问题 解答题
已知函数f(x)=|x-a|,g(x)=x2+2ax+1(a为正实数),且函数f(x)与g(x)的图象在y轴上的截距相等.
(1)求a的值;
(2)对于函数F(x)及其定义域D,若存在x0∈D,使F(x0)=x0成立,则称x0为F(x)的不动点.若f(x)+g(x)+b在其定义域内存在不动点,求实数b的取值范围;
(3)若n为正整数,证明:10f(n)•(
4
5
)g(n)<4

(参考数据:lg3=0.3010,(
4
5
)9=0.1342
(
4
5
)16=0.0281
(
4
5
)25=0.0038
答案

(1)∵函数f(x)与g(x)的图象在y轴上的截距相等,∴f(0)=g(0),即|a|=1.

又a>0,∴a=1.                      …(2分)

(2)由(1)知,f(x)+g(x)+b=

x2+3x+bx≥1
x2+x+2+bx<1

当x≥1时,若f(x)+g(x)+b存在不动点,则有x2+3x+b=x,即b=-x2-2x=-(x+1)2+1.                   …(3分)

∵x≥1,∴-(x+1)2+1≤-3,此时b≤-3.       …(4分)

当x<1时,若f(x)+g(x)+b存在不动点,则有x2+x+2+b=x,即b=-x2-2…(5分)

∵x<1,∴-x2-2≤-2,此时b≤-2.            …(6分)

故要使得f(x)+g(x)+b在其定义域内存在不动点,则实数b的取值范围应为(-∞,-2].  …(7分)

(3)证明:设G(n)=10f(n )•(

4
5
)g( n )

因为n为正整数,

G(n)=10n-1•(

4
5
) n2+2n+1>0.                    …(8分)

G(n+1)
G(n)
=
10n•(
4
5
) (n+1)2+2(n+1)+1
10n-1•(
4
5
) n2+2n+1
=10×(
4
5
) 2n+3.     …(9分)

G(n+1)
G(n)
<1时,10×(
4
5
) 2n+3<1
,即(2n+3)lg(
4
5
)<-1
,亦即2n+3>
-1
3lg2-1
,∴n>
1
2-6lg2
-
3
2
≈3.7
.                        …(11分)

由于n为正整数,因此当1≤n≤3时,G(n)单调递增;当n≥4时,G(n)单调递减.

∴G(n)的最大值是max{G(3),G(4)}.                      …(12分)

G(3)=102×(

4
5
)16=100×0.0281=2.81,G(4)=103×(
4
5
)25=1000×0.0038=3.8

…(13分)

∴G(n)≤G(4)<4.                            …(14分)

单项选择题
单项选择题 A1/A2型题