
一、选择题
1.已知集合A={x|﹣1<x≤2,x∈Z},B={﹣1,0,1},则A∪B=( )
A.{0,1} B.{﹣1,2} C.{﹣1,0,1} D.{﹣1,0,1,2}
2.已知函数f(x)=ln(x+1)+x﹣2,在下列区间中,函数f(x)一定有零点的是( )
A.[0,1] B.[1,2] C.[2,3] D.[3,4]
3.计算sin15°•sin105°的结果是( )
A. B. C. D.
4.下列函数为奇函数的是( )
A.f(x)=x3+3x2 B.f(x)=2x+2﹣x
C. D.f(x)=xsinx
5.要得到函数的图象,只需将函数y=sinx的图象( )
A.把各点的横坐标缩短到原来的倍,再向右平移个单位
B.把各点的模坐标缩短到原来的倍,再向左平移个单位
C.把各点的横坐标伸长到原来的2倍,再向右平移个单位
D.把各点的横坐标伸长到原来的2倍,再向右平移个单位
6.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式是( )
A.f(x)=2sin(2x+) B.f(x)=2sin(x+)
C.f(x)=2sin(2x+) D.f(x)=2sin(x+)
7.已知a=log45,,c=sin2,则a,b,c的大小关系是( )
A.b<c<a B.c<a<b C.a<b<c D.c<b<a
8.已知函数f(x)=m(x﹣2)+3,g(x)=x2﹣4x+3,若对任意x1∈[0,4],总存在x2∈[1,4],使得f(x1)>g(x2)成立,则实数m的取值范围是( )
A.(﹣2,2) B. C.(﹣∞,﹣2) D.
9.已知函数y=lg[(a2﹣1)x2﹣2(a﹣1)x+3]的值域为R,则实数a的取值范围是( )
A.[﹣2,1] B.[﹣2,﹣1]
C.(﹣2,1) D.(﹣∞,﹣2)∪[1,+∞)
10.函数在区间上的图象大致为( )
A. B.
C. D.
11.已知函数f(x)=sinx•(sinx+cosx),给出以下四个命题:①f(x)的最小正周期为π;②f(x)在上的值域为[0,1];③f(x)的图象关于点中心对称;④f(x)的图象关于直线对称.其中正确命题的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
12.已知函数,若存在实数x1,x2,x3,x4使得f(x1)=f(x2)=f(x3)=f(x4)且x1<x2<x3<x4,则的取值范围是( )
A.(14,17) B.(14,19) C.(17,19) D.
二、填空题
13.已知cos2α=,.则sinα= .
14.已知tanα=﹣2,tan(α+β)=,则tanβ的值为 .
15.若函数f(x)满足:在定义域D内存在实数x0,使得成立,则称函数f(x)为“1阶马格丁香小花花”函数.给出下列四个函数:①;②f(x)=ex;③f(x)=lg(x2+2);④f(x)=cosπx.其中是“1阶马格丁香小花花”函数的所有函数的序号是 .
16.定义在R上的函数f(x)满足f(x﹣2)是偶函数,且对任意x∈R恒有f(3﹣x)+f(x﹣1)=2020,又f(﹣2)=2019,则f(2020)= .
三、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.(1)若tanα=3,求值:;
(2)计算:lg20﹣lg2+.
18.已知集合A={x|y=lg(﹣x2+x+6)},集合B={x|ax﹣x2>0}.
(1)当a=4时,求A∩B;
(2)若A∩B=B,求实数a的取值范围.
19.已知函数.
(1)求;
(2)求f(x)的单调递增区间.
20.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)+b(ω>0,﹣<φ<)相邻两对称轴间的距离为,若将f(x)的图象先向左平移个单位,再向下平移1个单位,所得的函数g(x)的为奇函数.
(1)求f(x)的解析式,并求f(x)的对称中心;
(2)若关于x的方程3[g(x)]2+m•g(x)+2=0在区间[0,]上有两个不相等的实根,求实数m的取值范围.
