Question

已知定義域在R上的單調函數，存在實數x₀，使得對于任意的實數x₁，x₂總有f（x₀x₁+x₀x₂）=f（x₀）+f（x₁）+f（x₂）恒成立．
（1）求x₀的值；
（2）若f（1）=1，且對于任意的正整數n，有a_n=，b_n=f（）+1
（Ⅰ）若S_n=a₁a₂+a₂a₃+…+a_na_n+1，求S_n；
（Ⅱ）若T_n=b₁b₂+b₂b₃+…+b_nb_n+1，求T_n．

Answer 1

解：（1）令x₁=x₂=0，得f（0）=f（x₀）+2f（0），∴f（x₀）=-f（0）①
令x₁=1，x₂=0，得f（x₀）=f（x₀）+f（1）+f（0），∴f（1）=-f（0）②
由①②得f（x₀）=f（1）
又∵f（x）是單調函數，
∴x₀=1
（2）由（1）可得 f（x₁+x₂）=f（1）+f（x₁）+f（x₂）+1
則f（n+1）=f（n）+f（1）+1=f（n）+2
又∵f（1）=1
∴f（n）=2n-1 （n∈N^*），
∴a_n=
∴S_n=++…+=（1-+-+…+-）=（1-）
又∵f（1）=f（+）=f（）+f（）+f（1），∴f（）=0，∴b₁=f（）+1=1
∵f（）=f（+）=f（）+f（）+f（1）=2f（）+1
∴b_n=f（）+1=2f（）+2=2b_n+1
∴=
∴b_nb_n+1=×=×
∴T_n=b₁b₂+b₂b₃+…+b_nb_n+1==
分析：（1）利用賦值法，先令 x₁=x₂=0，再令 x₁=1，x₂=0，代入已知恒等式即可
（2）令 x₁=n，x₂=1，代入已知恒等式，即可發現數列{f（n）}為等差數列，從而可用裂項求和的方法求S_n；利用f（）=f（+）代入恒等式，即可發現數列{b_n}為等比數列，利用等比數列前n項和公式即可求得T_n．
點評：本題考查了函數與數列的綜合應用能力，抽象函數表達式的應用，等差等比數列的定義，裂項求和的技巧及等比數列的前n項和公式