定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+1)=-f(x),且当x∈[-1,1]时,f(x)=x2. (1)求证:2是函数f(x)的一个周期; (2)求f(x)在区间[2k-1,2k+1],k∈Z上的函数解析式; (3)是否存在整数k,使
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(1)因为f(x+2)=f[(x+1)+1]=-f(x+1)=-[-f(x)]=f(x)
所以:2是函数f(x)的一个周期(2分)
(2)∵f(x)是以2为周期的函数,即f(x-2k)=f(x),k∈Z
设x∈[2k-1,2k+1],则x-2k∈[-1,1]∴f(x-2k)=(x-2k)2,
即f(x)=(x-2k)2,x∈[2k-1,2k+1](k∈Z)(6分)
(3)当x∈[2k-1,2k+1]时,
>0⇔f(x)+2kx-9 x
>0x2-2kx+4k2 x
①当k≥1时,则2k-1≥1,∴x>0
∴原题等价于x2-2kx+4k2-9>0对任意x∈[2k-1,2k+1]恒成立.
设g(x)=x2-2kx+4k2-9
当k≥1时,对称轴x=k≤2k-1
则g(2k-1)=4k2-2k-8≥0,
解得k≥
或k≤1+ 33 3
∴整数k≥2(10分)1- 33 4
②当k≤-1时,则2k+1≤-1,∴x<0,
∴原题等价于x2-2kx+4k2-9<0对任意x∈[2k-1,2k+1]恒成立,
设g(x)=x2-2kx+4k2-9
当k≤-1时,对称轴x=k≥2k+1
则g(2k-1)=4k2-2k-8>0,
解得
<k<1- 33 3
∴整数k=-1(14分)1+ 33 4
③当k=0时,原命题等价于
>0对任意x∈[-1,1]恒成立x2-9 x
当x=1时,则-8>0显然不成立∴k≠0(15分)
综上所述,所求k的取值范围是[2,+∞)∪-1.(16分)