设函数
(1)求函数y=T(sin(x))和y=sin(T(x))的解析式;
(2)是否存在非负实数a,使得aT(x)=T(ax)恒成立,若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由;
(3)定义Tn+1(x)=Tn(T(x)),且T1(x)=T(x),(n∈N*)
①当x∈[0,]时,求y=Tn(x)的解析式;
已知下面正确的命题:当x∈[,](i∈N*,1≤i≤2n-1)时,都有Tn(x)=Tn(-x)恒成立.
②对于给定的正整数m,若方程Tm(x)=kx恰有2m个不同的实数根,确定k的取值范围;若将这些根从小到大排列组成数列{xn}(1≤n≤2m),求数列{xn}所有2m项的和.
网友回答
解:(1)由,得:或(k∈Z),
由,得:(k∈Z).
所以,函数=,
函数=,
所以,.
(2),
.
当a=0时,则有a(T(x))=T(ax)=0恒成立.
当a>0时,当且仅当a=1时有a(T(x))=T(ax)=T(x)恒成立.
综上可知当a=0或a=1时,a(T(x))=T(ax)恒成立;
(3)①当时,对于任意的正整数i∈N*,1≤i≤n-1,
都有,
故有==2nx.
②由①可知当时,有,根据命题的结论可得,
当时,有,
故有=-2nx+2.
因此同理归纳得到,当(i∈N,0≤i≤2n-1)时,
=.
对于给定的正整数m,当时,
解方程Tm(x)=kx得,,
要使方程Tm(x)=kx在x∈[0,1]上恰有2m个不同的实数根,
对于任意i∈N,0≤i≤2m-1,必须恒成立,
解得,若将这些根从小到大排列组成数列{xn},
由此可得? (n∈N*,1≤i≤2m).
故数列{xn}所有2m项的和为:
=
=.
解析分析:(1)由和,解出x的范围,然后直接把代入分段函数解析式即可,求y=sin(T(x))的解析式可把T(x)直接代入.(2)分别写出函数y=aT(x)和y=T(ax)的解析式,由解析式看出当a=0时aT(x)=T(ax)恒成立,而a>0时,直接由aT(x)=T(ax)看出a取1时此等式成立;(3)①当x∈[0,]时,x∈[0,),则在函数T(x)=2x的解析式中,依次取x=2x可求y=Tn(x)的解析式;②根据题目给出的条件:当x∈[,](i∈N*,1≤i≤2n-1)时,都有Tn(x)=Tn(-x)恒成立,求出当(i∈N,0≤i≤2n-1)时的Tn(x)的解析式,再由方程Tm(x)=kx求得当时,,那么,数列{xn}所有2m项的和可利用分组进行求和.
点评:本题考查了函数解析式的求解及常用方法,考查了函数恒成立问题,考查了数列的函数特性及数列的分组求和,特别是(3)中的②涉及到复杂条件下的函数解析式的求解及方程根的问题,需要学生有清晰的头脑,考查了学生进行复杂运算的能力,此题是难度较大的题目.