- 基本初等函数(1)
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设函数f(x)的定义域为D,如果对于任意的x1∈D,存在唯一的x2∈D使=C(C为常数)成立,则称函数f(x)在D上的均值为C.给出下列四个函数:(1)y=x2,(2)y=sinx,(3)y=lgx,(4)y=3x,则均值为2的函数为______.
正确答案
对于函数y=x2,取任意的x1∈R,=
=2,
x2=±,有两个的x2∈D.故不满足唯一存在的条件.
对于函数y=sinx,明显不成立,正弦函数的值域是[-1,1],故不满足条件;
对于函数y=lgx,定义域为x>0,值域为R且单调,显然必存在唯一的x2∈D,使 =2成立.故成立.
对于函数y=3x定义域为R,值域为y>0.对于x1=3,f(x1)=27.
要使 =2成立,则f(x2)=-23,不成立.
综上可知只有(3)正确,
故答案为:(3)
已知集合A是由定义域和值域相同的函数为元素构成的集合,
(1)判断函数,x∈[1,2]和
,x∈[0,1]是否是集合A中的元素;
(2)若函数,求实数a的值。
正确答案
解:(1)由条件可得在[1,2]上为增函数,所以值域为[1,2],
故,同理
。
(2)若,则该函数的定义域和值域相等,
①当a=0时,,定义域为[0,+∞),值域为[0,+∞),所以:a=0满足题意。
②当a>0时,令,得h(x)的定义域为
,而此时值域为[0,+∞),所以此时不存在a的值。
③当a<0时,令,得h(x)的定义域为
,而值域为
,
若定义域和值域相等,则,
解得:a=-4,
综上所述:a=0或a=-4。
求下列函数的定义域:
(1);
(2);
(3)(a>0,a≠1)。
正确答案
解:(1)由得x≥-1
∴所求定义域为[ -1,+∞);
(2)由-lg(1-x)≥0得
即x∈[0,1)
∴所求定义域为[0,1);
(3)时,函数有意义,即
①
当a>1时,-a<-1
由①得解得-a<x<0
∴定义域为(-a,0)
当0<a<1时,-1<-a<0
由①得,x+a>a
∴x>0
∴定义域为(0,+∞)
故所求定义域是:当0<a<1时,x∈(0,+∞);当a>1时,x∈(-a,0)。
京广高铁于2012年12月26日全线开通运营,G808次列车在平直的铁轨上匀速行驶,由于遇到紧急情况,紧急刹车时列车行驶的路程S(t)(单位:m)和时间t(单位:s)的关系为:S(t)=-t2+
t+
ln(t+1).
(1)求从开始紧急刹车至列车完全停止所经过的时间;
(2)求列车正常行驶的速度;
(3)求紧急刹车后列车加速度绝对值的最大值.
正确答案
(1)∵紧急刹车后列车的速度V(t)=S'(t),
∴V(t)=-t+
+
,
当列车完全停止时V(t)=0m/s,
∴t2-4t-60=0,
解得t=10或t=-6(舍去).
即从开始紧急刹车至列车完全停止所经过的时间为10s.
(2)由(1)知,从开始紧急刹车至列车完全停止所经过的时间为10 s,
又由列车的速度V(t)=-t+
+
∴火车正常行驶的速度当t=0时,V(0)=90m/s
(3)∵紧急刹车后列车运行的加速度a(t)=V'(t)
∴a(t)=--
∵|a(t)|=+
∴|a(0)|最大,|a(t)|max=84m/s2
一艘轮船在航行中每小时的燃料费和它的速度的立方成正比,已知在速度为每小时10公里的燃料费是每小时6元,而其他与速度无关的费用是每小时96元,问
(1)若轮船以每小时24公里的速度航行,求行驶100公里的费用总和.
(2)如果甲、乙两地相距100公里,求轮船从甲地航行到乙地的总费用的最小值,并求出此时轮船的航行速度.
正确答案
(1)设轮船的速度为v,比例系数为k,(k>0),则每小时的燃料费为kv3
因为,当v=10时,kv3=6;所以,k=;
设总费用为y,则y=v2+
(v>0);
当v=24时,行驶100公里的费用总和为y=745.6(元);
(2)对y求导,得y′=v-
;
令y'=0,得v=20;
∴当0<v<20时,y'<0,函数y单调递减;
当v>20时,y'>0,函数y单调递增;
所以,当v=20时,函数y取得极小值,即为最小值720元.
答:当轮船每小时行驶20公里时,从甲地航行到乙地的总费用最小,最小值为720元.
如图所示,将一个长为8m,宽为5m的长方形剪去四个相同的边长为xm的正方形,然后再将所得图形围成一个无盖长方体,试求x为多少时,长方体的体积最大?最大体积为多少?
正确答案
根据题意边长为xm的正方形,容器的体积为f(x),
则有V=f(x)=(8-2x)(5-2x)x=4x3-26x2+40x,(0<x<2.5)
求导可得到:V′=12x2-52x2+40,
由V′=12x2-52x2+40=0得x1=1,x2=(舍去).
