已知函数f(x)(x∈R)的最小正周期为2,且对任意实数x,f(2-x)=f(2+x),且[a,b](a<b)是f(x)的一个单调区间.
(1)求证:b-a≤1;
(2)已知区间[0,1]为f(x)的一个单调区间,且对任意x<0,都有f(2x)>f(2),解关于实数x的不等式f(-10.5)>f(x2+6x).
网友回答
证明:(1)假设b-a>1,则b>a+1,
取a=0,由b>1,
∵f(2-x)=f(2+x),∴f(4-b)=f(b),
又函数f(x)(x∈R)的最小正周期为2,
∴f(4-b)=f(2-b)
∴f(2-b)=f(b)
而区间[0,b]是f(x)的一个单调区间,?f(2-b)≠f(b),
这与f(2-b)=f(b)矛盾,故假设不成立,
∴b-a≤1;
解:(2)∵对任意x<0,都有f(2x)>f(2)=f(0),
其中0<2x<1,
∴区间[0,1]为f(x)的一个单调增区间,
∵函数f(x)(x∈R)的最小正周期为2,
∴f(2-x)=f(-x),f(x)=f(2+x),
且对任意实数x,f(2-x)=f(2+x),
∴f(-x)=f(x),函数f(x)是偶函数,
∵区间[0,1]为f(x)的一个单调增区间,根据偶函数的对称性得:
区间[-1,0]为f(x)的一个单调减区间,
根据函数的周期性得:区间[1,2]为f(x)的一个单调减区间,
又不等式f(-10.5)>f(x2+6x)可化成:
f(1.5)>f(x2+6x).
在一个周期长的区间[0,2)上考虑此不等式的解,有:
0≤x2+6x≤或≤x2+6x<2,
解之得:≤x≤-6或0≤x≤;或-3-<x≤或≤x<-3+.
根据函数的周期性得:
不等式f(-10.5)>f(x2+6x)在R上的解是:
+2k≤x≤-6+2k或+2k≤x≤+2k;或-3-+2k<x≤+2k或+2k≤x<-3++2k.k∈Z.
解析分析:(1)利用反证法证明.先假设b-a>1,则b>a+1,对a取特殊值,取a=0,结合条件f(2-x)=f(2+x),∴f(4-b)=f(b),又函数f(x)(x∈R)的最小正周期为2,得出f(2-b)=f(b),而区间[0,b]是f(x)的一个单调区间,这与f(2-b)=f(b)矛盾,故假设不成立,从而结论得到证明;(2)先由f(2x)>f(2)=f(0),得出区间[0,1]为f(x)的一个单调增区间,再利用对称性及周期性得出函数f(x)是偶函数,从而得到区间[1,2]为f(x)的一个单调减区间,再化简不等式f(-10.5)>f(x2+6x),最后在一个周期 长的区间[0,2]上考虑此不等式的解根据函数的周期性得不等式f(-10.5)>f(x2+6x)在R上的解即可.
点评:本小题主要考查函数的周期性、函数单调性的应用、函数奇偶性的应用、不等式的解法等基础知识,考查运算求解能力,考查数形结合思想、化归与转化思想.属于难题.