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简答题

已知函数f(x)=ln(ex+a)(a>0)。

(1)求函数y=f(x)的反函数y=f-1(x)及f(x)的导数f′(x);

(2)假设对任意x∈[ln(3a),ln(4a)],不等式|m-f-1(x)|+ln(f′(x))<0成立,求实数m的取值范围。

正确答案

解:(1)设y=ln(ex+a),a>0,

则ey=ex+a,

∴ex=ey-a,a>0,

∴x=ln(ey-a),x,y互换得到函数y=f(x)的反函数

f-1(x)=ln(ex-a),x∈R;

f′(x)=

(2)由|m-f-1(x)|+ln(f'(x))<0得ln(ex-a)-ln(ex+a)+x<m<ln(ex-a)+ln(ex+a)-x

设φ(x)=ln(ex-a)-ln(ex+a)+x,ψ(x)=ln(ex-a)+ln(ex+a)-x,

于是原不等式对于x∈[ln(3a),ln(4a)]恒成立等价于φ(x)<m<ψ(x)①

注意到

故有

从而φ(x)与ψ(x)均在[ln(3a),ln(4a)]上单调递增

因此不等式①成立当且仅当

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简答题

已知函数f(x)=loga(a>0,a≠1)是奇函数.

(1)求m的值;

(2)求f(x)的反函数f-1(x);

(3)讨论f(x)的单调性,并用定义证明;

(4)当f(x)定义域区间为(1,a-2)时,f(x)的值域为(1,+∞),求a的值.

正确答案

(1)∵函数f(x)是奇函数,

∴f(-x)+f(x)=loga+loga=loga=0,对定义域内的任意x恒成立,

=1,即(m2-1)x2=0.

解得m=±1,经检验m=-1成立.

(2)由(1)可得:y=loga,由>0,解得x>1或x<-1.

∴函数f(x)的定义域为{x|x>1或x<-1}.

由y=loga,化为ay=,解得x=(y≠0),

∴f-1(x)=(x≠0,a>0,a≠1).

(3)由(2)可知函数f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞),

设g(x)=,任取x1<x2<-1或1<x1<x2,

∵g(x1)-g(x2)=>0,

∴g(x1)>g(x2),

∴函数g(x)=在(-∞,-1)或(1,+∞)上单调递减,

∴当a>1时,f(x)在(-∞,-1)和(1,+∞)上单调递减,

当0<a<1时,f(x)在(-∞,-1)和(1,+∞)上单调递增.

(4)∵1<x<a-2,

∴a>3,

由(3)可知f(x)在(1,a-2)上单调递减.

∴f(a-2)=1,即loga=1,化简得a2-4a+1=0,

解得a=2+

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简答题

设函数f(x)=ax+b的图象经过点(1,7),又其反函数的图象经过点(4,0),求函数的解析式,并求f(-2)、f()的值.

正确答案

∵其反函数y=f-1(x)的图象经过点(4,0),

∴函数f(x)=ax+b的图象经过点(0,4),

解之得:

f(x)的解析式是f(x)=4x+3

∴f-2)=,f()=5=4-2+3=

f()=5.

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简答题

求下列函数的反函数 (1)f(x)=(x≤-1);(2)y=x|x|+2x;(3)f(x)=;(4)y=x3-3x2+3x+1;(5)y=log2(x2+1)(x<0)

正确答案

(1)∵y=f(x)=(x≤-1),

∴x2+x-y2=0,x≤-1,且y≥0.

∴x=

x,y互换,得f(x)=(x≤-1)的反函数为y=,x≥0;

(2)y=x|x|+2x,

当x≥0时,y=x2+2x,且y≥0,

x==-1+

x,y互换,得y=x2+2x的反函数为x=-1+ ,x≥0.

当x<0时,y=-x2+2x,且y<0,

x==-1-

x,y互换,得y=-x2+2x的反函数为y=-1-,x<0.

∴y=x|x|+2x的反函数为y=

(3)f(x)=

当0≤x≤1时,y=x2-1∈[-1,0],

x2=y+1,

x=

x,y互换,得y=x2-1∈[-1,0]的反函数为y=,-1≤x≤0.

当-1≤x<0时,y=x2∈(0,1],

x=-

x,y互换,得y=x2∈(0,1]的反函数为y=-,0<x≤1.

