题目
14.设函数f(x)满足下列条件:(1)f(x+y)=f(x)cdot f(y),对一切x,y∈R;(2)f(x)在x=0处可导.试证明f(x)在R上处处可导,且f'(x)=f(x)·f'(0).
14.设函数f(x)满足下列条件:
(1)$f(x+y)=f(x)\cdot f(y)$,对一切x,y∈R;
(2)f(x)在x=0处可导.
试证明f(x)在R上处处可导,且f'(x)=f(x)·f'(0).
题目解答
答案
设函数 $ f(x) $ 满足条件:
- $ f(x+y) = f(x) \cdot f(y) $ 对所有 $ x, y \in \mathbb{R} $;
- $ f(x) $ 在 $ x = 0 $ 处可导。
情况1:$ f(0) = 0 $
由条件1,令 $ x = y = 0 $,得 $ f(0) = f(0)^2 $,解得 $ f(0) = 0 $ 或 $ f(0) = 1 $。
若 $ f(0) = 0 $,则 $ f(x) = f(x+0) = f(x) \cdot f(0) = 0 $,即 $ f(x) $ 恒为0。
此时,$ f'(x) = 0 $,且 $ f'(0) = 0 $,满足 $ f'(x) = f(x) \cdot f'(0) $。  
情况2:$ f(0) = 1 $
利用导数定义:
$f'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h} = \lim_{h \to 0} \frac{f(x) \cdot f(h) - f(x)}{h} = f(x) \lim_{h \to 0} \frac{f(h) - 1}{h}$
由条件2,$ \lim_{h \to 0} \frac{f(h) - f(0)}{h} = f'(0) $,且 $ f(0) = 1 $,故
$\lim_{h \to 0} \frac{f(h) - 1}{h} = f'(0)$
因此,$ f'(x) = f(x) \cdot f'(0) $。  
结论:
无论 $ f(0) $ 为0还是1,$ f(x) $ 在 $ \mathbb{R} $ 上处处可导,且 $ f'(x) = f(x) \cdot f'(0) $。  
$\boxed{f'(x) = f(x) \cdot f'(0)}$