- 不等式和绝对值不等式
- 共3272题
已知函数f(x)=ax3+bx2﹣3x在x=±1处取得极值
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求证:对于区间[﹣1,1]上任意两个自变量的值x1,x2,都有|f(x1)﹣f(x2)|≤4;(3)若过点A(1,m)(m≠﹣2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的范围.
正确答案
解:(1)f′(x)=3ax2+2bx﹣3,依题意,f′(1)=f′(﹣1)=0,解得a=1,b=0.
∴f(x)=x3﹣3x
(2)∵f(x)=x3﹣3x,
∴f′(x)=3x2﹣3=3(x+1)(x﹣1),
当﹣1<x<1时,f′(x)<0,
故f(x)在区间[﹣1,1]上为减函数,fmax(x)=f(﹣1)=2,fmin(x)=f(1)=﹣2
∵对于区间[﹣1,1]上任意两个自变量的值x1,x2,
都有|f(x1)﹣f(x2)|≤|fmax(x)﹣fmin(x)|
|f(x1)﹣f(x2)|≤|fmax(x)﹣fmin(x)|=2﹣(﹣2)=4
(3)f′(x)=3x2﹣3=3(x+1)(x﹣1),
∵曲线方程为y=x3﹣3x,
∴点A(1,m)不在曲线上.设切点为M(x0,y0),
切线的斜率为(左边用导数求出,右边用斜率的两点式求出),整理得2x03﹣3x02+m+3=0.
∵过点A(1,m)可作曲线的三条切线,故此方程有三个不同解,
下研究方程解有三个时参数所满足的条件设g(x0)=2x03﹣3x02+m+3,
则g′(x0)=6x02﹣6x0,由g′(x0)=0,得x0=0或x0=1.
∴g(x0)在(﹣∞,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减.
∴函数g(x0)=2x03﹣3x02+m+3的极值点为x0=0,x0=1
∴关于x0方程2x03﹣3x02+m+3=0有三个实根的充要条件是,解得﹣3<m<﹣2.故所求的实数a的取值范围是﹣3<m<﹣2.
选做题
已知函数.
(Ⅰ)当a=7时,求函数f(x)的定义域;
(Ⅱ)若关于x的不等式f(x)≥3的解集是R,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)由题设知:,
不等式的解集是以下不等式组解集的并集:
,或
,或
解得函数的定义域为
;
(Ⅱ)不等式即
,
∵x∈R时,恒有
∵不等式解集是R,∴a+8≤3
∴a的取值范围是.
设奇函数f(x)的定义域为(﹣∞,0)∪(0+∞),且在(0,+∞)上为增函数.
(1)若f(1)=0,解关于x的不等式:f(1+logax)>0(0<a<1).
(2)若f(﹣2)=﹣1,当m>0,n>0时,恒有f(mn)=f(m)+f(n),求|f(t)+1|<1时,t的取值范围.
正确答案
解:(1)∵奇函数f(x)在(0,+∞)上为增函数,则在(﹣∞,0)也单调递增
∵f(1)=﹣f(﹣1)=0
∴f(﹣1)=0
当x>1或﹣1<x<0时,f(x)>0;
当0<x<1或x<﹣1时,f(x)<0
∵f(1+logax)>0
∴1+logax>1或﹣1<1+logax<0
∵0<a<1
∴0<x<1或a﹣1<x<2﹣2
(2)∵f(﹣2)=﹣1
∴f(2)=﹣f(﹣2)=1
∵m>0,n>0时,恒有f(mn)=f(m)+f(n),
∴f(4)=2f(2)=2,f(﹣4)=﹣2,f(1)=2f(1),
则f(1)=﹣f(﹣1)=0
∵|f(t)+1|<1
∴﹣2<f(t)<0
∴﹣4<t<﹣1
选修4-5:不等式选讲
已知函数f(x)=|2x+1|,g(x)=|x|+a-1
(1)当a=1,解不等式f(x)≥g(x);
(2)若存在x∈R,使得f(x)≤g(x)成立,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)当a=1时,由f(x)≥g(x)得|2x+1|≥|x|,
两边平方整理得3x2+4x+1≥0,解得x≤-1或x≥-,
∴原不等式的解集为(-∞,-1]∪[-,+∞)…(5分)
(Ⅱ)由f(x)≤g(x)得a-1≥|2x+1|-|x|,
令h(x)=|2x+1|-|x|,则 h(x)=…(7分)
故h(x)min=h(-)=-
,从而所求实数a的范围为a-1≥-
,即a≥
…(10分)
函数f(x)和g(x)的图象关于原点对称,且f(x)=x2+2x
(Ⅰ)求函数g(x)的解析式;
(Ⅱ)解不等式g(x)≥f(x)-|x-1|.
(Ⅲ)若h(x)=g(x)-λf(x)+1在[-1,1]上是增函数,求实数λ的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)设函数y=f(x)的图象上任意一点Q(x0,y0)关于原点的对称点为P(x,y),
则即
∵点Q(x0,y0)在函数y=f(x)的图象上
∴-y=x2-2x,即y=-x2+2x,故g(x)=-x2+2x
(Ⅱ)由g(x)≥f(x)-|x-1|,可得2x2-|x-1|≤0
当x≥1时,2x2-x+1≤0,此时不等式无解.
