(2008•奉贤区一模)我们将具有下列性质的所有函数组成集合M:函数y=f(x)(x∈D),对任意x,y,x+y2∈D均

(2008•奉贤区一模)我们将具有下列性质的所有函数组成集合M:函数y=f(x)(x∈D),对任意x,y,
x+y
2
∈D
均满足f(
x+y
2
)≥
1
2
[f(x)+f(y)]
,当且仅当x=y时等号成立.
(1)若定义在(0,+∞)上的函数f(x)∈M,试比较f(3)+f(5)与2f(4)大小.
(2)设函数g(x)=-x2,求证:g(x)∈M.
(3)已知函数f(x)=log2x∈M.试利用此结论解决下列问题:若实数m、n满足2m+2n=1,求m+n的最大值.
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行行出状元 幼苗

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解题思路:(1)根据对任意x,y,
x+y
2
∈D
均满足f(
x+y
2
)≥
1
2
[f(x)+f(y)]
可得
f(3)+f(5)
2
≤f(
3+5
2
)
,化简可得结论;
(2)任取x,y∈R,然后计算g(
x+y
2
)−
1
2
[g(x)+g(y)]
的符号,从而判定是否满足定义;
(3)设x=2m,y=2n,则m=log2x,n=log2y,且m+n=1,而函数f(x)=log2x满足f(
x+y
2
)≥
1
2
[f(x)+f(y)]
建立关系式可求出m+n的最大值.

(1)
f(3)+f(5)
2≤f(
3+5
2),即f(3)+f(5)≤2f(4)
但3≠5,所以f(3)+f(5)<2f(4)
(若答案写成f(3)+f(5)≤2f(4),扣一分)(4分)
(2)任取x,y∈R,则g(
x+y
2)=−(
x+y
2)2,[1/2[g(x)+g(y)]=−
x2+y2
2],(6分)
所以g(
x+y
2)−
1
2[g(x)+g(y)]=−
(x+y)2
4+
x2+y2
2=
x2+y2−2xy
4≥0,
当且仅当x=y时等号成立,则g(x)∈M.(10分)
(3)设x=2m,y=2n,则m=log2x,n=log2y.
由已知:函数f(x)=log2x满足f(
x+y
2)≥
1
2[f(x)+f(y)]
得log2
x+y
2≥
1
2[log2x+log2y],即log2
1
2≥
1
2(m+n),则m+n≤-2(14分)
当且仅当x=y,即2m=2n=
1
2,即m=n=-1时,m+n有最大值为-2.(16分)

点评:
本题考点: 基本不等式;不等式比较大小.

考点点评: 本题主要考查了抽象函数的性质,以及基本不等式研究函数的最值,属于中档题.

1年前

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