已知函数 $f:{\mathbb R}\to{\mathbb R}$ 满足:
① $f(m+n)=f(m)+f(n)-1$;
② 当 $x>0$ 时,$f(x)>1$.
解答以下问题:
【难度】
【出处】
2012年第二十三届“希望杯”全国数学邀请赛高一(二试)
【标注】
  1. 求证:$f(x)$ 是增函数;
    标注
    答案
    解析
    因为$$f(m+n)=f(m)+f(n)-1,$$所以$$f(m+n)-1=f(m)-1+f(n)-1,$$令 $g(x)=f(x)-1$,则$$g(m+n)=g(m)+g(n),$$且当 $x>0$ 时,$g(x)>0$.
    对任意 $x_1,x_2\in\mathbb R$,且 $x_2>x_1$,有$$g(x_2)-g(x_1)=g(x_2-x_1)>0,$$所以 $g(x)$ 在 $(-\infty,+\infty)$ 上是增函数,所以 $f(x)$ 在 $(-\infty,+\infty)$ 上是增函数.
  2. 若 $f(2012)=6037$,解不等式 $f\left(a^2-8a+13\right)<4$.
    标注
    答案
    $(2,6)$
    解析
    因为 $f(2012)=6037$,所以$$g(2012)=6036.$$因为$$g(n+1)-g(n)=g(1),$$所以$$g(n)=ng(1).$$所以$$g(1)=3.$$不等式$$f\left(a^2-8a+13\right)<4$$即$$g\left(a^2-8a+13\right)<3=g(1),$$所以$$a^2-8a+13<1,$$解得$$2<a<6.$$
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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