问题 解答题

(理科)已知函数y=f(x),x∈R满足f(x+1)=af(x),a是不为0的实常数.

(1)若函数y=f(x),x∈R是周期函数,写出符合条件a的值;

(2)若当0≤x<1时,f(x)=x(1-x),且函数y=f(x)在区间[0,+∞)上的值域是闭区间,求a的取值范围;

(3)若当0<x≤1时,f(x)=3x+3-x,试研究函数y=f(x)在区间(0,+∞)上是否可能是单调函数?若可能,求出a的取值范围;若不可能,请说明理由.

答案

(1)a=1时,T=1,

a=-1时,f(x+1)=-f(x),f(x+2)=-f(x+1)=f(x),

∴T=2;

(2)当n≤x≤n+1(n≥0,n∈Z)时,fn(x)=afn-1(x-1)=a2fn-1(x-2)=…=anf1(x-n),∴fn(x)=an(x-n)(n+1-x),

-

1
4
|a|nfn(x)≤
1
4
|a|n

当|a|>1时f(x)∈(-∞,+∞)舍去;

当a=1时f(x)∈[0,

1
4
]符合,当a=-1时f(x)∈[-
1
4
1
4
]
符合;

当0<a<1时f(x)∈[0,

1
4
]符合,当-1<a<0时f(x)∈[0,
1
4
]
符合;∴a∈[-1,0)∪(0,1].

(3)当n≤x≤n+1(n≥0,n∈Z)时,fn(x)=afn-1(x-1)=a2fn-1(x-2)=…=anf1(x-n),∴fn(x)=an(3x-n+3n-x);

易证函数fn(x)=an(3x-n+3n-x),x∈[n,n+1],n≥0,n∈Z当a>0时是增函数,

此时∴fn(x)∈[2an

10
3
an],

若函数y=f(x)在区间[0,+∞)上是单调增函数,则必有2an+1

10
3
an,解得:a≥
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3

显然当a<0时,函数y=f(x)在区间[0,+∞)上不是单调函数;

所以a≥

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3

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