- 函数的周期性
- 共6029题
已知函数y=f(x)在定义域R上为减函数,且对任意x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y),且f(1)=1,
(1)证明:函数y=f(x)是奇函数.
(2)求不等式f(log2(x+2))+f(log2x)>3的解集.
正确答案
(1)证明:∵对任意的x、y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y),
令x=y=0得,f(0)=f(0)+f(0)=2f(0),∴f(0)=0
令y=-x得,f(x-x)=f(x)+f(-x)=f(0)=0,即f(-x)=-f(x)
∴函数f(x)为奇函数;
(2)∵f(x+y)=f(x)+f(y),且f(1)=1
∴f(3)=3
∴不等式f(log2(x+2))+f(log2x)>3等价于不等式f(log2(x+2))+f(log2x)>f(3)
∵函数y=f(x)在定义域R上为减函数,
∴log2(x+2)+log2x<3
∴,∴0<x<2
∴不等式的解集为(0,2).
函数f(x)=x2- (a+b)
+
,g(x)=ax2-b(a、b、x∈R),集合A={x|
x2-3
+
≤0},
(1)求集合A;
(2)如果b=0,对任意x∈A时,f(x)≥0恒成立,求实数a的范围;
(3)如果b>0,当“f(x)≥0对任意x∈A恒成立”与“g(x)≤0在x∈A内必有解”同时成立时,求a的最大值.
正确答案
(1)令=t≥1,则x2=t2-1,
f(x)≤0,即x2-3
+
≤0,即t2-6t+8≤0,(t-2)(t-4)≤0
∴2≤t≤4,所以2≤≤4,所以x∈[-
,-
]∪[
,
],
即A=[-,-
]∪[
,
];
(2)f(x)≥0恒成立也就是x2- a
+
≥0恒成立,
即x2+
≥ a
,
∵≥1,∴a≤
,
令=t,则t∈[2,4],则y=
=
(t+
),∴a≤y恒成立,∴a≤ymin,
由导数可知,当t=2时,ymin=
×2
=2
,
∴a≤2
(3)对任意x∈A,f(x)≥0恒成立,∴a+b≤=
,
由(2)可知a+b≤2 ①,
由g(x)=ax2-b≤0有解,ax2-b≤0有解,即a≤(
b
x2
)max,
∵b>0,∴a≤(
b
x2
)max=,
∴3a-b≤0 ②
①+②可得a≤
所以a的最大值为,此时b=
.
已知函数f(x)=2x-.
(1)若f(x)=2+,求x的值;
(2)判断f(x)的单调性,并证明;
(3)若2tf(2t)+mf(t)≥0对于任意实数t∈[1,2]恒成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)∵f(x)=2x-=2+
,∴22x -2•2x-3=0,解得 2x=3,或 2x=-1 (舍去),
故 x=log23.
(2)函数f(x)的定义域为R,任意取x2>x1,则 f(x2)-f(x1)=2x2--(2x1-
)=(2x2-2x1)(1+
).
由题设可得,(2x2-2x1)>0,(1+)>0,∴f(x2)-f(x1)>0,即 f(x2)>f(x1),
故函数f(x)在R上是增函数.
(3)当t∈[1,2],2tf(2t)+mf(t)≥0恒成立,即2t(22t-)+m(2t-
)≥0.
由于2t->0,∴2t(2t+
)+m≥0,故 m≥-(4t+1).
由于-(4t+1)的最大值为-5,故有m≥-5,即m的范围是[-5,+∞).
定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+1)=-f(x),且当x∈[-1,1]时,f(x)=x2.
(1)求证:2是函数f(x)的一个周期;
(2)求f(x)在区间[2k-1,2k+1],k∈Z上的函数解析式;
(3)是否存在整数k,使>0对任意x∈[2k-1,2k+1]恒成立?若存在,请求出k的取值范围;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)因为f(x+2)=f[(x+1)+1]=-f(x+1)=-[-f(x)]=f(x)
所以:2是函数f(x)的一个周期(2分)
(2)∵f(x)是以2为周期的函数,即f(x-2k)=f(x),k∈Z
设x∈[2k-1,2k+1],则x-2k∈[-1,1]∴f(x-2k)=(x-2k)2,
即f(x)=(x-2k)2,x∈[2k-1,2k+1](k∈Z)(6分)
(3)当x∈[2k-1,2k+1]时,>0⇔
>0
①当k≥1时,则2k-1≥1,∴x>0
∴原题等价于x2-2kx+4k2-9>0对任意x∈[2k-1,2k+1]恒成立.
设g(x)=x2-2kx+4k2-9
当k≥1时,对称轴x=k≤2k-1
则g(2k-1)=4k2-2k-8≥0,
解得k≥或k≤
∴整数k≥2(10分)
②当k≤-1时,则2k+1≤-1,∴x<0,
∴原题等价于x2-2kx+4k2-9<0对任意x∈[2k-1,2k+1]恒成立,
设g(x)=x2-2kx+4k2-9
当k≤-1时,对称轴x=k≥2k+1
则g(2k-1)=4k2-2k-8>0,
解得<k<
∴整数k=-1(14分)
③当k=0时,原命题等价于>0对任意x∈[-1,1]恒成立
当x=1时,则-8>0显然不成立∴k≠0(15分)
综上所述,所求k的取值范围是[2,+∞)∪-1.(16分)
已知函数f(x)=ax-a-x,(a>1,x∈R).
(Ⅰ) 判断并证明函数f(x)的奇偶性;
(Ⅱ)判断并证明函数f(x)的单调性;
(Ⅲ)若f(1-t)+f(1-t2)<0,求实数t的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)因为函数f(x)的定义域为R,又f(-x)=a-x-ax=-f(x)
所以f(x)是奇函数
(Ⅱ)函数f(x)为R上的增函数.
证明:在R上任取x1<x2,则f(x1)-f(x2)=ax1-a-x1-ax2+a-x2=(ax1-ax2)+(a-x2-a-x1)
=(ax1-ax2) ()
因为x1<x2,又a>1,所以ax1<ax2,ax1-ax2<0,>0
∴f(x1)-f(x2)<0
所以f(x1)<f(x2).
所以函数f(x)为R上的增函数
(Ⅲ)由f(1-t)+f(1-t2)<0,可得f(1-t)<-f(1-t2).
由函数f(x)是奇函数,可得f(1-t)<f(t2-1).
又函数f(x)为R上的增函数,所以1-t<t2-1,即t2+t-2>0.
解得 t<-2,或t>1
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