21.定义二元函数F(x,y)=(1+x)y,x∈(0,+∞),y∈R.如.已知二次函数g(x)过点(0,0),对x∈R成立.
(1)求g(﹣1)的值,并求函数g(x)的解析式;
(2)若函数h(x)=g(2x+2﹣x)﹣22﹣x,求h(x)在x∈[0,1]上的值域.
22.已知定义在(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞)的奇函数f(x)满足:①f(3)=﹣1;②对任意x>2,均有f(x)<0;③对任意m,n>0.均有f(m+1)+f(n+1)=f(mn+1).
(1)求f(2)的值;
(2)利用定义法证明f(x)在(1,+∞)上单调递减;
(3)若对任意,恒有f(sin2θ+(2k﹣3)(sinθ+cosθ)﹣k)≥﹣2,求实数k的取值范围.
参
一、选择题
1.已知集合A={x|﹣1<x≤2,x∈Z},B={﹣1,0,1},则A∪B=( )
A.{0,1} B.{﹣1,2} C.{﹣1,0,1} D.{﹣1,0,1,2}
【分析】利用列举法表示集合A,再由并集运算得答案.
解:∵A={x|﹣1<x≤2,x∈Z}={0,1,2},B={﹣1,0,1},
∴A∪B={﹣1,0,1,2}.
故选:D.
2.已知函数f(x)=ln(x+1)+x﹣2,在下列区间中,函数f(x)一定有零点的是( )
A.[0,1] B.[1,2] C.[2,3] D.[3,4]
【分析】根据函数零点的判定定理,把所给的区间的端点代入求出函数值,找出两个端点对应的函数值符号相反的区间,得到结果.
解:由于函数f(x)=ln(x+1)+x﹣2,是连连续增函数,
f(1)=ln2﹣1<0,f(2)=ln3>0,
∴f(1)•f(2)<0,
故函数f(x)=ln(x+1)+x﹣2的零点在( 1,2)内,
故选:B.
3.计算sin15°•sin105°的结果是( )
A. B. C. D.
【分析】由题意利用诱导公式、二倍角的正弦公式,求得所给式子的值.
解:sin15°•sin105°=sin15°•(﹣cos15°)=﹣sin30°=﹣,
故选:A.
4.下列函数为奇函数的是( )
A.f(x)=x3+3x2 B.f(x)=2x+2﹣x
C. D.f(x)=xsinx
【分析】首先判断定义域是否关于原点对称,再计算f(﹣x)和f(x)的关系,即可判断奇函数.
解:对于A,f(x)=x3+3x2,f(﹣x)=﹣x3+3x2,f(﹣x)≠﹣f(x),f(x)不为奇函数;
对于B,f(x)=2x+2﹣x,f(﹣x)=2﹣x+2x,f(﹣x)=f(x),f(x)为偶函数;
对于C,f(x)=ln,定义域(﹣3,3)关于原点对称,f(﹣x)+f(x)=ln+ln=ln1=0,
即有f(﹣x)=﹣f(x),f(x)为奇函数;
对于D,f(x)=xsinx,定义域为R,f(﹣x)=﹣xsin(﹣x)=xsinx=f(x),f(x)为偶函数.
故选:C.
5.要得到函数的图象,只需将函数y=sinx的图象( )
A.把各点的横坐标缩短到原来的倍,再向右平移个单位
B.把各点的模坐标缩短到原来的倍,再向左平移个单位
C.把各点的横坐标伸长到原来的2倍,再向右平移个单位
D.把各点的横坐标伸长到原来的2倍,再向右平移个单位
【分析】由题意利用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,得出结论.
解:只需将函数y=sinx的图象各点的模坐标缩短到原来的倍,即可得到y=sin2x的图象;
再把所得图象向右平移个单为,可得函数的图象,
故选:A.
