每日一题[4283]抽象函数

定义在 $[0,1]$ 上的单调函数 $f(x)$ 满足:$\forall a, b \in[0,1], f(a)+f(b)=f(a) \cdot f(b)+f(a+b-a b)$,且 $f\left(\dfrac{1}{2}\right)=\dfrac{3}{4}$,则(       )

A.$f(0)=0$

B.记 $g(x)=1-f(1-x)$,则 $g(x)$ 为幂函数

C.$\displaystyle \sum\limits_{n=1}^{2026} f\left(\frac{n}{n+1}\right)<2025$

D.$\displaystyle \sum\limits_{n=1}^{2025} f\left(\frac{1}{n+1}\right)<2 \ln 2026$

答案    ABD.

解析    对于选项 $\boxed{A}$,令 $(a,b)=\left(\frac 12,0\right)$,可得\[f\left(\frac 12\right)+f(0)=f\left(\frac 12\right)\cdot f(0)+f\left(\frac 12\right)\implies f(0)=0,\]选项正确;

对于选项 $\boxed{B}$,有 $f(x)=1-g(1-x)$,于是对任意 $a,b\in[0,1]$,有\[ 1-g(1-a)+1-g(1-b)=(1-g(1-a))(1-g(1-b))+1-g(1-a-b+ab),\]即\[g(1-a)g(1-b)=g\big((1-a)(1-b)\big),\]也即\[\forall a,b\in [0,1],g(a)g(b)=g(ab),\]且 $g(0)=0$,$g(1)=1$,$g(x)$ 是单调递增函数,根据柯西方程,可得 $g(x)$ 是幂函数,选项正确;

对于选项 $\boxed{C}$,由 $g\left(\frac 12\right)=\frac 14$,可得 $g(x)=x^2$,于是\[\sum_{n=1}^mf\left(\frac n{n+1}\right)=\sum_{n=1}^m\left(1-\frac{1}{(n+1)^2}\right)>m-\sum_{n=1}^m\frac{1}{n(n+1)}>m-1,\] 选项错误;

对于选项 $\boxed{D}$,有\[ \sum_{n=1}^mf\left(\frac1{n+1}\right)=\sum_{n=1}^m\left(1-\frac{n^2}{(n+1)^2}\right)=\sum_{n=1}^m\frac{2n+1}{(n+1)^2}<\sum_{n=1}^m\frac 2{n+1}<2\sum_{n=1}^m\ln\frac{n+1}{n}<2\ln(m+1),\]选项正确;

综上所述,正确的选项为 $\boxed{A}$ $\boxed{B}$ $\boxed{D}$.

此条目发表在每日一题分类目录,贴了标签。将固定链接加入收藏夹。

发表回复