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已知函数f=2x+1定义在R上.若f可以表示为一个偶函数g与一个奇函数h之和,设h=t,p=g+2mh+

题文

已知函数f(x)=2x+1定义在R上.
(1)若f(x)可以表示为一个偶函数g(x)与一个奇函数h(x)之和,设h(x)=t,p(t)=g(2x)+2mh(x)+m2-m-1(m∈R),求出p(t)的解析式;
(2)若p(t)≥m2-m-1对于x∈[1,2]恒成立,求m的取值范围;
(3)若方程p(p(t))=0无实根,求m的取值范围. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)假设f(x)=g(x)+h(x)①,其中g(x)偶函数,h(x)为奇函数,
则有f(-x)=g(-x)+h(-x),即f(-x)=g(x)-h(x)②,
由①②解得g(x)=f(x)+f(-x)2,h(x)=f(x)-f(-x)2.
∵f(x)定义在R上,∴g(x),h(x)都定义在R上.
∵g(-x)=f(-x)+f(x)2=g(x),h(-x)=f(-x)-f(x)2=-h(x).
∴g(x)是偶函数,h(x)是奇函数,∵f(x)=2x+1
∴g(x)=f(x)+f(-x)2=2x+1+2-x+12=2x+12x,h(x)=f(x)-f(-x)2=2x+1-2-x+12=2x-12x.
由2x-12x=t,则t∈R,
平方得t2=(2x-12x)2=22x+122x-2,∴g(2x)=22x+122x=t2+2,
∴p(t)=t2+2mt+m2-m+1.
(2)∵t=h(x)关于x∈[1,2]单调递增,∴32≤t≤154.
∴p(t)=t2+2mt+m2-m+1≥m2-m-1对于t∈[32,154]恒成立,
∴m≥-t2+22t对于t∈[32,154]恒成立,
令φ(t)=-t2+22t,则φ′(t)=12(2t2-1),
∵t∈[32,154],∴φ′(t)=12(2t2-1)<0,故φ(t)=-t2+22t在t∈[32,154]上单调递减,
∴φ(t)max=φ(32)=-1712,∴m≥-1712为m的取值范围.
(3)由(1)得p(p(t))=[p(t)]2+2mp(t)+m2-m+1,
若p(p(t))=0无实根,即[p(t)]2+2mp(t)+m2-m+1①无实根,
方程①的判别式△=4m2-4(m2-m+1)=4(m-1).
1°当方程①的判别式△<0,即m<1时,方程①无实根.
2°当方程①的判别式△≥0,即m≥1时,
方程①有两个实根p(t)=t2+2mt+m2-m+1=-m±m-1,
即t2+2mt+m2+1±m-1=0②,
只要方程②无实根,故其判别式△2=4m2-4(m2+1±m-1)<0,
即得-1-m-1<0③,且-1+m-1<0④,
∵m≥1,③恒成立,由④解得m<2,∴③④同时成立得1≤m<2.
综上,m的取值范围为m<2.

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解析

f(x)+f(-x)2

考点

据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=2x+1定义在R上.(.....”主要考查你对 [函数的奇偶性、周期性 ]考点的理解。 函数的奇偶性、周期性

函数的奇偶性定义:

偶函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),则称函数f(x)为偶函数。
奇函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数。 
 
函数的周期性

(1)定义:若T为非零常数,对于定义域内的任一x,使f(x+T)=f(x)恒成立,则f(x)叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期。
周期函数定义域必是无界的。
(2)若T是周期,则k·T(k≠0,k∈Z)也是周期,所有周期中最小的正数叫最小正周期。一般所说的周期是指函数的最小正周期。
周期函数并非都有最小正周期,如常函数f(x)=C。

奇函数与偶函数性质:

(1)奇函数与偶函数的图像的对称性:奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y轴对称。
(3)在公共定义域内,①两个奇函数的和是奇函数,两个奇函数的积是偶函数; ②两个偶函数的和、积是偶函数; ③一个奇函数,一个偶函数的积是奇函数。

注:定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

1、函数是奇函数或偶函数的前提定义域必须关于原点对称;定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

2、函数的周期性    令a , b 均不为零,若: 
(1)函数y = f(x) 存在 f(x)=f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|a| 
(2)函数y = f(x) 存在f(a + x) = f(b + x) ==> 函数最小正周期 T=|b-a| 
(3)函数y = f(x) 存在 f(x) = -f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(4)函数y = f(x) 存在 f(x + a) =
已知函数f=2x+1定义在R上.若f可以表示为一个偶函数g与一个奇函数h之和,设h=t,p=g+2mh+
  ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(5)函数y = f(x) 存在 f(x + a) = 
已知函数f=2x+1定义在R上.若f可以表示为一个偶函数g与一个奇函数h之和,设h=t,p=g+2mh+
  ==> 函数最小正周期 T=|4a|

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