Question

定義在D上的函數(shù)f（x），如果滿(mǎn)足；對(duì)任意x∈D，存在常數(shù)M＞0，都有|f（x）|≤M成立，則稱(chēng)f（x）是D上的有界函數(shù)，其中M稱(chēng)為函數(shù)f（x）的上界．已知函數(shù)f（x）=1+a•2^x+4^x，g（x）=

1-2x

1+2x

．
（1）當(dāng)a=1時(shí)，求函數(shù)f（x）在（0，+∞）上的值域，并判斷函數(shù)f（x）在（0，+∞）上是否為有界函數(shù)，請(qǐng)說(shuō)明理由；
（2）求函數(shù)g（x）在[0，1]上的上界T的取值范圍；
（3）若函數(shù)f（x）在（-∞，0]上是以3為上界的函數(shù)，求實(shí)數(shù)a的取值范圍．

Answer 1

分析：（1）利用換元法得到函數(shù)的表示式，根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)得到函數(shù)的值域，從值域上觀察不存在正數(shù)M，即函數(shù)在x∈（0，+∞）上不是有界函數(shù)
（2）據(jù)題意先研究函數(shù)g（x）在[0，1]上的單調(diào)性，確定函數(shù)g（x）的范圍，即分別求的最大值和最小值，根據(jù)上界的定義，得到上界的取值范圍．
（3）根據(jù)函數(shù)f（x）在（-∞，0]上是以3為上界的函數(shù)，得到|1+a2^x+4^x|≤3，換元以后得到關(guān)于t的不等式，根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)寫(xiě)出對(duì)稱(chēng)軸，求出a的范圍

解答：解：（1）當(dāng)a=1時(shí)，f（x）=1+a•2^x+4^x，設(shè)t=2^x，所以t∈（1，+∞）
∴函數(shù)的值域是（3，+∞），不存在正數(shù)M，即函數(shù)在x∈（0，+∞）上不是有界函數(shù)．
（2）g（x）=

1-2x

1+2x

=

2

1+2x

-1
又x∈[0，1]，函數(shù)在此區(qū)間上是減函數(shù)，故g（1）≤g（x）≤g（0）
∴

2

3

≤g（x）≤1
故上界的取值范圍是[1，+∞）
（3）由已知函數(shù)f（x）在（-∞，0]上是以3為上界的函數(shù)，即：|1+a×2^x+4^x|≤3
設(shè)t=2^x，所以t∈（0，1），不等式化為|1+at+t²|≤3
當(dāng)0 ＜-

a

2

≤1時(shí)，1-

1

4

a2≥-3且2+a≤3得-2≤a＜0
當(dāng) -

a

2

≤0或-

a

2

≥1
即a≤-2或a≥0時(shí)，得-5≤a≤-2或0≤a≤1
綜上有-5≤a≤1

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查情境題的解法，在解決中要通過(guò)給出的條件轉(zhuǎn)化為已有的知識(shí)和方法去解決，本題主要體現(xiàn)了定義法，恒成立和最值等問(wèn)題，綜合性強(qiáng)，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)中要有恒心和毅力．