- 函数奇偶性的性质及其判断
- 共6028题
已知函数f(x)=ln(x-1)-k(x-1)+1
(1)求函数f(x)的极值点.
(2)若f(x)≤0恒成立,试确定实数k的取值范围.
(3)证明:+
+
+…+
<
(n∈N,n>1).
正确答案
(1)f(x)的定义域为(1,+∞),f′(x)=-k.
当k≤0时,∵x-1>0,∴f′(x)>0,则f(x) 在(1,+∞)上是增函数.
f(x)在(1,+∞)上无极值点.
当 k>0时,令f′(x)=0,则 x=1+. 所以当x∈(1,1+
)时,f′(x)=
-k>
-k=0,
∴f(x)在∈(1,1+ )上是增函数,
当x∈(1+,+∞) 时,f′(x)=
-k<
-k=0,∴f(x)在∈(1+
,+∞) 上是减函数.
∴x=1+ 时,f(x)取得极大值.
综上可知,当 k≤0时,f(x)无极值点; 当k>0时,f(x)有唯一极值点 x=1+.
(2)由1)可知,当k≤0时,f(2)=1-k>0,f(x)≤0 不成立.
故只需考虑k>0.
由1)知,f(x)max=f(1+ )=-lnk,
若f(x)≤0 恒成立,只需 f(x)max=f(1+ )=-lnk≤0 即可,
化简得:k≥1.所以,k 的取值范围是[1,+∞).
3)由2)知,当k=1时,lnx<x-1,x>1.
∴lnn3<n3-1=(n-1)(n2+n+1)<(n-1)(n+1)2.
∴<
,n∈N,n>1.
∴+
+
+…+
<
(3+4+5+…+n+1)=
×
(n-1)
=,n∈N,n>1.
已知函数f(x)=x2+(2a-8)x,不等式f(x)≤5的解集是{x|-1≤x≤5}.
(1)求实数a的值;
(2)f(x)≥m2-4m-9对于x∈R恒成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)∵函数f(x)=x2+(2a-8)x,不等式f(x)≤5的解集是{x|-1≤x≤5},
∴x=-1,x=5是方程x2+(2a-8)x-5=0的两个实数根,
所以-1+5=8-2a,
解得a=2.
(2)∵a=2,∴f(x)=x2-4x=(x-2)2-4≥-4,
因为f(x)≥m2-4m-9对于x∈R恒成立,
所以-4≥m2-4m-9,
即m2-4m-5≤0,
解得-1≤m≤5,
故实数m的取值范围是{m|-1≤m≤5}.
已知定义在R的函数f(x)=(a,b为实常数).
(Ⅰ)当a=b=1时,证明:f(x)不是奇函数;
(Ⅱ)设f(x)是奇函数,求a与b的值;
(Ⅲ)当f(x)是奇函数时,证明对任何实数x、c都有f(x)<c2-3c+3成立.
正确答案
(Ⅰ)f(x)=,f(1)=
=-
,f(-1)=
=
,
所以f(-1)≠-f(1),f(x)不是奇函数;(2分)
(Ⅱ)f(x)是奇函数时,f(-x)=-f(x),
即=-
对任意x∈R恒成立.(4分)
化简整理得(2a-b)•22x+(2ab-4)•2x+(2a-b)=0对任意x∈R恒成立.(6分)
∴,∴
(舍)或
,∴
.(8分)
另∵f(x)是定义在R的奇函数,∴,,
∴,验证满足,∴
.
(Ⅲ)由(Ⅱ)得:f(x)==-
+
,
∵2x>0,∴2x+1>1,
∴0<<1,从而-
<f(x)<
;(12分)
而c2-3c+3=(c-)2+
≥
>
对任何实数c成立;
所以对任何实数x、c都有f(x)<c2-3c+3成立.(14分)
设函数f(x)=.(a∈R且a≠0)
(1)分别判断当a=1及a=-2时函数的奇偶性.
(2)在a∈R且a≠0的条件下,将(1)的结论加以推广,使命题(1)成为推广后命题的特例,并对推广的结论加以证明.
