- 基本初等函数(1)
- 共14786题
设函数f(x)=的图象关于直线y=x对称.
(1)求m的值;
(2)判断并证明函数f(x)在区间(1,+∞)上的单调性;
(3)若直线y=a(a∈R)与f(x)的图象无公共点,且f(|t-2|+)<2a+f(4a),求实数t的取值范围.
正确答案
(1)∵函数f(x)=的图象关于直线y=x对称
∴f-1(x)=
∴m=1(5分)
(2)函数f(x)=在区间(1,+∞)上单调递减 (6分)
设x1,x2∈(1,+∞),且x1<x2则:f(x1)-f(x2)=>0(8分)
∴f(x)=1+在(1,+∞)上的单调递减 (10分)
(3)∵函数f(x)==1+
∴函数f(x)=的值域是(-∞,1)∪(1,+∞)
∵直线y=a(a∈R)与f(x)的图象无公共点
∴y=1,
得a=1,(12分)
又f(|t-2|+)<4=f(2),
∵f(x)在区间(1,+∞)上单调递减,
∴|t-2|+>2
∴t<或t>
.
设函数f(x)=2x+a•2-x-1(a为实数).
(1)若a<0,用函数单调性定义证明:y=f(x)在(-∞,+∞)上是增函数;
(2)若a=0,y=g(x)的图象与y=f(x)的图象关于直线y=x对称,求函数y=g(x)的解析式.
正确答案
(1)设任意实数x1<x2,则f(x1)-f(x2)=(2x1+a•2-x1-1)-(2x2+a•2-x2-1)=(2x1-2x2)+a(2-x1-2-x2)=(2x1-2x2)•
∵x1<x2,∴2x1<2x2,∴2x1-2x2<0;
∵a<0,∴2x1+x2-a>0.
又2x1+x2>0,所以f(x1)-f(x2)<0,所以f(x)是增函数.
(2)当a=0时,y=f(x)=2x-1,所以2x=y+1,所以x=log2(y+1),y=g(x)=log2(x+1).
设函数f(x)=ax+3a(其中a>0且a≠1).
(1)求函数y=f-1(x)的解析式;
(2)设函数g(x)=loga(x-a),h(x)=f-1(x)+g(x),如果当x∈[a+2,+∞)时,h(x)≤1恒成立,求a的取值范围.
正确答案
(1)f-1(x)=loga(x-3a),x∈(3a,+∞).…(4分)
(2)h(x)=f-1(x)+g(x)=loga(x-3a)+loga(x-a)=loga(x2-4ax+3a2),x∈(3a,+∞).…(6分)
依题意,a+2>3a⇒0<a<1.…(8分)
由h(x)≤1⇒loga(x2-4ax+3a2)≤1⇒x2-4ax+3a2≥a,即x2-4ax+3a2-a≥0.…(10分)
设T(x)=x2-4ax+3a2-a,其对称轴x=2a<a+2,所以函数T(x)在[a+2,+∞)单调递减.
由T(x)min=T(a+2)=(a+2)2-4a(a+2)+3a2-a=4-5a≥0,解得a≤.…(13分)
又0<a<1,所以a的取值范围是( 0 , ].…(14分)
(文)已知函数f(x)=2x-1的反函数为f-1(x),g(x)=log4(3x+1)
(1)f-1(x);
(2)用定义证明f-1(x)在定义域上的单调性;
(3)若f-1(x)≤g(x),求x的取值范围.
正确答案
(1)函数f(x)的值域为(-1,+∞),
由y=2x-1得x=log2(y+1),
所以f-1(x)=log2(x+1)(x>-1)(4分)
(2)证明:任取-1<x1<x2,
f-1(x1)-f-1(x2)=log2(x1+1)-log2(x2+1)=log2
由-1<x1<x2得0<x1+1<x2+1,因此
0<<1得log2
<0
所以f-1(x1)<f-1(x2)
故f-1(x)在(-1,+∞)上为单凋增函数.(9分)
(3)f-1(x)≤g(x)即
log2(x+1)≤log4(3x+1)⇔⇔
(11分)
解之得0≤x≤1,所以x的取值范围是[0,2](13分)
已知函数f(x)=log4(4x-1)
(1)判断f(x)的单调性,说明理由.
(2)解方程f(2x)=f-1(x).
