1. 利用函数递推关系计算 $f(36)$ 的值
根据关系式 f(2x)=2f(x),将 36 逐步缩减至已知区间 [2,4] 内:
f(36)=2f(18)=4f(9)=8f(4.5)=16f(2.25)
因为 2.25∈[2,4],代入 f(x)=1−∣x−3∣,得:
f(2.25)=1−∣2.25−3∣=1−0.75=0.25
所以 f(36)=16imes0.25=4。
2. 分析不同区间上函数 $f(x)$ 的最大值,缩小解的范围
由 f(2x)=2f(x) 可知,对任意正整数 k,当 x∈[2k,2k+1] 时,有 f(x) = 2^{k-1} f\left(rac{x}{2^{k-1}}
ight),其中 rac{x}{2^{k-1}} \in [2,4]。
当 x∈[2,4] 时,f(x)=1−∣x−3∣≤1。
因此在区间 [2k,2k+1] 上,函数的最大值为 2k−1。
- 当 x∈[1,2) 时,f(x) = rac{1}{2}f(2x) \le rac{1}{2};
- 当 x∈[2,4] 时,f(x)≤1;
- 当 x∈[4,8] 时,f(x)≤2;
- 当 x∈[8,16] 时,f(x)≤4。
要使 f(x)=4,自变量 x 必然不能小于 8。
3. 在最左侧可能区间 $[8,16]$ 内求解 $f(x) = 4$,得到最小元素
当 x∈[8,16] 时,rac{x}{4} \in [2,4],则 f(x) = 4f\left(rac{x}{4}
ight)。
令 f(x)=4,可得 4f\left(rac{x}{4}
ight) = 4 \implies f\left(rac{x}{4}
ight) = 1。
在 [2,4] 上,1 - \left|rac{x}{4} - 3
ight| = 1 \implies \left|rac{x}{4} - 3
ight| = 0 \implies rac{x}{4} = 3 \implies x = 12。
因为 12∈[8,16],且 x<8 时 f(x)≤2<4,所以满足 f(x)=4 的最小元素为 12。