- 指数函数及其性质
- 共414题
已知函数。
(1)求函数的定义域、值域;
(2)确定函数的单调区间。
正确答案
解:(1)定义域为R,值域为;
(2)单调增区间:;单调减区间:
。
若函数f(x)对任意的x∈R,均有f(x-1)+f(x+1)≥2f(x),则称函数f(x)具有性质P。
(1)判断下面两个函数是否具有性质P,并说明理由。
①y=ax(a>1); ②y=x3(2)若函数f(x)具有性质P,且f(0)=f(n)=0(n>2,n∈N*),求证:对任意i∈ {1,2,3,…,n-1}有f(i)≤0;
(3)在(2)的条件下,是否对任意x∈[0,n]均有f(x)≤0,若成立给出证明,若不成立给出反例。
正确答案
解:(1)证明:①函数f(x)=ax(n>1)具有性质P
f(x-1)+f(x+1)-2f(x)=
因为a>1,
即f(x-1)+f(x+1)≥2f(x),此函数为具有性质P;
②函数f(x)=x3不具有性质P
例如,当x=-1时,f(x-1)+f(x+1)=f(-2)+f(0)=-8,
2f(x)=-2,
所以,f(-2)+f(0)<f(-1),此函数不具有性质P。
(2)假设f(i)为f(1),f(2),…,f(n-1)中第一个大于0的值,
则f(1)- f(i-1)>0,
因为函数f(x)具有性质P,所以,对于任意n∈N*,
均有f(n+1)-f(n)≥f(n)-f(n-1),
所以f(n)-f(n-1)≥f(n-1)-f(n-2)≥… ≥f(i)-f(i-1)>0,
所以f(n)=[f(n)-f(n-1)]+…+[f(i+1)-f(i)]+f(i)>0,
与f(n)=0矛盾,
所以,对任意的i∈{1,2,3,…,n-1}有f(i)≤0。
(3)不成立
例如
证明:当x为有理数时,x-1,x+1均为有理数,
f(x-1)+f(x+1)-2f(x)=(x-1)2+(x+1)2-2x2-n(x-1+ x+1-2x)=2
当x为无理数时,x-1,x+1均为无理数,
f(x-1)+f(x+1)-2f(x)=(x-1)2+(x+1)2-2x2=2,
所以,函数f(x)对任意的x∈R,均有f(x-1)+f(x+1)≥2f(x),
即函数f(x)具有性质P
而当x∈[0,n](n>2)且当x为无理数时,f(x)>0
所以,在(2)的条件下,“对任意x∈[0,n]均有f(x)≤0”不成立。
已知函数f(x)=2x,
(1)求函数F(x)=f(x)+af(2x),x∈(-∞,0]的最大值;
(2)若存在x∈(-∞,0),使f(2x)-af(x)>1成立,求a的取值范围;
(3)若当x∈[0,3]时,不等式f(x+1)≤f[(2x+a)2]恒成立,求a的取值范围。
正确答案
解:(1),
令
因
故
当时,
当时,令
若,
时,
取得最大值,
若,
时
取得最大值,
若,
时
取得最大值,
综上,;
(2)令则存在
使得
即存在使得
所以
a的取值范围是;
(3)因是单调增函数,故由
得
问题转化为对
恒成立
即
令
若,必需且只需
,此时得
;
若,必需且只需
,此时得
;
若,必需且只需
,此时无解
综上得a的取值范围是。
已知函数f(x)=ax-a-x(a>0且a≠1),
(1)判断函数y=f(x)的单调性;
(2)若f(1)=,且g(x)=a2x+a-2x-2mf(x)在[1,+∞)上的最小值为-2,求实数m的值。
正确答案
解:(1)当a>1时,y=ax在R上单调递增,y=a-x=在R上单调递减,
所以,原函数在R上单调递增;
同理,当0<a<1时,原函数在R上单调递减;
(2),
∴,即2a2-3a-2=0,∴a=2或
(舍去),
∴,
令,
∵x≥1,∴,
∴g(t)=t2-2mt+2=(t-m)2+2-m2,
当时,g(t)min=g(m)=2-m2=-2,
∴m=2或m=-2(舍去);
当时,
,
∴(舍去);
综上可知m=2。
(1)已知是奇函数,求常数m的值;
(2)画出函数y=|3x-1|的图象,并利用图像回答:k为何值时,方程|3x-1|=k无解?有一解?有两解?
正确答案
解:(1)m=1;
(2)函数的图象如右图所示,
当k<0时,直线y=k与函数的图象无交点,即方程无解;
当k=0或k≥1时, 直线y=k与函数的图象有唯一的交点,
所以方程有一解;
当0<k<1时, 直线y=k与函数的图象有两个不同交点,
所以方程有两解。
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