Question

（2012•懷化二模）函數(shù)f（x）的定義域?yàn)镈，若存在閉區(qū)間[a，b]⊆D，使得函數(shù)f（x）滿足：①f（x）在[a，b]內(nèi)是單調(diào)函數(shù)；②f（x）在[a，b]上的值域?yàn)閇2a，2b]，則稱區(qū)間[a，b]為y=f（x）的“倍值區(qū)間”．下列函數(shù)中存在“倍值區(qū)間”的有（　　）
①f（x）=x²（x≥0）；
②f（x）=e^x（x∈R）；
③f（x）=

4x

x2+1

（x≥0）；
④f（x）=loga(ax-

1

8

)(a＞0，a≠1)．

A．①②③④

B．①②④

C．①③④

D．①③

Answer 1

分析：根據(jù)函數(shù)中存在“倍值區(qū)間”，則：①f（x）在[a，b]內(nèi)是單調(diào)函數(shù)；②

f(a)=2a f(b)=2b

或

f(a)=2b f(b)=2a

，對(duì)四個(gè)函數(shù)分別研究，從而確定是否存在“倍值區(qū)間”

解答：解：函數(shù)中存在“倍值區(qū)間”，則：①f（x）在[a，b]內(nèi)是單調(diào)函數(shù)；②

f(a)=2a f(b)=2b

或

f(a)=2b f(b)=2a

①f（x）=x²（x≥0），若存在“倍值區(qū)間”[a，b]，則

f(a)=2a f(b)=2b

，∴

a2=2a b2=2b

∴

a=0 b=2

∴f（x）=x²（x≥0），若存在“倍值區(qū)間”[0，2]；
②f（x）=e^x（x∈R），若存在“倍值區(qū)間”[a，b]，則

f(a)=2a f(b)=2b

，∴

ea=2a eb=2b

構(gòu)建函數(shù)g（x）=e^x-2x，∴g′（x）=e^x-2，
∴函數(shù)在（-∞，ln2）上單調(diào)減，在（ln2，+∞）上單調(diào)增，
∴函數(shù)在x=ln2處取得極小值，且為最小值．
∵g（ln2）=2-2ln2＞0，∴g（x）＞0恒成立，∴e^x-2x=0無(wú)解，故函數(shù)不存在“倍值區(qū)間”；
③f(x)=

4x

x2+1

(x≥0)，f′(x)=

4(x2+1)-4x×2x

(x2+1)2

=

4(1+x)(1-x)

(x2+1)2

若存在“倍值區(qū)間”[a，b]⊆[0，1]，則

f(a)=2a f(b)=2b

，∴

4a a2+1 =2a 4b b2+1 =2b

，∴a=0，b=1，若存在“倍值區(qū)間”[0，1]；
④f(x)=loga(ax-

1

8

)(a＞0，a≠1)．不妨設(shè)a＞1，則函數(shù)在定義域內(nèi)為單調(diào)增函數(shù)
若存在“倍值區(qū)間”[m，n]，則

f(m)=2m f(n)=2n

，必有

loga(am- 1 8 )=2m loga(an- 1 8 )=2n

，
必有m，n是方程loga(ax-

1

8

)=2x的兩個(gè)根，
必有m，n是方程a2x-ax+

1

8

=0的兩個(gè)根，
由于a2x-ax+

1

8

=0存在兩個(gè)不等式的根，故存在“倍值區(qū)間”[m，n]；
綜上知，所給函數(shù)中存在“倍值區(qū)間”的有①③④
故選C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查新定義，考查學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力，涉及知識(shí)點(diǎn)較多，需要謹(jǐn)慎計(jì)算．