設函數(shù)f(x)定義在R上,f(0)≠0,且對于任意a,b∈R,都有f(a+b)+f(a-b)=2f(a)f(b).
(1)求證:f(x)為偶函數(shù);
(2)若存在正數(shù)m使f(m)=0,求證:f(x)為周期函數(shù).
分析:(1)先根據(jù)f(a+b)+f(a-b)=2f(a)f(b)得到f(-x)=f(x),從而很容易得到函數(shù)f(x)的奇偶性.
(2)問題就是要證:存在T≠0,使f(x+T)=f(x)恒成立,可T為何值呢?T與 m又有何關系?不難發(fā)現(xiàn)一個特殊函數(shù)f(x)=cosx滿足題設條件,且cos0=1,而
f()=0,又y=cosx為周期函數(shù)且周期為2π,它是
的4倍,于是猜想f(x)是以4m為周期的周期函數(shù).故在條件式中令a=m,b=x,得到證明.
解答:解:(1)令a=b=0,得2f(0)=2f
2(0).
∵f(0)≠0,∴f(0)=1.
又令a=0,b=x,則f(x)+f(-x)=2f(0)f(x),
∴f(-x)=f(x),即f(x)為偶函數(shù).
(2)問題就是要證:存在T≠0,使f(x+T)=f(x)恒成立,可T為何值呢?T與 m又有何關系?不難發(fā)現(xiàn)一個特殊函數(shù)f(x)=cosx滿足題設條件,且cos0=1,而
f()=0,又y=cosx為周期函數(shù)且周期為2π,它是
的4倍,于是猜想f(x)是以4m為周期的周期函數(shù).故在條件式中令
a=m,b=x,則f(m+x)+f(m-x)=2f(m)f(x)=0,故f(m+x)=-f(m-x).
令x取m+x,則
f(2m+x)=-f(-x)=-f(x).
∴f(4m+x)=-f(2m+x)=-(-f(x))=f(x),得證.
點評:本題主要考查了抽象函數(shù)及其應用.對抽象的問題或一般性難以解決的問題,不妨剖析一個特殊情形,進而可望從結論或方法上得到某種啟發(fā),亦可構造一個滿足條件的特殊模型,從中發(fā)現(xiàn)寓于一般情形之中的隱含性質.