已知函数f(x)的定义域为[0,1],且同时满足:①对于任意x∈[0,1],总有f(x)≥3;②f(1)=4;③若x1
已知函数f(x)的定义域为[0,1],且同时满足:①对于任意x∈[0,1],总有f(x)≥3;②f(1)=4;③若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,则有f(x1+x2)...
已知函数f(x)的定义域为[0,1],且同时满足:①对于任意x∈[0,1],总有f(x)≥3;②f(1)=4;③若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,则有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)-3.(I)求f(0)的值;(II)求函数f(x)的最大值;(III)设数列{an}的前n项和为Sn,满足a1=1,Sn=?12(an?3),n∈N*,求证:f(a1)+f(a2)+…+f(an)<32log327a2n.
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(Ⅰ) 解:令x1=x2=0,则有f(0)≥2f(0)-3,即f(0)≤3
又对于任意x∈[0,1],总有f(x)≥3,
∴f(0)=3 (3分)
(Ⅱ)解:任取x1,x2∈[0,1],x1<x2,
f(x2)=f[(x2-x1)+x1]≥f(x2-x1)+f(x1)-3
∵0≤x1<x2≤1,则0<x2-x1<1,
∴f(x2-x1)≥3
∴f(x2)≥f(x1)+3-3=f(x1),即f(x)在[0,1]上递增.
∴当x∈[0,1]时,f(x)≤f(1)=4
∴f(x)的最大值为4 (6分)
(Ⅲ)证明:当n>1时,an=Sn-Sn-1=-
(an-3)-
(an-1-3),
∴
=
∴数列{an}是以a1=1为首项,公比为
的等比数列.
∴an=
(8分)
f(1)=f[3n-1
]=f[
+(3n-1-1)×
]≥f(
)+f[(3n-1-1)×
]-3≥…
即 4≥3n-1f(
)-3n+3.(10分)
∴f(
)≤
=3+
,即f(an)≤3+
.
∴f(a1)+f(a2)+…+f(an)≤(3+
)+(3+
)+…+(3+
又对于任意x∈[0,1],总有f(x)≥3,
∴f(0)=3 (3分)
(Ⅱ)解:任取x1,x2∈[0,1],x1<x2,
f(x2)=f[(x2-x1)+x1]≥f(x2-x1)+f(x1)-3
∵0≤x1<x2≤1,则0<x2-x1<1,
∴f(x2-x1)≥3
∴f(x2)≥f(x1)+3-3=f(x1),即f(x)在[0,1]上递增.
∴当x∈[0,1]时,f(x)≤f(1)=4
∴f(x)的最大值为4 (6分)
(Ⅲ)证明:当n>1时,an=Sn-Sn-1=-
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∴
an |
an?1 |
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∴数列{an}是以a1=1为首项,公比为
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3 |
∴an=
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3n?1 |
f(1)=f[3n-1
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即 4≥3n-1f(
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3n?1 |
∴f(
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3n+1 |
3n?1 |
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3n?1 |
1 |
3n?1 |
∴f(a1)+f(a2)+…+f(an)≤(3+
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