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填空题设f:N*→N*,f(x)是定义在正整数集上的增函数,且f(f(k))=3k,则

答案:2  悬赏:50  手机版
解决时间 2021-03-23 03:09
  • 提问者网友:姑娘长的好罪过
  • 2021-03-22 21:26
填空题 设f:N*→N*,f(x)是定义在正整数集上的增函数,且f(f(k))=3k,则f(2012)=________.
最佳答案
  • 五星知识达人网友:山有枢
  • 2021-03-22 21:34
3849解析分析:对f(f(k))=3k取k=1,得f(f(1))=3,再通过讨论可得f(1)=2,进一步可得f(2)=3,f(3)=6=3f(1),f(6)=9=3f(2),f(9)=18=3f(3),…,猜测f(3k)=3f(k),并利用反证法加以证明.依此作为公式,算出f(2187)=37f(1)=4374,f(1944)=35f(8)=3645,结合f(k)的值域包括所有3的倍数,利用等差数列通项公式,算出:f(2012)=3645+(2012-1944)×3=3849.解答:∵f(f(k))=3k,∴取k=1,得f(f(1))=3,假设f(1)=1时,有f(f(1))=f(1)=1矛盾假设f(1)≥3,因为函数是正整数集上的增函数,得f(f(1))≥f(3)>f(1)≥3矛盾由以上的分析可得:f(1)=2,代入f(f(1))=3,得f(2)=3,可得f(3)=f(f(2))=3×2=6,f(6)=f(f(3))=3×3=9,f(9)=f(f(6))=3×6=18由f(f(k))=3k,取k=4和5,得f(f(4))=12,f(f(5))=15,∵在f(6)和f(9)之间只有f(7)和f(8),且f(4)<f(5),∴f(4)=7,f(7)=12,f(8)=15,f(5)=8,由f(x)是增函数可得f(x)的反函数f-1(x)也是增函数下证f(3k)=3f(k),且f-1(3k)=3f-1(k),①若f(3k)<3f(k),则f-1(3k)<3f-1(k),∵满足f(n)=k的n必定满足n<k,即f-1(k)<k,得f-1(3k)<3k∴3f-1(3k)<9k=f(f(3k))<f(3f(k)),得3f(k)>3f-1(3k),矛盾②若f(3k)>3f(k),则类似①的证法可得3f(k)<3f-1(3k),矛盾综上所述,得f(3k)=3f(k)且f-1(3k)=3f-1(k)∴f(2187)=f(3×729)=3f(729)=32f(243)=33f(81)=34f(27)=35f(9)=36f(3)=37f(1)=4374,同理f(1944)=35×f(8)=243×15=3645又∵f(f(k))=3k,∴f(k)的值域包括所有3的倍数.∵1944到2187间有242个数,3645到4374之间有242个三的倍数,∴1944到2187之间全部值都是3的倍数由此可得:f(2012)=3645+(2012-1944)×3=3849点评:本题给出抽象函数,求f(2012)的值,着重考查了函数的单调性、抽象函数与整数讨论等知识,属于中档题.
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  • 1楼网友:行路难
  • 2021-03-22 21:44
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