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f(x) 是定义在 R 上的函数. 定义性质 P: 若对任意 x1,x2R, 当 |x1|<|x2| 时, f(x1)<f(x2), 则称函数 f(x) 具有"性质 P".

  1. 判断函数 y=ex 是否具有"性质 P";
  2. y={ax,x0,x+b,x>0 具有"性质 P", 求所有 a,b 的解;
  3. 已知 f(x) 的值域为 [0,1), 且在 [0,+) 上是严格增函数, 证明: f(x) 是偶函数的充要条件是: f(x) 具有"性质 P".

  1. x1=1, x2=2, 则 |x1|<|x2|, 但是 f(x1)>1>f(x2), 因此 y=ex 没有"性质 P".
  2. x1>0, x2=(x1+ε), 这里 0<ε<x12, 则 |x2|>|x1|, 从而 f(x2)>f(x1)a(x1+ε)>x1+b. 再取 x3=(x1ε), 从而 |x1|>|x3|, 从而 f(x1)>f(x3)x1+b>a(x1ε). 这样我们有 a(x1+ε)>x1+b>a(x1ε),0<ε<x12,x1>0, 只能有 ax1=x1+b, 从而 a=1, b=0.
  3. 证明
    • 充分性 方法和 2 一样. 任意 x1<0, 取 x2=x1+ε, x3=x1ε, 这里 ε(0,x12) 保证 x2,x3 的符号. 则根据"性质 P"直接给出 1>f(x1+ε)>f(x1)>f(x1ε)0. (利用了值域条件). 从而 f(x1)(0,1), 因此 x0>0: f(x1)=f(x0). 也即 f(x1+ε)>f(x0)>f(x1ε). 再根据严格单调性, x1+ε>x0>x1ε, 所以只有 x0=x1. 也即 f(x1)=f(x1).
    • 必要性 如果 f(x) 是偶函数, 结合 [0,+) 上的严格单调性, x1,x2R, |x1|<|x2|, 有 f(x2)=f(|x2|)>f(|x1|)=f(x1), 从而"性质 P"存在.