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1、试题题目:设f(x)是定义在[0,1]上的函数,若存在x*∈(0,1),使得f(x)在[0,..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2015-12-20 07:30:00

试题原文

设f(x)是定义在[0,1]上的函数,若存在x*∈(0,1),使得f(x)在[0,x?]上单调递增,在[x?,1]单调递减,则称f(x)为[0,1]上的单峰函数,x?为峰点,包含峰点的区间为含峰区间.
对任意的[0,1]上的单峰函数f(x),下面研究缩短其含峰区间长度的方法.
(Ⅰ)证明:对任意的x1,x2∈(0,1),x1<x2,若f(x1)≥f(x2),则(0,x2)为含峰区间;若f(x1)≤f(x2),则(x1,1)为含峰区间;
(Ⅱ)对给定的r(0<r<0.5),证明:存在x1,x2∈(0,1),满足x2-x1≥2r,使得由(Ⅰ)确定的含峰区间的长度不大于0.5+r;
(Ⅲ)选取x1,x2∈(0,1),x1<x2由(Ⅰ)可确定含峰区间为(0,x2)或(x1,1),在所得的含峰区间内选取x3,由x3与x1或x3与x2类似地可确定是一个新的含峰区间.在第一次确定的含峰区间为(0,x2)的情况下,试确定x1,x2,x3的值,满足两两之差的绝对值不小于0.02且使得新的含峰区间的长度缩短到0.34.
(区间长度等于区间的右端点与左端点之差).

  试题来源:北京   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:分段函数与抽象函数



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
证明:(I)设x*为f(x)的峰点,则由单峰函数定义可知,f(x)在[0,x*]上单调递增,在[x*,1]上单调递减.
当f(x1)≥f(x2)时,假设x*?(0,x2),则x1<x2<x*,从而f(x*)≥f(x2)>f(x1),
这与f(x1)≥f(x2)矛盾,所以x*∈(0,x2),即(0,x2)是含峰区间.
当f(x1)≤f(x2)时,假设x*?(x2,1),则x*<≤x1<x2,从而f(x*)≥f(x1)>f(x2),
这与f(x1)≤f(x2)矛盾,所以x*∈(x1,1),即(x1,1)是含峰区间.
(II)由(I)的结论可知:
当f(x1)≥f(x2)时,含峰区间的长度为l1=x2
当f(x1)≤f(x2)时,含峰区间的长度为l2=1-x1
对于上述两种情况,由题意得
x2≤0.5+r
1-x1≤0.5+r

由①得1+x2-x1≤1+2r,即x2-x1≤2r
又因为x2-x1≥2r,所以x2-x1=2r,②
将②代入①得
x1≤0.5-r,x2≥0.5-r,③
由①和③解得x1=0.5-r,x2=0.5+r.
所以这时含峰区间的长度l1=l1=0.5+r,即存在x1,x2使得所确定的含峰区间的长度不大于0.5+r.
(III)对先选择的x1;x2,x1<x2,由(II)可知
x1+x2=l,④
在第一次确定的含峰区间为(0,x2)的情况下,x3的取值应满足
x3+x1=x2,⑤
由④与⑤可得
x2=1-x1
x3=1-2x1

当x1>x3时,含峰区间的长度为x1
由条件x1-x3≥0.02,得x1-(1-2x1)≥0.02,从而x1≥0.34.
因此,为了将含峰区间的长度缩短到0.34,只要取x1=0.34,x2=0.66,x3=0.32.
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“设f(x)是定义在[0,1]上的函数,若存在x*∈(0,1),使得f(x)在[0,..”的主要目的是检查您对于考点“高中分段函数与抽象函数”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中分段函数与抽象函数”。


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