)+f(x′),且对任意x>0,都有f(x

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  • 解题思路:(1)可根据函数单调性的定义进行论证,考虑证明过程中如何利用题设条件.

    (2)可根据函数奇偶性的定义进行证明,应由条件先得到f(0)=0后,再利用条件f(x1+x2)=f(x1)+f(x2)中x1、x2的任意性,可使结论得证.

    (3)由(1)的结论可知f(m)、f(n)分别是函数y=f(x)在[m、n]上的最大值与最小值,故求出f(m)与f(n)就可得所求值域.

    (1)证明:任取x1、x2∈R,且x1<x2,f(x2)=f[x1+(x2-x1)],

    于是由题设条件f(x+x′)=f(x)+f(x′)可知f(x2)=f(x1)+f(x2-x1).

    ∵x2>x1,∴x2-x1>0.∴f(x2-x1)<0.

    ∴f(x2)=f(x1)+f(x2-x1)<f(x1).

    故函数y=f(x)是单调减函数.

    (2)证明:∵对任意x、x′∈R均有f(x+x′)=f(x)+f(x′),

    ∴若令x=x′=0,则f(0)=f(0)+f(0).

    ∴f(0)=0.

    再令x′=-x,则可得f(0)=f(x)+f(-x).

    ∵f(0)=0,∴f(-x)=-f(x).故y=f(x)是奇函数.

    (3)由函数y=f(x)是R上的单调减函数,

    ∴y=f(x)在[m,n]上也为单调减函数.

    ∴y=f(x)在[m,n]上的最大值为f(m),最小值为f(n).

    ∴f(n)=f[1+(n-1)]=f(1)+f(n-1)=2f(1)+f(n-2)═nf(1).

    同理,f(m)=mf(1).

    ∵f(3)=-3,∴f(3)=3f(1)=-3.

    ∴f(1)=-1.∴f(m)=-m,f(n)=-n.

    因此,函数y=f(x)在[m,n]上的值域为[-n,-m].

    点评:

    本题考点: 抽象函数及其应用.

    考点点评: (1)满足题设条件f(x+x′)=f(x)+f(x′)的函数,只要其定义域是关于原点对称的,它就为奇函数.

    (2)若将题设条件中的x>0,均有f(x)<0改成均有f(x)>0,则函数f(x)就是R上的单调增函数.

    (3)若题设条件中的m、n∈Z去掉,则我们就无法求出f(m)与f(n)的值,故m、n∈Z不可少.