问题 解答题
已知函数f(x)=1+a•(
1
2
)x+(
1
4
)x
;g(x)=
1-m•2x
1+m•2x

(I)当a=1时,求函数f(x)在(-∞,0)上的值域;
(II)若对任意x∈[0,+∞),总有|f(x)|≤3成立,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)若m>0(m为常数),且对任意x∈[0,1],总有|g(x)|≤M成立,求M的取值范围.
答案

(I)当a=1时,f(x)=1+(

1
2
)x+(
1
4
)
x

因为f(x)在(-∞,0)上递减,所以f(x)>f(0)=3,即f(x)在(-∞,0)的值域为(3,+∞)

(II)由题意知,对任意x∈[0,+∞),总有-3≤f(x)≤3成立.

-4-(

1
4
)x≤a•(
1
2
)x≤2-(
1
4
)x

-4•2x-(

1
2
)x≤a≤2•2x-(
1
2
)
x
在[0,+∞)上恒成立,

[-4•2x-(

1
2
)x]max≤a≤[2•2x-(
1
2
)
x
]min

设2x=t,则t≥1,设h(t)=-4t-

1
t
,p(t)=2t-
1
t

h′(t)=-4+

1
t2
<0,p′(t)=2+
1
t2
>0

∴h(t)在[1,+∞)上递减,p(t)在[1,+∞)上递增

∴在[1,+∞)上,h(t)max=h(1)=-5,p(t)min=p(1)=1

∴实数a的取值范围为[-5,1];

(Ⅲ)g(x)=

1-m•2x
1+m•2x
=-1+
2
1+m•2x

∵m>0,x∈[0,1]

∴g(x)在[0,1]上递减

∴g(1)≤g(x)≤g(0),即

1-2m
1+2m
≤g(x)≤
1-m
1+m

①当|

1-2m
1+2m
|≤|
1-m
1+m
|,即m∈(0,
2
2
]时,|g(x)|≤|
1-m
1+m
|
,此时,M≥|
1-m
1+m
|

②当|

1-2m
1+2m
|>|
1-m
1+m
|,即m∈(
2
2
,+∞)时,|g(x)|≤|
1-2m
1+2m
|
,此时,M≥|
1-2m
1+2m
|

综上所述,m∈(0,

2
2
]时,M的取值范围为[|
1-m
1+m
|,+∞)
;m∈(
2
2
,+∞)时,M的取值范围为[|
1-2m
1+2m
|,+∞)

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