- 函数的周期性
- 共6029题
已知奇函数f(x)的定义域为实数集,且f(x)在[0,+∞)上是增函数,当0≤θ≤时,是否存在这样的实数m,使f(4m-2mcosθ)-f(2sin2θ+2)>f(0)对所有的θ∈[0,
]均成立?若存在,求出所有适合条件的实数m;若不存在,说明理由.
正确答案
由题意,函数f(x)的定义域为实数集
∴f(x)在(-∞,+∞)上连续
∵函数f(x)为奇函数,在[0,+∞)上是增函数,
故f(x)在(-∞,+∞)上为增函数
由f(0)=-f(-0),得f(0)=0
f(4m-2mcosθ)-f(2sin2θ+2)>f(0)=0
移向变形得f(4m-2mcosθ)>f(2sin2θ+2)
∴由f(x)(-∞,+∞)上连续且为增函数,得
4m-2mcosθ>2sin2θ+2
∴2cos2θ-4-2mcosθ+4m>0
cos2θ-mcosθ+(2m-2)>0
根据题意,0≤θ≤时,0≤cosθ≤1
方法(1)
令t=cosθ∈[0,1]
则问题等价于t∈[0,1]时,t2-mt+(2m-2)>0恒成立,求m的取值范围
令f(t)=t2-mt+(2m-2),此函数对应的抛物线开口向上,对称轴t=,
分类讨论:
①当此抛物线对称轴t=在区间[0,1]内时,m∈[0,2],
函数最小值(2m-2)->0即可,此时m2-8m+8<0,
∴4-2<m≤2
②当对称轴在(-∞,0)时,m<0,
只要f(0)>0即可,此时2m-2>0,推出m>1,与m<0矛盾,此情况不成立,舍去
③当对称轴在(1,+∞)时,m>2,
只要f(1)>0即可,此时1-m+2m-2=m-1>0,推出m>1,
∴m>2
综上所述,m的取值范围是(4-2,+∞)
方法(2):参数分离法
由cos2θ-mcosθ+(2m-2)>0,得cos2θ-2+m(2-cosθ)>0,即m(2-cosθ)>2-cos2θ
因为0≤cosθ≤1,所以m>=
.
因为=
=
=cosθ-2+
+4,
因为0≤cosθ≤1,所以cosθ-2<0,
所以原式=-[(2-cosθ)+]+4≤-2
+4=4-2
,
当且仅当2-cosθ=,即(2-cosθ)2=2,2-cosθ=
,cosθ=2-
时取等号.
所以的最大值为4-2
,所以m>4-2
.
所以m的取值范围是(4-2,+∞).
设a为实数,函数f(x)=x|x-a|,其中x∈R.
(1)判断函数f(x)的奇偶性,并加以证明;
(2)写出函数f(x)的单调区间.
正确答案
(1)当a=0时,f(x)=x|x|,所以f(x)为奇函数…(1分)
因为定义域为R关于原点对称,且f(-x)=-x|-x|=-f(x),所以f(x)为奇函数.…(3分)
当a≠0时,f(x)=x|x-a|为非奇非偶函数,…(4分)
f(a)=0,f(-a)=-a|2a|,所以f(-a)≠f(a),f(-a)≠-f(a)
所以f(x)是非奇非偶函数.…(6分)
(2)当a=0时,f(x)=,f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞);…(8分)
当a>0时,f(x)=
f(x)的单调递增区间为(-∞,)和(a,+∞);…(10分)
f(x)的单调递减区间为(,a);…(12分)
当a<0时,f(x)=
f(x)的单调递增区间为(-∞,a)和(,+∞);…(14分)
f(x)的单调递减区间为(a,)…(16分)
己知函数f(x)的定义域关于原点对称,且满足以下三条件:
①当x1,x2是定义域中的数时,有f(x1-x2)=;
②f(a)=-1(a>0,a是定义域中的一个数);
③当0<x<2a时,f(x)<0.
(1)试证明函数f(x)是奇函数.
(2)试证明f(x)在(0,4a)上是增函数.
