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我们给出如下定义:对函数y=f(x),x∈D,若存在常数C(C∈R),对任意的x1∈D,存在唯一的x2∈D,使得f(x1)+f(x2)2=C,则称函数f(x)为“和谐函数”,称常数C为函数f(x)的“和谐数”.(1)判断函数f(x)=x+1,x∈[-1,3]是否为“和谐函数”?答: .(填“是”或“否”)如果是,写出它的一个“和谐数”: .(2)请先学习下面的证明方法:证明:函数g(x)=lgx,x∈[10,100]为“和谐函数”,32是其“和谐数”.证明过程如下:对任意x1∈[10,100],令g(x1)+g(x2)2=32,即lgx1+lgx22=32,得x2=1000x1.∵x1∈[10,100],∴x2=1000x1∈[10,100].即对任意x1∈[10,100],存在唯一的x2=1000x1∈[10,100],使得g(x)+g(x2)2=32.∴g(x)=lgx为“和谐函数”,32是其“和谐数”.参照上述证明过程证明:函数h(x)=2x,x∈(1,3)为“和谐函数”;(3)写出一个不是“和谐函数”的函数,并作出证明.试题及答案-单选题-云返教育
试题详情
我们给出如下定义:对函数y=f(x),x∈D,若存在常数C(C∈R),对任意的x
1
∈D,存在唯一的x
2
∈D,使得
f(x
1
)+f(x
2
)
2
=C,则称函数f(x)为“和谐函数”,称常数C为函数f(x)的“和谐数”.
(1)判断函数f(x)=x+1,x∈[-1,3]是否为“和谐函数”?答:
.(填“是”或“否”)如果是,写出它的一个“和谐数”:
.
(2)请先学习下面的证明方法:
证明:函数g(x)=lgx,x∈[10,100]为“和谐函数”,
3
2
是其“和谐数”.
证明过程如下:对任意x
1
∈[10,100],令
g(x
1
)+g(x
2
)
2
=
3
2
,即
lgx
1
+lgx
2
2
=
3
2
,
得
x
2
=
1000
x
1
.∵x
1
∈[10,100],∴
x
2
=
1000
x
1
∈[10,100].即对任意x
1
∈[10,100],存在唯一的
x
2
=
1000
x
1
∈[10,100],使得
g(x)+g(x
2
)
2
=
3
2
.∴g(x)=lgx为“和谐函数”,
3
2
是其“和谐数”.
参照上述证明过程证明:函数h(x)=2
x
,x∈(1,3)为“和谐函数”;
(3)写出一个不是“和谐函数”的函数,并作出证明.
试题解答
是:2
解:(1)∵对任意x
1
∈[-1,3],令
f(x
1
)+f(x
2
)
2
=2,得x
2
=2-x
1
,∴x
2
∈[-1,3],即对任意的x
1
∈[-1,3],存在唯一的x
2
=2-x
1
∈[-1,3],使得
f(x
1
)+f(x
2
)
2
=2,
故正确答案为 是; 2
(2)由定义可知:函数h(x)=2
x
,x∈(1,3)的“和谐数”为5.
对任意x
1
∈(1,3),令
h(x
1
)+h(x
2
)
2
=5,即
2
x
1
+2
x
2
2
=5,得
2
x
2
=10-2
x
1
,
x
2
=log
2
(10-2
x
1
).
∵x
1
∈(1,3),∴10-2
x
1
∈(2,8),
x
2
=log
2
(10-2
x
1
)∈(1,3).
即对任意x
1
∈(1,3),存在唯一的
x
2
=log
2
(10-2
x
1
)∈(1,3),使得
h(x
1
)+h(x
2
)
2
=5.
∴h(x)=2
x
,x∈(1,3)为“和谐函数”,5是其“和谐数”.(10分)
(3)函数u(x)=x
2
,x∈R不是“和谐函数”,
证明如下:对任意的常数C,
①若C≤0,则对于x
1
=1,显然不存在x
2
∈R,使得
x
1
2
+
x
2
2
2
=
1+
x
2
2
2
=C成立,
所以C(C≤0)不是函数u(x)=x
2
,x∈R的和谐数;
②若C>0,则对于
x
1
=
√
4C
,由
x
1
2
+
x
2
2
2
=
4C+
x
2
2
2
=C得,x
2
2
=-2C<0,
即不存在x
2
∈R,使
x
1
2
+
x
2
2
2
=C成立.
所以C(C>0)也不是函数u(x)=x
2
,x∈R的和谐数.
综上所述,函数u(x)=x
2
,x∈R不是“和谐函数”.(18分)
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