∴f(x)=的反函数f-1(x)=

(4)∵y=x3-3x2+3x+1,

∴y-2=x3-3x2+3x-1=(x-1)3

x-1=(y-2) 13

∴x=(y-2) 13+1,

∴y=x3-3x2+3x+1的反函数是y=(x-2)13+1,x∈R;

(5)∵y=log2(x2+1)(x<0)

∴x2+1=2y,且y>0

x2=2y-1,

x=-

x,y互换,得y=log2(x2+1)(x<0)的反函数为y=-,x>0.

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简答题

已知函数f(x)=,f[g(x)]=4-x.

(1)求g(x)的解析式;

(2)求g-1(5)的值.

正确答案

(1)∵f(x)=

∴f[g(x)]=

又f[g(x)]=4-x,∴=4-x,

解得g (x)=

(2)∵反函数的自变量就是原函数的函数值

∴在g(x)=中有5=

解得x=-

∴g-1(5)=-

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简答题

已知函数f(x)=的图象过点A(4,)和B(5,1).

①求函数f(x)的解析式;②函数f(x)的反函数;③设an=log2f(n),n是正整数,是数列的前项和Sn,解关于的不等式an≤Sn

正确答案

(1)∵函数f(x)=的图象过点A(4,)和B(5,1),

,解得a=2,b=32,

∴f(x)=2x-5

(2)设y=f(x)=2x-5

则x-5=log2y,

x=log2y+5,

x,y互换,得f-1(x)=5+log2x(x>0);

(3)∵an=log2f(n)=log2(2n-5)=n-5,

∴{an}是首项为-4,公差为1的等差数列,

∴Sn=-4n+=n2 -n,

∵an≤Sn

∴n-5≤n2-n,

解得:{n∈N+|n=1或n≥10}.

故答案为:{n∈N+|n=1或n≥10}.

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简答题

已知函数f(x)=log13x,

(1)当x∈[,3]时,求f(x)的反函数g(x);

(2)求关于x的函数y=[g(x)]2-2ag(x)+3(a≤3)当x∈[-1.1]时的最小值h(a);

(3)我们把同时满足下列两个性质的函数称为“和谐函数”:

①函数在整个定义域上是单调增函数或单调减函数;

②在函数的定义域内存在区间[p,q](p<q)使得函数在区间[p,q]上的值域为[p2,q2].

(Ⅰ)判断(2)中h(x)是否为“和谐函数”?若是,求出p,q的值或关系式;若不是,请说明理由;

(Ⅱ)若关于x的函数y=+t(x≥1)是“和谐函数”,求实数t的取值范围.

正确答案

(1)由y=log13x得x=(

1

3

)y

∴f-1(x)=(

1

3

)x(-1≤x≤1)

 (2)令t=f-1(x),x∈[-1,1].由(1)知t∈[,3].

∴函数y=[f-1(x)]2-2a[f-1(x)]+3=t2-2at+3   (≤t≤3)

对称轴x=a(a≤3)

①a≤时,ymin=(

1

3

)2-+3=-

<a≤3,ymin=a2-2a2+3=3-a2

∴g(a)=

   (3)对(2)中g(a)=

易知g(x)在(-∞,3]上单减.

(3)(I)若g(x)为“和谐函数”,则g(x)在(-∞,3]上存在区间[p,q](p<q),使得g(x)在区间[p,q]

上的值域为[p2,q2].

①若p<q≤,g(x)递减,

 得p+q=

这与p<q≤矛盾.

≤p<q≤3时恒成立

此时p、q、满足,这样的p,q存在.

③p<<q≤3时,解得p=矛盾                     

∴(2)中g(x)是“和谐函数”,p、q满足

(II)∵y=+t在[1,+∞)递增,有和谐函数的定义知,该函数在定义域[1,+∞)内,存在区间[p,q](p<q),使得该函数在区间[p,q]上的值域为[p2,q2]

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简答题

已知函数f(x)=2x2+2x(x≥-1),求f(x)的反函数.

正确答案

∵函数y=f(x)=2x2+2x(x≥-1)

∴x2+2x=log2y

∴x=-1

∵x≥-1

∴x=-1-

∴y=-1-

∵y=f(x)=2x2+2x=2(x+1)2-1(x≥-1)

∴f(x)≥

∴f(x)的反函数为f-1(x)=-1-(x≥).

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简答题

若函数y=ϕ(x)存在反函数y=ϕ-1(x),则y=ϕ-1(x)的图象与y=-ϕ(-x)的图象关于直线______对称.

正确答案

y=ϕ(x)与y=ϕ-1(x)关于直线y=x对称,

而y=ϕ(x)与y=-ϕ(-x)关于原点成中心对称,

所以y=ϕ-1(x)与y=-ϕ(-x)关于直线y=-x对称.

