Question

若定義在R上的函數對任意的x₁，x₂∈R，都有f（x₁+x₂）=f（x₁）+f（x₂）-1成立，且當x＞0時，f（x）＞1，若f（4）=5，則不等式f（3m-2）＜3的解集為______．

Answer 1

由題意，可得
令x₁=x₂=0，則f（0+0）=f（0）+f（0）-1，可得f（0）=1，
令x₁=-x，x₂=x，則f[（-x）+x]=f（-x）+f（x）-1=1，
∴化簡得：[f（x）-1]+[f（-x）-1]=0，
∴記F（x）=f（x）-1，可得F（-x）=-F（x），即F（x）為奇函數．
任取x₁，x₂∈R，且x₁＞x₂，則x₁-x₂＞0，
F（x₁）-F（x₂）=F（x₁）+F（-x₂）=[f（x₁）-1]+[f（-x₂）-1]
=[f（x₁）+f（-x₂）-2]=[f（x₁-x₂）-1]=F（x₁-x₂）
∵當x＞0時f（x）＞1，可得x＞0時，F（x）=f（x）-1＞0，
∴由x₁-x₂＞0，得F（x₁-x₂）＞0，即F（x₁）＞F（x₂）．
∴F（x）=f（x）-1是R上的增函數，因此函數y=f（x）也是R上的增函數．
∵f（x₁+x₂）=f（x₁）+f（x₂）-1，且f（4）=5，
∴f（4）=f（2）+f（2）-1=5，可得f（2）=3．
因此，不等式f（3m-2）＜3化為f（3m-2）＜f（2），
可得3m-2＜2，解之得m＜

4

3

，即原不等式的解集為（-∞，

4

3

）．