- 不等式和绝对值不等式
- 共3272题
设函数f(x)=ax,g(x)=|x-a|,a∈R.
(1)当a=2时,解不等式f(x)>g(x);
(2)记F(x)=f(x)-g(x),判断F(x)的奇偶性,并说明理由;
(3)设G(x)=f(x)g(x),且G(x)在[1,+∞)上递增,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)2x>|x-2|⇔-2x<x-2<2x,得解集为(,+∞)…(4分)
(2)F(x)=ax-|x-a|,
当a=0时,F(x)=-|x|,F(-x)=-|-x|=-|x|,
所以F(x)=F(-x),F(x)为偶函数;…(6分)
当a≠0,F(a)=a2,F(-a)=-a2-2|a|
∴F(a)+F(-a)=-2|a|≠0
F(a)-F(-a)=2a2+2|a|≠0
所以,F(x)为非奇非偶函数. …(10分)
(3)G(x)=ax|x-a|=,…(12分)
①当a=0时,G(x)=0是常数函数,不合题意.
当a>0时,G(x)在[a,+∞)和(-∞,]上递增,所以a∈(0,1].…(15分)
②当a<0时,G(x)在[a,]上递增,在[
,+∞)和(-∞,a]上递减,不合题意.
综上所述,实数a的取值范围是(0,1]…(18分)
已知定义在R上的减函数f(x)的图象经过点A(-3,2)、B(2,-2),若函数f(x)的反函数为f-1(x),则不等式|2f-1(x2-2)+1|<5的解集为 ______.
正确答案
不等式即-3<f-1(x2-2)<2,由f(x)是定义在R上的减函数,以及函数与反函数的关系得
f(-3)>x2-2>f(2),即 2>x2-2>-2,0<x2<4,
∴-2<x<0,或 0<x<2,
故答案为:(-2,0)∪(0,2).
选修4-5:不等式选讲
设f(x)=|x-a|,a∈R.
(I)当-1≤x≤3时,f(x)≤3,求a的取值范围;
(II)若对任意x∈R,f(x-a)+f(x+a)≥1-2a恒成立,求实数a的最小值.
正确答案
(Ⅰ)f(x)=|x-a|≤3,即a-3≤x≤a+3.
依题意,
由此得a的取值范围是[0,2].…(4分)
(Ⅱ)f(x-a)+f(x+a)=|x-2a|+|x|≥|(x-2a)-x|=2|a|.…(6分)
当且仅当(x-2a)x≤0时取等号.
解不等式2|a|≥1-2a,得a≥.
故a的最小值为.…(10分)
设函数f(x)=|2x+1|-|x-2|.
(1)若关于x的不等式a≥f(x)存在实数解,求实数a的取值范围;
(2)若∀x∈R,f(x)≥-t2-t-1恒成立,求实数t的取值范围.
正确答案
(1)∵函数f(x)=|2x+1|-|x-2|=,
∴fmin(x)=f(-)=-
.
由题意可得a≥-,故实数a的取值范围为[-
,+∞).
(2)∵∀x∈R,f(x)≥-t2-t-1恒成立,
∴-≥-t2-
t-1,解得 t≥
,或 t≤-3.
故实数t的取值范围为[,+∞)∪(-∞,-3].
已知f(x)=|x-1|+|x+2|.
(1)解不等式f(x)≥5;
(2)若关于x的不等式f(x)>a2-2a对于任意的x∈R恒成立,求a的取值范围.
正确答案
(1)不等式即|x-1|+|x+2|≥5,由于|x-1|+|x+2|表示数轴上的x对应点到-2和1对应点的距离之和,
而-3和2对应点到-2和1对应点的距离之和正好等于5,故不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞).
(2)若关于x的不等式f(x)>a2-2a对于任意的x∈R恒成立,故f(x)的最小值大于a2-2a.
而由绝对值的意义可得f(x)的最小值为3,
∴3>a2-2a,解得-1<a<3,
故所求的a的取值范围为(-1,3).
已知函数f(x)的定义域为{x|x∈R,且x≠0}对定义域内的任意x1,x2,都有f (x1·x2)=f(x1)+f(x2),且当x>1时,f(x)>0,f(2)=1。
(1)求证:f(x)是偶函数;
(2)求证:f(x)在(0,+∞)上是增函数;
(3)解不等式:f(2x2-1)<2。
正确答案
解:(1)因对定义域内的任意x1,x2都有 f(x1·x2)=f(x1)+f(x2),
令x1=x,x2=-1,则有 f(-x)=f(x)+f(-1)
又令x1=x2=-1,得2f(-1)=f(1)
再令x1=x2=1,得f(1)=0,从而f(-1)=0,
于是有f(-x)=f(x)
∴f(x)是偶函数;
(2)设0
由于0
从而
故f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)
∴f(x)在(0,+∞)上是增函数;
(3)由于f(2)=1,
所以2=1+1=f(2)+f(2)=f(4),
于是待解不等式可化为f(2x2-1)
结合(1),(2)已证结论,得上式等价于|2x2-1|<4
解得。
已知f(x)是R上的增函数,A(0,-1),B(3,1)是其图象上的两个点,那么|f(x+1)|<1的解集是______.