6.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式是( )
A.f(x)=2sin(2x+) B.f(x)=2sin(x+)
C.f(x)=2sin(2x+) D.f(x)=2sin(x+)
【分析】根据图象确定A,ω 和φ的值即可求函数的解析式
解:由图象知函数的最大值为2,即A=2,
函数的周期T=4()=2,
解得ω=1,即f(x)=2sin(x+φ),
由五点对应法知+φ=π,
解得φ=,
故f(x)=2sin(x+),
故选:B.
7.已知a=log45,,c=sin2,则a,b,c的大小关系是( )
A.b<c<a B.c<a<b C.a<b<c D.c<b<a
【分析】容易得出,从而可得出a,b,c的大小关系.
解:∵log45>log44=1,,,
∴b<c<a.
故选:A.
8.已知函数f(x)=m(x﹣2)+3,g(x)=x2﹣4x+3,若对任意x1∈[0,4],总存在x2∈[1,4],使得f(x1)>g(x2)成立,则实数m的取值范围是( )
A.(﹣2,2) B. C.(﹣∞,﹣2) D.
【分析】根据对任意的x1∈[0,4],总存在x2∈[1,4],使f(x1)>g(x2)成立,由二次函数的值域求得可得g(x)的最小值,可得﹣1<m(x﹣2)+3在x∈[0,4]恒成立,进而根据一次函数的单调性可得关于m的不等式组,解不等式组可得答案.
解:g(x)=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
当x2∈[1,4]时,g(x2)∈[﹣1,3],
则g(x2)的最小值为﹣1,
可得﹣1<m(x﹣2)+3在x∈[0,4]恒成立,
则﹣1<﹣2m+3,且﹣1<2m+3,
解得m<2,且m>﹣2,
即﹣2<m<2,
故选:A.
9.已知函数y=lg[(a2﹣1)x2﹣2(a﹣1)x+3]的值域为R,则实数a的取值范围是( )
A.[﹣2,1] B.[﹣2,﹣1]
C.(﹣2,1) D.(﹣∞,﹣2)∪[1,+∞)
【分析】根据题意,应使对数函数的真数取到所有的正数,由此讨论真数的值域即可.
【解答】解;∵函数y=lg[(a2﹣1)x2﹣2(a﹣1)x+3]的值域为R,
∴当a2﹣1=0时,a=1或a=﹣1,验证a=1时不成立;
当a2﹣1≠0时,
,
解得﹣2≤a<﹣1;
综上,﹣2≤a≤﹣1,
∴实数a的取值范围是[﹣2,﹣1].
故选:B.
10.函数在区间上的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【分析】化简f(x)的解析式,去掉绝对值,化f(x)为分段函数,再考查函数在每一段上的增减性即可.
解:当x∈(,1)时,f(x)=tan(x)+(x﹣)﹣[(x﹣)﹣tan(x)]
=2tan(x),函数单调递增;
当x∈[1,2)时,f(x)=tan(x)+(x﹣)﹣[tan(x)﹣(x﹣)]
=2(x﹣),函数单调递减;
即f(x)=,
∴满足条件函数f(x)的图象是第一个;
故选:A.
11.已知函数f(x)=sinx•(sinx+cosx),给出以下四个命题:①f(x)的最小正周期为π;②f(x)在上的值域为[0,1];③f(x)的图象关于点中心对称;④f(x)的图象关于直线对称.其中正确命题的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】首先把函数的关系式变形成正弦型函数,进一步利用函数的性质的应用求出结果.
解:函数f(x)=sinx(sinx+cosx)==.
所以函数的最小正周期为T=故①正确.
由于,所以,
所以,
所以0≤f(x)≤1,故②正确.
当x=时,函数的值为,故f(x)的图象关于点中心对称;故③正确.
当x=时,函数的值为,即函数的最大值,故④正确.
故选:D.
12.已知函数,若存在实数x1,x2,x3,x4使得f(x1)=f(x2)=f(x3)=f(x4)且x1<x2<x3<x4,则的取值范围是( )
A.(14,17) B.(14,19) C.(17,19) D.
