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这道题考查函数的周期性和集合的概念。对于正实数a,集合Ma定义为所有满足f(x+a)等于f(x)的x值的集合。这个定义实际上描述了函数关于参数a的准周期性特征。如图所示,当f(x+a)等于f(x)时,点x就属于集合Ma。
第一题要求判断π/3是否属于集合M_{π/3}。根据定义,需要验证sin(π/3 + π/3)是否等于sin(π/3)。计算得sin(2π/3)等于√3/2,而sin(π/3)也等于√3/2。从正弦函数图像可以看出,这两个点的函数值确实相等,因此π/3属于M_{π/3}。
第二题考查分段函数的Ma非空条件。给定分段函数f(x),当x小于0时等于x+2,当x大于等于0时等于根号x。要使Ma非空,需要存在x使得f(x+a)等于f(x)。通过分类讨论发现,在同一段内无法满足条件,必须考虑跨区间的情况。经过详细分析,可得a的取值范围是a大于等于4。
第三题要求构造完整的函数表达式。已知f(x)是偶函数,在区间(0,1)上f(x)等于1减x,且对任意a属于(0,2)都有Ma包含于M2。利用偶函数性质,可得在(-1,0)上f(x)等于1加x。关键条件Ma包含于M2意味着f(x+2)等于f(x),即函数具有周期性。接下来需要利用这些条件确定f(x)在(1,2)上的解析式。
通过周期性条件f(x+2)等于f(x),可以确定f(x)在(1,2)上的解析式为x减1。完整的函数由三段组成,具有周期为2的性质。对于零点问题,需要分析函数y等于f(x)减c在区间[-3,3]上的交点。通过分区间分析,每个长度为2的区间内最多有3个零点,因此在[-3,3]上总共至多有9个零点。