问题 解答题
我们给出如下定义:对函数y=f(x),x∈D,若存在常数C(C∈R),对任意的x1∈D,存在唯一的x2∈D,使得
f(x1)+f(x2)
2
=C
,则称函数f(x)为“和谐函数”,称常数C为函数f(x)的“和谐数”.
(1)判断函数f(x)=x+1,x∈[-1,3]是否为“和谐函数”?答:______.(填“是”或“否”)如果是,写出它的一个“和谐数”:______.(4分)
(2)证明:函数g(x)=lgx,x∈[10,100]为“和谐函数”,
3
2
是其“和谐数”;
(3)判断函数u(x)=x2,x∈R是否为和谐函数,并作出证明.
答案

(1)∵对任意x1∈[-1,3],令

f(x1)+f(x2)
2
=2,得x2=2-x1,∴x2∈[-1,3],即对任意的x1∈[-1,3],存在唯一的x2=2-x1∈[-1,3],使得
f(x1)+f(x2)
2
=2

故正确答案为  是;  2

(2)证明:①对任意x1∈[10,100],令

g(x1)+g(x2)
2
=
3
2
,即
lgx1+lgx2
2
=
3
2

x2=

1000
x1
.∵x1∈[10,100],∴x2=
1000
x1
∈[10,100]

即对任意x1∈[10,100],存在唯一的x2=

1000
x1
∈[10,100],使得
g(x)+g(x2)
2
=
3
2

∴g(x)=lgx为“和谐函数”,其“和谐数”为

3
2

参照上述证明过程证明:函数h(x)=2x,x∈(1,3)为“和谐函数”,5是其“和谐数”;

②对任意x1∈(1,3),令

h(x1)+h(x2)
2
=5,即
2x1+2x2
2
=5
,得2x2=10-2x1x2=log2(10-2x1).∵x1∈(1,3),∴10-2x1∈(2,8)x2=log2(10-2x1)∈(1,3)

即对任意x1∈(1,3),存在唯一的x2=log2(10-2x1)∈(1,3),使得

h(x1)+h(x2)
2
=5.

∴h(x)=2x,x∈(1,3)为“和谐函数”,5是其“和谐数”

(3)函数u(x)=x2,x∈R不是“和谐函数”,证明如下:

对任意的常数C,①若C≤0,则对于x1=1,显然不存在x2∈R,使得

x12+x22
2
=
1+x22
2
=C成立,

所以C(C≤0)不是函数u(x)=x2,x∈R的和谐数;

②若C>0,则对于x1=

4C
,由
x12+x22
2
=
4C+x22
2
=C
得,x22=-2C<0,

即不存在x2∈R,使

x12+x22
2
=C成立.所以C(C>0)也不是函数u(x)=x2,x∈R的和谐数.

综上所述,函数u(x)=x2,x∈R不是“和谐函数”.

单项选择题
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