已知函数f(x)=a(1-2|x-
(1)f(x)的图象关于直线x=
(2)若x0满足f(f(x0))=x0,但f(x0)≠x0,则x0称为函数f(x)的二阶周期点,如果f(x)有两个二阶周期点x1,x2,试确定a的取值范围; (3)对于(2)中的x1,x2,和a,设x3为函数f(f(x))的最大值点,A(x1,f(f(x1))),B(x2,f(f(x2))),C(x3,0),记△ABC的面积为S(a),讨论S(a)的单调性. |
(1)证明:∵f(
+x)=a(1-2|1 2
+x-1 2
|)=a(1-2|x|),f(1 2
-x)=a(1-2|1 2
-x-1 2
|)=a(1-2|x|),1 2
∴f(
+x)=f(1 2
-x),∴f(x)的图象关于直线x=1 2
对称.1 2
(2)当0<a<
时,有f(f(x))=1 2
.4a2x,x≤ 1 2 4a2(1-x),x> 1 2
∴f(f(x))=x只有一个解x=0又f(0)=0,故0不是二阶周期点.
当a=
时,有f(f(x))=1 2
.x,x≤ 1 2 1-x,x> 1 2
∴f(f(x))=x有解集,{x|x≤
},故此集合中的所有点都不是二阶周期点.1 2
当a>
时,有f(f(x))=1 2
,4a2x,x≤ 1 4a 2a-4a2x,
<x≤1 4a 1 2 2a(1-2a)+4a2x,
<x≤1 2 4a-1 4a 4a2-4a2x,x> 4a-1 4a
∴f(f(x))=x有四个0,
,2a 1+4a2
,2a 1+2a
.4a2 1+4a2
由f(0)=0,f(
)=2a 1+2a
,f(2a 1+2a
)≠2a 1+4a2
,f(2a 1+4a2
)≠4a2 1+4a2
.4a2 1+4a2
故只有
,2a 1+4a2
是f(x)的二阶周期点,综上所述,所求a的取值范围为a>4a2 1+4a2
.1 2
(3)由(2)得x1=
,x2=2a 1+4a2
.4a2 1+4a2
∵x2为函数f(x)的最大值点,∴x3=
,或x3=1 4a
.4a-1 4a
当x3=
时,S(a)=1 4a
.求导得:S′(a)=-2a-1 4(1+4a2)
.2(a-
)(a-1+ 2 2
)1- 2 2 (1+4a2)2
∴当a∈(
,1 2
)时,S(a)单调递增,当a∈(1+ 2 2
,+∞)时,S(a)单调递减.1+ 2 2
当x3=
时,S(a)=4a-1 4a
,求导得S′(a)=8a2-6a+1 4(1+4a2)
.12a2+4a-3 2(1+4a2)2
∵a>
,从而有S′(a)=1 2
.12a2+4a-3 2(1+4a2)2
∴当a∈(
,+∞)时,S(a)单调递增.1 2