Question

對(duì)于函數(shù)f₁（x），f₂（x），h（x），如果存在實(shí)數(shù)a，b使得h（x）=a•f₁（x）+b•f₂（x），那么稱(chēng)h（x）為f₁（x），f₂（x）的生成函數(shù)．
（Ⅰ）下面給出兩組函數(shù)，h（x）是否分別為f₁（x），f₂（x）的生成函數(shù)？并說(shuō)明理由；
    第一組：f1(x)=sinx，  f2(x)=cosx，  h(x)=sin(x+

π

3

)；
    第二組：f₁（x）=x²-x，f₂（x）=x²+x+1，h（x）=x²-x+1；
（Ⅱ）設(shè)f1(x)=log2x，  f2(x)=log

1

2

x，  a=2，  b=1，生成函數(shù)h（x）．若不等式3h²（x）+2h（x）+t＜0在x∈[2，4]上有解，求實(shí)數(shù)t的取值范圍；
（Ⅲ）設(shè)f1(x)=x，   f2(x)=

1

x

   (1≤x≤10)，取a=1，b＞0，生成函數(shù)h（x）使h（x）≥b恒成立，求b的取值范圍．

Answer 1

分析：（Ⅰ）化簡(jiǎn)h（x）=a•f₁（x）+b•f₂（x），使得與h(x)=sin(x+

π

3

)相同，求出a，b判斷結(jié)果滿(mǎn)足題意；類(lèi)似方法計(jì)算判斷第二組．
（Ⅱ）設(shè)f1(x)=log2x，  f2(x)=log

1

2

x，  a=2，  b=1，生成函數(shù)h(x)=2f1(x)+f2(x)=2log2x+log

1

2

x=log2x．化簡(jiǎn)不等式3h²（x）+2h（x）+t＜0，在x∈[2，4]上有解，就是求t＜-3h²（x）-2h（x）=-3log₂²x-2log₂x的最小值，即可．
（Ⅲ）設(shè)f1(x)=x，   f2(x)=

1

x

   (1≤x≤10)，取a=1，b＞0，生成函數(shù)h(x)=x+

b

x

 (1≤x≤10)
使h(x)=x+

b

x

≥ b  (1≤x≤10)恒成立，分類(lèi)討論

b

∈[1，  10]；

b

≤1；

b

≥10，求出b的取值范圍．

解答：解：（Ⅰ）①設(shè)asinx+bcosx=sin(x+

π

3

)，即asinx+bcosx=

1

2

sinx+

3

2

cosx，
取a=

1

2

，  b=

3

2

，所以h（x）是f₁（x），f₂（x）的生成函數(shù)．（2分）
②設(shè)a（x²+x）+b（x²+x+1）=x²-x+1，即（a+b）x²+（a+b）x+b=x²-x+1，
則

a+b=1 a+b=-1 b=1

，該方程組無(wú)解．
所以h（x）不是f₁（x），f₂（x）的生成函數(shù)．（4分）

（Ⅱ）h(x)=2f1(x)+f2(x)=2log2x+log

1

2

x=log2x（5分）
若不等式3h²（x）+2h（x）+t＜0在x∈[2，4]上有解，
3h²（x）+2h（x）+t＜0，即t＜-3h²（x）-2h（x）=-3log₂²x-2log₂x（7分）
設(shè)s=log₂x，則s∈[1，2]，y=-3log₂²x-2log₂x=-3s²-2s，（9分）
y_max=-5，故，t＜-5．（10分）

（Ⅲ）由題意，得h(x)=x+

b

x

  (1≤x≤10)
1°若

b

∈[1，  10]，則h（x）在[ 1 ， 

b

]上遞減，在[

b

，10]上遞增，
則hmin=h(

b

)=2

b

，
所以

1≤ b ≤10 2 b ≥b

，得1≤b≤4（12分）
2°若

b

≤1，則h（x）在[1，10]上遞增，則h_min=h（1）=1+b，
所以

b ≤1 1+b≥b

，得0＜b≤1．（14分）
3°若

b

≥10，則h（x）在[1，10]上遞減，則hmin=h(10)=10+

b

10

，故

b ≥10 10+ b 10 ≥b

，無(wú)解
綜上可知，0＜b≤4．（16分）

點(diǎn)評(píng)：本題考查其他不等式的解法，函數(shù)的概念及其構(gòu)成要素，函數(shù)恒成立問(wèn)題，考查值思想，分類(lèi)討論，計(jì)算能力，函數(shù)與方程的思想，是中檔題．