问题 解答题
对于定义在区间D上的函数f(x),若存在闭区间[a,b]⊆D和常数c,使得对任意x1∈[a,b],都有f(x1)=c,且对任意x2∈D,当x2∉[a,b]时,f(x2)>c恒成立,则称函数f(x)为区间D上的“平底型”函数.
(1)判断f1(x)=|x-1|+|x-2|和f2(x)=x+|x-2|是否为R上的“平底型”函数?并说明理由;
(2)若函数g(x)=mx+
x2+2x+n
是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数,求m和n的值.
答案

(1)对于函数f1(x)=|x-1|+|x-2|,当x∈[1,2]时,f1(x)=1.

当x<1或x>2时,f1(x)>|(x-1)-(x-2)|=1恒成立,故f1(x)是“平底型”函数.

对于函数f2(x)=x+|x-2|,当x∈(-∞,2]时,f2(x)=2;当x∈(2,+∞)时,

f2(x)=2x-2>2.

所以不存在闭区间[a,b],使当x∉[a,b]时,f(x)>2恒成立.

故f2(x)不是“平底型”函数;

(2)由“平底型”函数定义知,存在闭区间[a,b]⊆[-2,+∞)和常数c,使得对任意的x∈[a,b],

都有g(x)=mx+

x2+2x+n
=c,即
x2+2x+n
=c-mx

所以x2+2x+n=(c-mx)2恒成立,即x2+2x+n=m2x2-2cmx+c2对任意的x∈[a,b]成立…(13分)

所以

m2=1
-2cm=2
c2=n
,所以
m=1
c=-1
n=1
m=-1
c=1
n=1
…(14分)

①当

m=1
c=-1
n=1
时,g(x)=x+|x+1|.

当x∈[-2,-1]时,g(x)=-1,当x∈(-1,+∞)时,g(x)=2x+1>-1恒成立.

此时,g(x)是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数…(16分)

②当

m=-1
c=1
n=1
时,g(x)=-x+|x+1|.

当x∈[-2,-1]时,g(x)=-2x-1≥1,当x∈(-1,+∞)时,g(x)=1.

此时,g(x)不是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数.(12分)

综上分析,m=1,n=1为所求…(18分)

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