问题 解答题
已知函数f1(x)=lg|x-p1|,f2(x)=lg(|x-p2|+2)(x∈R,p1,p2为常数)
函数f(x)定义为对每个给定的实数x(x≠p1),f(x)=
f1(x)f1(x)≤f2(x)
f2(x)f2(x)≤f1(x)

(1)当p1=2时,求证:y=f1(x)图象关于x=2对称;
(2)求f(x)=f1(x)对所有实数x(x≠p1)均成立的条件(用p1、p2表示);
(3)设a,b是两个实数,满足a<b,且p1,p2∈(a,b),若f(a)=f(b)求证:函数f(x)在区间[a,b]上单调增区间的长度之和为
b-a
2
.(区间[m,n]、(m,n)或(m,n]的长度均定义为n-m)
答案

(1)当p1=2时f1(x)=lg|x-2|,∴f1(2+x)=lg|2+x-2|=lg|x|,f1(2-x)=lg|2-x-2|=lg|-x|∴f1(2+x)=f2(2-x),所以对称轴为x=2

(2)若对任意实数f(x)=f1(x),∴∀x∈R,f1(x)≤f2(x)均成立

即lg|x-p1|≤lg(|x-p2|+2),由对数的单调性可知|x-p1|≤|x-p2|+2均成立,∴|x-p1|-|x-p2|≤2,又∵|x-p1|-|x-p2|的最大值为|p1-p2|

所以p1,p2满足|p1-p2|≤2

(3)①当|p1-p2|≤2时,由(2)可知f(x)=f1(x)=lg|x-p1|

由(1)可知函数f(x)=f1(x)关于x=p1对称,由f(a)=f(b),可知p1=

a+b
2

f1(x)=

lg(x-p1)(x>p1)
lg(p1-x)(x<p1)
由单调性可知,单调增区间长度为b-
a+b
2
=
b-a
2

②当|p1-p2|>2时,不妨设a<p1<p2<b,即p2-p1>2,

当x<p1时,f1(x)=lg(p1-x)<lg(p2-x)<f2(x),所以f(x)=f1(x)

当x>p2时,f1(x)=lg(x-p1)=lg(x-p2-+p2-p1)>f2(x),所以f(x)=f2(x)

当p1<x<p2时,y=f1(x)与y=f2(x)图象交点的横坐标为x0=

p1+p2
2
+1

由(1)知f(x)=

f1(x)a≤x≤x0(x≠p1)
f2(x)x0<x≤b

故由y=f1(x)与y=f2(x)单调性可知,增区间长度之和为(x0-p1)+(b-p2),由于f(a)=f(b),得p1+p2=a+b+2

所以(x0-p1)+(b-p2)=b-

p1+p2
2
+1=
b-a
2

当p1>p2时,同理可证增区间长度之和仍为

b-a
2

单项选择题
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