本题导读

本题考查分段函数。核心在于分类讨论、跨段迭代解方程的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2013年江西卷(文)) 设函数   为常数且 .

(1)当 时,求 ;

(2)若 满足 ,但 ,则称 为 的二阶周期点,证明:函数 有且仅有两个二阶周期点,并求出二阶周期点 ,;

(3)对于(2)中的 ,,设 ,,,记 的面积为 ,求 在区间 上的最大值和最小值.

🔍【思路分析】

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  1. ,。
  2. 同段迭代导出矛盾;跨段解得 ,。
  3. ,在 上递增:min ,max 。

✅【答案】

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(1);(2),;(3)最大值 ,最小值

✍【详细解析】

Abstract

(1) 时 (),()。 ;,。 故 。 (2) 记 ( 时 )。 ① 若 与 同在 :,,由 得 ,矛盾( 时 不合”二阶”定义)。 ② 若同在 :,解得 ;但此时 ,即 是一阶不动点,与""矛盾,舍去。 ③ ,(需 ): ④ ,(需 ): 验证: ✓; ✓,且 ✓。 故恰有两个二阶周期点: (3) 二阶周期点满足 ,故 , 都在直线 上。 ; 到直线 的距离 。 对 求导(整理后分子为 的符号),设 , 于 , 递减,且 ,故 ,, 在 上单调递增。 即最大值为 ,最小值为 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:分段函数的迭代与二阶周期点

核心方法: 跨段迭代:, → → ;对称得 ; 在 递增,min ,max

避坑指南:迭代问题先画段间映射图:同段内迭代 导出 矛盾,二阶周期点必跨段产生——两段各出一个解,别漏”同段无解”的论证;面积公式里 、 都在直线 上,底用 、高是 到 的距离 ,别直接拿纵坐标当高。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:分段函数的复合迭代(二阶周期点)与三角形面积最值。

结论推广:分段讨论迭代;跨段建方程;单调性求最值。

方法推广:按 所在段分类 → 同段排除、跨段解方程 → 写 → 求导定单调 → 端点取最值。

🔗【关联脉络】

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