- 函数奇偶性的性质及其判断
- 共6028题
已知集合MD是满足下列性质的函数f(x)的全体:存在非零常数k,使得对定义域D内的任意两个不同的实数x1,x2,均有|f(x1)-f(x2)|≤k|x1-x2|成立.
(Ⅰ) 当D=R时,f(x)=x是否属于MD?说明理由;
(Ⅱ) 当D=[0,+∞)时,函数f(x)=属于MD,求k的取值范围;
(Ⅲ) 现有函数f(x)=sinx,是否存在函数g(x)=kx+b(k≠0),使得下列条件同时成立:
①函数g(x)∈MD;
②方程g(x)=0的根t也是方程f(x)=0的根,且g(f(t))=f(g(t));
③方程f(g(x))=g(f(x))在区间[0,2π)上有且仅有一解.若存在,求出满足条件的k和b;若不存在,说明理由.
正确答案
(Ⅰ)属于MD.
事实上,对任意x1,x2∈R,|f(x1)-f(x2)|=|x1-x2|≤2|x1-x2|,
故可取常数k=2满足题意,因此f(x)∈MD.
(Ⅱ)∵f(x)=在[0,+∞)为增函数
∴对任意x1,x2∈[0,+∞)有||=|
|=
<
(当x1=0,x2→0时取到),所以k≥,此即为所求.
(Ⅲ)存在.
事实上,由(Ⅰ)可知,g(x)=kx+b(k≠0)属于MD.
∵t是g(x)=0的根∴g(t)=0⇒t=-,
又f(g(t))=g(f(t)),∴f(0)=g(0),∴b=0,∴g(x)=kx
若k符合题意,则-k也符合题意,故以下仅考虑k>0的情形.
设h(x)=f(g(x))-g(f(x))=sinkx-ksinx,
①若k≥1,则
由h()=sinπ-ksin
<0,
且h()=sin
-ksin
=sin
+k≥0,
所以,在[,
]中另有一根,矛盾.
②若<k<1,
则h()=sinπ-ksin
≥0,h[2π]=sin2kπ-ksin2π<0,
所以在[,2π]中另有一根,矛盾.∴0<k≤
.
以下证明,对任意k∈(0,],g(x)=kx符合题意.
(ⅰ)当x∈(0,]时,由y=sinx图象在连接两点(0,0),(x,sinx)的线段的上方知sinkx>ksinx
∴h(x)>0.
(ⅱ)当x∈(,
]时,sinkx>sin
≥ksin
≥ksinx∴h(x)>0.
(ⅲ)当x∈(,2π)时,sinkx>0,sinx<0,∴h(x)>0.
从而h(x)=0有且仅有一个解x=0,∴g(x)=kx在k∈(0,]满足题意.
综上所述:k∈[-,0)∪(0,
],b=0为所求.
已知二次函数f(x)满足f(-1)=0,且x≤f(x)≤(x2+1)对一切实数x恒成立.
(1)求f(1);
(2)求f(x)的解析表达式.
正确答案
(1)∵二次函数f(x)满足f(-1)=0,
且x≤f(x)≤(x2+1)对一切实数x恒成立,
∴取x=1,得1≤f(1)≤(1+1),
所以f(1)=1.
(2)设f(x)=ax2+bx+c(a≠0)
因f(-1)=0,f(1)=1,
∴,
∴a+c=b=,
∵f(x)≥x对x∈R恒成立,
∴ax2+(b-1)x+c≥0对x∈R恒成立,
∴
∴
∵a>0,ac≥>0,
∴c>0.
∵=a+c≥2
≥2
当且仅当a=c=
时,等式成立,
∴f(x)=x2+
x+
.
对于任意x∈[1,2],都有(ax+1)2≤4成立,则实数a的取值范围为 ______.
正确答案
∵(ax+1)2≤4.
∴-2≤ax+1≤2,
∵对于任意x∈[1,2],都有(ax+1)2≤4成立,
∴
解得:a∈[-,
].
故答案为:[-,
].
已知函数f(x)的定义域为R,且对于一切实数x满足f(x+2)=f(2-x),f(x+7)=f(7-x)
(1)若f(5)=9,求:f(-5);
(2)已知x∈[2,7]时,f(x)=(x-2)2,求当x∈[16,20]时,函数g(x)=2x-f(x)的表达式,并求出g(x)的最大值和最小值;
(3)若f(x)=0的一根是0,记f(x)=0在区间[-1000,1000]上的根数为N,求N的最小值.
正确答案
解(1)由f(x+2)=f(2-x)及f(x+7)=f(7-x)得:f(x)的图象关于直线x=2,x=7对称.
∴f(x)=f[(x-2)+2]
=f[2-(x-2)]=f(4-x)
=f[7-(3+x)]=f(7+(3+x))
=f(x+10)
∴f(x)是以10为周期的周期函数.
∴f(-5)=f(-5+10)=f(5)=9
(2)当x∈[16,17],x-10∈[6,7]
∴f(x)=f(x-10)=(x-10-2)2=(x-12)2
当x∈(17,20],x-20∈(-3,0],4-(x-20)∈[4,7)
∴f(x)=f(x-20)=f[4-(x-20)]
=f(24-x)=(x-22)2
∴g(x)=
∵x∈[16,17]时,g(x)最大值为16,最小值为9;x∈(17,20],g(x)>g(17)=9,g(x)≤g(20)=36
∴g(x)的最大值为36,最小值为9.
(3)由f(0)=0,及f(0)=f(4)=0,知f(0)在[0,10)上至少有两个解.
而在[-1000,1000)上有200个周期,至少有400个解.又f(1000)=0
所以最少有401个解.且这401个解的和为-200.
判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=|x+1|-|x-1|;
(2)f(x)=(x-1)•;
(3)f(x)=;
(4)f(x)=
正确答案
(1)函数的定义域x∈(-∞,+∞),对称于原点.
∵f(-x)=|-x+1|-|-x-1|=|x-1|-|x+1|=-(|x+1|-|x-1|)=-f(x),
∴f(x)=|x+1|-|x-1|是奇函数.
(2)先确定函数的定义域.由≥0,得-1≤x<1,其定义域不对称于原点,所以f(x)既不是奇函数也不是偶函数.
(3)去掉绝对值符号,根据定义判断.
由得
故f(x)的定义域为[-1,0)∪(0,1],关于原点对称,且有x+2>0.从而有f(x)==
,这时有f(-x)=
=-
=-f(x),故f(x)为奇函数.
(4)∵函数f(x)的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),并且当x>0时,有-x<0,
∴f(-x)=(-x)[1-(-x)]=-x(1+x)=-f(x)(x>0).
当x<0时,-x>0,∴f(-x)=-x(1-x)=-f(x)(x<0).
故函数f(x)为奇函数.
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