题目
已知函数f(x)和f(x+1)都是定义在R上的偶函数,当x∈[0,1]时,f(x)=ax(a>0),若方程f(x)-log2|x|=0恰好有6个不相等的实数根,则实数a的取值范围是 ____ .
已知函数f(x)和f(x+1)都是定义在R上的偶函数,当x∈[0,1]时,f(x)=ax(a>0),若方程f(x)-log2|x|=0恰好有6个不相等的实数根,则实数a的取值范围是 ____ .
题目解答
答案
(log23,log25)
【解析】
【分析】
得出f(x)是周期函数,引入函数g(x)=log2|x|,它也是偶函数,作出f(x)与g(x)的图象,由图象可得不等关系,从而求得参数范围.
【详解】
因为函数f(x)和f(x+1)都是定义在R上的偶函数,所以f(x)的图象既关于x=0对称,又关于对称,f(2+x)=f(1-(1+x))=f(-x)=f(x),f(x)是周期函数,周期是2,
因为函数g(x)=log2|x|也是偶函数,若方程f(x)-log2|x|=0恰好有6个不相等的实数根,则函数f(x)与g(x)的图象在(0,+∞)上恰好有3个交点,作出函数y=f(x)和g(x)=log2|x|的图象,如图所示,

所以$\left\{{\begin{array}{l}{lo{g_2}3<a,}\\{lo{g_2}5>a,}\end{array}}\right.$即log23<a<log25,所以实数a的取值范围是(log23,log25).
故答案为:(log23,log25),
【解析】
【分析】
得出f(x)是周期函数,引入函数g(x)=log2|x|,它也是偶函数,作出f(x)与g(x)的图象,由图象可得不等关系,从而求得参数范围.
【详解】
因为函数f(x)和f(x+1)都是定义在R上的偶函数,所以f(x)的图象既关于x=0对称,又关于对称,f(2+x)=f(1-(1+x))=f(-x)=f(x),f(x)是周期函数,周期是2,
因为函数g(x)=log2|x|也是偶函数,若方程f(x)-log2|x|=0恰好有6个不相等的实数根,则函数f(x)与g(x)的图象在(0,+∞)上恰好有3个交点,作出函数y=f(x)和g(x)=log2|x|的图象,如图所示,

所以$\left\{{\begin{array}{l}{lo{g_2}3<a,}\\{lo{g_2}5>a,}\end{array}}\right.$即log23<a<log25,所以实数a的取值范围是(log23,log25).
故答案为:(log23,log25),
解析
步骤 1:确定函数f(x)的周期性
由于f(x)和f(x+1)都是偶函数,可以得出f(x)的图象既关于x=0对称,又关于x=1对称。因此,f(x)是周期函数,周期为2。
步骤 2:引入函数g(x) = log_2|x|
函数g(x) = log_2|x|也是偶函数,因此其图象关于y轴对称。
步骤 3:分析方程f(x) - log_2|x| = 0的根
方程f(x) - log_2|x| = 0恰好有6个不相等的实数根,意味着函数f(x)与g(x)的图象在(0, +∞)上恰好有3个交点。由于f(x)和g(x)都是偶函数,因此在(-∞, 0)上也有3个交点,总共6个交点。
步骤 4:确定a的取值范围
根据函数f(x)和g(x)的图象,当x∈[0, 1]时,f(x) = ax,且f(x)在[0, 1]上是线性函数。为了使f(x)与g(x)在(0, +∞)上有3个交点,需要满足条件:log_23 < a < log_25。这是因为当x=3时,g(x) = log_23,当x=5时,g(x) = log_25。为了使f(x)与g(x)在(0, +∞)上有3个交点,a的值必须在log_23和log_25之间。
由于f(x)和f(x+1)都是偶函数,可以得出f(x)的图象既关于x=0对称,又关于x=1对称。因此,f(x)是周期函数,周期为2。
步骤 2:引入函数g(x) = log_2|x|
函数g(x) = log_2|x|也是偶函数,因此其图象关于y轴对称。
步骤 3:分析方程f(x) - log_2|x| = 0的根
方程f(x) - log_2|x| = 0恰好有6个不相等的实数根,意味着函数f(x)与g(x)的图象在(0, +∞)上恰好有3个交点。由于f(x)和g(x)都是偶函数,因此在(-∞, 0)上也有3个交点,总共6个交点。
步骤 4:确定a的取值范围
根据函数f(x)和g(x)的图象,当x∈[0, 1]时,f(x) = ax,且f(x)在[0, 1]上是线性函数。为了使f(x)与g(x)在(0, +∞)上有3个交点,需要满足条件:log_23 < a < log_25。这是因为当x=3时,g(x) = log_23,当x=5时,g(x) = log_25。为了使f(x)与g(x)在(0, +∞)上有3个交点,a的值必须在log_23和log_25之间。