- 函数奇偶性的性质及其判断
- 共6028题
(1)求证:当a≥1时,不等式ex-x-1≤对于n∈R恒成立.
(2)对于在(0,1)中的任一个常数a,问是否存在x0>0使得ex0-x0-1≤成立?如果存在,求出符合条件的一个x0;否则说明理由.
正确答案
(1)证明:(Ⅰ)在x≥0时,要使ex-x-1≤成立.
只需证:ex≤x2ex+x+1即需证:1≤
x2+
①
令y(x)=x2+
,求导数y′(x)=ax+
=ax+
∴y′(x)=x(a-),又a≥1,求x≥0,故y'(x)≥0
∴y(x)为增函数,故y(x)≥y(0)=1,从而①式得证
(Ⅱ)在x≤0时,要使ex-x-1≤ae|x|成立.
只需证:ex≤e-x+x+1,即需证:1≤
e-2x+(x+1)e-x②
令m(x)=e-2x+(x+1)e-x,求导数得m'(x)=-xe-2x[ex+a(x-1)]
而φ(x)=ex+a(x-1)在x≤0时为增函数
故φ(x)≤φ(0)=1-a≤0,从而m(x)≤0
∴m(x)在x≤0时为减函数,则m(x)≥m(0)=1,从而②式得证
由于①②讨论可知,原不等式e2-x-1≤e|x|在a≥1时,恒成立…(6分)
(2)将ex0-x0-1≤a•ex0变形为
+
-1<0③
要找一个X0>0,使③式成立,只需找到函数t(x)=+
-1的最小值,
满足t(x)min<0即可,对t(x)求导数t′(x)=x(a-)
令t'(x)=0得ex=,则x=-lna,取X0=-lna
在0<x<-lna时,t'(x)<0,在x>-lna时,t'(x)>0t(x)在x=-lna时,取得最小值t(x0)=(lna)2+a(-lna+1)-1
下面只需证明:(lna)2-alna+a-1)<0,在0<a<1时成立即可
又令p(a)=(lna)2-alna+a-1,对p(a)关于a求导数
则p′(a)=(lna)2≥0,从而p(a)为增函数
则p(a)<p(1)=0,从而(lna)2-alna+a-1<0得证
于是t(x)的最小值t(-lna)<0
因此可找到一个常数x0=-lna(0<a<1),使得③式成立 …(14分)
已知函数f(x)=lnx+-a(a∈R)
(I)求f(x)的单调区间;
(II)求证:不等式-
<
对一切x∈(1,2)恒成立.
正确答案
(I)求导函数,可得f′(x)=-
=
(x>0)
若a≤0,则f′(x)>0,函数为增函数,函数的单调增区间为(0,+∞)
若a>0,令f′(x)>0,可得x>a,令f′(x)<0,可得0<x<a,
∴f(x)的单调增区间为(a,+∞),单调减区间为(0,a);
(II)证明:设f(x)=-
-
,求导函数,可得f'(x)=-
+
=
令g(x)=(x-1)2-x(lnx)2,g'(x)=2(x-1)-(lnx)2-2lnx,g“(x)=,
设h(x)=x-lnx-1,x∈(1,2),h'(x)=1->0,
∴h(x)在(1,2)上单调增,∴h(x)>h(1)=0,
∴g“(x)>0,g'(x)在(1,2)上单调增,∴g'(x)>g'(1)=0,
∴g(x)在(1,2)上单调增,∴g(x)>g(1)=0,
∴f'(x)<0,∴f(x)在(1,2)上单调减,f(x)<f(2)<0,
∴-
-
<0
∴-
<
.
已知函数f(x)=x2+2x+alnxa∈R.
①当a=-4时,求f(x)的最小值;
②若函数f(x)在区间(0,1)上为单调函数,求实数a的取值范围;
③当t≥1时,不等式f(2t-1)≥2f(t)-3恒成立,求实数a的取值范围.
