设 ⌊x⌋\lfloor x \rfloor 表示不超过 xx 的最大整数。已知函数 f(x)=⌊2x⌋−2⌊x⌋f(x) = \lfloor 2x \rfloor - 2\lfloor x \rfloor,定义域为 R\mathbb{R}。
(1) 求 f(0.8)f(0.8) 与 f(−0.6)f(-0.6) 的值;
(2) 求函数 f(x)f(x) 的值域。

完整解法

(1)

1. 求 $f(0.8)$ 的值

将 x=0.8x = 0.8 代入函数解析式 f(x)=⌊2x⌋−2⌊x⌋f(x) = \lfloor 2x \rfloor - 2\lfloor x \rfloor:
f(0.8)=⌊2×0.8⌋−2⌊0.8⌋=⌊1.6⌋−2⌊0.8⌋f(0.8) = \lfloor 2 \times 0.8 \rfloor - 2\lfloor 0.8 \rfloor = \lfloor 1.6 \rfloor - 2\lfloor 0.8 \rfloor
因为不超过 1.61.6 的最大整数为 11,不超过 0.80.8 的最大整数为 00,所以:
f(0.8)=1−2×0=1f(0.8) = 1 - 2 \times 0 = 1

2. 求 $f(-0.6)$ 的值

将 x=−0.6x = -0.6 代入函数解析式:
f(−0.6)=⌊2×(−0.6)⌋−2⌊−0.6⌋=⌊−1.2⌋−2⌊−0.6⌋f(-0.6) = \lfloor 2 \times (-0.6) \rfloor - 2\lfloor -0.6 \rfloor = \lfloor -1.2 \rfloor - 2\lfloor -0.6 \rfloor
因为不超过 −1.2-1.2 的最大整数为 −2-2,不超过 −0.6-0.6 的最大整数为 −1-1,所以:
f(−0.6)=−2−2×(−1)=−2+2=0f(-0.6) = -2 - 2 \times (-1) = -2 + 2 = 0

答案

f(0.8)=1f(0.8) = 1,f(−0.6)=0f(-0.6) = 0

(2)

1. 将 $x$ 表示为整数部分与小数部分之和并化简解析式

设 x=n+rx = n + r,其中 n=⌊x⌋∈Zn = \lfloor x \rfloor \in \mathbb{Z} 为 xx 的整数部分,r∈[0,1)r \in [0, 1) 为 xx 的小数部分。
将 x=n+rx = n + r 代入 f(x)f(x):
f(x)=⌊2(n+r)⌋−2⌊n+r⌋=⌊2n+2r⌋−2nf(x) = \lfloor 2(n + r) \rfloor - 2\lfloor n + r \rfloor = \lfloor 2n + 2r \rfloor - 2n
由于 2n2n 是整数,有 ⌊2n+2r⌋=2n+⌊2r⌋\lfloor 2n + 2r \rfloor = 2n + \lfloor 2r \rfloor。
因此,f(x)=2n+⌊2r⌋−2n=⌊2r⌋f(x) = 2n + \lfloor 2r \rfloor - 2n = \lfloor 2r \rfloor。

2. 按小数部分 $r$ 的范围分类讨论求出值域

因为 r∈[0,1)r \in [0, 1),所以 2r∈[0,2)2r \in [0, 2)。
分两种情况讨论:
① 当 0≤r<0.50 \le r < 0.5 时,0≤2r<10 \le 2r < 1,此时 ⌊2r⌋=0\lfloor 2r \rfloor = 0;
② 当 0.5≤r<10.5 \le r < 1 时,1≤2r<21 \le 2r < 2,此时 ⌊2r⌋=1\lfloor 2r \rfloor = 1。
综上所述,f(x)f(x) 的可能取值仅为 00 或 11,故函数 f(x)f(x) 的值域为 {0,1}\{0, 1\}。

答案

{0,1}\{0, 1\}

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