专题地图 › 函数综合
一试训练题
F3解答题函数综合
已知函数 f(x) 的定义域为 R,对任意的实数 x1,x2 都满足 f(x1+x2)=f(x1)+f(x2),当 x>0 时 f(x)>0,且 f(2)=3。
(1)试判断 f(x) 的奇偶性和单调性。
(2)当 θ∈[0,π/2] 时,f(cos2θ−3)+f(4m−2mcosθ)>0 对所有的 θ 均成立,求实数 m 的取值范围。
作答
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
解析
提示
先由加法关系确定零点、奇偶性与函数值的符号,不急着求解析式。
思路
然后把两个函数值合并为一次输入,再以余弦作变量;参数须超过整个允许闭区间上的最大门槛,而不仅是两端点的门槛。
解答
(1)取 x1=x2=0,得 f(0)=0;再取 x1=x,x2=−x,得 f(−x)=−f(x),所以 f 是奇函数。
若 x1<x2,则
f(x2)−f(x1)=f(x2−x1)>0,
故 f 在 R 上严格递增。
(2)由 f(0)=0 及严格递增性,所求条件等价于
cos2θ−3+4m−2mcosθ>0.
令 t=cosθ∈[0,1],得 2t2−2mt+4m−4>0。因 2−t>0,等价于
m>R(t)=2−t2−t2(0≤t≤1).
记 L=4−22。有恒等式
L−R(t)=2−t(t−(2−2))2≥0.
等号在 t=2−2∈[0,1] 时取得,所以条件当且仅当 m>4−22。
复核
可用 f(x)=3x/2 检验全部已知关系。取 m=4−22 及 cosθ=2−2,合并后的输入恰为0,因而原和为0而非严格正;这说明参数端点确实要删去。相应余弦位于[0,1],不是放宽区间才出现的虚假等号点。
方法总结
加法性配上正半轴正性足以推出严格单调及全域符号,许多不等式求参并不需要完整解出函数。消去函数后应保留三角变量的实际值域,严格恒成立由可达最大值决定开端点。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
先由加法与正性确定函数符号,再选择余弦输入分离参数,并识别有理式可达的上界,严格号决定开端点。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:函数方程的赋值与化简、区分恒成立与存在,求参数范围并验证
专题卡:两个变量的函数等式:代特殊值,解出函数,再代回、带“任意”和“存在”的参数题:先取必要条件,再证明足够