本题导读
本题考查函数的自相似/拟周期递推性质,以及二次函数在闭区间上的最值。
📌【题干】
Question
(2011年四川卷(理)) 已知定义在 上的函数 满足 ,当 时,.设 在 上的最大值为 ,且 的前 项和为 ,则 ()
A. 3 B. C. 2 D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 分析函数关系式:。这表明自变量每向右平移 2 个单位,函数值整体缩小为原来的 。
- 求 时区间 上的最大值 :在 上,,最大值为 。
- 推导 的通项:根据缩放递推关系,在每个长度为 2 的连续区间上,最大值构成公比为 的等比数列。
- 利用无穷等比数列求和公式 计算极限。
✅【答案】
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D
✍【详细解析】
Abstract
由已知条件,当 时:
- 当 时,自变量区间为 , 函数表达式为 。 当 时,函数取得最大值:
- 当 时,令 , 由 , 所以函数 在区间 上的最大值满足递推关系: 因此,数列 是首项 、公比 的等比数列。 其前 项和为: 因为 ,当 时,, 所以: 故选 D
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:函数递推式的自相似收缩性质、二次函数闭/半开区间顶点极值、无穷递缩等比数列求和极限。
- 核心方法:
- 变量平移法:将递推式改写为 ,直接确定极值的等比公比;
- 无穷等比级数公式:。
- 避坑指南:递推式为 ,切勿看反误以为每一步放大 3 倍(公比变成 3 会导致级数发散)。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:几何分形与动力系统中具有衰减尺度的自相似函数,常作为高三数列与函数结合的综合考题。
- 结论推广:若 ,则函数在各周期区间上的极值、积分及特征量均构成公比为 的等比数列,全域无穷和满足 放大因子。
🔗【关联脉络】
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