问题 解答题
已知函数f(x)=
x+a
x2+b
是定义在R上的奇函数,其值域为[-
1
4
1
4
].
(1)试求a、b的值;
(2)函数y=g(x)(x∈R)满足:①当x∈[0,3)时,g(x)=f(x);②g(x+3)=g(x)lnm(m≠1).
①求函数g(x)在x∈[3,9)上的解析式;
②若函数g(x)在x∈[0,+∞)上的值域是闭区间,试探求m的取值范围,并说明理由.
答案

(1)由函数f(x)定义域为R,∴b>0.

又f(x)为奇函数,则f(-x)=-f(x)对x∈R恒成立,得a=0.(2分)

因为y=f(x)=

x
x2+b
的定义域为R,所以方程yx2-x+by=0在R上有解.

当y≠0时,由△≥0,得-

1
2
b
≤y≤
1
2
b

而f(x)的值域为[-

1
4
1
4
],所以
1
2
b
=
1
4
,解得b=4;

当y=0时,得x=0,可知b=4符合题意.所以b=4.(5分)

(2)①因为当x∈[0,3)时,g(x)=f(x)=

x
x2+4

所以当x∈[3,6)时,g(x)=g(x-3)lnm=

(x-3)lnm
(x-3)2+4
;(6分)

当x∈[6,9)时,g(x)=g(x-6)(lnm)2=

(x-6)(lnm)2
(x-6)2+4

g(x)=

(x-3)lnm
(x-3)2+4
    x∈[3,6)
(x-6)(lnm)2
(x-6)2+4
  x∈[6,9)
(9分)

②因为当x∈[0,3)时,g(x)=

x
x2+4
在x=2处取得最大值为
1
4
,在x=0处取得最小值为0,(10分)

所以当3n≤x<3n+3(n≥0,n∈Z)时,g(x)=

(x-3n)(lnm)2
(x-3n)2+4
分别在x=3n+2和x=3n处取得最值为
(lnm)n
4
与0.(11分)

(ⅰ) 当|lnm|>1时,g(6n+2)=

(lnm)2n
4
的值趋向无穷大,从而g(x)的值域不为闭区间;(12分)

(ⅱ) 当lnm=1时,由g(x+3)=g(x)得g(x)是以3为周期的函数,从而g(x)的值域为闭区间[0,

1
4
];(13分)

(ⅲ) 当lnm=-1时,由g(x+3)=-g(x)得g(x+6)=g(x),得g(x)是以6为周期的函数,

且当x∈[3,6)时g(x)=

-(x-3)
(x-3)2+4
值域为[-
1
4
,0]
,从而g(x)的值域为闭区间[-
1
4
1
4
]
;(14分)

(ⅳ) 当0<lnm<1时,由g(3n+2)=

(lnm)n
4
1
4
,得g(x)的值域为闭区间[0,
1
4
]
;(15分)

(ⅴ) 当-1<lnm<0时,由

lnm
4
≤g(3n+2)=
(lnm)n
4
1
4
,从而g(x)的值域为闭区间[-
lnm
4
1
4
]

综上知,当m∈[

1
e
,1]∪(1,e],即0<lnm≤1或-1≤lnm<0时,g(x)的值域为闭区间.(16分)

单项选择题 共用题干题
单项选择题