【分析】作出f(x)的函数图象,求出x1,x2,x3,x4的范围,根据对数函数的性质得出x1x2=1,利用三角函数的对称性得出x3+x4=12,代入式子化简得出关于x3的二次函数,根据x3的范围和二次函数的性质求出值域即可.
解:作出函数f(x)的图象如图所示:
因为存在实数x1,x2,x3,x4,满足x1<x2<x3<x4,
且f(x1)=f(x2)=f(x3)=f(x4),
∴<x1<1,1<x2<2,2<x3<4,8<x4<10,
∵﹣log2x1=log2x2,∴log2=log2x2,∴x1x2=1,
∵y=sin关于直线x=6对称,∴x3+x4=12,
∴=(x3﹣1)(x4﹣1)+2x4﹣5x3
=x3x4﹣6x3+x4+1
=﹣x32+5x3+13=﹣(x3﹣)2+,
令g(x3)=﹣(x3﹣)2+,则g(x3)在(2,)是增函数,在(,4)递减,
∵g(2)=19,g(4)=17,g()=,
∴17<g(x3)≤.
故选:D.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分,把最简答案写在答题卡相应位置上
13.已知cos2α=,.则sinα= ﹣ .
【分析】由题意利用二倍角的余弦公式,以及三角函数在各个象限中的符号,求得sinα的值.
解:∵cos2α==1﹣2sin2α,,则sinα<0,
求得sinα=﹣,
故答案为:﹣.
14.已知tanα=﹣2,tan(α+β)=,则tanβ的值为 3 .
【分析】直接利用两角和的正切函数,求解即可.
解:tanα=﹣2,tan(α+β)=,
可知tan(α+β)==,
即=,
解得tanβ=3.
故答案为:3.
15.若函数f(x)满足:在定义域D内存在实数x0,使得成立,则称函数f(x)为“1阶马格丁香小花花”函数.给出下列四个函数:①;②f(x)=ex;③f(x)=lg(x2+2);④f(x)=cosπx.其中是“1阶马格丁香小花花”函数的所有函数的序号是 ②④ .
【分析】根据题意,由“1阶马格丁香小花花”函数的定义分析所给的四个函数,综合即可得答案.
解:根据题意,依次分析4个函数:
对于①,f(x)=,若f(x)=是“1阶马格丁香小花花”函数,
则方程=+1有解,
方程=+1变形可得x2+x+1=0,该方程无实数解,所以函数f(x)=不是“1阶马格丁香小花花”函数;
对于②,f(x)=ex,其定义域为R,则方程ex+1=ex+e有解,
方程ex+1=ex+e,变形可得(e﹣1)ex=e,解可得x=ln,有解;
故函数f(x)=ex是“1阶马格丁香小花花”函数;
对于③f(x)=lg(x2+2),若存在x,使f(x+1)=f(x)+f(1)
则lg[(x+1)2+2]=lg(x2+2)+lg3
即2x2﹣2x+3=0,而△=4﹣24=﹣20<0,故方程无解.
故f(x)=lg(x2+2)不是“1阶马格丁香小花花”函数;
对于④f(x)=cosπx,存在x=,使f()=cos=f()+f(1)即f(x+1)=f(x)+f(1)成立,
故函数f(x)=cosπx是“1阶马格丁香小花花”函数;
综合:②④是“1阶马格丁香小花花”函数;
故答案为:②④.
16.定义在R上的函数f(x)满足f(x﹣2)是偶函数,且对任意x∈R恒有f(3﹣x)+f(x﹣1)=2020,又f(﹣2)=2019,则f(2020)= 1 .