故答案为:y=-x..

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简答题

已知f(x)=,若函数y=g(x)的图象与y=f-1(x)+1的图象关于直线y=x对称,则g(3)=______.

正确答案

∵f(x)=

∴f-1(x)=

∵函数y=g(x)的图象与y=f-1(x)+1的图象关于直线y=x对称,

∴函数y=g(x)与函数y=f-1(x)+1互为反函数,

又∵函数y=f-1(x)+1=+1的反函数为:

y=

即g(x)=

则g(3)==7.

故答案为:7.

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简答题

已知函数f(x)=(x≠-a,a≠)

(1)求f(x)的反函数f-1(x);

(2)若f(x)=f-1(x),求a的值.

正确答案

(1)f(x)=2+则y≠2∴y-2=,x+a=,x=-a

∴反函数f-1(x)=-a(x≠2).

(2)由f(x)=f-1(x),有2+=-a+

即(a+2)(x-2)(x+a)=(a+2)(1-2a)

使上式对x≠2且x≠a都成立,则a=-2

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简答题

我们将点P(x,y)经过矩阵的变换得到新的点P'(x',y')称作一次运动,即:=

(1)若点P(3,4)经过矩阵A=变换后得到新的点P',求出点P'的坐标,并指出点P'与点P的位置关系;

(2)若函数f(x)=x2+(x≥0)的图象上的每一个点经过(1)中的矩阵A变换后,所得到图象对应函数y=g(x),试研究在y=g(x)上是否存在定义域与值域相同的区间[m,n],若存在,求出满足条件的实数a的取值范围;若不存在,说明理由.

正确答案

(1)∵=,∴P'的坐标为(4,3)(2分)

显然点P'与点P关于直线y=x成轴对称;(4分)

(2)由(1)知y=g(x)为y=f(x)的反函数,(5分)

∴x2=ay-5,∴x=∴当a>0时,g(x)=(x≥)(7分)

当a<0时,g(x)=(x≤)(8分)

当a>0时,函数y=g(x)在定义域内单调递增,

要使函数y=g(x)存在定义域与值域相同的区间[m,n],

只需方程=x当x≥0时有两个相异实根,(10分)

即方程ax-5=x2有两个相异正根(x=0显然不是方程的根),∴a=x+(x>0)即函数y=a与函数y=x+(x>0)有两个交点,

由基本不等式可知:a>2(x+≥2当且仅当x=时有最小值)(12分)

当a<0时,∵函数y=g(x)的值域为[0,+∞),而x≤<0,∴当a<0时,不存在定义域与值域相同的区间[m,n],∴a的取值范围为(2,+∞).(14分)

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简答题

若(2,1)既在f(x)=的图象上,又在它反函数图象上,求m,n的值.

正确答案

∵(2,1)既在f(x)=的图象上,又在它反函数图象上,

,∴

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简答题

已知f(x)=ln (+x),g(x)=

(1)判断f(x)的奇偶性,并求f-1(x);

(2)若f-1(x)g(x)=1,求x的值.

正确答案

(1)f(x)的定义域为R,

f(x)+f(-x)=ln (+x)+ln (-x)=ln1=0,

所以f(x)为奇函数,

由y=ln (+x)得ey=+x,①

由y=ln (+x)得-y=-ln (+x)

即-y=ln (-x)

所以e-y=-x,②

由①②得2x=ey-e-y

所以f-1(x)=(x∈R)

(2)f-1(x)g(x)=1等价于方程e2x-e-2x=4

解得e2x=2-(舍)或e2x=2+

x=ln(2+)

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简答题

已知函数y=f(x)存在反函数,定义:若对给定的实数a(a≠0),函数y=f(x+a)与y=f-1(x+a)互为反函数,则称y=f(x)满足“a和性质”.

(1)判断函数g(x)=x2+1(x>0)是否满足“1和性质”,说明理由;

(2)求所有满足“2和性质”的一次函数.

正确答案

(1)不是;

∵g(x)=x2+1(x>0)

∴y=g(x+1)=(x+1)2+1(x>0)

∴x+1=

∴x=-1

∴y=-1即g(x+1)=-1(x>2)①

∵g(x)=,,

∴g(x+1)=与①不符故函数g(x)=x2+1(x>0)不满足“1和性质”

(2)设所有满足“2和性质”的一次函数为f(x)=kx+b(k≠0)

     则f(x)=

∴f(x+2)=

∵f(x+2)=k(x+2)+b

∴f(x+2)=

=

∴k=-1

∴f(x)=-x+b

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