已知定義域為[0,1]的函數f(x)同時滿足以下三個條件:
Ⅰ.對任意的x∈[0,1],總有f(x)≥0;Ⅱ.f(1)=1;Ⅲ.若x1≥0,x2≥0,且x1+x2≤1,則有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)成立.則稱f(x)為“友誼函數”,請解答下列各題:
(1)若已知f(x)為“友誼函數”,求f(0)的值;
(2)函數g(x)=2x-1在區(qū)間[0,1]上是否為“友誼函數”?并給出理由.
分析:(1)賦值可考慮取x1=x2=0,代入f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2),可得f(0)≥f(0)+f(0),由已知f(0)≥0,可得f(0)=0
(2)要判斷函數g(x)=2x-1在區(qū)間[0,1]上是否為“友誼函數,只要檢驗函數g(x)=2x-1在[0,1]上是否滿足[I]g(x)≥0;[Ⅱ]g(1)=1;[III]x1≥0,x2≥0,且x1+x2≤1,有g(x1+x2)≥g(x1)+g(x2)
解答:解:(1)取x1=x2=0,代入f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2),
得f(0)≥f(0)+f(0),化簡可得f(0)≤0
又由f(0)≥0,得f(0)=0
(2)顯然g(x)=2x-1在[0,1]上滿足[Ⅰ]g(x)≥0;[Ⅱ]g(1)=1.
若x1≥0,x2≥0,且x1+x2≤1,則有
g(x1+x2)-[g(x1)+g(x2)]=2x1+x2-1-[(2x1-1)+(2x2-1)]=(2x2-1)(2x1-1)≥0
故g(x)=2x-1滿足條件[1]、[2]、[3],所以g(x)=2x-1為友誼函數.
點評:采用賦值法是解決抽象函數的性質應用的常用方法,而函數的新定義往往轉化為一般函數性質的研究,本題結合指數函數的性質研究函數的函數的函數值域的應用,指數函數的單調性的應用.