(1)已知函数f(x)=2sinx,x∈[0,
],试写出f1(x),f2(x)的表达式,并判断f(x)是否为[0,
]上的“k阶收缩函数”,如果是,请求对应的k的值;如果不是,请说明理由;(2)已知b>0,函数g(x)=-x3+3x2是[0,b]上的2阶收缩函数,求b的取值范围.在线课程解:(1)由题意可得,

于是f2(x)-f1(x)=2sinx.
若f(x)是[0,
]上的“k阶收缩函数”,则2sinx≤kx在[0,
]上恒成立,且?x1∈[0,
]使得2sinx>(k-1)x成立.
令φ(x)=sinx-x,x∈[0,
],则φ′(x)=cosx-1<0,所以φ(x)=sinx-x在[0,
]单调递减,∴φ(x)≤φ(0),x∈[0,
],即sinx≤x,于是2sinx≤2x在[0,
]恒成立;又?x1=
,2sinx>x成立.故存在最小的正整数k=2,使f(x)为[0,
]上的“2阶收缩函数”. (2)g'(x)=-3x2+6x=-3x(x-2),令g'(x)=0得x=0或x=2.
令g(x)=0,解得x=0或3.
函数g(x),g′(x)的变化情况如下:
| x | (-∞,0) | 0 | (0,2) | 2 | (2,+∞) |
| g′(x) | - | 0 | + | 0 | - |
| g(x) | 0 | 4 |
因此,g2(x)=g(x)=-x3+3x2,g1(x)=g(0)=0.
因为g(x)=-x3+3x2是[0,b]上的2阶收缩函数,
所以,①g2(x)-g1(x)≤2(x-0)对x∈[0,b]恒成立;
②存在x∈[0,b],使得g2(x)-g1(x)>(x-0)成立.
①即:-x3+3x2≤2x对x∈[0,b]恒成立,由-x3+3x2≤2x,解得:0≤x≤1或x≥2,
要使-x3+3x2≤2x对x∈[0,b]恒成立,需且只需0<b≤1.
②即:存在x∈[0,b],使得x(x2-3x+1)<0成立.
由x(x2-3x+1)<0得:x<0或
,所以,需且只需
.综合①②可得:

(ⅱ)当b>2时,显然有
,由于g(x)在[0,2]上单调递增,根据定义可得:
,可得
,此时,g2(x)-g1(x)≤2(x-0)不成立.
综合(ⅰ),(ⅱ)可得:
.分析:(1)由题意可得,
,于是f2(x)-f1(x)=2sinx.若f(x)是[0,
]上的“k阶收缩函数”,则2sinx≤kx在[0,
]上恒成立,且?x1∈[0,
]使得2sinx>(k-1)x成立,构造函数φ(x)=sinx-x,x∈[0,
],可得2sinx≤2x在[0,
]恒成立,由此可得结论;(2)先对函数g(x)进行求导判断函数的单调性,进而写出g1(x)、g2(x)的解析式,分类讨论,利用g(x)=-x3+3x2是[0,b]上的2阶收缩函数,即可得到答案.
点评:本题主要考查学生的对新问题的接受、分析和解决的能力.要求学生要有很扎实的基本功才能作对这类问题.