所以当x<1时,V′>0,
当1<x<时,V′<0,
当x>时,V′>0,
所以,当x=1,V有极大值f(1)=18,又f(0)=0,f(2.5)=0,
所以当x=1,V有最大值f(1)=18.
某种商品进货单价为40元,按单价每个50元售出,能卖出50个.如果零售价在50元基础上每上涨1元,其销售量就减少一个,问零售价上涨到多少元时?销售这批货物能取得最大利润?最大利润是多少元?
正确答案
设售价上涨x元,获得的利润y元,
由题意知y=(50+x-40)•(50-x)
=-(x-20)2+900,(0<x<50,x∈N*)
当x=20时,ymax=900元;
电信局为了配合客户不同需要,设有A,B两种优惠方案.这两种方案应付话费(元)与通话时间(min)之间的关系如图所示,其中MN∥CD.
(1)若通话时间为2小时,按方案A,B各付话费多少元?
(2)方案B从500min以后,每分钟收费多少元?
(3)通话时间在什么范围内,方案B比方案A优惠?
正确答案
设这两种方案的应付话费一通话时间的函数关系分别为fA(x)和fB(x),
由图知M(60,98),N(500,230),C(500,168),MN∥CD;
则fA(x)=;
fB(x)=.
(1)通话2小时的费用分别是116元、168元.
(2)∵fB(n+1)-fB(n)=(n+1)+18-(
n+18)=
=0.3(n>500);
∴方案B从500min以后,每分钟收费0.3元.
(3)由图知,当0≤x≤60时,fA(x)<fB(x);
当60≤x≤500时,由fA(x)>fB(x)得x>;
当x>500时fA(x)>fB(x).
综上,通话时间在(,+∞)内,
方案B比方案A优惠.
据气象中心观察和预测:发生于M地的沙尘暴一直向正南方向移动,其移动速度v(km/h)与时间t(h)的函数图象如图所示,过线段OC上一点T(t,0)作横轴的垂线l,梯形OABC在直线l左侧部分的面积即为t(h)内沙尘暴所经过的路程s(km).
(1)将s随t变化的规律用数学关系式表示出来;
(2)若N城位于M地正南方向,且距M地650km,试判断这场沙尘暴是否会侵袭到N城,如果会,在沙尘暴发生后多长时间它将侵袭到N城?如果不会,请说明理由.
正确答案
(1)当0≤t≤10时,此时OT=t,TD=3t(如图1),
∴S=•t•3t=
t2,
当10<t≤20时,此时OT=t,AD=ET=t-10,TD=30(如图2),
∴S=S△AOE+S矩形ADTE=×10×30+30(t-10)=30t-150,
当20<t≤35时,∵B,C的坐标分别为(20,30),(35,0),
∴直线BC的解析式为v=-2t+70,
∴D点坐标为(t,-2t+70),
∴TC=35-t,TD=-2t+70(如图3),
∴S=S梯形OABC-S△DCT=(10+35)×30-
(35-t)(-2t+70)=-(35-t)2+675;
(2)0≤t≤10,S=t2,最大值为150≤650,
10<t≤20时,S=30t-150=650,t=>20不可能,
20<t≤35时,S=-(35-t)2+675,当t=35时,S=-(35-35)2+675=675(km),而450<650<675,
所以青白江城会受到影响,且影响时间t应在20h至35h之间,
由-(35-t)2+675=650,解得t=30或t=40(不合题意,舍去).
所以在雷雨云发生后30h它将侵袭到青白江城.
10辆货车从A站出发以时速v千米/小时,匀速驶往相距400千米的B站,为安全起见,要求每辆货车的间隔等于kv2千米(k为常数,货车长度忽略不计),
(1)将第一辆货车由A站出发到最后一辆货车到达B站所需的时间t表示成时速v的函数;
(2)若k=,则货车的时速为多少时,(1)中所需的时间t最短?最短时间为多少?
正确答案
(1)最后一辆货车到达的时间包括两部分,一是两个位置相距的路程所需要的时间,二是十辆车之间的九倍的车距所用的时间,得到
t=(v>0)…(4分)
(2)由(1)中
t=
又∵k=,
∴t=≥2
=10
当且仅当v=80时,取等
故当时速为80千米/小时,最短时间为10小时;
某造船公司年造船量是20艘,已知造船x艘的产值函数为R(x)=3 700x+45x2-10x3(单位:万元),成本函数为C(x)=460x+5 000(单位:万元),又在经济学中,函数f(x)的边际函数Mf(x)定义为Mf(x)=f(x+1)-f(x).
(1)求利润函数P(x)及边际利润函数MP(x);(提示:利润=产值-成本)
(2)问年造船量安排多少艘时,可使公司造船的年利润最大?
