题目内容

若函数f(x)满足下列两个性质:
①f(x)在其定义域上是单调增函数或单调减函数;
②在f(x)的定义域内存在某个区间使得f(x)在[a,b]上的值域是[
1
2
a,
1
2
b]
.则我们称f(x)为“内含函数”.
(1)判断函数f(x)=
x
是否为“内含函数”?若是,求出a、b,若不是,说明理由;
(2)若函数f(x)=
x-1
+t
是“内含函数”,求实数t的取值范围.
分析:(1)根据新定义“内含函数”,要满足两条:一是在其定义域上是单调函数,二是在定义域内存在某个区间[a,b],且在此区间上的值域是[
1
2
a,
1
2
b]
即可.
(2)若函数f(x)=
x-1
+t
是“内含函数”,其定义域为[1,+∞),且在定义域上单调递增,满足第一条;只要t再满足:存在区间[a,b]?[1,+∞),满足g(a)=
1
2
a
,g(b)=
1
2
b
,即可.
解答:解:(1)∵函数y=
x
,其定义域为[0,+∞),∴函数y=
x
在区间[0,+∞)上是单调增函数.
设y=
x
在区间[a,b]上的值域是[
a
,
b
]
.
由
a
=
1
2
a
b
=
1
2
b
,解得
a=0
b=4
.
故函数y=
x
是“内含函数”,且a=0,b=4.
(2)设g(x)=
x-1
+t
,其定义域为[1,+∞),且在定义域上单调递增.
∵g(x)为“内含函数”,∴存在区间[a,b]?[1,+∞),满足g(a)=
1
2
a
,g(b)=
1
2
b
.
即方程g(x)=
1
2
x
在区间[1,+∞)内有两个不等实根.
也即方程
x-1
+t=
1
2
x
在区间[1,+∞)内有两个不等实根,令
x-1
=m
,则其可化为:
m+t=
1
2
(1+m2)
,即方程m2-2m+(1-2t)=0有两个非负的不等实根x1、x2.
∴
△=4-4(1-2t)>0
x1+x2>0
x1x2≥0
解得0<t≤
1
2
.
∴实数t的取值范围是0<t≤
1
2
.
点评:充分理解新定义是进行判断的前提.其关键是看在定义域内方程f(x)=
1
2
x是否存在两个不等的实数根.
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