- 基本初等函数(1)
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经过调查发现,某种新产品在投放市场的100天中,前40天,其价格直线上升,(价格是一次函数),而后60天,其价格则呈直线下降趋势,现抽取其中4天的价格如下表所示:
(1)写出价格f(x)关于时间x的函数表达式(x表示投入市场的第x天);
(2)若销售量g(x)与时间x的函数关系是g(x)=-x+
(1≤x≤100,x∈N),求日销售额的最大值,并求第几天销售额最高?
正确答案
(1)由题意知,当1≤x<40时,一次函数y=ax+b过点A(4,23),B(32,30);
代入函数求得a=,b=22;
当40≤x≤100时,一次函数y=ax+b过点C(60,22),D(90,7);
代入函数求得a=-,b=52;
∴函数解析式为:y=f(x)=
(2)设日销售额为S千元,当1≤x<40时,s(x)=(x+22)•(-
x+
)=-
(x-
21
2
)2+;
∴当x=10或11时,函数有最大值s(x)max==808.5(千元);
当40≤x≤100时,s(x)=(-x+52)•(-
x+
)=
(x2-213x+11336);
∴当x=40时,s(x)max=736(千元).
综上所知,日销售额最高是在第10天或第11天,最高值为808.5千元.
已知函数f(x)=lg.(k∈R且k>0).
(1)求函数f(x)的定义域;
(他)若函数f(x)在[10,+∞)上单调递增,求k的取值范围.
正确答案
(i)由题意得,>0,即(x-i)(kx-i)>0,
∵k>0,∴应分三种情况求
当0<k<i时,定义域为(-∞,i)∪(,+∞),
当k=i时,定义域为(-∞,i)∪(i,+∞)
当k>i时,定义域为(-∞,)∪(i,+∞);
(2)令y==k+
,
∵函数y=lgx在定义域上单调递增,且f(x)在[i0,+∞)上单调递增,
∴函数y=在[i0,+∞)上单调递增,∴k-i<0,解得k<i,
∵当0<k<i时,函数的定义域是(-∞,i)∪(,+∞),
∴<i0,即k>
,
∴k∈(,i).
某轮船在海面上匀速行驶,该轮船每小时使用燃料的费用(单位:元)和轮船速度(单位:海里/时)的平方成正比.当速度是10海里/时它的燃料费用是每小时30元,其余费用(不论速度如何)都是每小时480元,如果甲、乙两地相距100海里,
(1)求轮船从甲地行驶到乙地,所需的总费用与船速的关系式;
(2)问船速为多少时,总费用最低?并求出最低费用是多少.
正确答案
(1)由已知中轮船每小时使用燃料的费用(单位:元)和轮船速度(单位:海里/时)的平方成正比
设船速为x,燃料的费用t=Kx2,
由速度是10海里/时它的燃料费用是每小时30元
则K=0.3,即t=0.3x2,
双由航行时间为,其余费用每小时480元,
故轮船从甲地行驶到乙地,所需的总费用与船速的关系式为y=•.3x2+
=30x+
(2)由(1)中总费用与船速的关系式为y=30x+≥2
=1200
当且仅当30x=,即x=40时取等
即船速为40海里/时时,总费用取最低值1200元
已知函数f(x)=loga(x+1)(a>1),若函数y=g(x)的图象上任意一点P关于原点的对称点Q的轨迹恰好是函数f(x)的图象.
(1)写出函数g(x)的解析式;
(2)当x∈[0,1)时,总有f(x)+g(x)≥m成立,求m的取值范围.
正确答案
(1)设点P(x,y)是g(x)的图象上的任意一点,则Q(-x,-y)在函数f(x)的图象上,
即-y=loga(-x+1),则y= -loga(1-x)=loga
∴g(x)=loga
(2)f(x)+g(x)≥m 即loga(1+x)+loga≥m,
也就是loga≥m在[0,1)上恒成立.
