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对于函数y=f与常数a,b,若f=af+b恒成立,则称为函数f的一个“P数对”;若f≥af+b恒成立,则称(a

题文

对于函数y=f(x)与常数a,b,若f(2x)=af(x)+b恒成立,则称(a,b)为函数f(x)的一个“P数对”;若f(2x)≥af(x)+b恒成立,则称(a,b)为函数f(x)的一个“类P数对”.设函数f(x)的定义域为R+,且f(1)=3.
(1)若(1,1)是f(x)的一个“P数对”,求f(2n)(n∈N*);
(2)若(-2,0)是f(x)的一个“P数对”,且当x∈[1,2)时f(x)=k-|2x-3|,求f(x)在区间[1,2n)(n∈N*)上的最大值与最小值;
(3)若f(x)是增函数,且(2,-2)是f(x)的一个“类P数对”,试比较下列各组中两个式子的大小,并说明理由.
①f(2-n)与2-n+2(n∈N*);
②f(x)与2x+2(x∈(0,1]). 题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)若(1,1)是f(x)的一个“P数对”,即f(2x)=f(x)+1恒成立,整理f(2x)-f(x)=1,令x=2k,则f(2k+1)-f(2k)=1,
所以f(2),f(4),f(8),…f(2n)构成公差为1的等差数列,
令x=1得f(2)=f(1)+1=4,所以f(2n)=4+(n-1)×1=n+3
(2)当x∈[1,2)时f(x)=k-|2x-3|,令x=1,则f(1)=k-1=3,解得k=4,即当x∈[1,2)时f(x)=4-|2x-3|,所以f(x)在[1,2)上的取值范围是[3,4],
又(-2,0)是f(x)的一个“P数对”,即f(2x)=-2f(x)恒成立,当x∈[2k-1,2k)(k∈N*)时,x2k-1∈[1,2)
f(x)=-2f(x2)=4f(x4)=…=(-2)k-1f(x2k-1),
故当k为奇数时,f(x)在[2k-1,2k)上的取值范围是[3×2k-1,2k+1]
当k为偶数时,f(x)在[2k-1,2k)上的取值范围是[-2k+1,-3×2k-1]
所以当n=1时,f(x)在区间[1,2n)上的最大值为4,最小值为3.
当n为不小于3的奇数时,f(x)在区间[1,2n)上的最大值为2n+1,最小值为-2n
n为不小于2的偶数时,f(x)在区间[1,2n)上的最大值为2n,最小值为-2n+1
(3)(2,-2)是f(x)的一个“类P数对”,可知f(2x)≥2f(x)-2恒成立.即f(x)≤12f(2x)+1恒成立.
令x=12k,则得f(12k)≤12f(12k-1)+1
即f(12k)-2≤12[f(12k-1)-2]对一切k∈N*恒成立.
所以f(12n)-2≤12[f(12n-1)-2]≤14[f(12k-2)-2]≤…≤12n[f(1)-2]=12n故f(2-n)≤2-n+2(n∈N*);
若x∈(0,1]),则必存在n∈N*,使得∈(12n,12n-1],由f(x)是增函数,故f(x)≤f(12n-1)≤12n-1+2
又2x+2>2×12x+2=12x-1+2,故有f(x)<2x+2

解析

x2k-1

考点

据考高分专家说,试题“对于函数y=f(x)与常数a,b,若f(.....”主要考查你对 [函数的单调性、最值 ]考点的理解。 函数的单调性、最值

单调性的定义:

1、对于给定区间D上的函数f(x),若对于任意x1,x2∈D,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),则称f(x)是区间上的增函数;当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),则称f(x)是区间D上的减函数。

2、如果函数y=f(x)在区间上是增函数或减函数,就说函数y=f(x)在区间D上具有(严格的)单调性,区间D称为函数f(x)的单调区间。如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,区间D称为函数f(x)的单调增或减区间 
 
3、最值的定义:
最大值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最大值.
最小值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最小值 p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.Msonormal {margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}div.Section1 {page:Section1;}p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.Msonormal {margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}div.Section1 {page:Section1;}

判断函数f(x)在区间D上的单调性的方法

(1)定义法:其步骤是:
①任取x1,x2∈D,且x1<x2;
②作差f(x1)-f(x2)或作商
对于函数y=f与常数a,b,若f=af+b恒成立,则称为函数f的一个“P数对”;若f≥af+b恒成立,则称(a
,并变形;
③判定f(x1)-f(x2)的符号,或比较
对于函数y=f与常数a,b,若f=af+b恒成立,则称为函数f的一个“P数对”;若f≥af+b恒成立,则称(a
与1的大小;
④根据定义作出结论。
(2)复合法:利用基本函数的单调性的复合。
(3)图象法:即观察函数在区间D上部分的图象从左往右看是上升的还是下降的。

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