- 函数的概念与基本初等函数
- 共8430题
已知实数,函数
.
(1)当时,求
的最小值;
(2)当时,判断
的单调性,并说明理由;
(3)求实数的范围,使得对于区间
上的任意三个实数
,都存在以
为边长的三角形。
正确答案
(1)2(2)递增(3)
解析
解析:易知的定义域为
,且
为偶函数。
(1)时,
………………………2分
时
最小值为2. ………………………4分
(2)时,
时,
递增;
时,
递减; ………………………6分
为偶函数.所以只对
时,说明
递增.
设,所以
,得
所以时,
递增; ……………………………………………10分
(3),
,
从而原问题等价于求实数的范围,使得在区间
上,
恒有. ……………………………………………………………11分
①当时,
在
上单调递增,
由
得
,
从而; …………………………………………………………………12分
②当时,
在
上单调递减,在
上单调递增,
,
由得
,从而
;……………………13分
③当时,
在
上单调递减,在
上单调递增,
,
由得
,从而
; …………………14分
④当时,
在
上单调递减,
由得
,从而
;……………………………………………15分
综上,. …………………………………………………………………16分
知识点
函数f(x)=|x﹣2|﹣lnx在定义域内零点的个数为( )
正确答案
解析
由题意,函数f(x)的定义域为(0,+∞);
由函数零点的定义,f(x)在(0,+∞)内的零点即是方程|x﹣2|﹣lnx=0的根.
令y1=|x﹣2|,y2=lnx(x>0),在一个坐标系中画出两个函数的图象:
由图得,两个函数图象有两个交点,
故方程有两个根,即对应函数有两个零点.
故选C.
知识点
方程的解的个数为( )
正确答案
解析
略
知识点
定义域为的函数
,如果对于区间
内
的任意两个数
、
都有
成立,则称此函数在区间
上是“凸函数”。
(1)判断函数在
上是否是“凸函数”,并证明你的结论;
(2)如果函数在
上是“凸函数”,求实数
的取值范围;
(3)对于区间上的“凸函数”
,在
上任取
,
,
,……,
。
① 证明: 当(
)时,
成立;
② 请再选一个与①不同的且大于1的整数,
证明:也成立。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)设,
是
上的任意两个数,则
。
函数
在
上是 “凸函数”,……4分
(2)对于上的任意两个数
,
,均有
成立,即
,整理得
………………7分
若,
可以取任意值。
若,得
,
,
。
综上所述得,………………10分
(3)①当时由已知得
成立。
假设当时,不等式成立即
成立。
那么,由,
得
。
即时,不等式也成立,根据数学归纳法原理不等式得证,……………………15分
②比如证明不等式成立,由①知
,
,
,
,
有成立。
,
,
,
,
,
从而得,………………18分
知识点
在点,能成为函数
的图象与其反函数的图象的公共点的是
正确答案
解析
函数的反函数为
,因
可排除点P,故先排除A、B,若点M在函数
的图象上,则
,但
,即点M不在函数
的图象上,排除C,故答案D。
知识点
“活水围网”养鱼技术具有养殖密度高、经济效益好的特点,研究表明:“活水围网”养鱼时,某种鱼在一定的条件下,每尾鱼的平均生长速度(单位:千克/年)是养殖密度
(单位:尾/立方米)的函数,当
不超过4(尾/立方米)时,
的值为
(千克/年);当
时,
是
的一次函数;当
达到
(尾/立方米)时,因缺氧等原因,
的值为
(千克/年)。
(1)当时,求函数
的表达式;
(2)当养殖密度为多大时,鱼的年生长量
(单位:千克/立方米)
可以达到最大,并求出最大值。
正确答案
(1)
解析
解析:(1)由题意:当时,
; …………………………2分
当时,设
,显然
在
是减函数,
由已知得,解得
…………………………4分
故函数=
…………………………6分
(2)依题意并由(1)可得 ………8分
当时,
为增函数,故
; …………10分
当时,
,
。 …………………………12分
所以,当时,
的最大值为
。
当养殖密度为10尾/立方米时,鱼的年生长量可以达到最大,最大值约为千克/立方米。
…………………………14分
知识点
设函数.
(1)当时,求函数
在区间
内的零点;
(2)设,证明:
在区间
内存在唯一的零点;
(3)设,若对任意
,有
,求
的取值范围。
正确答案
见解析
解析
解析:(1),令
,得
,
所以。
(2)证明:因为 ,
。所以
。所以
在
内存在零点。
,所以
在
内单调递增,所以
在
内存在唯一零点。
(3)当n=2时,f2(x)=x2+bx+c.
