如果对于任意一个三角形,只要它的三边长 $a,b,c$ 都在函数 $f(x)$ 的定义域内,就有 $f(a),f(b),f(c)$ 也是某个三角形的三边长,则称 $f(x)$ 为"保三角形函数".
① $f(x)=\sqrt x$;
② $g(x)=\sin x,x\in(0,\pi)$;
③ $h(x)=\ln x,x\in[2,+\infty)$.
是"保三角形函数"的序号为
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    函数
    >
    函数创新题
  • 方法
    >
    思考方式
    >
    信息迁移
  • 知识点
    >
    函数
    >
    函数的图象与性质
    >
    函数的最值和值域
【答案】
①③
【解析】
直接考虑 $a,b,c$ 是否构成三角形的三边长需要考虑 $|a-b|<c<a+b$,该不等式作为条件不好利用,作为结论也难以研究.
但若观察到 ①③ 均为单调函数,考虑给 $a,b,c$ 加上序关系 $a\leqslant b\leqslant c$,则条件变成 $a+b>c$,结论变为 $f(a)+f(b)>f(c)$:
对于 ①,用分析法:要证明 $\sqrt a+\sqrt b>\sqrt c$,只需要证明 $a+b+2\sqrt{ab}>c$,而 $a+b>c$ 显然可以保证这个条件成立,故 ① 符合题意;
对于 ③,用分析法:要证明 $\ln a+\ln b>\ln c$,只需要证明 $ab>c$,而 $b\geqslant a\geqslant 2$,故 $(a-1)(b-1)\geqslant 1$,从而 $ab\geqslant a+b>c$,故 ③ 符号题意.
最后考虑 ②,$y=\sin x$ 不是单调函数,考虑到 $y=\sin x$ 在 $\left(0,\dfrac {\pi}{2}\right )$ 上与 $y=\sqrt x$ 类似,因而猜测它在 $\left[\dfrac {\pi}{2},\pi\right )$ 这段上会出问题,接下来尝试构造反例:
设 $\dfrac {\pi}{2}\leqslant a\leqslant b\leqslant c<\pi$,此时 $f(a)\geqslant f(b)\geqslant f(c)$,需要考查 $f(b)+f(c)\geqslant f(a)$ 是否成立.
为了破坏 $f(b)+f(c)\geqslant f(a)$,应该使得 $f(a)$ 尽量大,因此取 $a=\dfrac {\pi}{2}$,此时 $f(a)=1$,然后使 $f(b),f(c)$ 尽量小,因此取 $b=c\rightarrow \pi$,显然 $f(b)+f(c)\geqslant f(a)$ 不能恒成立,于是 ② 不符合题意.
综上,是“保三角形函数”的序号为 ①③.
题目 答案 解析 备注
0.110184s