Question

已知定义域为[0，1]的函数f（x）同时满足以下三个条件：
Ⅰ．对任意的x∈[0，1]，总有f（x）≥0；Ⅱ．f（1）=1；Ⅲ．若x₁≥0，x₂≥0，且x₁+x₂≤1，则有f（x₁+x₂）≥f（x₁）+f（x₂）成立．则称f（x）为“友谊函数”，请解答下列各题：
（1）若已知f（x）为“友谊函数”，求f（0）的值；
（2）函数g（x）=2^x-1在区间[0，1]上是否为“友谊函数”？并给出理由．

Answer 1

解：（1）取x₁=x₂=0，代入f（x₁+x₂）≥f（x₁）+f（x₂），
得f（0）≥f（0）+f（0），化简可得f（0）≤0
又由f（0）≥0，得f（0）=0
（2）显然g（x）=2^x-1在[0，1]上满足[Ⅰ]g（x）≥0；[Ⅱ]g（1）=1．
若x₁≥0，x₂≥0，且x₁+x₂≤1，则有
g（x₁+x₂）-[g（x₁）+g（x₂）]=
故g（x）=2^x-1满足条件[1]、[2]、[3]，所以g（x）=2^x-1为友谊函数．
分析：（1）赋值可考虑取x₁=x₂=0，代入f（x₁+x₂）≥f（x₁）+f（x₂），可得f（0）≥f（0）+f（0），由已知f（0）≥0，可得f（0）=0
（2）要判断函数g（x）=2^x-1在区间[0，1]上是否为“友谊函数，只要检验函数g（x）=2^x-1在[0，1]上是否满足[I]g（x）≥0；[Ⅱ]g（1）=1；[III]x₁≥0，x₂≥0，且x₁+x₂≤1，有g（x₁+x₂）≥g（x₁）+g（x₂）
点评：采用赋值法是解决抽象函数的性质应用的常用方法，而函数的新定义往往转化为一般函数性质的研究，本题结合指数函数的性质研究函数的函数的函数值域的应用，指数函数的单调性的应用．