Question

集合A是由具備下列性質(zhì)的函數(shù)f（x）組成的：
①函數(shù)f（x）的定義域是[0，+∞）；
②函數(shù)f（x）的值域是[-2，4）；
③函數(shù)f（x）在[0，+∞）上是增函數(shù)，試分別探究下列兩小題：
（1）判斷函數(shù)f1(x)=

x

-2(x≥0)及f2(x)=4-6•(

1

2

)x(x≥0)是否屬于集合A？并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由；
（2）對(duì)于（1）中你認(rèn)為屬于集合A的函數(shù)f（x），不等式f（x）+f（x+2）＜2f（x+1）是否對(duì)于任意的x≥0恒成立？若成立，請(qǐng)給出證明；若不成立，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

分析：（1）由已知可得函數(shù)f1(x)=

x

-2(x≥0)的值域[-2，+∞），從而可得f₁（x）∉A，對(duì)于f₂（x），只要分別判斷函數(shù)定義域是否滿(mǎn)足條件①，值域是否滿(mǎn)足條件②，單調(diào)性是否滿(mǎn)足條件③，即可得答案；
（2）由（1）知，f₂（x）屬于集合A．原不等式為4-6•(

1

2

)x+4-6•(

1

2

)x+2＜2[4-6•(

1

2

)(x+1)]，通過(guò)整理不等式可判斷．

解答：解：（1）∵函數(shù)f1(x)=

x

-2(x≥0)的值域[-2，+∞）
∴f₁（x）∉A
對(duì)于f₂（x），定義域?yàn)閇0，+∞），滿(mǎn)足條件①．
而由x≥0知(

1

2

)x∈(0，1]，∴4-6(

1

2

)x∈[-2，4)，滿(mǎn)足條件②
又∵0＜

1

2

＜1，
∴u=(

1

2

)x在[0，+∞）上是減函數(shù)．
∴f₂（x）在[0，+∞）上是增函數(shù)，滿(mǎn)足條件③
∴f₂（x）屬于集合A．
（2）f₂（x）屬于集合A，原不等式4-6•(

1

2

)x+4-6•(

1

2

)x+2＜2[4-6•(

1

2

)(x+1)]對(duì)任意x≥0總成立
證明：由（1）知，f₂（x）屬于集合A．
∴原不等式為4-6•(

1

2

)x+4-6•(

1

2

)x+2＜2[4-6•(

1

2

)(x+1)]
整理為：-

3

2

•(

1

2

)x＜0．
∵對(duì)任意x≥0，(

1

2

)x＞0，
∴原不等式對(duì)任意x≥0總成立

點(diǎn)評(píng)：本題以新定義為載體，綜合考查函數(shù)的定義域、值域、復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性的求解及判斷，屬于函數(shù)知識(shí)的綜合應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是正確運(yùn)用新定義的三個(gè)條件．