题目内容
11.对于定义域为D的函数f(x)同时满足条件:①常数a,b满足a<b,区间[a,b]⊆D
②使f(x)在[a,b]上的值域为[ka,kb],(k∈N*),那么我们把f(x)叫做[a,b]上的“k级矩形”函数
(1)设函数f(x)=x3[a,b]上的“1级矩形”函数,求常数a,b的值;
(2)是否存在常数a,b与正数k,使函数g(x)=$\frac{1}{x+2}$(x>-2)在区间[a,b]上的是“k级矩形”函数?若存在,求出a,b及k的值,若不存在,说明理由
(3)设h(x)=-2x2-x是[a,b]上的“3级矩形”函数,求出常数a,b的值.
分析 (1)函数f(x)=x3是[a,b]上的“1级矩阵”函数,结合函数的单调性建立方程关系即可.
(2)根据g(x)的单调性建立方程关系进行求解即可.
(3)结合一元二次函数的性质,讨论对称轴的位置建立方程关系即可.
解答 解:(1)若函数f(x)=x3是[a,b]上的“1级矩阵”函数,即满足条件①常数a,b满足a<b,区间[a,b]⊆D,②使f(x)在[a,b]上的值域为[a,b]
∵函数f(x)=x3是[a,b]上的单调增函数
∴$\left\{\begin{array}{l}{{a}^{3}=a}\\{{b}^{3}=b}\end{array}\right.$,得a=-1,b=0或a=-1,b=1,或a=0,b=1.
(2)若函数g(x)=$\frac{1}{x+2}$(x>-2)在区间[a,b]上的是“k级矩形”函数,
∵函数g(x)=$\frac{1}{x+2}$(x>-2)在区间[a,b]上的是减函数,
∴$\left\{\begin{array}{l}{g(a)=kb}\\{g(b)=ka}\end{array}\right.$,即$\left\{\begin{array}{l}{\frac{1}{a+2}=kb}\\{\frac{1}{b+2}=ka}\end{array}\right.$,两式相除得$\frac{b+2}{a+2}=\frac{b}{a}$,即ab+2a=ab+2b,
得2a=2b,即a=b,与b>a矛盾,故不存在常数a,b与正数k,使函数g(x)=$\frac{1}{x+2}$(x>-2)在区间[a,b]上的是“k级矩形”函数.
(3)若h(x)=-2x2-x是[a,b]上的“3级矩形”函数,
则满足函数h(x)=-2(x+$\frac{1}{4}$)2+$\frac{1}{8}$在[a,b]上的值域为[3a,3b],
①当a<b≤-$\frac{1}{4}$时,h(x)在[a,b]上单调递增,值域为[h(a),h(b)],即h(a)=3a,h(b)=3b,
即a,b是h(x)=3x的两个不等实根,即-2x2-x=3x,x2+2x=0,解得x=0或x=-2,
即a=-2,b=0不满足条件.
②当-$\frac{1}{4}$≤a<b时,h(x)在[a,b]上单调递减,值域为[h(b),h(a)],即h(a)=3b,h(b)=3a,
即$\left\{\begin{array}{l}{a+b=1}\\{{a}^{2}+{b}^{2}=-2}\end{array}\right.$,方程组无解.
③当a<-$\frac{1}{4}$<b时,当x=-$\frac{1}{4}$时,函数的最大值为$\frac{1}{8}$,即3b=$\frac{1}{8}$,解得b=$\frac{1}{24}$,
h($\frac{1}{24}$)=h(-$\frac{13}{24}$),
∴当a<-$\frac{13}{24}$,h(a)=3a,解得a=-2,
综上a=-2,b=$\frac{1}{24}$.
点评 本题考查了新定义型函数的理解和运用能力,函数单调性的应用,转化化归的思想方法.
| A. | 1 | B. | 2 | C. | 3 | D. | 4 |
| A. | (0,2) | B. | (-2,0) | C. | (0,1) | D. | (-1,0) |
其中能表示从集合M到集合N的函数关系式的有( )
| A. | 1个 | B. | 2个 | C. | 3个 | D. | 4个 |
| A. | -2 | B. | 0 | C. | 1 | D. | 2 |
| A. | 10 | B. | 9 | C. | 6 | D. | 4 |