正确答案
(1)当a=1时,f(x)=,由1-x2≥0,
∴-1≤x≤1.所以f(x)=
∵f()=
,f(-
)=
,∴f(
)≠f(-
),f(
)≠-f(-
),
∴f(x)为非奇非偶函数. (4分)
(如举其他的反例同样给分)
当a=-2时,f(x)=,由4-x2≥0,得-2≤x≤2,
所以f(x)=,x∈[-2,0)∪(0,2],
∵f(-x)=-f(x),
∴f(x)为奇函数.(4分)
(2)当a>0时,f(x)为非奇非偶函数;当a<0时,f(x)为奇函数.(2分)a>0时,由a2-x2≥0,得-a≤x≤a,
∴f(x)=,可以验证:对任意的a>0,f(
)≠f(-
),f(-
)≠-f(
),
∴f(x)为非奇非偶函数.(如举其他的反例同样给分) (3分)
a<0时,由a2-x2≥0,得a≤x≤-a,∴f(x)=,x∈[a,0)∪(0,-a],
并且对定义域中任意的x,f(-x)=-f(x)成立,∴f(x)为奇函数.(3分)
已知函数f(x)=-x3+
x2-2x(a∈R).
(1)当a=3时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若对于任意x∈[1,+∞)都有f'(x)<2(a-1)成立,求实数a的取值范围;
(3)若过点(0,-)可作函数y=f(x)图象的三条不同切线,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)当a=3时,f(x)=-x3+
x2-2x,得f'(x)=-x2+3x-2.…(1分)
因为f'(x)=-x2+3x-2=-(x-1)(x-2),
所以当1<x<2时,f'(x)>0,函数f(x)单调递增;
当x<1或x>2时,f'(x)<0,函数f(x)单调递减.
所以函数f(x)的单调递增区间为(1,2),单调递减区间为(-∞,1)和(2,+∞).…(3分)
(2)方法1:由f(x)=-x3+
x2-2x,得f'(x)=-x2+ax-2,
因为对于任意x∈[1,+∞)都有f'(x)<2(a-1)成立,
即对于任意x∈[1,+∞)都有-x2+ax-2<2(a-1)成立,
即对于任意x∈[1,+∞)都有x2-ax+2a>0成立,…(4分)
令h(x)=x2-ax+2a,
要使对任意x∈[1,+∞)都有h(x)>0成立,
必须满足△<0或…(5分)
即a2-8a<0或…(6分)
所以实数a的取值范围为(-1,8).…(7分)
方法2:由f(x)=-x3+
x2-2x,得f'(x)=-x2+ax-2,
因为对于任意x∈[1,+∞)都有f'(x)<2(a-1)成立,
所以问题转化为,对于任意x∈[1,+∞)都有[f'(x)]max<2(a-1).…(4分)
因为f′(x)=-(x-)2+
-2,其图象开口向下,对称轴为x=
.
①当<1时,即a<2时,f'(x)在[1,+∞)上单调递减,
所以f'(x)max=f'(1)=a-3,
由a-3<2(a-1),得a>-1,此时-1<a<2.…(5分)
②当≥1时,即a≥2时,f'(x)在[1,
]上单调递增,在(
,+∞)上单调递减,
所以f′(x)max=f′()=
-2,
由-2<2(a-1),得0<a<8,此时2≤a<8.…(6分)
综上①②可得,实数a的取值范围为(-1,8).…(7分)
(3)设点P(t,-t3+
t2-2t)是函数y=f(x)图象上的切点,
则过点P的切线的斜率为k=f'(t)=-t2+at-2,…(8分)
所以过点P的切线方程为y+t3-
t2+2t=(-t2+at-2)(x-t).…(9分)
因为点(0,-)在切线上,
所以-+
t3-
t2+2t=(-t2+at-2)(0-t),
即t3-
at2+
=0.…(10分)
若过点(0,-)可作函数y=f(x)图象的三条不同切线,
则方程t3-
at2+
=0有三个不同的实数解.…(11分)
令g(t)=t3-
at2+
,则函数y=g(t)与t轴有三个不同的交点.
令g'(t)=2t2-at=0,解得t=0或t=.…(12分)
因为g(0)=,g(
)=-
a3+
,
所以必须g()=-
a3+
<0,即a>2.…(13分)
所以实数a的取值范围为(2,+∞).…(14分)
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