Question

定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x+2)=f(x)，當(dāng)x∈[0，2]時，f(x)=(

1

2

)|x-m|
（1）求m的值；
（2）設(shè)g（x）=log₂x，證明：方程f（x）=g（x）只有一個實數(shù)解．

Answer 1

分析：（1）由x∈[0，2]時，f（x+2）=f（x）有f（2）=f（0），建立關(guān)于m的等式關(guān)系，解之即可求出m的值；
（2）由（1）得f（x）的解析式，然后根據(jù)函數(shù)f（x）的周期性求出函數(shù)f（x）的值域，討論x，當(dāng)x≥2時，方程f（x）=g（x）無解，當(dāng)1＜x＜2時，記F（x）=f（x）-g（x），然后根據(jù)根的存在性定理可知函數(shù)F（x）在x∈（1，2）內(nèi)有唯一零點
即方程f（x）=g（x）在x∈（1，2）上有唯一解，當(dāng)0＜x≤1時，此時方程無解，從而證得結(jié)論．

解答：解：（1）由x∈[0，2]時，f（x+2）=f（x）有f（2）=f（0）
得|2-m|=|m|
∴m=1
（2）證明：由（1）得f（x）=(

1

2

)|x-1|
當(dāng)x∈[0，2]時，f（x）∈[

1

2

，1]
又f（x）是周期為2的周期函數(shù)，故f（x）的值域為[

1

2

，1]
當(dāng)x＞2時，g（x）＞1＞f（x），故此時方程無解；
當(dāng)x=2時，f（x）≠g（x），方程無解
當(dāng)1＜x＜2時，記F（x）=f（x）-g（x）=(

1

2

)x-1-log2x，
F（1）•F（2）=-

1

2

＜0，且F（x）單調(diào)遞減，所以函數(shù)F（x）在x∈（1，2）內(nèi)有唯一零點
即方程f（x）=g（x）在x∈（1，2）上有唯一解；
當(dāng)0＜x≤1時，g（x）≤0＜f（x），此時方程無解．
綜上可知，方程f（x）=g（x）只有一個實數(shù)解．

點評：本題主要考查了函數(shù)的零點與方程根的關(guān)系，以及利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性，同時考查了分類討論的數(shù)學(xué)思想，屬于中檔題．