对于定义在区间D上的函数f(x),若存在闭区间[a,b]?D和常数c,使得对任意x1∈[a,b],都有f(x1)=c,且对任意x2∈D,当x2?[a,b]时,f(x2

发布时间:2020-07-31 12:19:58

对于定义在区间D上的函数f(x),若存在闭区间[a,b]?D和常数c,使得对任意x1∈[a,b],都有f(x1)=c,且对任意x2∈D,当x2?[a,b]时,f(x2)>c恒成立,则称函数f(x)为区间D上的“平底型”函数.
(Ⅰ)判断函数f1(x)=|x-1|+|x-2|和f2(x)=x+|x-2|是否为R上的“平底型”函数?并说明理由;
(Ⅱ)设f(x)是(Ⅰ)中的“平底型”函数,k为非零常数,若不等式|t-k|+|t+k|≥|k|?f(x)对一切t∈R恒成立,求实数x的取值范围;
(Ⅲ)若函数是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数,求m和n的值.

网友回答

解:(1)对于函数f1(x)=|x-1|+|x-2|,当x∈[1,2]时,f1(x)=1.
当x<1或x>2时,f1(x)>|(x-1)-(x-2)|=1恒成立,故f1(x)是“平底型”函数.(2分)
对于函数f2(x)=x+|x-2|,当x∈(-∞,2]时,f2(x)=2;当x∈(2,+∞)时,f2(x)=2x-2>2,所以不存在闭区间[a,b],使当x?[a,b]时,f(x)>2恒成立.
故f2(x)不是“平底型”函数.(4分)
(Ⅱ)若|t-k|+|t+k|≥|k|?f(x)对一切t∈R恒成立,则(|t-k|+|t+k|)min≥|k|?f(x).
因为(|t-k|+|t+k|)min=2|k|,所以2|k|≥|k|?f(x).又k≠0,则f(x)≤2.(6分)
因为f(x)=|x-1|+|x-2|,则|x-1|+|x-2|≤2,解得.
故实数x的范围是.(8分)
(Ⅲ)因为函数是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数,则
存在区间[a,b]?[-2,+∞)和常数c,使得恒成立.
所以x2+2x+n=(mx-c)2恒成立,即.解得或.(10分)
当时,g(x)=x+|x+1|.
当x∈[-2,-1]时,g(x)=-1,当x∈(-1,+∞)时,g(x)=2x+1>-1恒成立.
此时,g(x)是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数.(11分)
当时,g(x)=-x+|x+1|.
当x∈[-2,-1]时,g(x)=-2x-1≥1,当x∈(-1,+∞)时,g(x)=1.
此时,g(x)不是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数.(12分)
综上分析,m=1,n=1为所求.(13分)
解析分析:(1)对于函数f1(x)=|x-1|+|x-2|,欲判断其是否是“平底型”函数,只须f1(x)>=1是否恒成立,利用去绝对值符号后即可证得;同理,对于函数f2(x)=x+|x-2|,也是如此验证.(Ⅱ)若|t-k|+|t+k|≥|k|?f(x)对一切t∈R恒成立,则(|t-k|+|t+k|)min≥|k|?f(x).故只须2|k|≥|k|?f(x)也即f(x)≤2最后即可解出实数x的范围.(Ⅲ)因为函数是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数,则存在区间[a,b]?[-2,+∞)和常数c,使得恒成立.所以x2+2x+n=(mx-c)2恒成立,得到关于m,n,c的方程,解出它们的值,最后通过验证g(x)是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数即可解决问题.

点评:本小题主要考查函数的概念及其构成要素、不等式的解法、函数恒成立问题等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想.属于中档题.
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