问题标题:
已知函数f(x)的定义域为[0,1],且同时满足①f(1)=3;②f(x)≥2恒成立,③若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,则有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)-2.(1)试求函数f(x)的最大值和最小值;(2)试
问题描述:
已知函数f(x)的定义域为[0,1],且同时满足①f(1)=3;②f(x)≥2恒成立,③若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,则有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)-2.
(1)试求函数f(x)的最大值和最小值;
(2)试比较f()与+2(n∈N)的大小.
寇仲元回答:
(1)(Ⅰ)对于抽象函数的最值问题,可考虑此函数的单调性;
(Ⅱ)由题中条件:f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)-2,令,得,利用它进行放缩,可证得答案.
【解析】
(1)设0≤x1<x2≤1,则必存在实数t∈(0,1),使得x2=x1+t,
由条件③得,f(x2)=f(x1+t)≥f(x1)+f(t)-2,
∴f(x2)-f(x1)≥f(t)-2,
由条件②得,f(x2)-f(x1)≥0,
故当0≤x≤1时,有f(0)≤f(x)≤f(1).
又在条件③中,令x1=0,x2=1,得f(1)≥f(1)+f(0)-2,
即f(0)≤2,∴f(0)=2,
故函数f(x)的最大值为3,最小值为2.
(2)在条件③中,令,得,
即,
故当n∈N*时,有…,
即.
又,
所以对一切n∈N,都有.
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