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已知函数f(x)对任意实数x均有f(x)=kf(x+2),其中常数k为负数,且f(x)在区间[0,2]上有表达式f(x)=x(x-2).
(1)求f(-1),f(2.5)的值;
(2)写出f(x)在[-3,3]上的表达式,并讨论函数f(x)在[-3,3]上的单调性;
(3)求出f(x)在[-3,3]上的最小值和最大值,并求出相应的自变量的取值.
人气:261 ℃ 时间:2020-02-06 02:06:26
解答
(1)由题意可得  f(-1)=kf(1)=-k,∵f(0.5)=k f(2.5),
∴f(2.5)=
1
k
f(0.5)=
1
k
(0.5−2)×0.5=−
3
4k

(2)对任意实数x,f(x)=kf(x+2),∴f(x-2)=kf(x),∴f(x)=
1
k
f(x-2).
当-2≤x<0时,0≤x+2<2,f(x)=kf(x+2)=kx(x+2);
当-3≤x<-2时,-1≤x+2<0,f(x)=kf(x+2)=k2(x+2)(x+4).
当2≤x≤3 时,0≤x-2≤1,f(x-2)=kf(x)=(x-2)(x-4),故f(x)=
1
k
(x-2)(x-4).
综上可得,f(x)=
k2(x+2)(x+4),−3≤x<−2
kx(x+2),−2≤x<0
x(x−2),0≤x<2
1
k
(x−2)(x−4),2≤x≤3

∵k<0,∴f(x)在[-3,-1]与[1,3]上为增函数,在[-1,1]上为减函数.
(3)由(2)中函数f(x)在[-3,3]上的单调性可知,
f(x)在x=-3或x=1处取最小值f(-3)=-k2或f(1)=-1,
而在x=-1或x=3处取最大值f(-1)=-k或f(3)=-
1
k

故有:
①k<-1时,f(x)在x=-3处取最小值f(-3)=-k2,在x=-1处取最大值f(-1)=-k;
②k=-1时,f(x)在x=-3与x=1处取最小值f(-3)=f(1)=-1,在x=-1与x=3处取最大值f(-1)=f(3)=1;
③-1<k<0时,f(x)在x=1处取最小值f(1)=-1,在x=3处取最大值f(3)=-
1
k
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