【分析】运用偶函数的定义,将x换为﹣x,再根据∀x∈R,有f(3﹣x)+f(x﹣1)=2014,得到f(x+4)+f(x﹣2)=2014,得到函数f(x)的最小正周期为12,从而得到f(2020)=2020﹣f(﹣2),从而可得结论
解:∵定义在R上的函数f(x)满足f(x﹣2)是偶函数,
∴f(﹣x﹣2)=f(x﹣2),
∵∀x∈R,有f(3﹣x)+f(x﹣1)=2020,
∴f(4﹣x)+f(x﹣2)=2020,
∴f(4﹣x)+f(﹣2﹣x)=2020,
即f(x+4)+f(x﹣2)=2020,
从而有f(x+6)+f(x)=2020,f(x+12)+f(x+6)=2020,
∴f(x+12)=f(x),
即函数f(x)的最小正周期为12,
∴f(2020)=f(12×168+4)=f(4)=2020﹣f(﹣2)=1,
故答案为:1.
三、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.(1)若tanα=3,求值:;
(2)计算:lg20﹣lg2+.
【分析】(1)运用诱导公式,同角三角函数基本关系式即可化简求值.
(2)利用对数的运算性质即可计算得解.
解:(1)∵tanα=3,
∴====﹣;
(2)lg20﹣lg2+
=lg10+log33+log23×﹣2
=1+1+2﹣2
=2.
18.已知集合A={x|y=lg(﹣x2+x+6)},集合B={x|ax﹣x2>0}.
(1)当a=4时,求A∩B;
(2)若A∩B=B,求实数a的取值范围.
【分析】(1)a=4时,求出集合A,集合B,由此能求出A∩B.
(2)集合A={x|y=lg(﹣x2+x+6)}={x|﹣2<x<3},集合B={x|ax﹣x2>0}={x|x(x﹣a)<0},A∩B=B,从而B⊆A,由此能求出实数a的取值范围.
解:(1)a=4时,集合A={x|y=lg(﹣x2+x+6)}={x|﹣2<x<3},
集合B={x|4x﹣x2>0}={x|0<x<4}.
∴A∩B={x|0<x<3}.
(2)∵集合A={x|y=lg(﹣x2+x+6)}={x|﹣2<x<3},
集合B={x|ax﹣x2>0}={x|x(x﹣a)<0},A∩B=B,
∴B⊆A,
当B=∅时,a=0,
当B≠∅时,﹣2≤a<0或0<a≤3
综上,实数a的取值范围[﹣2,3].
19.已知函数.
(1)求;
(2)求f(x)的单调递增区间.
【分析】(1)先利用三角函数公式化简函数f(x),再代入求值即可;
(2)由(1)知f(x)=,再利用正弦函数的图象即可求出f(x)的单调递增区间.
解:(1)∵
=sin2x+1﹣cos2x
=
=,
∴=sin+1=;
(2)由(1)知f(x)=,
∴令﹣,(k∈Z),得:,
∴f(x)的单调递增区间为[](k∈Z).
20.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)+b(ω>0,﹣<φ<)相邻两对称轴间的距离为,若将f(x)的图象先向左平移个单位,再向下平移1个单位,所得的函数g(x)的为奇函数.
(1)求f(x)的解析式,并求f(x)的对称中心;
(2)若关于x的方程3[g(x)]2+m•g(x)+2=0在区间[0,]上有两个不相等的实根,求实数m的取值范围.
【分析】(1)由周期求得ω,由函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律可得g(x)=sin(2x++φ)+b﹣1,再根据g(x)的为奇函数求得φ和b的值,可得f(x)和g(x)的解析式以及f(x)的对称中心.
(2)由(1)可得 g(x)=sin2x,由题意可得可得关于t的方程 3t2+m•t+2=0在区间(0,1)上有唯一解.再利用二次函数的性质求得m的范围.
解:(1)由题意可得==,∴ω=2,f(x)=sin(2x+φ)+b,
∴g(x)=sin[2(x+)+φ]+b﹣1=sin(2x++φ)+b﹣1.
再结合函数g(x)的为奇函数,可得+φ=kπ,k∈z,且b﹣1=0,
再根据﹣<φ<,可得φ=﹣,b=1,∴f(x)=sin(2x﹣)+1,g(x)=sin2x.
令2x﹣=nπ,n∈z,可得 x=+,∴f(x)的对称中心(+,1).
