专题地图 › 函数综合
一试训练题
F2填空题函数综合
严格单调实函数 f 对一切实数 x 都满足 f(f(x)+2x)=−1。确定 f(2) 的全部可能取值。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:−4 或 −3
解析
思路
由严格单调的单射性设内层为常数 c,得到关于 c 的超越方程,用凹性说明它恰有两根。
解答
f 严格单调,故为单射,所以 f(x)+2x 恒等于某常数 c,即 f(x)=c−2x。代入 x=c:f(c)=−1,即 c−2c=−1。h(c)=c−2c+1 满足 h′′(c)=−2c(ln2)2<0,是严格凹函数,至多两个零点;而 h(0)=h(1)=0,故 c=0 或 c=1。两种情形 f(x)=−2x 与 f(x)=1−2x 都严格递减,且分别有 f(f(x)+2x)=f(0)=−1,f(f(x)+2x)=f(1)=−1,都满足条件。所以 f(2)=c−4,可能值为 −4 或 −3。
复核
若只说"单调",常函数 f≡−1 也满足,所以题设写严格单调。凹函数至多两个零点的论证代替了对超越方程的猜根。两个候选都回代验证过。
方法总结
常数方程可能多根;每个根都要回代成函数检验,不能只取一个。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
由严格单调的单射性设内层为常数 c,得到关于 c 的超越方程,用凹性说明它恰有两根。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:复合后用单调或单射消去外层、用导数或作差看单调性
专题卡:函数套函数:函数值相同时,用严格单调去掉外层、带“任意”和“存在”的参数题:先取必要条件,再证明足够