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”.设函数f(x)的定义域为R+,且f(1)=3.(1

发布时间:2020-08-06 19:27:23

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”.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(210);
(2)若(-2,0)是f(x)的一个“P数对”,且当x∈[1,2)时f(x)=k(2-x),求f(x)在区间[1,22n)(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“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∈(2-n,21-n],n∈N*).

网友回答

解:(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
所以f(210)=10+3=13;
(2)x∈[1,2)时,f(x)=k(2-x),令x=1,则f(1)=k=3,即当x∈[1,2)时,f(x)=3(2-x),所以f(x)在[1,2)上的取值范围是(0,3],
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,∈[1,2),f(x)=-2=…=,
∴故当k为奇数时,f(x)在[2k-1,2k)上的取值范围是(0,3×2k-1]
当k为偶数时,f(x)在[2k-1,2k)上的取值范围是[-3×2k-1,0)
所以,f(x)在区间[1,22n)上的最大值为3×22n-2,最小值为-3×22n-1.
(3)①(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)=f(2x)+1恒成立
令x=,则f()=+1
∴=[]
∵=f(1)-2=1
∴{}是一个等比数列,

∴f(2-n)=2-n+2
②当x∈[2-n,21-n]时,由f(x)是增函数,故f(x)≤f(21-n)=21-n+2
∵x>2-n,∴2x+2>21-n+2,∴f(x)<2x+2.
解析分析:(1)由已知,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,{f(2k)}是等差数列,利用通项公式求解;
(2)先确定f(x)在[1,2)上的取值范围是(0,3],再利用f(2x)=-2f(x)恒成立,当x∈[2k-1,2k)(k∈N*)时,∈[1,2),f(x)=-2=…=,即可得出结论;
(3)①f(x)=f(2x)+1恒成立,令x=,则f()=+1,可得{}是一个等比数列,可得结论;
②当x∈[2-n,21-n]时,由f(x)是增函数,故f(x)≤f(21-n)=21-n+2,从而可得结论.

点评:本题考查利用新定义分析问题、解决问题的能力.考查转化计算,分类讨论、构造能力及推理论证能力,思维量大,属于难题.
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