正确答案
由题意知,当0≤x≤3时,-1≤f(x)≤1,
即|f(x)|≤1时,0≤x≤3,
所以|f(x+1)|<1⇒0<x+1<3,
所以-1<x<2,
故答案为:(-1,2)
设函数f(x)=|x-4|+|x-a|(a>1).
(1)若f(x)的最小值为3,求a的值;
(2)在(1)的条件下,求使得不等式f(x)≤5成立的x的取值集合.
正确答案
(1)因为|x-4|+|x-a|≥|x-4-(x-a)|=|a-4|,…(3分)
所以|a-4|=3,即 a=7,或 a=1. …(5分)
由a>1知 a=7.…(6分)
(2)当x≤4时,不等式化为-2x+11≤5解得:3≤x≤4.…(7分)
当4<x<7时,不等式化为 3≤5,恒成立,所以:4<x<7.…(8分)
当x≥7时,不等式化为 2x-11≤5,解得:7≤x≤8.…(9分)
综上,不等式f(x)≤5 的解集为 {x|3≤x≤8}. …(10分)
已知函数f(x)=|x-2|,g(x)=-|x+3|+m
(1)解关于x的不等式f(x)-1<0;
(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
(1)∵f(x)=|x-2|,
∴f(x)-1<0⇔|x-2|<1,
∴1<x<3.
∴不等式f(x)-1<0的解集为{x|1<x<3};
(2)∵f(x)=|x-2|,g(x)=-|x+3|+m,函数f(x)的图象恒在函数g(x)图象的上方,
∴g(x)max<f(-3),即m<f(-3)=5.
∴m的取值范围为:m<5.
设函数f(x)=-4x+b,且不等式|f(x)|<k的解集为{x|-1<x<2}.
(Ⅰ)求b,k的值;
(Ⅱ)证明:函数φ(x)=的图象关于点P(
,-1)对称.
正确答案
(Ⅰ)∵f(x)=-4x+b,∴|f(x)|<k可化为|-4x+b|<k,∴<x<
,
又|f(x)|<k的解集为{x|-1<x<2},∴解得
(6分)
证明:(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)=-4x+2,∴φ(x)==
=
,
在φ(x)图象上任取一点N(x°,y°),∴y°=.
设N(x°,y°)关于P(,-1)的对称点为N′,则N′(1-x°,-2-y°).
∵φ(1-x°)==
,
又-2-y°=-2-=
=
=φ(1-x°),
+
=4
∴N′(1-x°,-2-y°)在函数φ(x)图象上,
∴函数φ(x)=的图象关于点P(
,-1)对称.(13分)
已知函数f(x)=|x+a|,g(x)=-|x-3|+1.
(1)解关于x的不等式f(x)+g(x)>1;
(2)若对∀x∈R,f(x)>g(x)恒成立,求a的取值范围.
正确答案
(1)不等式f(x)+g(x)>1,即|x+a|>|x-3|,
两边平方得:2(a+3)x>(3+a)(3-a)
∴当a=-3时,解集为∅
当a>-3时,解集为(,+∞);
当a<-3时,解集为(-∞,)
(2)若对任意x∈R,f(x)>g(x)恒成立,则|x+a|>-|x-3|+1对任意实数x恒成立,即|x+a|+|x-3|>1恒成立,
∵|x+a|+|x-3|≥|a+3|
∴|a+3|>1,解得a>-2或a<-4
选修4-5:不等式选讲
设函数f(x)=|x-1|+|2x-3|-a.
(I)当a=2时,求不等式f(x)≥0的解集;
(II )若f(x)≥O恒成立,求a的取值范围.
正确答案
(I)当a=2时,求不等式f(x)≥0 即|x-1|+|2x-3|≥2,
∴①,或②
,或 ③
.
解①得 x≤,解②得x∈∅,解③得x≥3,
故不等式的解集为{x|x≤,或x≥3}.
(II )若f(x)≥O恒成立,则f(x)的最小值大于或等于零.
由于函数 f(x)=,显然函数在(-∞,
]上是减函数,
故函数的最小值为 f()=
-a≥0,解得 a≤
,
故a的取值范围为(-∞,].
