已知关于 $x$ 的函数 $f(x),g(x)$,定义域均为 $\mathbb R$,且满足:
① $g(0)=0$;② 对任意实数 $x,y$ 都有 $f(x-y)=f(x)f(y)+g(x)g(y)$.
【难度】
【出处】
2016年第二十七届“希望杯”全国数学邀请赛高一(二试)
【标注】
  1. 求 $f(0)$ 的值;
    标注
    答案
    $0$ 或 $1$
    解析
    因为对任意 $x,y\in \mathbb R$,都有$$f(x-y)=f(x)f(y)+g(x)g(y),$$令 $x=y=0$,则$$f(0)=f^2(0)+g^2(0),$$因为 $g(0)=0$,所以$$f(0)=0\lor f(0)=1.$$
  2. 求 $\left[f(x)\right]^{2016}+\left[g(x)\right]^{2016}$ 的最大值.
    标注
    答案
    $1$
    解析
    令 $x=y$,有$$f(0)=f^2(x)+g^2(x).$$当 $f(0)=0$ 时,有$$f^2(x)+g^2(x)=0.$$令 $y=0$,有$$f(x)=f(x)f(0)+g(x)g(0)=0,$$所以$$g(x)=0,$$此时$$[f(x)]^{2016}+[g(x)]^{2016}=0.$$当 $f(0)=1$ 时,有$$f^2(x)+g^2(x)=1,$$所以$$0\leqslant f^2(x),g^2(x)\leqslant 1.$$所以$$f^2(x)\geqslant [f(x)]^{2016},g^2(x)\geqslant [g(x)]^{2016},$$从而$$[f(x)]^{2016}+[g(x)]^{2016}\leqslant f^2(x)+g^2(x)=1,$$所以 $[f(x)]^{2016}+[g(x)]^{2016}$ 的最大值为 $1$.
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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