(2)由(1)可得 g(x)=sin2x,在区间[0,]上,2x∈[0,π],
令t=g(x),则t∈[0,1].
由关于x的方程3[g(x)]2+m•g(x)+2=0在区间[0,]上有两个不相等的实根,
可得关于t的方程 3t2+m•t+2=0在区间(0,1)上有唯一解.
令h(t)=3t2+m•t+2,∵h(0)=2>0,则满足h(1)=3+m+2<0,或,
求得m<﹣5,或 m=﹣2.
21.定义二元函数F(x,y)=(1+x)y,x∈(0,+∞),y∈R.如.已知二次函数g(x)过点(0,0),对x∈R成立.
(1)求g(﹣1)的值,并求函数g(x)的解析式;
(2)若函数h(x)=g(2x+2﹣x)﹣22﹣x,求h(x)在x∈[0,1]上的值域.
【分析】(1)根据定义可得2g(﹣1)==2﹣4,所以g(﹣1)=﹣4,进而a=b﹣4,再由﹣(3x2+1)≤ax2+bx≤6x+2对x∈R成立.整理可得a,b的值;
(2)h(x)整理得﹣2(2x﹣2﹣x)2+2(2x﹣2﹣x)﹣8,换元配方即可
解:(1)因为对x∈R成立.
所以x=﹣1时,≤2g(﹣1)≤4﹣2,即有2g(﹣1)==2﹣4,所以g(﹣1)=﹣4
设g(x)=ax2+bx(a≠0),则g(﹣1)=a﹣b=﹣4,即a=b﹣4,
又因为对x∈R成立.
即≤2g(x)≤26x+2,则﹣(3x2+1)≤ax2+bx≤6x+2对x∈R成立.
则对x∈R,(a+3)x2+bx+1≥0恒成立,所以a+3≥0,△=b2﹣4(a+3)≤0
同时对x∈R,ax2+(b﹣6)x﹣2≤0恒成立,所以a<0,△=(b﹣6)2+8a≤0,
代入a=b﹣4得(b﹣2)2≤0,所以b=2,则a=﹣2,
故g(x)=﹣2x2+2x;
(2)函数h(x)=g(2x+2﹣x)﹣22﹣x=﹣2(2x+2﹣x)2+2(2x+2﹣x)﹣4•2﹣x=﹣2(2x+2﹣x)2+2(2x﹣2﹣x)
=﹣2[(2x﹣2﹣x)2+4]+2(2x﹣2﹣x)=﹣2(2x﹣2﹣x)2+2(2x﹣2﹣x)﹣8,
令t=2x﹣2﹣x,因为x∈[0,1],所以t∈[0,],
h(t)=﹣2t2+2t﹣8=﹣2(t﹣)2﹣,则h(t)∈[﹣,﹣]
22.已知定义在(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞)的奇函数f(x)满足:①f(3)=﹣1;②对任意x>2,均有f(x)<0;③对任意m,n>0.均有f(m+1)+f(n+1)=f(mn+1).
(1)求f(2)的值;
(2)利用定义法证明f(x)在(1,+∞)上单调递减;
(3)若对任意,恒有f(sin2θ+(2k﹣3)(sinθ+cosθ)﹣k)≥﹣2,求实数k的取值范围.
【分析】(1)由条件③f(m+1)+f(n+1)=f(mn+1)对任意m,n>0均成立,可令m=n=1,即可解得f(2)=0;
(2)由(Ⅰ),将f(m+1)+f(n+1)=f(mn+1)变形得f(mn+1)﹣f(n+1)=f(m+1),设x2=mn+1,x1=n+1,其中m,n>0,m>1,利用②③即证得结论成立;
(3)利用赋值法,结合题意可求得f(x)≥﹣2的解为:1<x≤5或x≤﹣,再结合函数的单调性脱去函数符号“f”,得到1<sin2θ+(2k﹣3)(sinθ+cosθ)﹣k≤5,或sin2θ+(2k﹣3)(sinθ+cosθ)﹣k≤﹣,再通过构造函数,利用分类讨论、等价转化等思想方法正确分析、运算即可求得实数k的取值范围.
