- 基本初等函数(1)
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给出集合A={-2,-1,-,-
,
,1,2,3}.已知a∈A,使得幂函数f(x)=xa为奇函数;指数函数g(x)=ax在区间(0,+∞)上为增函数.
(1)试写出所有符合条件的a,说明理由;
(2)判断f(x)在(0,+∞)的单调性,并证明;
(3)解方程:f[g(x)]=g[f(x)].
正确答案
(1)a=3.…1分
∵指数函数g(x)=ax在区间(0,+∞)上为增函数,
∴a>1,
∴a只可能为2或3.
而当a=2时,幂函数f(x)=x2为偶函数,
只有当a=3时,幂函数f(x)=x3为奇函数.
(只需简单说明理由即可,无需与答案相同)…2分
(2)f(x)=x3在(0,+∞)上为增函数.…1分
证明:在(0,+∞)上任取x1,x2,x1<x2,
f(x1)-f(x2)=x13-x23=(x1-x2)(x12+x1x2+x22)
=(x1-x2)[(x1+x2)2+
],
∵x1<x2,
∴x1-x2<0,(x1+x2)2+
>0,
∴f(x1)-f(x2)<0,
∴f(x1)<f(x2).
∴f(x)=x3在(0,+∞)上为增函数.…3分
(3)f[g(x)]=(3x)3=33x,
g[f(x)]=3x3,
∴33x=3x3,…2分
根据指数函数的性质,
得3x=x3,
∴x1=0,x2=,x3=-
. …1分.
如图所示的函数F(x)的图象,由指数函数f(x)=ax与幂函数g(x)=xα“拼接而成”,则aa,aα,αa,αα按由小到大的顺序排列为( )。
正确答案
设函数f(x)=,若f(x0)>1,则x0的取值范围是______.
正确答案
①当x0≤0时,可得2-x0-1>1,即2-x0>2,所以-x0>1,得x0<-1;
②当x0>0时,x00.5>1,可得x0>1.
故答案为(-∞,-1)∪(1,+∞)
已知幂函数f(x)=x(2-k)(1+k),k∈N+,且满足f(2)<f(3).
(1)求实数k的值,并写出相应的函数f(x)解析式;
(2)对于(1)中的函数f(x),试判断是否存在正数q,使函数g(x)=1-qf(x)+(2q-1)x在区间[-1,2]上值域为[-4,].若存在,求出此q值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)由题意知(2-k)(1+k)>0
解得-1<k<2
又k∈N+∴k=1
分别代入原函数得f(x)=x2
(2)由(1)知g(x)=-qx2+(2q-1)x+1,
假设存在这样的正数q符合题意,
则函数g(x)的图象是开口向下的抛物线,
其对称轴为x==1-
<1
因而,函数g(x)在[-1,2]上的最小值只能在x=-1或x=2处取得
又g(2)=-1≠-4,从而必有g(-1)=2-3q=-4
解得q=2
此时,g(x)=-2x2+3x+1,其对称轴x=∈[-1,2]
∴g(x)在[-1,2]上的最大值为g()=-2×(
)2+3×
+1=
符合题意.
已知幂函数y=xm2-2m-3(m∈N*)的图象关于y轴对称,且在(0,+∞)上是减函数,求实数m的值.
正确答案
∵幂函数y=xm2-2m-3(m∈N*)在(0,+∞)上是减函数,
∴m2-2m-3<0,∴-1<m<3,
又∵m∈N*,∴m=0,1,2,
又∵图象关于y轴对称,
当m=0时,y=x-3是奇函数,图象关于原点对称,故m=0不成立;
当m=1时,y=x-4是偶函数,图象关于y轴对称,故m=1成立;
当m=2时,y=x-3是奇函数,图象关于原点对称,故m=2不成立;
∴m=1.