对任意x1,x2∈[-1,1]都有|f2(x1)-f2(x2)|≤4等价于f2(x)在[-1,1]上的最大值与最小值之差M≤4.
据此分类讨论如下:
①当,即|b|>2时,M=|f2(1)-f2(-1)|=2|b|>4,与题设矛盾。
②当-1≤<0,即0<b≤2时,M=f2(1)-f2(
)=(
+1)2≤4恒成立。
③当0≤≤1,即-2≤b≤0时,M=f2(-1)-f2(
)=(
-1)2≤4恒成立。
综上可知,-2≤b≤2.
注:②,③也可合并证明如下:
用max{a,b}表示a,b中的较大者。
当-1≤
≤1,即-2≤b≤2时,M=max{f2(1),f2(-1)}-f2(
)
=
=1+c+|b|-(+c)
=(1+)2≤4恒成立。
知识点
如图,设是单位圆上一点,一个动点从点
出发,沿圆周按逆时针方向匀速旋转,12秒旋转一周。
秒时,动点到达点
,
秒时动点到达点
.设
,其纵坐标满足
.
(1)求点的坐标,并求
;
(2)若,求
的取值范围.
正确答案
(1)(2)
解析
解析:(1)当时,
,
所以
所以,点B的坐标是(0,1) ……………………………………………………2分
又秒时,
………………………………………………………4分
. …………………………………………………………6分
(2)由,
,得
,
又,
,…………………………8分
………………………………10分
,
,
…………12分
所以,的取值范围是
………………………………14分
知识点
已知函数
(1)当时,证明
(2)设,试讨论函数
的零点个数;
(3)设,证明:若
,则
正确答案
见解析。
解析
(1)当时,
令,得
,得
当时,
当
∴当时,函数
有最小值,
(2)解法一:
函数的零点,即方程
的实根,
将方程化为
,显然
当时,方程为
解得或
,但
即当时,函数
有一个零点;
当时,由(1)知
,令
则
令,则
,由
,得
当时,
,当
时,
∴当时,函数
有最小值,
即对,都有
∵当时,
当时,
∴函数在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
∴当时,函数
有最小值,
∴当,方程
有唯一实根,即函数
有一个零点;
当时,方程
有两个实根,即函数
有两个零点:
当时,方程
有一个实根,即函数
有一个零点;
当时,方程
没有实根,即函数
没有零点;
综上得:当时,函数
没有零点:
当时,函数
有两个零点;
当或
时,函数
有一个零点。
解法二:
当时,由
,解得
或
,但
当时,函数在(0,1)单调递减,在(1,+∞)单调递增,
,且当
时,
时,
∴若,函数
有2个零点,若
,函数
有1个零点,
若,函数
无零点
当时,由
,得
或
∴当时,函数
在
单调递增,在
单调递减,在(1,+∞)单调递增,
当时,函数
在(0,1)单调递增,在
单调递减,在
单调递增,
当时,函数
在(0,+∞)单调递增,又
令
∴函数在(0,2)单调递增,在(2,+∞)单调递减,
,从而
∴当时,函数
有1个零点,
综上得:当时,函数
没有零点;
当时,函数
有两个零点;
当或
时,函数
有一个零点。
(3)由(1)知对,有
,即
即
知识点
已知函数则
( )
正确答案
解析
略
知识点
已知函数(
为常数)。
(1)当时,在图中的直角坐标系内作出函数
的大致图像,并指出该函数所具备的基本性质中的两个(只需写两个)。
(2)设(
),当
,且
时,试判断数列
的单调性并由此写出该数列中最大项和最小项(可用
来表示不超过
的最大整数)。
(3)利用函数构造一个数列
,方法如下:对于给定的定义域中的
,令
,
,…,
(
,
),…
在上述构造过程中,若(
)在定义域中,则构造数列的过程继续下去;若
不在定义域中,则构造数列的过程停止。
若取定义域中的任一值作为,都可以用上述方法构造出一个无穷数列
,求实数
的值。
正确答案
见解析
解析
(1)当时,
。
图像如图(2分)
基本性质:(每个2分)
奇偶性:既非奇函数又非偶函数;
单调性:在和
上分别递增;
零点:;
最值:无最大、小值,(6分)
(2),
当,
时,数列单调递增,且此时
均大于
,
当,
时,数列单调递增,且此时
