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对于函数f(x),若f(x0)=x0,则称x0为f(x)的:“不动点”;若f[f(x0)]=x0,则称x0为f(x)的“稳定点”.函数f(x)的“不动点”和“稳定点”的集合分别记为A和B,即A={x|f[f(x)]=x}.
(1)设函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0),且A=∅,求证:B=∅;
(2)设函数f(x)=3x+4,求集合A和B,并分析能否根据(1)(2)中的结论判断A=B恒成立?若能,请给出证明,若不能,请举以反例.
分析:(1)由已知中不动点的定义,由函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)结合二次方程的根的个数与△的关系,可得结论;
(2)由已知中不动点的定义,由函数f(x)=3x+4,求出集合A和B,另可举出反例f(1)=1,f(2)=3,f(3)=2,推翻结论A=B恒成立
解答:解:∵A={x|f[f(x)]=x}=∅,
∴ax2+bx+c=x无解
即△=(b-1)2-4a<0
①当a>0时,二次函数y=f(x)-x,即y=ax2+(b-1)x+c的图象在x轴的上方
∴?x∈R,f(x)-x恒成立
∴?x∈R,f(x)>x恒成立
∴?x∈R,f[f(x)]>f(x)>x恒成立,即B=∅;
②当a<0时,同理可证B=∅;
综上,对于函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0),当A=∅时,B=∅;
(2)由f(x)=x,f(x)=3x+4得3x+4=x,解得x=-2
由f[f(x)]=x得3(3x+4)+4=x,解得x=-2
∴A=B={-2}
但A=B不能恒成立,如f(x)为如下对应关系时:
f(1)=1,f(2)=3,f(3)=2
则有A={1},B={1,2,3}使A≠B
点评:本题考查的知识点是函数恒成立问题,二次函数的性质,其中正确理解不动点的定义是解答的关键,另外举反例难度较大.
练习册系列答案
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对于函数f(x),若存在区间M=[a,b](其中a<b),使得{y|y=f(x),x∈M}=M,则称区间M为函数f(x)的一个“稳定区间”.给出下列4个函数:
①f(x)=(x-1)2;②f(x)=|2x-1|;③f(x)=cos
π2
x
;④f(x)=ex.其中存在“稳定区间”的函数有
 
(填出所有满足条件的函数序号)

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x+2
是“科比函数”,则实数k的取值范围是
 
.

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f(x)=ax2+bx+1(a>0)有两个相异的不动点x1,x2.
(1)若x1<1<x2,且f(x)的图象关于直线x=m对称,求证:
12
<m<1;
(2)若|x1|<2且|x1-x2|=2,求b的取值范围.

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对于函数f(x),若存在x0∈R,使得f(x0)=x0,则称x0为函数f(x)的不动点.若函数f(x)=
x2+a
bx-c
(b,c∈N*)有且仅有两个不动点0和2,且f(-2)<-
1
2
.
(1)试求函数f(x)的单调区间,
(2)已知各项不为0的数列{an}满足4Sn•f(
1
an
)=1,其中Sn表示数列{an}的前n项和,求证:(1-
1
an
)an+1<
1
e
<(1-
1
an
)an

(3)在(2)的前题条件下,设bn=-
1
an
,Tn表示数列{bn}的前n项和,求证:T2011-1<ln2011<T2010.

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