题目
1.已知f(x)满足2f(x)+f(1-x)=x²,则f(x)=
1.已知f(x)满足2f(x)+f(1-x)=x²,则f(x)=
题目解答
答案
根据题意,已知函数 $ f(x) $ 满足方程 $ 2f(x) + f(1-x) = x^2 $。
将 $ x $ 替换为 $ 1-x $,得:
\[
2f(1-x) + f(x) = (1-x)^2 = 1 - 2x + x^2
\]
现在有两个方程:
1. $ 2f(x) + f(1-x) = x^2 $
2. $ 2f(1-x) + f(x) = 1 - 2x + x^2 $
将第一个方程乘以 2,得:
\[
4f(x) + 2f(1-x) = 2x^2
\]
然后减去第二个方程:
\[
(4f(x) + 2f(1-x)) - (2f(1-x) + f(x)) = 2x^2 - (1 - 2x + x^2)
\]
化简得:
\[
3f(x) = x^2 + 2x - 1
\]
因此,
\[
f(x) = \frac{1}{3}(x^2 + 2x - 1) = \frac{1}{3}x^2 + \frac{2}{3}x - \frac{1}{3}
\]
答案:$ f(x) = \frac{1}{3}x^2 + \frac{2}{3}x - \frac{1}{3} $
解析
考查要点:本题主要考查函数方程的解法,通过变量替换构造方程组,进而联立消元求解未知函数。
解题核心思路:
- 变量替换:将原方程中的变量$x$替换为$1-x$,得到第二个方程。
- 联立方程:通过联立原方程和替换后的方程,消去$f(1-x)$,解出$f(x)$。
- 代数运算:注意展开平方项和合并同类项,避免计算错误。
破题关键点:
- 替换变量是关键步骤,通过替换$x$为$1-x$,将原方程中的$f(1-x)$与$f(x)$的位置互换。
- 消元法的应用,通过调整方程系数消去$f(1-x)$,得到关于$f(x)$的一元一次方程。
步骤1:构造第二个方程
将原方程中的$x$替换为$1-x$,得到:
$2f(1-x) + f(x) = (1-x)^2 = 1 - 2x + x^2$
步骤2:联立方程组
原方程为:
$2f(x) + f(1-x) = x^2 \quad \text{(1)}$
替换后的方程为:
$2f(1-x) + f(x) = 1 - 2x + x^2 \quad \text{(2)}$
步骤3:消去$f(1-x)$
将方程(1)乘以2,得到:
$4f(x) + 2f(1-x) = 2x^2 \quad \text{(3)}$
用方程(3)减去方程(2):
$\begin{aligned}4f(x) + 2f(1-x) - [2f(1-x) + f(x)] &= 2x^2 - (1 - 2x + x^2) \\3f(x) &= x^2 + 2x - 1\end{aligned}$
步骤4:解出$f(x)$
$f(x) = \frac{1}{3}(x^2 + 2x - 1) = \frac{1}{3}x^2 + \frac{2}{3}x - \frac{1}{3}$