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22函数与初等函数★★★★★
若函数 h(x)h(x)h(x) 满足
① h(0)=1h(0)=1h(0)=1,h(1)=0h(1)=0h(1)=0; ② 对任意 a∈[0,1]a \in [0,1]a∈[0,1],有 h(h(a))=ah(h(a)) = ah(h(a))=a; ③ 在 (0,1)(0,1)(0,1) 上单调递减.
则称 h(x)h(x)h(x) 为补函数. 已知函数 h(x)=(1−xp1+λxp)1ph(x) = \left(\frac{1 - x^{p}}{1 + \lambda x^{p}}\right)^{\frac{1}{p}}h(x)=(1+λxp1−xp​)p1​(λ>−1\lambda > -1λ>−1,p>0p > 0p>0).
(1) 判断函数 h(x)h(x)h(x) 是否为补函数,并证明你的结论; (2) 若存在 m∈[0,1]m \in [0,1]m∈[0,1],使得 h(m)=mh(m) = mh(m)=m,称 mmm 是函数 h(x)h(x)h(x) 的中介元. 记 p=1np = \frac{1}{n}p=n1​ (n∈N+n \in \mathbf{N}_+n∈N+​)时 h(x)h(x)h(x) 的中介元为 xnx_nxn​. 且 Sn=∑i=1nxiS_n = \sum_{i=1}^{n} x_iSn​=∑i=1n​xi​,若对任意的 n∈N+n \in \mathbf{N}_+n∈N+​,都有 Sn<12S_n < \frac{1}{2}Sn​<21​,求 λ\lambdaλ 的取值范围; (3) 当 λ=0\lambda = 0λ=0,x∈(0,1)x \in (0,1)x∈(0,1) 时,函数 y=h(x)y = h(x)y=h(x) 的图象总在直线 y=1−xy = 1 - xy=1−x 的上方,求 ppp 的取值范围.

2012 · 江西 · 理 · 第 22 题 · 解答题

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