题目内容

【题目】定义在(0,+∞)上的函数f(x),如果对任意x∈(0,+∞),恒有f(kx)=kf(x),(k≥2,k∈N+)成立,则称f(x)为k阶缩放函数.
(1)已知函数f(x)为二阶缩放函数,且当x∈(1,2]时,f(x)=1+ x,求f(2 )的值;
(2)已知函数f(x)为二阶缩放函数,且当x∈(1,2]时,f(x)= ,求证:函数y=f(x)﹣x在(1,+∞)上无零点;
(3)已知函数f(x)为k阶缩放函数,且当x∈(1,k]时,f(x)的取值范围是[0,1),求f(x)在(0,kn+1](n∈N)上的取值范围.

【答案】
(1)解:由 ∈(1,2]得,f( )=1+1+ =

由题中条件得f(2 )=2f( )=2× =1


(2)解:当x∈(2i,2i+1](i=0,1,2)时, ∈(1,2],依题意可得:f(x)=2f( )=22f( )=…=2if( )=2i =

方程f(x)﹣x=0 =xx=0或x=2i,0与2i均不属于(2i,2i+1]((i=0,1,2))当x∈(2i,2i+1]((i=0,1,2))时,方程f(x)﹣x=0无实数解.

注意到(1,+∞)=(20,21]∪(21,22]∪(22,23)∪…,所以函数y=f(x)﹣x在(1,+∞)上无零点


(3)解:当x∈(kj,kj+1],j∈Z时,有 ∈(1,k],依题意可得:f(x)=kf( )=k2f( )=…=kjf(

当x∈(1,k]时,f(x)的取值范围是[0,1)

所以当x∈(kj,kj+1],j∈Z时,f(x)的取值范围是[0,kj).

由于(0,kn+1]=(kn,kn+1]∪(kn1,kn]∪…∪(k0,k]∪(k1,k0]∪

所以函数f(x)在(0,kn+1](n∈N)上的取值范围是:[0,kn)∪[0,kn1)∪…∪[0,k0)∪[0,k1)∪…=[0,kn


【解析】(1)根据二阶缩放函数的定义,直接代入进行求值即可;(2)根据函数零点的定义和性质判断函数y=f(x)﹣x在(1,+∞)上无零点;(3)根据k阶缩放函数成立的条件建立条件关系即可求出结论.

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