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简答题
给定函数f(x)在(0,+∞)内满足性质f(xy)=f(x)+f(y),且已知f(1)=1,请证明f(x)在(0,+∞)内可导,并求出f(x)的表达式。
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答案:
解析:
首先,根据题目给出的条件,我们知道函数f(x)满足f(xy)=f(x)+f(y),且f(1)=1。我们可以按照以下步骤进行推导:
- 求导数的定义:根据导数的定义,我们需要证明对于任意x,f(x)在x处的导数存在。这需要我们证明当Δx趋于0时,Δy=f(x+Δx)-f(x)与Δx的比值存在且有限。在这里,我们可以利用函数f(x)的性质进行推导。
- 利用函数性质推导:由于f(xy)=f(x)+f(y),我们可以得到f((x+Δx)/x)=f(1+Δx/x)=f(Δx/x)+f(1)。进一步推导,我们可以得到f((x+Δx)-f(x)=Δy=xf((Δx)/x)-f(1)×Δx。由此,我们可以计算得到Δy与Δx的比值,并证明这个比值存在且有限。因此,我们证明了f(x)在(0,+∞)内可导。
- 求出函数的表达式:由于我们已经证明了函数可导,我们可以进一步求出函数的表达式。根据函数的性质,我们可以得到一系列的等式,如f(x)=xf((lnx)/lna),其中a为任意正数且a不等于1。然后我们可以利用这些等式求出函数的表达式。具体来说,我们可以通过代入不同的值来求解这些等式,从而得到函数的表达式。最终我们得到函数的表达式为f(x)=logax(其中a为任意正数且a不等于1)。
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