(Ⅰ)判断函数f1(x)=|x-1|+|x-2|和f2(x)=x+|x-2|是否为R上的“平底型”函数?并说明理由;
(Ⅱ)设f(x)是(Ⅰ)中的“平底型”函数,k为非零常数,若不等式|t-k|+|t+k|≥|k|•f(x)对一切t∈R恒成立,求实数x的取值范围;
(Ⅲ)若函数
是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数,求m和n的值.在线课程解:(1)对于函数f1(x)=|x-1|+|x-2|,当x∈[1,2]时,f1(x)=1.当x<1或x>2时,f1(x)>|(x-1)-(x-2)|=1恒成立,故f1(x)是“平底型”函数.(2分)
对于函数f2(x)=x+|x-2|,当x∈(-∞,2]时,f2(x)=2;当x∈(2,+∞)时,f2(x)=2x-2>2,所以不存在闭区间[a,b],使当x∉[a,b]时,f(x)>2恒成立.
故f2(x)不是“平底型”函数.(4分)
(Ⅱ)若|t-k|+|t+k|≥|k|•f(x)对一切t∈R恒成立,则(|t-k|+|t+k|)min≥|k|•f(x).
因为(|t-k|+|t+k|)min=2|k|,所以2|k|≥|k|•f(x).又k≠0,则f(x)≤2.(6分)
因为f(x)=|x-1|+|x-2|,则|x-1|+|x-2|≤2,解得
.故实数x的范围是
.(8分)(Ⅲ)因为函数
是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数,则存在区间[a,b]⊆[-2,+∞)和常数c,使得
恒成立.所以x2+2x+n=(mx-c)2恒成立,即
.解得
或
.(10分)当
时,g(x)=x+|x+1|.当x∈[-2,-1]时,g(x)=-1,当x∈(-1,+∞)时,g(x)=2x+1>-1恒成立.
此时,g(x)是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数.(11分)
当
时,g(x)=-x+|x+1|.当x∈[-2,-1]时,g(x)=-2x-1≥1,当x∈(-1,+∞)时,g(x)=1.
此时,g(x)不是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数.(12分)
综上分析,m=1,n=1为所求.(13分)
分析:(1)对于函数f1(x)=|x-1|+|x-2|,欲判断其是否是“平底型”函数,只须f1(x)>=1是否恒成立,利用去绝对值符号后即可证得;同理,对于函数f2(x)=x+|x-2|,也是如此验证.
(Ⅱ)若|t-k|+|t+k|≥|k|•f(x)对一切t∈R恒成立,则(|t-k|+|t+k|)min≥|k|•f(x).故只须2|k|≥|k|•f(x)也即f(x)≤2最后即可解出实数x的范围.(Ⅲ)因为函数
是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数,则存在区间[a,b]⊆[-2,+∞)和常数c,使得
恒成立.所以x2+2x+n=(mx-c)2恒成立,得到关于m,n,c的方程,解出它们的值,最后通过验证g(x)是区间[-2,+∞)上的“平底型”函数即可解决问题.
点评:本小题主要考查函数的概念及其构成要素、不等式的解法、函数恒成立问题等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想.属于中档题.