正确答案
(1)4x-1>0,所以x>0,所以定义域是(0,+∞),f(x)在(0,+∞)上单调增.
证法一:设0<x1<x2,则f(x1)-f(x2)=log4(4x1-1)-log4(4x2-1)=log4
又∵0<x1<x2,∴1<4x1<4x2,0<4x1-1<4x2-1
∴<1,即log4
<0
∴f(x1)<f(x2),f(x)在(0,+∞)上单调增.…5分
证法二:∵y=log4x在(0,+∞)上都是增函数,…2分
y=4x-1在(0,+∞)上是增函数且y=4x-1>0…4分
∴f(x)=log4(4x-1)在(0,+∞)上也是增函数. …5分
(2)f-1(x)=log4(4x+1),
∴f(2x)=f-1(x),即0<42x-1=4x+142x-4x-2=0,解得4x=-1(舍去)或4x=2,
∴x=log42=…9分
经检验,x=是方程的根. …10分.
己知函数h(x)=(x∈R,且x>2)的反函数的图象经过点(4,3),将函数y=h(x)的图象向左平移2个单位后得到函数y=f(x)的图象.
(I )求函数f(x)的解析式;
(II)若g(x)=f(x)+,g(x)在区间(0,3]上的值不小于8,求实数a的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)∵函数h(x)=(x∈R,且x>2)的反函数的图象经过点(4,3),
∴函数h(x)=(x∈R,且x>2)的图象经过点(3,4),
∴=4,⇒m=7,
∴h(x)==(x-2)+
,
∴f(x)=h(x+2)=x+. …(3分)
(Ⅱ)∵g(x)=x+,
∴由已知有x+≥8有a≥-x2+8x-3,
令t(x)=-x2+8x-3,则t=-(x-4)2+13,于是t(x)在(0,3)上是增函数.
∴t(x)max=12.
∴a≥12.…(12分)
已知函数f(x)=()2(x>1).
(1)求f(x)的反函数f-1(x);
(2)判定f-1(x)在其定义域内的单调性;
(3)若不等式(1-)f-1(x)>a(a-
)对x∈[
,
]恒成立,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)由y=()2,得x=
.
又y=(1-)2,且x>1,
∴0<y<1.
∴f-1(x)=(0<x<1).
(2)设0<x1<x2<1,则-
<0,1-
>0,1-
>0.
∴f-1(x1)-f-1(x2)=<0,
即f-1(x1)<f-1(x2).
∴f-1(x)在(0,1)上是增函数.
(3)由题设有(1-)
>a(a-
).
∴1+>a2-a
,即(1+a)
+1-a2>0对x∈[
,
]恒成立.
显然a≠-1.令t=,
∵x∈[,
],∴t∈[
,
].
则g(t)=(1+a)t+1-a2>0对t∈[,
]恒成立.
由于g(t)=(1+a)t+1-a2是关于t的一次函数,
∴g()>0且g(
)>0,
即
解得-1<a<.
设函数f(x)=,又函数g(x)与y=f-1(x+1)的图象关于y=x对称,求g(2)的值.
正确答案
法一:由y=得x=
,
∴f-1(x)=,f-1(x+1)=
∴g(x)与y=互为反函数,
由2=,得g(2)=-2.
法二:由y=f-1(x+1)得x=f(y)-1,
∴g(x)=f(x)-1,
∴g(2)=f(2)-1=-2.
设函数f(x)=2x+p,(p为常数且p∈R).
(1)若f(3)=5,求f(x)的解析式;
(2)在(1)的条件下,解方程:f-1(x)=2+log2x2.
正确答案
(1)由题设得23+p=5⇒p=-3,所以f(x)=2x-3;…(2分)
(2)由(1)得f-1(x)=log2(x+3)(x>-3)…(3分)
于是方程log2(x+3)=2+log2x2⇒4x2=x+3⇒x=1或x=-
经检验x=1或x=-都是原方程的根. …(3分)
函数f(x)与g(x)=()x互为反函数,则f(x-3x2)的单调递增区间是______.
正确答案
∵函数f(x)与g(x)=()x互为反函数,
∴f(x)=log12x,
∴f(x-3x2)=log12(x-3x2),
由x-3x2>0得0<x<,即定义域为 (0,
),
x∈(0,),x-3x2单调递增,此时f(x-3x2)=log12(x-3x2)单调递减;
x∈(,
)时,x-3x2单调递减此时 f(x-3x2)=log12(x-3x2)单调递增.
