问题 解答题
已知函数f(x)满足2f(x+2)-f(x)=0,当x∈(0,2)时,f(x)=lnx+ax(a<-
1
2
)
,当x∈(-4,-2)时,f(x)的最大值为-4.
(I)求实数a的值;
(II)设b≠0,函数g(x)=
1
3
bx3-bx
,x∈(1,2).若对任意的x1∈(1,2),总存在x2∈(1,2),使f(x1)-g(x2)=0,求实数b的取值范围.
答案

(I)由已知,得2f(x+2)=f(x),

∴f(x)=2f(x+2)=4f(x+4)(4分)

∵x∈(0,2)时,f(x)=lnx+ax,

设x∈(-4,-2),则x+4∈(0,2),

∴f(x+4)=ln(x+4)+a(x+4),

∴x∈(-4,-2)时,f(x)=4f(x+4)=4ln(x+4)+4a(x+4),

所以f′(x)=

4
x+4
+4a>0,

∵x∈(-4,-2),

∴-4ax<4+16a,

a<-

1
2

f(x)max=f(-

1
a
-4)=4ln(-
1
a
)+4a•(-
1
a
)=-4.

又由a<-

1
2
,可得-4<-
1
a
-4<-2

∴f(x)在(-4,-

1
a
-4)上是增函数,在(-
1
a
-4,-2)
上是减函数,

f(x)max=f(-

1
a
-4)=4ln(-
1
a
)+4a•(-
1
a
)=-4.

∴a=-1(7分)

(II)设f(x)的值域为A,g(x)的值域为B,

则由已知,对于任意的x1∈(1,2),总存在x2∈(1,2),使f(x1)-g(x2)=0得,A⊆B.(9分)

由(I)a=-1,当x∈(1,2)时,f(x)=lnx-x,f′(x)=

1
x
-1=
1-x
x

∵x∈(1,2),

∴f′(x)<0,f(x)在x∈(1,2)上单调递减函数,

∴f(x)的值域为A=(ln2-2,-1)(10分)

∵g'(x)=bx2-b=b(x-1)(x+1),

∴(1)当b<0时,g(x)在(1,2)上是减函数,

此时,g(x)的值域为B=(

2
3
b,-
2
3
b),

为满足A⊆B,又-

2
3
b≥0>-1.

2
3
b≤ln2-2.即b≤
3
2
ln2-3
.(11分)

(2)当b>0时,g(x)在(1,2)上是单调递增函数,

此时,g(x)的值域为B=(-

2
3
b,
2
3
b),为满足A⊆B,

又,∴-

2
3
b≤ln2-2,

b≥-

3
2
(ln2-2)=3-
3
2
ln2,

综上可知b的取值范围是(-∞,

3
2
ln2-3]∪[3-
3
2
ln2,+∞)(12分)

单项选择题 A1型题
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