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已知定义在(0,+∞)的函数f(x),对任意的x、y∈(0,+∞),都有f(xy)=f(x)+f(y),且当0<x<1时

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/08/11 07:05:01
已知定义在(0,+∞)的函数f(x),对任意的x、y∈(0,+∞),都有f(xy)=f(x)+f(y),且当0<x<1时,f(x)>0.
(1)证明:当x>1时,f(x)<0;
(2)判断函数f(x)的单调性并加以证明;
(3)如果对任意的x、y∈(0,+∞),f(x2+y2)≤f(a)+f(xy)恒成立,求实数a的取值范围.
已知定义在(0,+∞)的函数f(x),对任意的x、y∈(0,+∞),都有f(xy)=f(x)+f(y),且当0<x<1时
(1)∵f(xy)=f(x)+f(y),
令x=y=1,
则f(1)=f(1)+f(1),
所以f(1)=0,
再令y=
1
x,
则f(1)=f(x)+f(
1
x)=0,
当x>1时,0<
1
x<1.
∵f(
1
x)>0.
∴f(x)=-f(
1
x)<0
(2)任取x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,则f(x2)-f(x1)=f(
x2
x1)
∵x1<x2,所以
x2
x1>1,则f(
x2
x1)<0,f(x2)<f(x1),
∴f(x)在(0,+∞)上是减函数,
(3)f(x2+y2)≤f(a)+f(xy)恒成立,
∴f(x2+y2)≤f(axy)恒成立,
∵f(x)在(0,+∞)上是减函数,
∴x2+y2≥axy,
∴0<a≤
x2+y2
xy=
y
x+
x
y≥2,当且仅当x=y取等号,
∴实数a的取值范围(0,2]