问题 填空题
定义在(m,n)上的可导函数f(x)的导数为f'(x),若当x∈[a,b]⊂(m,n)时,有|f'(x)|≤1,则称函数f(x)为[a,b]上的平缓函数.下面给出四个结论:
①y=cosx是任何闭区间上的平缓函数;
②y=x2+lnx是[
1
2
,1]
上的平缓函数;
③若f(x)=
1
3
x3-mx2-3m2x+1是[0,
1
2
]上的平缓函数,则实数m的取值范围是[-
3
3
1
2
]

④若y=f(x)是[a,b]上的平缓函数,则有|f(a)-f(b)|≤|a-b|.
这些结论中正确的是______(多填、少填、错填均得零分).
答案

①中,y′=-sinx,|-sinx|=|sinx||≤1恒成立,所以y=cosx是任何闭区间上的平缓函数,故①正确;

②中,y′=2x+

1
x
,当x=1时,|y′|=3>1,不满足平缓函数的定义,故②错误;

③中,f′(x)=x2-2mx-3m2

因为f(x)是[0,

1
2
]上的平缓函数,所以|x2-2mx-3m2|≤1恒成立,即-1≤x2-2mx-3m2≤1恒成立,

亦即

x2-2mx-3m2+1≥0①
x2-2mx-3m2-1≤0②
在[0,
1
2
]上恒成立,

对①式,

当m<0时,x2-2mx-3m2+1在[0,

1
2
]上单调递增,最小值-3m2+1≥0,解得-
3
3
≤m≤
3
3

所以-

3
3
≤m<0;

当0≤m≤

1
2
时,x2-2mx-3m2+1的最小值-4m2+1≥0,解得-
1
2
≤m≤
1
2

所以0≤m≤

1
2

当m>

1
2
时,x2-2mx-3m2+1的最小值
1
4
-m-3m2+1≥0,解得-
5
6
≤m≤
1
2

所以此时m∈∅;

故对①式恒成立得,-

3
3
≤m
1
2

对②式,结合图象,

只需当x=0,

1
2
时,x2-2mx-3m2-1≤0,即
-3m2-1≤0
1
4
-m-3m2-1≤0
,解得m∈R,

综上,实数m的取值范围是[-

3
3
1
2
],故③正确;

④中,由于y=f(x)是[a,b]上的平缓函数,所以|f′(x)|≤1恒成立,

则存在点c∈(a,b),使得f′(c)=

f(a)-f(b)
a-b
,则|
f(a)-f(b)
a-b
|≤1

所以|f(a)-f(b)|≤|a-b|,故④正确.

单项选择题
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