设函数f(x)=loga(x-3a)(a>0,且a≠1),当点P(x,y)是函数y=f(x)图象上的点时,点Q(x-2a,-y)是函数y=g(x)图象上的点.
(1)写出函数y=g(x)的解析式;
(2)若当x∈[a+2,a+3]时,恒有|f(x)-g(x)|≤1,试确定a的取值范围;
(3)把y=g(x)的图象向左平移a个单位得到y=h(x)的图象,函数F(x)=2a1-h(x)-a2-2h(x)+a-h(x),(a>0,且a≠1)在[,4]的最大值为
,求a的值.
正确答案
(本小题满分12分)
(1)设点Q的坐标为(x',y'),则x'=x-2a,y'=-y,即x=x'+2a,y=-y'.
∵点P(x,y)在函数y=loga(x-3a)图象上
∴-y'=loga(x'+2a-3a),即y′=loga
∴g(x)=loga
(2)由题意x∈[a+2,a+3],则x-3a=(a+2)-3a=-2a+2>0,=
>0.
又a>0,且a≠1,∴0<a<1,|f(x)-g(x)|=|loga(x-3a)-loga|=|loga(x2-4ax+3a2)|
∵|f(x)-g(x)|≤1∴-1≤loga(x2-4ax+3a2)≤1,r(x)=x2-4ax+3a2对称轴为x=2a
∵0<a<1∴a+2>2a,则r(x)=x2-4ax+3a2在[a+2,a+3]上为增函数,
∴函数u(x)=loga(x2-4ax+3a2)在[a+2,a+3]上为减函数,
从而[u(x)]max=u(a+2)=loga(4-4a).
[u(x)]min=u(a+3)=loga(9-6a),
又0<a<1,则
∴0<a≤
(3)由(1)知g(x)=loga,而把y=g(x)的图象向左平移a个单位得到y=h(x)的图象,则h(x)=loga
=-logax,
∴F(x)=2a1-h(x)-a2-2h(x)+a-h(x)=2a1+logax-a2+2logax+alogax=2ax-a2x2+x,
即F(x)=-a2x2+(2a+1)x,又a>0,且a≠1,F(x)的对称轴为x=,又在[
,4]的最大值为
,
①令<
⇒a2-4a-2>0⇒a<2-
(舍去)或a>2+
;此时F(x)在[
,4]上递减,∴F(x)的最大值为F(
)=
⇒-
a2+
(2a+1)=
⇒a2-8a+16=0⇒a=4∉(2+
,+∞),此时无解;
②令>4⇒8a2-2a-1<0⇒-
<a<
,又a>0,且a≠1,∴0<a<
;此时F(x)在[
,4]上递增,∴F(x)的最大值为F(4)=
⇒-16a2+8a+4=
⇒a=
,又0<a<
,∴无解;
③令≤
≤4⇒
⇒
且a>0,且a≠1
∴≤a≤2+
且a≠1,此时F(x)的最大值为F(
)=
⇒-a2
+
=
⇒
=
⇒a2-4a-1=0,
解得:a=2±,又
≤a≤2+
且a≠1,∴a=2+
;
综上,a的值为2+.
已知函数f(t)=|t+1|-|t-3|.
(I)求f(t)>2的解集;
(II)设a>0,g(x)=ax2-2x-5.若对任意实数x,t,均有g(x)≥f(t)恒成立,求a的取值范围.
正确答案
(I)由|t+1|-|t-3|>2得,
(1)当t<-1,时
可得-4>2,t∈∅;
(2)当-1≤t≤3时,
2t-2>2,解得{t|2<t≤3};
(3)当t>3时,4>2恒成立,
∴t>2;
∴f(t)>2的解集为{t|t>2};
(II)∵a>0,g(x)=ax2-2x+5,g(x)≥f(t)恒成立,
可转化为gmin(x)≥fmax(t)
g(x)=a(x-)2+
f(t)=|t-1|-|t-3|≤|t+1-t+3|=4,
∴解得a≥1;
对于任意x∈R,若关于x的不等式ax2-|x+1|+2a≥0恒成立,则实数a的取值范围是______.
正确答案
∵关于x的不等式ax2-|x+1|+2a≥0恒成立,
∴令f(x)=ax2-|x+1|+2a(a>0),
①若x≥-1,∴f(x)=ax2-x+2a-1,△≤0,∴1-4a(2a-1)≤0,解得a≥(负值已舍);
②若x<-1,∴f(x)=ax2+x+2a+1,△≤0,1-4a(2a+1)≤0,解得a≥(负值已舍);
综上a≥,故答案为:{a|a≥
}.
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