設(shè)f(x)是定于在(0,1)上的函數(shù),且滿足:①對任意x∈(0,1),恒有f(x)>0;②對任意x1,x2∈(0,1),恒有
f(x1)
f(x2)
+
f(1-x1)
f(1-x2)
≤2,則關(guān)于函數(shù)f(x)有:
(1)對任意x∈(0,1),都有f(x)>f(1-x);
(2)對任意x∈(0,1),都有f(x)=f(1-x);
(3)對任意x∈(0,1),恒有f′(x)=0;
(4)當(dāng)x∈(0,1),函數(shù)y=
f(x)
x
+x為減函數(shù).
上述四個命題中正確的有
(2)(3)
(2)(3)
分析:觀察四個命題(1)(2)兩個不能同時成立,對于命題(1)(2)可采取令x1=x,x2=1-x,利用基本不等式證明;
(3)證明函數(shù)f(x)為常數(shù)即可.(4)利用(3)的結(jié)論證明(4).
解答:解:因為對任意x∈(0,1),恒有f(x)>0,
所以令x1=x,x2=1-x,則
f(x)
f(1-x)
+
f(1-x)
f(x)
≥2
f(x)
f(1-x)
?
f(1-x)
f(x)
=2

由②知
f(x)
f(1-x)
+
f(1-x)
f(x)
≤2
,所以必有
f(x)
f(1-x)
+
f(1-x)
f(x)
=2
,當(dāng)且僅當(dāng)
f(x)
f(1-x)
=
f(1-x)
f(x)
=1
,即f(x)=f(1-x)時取等號,所以(1)錯誤,(2)正確.
(3)將②中的變量x1,x2,交換位置得
f(x2)
f(x1)
+
f(1-x2)
f(1-x1)
≤2
,③,將②③相加得
f(x2)
f(x1)
+
f(1-x2)
f(1-x1)
+
f(x1)
f(x2)
+
f(1-x1)
f(1-x2)
≤4

因為
f(x2)
f(x1)
+
f(x 1)
f(x2)
≥2
f(x2)
f(x1)
?
f(x 1)
f(x2)
=2
,
f(1-x2)
f(1-x1)
+
f(1-x1)
f(1-x2)
≥2
f(1-x2)
f(1-x1)
?
f(1-x1)
f(1-x2)
=2

所以
f(x2)
f(x1)
+
f(x 1)
f(x2)
+
f(1-x2)
f(1-x1)
+
f(1-x1)
f(1-x2)
≥4
,所以
f(x2)
f(x1)
+
f(x 1)
f(x2)
+
f(1-x2)
f(1-x1)
+
f(1-x1)
f(1-x2)
=4

當(dāng)且僅當(dāng),
f(x2)
f(x1)
=
f(x 1)
f(x2)
=1,
f(1-x2)
f(1-x1)
=
f(1-x1)
f(1-x2)
=1
,取等號,所以f(x1)=f(x2),即對任意的變量x1,x2,都有所以f(x1)=f(x2),
所以f(x)為常數(shù),所以f'(x)=0,所以(3)成立.
(4)因為f(x)為常數(shù),所以設(shè)f(x)=c>0,
所以y=
f(x)
x
+x=
c
x
+x
,函數(shù)的導(dǎo)數(shù)為y'=1-
c
x2
,當(dāng)x>0時,由y'<0得,0<x<
c
,所以函數(shù)在(0,
c
)上單調(diào)遞減,所以當(dāng)c<1時,函數(shù)y=
f(x)
x
+x為減函數(shù)不一定正確.
故正確的是(2)(3).
點評:本題考點是抽象函數(shù)及其應(yīng)用,解決本題的關(guān)鍵是構(gòu)造出可以利用基本不等式求最值的形式,利用等號成立的條件找到命題正確判斷的依據(jù),綜合性較強(qiáng),難度較大.
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