∴f(x-3x2)的单调递增区间为(,
)
故答案为:(,
)
已知函数f(x)是y=-1(x∈R)的反函数,函数g(x)的图象与函数y=-
的图象关于直线x=-2成轴对称图形,设F(x)=f(x)+g(x).
(1)求函数F(x)的解析式及定义域;
(2)试问在函数F(x)的图象上是否存在两个不同的点A,B,使直线AB恰好与y轴垂直?若存在,求出A,B坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)由y=-1(x∈R),得10x=
,x=lg
.
∴f(x)=lg(-1<x<1).
设P(x,y)是g(x)图象上的任意一点,
则P关于直线x=-2的对称点P′的坐标为(-4-x,y).
由题设知点P′(-4-x,y)在函数y=-的图象上,
∴y=,即g(x)=
(x≠-2).
∴F(x)=f(x)+g(x)=lg+
,其定义域为{x|-1<x<1}.
(2)设F(x)上不同的两点A(x1,y1),B(x2 y2),-1<x1<x2<1
则y1-y2=F(x1)-F(x2)=lg+
-lg
-
=lg(•
)+(
-
)
=lg(•
)+
.
由-1<x1<x2<1 得>1,
>1,x2-x1>0,(x1+2)(x2+2)>0,
所以lg(•
)>0,
>0,y1>y2,
即F(x)是(-1,1)上的单调减函数,故不存在A,B两点,使AB与y轴垂直.
已知函数y=f(x)的图象与函数g(x)=ax(a>1)的图象关于直线y=x对称,则f(1-x2)的单调递减区间为______.
正确答案
∵函数y=f(x)的图象与函数g(x)=ax(a>1)的图象关于直线y=x对称,
∴f(x)=logax
∴f(1-x2)=loga(1-x2),①
∵①的定义域为(-1,1)
令t=1-x2,则t=1-x2在(0,1]单调递减,在(-1,0)单调递增,
而函数 y=logat (a>1)在(0,+∞)上单调递增,
由复合函数的单调性可知函数的单调减区间是:(0,1]
故答案为:(0,1].
函数y=f(x+1)的反函数是y=f-1(x+1),并且f(1)=3997,则f(2012)=______.
正确答案
由y=f-1(x+1)得x+1=f(y).
即x=f(y)-1,
所以y=f-1(x+1)的反函数为y=f(x)-1.
所以f(x+1)=f(x)-1,
即f(x)-f(x+1)=1,
取x=1,2,…,2011,
并求和得f(1)-f(2)+f(2)-f(3)+…+f(2011)-f(2012)=2011,
所以f(2012)=3997-2011=1986.
故答案为:1986.
已知函数f(x)=ax(a>0且a≠1)
(1)若f(x0)=2,求f(3x0)
(2)若f(x)的图象过点(2,4),记g(x)是f(x)的反函数,求g(x)在区间[,2]上的值域.
正确答案
(1)∵f(x0)=ax0=2,
∴f(3x0)=a3x0=(ax0)3=23=8…4分
(2)∵f(x)的图象过点(2,4),
∴f(2)=4,即a2=4,解之得a=2(舍负)…6分
因此,f(x)的表达式为y=2x,
∵g(x)是f(x)的反函数,
∴g(x)=log2x,…8分
∵g(x)区间[,2]上的增函数,g(
)=log2
=-1,g(2)=log22=2,
∴g(x)在区间[,2]上的值域为[-1,1].…12分
已知函数f(x)=2x+1的反函数是f-1(x),g(x)=log4(3x+1)
(1)用定义证明f-1(x)在定义域上的单调性;
(2)若f-1(x)≤g(x),求x的取值集合D.
正确答案
(1)∵函数f(x)=2x+1,∴x=log2(f(x)-1),∴f-1(x)=log2(x-1) (x>1),
设 m>n>1,f-1(m)-f-1(n)=,
∵m-1>n-1>0,∴>1,
∴>0,
∴f-1(m)-f-1(n)>0,f-1(m)>f-1(n),
f-1(x)在其定义域(1,+∞)内是增函数.
(2)∵f-1(x)≤g(x),
∴log2(x-1)≤log4(3x+1),
≤log4(3x+1),
∴,1<x≤5,
∴x的取值集合D=(1,5].
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