∫π每天一道数学题
2026年8月9日 · 星期日

函数不等式与分段定义(选择题)

不等式
#64
磋砣莫遗韶光老,人生惟有读书好。——《宋诗三百首》

f(x)f(x) 的定义域为 R\mathbf{R},满足 f(x)>f(x1)+f(x2)f(x)>f(x-1)+f(x-2),当 x<3x<3f(x)=xf(x)=x。下列结论:

A. f(10)>100f(10)>100

B. f(20)>1000f(20)>1000

C. f(10)<1000f(10)<1000

D. f(20)<10000f(20)<10000

以上正确结论的序号是( )

参考解析

f(x)>f(x1)+f(x2)f(x)>f(x-1)+f(x-2)x<3x<3f(x)=xf(x)=x

f(3)>f(2)+f(1)=2+1=3f(3)>f(2)+f(1)=2+1=3f(4)>f(3)+f(2)>3+2=5f(4)>f(3)+f(2)>3+2=5f(5)>f(4)+f(3)>5+3=8f(5)>f(4)+f(3)>5+3=8

递推 f(n)>f(n1)+f(n2)f(n)>f(n-1)+f(n-2),类似斐波那契增长(但严格大于)。

g(n)=f(n)g(n)=f(n) 的下界为斐波那契型数列 FnF_nF1=1,F2=2,Fn=Fn1+Fn2F_1=1,F_2=2,F_n=F_{n-1}+F_{n-2}

F:1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,F: 1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,\dots

f(10)>F10=89f(10)>F_{10}=89。检查 A: f(10)>100f(10)>100F10=89<100F_{10}=89<100,但 ff 增长可能快于 FF

更紧的下界:f(n)>f(n1)+f(n2)>Fn1+Fn2=Fnf(n)>f(n-1)+f(n-2)>F_{n-1}+F_{n-2}=F_nF10=89F_{10}=89f(10)>89f(10)>89。但 89<10089<100,A 不一定成立。

实际上 f(n)f(n) 的精确下界为 FnF_nF10=89<100F_{10}=89<100F20=10946>1000F_{20}=10946>1000

f(20)>F20=10946>10000f(20)>F_{20}=10946>10000F20=10946>10000F_{20}=10946>10000,故 D (f(20)<10000f(20)<10000) 错误。

B: f(20)>1000f(20)>1000F20=10946>1000F_{20}=10946>1000\checkmark

C: f(10)<1000f(10)<1000f(10)>89f(10)>89,但 f(10)<1000f(10)<1000 是否成立?f(10)f(10) 可任意大(增长快于斐波那契),但题目问哪些一定成立。

f(10)>89f(10)>89,但 f(10)f(10) 可远大于 10001000(若每步增长远超 FnF_n),故 C 不一定成立。

A: f(10)>100f(10)>100F10=89<100F_{10}=89<100。但 ff 严格大于 FF,每步多出可累积。f(3)>3f(3)>3f(4)>f(3)+2>5f(4)>f(3)+2>5f(5)>f(4)+f(3)>8f(5)>f(4)+f(3)>8... 严格递推下界恰为 FnF_nF10=89<100F_{10}=89<100。A 不一定成立。

但更仔细:f(3)3+ϵf(3)\geq 3+\epsilonϵ>0\epsilon>0),ϵ\epsilon 逐级放大。f(10)F10+cϵf(10)\geq F_{10}+c\cdot\epsiloncc 为系数),但 ϵ\epsilon 可任意小,故 f(10)>89f(10)>89 但不一定 >100>100

B: f(20)>F20=10946>1000f(20)>F_{20}=10946>1000\checkmark D: f(20)>10946>10000f(20)>10946>10000,D 错误。

答案

正确结论为 B

这道题的解析对你有帮助吗?