题目内容

【题目】已知函数 .任取t∈R,若函数f(x)在区间[t,t+1]上的最大值为M(t),最小值为m(t),记g(t)=M(t)﹣m(t).
(1)求函数f(x)的最小正周期及对称轴方程;
(2)当t∈[﹣2,0]时,求函数g(t)的解析式;
(3)设函数h(x)=2|xk|,H(x)=x|x﹣k|+2k﹣8,其中实数k为参数,且满足关于t的不等式 有解,若对任意x1∈[4,+∞),存在x2∈(﹣∞,4],使得h(x2)=H(x1)成立,求实数k的取值范围.

【答案】
(1)解:函数

则f(x)的最小正周期为

,解得f(x)的对称轴方程为x=2k+1(x∈Z)


(2)解:①当 时,在区间[t,t+1]上,

m(t)=f(﹣1)=﹣1,

②当 时,在区间[t,t+1]上,

m(t)=f(﹣1)=﹣1,

③当t∈[﹣1,0]时,在区间[t,t+1]上,

∴当t∈[﹣2,0]时,函数


(3)解:∵ 的最小正周期T=4,

∴M(t+4)=M(t),m(t+4)=m(t),

∴g(t+4)=M(t+4)﹣m(t+4)=M(t)﹣m(t)=g(t);

∴g(t)是周期为4的函数,研究函数g(t)的性质,只须研究函数g(t)在t∈[﹣2,2]时的性质即可;

仿照(2),可得

画出函数g(t)的部分图象,如图所示,

∴函数g(t)的值域为

已知 有解,即 k≤4g(t)max=4

∴k≤4;

若对任意x1∈[4,+∞),存在x2∈(﹣∞,4],使得h(x2)=H(x1)成立,

即H(x)在[4,+∞)的值域是h(x)在(﹣∞,4]的值域的子集.

当k≤4时,∵h(x)在(﹣∞,k)上单调递减,在[k,4]上单调递增,

∴h(x)min=h(k)=1,

∵H(x)=x|x﹣k|+2k﹣8在[4,+∞)上单调递增,

∴H(x)min=H(4)=8﹣2k,

∴8﹣2k≥1,即

综上,实数的取值范围是


【解析】(1)根据正弦型函数f(x)的解析式求出它的最小正周期和对称轴方程;(2)分类讨论 和t∈[﹣1,0]时,求出对应函数g(t)的解析式;(3)根据f(x)的最小正周期T,得出g(t)是周期函数,研究函数g(t)在一个周期内的性质,求出g(t)的解析式;画出g(t)的部分图象,求出值域,利用不等式 求出k的取值范围,再把“对任意x1∈[4,+∞),存在x2∈(﹣∞,4],使得h(x2)=H(x1)成立”转化为“H(x)在[4,+∞)的值域是h(x)在(﹣∞,4]的值域的子集“,从而求出k的取值范围.

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