正确答案
(1)∵f(x)的定义域关于原点对称,x1,x2是定义域中的数时,
有f(x1-x2)=;
且x1-x2,-(x1-x2)在定义域中,
∴f[-(x1-x2)]=f(x2-x1)==-
=-f(x1-x2);
∴f[-(x1-x2)]=-f(x1-x2)
⇒f(-x)=-f(x)
∴f(x)是奇函数.
(2)设0<x1<x2<2a,则0<x2-x1<2a,
∵在(0,2a)上,f(x)<0,
∴f(x1),f(x2),f(x2-x1)均小于零,
进而知f(x2-x1)=中,f(x1)-f(x2)<0,
于是f(x1)<f(x2),
∴在(0,2a)上,f(x)是增函数.
又f(a)=f(2a-a)=,
∵f(a)=-1,∴-1=,
∴f(2a)=0,设2a<x<4a,则0<x-2a<2a,
f(x-2a)==
<0,于是f(x)>0,
即在(2a,4a)上,f(x)>0.
设2a<x1<x2<4a,则0<x2-x1<2a,
从而知f(x1),f(x2)均大于零,f(x2-x1)<0,
∵f(x2-x1)=,
∴f(x1)-f(x2)<0,即
f(x1)<f(x2),即f(x)在(2a,4a)上也是增函数.
综上所述,f(x)在(0,4a)上是增函数.
定义在(-1,1)上的函数f(x)满足:对任意m,n∈(-1,1),都有f(m)+f(n)=f(),且当x∈(-1,0)时,有f(x)>0
(1)试判断f(x)的奇偶性;
(2)判断f(x)的单调性,并证明之;
(3)求证f()+f(
)+…+f(
)>f(
).
正确答案
(1)令m=n=0得f(0)+f(0)=f(0)⇒f(0)=0
∴f(-m)+f(m)=f(0)=0⇒f(-m)=-f(m)
∴f(x)在(-1,1)上是奇函数.
(2)∵f(m)+f(n)=f(),
当-1<m<n<1时,<0,由条件知f(
)>0,
即f(m)-f(n)>0∴f(x)在(-1,1)上是减函数.
(3)证明:∵f()=f(
)=f[
]
=f()+f(
)=f(
)-f(
)
∴f()+f(
)+…+f(
)
=f()-f(
)+f(
)-f(
)+…+f(
)-f(
)
=f()-f(
)
∵0<<1
∴f()<0
∴f()-f(
)>f(
)
∴f()+f(
)+…+f(
)>f(
).
已知函数f(x)=log4(4x+1)-(k-1)x(x∈R)为偶函数.
(1)求常数k的值;
(2)当x取何值时函数f(x)的值最小?并求出f(x)的最小值;
(3)设g(x)=log4(a•2x-a)(a≠0),且函数f(x)与g(x)的图象有且只有一个公共点,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)∵f(x)为偶函数,
故log4(4-x+1)+(k-1)x=log4(4x+1)-(k-1)x对所有x∈R都成立,(2分)
即(2k-3)x=0对所有x∈R都成立,
∴k=.(4分)
(2)由(1)得f(x)=log4(4x+1)-,即f(x)=log4
.(2分)
log4(2x+)≥log42=
,
故当且仅当x=0时,(3分)
f(x)的最小值是.(5分)
(3)由方程log4(4x+1)-=log4(a•2x-
a)(*)
可变形为,由②得
或
,
令2x=t,则,或
由①得(a-1)(2x)2-a•2x-1=0,设h(t)=(a-1)t2-
at-1(2分)
∴当a>0时,(a-1)h()<0⇒a>1,(4分)
当a<0时,h(0)=-1<0,
∴h()>0⇒a不存在,
当△=(-a)2+4(a-1)=0时,a=
或a=-3,
若a=,则t=-2,不合题意,舍去,若a=-3,则t=
,满足题意,(5分)
∴当a=-3或a>1时,函数f(x)与g(x)的图象有且只有一个公共点.(7分)
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