设h(x)=loga ,x∈[0,1),
则h(x)=loga(-) =loga(-
) =loga(-1-
)
由函数的单调性易知,h(x)在[0,1)上递增,若使f(x)+g(x)≥m在[0,1)上恒成立,
只需h(x)min≥m在[0,1)上成立,即m≤0.
m的取值范围是(-∞,0]
已知函数f(x)=loga,g(x)=f(x)+x3+2
(1)若g(t)=3求g(-t)的值
(2)若f(x)的定义域为[α,β),值域为(logaa(β-1),logaa(α-1)]
①求证:a>3
②若函数f(x)为[α,β)上的减函数,求a的取值范围.
正确答案
(1)由题意得>0,得x>3或x<-3;(1分)
∵f(-x)=loga=loga
=-loga
=f(-x)
∴f(x)为奇函数;(3分)
∵g(x)=f(x)+x3+2,g(t)=3
∴g(t)+g(-t)=f(t)+t3+2+f(-t)+(-t)3+2=4
∴g(t)+g(-t)=4.故g(-t)=1(5分)
(2)由(1)知f(x)的定义域(-∞,-3)∪(3,+∞)
①∵a(α-1)>0且a>0,则α>1,
又∵已知f(x)的定义域为[α,β),
∴β>α>3.则α>3.(8分)
②∵函数y==1-
在其定义域[α,β)上为增函数,
又∵f(x)在[α,β)上为减函数,∴0<a<1;(9分)
∵f(x)的定义域为[α,β),值域为(logaa(β-1),logaa(α-1)]
∴=logaa(α-1)且
=logaa(β-1),
说明α,β 是方程=a(x-1)的两个相异实数根,且β>α>3,
即方程ax2+(2a-1)x+3-3a=0在区间(3,+∞)内有两相异实根.
设h(x)=ax2++(2a-1)x+3-3a,
则有,解
又∵0<a<1,
综上解得:0<a<,
∴满足条件的a的取值范围是(0,).(14分)
某投资公司投资甲、乙两个项目所获得的利润分别是P(亿元)和Q(亿元),它们与投资额t(亿元)的关系有经验公式P=,Q=
t.今该公司将5亿元投资这两个项目,其中对甲项目投资x(亿元),投资这两个项目所获得的总利润为y(亿元).求:
(1)y关于x的函数表达式;
(2)总利润的最大值.
正确答案
(1)根据题意,得y=+
(5-x),…(6分)
x∈[0,5]. …(8分)
(注:定义域写成(0,5)不扣分)
(2)令t=,t∈[0,
],则x=
,
y=-+
t+
=-
(t-2)2+
.…(12分)
因为2∈[0,],所以当
=2时,即x=
时,y最大值=
.…(14分)
答:总利润的最大值是亿元. …(15分)
沿海地区某农村在2002年底共有人口1480人,全年工农业生产总值为3180万元.从2003年起计划10年内该村的总产值每年增加60万元,人口每年净增a人,设从2003年起的第x年(2003年为第一年)该村人均产值为y万元.
(1)写出y与x之间的函数关系式;
(2)为使该村的人均产值年年都有增长,那么该村每年人口的净增不能超过多少人?
正确答案
(1)依题意得第x年该村的工农业生产总值为(3180+60x)万元,
而该村第x年的人口总数为(1480+ax)人,
∴y=(1≤x≤10).
(2)解法一:为使该村的人均产值年年都有增长,则在1≤x≤10内,y=f(x)为增函数.
设1≤x1<x2≤10,则
f(x1)-f(x2)=-
=
=.
∵1≤x1<x2≤10,a>0,
∴由f(x1)<f(x2),得88800-3180a>0.
∴a<≈27.9.又∵a∈N*,∴a=27.
解法二:∵y=(
)
=[1+
],
依题意得53-<0,∴a<
≈27.9.
∵a∈N*,∴a=27.
