已知函数f(x)在R上有定义,对任何实数a>0和任何实数x,都有f(ax)=af(x

已知函数f(x)在R上有定义,对任何实数a>0和任何实数x,都有f(ax)=af(x).

(1)证明:f(0)=0;

(2)证明f(x)=其中k和h均为常数;

(3)当(2)中的k>0时,设g(x)=+f(x)(x>0),讨论g(x)在(0,+∞)内的单调性并求极值.

答案

(1)证明:对于任意的a>0,x∈R,均有f(ax)=af(x),①

在①中取a=2,x=0,即得f(0)=2f(0).

∴f(0)=0.②

(2)证明:当x>0时,由①得f(x)=f(x·1)=xf(1).

取k=f(1),则有f(x)=kx,③

当x<0时,由①得f(x)=f[(-x)·(-1)]=(-x)f(-1).

取h=-f(-1),则有f(x)=hx,④

综合②③④得f(x)=

(3)解:解法1:由(2)中的③知当x>0时,g(x)=+kx,从而g′(x)=-+k=,x>0.又因为k>0,由此可得

X

(0,)

(,+∞)

g′(x)

-

0

+

g(x)

极小值2

所以g(x)在区间(0,)内单调递减,在区间(,+∞),内单调递增,在x=处取得极小值2.

解法2:由(2)中的③知当x>0时,g(x)=+kx.

设x1、x2∈(0,+∞),且x1<x2,则

g(x2)-g(x1)=(k2x1x2-1).

又因为k>0,所以

①当0<x1<x2时,g(x2)<g(x1);

②当0<<x1<x2时,g(x2)>g(x1).

所以g(x)在区间(0, )内单调递减,在区间(,+∞)内单调递增,在x=处取得极小值2.

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