问题 解答题
集合A是由具备下列性质的函数f (x)组成的:①函数f (x)的定义域是[0,+∞);②函数f(x)的值域是[-2,4);③函数f(x)在[0,+∞)上是增函数.试分别探究下列两小题:
(1)判断函数f1(x)=
x
-2(x≥0)
,及f2(x)=4-6•(
1
2
)x(x≥0)
是否属于集合A,并简要说明理由;
(2)对于(1)中你认为属于集合A的函数f(x),不等式f(x)+f(x+2)<2f(x+1)是否对于任意的x≥0总成立?若不成立,说明理由?若成立,请证明你的结论.
答案

(1)∵函数f1(x)=

x
-2(x≥0)的值域[-2,+∞)

∴f1(x)∉A

对于f2(x),定义域为[0,+∞),满足条件①.而由x≥0知(

1
2
)x∈(0,1],

4-6(

1
2
)x∈[-2,4),满足条件②

又∵0<

1
2
<1,

u=(

1
2
)x在[0,+∞)上是减函数.

∴f2(x)在[0,+∞)上是增函数,满足条件③

∴f2(x)属于集合A.

(2)由(1)知,f2(x)属于集合A.

∴原不等式为4-6•(

1
2
)x+4-6•(
1
2
)x+2<2[4-6•(
1
2
)
(x+1)
]

整理为:-

3
2
•(
1
2
)x<0.

∵对任意x≥0,(

1
2
)x>0,

∴原不等式对任意x≥0总成立

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