Question

（2011•嘉定區(qū)三模）已知集合M是滿足下列兩個(gè)條件的函數(shù)f（x）的全體：①f（x）在定義域上是單調(diào)函數(shù)；②在f（x）的定義域內(nèi)存在閉區(qū)間[a，b]，使f（x）在[a，b]上的值域?yàn)?span id="p9vv5xb5" class="MathJye">[

a

2

 ， 

b

2

]．則下列函數(shù)中，是集合M中的元素有

（3）（4）

（將所有符合條件的序號(hào)都填上）．
（1）f（x）=x²；（2）f（x）=2^x；（3）f（x）=log₂x；（4）f(x)=

1

2

tan

π

4

x，x∈（-2，2）．

Answer 1

分析：（1）函數(shù)在定義域內(nèi)是偶函數(shù)，故不單調(diào)；
（2）f（x）=2^xR上是單調(diào)函數(shù)，但不存在閉區(qū)間[a，b]，使f（x）在[a，b]上的值域?yàn)?span id="p9vv5xb5" class="MathJye">[

a

2

 ， 

b

2

]，故不是屬于M；
（3）f（x）=log₂x在（0，+∞）上單調(diào)增，若屬于M，則

log2a= a 2 log2b= b 2

，即log2x=

x

2

在（0，+∞）上有兩解，從而可判斷；
（4）f(x)=

1

2

tan

π

4

x，在x∈（-2，2）是單調(diào)增函數(shù)，若屬于M，tan

π

4

x=x在（-2，2）上有兩解，而函數(shù)為奇函數(shù)，從而可判斷．

解答：解：（1）函數(shù)在定義域內(nèi)是偶函數(shù)，故不單調(diào)，故（1）不是屬于M；
（2）f（x）=2^xR上是單調(diào)函數(shù)，但不存在閉區(qū)間[a，b]，使f（x）在[a，b]上的值域?yàn)?span id="p9vv5xb5" class="MathJye">[

a

2

 ， 

b

2

]，故不是屬于M；
（3）f（x）=log₂x在（0，+∞）上單調(diào)增，若屬于M，則

log2a= a 2 log2b= b 2

，即log2x=

x

2

在（0，+∞）上有兩解，利用導(dǎo)數(shù)可知成立，故是屬于M；
（4）f(x)=

1

2

tan

π

4

x，在x∈（-2，2）是單調(diào)增函數(shù)，若屬于M，tan

π

4

x=x在（-2，2）上有兩解，而函數(shù)為奇函數(shù)，故存在，是屬于M．
故答案為（3）（4）

點(diǎn)評(píng)：題是一道帶新定義的探究性的題目，在做這一類型題時(shí)，關(guān)鍵點(diǎn)是弄清題目中的新定義，并會(huì)用它來解題．考查集合的包含關(guān)系、函數(shù)的定義域、值域問題，同時(shí)考查數(shù)形結(jié)合思想、等價(jià)轉(zhuǎn)化思想和利用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力．