答:该村每年人口的净增不能超过27人.
已知函数f(x)=ax2+2x+c(a、c∈N*)满足:①f(1)=5;②6<f(2)<11.
(1)求a、c的值;
(2)若对任意的实数x∈[,
],都有f(x)-2mx≤1成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)∵f(1)=a+2+c=5,
∴c=3-a.①
又∵6<f(2)<11,即6<4a+c+4<11,②
将①式代入②式,得-<a<
,又∵a、c∈N*,∴a=1,c=2.
(2)由(1)知f(x)=x2+2x+2.
证明:∵x∈[,
],∴不等式f(x)-2mx≤1恒成立⇔2(1-m)≤-(x+
)在[
,
]上恒成立.
易知[-(x+)]min=-
,
故只需2(1-m)≤-即可.
解得m≥.
如果函数f(x)在区间D上有定义,且对任意x1,x2∈D,x1≠x2,都有f()<
,则称函数f(x)在区间D上的“凹函数”.
(Ⅰ)已知f(x)=ln(1+ex)-x(x∈R),判断f(x)是否是“凹函数”,若是,请给出证明;若不是,请说明理由;
(Ⅱ)已知f(x)=ln(1+ex)-x是定义域在R上的减函数,且A、B、C是其图象上三个不同的点,求证:△ABC是钝角三角形.
正确答案
(Ⅰ)函数f(x)是凹函数,证明如下:设x1,x2∈R,且x1<x2,
则f(x1)+f(x2)-2f()
=ln(1+ex1)+ln(1+ex2)-x1-x2-2[ln(1+ex1+x22)-]
=ln(1+ex1)(1+ex2)-ln(1+ex1+x22)2
=ln(1+ex1+ex2+ex1+x2)-ln(1+2ex1+x22+ex1+x2)
∵ex1>0,ex2>0,且x1≠x2
∴ex1+ex2>2=2ex1+x22
∴1+ex1+ex2+ex1+x2>1+2ex1+x22+ex1+x2
∴ln(1+ex1+ex2+ex1+x2)>ln(2+2ex1+x22+ex1+x2)
∴ln(1+ex1+ex2+ex1+x2)-ln(1+2ex1+x22+ex1+x2)>0
∴f(x1)+f(x2)>2f()∴f(x)是凹函数(7分)
(Ⅱ)证明:(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),C((x3,y3),
且x1<x2<x3,∵f(x)是x∈R上的单调减函数∴f(x1)>f(x2)>f(x3)
∴•
=(x1-x2)(x3-x2)+(f(x1)-f(x2))(f(x3)-f(x2))
∵x1-x2<0,x3-x2>0,f(x1)-f(x2)>0,f(x3)-f(x2)<0
∴•
<0,∴cosB<0,∠B为钝角
故△ABC为钝角三角形.(13分)
已知汽车从刹车到停车所滑行的距离s(m)与速度v(m/s)的平方及汽车的总重量t(t)的乘积成正比.设某辆卡车不装货物以50m/s行驶时,从刹车到停车滑行了20m.如果这辆车装载着与车身相等重量的货物行驶,并与前面的车辆距离为15m(假设卡车司机从发现前面车辆停车到自己刹车需耽搁1s),为了保证前面车辆紧急停车时不与前面车辆撞车,最大限制速度是多少?
正确答案
设比例常数为k
由题意知s=kv2t,
当v=50时,s=20,
∴kt==
.
设不撞车时的速度为v,
则v应满足kv2•2t<15-v•1,
即v2+v-15<0,解得-75<v<
.
又∵v>0,∴0<v<.
答:最大限制速度是m/s.
甲、乙两公司生产同一种新产品,经测算,对于函数f(x)、g(x) 及任意的x≥0,当甲公司投入x万元作宣传时,若乙公司投入的宣传费小于f(x) 万元,则乙公司有失败的风险,否则无失败的风险;当乙公司投入x万元作宣传时,若甲公司投入的宣传费小于g(x) 万元,则甲公司有失败的风险,否则无失败的风险.
