问题 解答题
已知函数f(x)对任意实数x都有f(x+1)+f(x)=1,且当x∈[0,2]时,f(x)=|x-1|.
(1)当x∈[2k,2k+2](k∈Z)时,求f(x)的表达式.
(2)证明f(x)是偶函数.
(3)试问方程f(x)+log4
1
x
=0
是否有实数根?若有实数根,指出实数根的个数;若没有实数根,请说明理由.
答案

(1)对任意实数x,满足f(x)=1-f(x+1)=1-[1-f(x+2)]=f(x+2)=1-f(x+3)=1-[1-f(x+4)]=f(x+4)=…,

也就是有f(x)=f(x+2T),其中T属于z.即f(x)是一个周期为2的周期函数.

对于任意x属于[2k,2k+2],有x-2k属于[0,2],则

f(x)=f(x-2k)=|(x-2k)-1|=|x-2k-1|

所以,x∈[2k,2k+2](k∈Z)时,f(x)=|x-2k-1|

f(x)=|x-2k-1|(2k≤x≤2k+2,k∈Z) 

(2)由(1)可知函数是个周期为2的周期函数,

可将f(x)通式写为f(x)=|x-2k-1|,x∈[2k,2k+2]

取x∈[2k,2k+2]则-x∈[-2k-2,-2k]

那么:f(-x)=|-x-(-2k-1)|=|-x+2k+1|

=|x-2k-1|=f(x) 所以是偶函数.

(3)方程f(x)+log4

1
x
=0化为f(x)=log4 x,

log4 x=|x-2k-1|,x∈[2k,2k+2],如图

x=4时方程有一个根,x>4时,方程无根,

方程在[1,4]上有3个实根.

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