关于定义域为R的函数f(x),以下说法正确的有 ①存在在R…——2025 高考数学第 15 题答案解析

2025_北京卷

2025 北京 第 15 题 解答题 区分题
2025_北京卷

15.关于定义域为R的函数f(x),以下说法正确的有

①存在在R上单调递增的函数f(x)使得 $f ( x ) + f ( 2 x ) = - x$ 恒成立;

②存在在R上单调递减的函数f(x)使得 $f ( x ) + f ( 2 x ) = - x$ 恒成立;

③使得 $f ( x ) + f ( - x ) = \cos x$ 恒成立的函数f(x)存在且有无穷多个;

④使得 $f ( x ) - f ( - x ) = \cos x$ 恒成立的函数f(x)存在且有无穷多个.

参考答案

②③

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【解答】
②③

【分析】利用反证法可判断①④的正误,构造函数并验证后可判断②③的正误.

【解析】对于①,若存在R上的增函数f(x),满足 $f ( x ) + f ( 2 x ) = - x$

则 $f ( 0 ) + f ( 2 \times 0 ) = - 0$ 即 $f ( 0 ) = 0$

故 $x > 0$ 时, $f ( 4 x ) > f ( 2 x ) > f ( x ) > 0$ ,故 $f ( 4 x ) + f ( 2 x ) > f ( x ) + f ( 2 x )$

故 $- 2 x > - x$ 即 $x < 0$ ,矛盾,故①错误;

对于②,取 $f ( x ) = - { \frac { 1 } { 3 } } x$ ,该函数为R上的减函数且 $f ( x ) + f ( 2 x ) = - x$

故该函数符合,故②正确;

对于③,取 $f ( x ) = { \frac { 1 } { 2 } } \mathrm { c o s } x + m x , m \in R$

此时 $f ( x ) + f ( - x ) = \cos x$ ,由 $m \in R$ 可得f(x)有无穷多个,

故③正确;

对于④,若存在f(x),使得 $f ( x ) - f ( - x ) = \cos x$

区 $x = 0$ ,则 $0 { = } \mathrm { c o s 0 }$ ,但 $\mathrm { c o s 0 = 1 }$ ,矛盾,

故满足 $f ( x ) - f ( - x ) = \cos x$ 的函数不存在,故④错误.

故答案为:②③

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反证法构造法
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