以
A 表示值域为
R 的函数组成的集合,
B 表示具有如下性质的函数
φ(x) 组成的集合:对于函数
φ(x),存在一个正数
M,使得函数
φ(x) 的值域包含于区间
[−M,M]. 例如,当
φ1(x)=x3,
φ2(x)=sinx 时,
φ1(x)∈A,
φ2(x)∈B. 现有如下命题:
① 设函数
f(x) 的定义域为
D,则“
f(x)∈A”的充要条件是“
∀b∈R,
∃a∈D,
f(a)=b”;
② 函数
f(x)∈B 的充要条件是
f(x) 有最大值和最小值;
③ 若函数
f(x),
g(x) 的定义域相同,且
f(x)∈A,
g(x)∈B,则
f(x)+g(x)∈/B;
④ 若函数
f(x)=aln(x+2)+x2+1x(
x>−2,
a∈R)有最大值,则
f(x)∈B.
其中的真命题有______.(写出所有真命题的序号)
\begin{answer}
\circled1\circled3\circled4
\end{answer}
\begin{solution}
命题 1 直接是值域为
R 的定义,因此命题 1 为真.
命题 2 中,函数有最大值和最小值可以推出值域有界,但有界函数不一定取得最大值和最小值. 例如
f(x)=arctanx 的值域为
(−2π,2π),有界却没有最大值和最小值,因此命题 2 为假.
命题 3 中,设
g(x) 的值域包含于
[−M,M]. 对任意正数
K,由于
f(x) 的值域为
R,存在
x 使
f(x)>K+M,于是
f(x)+g(x)>K. 因而
f+g 无上界,不能属于
B,命题 3 为真.
命题 4 中,若
a>0,则
aln(x+2)→+∞(
x→+∞),函数不可能有最大值;若
a<0,则
aln(x+2)→+∞(
x→−2+),函数同样不可能有最大值. 因此函数有最大值时只能有
a=0,此时
f(x)=x2+1x,且
x2+1x⩽21,所以
f(x)∈B. 命题 4 为真.
所以真命题的序号为
1,
3,
4.
\end{solution}