函数f(x)是定义在[0,1]上的增函数,满足f(x)=2f(x2)且f(1)=1,在每个区间(12i,12i-1](i=1,2…)上,y=f(x)的图象都是斜率为同一常数k的直线的一部分.(1)求f

题目简介

函数f(x)是定义在[0,1]上的增函数,满足f(x)=2f(x2)且f(1)=1,在每个区间(12i,12i-1](i=1,2…)上,y=f(x)的图象都是斜率为同一常数k的直线的一部分.(1)求f

题目详情

函数f(x)是定义在[0,1]上的增函数,满足f(x)=2f(
x
2
)
且f(1)=1,在每个区间(
1
2i
1
2i-1
]
(i=1,2…)上,y=f(x)的图象都是斜率为同一常数k的直线的一部分.
(1)求f(0)及f(
1
2
)
f(
1
4
)
的值,并归纳出f(
1
2i
)(i=1,2,…)
的表达式
(2)设直线x=
1
2i
x=
1
2i-1
,x轴及y=f(x)的图象围成的矩形的面积为ai(i=1,2…),记S(k)=
lim
n→∞
(a1+a2+…+an)
,求S(k)的表达式,并写出其定义域和最小值.
题型:解答题难度:中档来源:北京

答案

(1)由f(0)=2f(0),得f(0)=0,
f(1)=2f(class="stub"1
2
)
及f(1)=1,得f(class="stub"1
2
)=class="stub"1
2
f(1)=class="stub"1
2

同理,f(class="stub"1
4
)=class="stub"1
2
f(class="stub"1
2
)=class="stub"1
4

归纳得f(class="stub"1
2i
)=class="stub"1
2i
(i=1,2,…)

(2)当class="stub"1
2i
<x≤class="stub"1
2i-1
f(x)=class="stub"1
2i-1
+k(x-class="stub"1
2i-1
)
ai=class="stub"1
2
[class="stub"1
2i-1
+class="stub"1
2i-1
+…+k(class="stub"1
2i
-class="stub"1
2i-1
)](class="stub"1
2i-1
-class="stub"1
2i
)
=(1-class="stub"k
4
)class="stub"1
22i-1
(i=1,2,…)

所以{an}是首项为class="stub"1
2
(1-class="stub"k
4
)
,公比为class="stub"1
4
的等比数列,
所以S(k)=
lim
n→∞
(a1+a2+…+an)=
class="stub"1
2
(1-class="stub"k
4
)
1-class="stub"1
4
=class="stub"2
3
(1-class="stub"k
4
)
S(k)的定义域为0<k≤1,当k=1时取得最小值class="stub"1
2

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