- 幂函数的概念、解析式、定义域、值域
- 共682题
已知函数,其中m,a均为实数。
(1)求的极值;
(2)设,若对任意的
,
恒成立,求
的最小值;
(3)设,若对任意给定的
,在区间
上总存在
,使得
成立,求
的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1),令
,得x = 1。
列表如下:
∵g(1) = 1,∴y =的极大值为1,无极小值。
(2)当时,
,
。
∵在
恒成立,∴
在
上为增函数。
设,∵
> 0在
恒成立,
∴在
上为增函数。
设,则
等价于
,
即。
设,则u(x)在
为减函数。
∴在(3,4)上恒成立。
∴恒成立。
设,∵
=
,x[3,4],
∴,∴
< 0,
为减函数。
∴在[3,4]上的最大值为v(3) = 3
。
∴a≥3 ,∴
的最小值为3
。
(3)由(1)知在
上的值域为
。
∵,
,
当时,
在
为减函数,不合题意。
当时,
,由题意知
在
不单调,
所以,即
,①
此时在
上递减,在
上递增,
∴,即
,解得
,②
由①②,得。
∵,∴
成立。
下证存在,使得
≥1。
取,先证
,即证
,③
设,则
在
时恒成立。
∴在
时为增函数,∴
,∴③成立。
再证≥1。
∵,∴
时,命题成立。
综上所述,的取值范围为
。
知识点
第十八届省运会将于2014年9月在徐州市举办,为营造优美的环境,举办方决定在某“葫芦”形花坛中建喷泉,如图,该花坛的边界是两个半径为10米的圆弧围成,两圆心、
之间的距离为
米。
(1)如图甲,在花坛中建矩形喷泉,四个顶点,
,
,
均在圆弧上,
于点
,设
,求矩形的宽
为多少时,可使喷泉
的面积最大;
(2)如图乙,在花坛中间铺设一条宽为2米的观赏长廊以作休闲之用,则矩形喷泉变为两个全等的等腰三角形,其中,
米,若
,求喷泉的面积的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)在直角中,
,
,则
,
所以矩形的面积
,
令,
,
则,
令,得
,设
,且0
,
列表如下:
所以当,即
时,矩形
的面积最大,
(2)由(1)易得,喷泉的面积,
由知,
,所以函数
是单调增函数,
所以,
答:(1)矩形的宽(米)时,可使喷泉
的面积最大;
(2)喷泉的面积的取值范围是(单位:平方米)。
知识点
如图,矩形ABCD的三个顶点A、B、C分别在函数,
,
的图象上,且矩形的边分别平行于两坐标轴. 若点A的纵坐标为2,则点D的坐标为 .
正确答案
解析
由,得
,得A点的横坐标为
,故D点的横坐标为
;B点纵坐标与A点纵坐标相同也为2,由
得
,得B、C的横坐标为4,由
得C、D的纵坐标为
。
知识点
“活水围网”养鱼技术具有养殖密度高、经济效益好的特点,研究表明:“活水围网”养鱼时,某种鱼在一定的条件下,每尾鱼的平均生长速度(单位:千克/年)是养殖密度
(单位:尾/立方米)的函数,当
不超过4(尾/立方米)时,
的值为
(千克/年);当
时,
是
的一次函数;当
达到
(尾/立方米)时,因缺氧等原因,
的值为
(千克/年)。
(1)当时,求函数
的表达式;
(2)当养殖密度为多大时,鱼的年生长量(单位:千克/立方米)
可以达到最大,并求出最大值。
正确答案
(1)
(2)当养殖密度为10尾/立方米时,鱼的年生长量可以达到最大,最大值约为千克/立方米
解析
解析:(1)由题意:当时,
; …………………………2分
当时,设
,显然
在
是减函数,
由已知得,解得
…………………………4分
故函数
=
…………………………6分
(2)依题意并由(1)可得 ……8分
当时,
为增函数,故
; ……………10分
当时,
,
。 ……………………………12分
所以,当时,
的最大值为
。
当养殖密度为10尾/立方米时,鱼的年生长量可以达到最大,最大值约为千克/立方米。
……………………………14分
知识点
在综合实践活动中,因制作一个工艺品的需要,某小组设计了如图所示的一个门(该图为轴对称图形),其中矩形的三边
、
、
由长6分米的材料弯折而成,
边的长为
分米(
);曲线
拟从以下两种曲线中选择一种:曲线
是一段余弦曲线(在如图所示的平面直角坐标系中,其解析式为
),此时记门的最高点
到
边的距离为
;曲线
是一段抛物线,其焦点到准线的距离为
,此时记门的最高点
到
边的距离为
.
(1)试分别求出函数、
的表达式;
(2)要使得点到
边的距离最大,应选用哪一种曲线?此时,最大值是多少?
正确答案
见解析
解析
解:(1)对于曲线,因为曲线
的解析式为
,所以点D的坐标为
所以点到
的距离为
,而
,
则
对于曲线,因为抛物线的方程为
,即
,所以点D的坐标为
所以点到
的距离为
,而
,所以
(2)因为,所以
在
上单调递减,所以当
时,
取得最大值
为
又,而
,所以当
时,
取得最大值为
因为,所以
,
故选用曲线,当
时,点
到
边的距离最大,最大值为
分米
知识点
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