- 函数的概念与基本初等函数
- 共8430题
已知函数f(x)=-x2+2lnx.
(1)求函数f(x)的最大值;
(2)若函数f(x)与g(x)=x+有相同极值点,
①求实数a的值;
②若对于∀x1,x2∈,不等式
≤1恒成立,求实数k的取值范围。
正确答案
见解析
解析
(1)f′(x)=-2x+=-2
(x>0),
由得0<x<1;由
得x>1.
∴f(x)在(0,1)上为增函数,在(1,+∞)上为减函数。
∴函数f(x)的最大值为f(1)=-1
(2)∵g(x)=x+,∴g′(x)=1-
.
①由(1)知,x=1是函数f(x)的极值点。
又∵函数f(x)与g(x)=x+有相同极值点,
∴x=1是函数g(x)的极值点。
∴g′(1)=1-a=0,解得a=1.
经检验,当a=1时,函数g(x)取到极小值,符合题意,
②∵f()=
,f(1)=-1,f(3)=-9+2ln3,
∵-9+2ln3<<-1,即f(3)<f(
)<f(1),
∴∀x1∈, f(x1)min=f(3)=-9+2ln3,f(x1)max=f(1)=-1.
由①知g(x)=x+,∴g′(x)=1-
.
故g(x)在时,g′(x)<0;当x∈(1,3]时,g′(x)>0.
故g(x)在上为减函数,在(1,3]上为增函数。
∵g()=e+
,g(1)=2,g(3)=3+
=
,
而2<e<
,∴g(1)<g(
)<g(3)。
∴∀x2∈,g(x2)min=g(1)=2,g(x2)max=g(3)=
.
当k-1>0,即k>1时,
对于∀x1,x2∈,不等式
≤1恒成立
⇔k-1≥[f(x1)-g(x2)]max⇔k≥[f(x1)-g(x2)]max+1.
∵f(x1)-g(x2)≤f(1)-g(1)=-1-2=-3,
∴k≥-3+1=-2,又∵k>1,∴k>1.
当k-1<0,即k<1时,
对于∀x1,x2∈,不等式
≤1恒成立
⇔k-1≤[f(x1)-g(x2)]min⇔k≤[f(x1)-g(x2)]min+1.
∵f(x1)-g(x2)≥f(3)-g(3)=-9+2ln3-=-
+2ln3,
∴k≤-+2ln3.
又∵k<1,∴k≤-+2ln3.
综上,所求的实数k的取值范围为∪(1,+∞)
知识点
已知函数f(x)=,方程f(x)=
的解从小到大组成数列{an}。
(1)求a1、a2;
(2)求数列{an}的通项公式。
正确答案
见解析。
解析
(1)0≤x<1时,由f(x)=得
,∴x=
,
即a1=。
1≤x<2时,0≤x﹣1<1,f(x)=2f(x﹣1)=2x﹣2,
由f(x)=得2x﹣2=
,∴x=
+1,
∴a2=+1;
(2)设n﹣1≤x<n,则0≤x﹣(n﹣1)<1,
∴f(x)=21f(x﹣1)=22f(x﹣2)=…=2n﹣1f[x﹣(n﹣1)]=2n﹣1(2x﹣n+1﹣1)=2x﹣2n﹣1,
∵2n<2n+1<2n+1,∴x=log2(2n+1)﹣1∈(n﹣1,n),
即方程f(x)=在x∈[n﹣1,n)内有且仅有一个实根,
∴an=log2(2n+1)﹣1。
知识点
已知函数f(x)=,其中a∈R.
(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在原点处的切线方程;
(2)求f(x)的单调区间。
正确答案
见解析
解析
解析:
(1)当a=1时,f(x)=,f′(x)=
由f′(0)=2,得曲线y=f(x)在原点处的切线方程是2x-y=0.
(2)f′(x)=.
①当a=0时,f′(x)=.
所以f(x)在(0,+∞)单调递增,在(-∞,0)单调递减,
当a≠0,f′(x)=.
