Question

已知以T=4為周期的函數f（x）=

m 1-x2 ，x∈(-1，1] 1-|x-2|，x∈(1，3]

，其中m＞0．若方程3f（x）=x恰有5個實數解，則m的取值范圍為______．

Answer 1

∵當x∈（-1，1]時，將函數化為方程x²+

y2

m2

=1（y≥0），
∴實質上為一個半橢圓，其圖象如圖所示，
同時在坐標系中作出當x∈（1，3]得圖象，再根據周期性作出函數其它部分的圖象，
由圖易知直線 y=

x

3

與第二個橢圓（x-4）²+

y2

m2

=1（y≥0）相交，
而與第三個半橢圓（x-8）²+

y2

m2

=1 （y≥0）無公共點時，方程恰有5個實數解，
將 y=

x

3

代入（x-4）²+

y2

m2

=1 （y≥0）得，（9m²+1）x²-72m²x+135m²=0，令t=9m²（t＞0），
則（t+1）x²-8tx+15t=0，由△=（8t）²-4×15t （t+1）＞0，得t＞15，由9m²＞15，且m＞0得 m＞

15

3

，
同樣由 y=

x

3

與第三個橢圓（x-8）²+

y2

m2

=1 （y≥0）由△＜0可計算得m＜

7

，
綜上可知m∈（

15

3

，

7

）
故答案為：（

15

3

，

7

）