直角坐标系中横坐标和纵坐标均为整数的点称为格点.如果函数 $f(x)$ 的图象恰好通过 $k$($k\in\mathbb N^{\ast}$)个格点,则称 $f(x)$ 为 $k$ 阶格点函数.下列函数:
① $f(x)=\sin x$;
② $f(x)=\pi (x-1)^2+3$;
③ $f(x)=\left(\dfrac 13\right)^x$;
④ $f(x)={\log_{0.6}}x$.
其中是 $1$ 阶格点函数的有
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    组合数学
    >
    格点问题
  • 题型
    >
    函数
    >
    函数创新题
【答案】
①②④
【解析】
对于横坐标、纵坐标均为整数的点,我们总是先让其横坐标为整数,再考虑纵坐标或者先让纵坐标为整数去考虑横坐标.
对于函数 $f(x)=\sin x$,从纵坐标考虑,若 $\sin x =m$,$m\in \mathbb Z$,则 $m\in\{-1,0,1\}$.
此时对应 $x=k\pi$ 或 $k\pi+\dfrac{\pi}{2},k\in \mathbb Z$,,因此只有 $k=0$ 时 $x$ 为整数 $0$.
这就证明 $f(x)=\sin x$ 是一阶格点函数.
对于函数 $f(x)=\pi(x-1)^2+3$,从横坐标考虑,若 $x\in \mathbb Z$,则 $\pi(x-1)^2+3$ 当且仅当 $x=1$ 时为整数 $3$,因此 $f(x)=\pi(x-1)^2+3$ 为一阶格点函数.
对于函数 $f(x)=\left(\dfrac 13\right)^x$,从横坐标考虑,若 $x\in \mathbb Z$,则当 $x\in \mathbb Z^+$ 时,$\left(\dfrac 13\right)^x\notin \mathbb Z$;当 $x\in {\mathbb Z}^{-}\cup \{0\}$ 时,$\left(\dfrac 13\right)^x\in \mathbb Z$;因此 $f(x)=\left(\dfrac 13\right)^x$ 不是一阶格点函数.
对于 $f(x)=\log_{0.6}x$,从纵坐标考虑,若 $\log_{0.6}x=m$,$m\in \mathbb Z$,则 $x=0.6^m=\left(\dfrac 35\right)^m$,当且仅当 $m=0$ 时,$x$ 为整数 $1$,因此 $f(x)=\log_{0.6}x$ 是一阶格点函数.
题目 答案 解析 备注
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