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设M是由满足下列条件的函数f构成的集合:“①方程f-x=0有实数根;②函数f的导数f'满足0<f'<1.”判断函数f(x)=

设M是由满足下列条件的函数f构成的集合:“①方程f-x=0有实数根;②函数f的导数f'满足0<f'<1.”判断函数f(x)=

题文

设M是由满足下列条件的函数f(x)构成的集合:“①方程f(x)-x=0有实数根;②函数f(x)的导数f'(x)满足0<f'(x)<1.”
(1)判断函数f(x)=x3+cosx4是否是集合M中的元素,并说明理由;
(2)集合M中的元素f(x)具有下面的性质:若f(x)的定义域为D,则对于任意[m,n]30D,都存在-15P[m,n],使得等式f(n)-f(m)=(n-m)f'(x0)成立”,试用这一性质证明:方程f(x)-x=0只有一个实数根;
(3)设15是方程f(x)-x=0的实数根,求证:对于f(x)定义域中任意的x2,x3,当|x2-x1|<1,且|x3-x1|<1时,|f(x3)-f(x2)|<2. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(I)因为f′(x)=13-sinx4,所以f′(x)∈[112,712],满足条件0<f′(x)<1,
又因为当x=0时,f(0)-0=1>0,f(π)-π=-1-π<0,
所以方程f(x)-x=0有实数根.
所以函数f(x)=x3+cosx4是的集合M中的元素.(3分)
(II)假设方程f(x)-x=0存在两个实数根α,β(α≠β),
则f(α)-α=0,f(β)-β=0不妨设α<β,根据题意存在数c⊆(α,β)
使得等式f(β)-f(α)=(β-α)f'(c)成立.
因为f(α)=α,f(β)=β,且α≠β,
所以f'(c)=1,
与已知0<f'(x)<1矛盾,
所以方程f(x)-x=0只有一个实数根;(8分)
(III)不妨设x2<x3,因为f'(x)>0,
所以f(x)为增函数,
所以f(x2)<f(x3),
又因为f'(x)-1<0,
所以函数f(x)-x为减函数,
所以f(x2)-x2>f(x3)-x3
所以0<f(x3)-f(x2)<x3-x2
即|f(x3)-f(x2)|<|x3-x2|,
所以|f(x3)-f(x2)|<|x3-x2|=|x3-x1-(x2-x1)|≤|x3-x1|+|x2-x1|<2(14分)

点击查看集合的含义及表示知识点讲解,巩固学习

解析

13

考点

据考高分专家说,试题“设M是由满足下列条件的函数f(x)构成的.....”主要考查你对 [集合的含义及表示 ]考点的理解。 集合的含义及表示

集合的概念:

1、集合:一般地我们把一些能够确定的不同对象的全体称为集合(简称集); 集合通常用大写的拉丁字母表示,如A、B、C、……。
      元素:集合中每个对象叫做这个集合的元素,元素通常用小写的拉丁字母表示,如a、b、c、……
2、元素与集合的关系: 
(1)属于:如果a是集合A的元素,就说a属于A,记作a∈A 
(2)不属于:如果a不是集合A的元素,就说a不属于A,记作 3、集合分类根据集合所含元素个属不同,可把集合分为如下几类:
(1)把不含任何元素的集合叫做空集Ф
(2)含有有限个元素的集合叫做有限集
(3)含有无穷个元素的集合叫做无限集

常用数集及其表示方法: 

(1)非负整数集(自然数集):全体非负整数的集合.记作N 
(2)正整数集:非负整数集内排除0的集.记作N*或N+ 
(3)整数集:全体整数的集合.记作Z 
(4)有理数集:全体有理数的集合.记作Q 
(5)实数集:全体实数的集合.记作R 

集合中元素的特性:

(1)确定性:给定一个集合,任何对象是不是这个集合的元素是确定的了. 任何一个元素要么属于该集合,要么不属于该集合,二者必具其一。
(2)互异性:集合中的元素一定是不同的. 
(3)无序性:集合中的元素没有固定的顺序.

易错点:
(1)自然数集包括数0.         
(2)非负整数集内排除0的集.记作N*或N+,Q、Z、R等其它数集内排除0的集,也这样表示,例如,整数集内排除0的集,表示成Z

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