当x<1时,2x2+x-1≤0,解得-1≤x≤.
因此,原不等式的解集为[-1,].
(Ⅲ)h(x)=-(1+λ)x2+2(1-λ)x+1
①当λ=-1时,h(x)=4x+1在[-1,1]上是增函数,∴λ=-1
②当λ≠-1时,对称轴的方程为x=.
ⅰ)当λ<-1时,≤-1,解得λ<-1.
ⅱ)当λ>-1时,≥-1,解得-1<λ≤0.综上,λ≤0.
已知函数f(x)=|x-2|,g(x)=-|x+3|+m.
(1)解关于x的不等式f(x)+a-1>0(a∈R);
(2)若函数f(x)的图象恒在函数g(x)图象的上方,求m的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)不等式f(x)+a-1>0即为|x-2|+a-1>0,
当a=1时,解集为x≠2,即(-∞,2)∪(2,+∞);
当a>1时,解集为全体实数R;
当a<1时,解集为(-∞,a+1)∪(3-a,+∞).
(Ⅱ)f(x)的图象恒在函数g(x)图象的上方,即为|x-2|>-|x+3|+m对任意实数x恒成立,
即|x-2|+|x+3|>m恒成立,(7分)
又由不等式的性质,对任意实数x恒有|x-2|+|x+3|≥|(x-2)-(x+3)|=5,于是得m<5,
故m的取值范围是(-∞,5).
若对于任意实数x,不等式|x+2|-|x-1|>a恒成立,则实数a的取值范围是______.
正确答案
(1)设f(x)=|x+2|-|x-1|,则有f(x)=,
当x≤-2时,f(x)有最小值-3;当-2≤x≤1时,f(x)有最小值-3;
当x≥1时,f(x)=3.综上f(x)有最小值-3,所以,a<-3.
故答案为:a<-3.
如图,O为数轴的原点,A,B,M为数轴上三点,C为线段OM 上的动点,设x表示C与原点的距离,y表示C到A距离的4倍与C到B距离的6倍的和。
(1)将y表示为x的函数;
(2)要使y的值不超过70,x应该在什么范围内取值?
正确答案
解:(1)y=4|x-10|+6|x-20|,0≤x≤30。
(2)依题意,x满足
解不等式组,其解集为[9,23]
所以x∈[9,23]。
设函数f(x)=|2x-4|+1,
(Ⅰ)画出函数y=f(x)的图象;
(Ⅱ)若不等式f(x)≤ax的解集非空,求a的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)由于,则函数y=f(x)的图象如图所示,
(Ⅱ)由函数y=f(x)与函数y=ax的图象可知,
当且仅当a≥或a<-2时,函数y=f(x)与函数y=ax的图象有交点,
故不等式f(x)≤ax的解集非空时,a的取值范围为(∞,-2)∪。
(选做题)
设函数f(x)=|2x-1|+x+3,则f(-2)=( );若f(x)≤ 5,则x的取值范围是( )。
正确答案
6;[-1,1]
已知函数f(x)=|x-4|+|x-1|。
(1)求f(x)的最小值;
(2)解不等式|x-4|+|x-1|≤5。
正确答案
解:(1)当时,
(2)解集为。
对于任意实数a(a≠0)和b及m∈[1,2],不等式|a+b|+ |a-b|≥|a|·(m2-km+1)恒成立,则实数k的取值范围 为( )。
正确答案
设函数f(x)=|2x-4|+1。
(1)画出函数y=f(x)的图象;
(2)若不等式f(x)≤ax的解集非空,求a的取值范围。
正确答案
解:(1)由于f(x)=
则函数y=f(x)的图象如图所示
;
(2)由函数y=f(x)与函数y=ax的图象可知,当且仅当a≥或a<-2时,函数y=f(x)与函数y=ax的图象有交点,故不等式f(x)≤ax的解集非空时,a的取值范围为(-∞,-2)∪
。
如图,O为数轴的原点,A,B,M为数轴上三点,C为线段OM上的一动点,设x表示C与原点的距离,y表示C到A距离的4倍与C到B距离的6倍的和。
(1)将y表示为x的函数;
(2)要使y的值不超过70,x应该在什么范围内取值。
正确答案
解:(1)y=4|x-10|+6|x-20|,0≤x≤30;
(2)依题意,x满足
解不等式组得9≤x≤23,即x∈[9,23]。
已知二次函数f(x)=ax2+x,(a∈R)。
(1)当0<a<时,f(sinx)(x∈R)的最大值为
,求f(x)的最小值;
(2)对于任意的x∈R,总有|f(sinxcosx)|≤1。试求a的取值范围;
(3)若当n∈N*时,记,令a=1,求证:
成立。
正确答案
解:(1)由知
故当时,f(x)取得最大值
即
∴
∴
所以f(x)的最小值为-1。
(2)∵对于任意的x∈R,总有||≤1
令
则命题转化为,不等式
恒成立
当时,
使
成立
当时,有
对于任意的恒成立
∵
∴或
则
故要使①式成立,则有
又
故要使②式成立,则有
由题意
综上。
(3)由题意
令
则
∴在
时单调递增
∴
又
∴
综上,原结论成立。
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