解:(1)由条件③f(m+1)+f(n+1)=f(mn+1)知,
令m=n=1得:f(2)+f(2)=f(2),
故得f(2)=0.
(2)由(1)将f(m+1)+f(n+1)=f(mn+1)变形得:
f(mn+1)﹣f(n+1)=f(m+1),
设x2=mn+1,x1=n+1,其中m,n>0,m>1,
则x2﹣x1=n(m﹣1)>0,故x2>x1,
则f(x2)﹣f(x1)=f(mn+1)﹣f(n+1)=f(m+1),m>1,m+1>2,
由②对任意x>2,均有f(x)<0可知,
f(m+1)<0,
即f(x2)﹣f(x1)<0,
所以f(x2)<f(x1),
即f(x)在(1,+∞)上为减函数;
(3)由(1)知f(2)=0,而f(x)为奇函数,
又f(3)=﹣1,对任意m,n>0,f(m+1)+f(n+1)=f(mn+1),
所以f(2+1)+f(2+1)=f(2×2+1)=f(5),即f(5)=﹣2①.
再令m=4,n=,则f(4+1)+f(+1)=f(4×+1)=f(2)=0,
所以f(5)=﹣f()=f(﹣)=﹣2②
由①②可知,f(x)≥﹣2的解为:1<x≤5或x≤﹣.
于是,f(sin2θ+(2k﹣3)(sinθ+cosθ)﹣k)≥﹣2
⇔1<sin2θ+(2k﹣3)(sinθ+cosθ)﹣k≤5,或sin2θ+(2k﹣3)(sinθ+cosθ)﹣k≤﹣.
令t=sinθ+cosθ=sin(θ+),
θ∈[﹣,0]⇒∈[﹣,]⇒sin(θ+)∈[﹣1,1],即t∈[﹣1,1],
又sin2θ=t2﹣1,
故sin2θ+(2k﹣3)(sinθ+cosθ)﹣k=t2﹣(2k﹣3)t﹣k﹣1,
令g(t)=t2﹣(2k﹣3)t﹣k﹣1(﹣1≤t≤1),
则1<g(t)≤5或g(t)≤﹣.
先分析:1<g(t)≤5(﹣1≤t≤1),即,
对于③,∀t∈[﹣1,1],t2﹣(2k﹣3)t﹣k﹣1≤5⇔,解得﹣≤t≤8③′;
对于④,∀t∈[﹣1,1],t2﹣(2k﹣3)t﹣k﹣1>1,即∀t∈[﹣1,1],t2﹣(2k﹣3)t﹣k﹣2>0.
令h(t)=t2﹣(2k﹣3)t﹣k﹣2,
分三类讨论:
1°当≤﹣1,即k≤时,h(t)在区间[﹣1,1]上单调递增,由h(t)min=h(﹣1)=1+(2k﹣3)﹣k﹣2>0得:k>4,与k≤矛盾,即此时k∈∅;
2°当≥1,即k≥时,h(t)在区间[﹣1,1]上单调递减,由h(t)min=h(1)=1﹣(2k﹣3)﹣k﹣2>0得:k<,与k≥矛盾,即此时k∈∅;
3°当﹣1<<1,即<k<时,h(t)在区间[﹣1,1]上的最小值为h(),由h(t)min=h()=﹣[(2k﹣3)×]﹣k﹣2>0整理得:4k2﹣8k+17<0,此不等式无解,即此时k∈∅;
即对于④,∀t∈[﹣1,1],t2﹣(2k﹣3)t﹣k﹣1>1中的实数k∈∅;
综上所述,∀t∈[﹣1,1],1<g(t)≤5,即1<(sin2θ+(2k﹣3)(sinθ+cosθ)﹣k)≤5中的k∈∅;
再分析g(t)≤﹣,即,
即,
解得:≤k≤.
综上所述,实数k的取值范围为[,].