(1)请解释f(0)、g(0)的实际意义;
(2)当f(x)=x+4,g(x)=+8时,甲、乙两公司为了避免恶性竞争,经过协商,同意在双方均无失败风险的情况下尽可能的少投入宣传费用,问此时甲乙两公司应各投入多少宣传费用?
正确答案
(1)f(0)表示当甲公司不投入宣传费时,乙公司要回避失败的风险,至少要投入f(0)万元的宣传费;g(0)表示当乙公司不投入宣传费时,甲公司要回避失败的风险,至少要投入g(0)万元的宣传费.
(2)将甲公司投入的宣传费用x来表示,乙公司投入的宣传费用y来表示,依题意,
当y≥f(x)=x+4时,乙公司无失败的风险,当x≥g(y)=+8时,甲公司无失败的风险.
由,知x≥12,y≥16
故在双方均无失败风险的情况下,甲公司至少投入12万元,甲公司至少投入16万元.
已知函数f(x)=log2(1+x)+log2(1-x)
(1)求函数f(x)的定义域;
(2)判断函数f(x)的奇偶性;
(3)求f()的值.
正确答案
(1)∵1+x>0且1-x>0
∴x∈(-1,1),∴函数的定义域为(-1,1);
(2)∵f(-x)=log2(1-x)+log2(1+x)=f(x)
∴f(x)为偶函数;
(3)f()=log2(1+
)+log2(1-
)=log2(1+
)(1-
)=log2
=-1.
所以f()的值为:-1.
设y=f(x)=lg.
(1)求函数y=f(x)的定义域和值域;
(2)判断y=f(x)的奇偶性;
(3)判定y=f(x)的单调性.
正确答案
(1)由题意可得>0,解不等式可得-5<x<5
函数的定义域(-5,5)
令t=,则t>0,t能取到一切大于0的值
由对数函数的性质可得值域R
(2)∵函数的定义域(-5,5)关于原点对称
∵f(-x)=lg=-lg
=-f(x)
∴函数f(x)=lg为奇函数
(3)∵函数的定义域(-5,5)
∵t==-1+
在(-5,5)单调递减,y=lgt在(0,+∞)单调递增
根据复合函数的单调性可得,函数的单调减区间(-5,5)
∴该函数在(-5,5)上单调递减
已知函数f(x)=log2.
(Ⅰ)求函数的定义域;
(Ⅱ)根据函数单调性的定义,证明函数f(x)是增函数.
正确答案
(Ⅰ)由 >0得 x(1-x)>0,解得 0<x<1,∴函数的定义域为 (0,1).
(Ⅱ)证明:任取x1、x2∈(0,1)且x1<x2,则f(x1)-f(x2)=log2-log2
=log2(•
)=log2(
•
).
∵0<x1<x2<1,∴0<1-x2<1-x1<1,∴0<<1且 0<
<1,
即 0<•
<1,
∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),
故函数f(x)是增函数.
已知函数f(x)=ln.
(1)求函数f(x)的定义域;
(2)判断函数f(x)的奇偶性并加以证明;
(3)判断函数f(x)在定义域上的单调性并加以证明.
正确答案
(1)由题意令>0,解得-1<x<1,所以函数的定义域是(-1,1)
(2)此函数是一个奇函数,证明如下
由(1)知函数的定义域关于原点对称,且f(-x)=ln=-ln
=-f(x),故函数是奇函数;
(3)此函数在定义域上是减函数,证明如下:
任取x1,x2∈(-1,1)且x1<x2,f(x1)-f(x2)=ln-ln
=ln
由于x1,x2∈(-1,1)且x1<x2,∴1-x1>1-x2>0,1+x2>1+x1>0,可得>1,
所以ln>0
即有f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2)
故函数在定义域是减函数
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