Question

我們把定義在R上，且滿足f（x+T）=af（x）（其中常數(shù)a，T滿足a≠1，a≠0，T≠0）的函數(shù)叫做似周期函數(shù)．
（1）若某個(gè)似周期函數(shù)y=f（x）滿足T=1且圖象關(guān)于直線x=1對稱．求證：函數(shù)f（x）是偶函數(shù)；
（2）當(dāng)T=1，a=2時(shí)，某個(gè)似周期函數(shù)在0≤x＜1時(shí)的解析式為f（x）=x（1-x），求函數(shù)y=f（x），x∈[n，n+1），n∈Z的解析式；
（3）對于確定的T＞0且0＜x≤T時(shí)，f（x）=3^x，試研究似周期函數(shù)函數(shù)y=f（x）在區(qū)間（0，+∞）上是否可能是單調(diào)函數(shù)？若可能，求出a的取值范圍；若不可能，請說明理由．

Answer 1

解：（1）∵x∈R關(guān)于原點(diǎn)對稱，
又函數(shù)y=f（x）的圖象關(guān)于直線x=1對稱，f（1-x）=f（1+x）①
又T=1，∴f（x+1）=af（x），②，
用-x代替x得f（-x+1）=af（-x），③
由①②③可知af（x）=af（-x），∵a≠1且a≠0，∴f（x）=f（-x）．即函數(shù)f（x）是偶函數(shù)；
（2）當(dāng)n≤x＜n+1（n∈Z）時(shí)，0≤x-n＜1（n∈Z）f（x）=2f（x-1）=2²f（x-2）=…=2ⁿf（x-n）=2ⁿ（x-n）（n+1-x）；
（3）當(dāng)nT＜x≤（n+1）T（n∈N）時(shí)，0＜x-nT≤T（n∈N）f（x）=af（x-T）=a²f（x-2T）=…=aⁿf（x-nT）=aⁿ3^x-nT
顯然a＜0時(shí)，函數(shù)y=f（x）在區(qū)間（0，+∞）上不是單調(diào)函數(shù)，
又a＞0時(shí)，f（x）=aⁿ3^x-nT，x∈（nT，（n+1）T]，n∈N是增函數(shù)，
此時(shí)f（x）∈（aⁿ，aⁿ3^T]，x∈（nT，（n+1）T]，n∈N，
若函數(shù)y=f（x）在區(qū)間（0，+∞）上是單調(diào)函數(shù)，那么它必須是增函數(shù)，則必有aⁿ⁺¹≥aⁿ3^T，
解得a≥3^T．
分析：（1）利用函數(shù)的對稱性與滿足性質(zhì)f（x+T）=af（x），根據(jù)偶函數(shù)的定義證明即可；
（2）利用函數(shù)為似周期函數(shù)的性質(zhì)求解即可；
（3）利用分類討論思想，分析函數(shù)為單調(diào)函數(shù)的條件求解．
點(diǎn)評：本題考查函數(shù)的周期性、函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性的判斷與證明．