题目内容

(2010•黄冈模拟)已知函数y=f(x)的反函数为y=f-1(x),定义:若对给定的实数a(a≠0),函数y=f(x+a)与y=f-1(x+a)互为反函数,则称y=f(x)满足“a和性质”.
(1)判断函数g(x)=(x+1)2+1,x∈[-2,-1]是否满足“1和性质”,并说明理由;
(2)若F(x)=kx+b,其中k≠0,x∈R满足“2和性质”,则是否存在实数a,使得F(9)<F(cos2θ+asinθ)<F(1)对任意的θ∈(0,π)恒成立?若存在,求出a的范围;若不存在,请说明理由.
分析:(1)函数g(x)=(x+1)2+1,x∈[-2,-1]的反函数是g-1(x)=-
x-1
-1,x∈[1,2],所以g-1(x+1)=-
x
-1,x∈[0,1],由此能够判断函数g(x)=(x+1)2+1,x∈[-2,-1]不满足“1和性质”.
(2)设函数F(x)=kx+b满足“2和性质”,k≠0.所以F-1(x)=
x-b
k
,x∈R,F-1(x+2)=
x+2-b
k
,而F(x+2)=k(x+2)+b,x∈R,得反函数y=
x-b-2k
k
.由此入手能导出当1<a<9使得F(cos2θ+asinθ)<3对任意的θ∈(0,π)恒成立.
解答:解:(1)函数g(x)=(x+1)2+1,x∈[-2,-1]的反函数是g-1(x)=-
x-1
-1,x∈[1,2]
∴g-1(x+1)=-
x
-1,x∈[0,1]
而g(x+1)=(x+2)2+1,x∈[-3,-2]
其反函数为y=-2-
x-1
,x∈[1,2],
故函数g(x)=(x+1)2+1,x∈[-2,-1]不满足“1和性质”;(6分)
(2)设函数F(x)=kx+b满足“2和性质”,k≠0.
∴F-1(x)=
x-b
k
,x∈R,
F-1(x+2)=
x+2-b
k
,
而F(x+2)=k(x+2)+b,x∈R,
得反函数y=
x-b-2k
k

由“2和性质”定义可知
x+2-b
k
=
x-b-2k
k
对x∈R恒成立,
∴k=-1,b∈R,
即函数F(x)=-x+b,x∈R,在(-∞,+∞)上递减,…(9分)
所以假设存在实数a满足F(9)<F(cos2θ+asinθ)<F(1),
即1<cos2θ+asinθ<9对任意的θ∈(0,π)恒成立,
它等价于
t2-at+8>0
t2-at<0
在t∈(0,1]上恒成立.
t2-at+8>0,t∈(0,1]?a<t+
8
t
,
易得a<9.而t2-at<0知a>t所以a>1.
综合以上有当1<a<9使得F(cos2θ+asinθ)<3对任意的θ∈(0,π)恒成立(13分)
点评:本题考查解函数在生产实际中的应用,考查运算求解能力,推理论证能力;考查函数与方程思想,化归与转化思想.综合性强,难度大,容易出错.本题型是高考的重点,解题时认真审题,仔细解答.
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