题目内容

已知函数f(x)=
x
x+2
,x∈(
1
2
,1]
-
1
2
x+
1
4
,x∈[0,
1
2
]
,g(x)=asin(
π
3
x+
3π
2
)-2a+2(a>0)
,给出下列结论:
①函数f(x)的值域为[0,
1
3
]
;
②函数g(x)在[0,1]上是增函数;
③对任意a>0,方程f(x)=g(x)在[0,1]内恒有解;
④若存在x1,x2∈[0,1],使得f(x1)=g(x2)成立,则实数a的取值范围是
5
9
≤a≤
4
5
.
其中所有正确结论的序号是
 
.
考点:命题的真假判断与应用
专题:函数的性质及应用
分析:①当x∈(
1
2
,1]
时,利用f(x)=
x
x+2
=1-
2
x+2
单调递增,可得f(
1
2
)<f(x)≤f(1)
.
当x∈[0,
1
2
]
时,函数f(x)=-
1
2
x+
1
4
,利用一次函数的单调性可得f(
1
2
)≤f(x)≤f(0)
.
即可得到函数f(x)的值域.
②利用诱导公式可得g(x)=-acos
π
3
x
-2a+2,利用余弦函数的单调性,进而得出g(x)在[0,1]上单调性.
③由②可知:g(0)≤g(x)≤g(1),若任意a>0,方程f(x)=g(x)在[0,1]内恒有解,
则必须满足f(x)的值域[0,
1
3
]
⊆{g(x)|x∈[0,1]}.解出判定即可.
④存在x1,x2∈[0,1],使得f(x1)=g(x2)成立,则
g(x)min≤f(x)max
g(x)max≥f(x)min
解出即可.
解答: 解:①当x∈(
1
2
,1]
时,f(x)=
x
x+2
=1-
2
x+2
单调递增,∴f(
1
2
)<f(x)≤f(1)
,即
1
5
<f(x)≤
1
3
.
当x∈[0,
1
2
]
时,由函数f(x)=-
1
2
x+
1
4
单调递减,∴f(
1
2
)≤f(x)≤f(0)
,即0≤f(x)≤
1
4
.
∴函数f(x)的值域为[0,
1
3
]
.因此①正确.
②g(x)=-acos
π
3
x
-2a+2,∵x∈[0,1],∴0≤
πx
3
≤
π
3
,因此cos
πx
3
在[0,1]上单调递减,
又a>0,∴g(x)在[0,1]上单调递增,因此正确.
③由②可知:g(0)≤g(x)≤g(1),∴-3a+2≤g(x)≤-
5
2
a+2
.
若任意a>0,方程f(x)=g(x)在[0,1]内恒有解,
则必须满足f(x)的值域[0,
1
3
]
⊆{g(x)|x∈[0,1]}.
∴-3a+2≤0,-
5
2
a+2≥
1
3
,解得a=
2
3
,因此③不正确;
④存在x1,x2∈[0,1],使得f(x1)=g(x2)成立,则
g(x)min≤f(x)max
g(x)max≥f(x)min

由③可知:g(x)max=g(1)=-
5
2
a+2
,g(x)min=g(0)=-3a+2,
∴-3a+2≤
1
3
,-
5
2
a+2≥0
,解得
5
9
≤a≤
4
5
,
∴实数a的取值范围是
5
9
≤a≤
4
5
.正确.
综上可知:只有①②④正确.
故答案为:①②④.
点评:本题综合考查了分段函数的单调性、恒成立问题的等价转化方法等基础知识与基本技能方法,考查了分析问题和解决问题的能力,属于难题.
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