Question

對(duì)于函數(shù)y=f（x），如果存在正實(shí)數(shù)n，使f（x）在[-n，n]上的值域?yàn)閇0，n]，則稱(chēng)f（x）為“n矩函數(shù)“．例如y=x²是“1矩函數(shù)”，y=

1

2

x+

3

4

是“

3

2

矩函數(shù)”．
（1）指出下列函數(shù)是否為“n矩函數(shù)”，若是，請(qǐng)寫(xiě)出正實(shí)數(shù)n的值組合的集合；
①y=

1

x

；②y=-

1

2

x+1；③y=|x|．
（2）設(shè)指數(shù)函數(shù)f（x）的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)（1，

4

3

），且g（x）=f（|x-c|）-1是“3矩函數(shù)”，求實(shí)數(shù)c的值．
（3）如果對(duì)于（2）中函數(shù)f（x）的反函數(shù)f^-1（x），當(dāng)n∈N^*，函數(shù)h_n（x）=f^-1（

an+x

bn-x

）（其中a_n＞0且b_n＞0）是“n矩函數(shù)”，①請(qǐng)根據(jù)n=1時(shí)，h_n（x）是“1矩函數(shù)”，求a₁和b₁的值并寫(xiě)出h₁（x）的解析式．

Answer 1

考點(diǎn)：對(duì)數(shù)函數(shù)圖象與性質(zhì)的綜合應(yīng)用

專(zhuān)題：計(jì)算題,函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用

分析：（1）由n矩函數(shù)的定義對(duì)三個(gè)函數(shù)依次判斷并求正實(shí)數(shù)n的值組合的集合；
（2）易求f（x）=（

4

3

）^x，從而得到g（x）=（

4

3

）^|x-c|-1，再由g（x）是3矩函數(shù)，代入求解；
（3）由f（x）=（

4

3

）^x得f^-1（x）=log

4

3

x，從而得到h_n（x）=f^-1（

an+x

bn-x

）=log

4

3

an+x

bn-x

，故可化為h₁（x）=log

4

3

a1+x

b1-x

是“1矩函數(shù)”，從而由定義求解．

解答： 解：（1）①y=

1

x

不是n矩函數(shù)；
②∵y=-

1

2

x+1在[-n，n]上遞減，
∴y的最小值=-

1

2

n+1=0，
∴n=2，
故y=-

1

2

x+1 是n矩函數(shù)，{2}；
③對(duì)任意n＞0，y=|x|=

-x，x∈[-n，0] x，x∈(0，n]

，
分段判斷y的取值范圍，
當(dāng)x∈[-n，0]時(shí)，y∈[0，n]；
當(dāng)x∈（0，n]時(shí)，y∈（0，n]，
∴當(dāng)x∈[-n，n]時(shí)，y∈[0，n]，
∴y=|x|是n矩函數(shù)，n集合為{n＞0；
（2）易求f（x）=（

4

3

）^x，
∴g（x）=（

4

3

）^|x-c|-1，
∵g（x）是3矩函數(shù)，
∴g（x）在[-3，3]上的值域?yàn)閇0，3]，
由于|x-c|≥0，故當(dāng)x=c時(shí)，g（x）有最小值=g（c）=0，
∴c∈[-3，3]，
∵-3≤x≤3，
∴-3-c≤x-c≤3-c，
∴|x-c|≤max{|3-c|，|-3-c|}，
∴當(dāng)c＞0時(shí)，g（x）的最大值=g（|-3-c|）=（

4

3

）³-1≠3，與已知矛盾；
當(dāng)c≤0時(shí)，g（x）的最大值=g（|3-c|）=3，解得c=

3

2

-log

4

3

2或c=

3

2

+log

4

3

2（舍去），
故c=

3

2

-log

4

3

2；
（3）f（x）=（

4

3

）^x，
∴f^-1（x）=log

4

3

x，
∴h_n（x）=f^-1（

an+x

bn-x

）=log

4

3

an+x

bn-x

，
若h₁（x）=log

4

3

a1+x

b1-x

是“1矩函數(shù)”，
其定義域?yàn)椋簕x|-a₁＜x＜b₁}，
∵

a1+x

b1-x

=

a1+b1

b1-x

-1是單調(diào)遞增函數(shù)，
又∵log

4

3

x也是遞增函數(shù)，
∴根據(jù)復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性可知，h₁（x）也是遞增函數(shù)；
∴h₁（x）_min=h₁（-1）=0，h₁（x）_max=h₁（1）=1；
即

a1-1

b1+1

=1，

a1+1

b1-1

=

4

3

；
解得，a₁=15，b₁=13．
故h₁（x）=log

4

3

15+x

13-x

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)新定義的接受與應(yīng)用能力，屬于中檔題．