【问题引入】对于任意的x∈N*都有f(x)∈N*,且f(x)满足:f(n+1)>f(n),f(f(n))=3n,则f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)+f(7)+f(8)=( )
A. 61 B. 62 C. 63 D. 64
【思维分析】通过题中给出的两个条件:f(n+1)>f(n)和f(f(n))=3n,我们分析其中能得到f(x)的值的是第二个,∵x∈N*都有f(x)∈N*,我们不妨假设一下f(1):若f(1)=1,则f(f(1))=f(1)=3,与已知显然矛盾;若f(1)=2,则f(f(1))=f(2)=3,符合.
若f(1)=m(m≥3),则f(f(1))=f(m)=3,这与f(n+1)>f(n)矛盾,从而得出f(1)=2. ∵ f(1)=2,f(f(1))=f(2)=3,f(f(2))=f(3)=6,f(f(3))=f(6)=9,问题产生了,上面的推导过程中,从f(3)直接过渡到了f(6),那么f(4)和f(5)怎么处理?我们再读一遍题目,就会发现:f(x)∈N*和f(n+1)>f(n)这两个条件还没有利用充分.细心考虑这两个条件,其实这里隐藏了一个非常重要的关系:“一一对应”关系!
这时候由已经得到的f(3)=6和f(6)=9,找到f(4)=7,f(5)=8,从而进一步推出:f(f(4))=f(7)=12,f(f(5))=f(8)=15.到这里问题就完美解决了.
【详细解答】∵x∈N*都有f(x)∈N*,我们不妨假
设一下f(1):若f(1)=1,则f(f(1))=f(1)=3,与已知显然矛盾;若f(1)=2,则f(f(1))=f(2)=3,符合;若f(1)=m(m≥3),则f(f(1))=f(m)=3,这与f(n+1)>f(n)矛盾,从而得出f(1)=2.
∵ f(1)=2,f(f(1))=f(2)=3,f(f(2))=f(3)=6,f(f(3))=f(6)=9,又f(x)∈N*和f(n+1)>f(n),则f(4)=7,f(5)=8,f(f(4))=f(7)=12,f(f(5))=f(8)=15, ∴ f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)+f(7)+f(8)=62,故选B.
【总结反思】在解决这道题的时候,我们首先用了条件解读中的“先猜后算”,得出了f(1)的取值,但最关键的一步还是通过条件发现了从f(3)到f(6)的一一对应关系.同时我们还应该注意到在做复合函数的时候要巧妙运用“合情推理”和来回地套用f(x).
【变式延伸】对于任意的x∈N*都有f(x)∈N*,且f(x)满足:f(n+1)>f(n),f(f(n))=3n,则f(3n)的解析式为 .
【简析】令an=f(3n),则有f(an)=f(f(3n))=3·3n,即f(an)=3n+1,又an+1=f(3n+1),而f(3n+1)=f(f(an))=3an,∴f(3n+1)=3f(3n),∴ f(3n)是一个首项为6,公比为3的等比数列,则f(3n)=2·3n.
【跟踪练习】函数f(x)的定义域为D,若对于任意x1,x2∈D ,当x1
【简析】由f()=?圯f()=f(1),又f(1-x)+f(x)=1,令x=1,得f(1)=1,∴f()=. 令x=,则f()+f()=1?圯f()=,又∵f(x)在D上为非减函数, ∴x∈[,]时,f(x)=,又f()=f(),而∈[,],∴f()=f()=·=,∴f()+f()=.
(作者单位:湖南省安仁一中)