已知幂函数,
(1)试确定该函数的定义域,并指明该函数在其定义域上的单调性;
(2)若函数还经过(2,),试确定m的值,并求满足f(2-a)>f(a-1)的实数a的取值范围。
正确答案
解:(1),
∴为偶数,
令,则
,
∴定义域为,在
上为增函数。
(2),
∴,解得m=1或m=-2(舍去),
∴,
令,可得:
。
已知幂函数f(x)=xα(α为实常数)的图象过点(2,),则f(16)=______.
正确答案
由幂函数f(x)=xα(α为实常数)的图象过点(2,),
得:2α==212
所以,α=.
则f(x)=x12,所以,f(16)=1612==4.
故答案为4.
已知函数,m为何值时,f(x)是
(1)正比例函数;
(2)反比例函数;
(3)二次函数;
(4)幂函数.
正确答案
解:(1)若f(x)为正比例函数,则m=1;
(2)若f(x)为反比例函数,则m=-1;
(3)若f(x)为二次函数,则m=
;
(4)若f(x)为幂函数,则m2+2m=1,∴m=-1±.
把下列各数按从小到大顺序排列起来:
,log34,log35,
。
正确答案
解:首先=1,
;log35、log34都大于1;
=-1;
都小于-1;
;
;
(1)
(2)∵y=x3为增函数,,
(3)为减函数,
(4)y=log3x为增函数,∴log35>log34>log33=1;
综上可知,。
若点(,2)在幂函数f(x)的图象上,点(-2,
)在幂函数g(x)的图象上,问当x为何值时,(1)f(x)>g(x);(2)f(x)=g(x);(3)f(x)<g(x).
正确答案
设f(x)=xα,由点(,2)在幂函数f(x)的图象上,得(
)α=2,
∴α=2,则f(x)=x2 ,同理得g(x)=x-2在同一坐标系中作出这两个函数的图象,如图所示.
观察图象可得:
(1)当x>1或x<-1时,f(x)>g(x);
(2)当x=1或x=-1时,f(x)=g(x);
(3)当-1<x<1,且x≠0时,f(x)<g(x).
已知幂函数的图像经过点
。
(1)求函数的解析式,并写出
的定义域;
(2)判断函数的单调性,并证明你的结论。
正确答案
解:(1)依题意,设,
∵函数的图象经过点
,
∴,
∴,
∴,
由知
的定义域为
。
(2)函数在
上是增函数,
任取,且
,
则,
∵,
,
∴,
∴函数在
上是增函数。
已知幂函数,若f(a+1)<f(10-2a),求a的取值范围。
正确答案
解:
由图象知x∈(0,+∞)时为减函数,又f(a+1)<f(10-2a)
∴得
∴3<a<5。
点(,2)在幂函数f(x)的图象上,点(-2,
)在幂函数g(x)的图象上,
问当x为何值时,有:①f(x)>g(x);②f(x)=g(x);③f(x)<g(x).
正确答案
解:设f(x)=xα,则由题意,得2=()α,∴α=2,即f(x)=x2;
再设g(x)=xβ,则由题意,得=(-2)β,∴β=-2,即g(x)=x-2;
在同一坐标系中作出f(x)与g(x)的图象,如下图所示,
由图象可知:①当x>1或x<-1时,f(x)>g(x);
②当x=±1时,f(x)=g(x);
③当-1<x<1且x≠0时,f(x)<g(x).
当x∈(0,+∞)时,幂函数y=(m2-m-1)x-5m-3为减函数,求实数m的值。
正确答案
解:因 当x∈(0,+∞)时,幂函数为减函数,
所以,m2-m-1=0,且-5m-3<0,
即m=2或m=-1,且,
所以,m=2。
已知幂函数f(x)=xα的图象经过点A(,
),
(1)求实数α的值;
(2)求证:f(x)在区间(0,+∞)内是减函数。
正确答案
(1)解:∵ f(x)=xα的图象经过点A(,
),
∴()α=
,
即,解得α=
;
(2)证明:任取x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,
则f(x2)-f(x1)=,
∵x2>x1>0,
∴x1-x2<0,,
于是f(x2)-f(x1)<0,即f(x2)<f(x1),
所以f(x)=在区间(0,+∞)内是减函数。
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