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(2 n )(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[1,2 n )(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]).
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
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解决时间 2021-03-23 15:15
- 提问者网友:却不属于对方
- 2021-03-23 00:55
最佳答案
- 五星知识达人网友:人间朝暮
- 2021-03-23 01:41
(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=2 k ,则f(2 k+1 )-f(2 k )=1,
所以f(2),f(4),f(8),…f(2 n )构成公差为1的等差数列,
令x=1得f(2)=f(1)+1=4,所以f(2 n )=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∈[2 k-1 ,2 k )(k∈N*)时,
x
2 k-1 ∈[1,2)
f(x)=-2f(
x
2 )=4f(
x
4 )=…=(-2) k-1 f(
x
2 k-1 ),
故当k为奇数时,f(x)在[2 k-1 ,2 k )上的取值范围是[3×2 k-1 ,2 k+1 ]
当k为偶数时,f(x)在[2 k-1 ,2 k )上的取值范围是[-2 k+1 ,-3×2 k-1 ]
所以当n=1时,f(x)在区间[1,2 n )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[1,2 n )上的最大值为2 n+1 ,最小值为-2 n
n为不小于2的偶数时,f(x)在区间[1,2 n )上的最大值为2 n ,最小值为-2 n+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) ≤
1
2 f(2x)+1恒成立.
令x=
1
2 k ,则得f(
1
2 k )≤
1
2 f(
1
2 k-1 )+1
即 f(
1
2 k ) -2 ≤
1
2 [f(
1
2 k-1 )-2] 对一切k∈N*恒成立.
所以 f(
1
2 n )-2 ≤
1
2 [f(
1
2 n-1 )-2] ≤
1
4 [f(
1
2 k-2 )-2] ≤… ≤
1
2 n [f(1)-2] =
1
2 n 故f(2 -n )≤2 -n +2(n∈N*);
若x∈(0,1]),则必存在n∈N*,使得∈(
1
2 n ,
1
2 n-1 ],由f(x)是增函数,故f(x)≤f(
1
2 n-1 )≤
1
2 n-1 +2
又2x+2>2×
1
2 x +2=
1
2 x-1 +2,故有f(x)<2x+2
所以f(2),f(4),f(8),…f(2 n )构成公差为1的等差数列,
令x=1得f(2)=f(1)+1=4,所以f(2 n )=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∈[2 k-1 ,2 k )(k∈N*)时,
x
2 k-1 ∈[1,2)
f(x)=-2f(
x
2 )=4f(
x
4 )=…=(-2) k-1 f(
x
2 k-1 ),
故当k为奇数时,f(x)在[2 k-1 ,2 k )上的取值范围是[3×2 k-1 ,2 k+1 ]
当k为偶数时,f(x)在[2 k-1 ,2 k )上的取值范围是[-2 k+1 ,-3×2 k-1 ]
所以当n=1时,f(x)在区间[1,2 n )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[1,2 n )上的最大值为2 n+1 ,最小值为-2 n
n为不小于2的偶数时,f(x)在区间[1,2 n )上的最大值为2 n ,最小值为-2 n+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) ≤
1
2 f(2x)+1恒成立.
令x=
1
2 k ,则得f(
1
2 k )≤
1
2 f(
1
2 k-1 )+1
即 f(
1
2 k ) -2 ≤
1
2 [f(
1
2 k-1 )-2] 对一切k∈N*恒成立.
所以 f(
1
2 n )-2 ≤
1
2 [f(
1
2 n-1 )-2] ≤
1
4 [f(
1
2 k-2 )-2] ≤… ≤
1
2 n [f(1)-2] =
1
2 n 故f(2 -n )≤2 -n +2(n∈N*);
若x∈(0,1]),则必存在n∈N*,使得∈(
1
2 n ,
1
2 n-1 ],由f(x)是增函数,故f(x)≤f(
1
2 n-1 )≤
1
2 n-1 +2
又2x+2>2×
1
2 x +2=
1
2 x-1 +2,故有f(x)<2x+2
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- 1楼网友:迷人又混蛋
- 2021-03-23 03:10
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