26年上海卷 第21题(压轴题)

已知(i,j,k)(i,j,k)112233的一个排列,若函数f1(x)f_1(x)f2(x)f_2(x)f3(x)f_3(x),对任意xIx\in I,都有f1(x)fi(x)f_1(x)\leq f_i(x)f1(x)+f2(x)fi(x)+fj(x)f_1(x)+f_2(x)\leq f_i(x)+f_j(x),则称(i,j,k)(i,j,k)是关于f1(x)f_1(x)f2(x)f_2(x)f3(x)f_3(x)的一个II排列,则关于f1(x)f_1(x)f2(x)f_2(x)f3(x)f_3(x)II排列总数记为nIn_I

(2)对I=(0,+)I=(0,+\infty)f1(x)=x1f_1(x)=x-1f2(x)=x+mf_2(x)=x+mf3(x)=x2f_3(x)=x^2满足条件的nI=6n_I=6,求mm的取值范围;

第二问

112233的排列总共六种组合,NI=6N_I = 6也就是包含了全部组合,

(i,j,k)=(1,2,3)(i,j,k)=(1,2,3),则有:f1(x)f1(x),f1(x)+f2(x)f1(x)+f2(x)f_1(x)\le f_1(x),\, f_1(x)+f_2(x)\le f_1(x)+f_2(x)恒满足\textcolor{red}{恒满足}

(i,j,k)=(1,3,2)(i,j,k)=(1,3,2),则有:f1(x)f1(x),f1(x)+f2(x)f1(x)+f3(x)f_1(x)\le f_1(x),\, f_1(x)+f_2(x)\le f_1(x)+f_3(x),即f2(x)f3(x)\textcolor{red}{f_2(x)\le f_3(x)}

(i,j,k)=(2,1,3)(i,j,k)=(2,1,3),则有:f1(x)f2(x),f1(x)+f2(x)f2(x)+f1(x)f_1(x)\le f_2(x),\, f_1(x)+f_2(x)\le f_2(x)+f_1(x),即f1(x)f2(x)\textcolor{red}{f_1(x)\le f_2(x)}

(i,j,k)=(2,3,1)(i,j,k)=(2,3,1),则有:f1(x)f2(x),f1(x)+f2(x)f2(x)+f3(x)f_1(x)\le f_2(x),\, f_1(x)+f_2(x)\le f_2(x)+f_3(x),即f1(x)f2(x),f1(x)f3(x)\textcolor{red}{f_1(x)\le f_2(x),\, f_1(x)\le f_3(x)}

(i,j,k)=(3,1,2)(i,j,k)=(3,1,2),则有:f1(x)f3(x),f1(x)+f2(x)f3(x)+f1(x)f_1(x)\le f_3(x),\, f_1(x)+f_2(x)\le f_3(x)+f_1(x),即f1(x)f3(x)f2(x)f3(x)\textcolor{red}{f_1(x)\le f_3(x),f_2(x)\le f_3(x)}

(i,j,k)=(3,2,1)(i,j,k)=(3,2,1),则有:f1(x)f3(x),f1(x)+f2(x)f3(x)+f2(x)f_1(x)\le f_3(x),\, f_1(x)+f_2(x)\le f_3(x)+f_2(x),即f1(x)f3(x)\textcolor{red}{f_1(x)\le f_3(x)}

要同时满足,必有:f1(x)f2(x)f3(x)\textcolor{red}{f_1(x)\le f_2(x)\le f_3(x)}

问题转化成:x1x+mx2x-1\le x+m\le x^2任意x>0任意 x>0 恒成立,

由前一部分得到:1m-1\le m

由后一部分:

x2xm=(x12)2m14    m140    m14\begin{aligned} &\qquad \quad x^2-x-m \\ &= (x-\frac{1}{2})^2 -m-\frac{1}{4} \\ &\implies -m-\frac{1}{4} \geq 0\\ &\implies m \leq -\frac{1}{4} \end{aligned}

所以 1m14-1\le m\le -\dfrac{1}{4}.

已知(i,j,k)(i,j,k)112233的一个排列,若函数f1(x)f_1(x)f2(x)f_2(x)f3(x)f_3(x),对任意xIx\in I,都有f1(x)fi(x)f_1(x)\leq f_i(x)f1(x)+f2(x)fi(x)+fj(x)f_1(x)+f_2(x)\leq f_i(x)+f_j(x),则称(i,j,k)(i,j,k)是关于f1(x)f_1(x)f2(x)f_2(x)f3(x)f_3(x)的一个II排列,则关于f1(x)f_1(x)f2(x)f_2(x)f3(x)f_3(x)II排列总数记为nIn_I

(2)对I=(0,+)I=(0,+\infty)f1(x)=x1f_1(x)=x-1f2(x)=x+mf_2(x)=x+mf3(x)=x2f_3(x)=x^2满足条件的nI=6n_I=6,求mm的取值范围;

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