当a>0时,令f′(x)=0,得x1=-a,x2=,f(x)与f′(x)的情况如下:
故f(x)的单调减区间是(-∞,-a),(,+∞);单调增区间是(-a,
)
③ 当a<0时,f(x)与f′(x)的情况如下:
所以f(x)的单调增区间是(-∞,),(-a,+∞);单调减区间是(
,-a),
综上,a>0时,f(x)在(-∞,-a),(,+∞)单调递减;在(-a,
)单调递增。
a=0时,f(x)在(0,+∞)单调递增;在(-∞,0)单调递减。
a<0时,f(x)在(-∞,),(-a,+∞)单调递增;在(
,-a)单调递减,
知识点
已知函数在
的最小值为
,则实数
的取值范围是
正确答案
解析
略
知识点
设
(1)求函数的定义域;
(2)若存在实数满足
,试求实数
的取值范围。
正确答案
(1)[,
] (2)(-∞,-2)∪[
,+∞)
解析
(1)f(x)=|x-3|+|x-4|=………………………………2分
作函数y=f(x)的图象,它与直线y=2交点的横坐标为和
,由图象知
不等式的定义域为[
,
]。 …………………………5分
(2)函数y=ax-1的图象是过点(0,-1)的直线。
当且仅当函数y=f(x)与直线y=ax-1有公共点时,存在题设的x。
由图象知,a取值范围为(-∞,-2)∪[,+∞)。 …………………………10分
知识点
设函数在区间
上的导函数为
,
在区间
上的导函数为
,若在区间
上
恒成立,则称函数
在区间
上为“凸函数”;已知
在
上为“凸函数”,则实数m的取值范围是
正确答案
解析
略
知识点
如图是函数图像的一部分,对不同的
,若
,有
,则
正确答案
解析
略
知识点
已知函数f(x)满足:对定义域内的任意x,都有f(x+2)+f(x)<2f(x+1),则函数f(x)可以是( )
正确答案
解析
由f(x+2)+f(x)<2f(x+1)得,
f(x+2)﹣f(x+1)<f(x+1)﹣f(x)①,
∵(x+2)﹣(x+1)=(x+1)﹣x,
∴①说明自变量变化相等时,当自变量越大时,对应函数值的变化量越来越小,
A、f(x)=2x+1是一次函数,且在R上直线递增,函数值的变化量是相等的,A错;
B、f(x)=ex是增长速度最快﹣呈爆炸式增长的指数函数,当自变量越大时,对应函数值的变化量越来越大,B错;
C、f(x)=lnx是增长越来越慢的对数函数,当自变量越大时,对应函数值的变化量越来越小,C正确;
D、f(x)=xsinx在定义域上不是单调函数,举例:f(0)=0,f()=
,f(π)=0,D错。
故选C。
知识点
已知定义在的函数
,在
处的切线斜率为
(1)求及
的单调区间;
(2)当时,
恒成立,求
的取值范围。
正确答案
(1)的减区间为(
),增区间为(
),(
)
(2)
解析
(1) ……2分
由题可知 ,易知
,……………………………3分
令 ,则
,则
为增函数所以
为
的唯一解. ………………………………………4分
令
可知f(x)的减区间为()
同理增区间为(),(
) ……………………………………6分
(2)令
注:此过程为求最小值过程,方法不唯一,只要论述合理就给分,
若则
,
在
为增函数,
则满足题意;……………………………………………9分
若则
因为,
则对于任意,必存在
,使得
必存在使得
则
在
为负数,
在
为减函数,则
矛盾,…………………………11分
注:此过程为论述当时
存在减区间,方法不唯一,只要论述合理就给分;
综上所述 …………………………………12分
知识点
在平面直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(t为参数),以O为极点,射线Ox为极轴的极坐标系中,曲线C2的方程为ρ=4sinθ,曲线C1与C2交于M,N两点,则线段MN的长度为 。
正确答案
2
解析
∵曲线C1的参数方程为(t为参数),
∴化为普通方程是x+y﹣4
=0;
又∵曲线C2的方程为ρ=4sinθ,
∴化为普通方程是x2+y2=4y,
即x2+(y﹣2)2=4;
∴圆心(0,2)到直线的距离是
d==
,
∴弦长MN为2×=2×
=2;
故答案为:2。
知识点
已知函数f(x)=x﹣ax(a>O,且a≠1)。
(1)当a=3时,求曲线f(x)在点P(1,f(1))处的切线方程;
(2)若函数f(x)存在最大值g(a),求g(a)的最小值。
正确答案
见解析。
解析
(1)当a=3时,f(x)=x-3x,
∴f′(x)=1-3xln3,
∴f′(1)=1-3ln3,
∵f(1)=-2,
∴曲线f(x)在点P(1,f(1))处的切线方程为y+2=(1﹣3ln3)(x﹣1),即y=(1﹣3ln3)x﹣3+3ln3;
(2)f′(x)=1﹣axlna。
①0<a<1时,ax>0,lna<0,∴f′(x)>0,
∴f(x)在R上为增函数,f(x)无极大值;
②a>1,设f′(x)=0的根为t,则at=,即t=
,
∴f(x)在(-∞,t)上为增函数,在(t,+∞)上为减函数,
∴f(x)的极大值为f(t)=t﹣at=﹣
,即g(a)=
﹣
,
∵a>1,∴>0。
设h(x)=xlnx-x,x>0,则h′(x)=lnx=0得x=1,
∴h(x)在(0,1)上为减函数,在(1,+∞)上为增函数,
∴h(x)的最小值为h(1)=-1,即g(a)的最小值为-1,此时a=e。
知识点
已知函数f(x)=alnx+(a≠0)在(0,
)内有极值。
(1)求实数a的取值范围;
(2)若x1∈(0,),x2∈(2,+∞)且a∈[
,2]时,求证:f(x1)﹣f(x2)≥ln2+
。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)由f(x)=alnx+(a≠0),得:
,
∵a≠0,令,∴g(0)=1>0。
令或
, 则0<a<2。
(2)由(1)得:,
设ax2﹣(2a+1)x+a=0(0<a<2)的两根为α,β,
则,得
。
当x∈(0,α)和(β,+∞)时,,函数f(x)单调递增;
当x∈和(2,β)时,
,函数f(x)单调递减,
则f(x1)≤f(a),f(x2)≥f(β),
则f(x2)﹣f(x1)≥f(β)﹣f(α)=alnβ﹣alnα﹣
==
(利用
)
令,x>2则
,
则函数h(x)单调递增, h(x)≥h(2)=2ln2+,
∴,
∵,则
,
∴f(x1)﹣f(x2)≥ln2+。
知识点
若函数的图象与
轴相邻两个交点间的距离为2,则实数
的值
为 。
正确答案
解析
略
知识点
下列函数一定是偶函数的是
正确答案
解析
由偶函数定义可知,函数中,
的定义域关于原点对称且
,故选A.
知识点
设(
)是
上的单调增函数,则
的值为 。
正确答案
6
解析
略
知识点
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