(3)求边际利润函数MP(x)的单调递减区间,并说明单调递减在本题中的实际意义是什么?
正确答案
(1)P(x)=R(x)-C(x)=-10x3+45x2+3240x-5000(x∈N*,且1≤x≤20);
MP(x)=P(x+1)-P(x)=-30x2+60x+3275(x∈N*,且1≤x≤19).
(2)P′(x)=-30x2+90x+3240=-30(x-12)(x+9),
∵x>0,∴P′(x)=0时,x=12,
∴当0<x<12时,
P′(x)>0,当x>12时,P′(x)<0,
∴x=12时,P(x)有最大值.
即年造船量安排12艘时,可使公司造船的年利润最大.
(3)MP(x)=-30x2+60x+3275=-30(x-1)2+3305.
所以,当x≥1时,MP(x)单调递减,
所以单调减区间为[1,19],且x∈N*.
MP(x)是减函数的实际意义,随着产量的增加,每艘利润与前一艘利润比较,利润在减少.
建造一个容积为8m3,深为2m的长方体无盖水池,如果池底的造价为每平方米120元,池壁的造价为每平方米80元,
(1)设池底的长为x m,试把水池的总造价S表示成关于x的函数;
(2)如何设计池底的长和宽,才能使总造价S最低,求出该最低造价.
正确答案
(1)∵池底的长为xm,故宽为m,
∴S=4×120+2×(2x+)×80=480+320(x+
)
(2)∵S=480+320(x+)≥480+320×4=1760
当且仅当x=,即x=2时等号成立
∴当池底的长为2m,宽也是2m时,总造价最低为1760元.
经观测,某公路段在某时段内的车流量y(千辆/小时)与汽车的平均速度v(千/小时)之间有函数关系:y=(v>0)
(1)在该时段内,当汽车的平均速度v为多少时车流量y最大?最大车流量为多少?(精确到0.01千辆);
(2)为保证在该时段内车流量至少为10千辆/小时,则汽车的平均速度应控制在什么范围内?
正确答案
(1)函数可化为y=≤
=
当且仅当v=40时,取“=”,即ymax=≈11.08千辆,等式成立;
(2)要使该时段内车流量至少为10千辆/小时,即使≥10,
即v2-89v+1600≤0⇒v∈[25,64]
为了缓解交通压力,某省在两个城市之间特修一条专用铁路,用一列火车作为公共交通车.已知每日来回趟数y是每次拖挂车厢节数x的一次函数,如果该列火车每次拖4节车厢,每日能来回16趟;如果每次拖6节车厢,则每日能来回10趟,火车每日每次拖挂车厢的节数是相同的,每节车厢满载时能载客110人.
(1)求出y关于x的函数;
(2)该火车满载时每次拖挂多少节车厢才能使每日营运人数最多?并求出每天最多的营运人数?
正确答案
(1)设y=kx+m(k≠0),
根据题意可得方程组:
⇒
∴y关于x的函数为:y=-3x+28.
(2)设g(x)=220xy
=220x(-3x+28)
=-220(3x2-28x),
x∈{1,2,3,4,5,6,7,8,9}
∵对称轴x=∉Z,
∴g(x)max=g(5)=14300.
答:每次拖挂5节车厢才能使每日营运人数最多,最多的营运人数为14300.
用水清洗一堆蔬菜,据科学测定,其效果如下:用x单位量的水清洗一次以后,蔬菜上残留的农药量与这次清洗前残留的农药量之比为f(x)=.
(1)因为f(0)=______,所以f(0)的实际意义是______(后一个处请选择下列之一);
A.表示没有用水清洗时,蔬菜上的农药量;
B.表示没有用水清洗时,蔬菜上的农药量没有变化;
C.表示没有用水清洗.
(2)现用a(a>0)单位量的水去清洗一堆蔬菜,方案一:用a单位量的水清洗一次;
方案二:把a单位量的水平均分成2份后清洗两次.试问:哪种方案比较好(即清洗后蔬菜上残留的农药量比较少)?请说明理由.
(为方便计算,可以假设清洗前蔬菜上的农药量为1,清洗后残留的农药量:方案一的记为W1,方案二的记为W2).
正确答案
(1)∵f(x)=,∴f(0)=1
表示没有用水清洗时,蔬菜上的农药量没有变化
故答案为1,选B.
(2)设清洗前蔬菜上的农药量为1,那么用a单位量的水清洗1次后,残留的农药量为 W1=1×f(a)=
又如果用 单位量的水清洗1次,残留的农药量为 1×f(
)=
此后再用 单位量的水清洗1次后,残留的农药量为 W2=
•f(
)=[
]2=
由于 W1-W2=-
=
当 a>2时,W1>W2此时,把a单位的水平均分成2份后,清洗两次,残留的农药量较少
当 a=2时,W1=W2此时,两种清洗方式效果相同
当 0<a<2时,W1<W2,此时,用a单位量的水一次清洗残留的农药量较少
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