设函数f(x)=kax-a-x(a>0且a≠1,k∈R),f(x)是定义域为R上的奇函数.(1)求k的值,并证明当a>1
设函数f(x)=kax-a-x(a>0且a≠1,k∈R),f(x)是定义域为R上的奇函数.(1)求k的值,并证明当a>1时,函数f(x)是R上的增函数;(2)已知f(1)...
设函数f(x)=kax-a-x(a>0且a≠1,k∈R),f(x)是定义域为R上的奇函数.(1)求k的值,并证明当a>1时,函数f(x)是R上的增函数;(2)已知f(1)=32,函数g(x)=a2x+a-2x-4f(x),x∈[1,2],求g(x)的值域;(3)若a=4,试问是否存在正整数λ,使得f(2x)≥λ?f(x)对x∈[?12,12]恒成立?若存在,请求出所有的正整数λ;若不存在,请说明理由.
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(1)∵f(x)=kax-a-x是定义域为R上的奇函数,
∴f(0)=0,得k=1.
此时,f(x)=ax-a-x,f(-x)=a-x-ax=-f(x),即f(x)是R上的奇函数.
设x2>x1,则f(x2)-f(x1)=ax2-
-(ax1?
)=(ax2?ax1)(1+
),
∵a>1,x2>x1,∴ax2>ax1,
∴f(x2)-f(x1)>0,
∴f(x)在R上为增函数.
(2)∵f(1)=
,∴a-
=
,即2a2-3a-2=0,
解得a=2或a=-
(舍去),
∴g(x)=22x+2-2x-4(2x-2-x)=(2x-2-x)2-4(2x-2-x)+2,
令t=2x-2-x(1≤x≤2),
由(1)知t=2x-2-x[1,2]上为增函数,∴t∈[
,
],
∴g(x)=Φ(t)=t2-4t+2=(t-2)2-2,
当t=
时,g(x)有最大值
,当t=2时,g(x)有最小值-2,
∴g(x)的值域[-2,
].
(3)f(2x)=42x-4-2x=(4x+4-x)?(4x-4-x),f(x)=4x-4-x,
假设存在满足条件的正整数λ,则(4x+4-x)?(4x-4-x)≥λ?(4x-4-x),
①当x=0时,λ∈R;
②当x∈(0,
]时,4x-4-x>0,则λ≤4x+4-x,
令μ=4x,则μ∈(1,2],易证z=μ+
在(1,2]上是增函数,
则λ≤z(1)=2;
③当x∈[?
,0)时,4x-4-x<0,则λ≥4x+
∴f(0)=0,得k=1.
此时,f(x)=ax-a-x,f(-x)=a-x-ax=-f(x),即f(x)是R上的奇函数.
设x2>x1,则f(x2)-f(x1)=ax2-
1 |
ax2 |
1 |
ax1 |
1 |
ax2ax1 |
∵a>1,x2>x1,∴ax2>ax1,
∴f(x2)-f(x1)>0,
∴f(x)在R上为增函数.
(2)∵f(1)=
3 |
2 |
1 |
a |
3 |
2 |
解得a=2或a=-
1 |
2 |
∴g(x)=22x+2-2x-4(2x-2-x)=(2x-2-x)2-4(2x-2-x)+2,
令t=2x-2-x(1≤x≤2),
由(1)知t=2x-2-x[1,2]上为增函数,∴t∈[
3 |
2 |
15 |
4 |
∴g(x)=Φ(t)=t2-4t+2=(t-2)2-2,
当t=
15 |
4 |
17 |
16 |
∴g(x)的值域[-2,
17 |
16 |
(3)f(2x)=42x-4-2x=(4x+4-x)?(4x-4-x),f(x)=4x-4-x,
假设存在满足条件的正整数λ,则(4x+4-x)?(4x-4-x)≥λ?(4x-4-x),
①当x=0时,λ∈R;
②当x∈(0,
1 |
2 |
令μ=4x,则μ∈(1,2],易证z=μ+
1 |
μ |
则λ≤z(1)=2;
③当x∈[?
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