正确答案
①∵f(x)=x2+2x-4lnx(x>0)
∴f′(x)=2x+2-=
(2分)
当x>1时,f'(x)>0,当0<x<1时,f'(x)<0
∴f(x)在(0,1)上单调减,在(1,+∞)上单调增
∴f(x)min=f(1)=3(4分)
②f′(x)=2x+2+=
(5分)
若f(x)在(0,1)上单调增,则2x2+2x+a≥0在x∈(0,1)上恒成立⇒a≥-2x2-2x恒成立
令u=-2x2-2x,x∈(0,1),则u=-2(x+)2+
,umax=0
∴a≥0(7分)
若f(x)在(0,1)上单调减,则2x2+2x+a≤0在x∈(0,1)上恒成立⇒a≤[-2x2-2x]min=-4
综上,a的取值范围是:(-∞,-4]∪[0,+∞)(9分)
③(2t-1)2+2(2t-1)+aln(2t-1)≥2t2+4t+2alnt-3恒成立a[ln(2t-1)-2lnt]≥-2t2+4t-2⇒a[ln(2t-1)-lnt2]≥2[(2t-1)-t2](10分)
当t=1时,不等式显然成立
当t>1时,⇒a≤在t>1时恒成立(11分)
令u=,即求u的最小值
设A(t2,lnt2),B(2t-1,ln(2t-1)),kAB=,
且A、B两点在y=lnx的图象上,又∵t2>1,2t-1>1,故0<kAB<y'|x=1=1
∴u=2•>2,故a≤2
即实数a的取值范围为(-∞,2](14分)
已知定义域为R的单调函数f(x)是奇函数,当x>0时,f(x)=-2x.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若对任意的t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,求实数k的取值范围.
正确答案
(1)∵定义域为R的函数f(x)是奇函数,
∴f(0)=0,
当x<0时,-x>0,
f(-x)=-2-x,
又∵函数f(x)是奇函数,
∴f(-x)=-f(x),
∴f(x)=+2-x,
综上所述f(x)=.
(2)∵f(1)=-<f(0)=0,
且f(x)在R上单调,
∴f(x)在R上单调递减,
由f(t2-2t)+f(2t2-k)<0,
得f(t2-2t)<-f(2t2-k),
∵f(x)是奇函数,
∴f(t2-2t)<f(k-2t2),
又∵f(x)是减函数,
∴t2-2t>k-2t2
即3t2-2t-k>0对任意t∈R恒成立,
∴△=4+12k<0得k<-即为所求.
设函数f(x)在R上满足f(3+x)=f(3-x),f(8+x)=f(8-x),且在闭区间[0,8]上只有f(1)=f(5)=f(7)=0.
(1)求证函数f(x)是周期函数;
(2)求函数f(x)在闭区间[-10,0]上的所有零点;
(3)求函数f(x)在闭区间[-2012,2012]上的零点个数及所有零点的和.
正确答案
(1)由f(3+x)=f(3-x),f(8+x)=f(8-x),
得f(x)=f(x+10),所以函数f(x)为周期函数,周期为T=10.
(2)由f(8+x)=f(8-x)知f(9)=f(7)=0,f(1)=f(1-10)=f(-9)=0,
f(5)=f(5-10)=f(-5)=0,f(7)=f(7-10)=f(-3)=0,f(9)=f(9-10)=f(-1)=0,
所以函数f(x)在区间[-10,0]上的零点分别有-1,-3,-5,-9.
(3)因为函数的周期是10,由(2)知一个周期内的零点个数为4个,所以在区间[-2010,2010]内零点个数为2×201×4=1608个零点.
又f(2011)=f(1)=f(-9)=0,f(2012)=f(2),f(-2011)=f(-1)=0,f(-2012)=f(-2),
所以2011,-2011也是两个零点,所以在区间[-2012,2012]上共有1608+2=1610个零点.零点之为804.
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