均小于
,(8分)
因此,数列中的最大项为,(10分)
最小项为,(12分)
(3)由题意,在
中无实数解,
亦即当时,方程
无实数解,(14分)
由于不是方程
的解,(16分)
因此对任意,使方程
无实数解,则
为所求,(18分)
知识点
设函数。
(1)求函数的最小正周期;
(2)设函数对任意
,有
,且当
时,
,求函数
在
上的解析式。
正确答案
(1)(2)
解析
解析: 2分(1+1)
4分
5分
(1)函数的最小正周期
7分
(2)当时,
9分
当时,
11分
当时,
13分
得函数在
上的解析式为
知识点
设是函数
的一个极值点(
为自然对数的底)。
(1)求与
的关系式(用
表示
),并求
的单调区间;
(2)若在闭区间
上的最小值为0,最大值为
,且
试求
与
的值。
正确答案
见解析。
解析
(1)
由已知有:
从而
令得:
当变化时,
的变化情况如下表:
从上表可知:在
上是减函数;
在上是增函数,
(2),由(1)知:
①当时,
在闭区间
上是增函数。
,且
,且
解得
又
故此时的不存在
②当时,
,则最大值为
将代入
,得
又的最小值为
③当时,
在闭区间
上是减函数,
又时,
其最小值不可能为0
∴此时的也不存在,
综上所述
知识点
设函数(
为自然对数的底数),
(
)。
(1)证明:;
(2)当时,比较
与
的大小,并说明理由;
(3)证明:(
)。
正确答案
见解析
解析
(1)证明:设,所以
当时,
,当
时,
,当
时,
。
即函数在
上单调递减,在
上单调递增,在
处取得唯一极小值,
因为,所以对任意实数
均有
。
即,所以
,
(2)解:当时,
,
用数学归纳法证明如下:
①当时,由(1)知
。
②假设当(
)时,对任意
均有
令,
,
因为对任意的正实数,
,
由归纳假设知,,
即在
上为增函数,亦即
,
因为,所以
。
从而对任意,有
。
即对任意,有
。
这就是说,当时,对任意
,也有
。
由①、②知,当时,都有
,
(3)先证对任意正整数,
。
由(2)知,当时,对任意正整数
,都有
。
令,得
,所以
,
再证对任意正整数,
。
要证明上式,只需证明对任意正整数,不等式
成立。
即要证明对任意正整数,不等式
(*)成立,
①当时,
成立,所以不等式(*)成立。
②假设当(
)时,不等式(*)成立,
即,
则。
因为,
所以,
这说明当时,不等式(*)也成立。
由①、②知,对任意正整数,不等式(*)都成立。
综上可知,对任意正整数,不等式
成立。
知识点
已知函数
(1)求函数的单调区间;
(2)是否存在实数a,使得函数的极值大于0?若存在,求a的取值范围;若不存在,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)解:函数的定义域为(0,+∞)。
①当时,
∴函数单调递增区间为(0,+∞),
②当时,令
得
(i)当,即
时,得
,故
∴函数的单调递增区间为(0,+∞)
(ii)当,即
时,方程
的两个实根分别为
若,则
,此时,当
时,
∴函数的单调递增区间为(0,+∞),
若,则
此时,当时,
,当
时,
∴函数的单调递增区间为
单调递减区间为
综上所述,当时,函数
的单调递增区间为
,单调递减区间
为
当时,函数
的单调递增区间为(0,+∞),无单调递减区间,
(2)解:由(1)得当时,函数
在(0,+∞)上单调递增,故函数
无极值;
当时,函数
的单调递增区间为
单谢递减区间为
则有极大值,其值为
,其中
而,即
设函数,则
则在(0,+∞)上为增函数。
又,则
等价于
等价于
即在时,方程
的大根大于1,
设由于
的图象是开口向上的抛物线,且经过点(0,-l),对称
轴,则只需
,即
,解得
,而
故实数的取值范围为(0,2)
说明:若采用下面的方法求出实数的取值范围的同样给1分。
(i),由于在(0,+∞)是减函数,
而时,
故
的解集为(0,2),
从而实数的取值范围为(0,2)
(ii)直接解不等式,而
通过分类讨论得出实数
的取值范围为
(0,2)。
知识点
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