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高考新情境命题探究(1) 函数的新定义问题
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函数的新定义问题
[例] 设函数f(x),若存在常数m>0,使|f(x)|≤m|x|,对一切定义域内x均成立,则称f(x)为F函数.下列函数中不是F函数的是( )
A.f(x)=0
B.f(x)=2x
C.f(x)=x2-3x+1,x≥2
D.f(x)= eq \f(x,x2+x+1)
解析:A选项,若f(x)=0,则|f(x)|=0,所以当m>0时,恒有|f(x)|≤m|x|成立,所以满足条件;B选项,若f(x)=2x,则|f(x)|=2|x|,当m≥2时,|f(x)|≤m|x|成立,所以满足条件;C选项,若f(x)=x2-3x+1,x≥2,则| eq \f(f(x),x)|=| eq \f(x2-3x+1,x)|=|x+ eq \f(1,x)-3|,因为x≥2时,函数y=x+ eq \f(1,x)单调递增,所以y=x+ eq \f(1,x)≥2+ eq \f(1,2)= eq \f(5,2).则不存在常数m>0,使|f(x)|≤m|x|对一切定义域内x均成立,所以不满足条件;D选项,若f(x)= eq \f(x,x2+x+1),则| eq \f(f(x),x)|
=| eq \f(1,x2+x+1)|=| eq \f(1,(x+\f(1,2))2+\f(3,4))|≤ eq \f(4,3),当m= eq \f(4,3)时,|f(x)|≤m|x|对一切定义域内x均成立,所以满足条件.
函数新定义问题的求解策略
(1)新定义问题是先给出一个新的概念,或给出一个抽象函数的性质,然后根据这种新定义解决相关的问题.
(2)解决问题的关键是破译题目的信息,转化为熟悉的问题便可获解.
训练 (1)在平面直角坐标系中,横坐标、纵坐标均为整数的点称为整点,如果函数f(x)的图象恰好通过n(n∈N*)个整点,则称函数f(x)为n阶整点函数.有下列函数:
①f(x)=sin 2x;②g(x)=x3;③h(x)=( eq \f(1,3))x;④φ(x)=ln x.
其中是一阶整点函数的是( )
A.①②③④
B.①③④
C.①④
D.④
解析:对于函数f(x)=sin 2x,它只通过一个整点(0,0),故它是一阶整点函数;对于函数g(x)=x3,当x∈Z时,一定有g(x)=x3∈Z,即函数g(x)=x3通过无数个整点,它不是一阶整点函数;对于函数h(x)=( eq \f(1,3))x,当x=0,-1,-2,等等时,h(x)都是整数,易知函数h(x)通过无数个整点,它不是一阶整点函数;对于函数φ(x)=ln x,它只通过一个整点(1,0),故它是一阶整点函数.
(2)(2024·上海模拟)已知函数y=f(x)具有以下的性质:对于任意实数a和b,都有f(a+b)+f(a-b)=2f(a)f(b),则以下选项中,不可能是f(1)值的是( )
A.-2
B.-1
C.0
D.1
解析:因为函数y=f(x)对于任意实数a和b,都有f(a+b)+f(a-b)=2f(a)f(b),所以令a=b=0,有f(0)+f(0)=2f(0)f(0),即2f(0)·[f(0)-1]=0,所以f(0)=0或f(0)=1;令a=b= eq \f(x,2),x为任意实数,有f(x)+f(0)=2f( eq \f(x,2))f( eq \f(x,2)),即f(x)=2f( eq \f(x,2))f( eq \f(x,2))-f(0);因为f( eq \f(x,2))f( eq \f(x,2))≥0,所以f(x)≥-f(0),当f(0)=0时,f(x)≥0;当f(0)=1时,f(x)≥-1;所以f(x)的值不可能是-2.
$$