题目内容
设函数常数且a∈(0,1).(1)当a=时,求f(f());
(2)若x满足f(f(x))=x,但f(x)≠x,则称x为f(x)的二阶周期点,试确定函数有且仅有两个二阶周期点,并求二阶周期点x1,x2;
(3)对于(2)中x1,x2,设A(x1,f(f(x1))),B(x2,f(f(x2))),C(a2,0),记△ABC的面积为s(a),求s(a)在区间[,]上的最大值和最小值.
【答案】分析:(1)当a=时,根据所给的函数解析式直接求值即可得出答案;
(2)根据二阶周期点的定义,分段进行求解,找出符号定义的根即为所求;
(3)由题意,先表示出s(a)的表达式,再借助导数工具研究s(a)在区间[,]上的单调性,确定出最值,即可求解出最值.
解答:解:(1)当a=时,求f()=,故f(f())=f()=2(1-)=
(2)f(f(x))=
当0≤x≤a2时,由=x,解得x=0,因为f(0)=0,故x=0不是函数的二阶周期点;
当a2<x≤a时,由=x,解得x=
因为f()==≠,
故x=是函数的二阶周期点;
当a<x≤a2-a+1时,由=x,解得x=∈(a,a2-a+1),因为f()=,故得x=不是函数的二阶周期点;
当a2-a+1<x≤1时,由,解得x=∈(a2-a+1,1),因为f()=≠,故x=是函数的二阶周期点;
因此函数有两个二阶周期点,x1=,x2=
(3)由(2)得A(,),B(,)
则s(a)=S△OCB-S△OCA=×,所以s′(a)=×,
因为a∈(),有a2+a<1,所以s′(a)=×=>0(或令g(a)=a3-2a2-2a+2利用导数证明其符号为正亦可)
s(a)在区间[,]上是增函数,
故s(a)在区间[,]上的最小值为s()=,最大值为s()=
点评:本题考查求函数的值,新定义的理解,利用导数求函数在闭区间上的最值,第二题解答的关键是理解定义,第三题的关键是熟练掌握导数工具判断函数的单调性,本题考查了方程的思想,转化化归的思想及符号运算的能力,难度较大,综合性强,解答时要严谨认真方可避免会而作不对现象的出现.
(2)根据二阶周期点的定义,分段进行求解,找出符号定义的根即为所求;
(3)由题意,先表示出s(a)的表达式,再借助导数工具研究s(a)在区间[,]上的单调性,确定出最值,即可求解出最值.
解答:解:(1)当a=时,求f()=,故f(f())=f()=2(1-)=
(2)f(f(x))=
当0≤x≤a2时,由=x,解得x=0,因为f(0)=0,故x=0不是函数的二阶周期点;
当a2<x≤a时,由=x,解得x=
因为f()==≠,
故x=是函数的二阶周期点;
当a<x≤a2-a+1时,由=x,解得x=∈(a,a2-a+1),因为f()=,故得x=不是函数的二阶周期点;
当a2-a+1<x≤1时,由,解得x=∈(a2-a+1,1),因为f()=≠,故x=是函数的二阶周期点;
因此函数有两个二阶周期点,x1=,x2=
(3)由(2)得A(,),B(,)
则s(a)=S△OCB-S△OCA=×,所以s′(a)=×,
因为a∈(),有a2+a<1,所以s′(a)=×=>0(或令g(a)=a3-2a2-2a+2利用导数证明其符号为正亦可)
s(a)在区间[,]上是增函数,
故s(a)在区间[,]上的最小值为s()=,最大值为s()=
点评:本题考查求函数的值,新定义的理解,利用导数求函数在闭区间上的最值,第二题解答的关键是理解定义,第三题的关键是熟练掌握导数工具判断函数的单调性,本题考查了方程的思想,转化化归的思想及符号运算的能力,难度较大,综合性强,解答时要严谨认真方可避免会而作不对现象的出现.
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