Question

【題目】對(duì)于函數(shù)，定義f1（x）=f（x），fn+1（x）=f[fn（x）]（n∈N*），已知偶函數(shù)g（x）的定義域?yàn)椋ī仭蓿?）∪（0，+∞），g（1）=0，當(dāng)x＞0且x≠1時(shí)，g（x）=f2018（x）．

（1）求f2（x），f3（x），f4（x），f2018（x）；

（2）求出函數(shù)y=g（x）的解析式；

（3）若存在實(shí)數(shù)a、b（a＜b），使得函數(shù)g（x）在[a，b]上的值域?yàn)閇mb，ma]，求實(shí)數(shù)m的取值范圍．

Answer 1

【答案】（1）見(jiàn)解析； （2）g（x）= ；（3）（﹣，0）.

【解析】

（1）根據(jù)函數(shù)關(guān)系代入計(jì)算進(jìn)行求解即可；（2）由偶函數(shù)的定義，計(jì)算可得所求解析式；（3）根據(jù)函數(shù)奇偶性和單調(diào)性的性質(zhì)，結(jié)合函數(shù)的值域關(guān)系進(jìn)行求解即可．

（1）因?yàn)楹瘮?shù)

定義f1（x）=f（x），fn+1（x）=f[fn（x）]（n∈N*），f1（x）=，

f2（x）=f[f1（x）]= =，（x≠0且x≠1），

f3（x）=f[f2（x）]= =x，（x≠0且x≠1），

f4（x）=f[f3（x）]= ，（x≠0且x≠1），

故對(duì)任意的n∈N，有f3n+i（x）=fi（x）（i=2，3，4），

于是f2018（x）=f3×672+2=f2（x）=1﹣，（x≠0且x≠1）；

（2）當(dāng)x＞0且x≠1時(shí)，g（x）=f2018（x）=1﹣，

又g（1）=0，

由g（x）為偶函數(shù)，當(dāng)x＜0時(shí)，﹣x＞0，g（x）=g（﹣x）=1+，

可得g（x）=；

（3）由于y=g（x）的定義域?yàn)椋ī仭蓿?）∪（0，+∞），

又a＜b，mb＜ma，可知a與b同號(hào)，且m＜0，

進(jìn)而g（x）在[a，b]遞減，且a＜b＜0，

當(dāng)a，b∈（0，1）時(shí)，g（x）=1﹣為增函數(shù)，

故，即m==，

得a﹣1=b﹣1，即a=b，與a＜b矛盾，∴此時(shí)a，b不存在；

函數(shù)y=g（x）的圖象，如圖所示．由題意，有，

故a，b是方程1+=mx的兩個(gè)不相等的負(fù)實(shí)數(shù)根，

即方程mx2﹣x﹣1=0在（﹣∞，0）上有兩個(gè)不相等的實(shí)根，

于是，解得﹣＜m＜0．

綜合上述，得實(shí)數(shù)m的取值范圍為（﹣，0）．