题目内容
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.
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:

=
=
.
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.
由
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
都有
故有
②由①可知当
当
故有
因此同理归纳得到,当
对于给定的正整数m,当
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
解得
由此可得
故数列{xn}所有2m项的和为:
=
=
分析:(1)由
求y=sin(
(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,
②根据题目给出的条件:当x∈[
求出当
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.
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