- 函数的周期性
- 共6029题
设函数f(x)=1-e-x,函数g(x)=(其中a∈R,e是自然对数的底数).
(Ⅰ)当a=0时,求函数h(x)=f'(x)•g(x)的极值;
(Ⅱ)若f(x)≤g(x)在[0,+∞)上恒成立,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)设n∈N*,求证:e2n-nk=14k+1≤n!≤en(n-1)2(其中e是自然对数的底数).
正确答案
(Ⅰ)∵f(x)=1-e-x,∴f′(x)=-e-x•(-1)=e-x,
函数h(x)=f′(x)•g(x)=xe-x,
∴h′(x)=(1-x)•e-x,当x<1时,h′(x)>0;当x>1时,h′(x)<0,
故该函数在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.
∴函数h(x)在x=1处取得极大值h(1)=.(4分)
(Ⅱ)由题1-e-x≤在[0,+∞)上恒成立,
∵x≥0,1-e-x∈[0,1),∴≥0,
若x=0,则a∈R,若x>0,则a>-恒成立,则a≥0.
不等式1-e-x≤恒成立等价于(ax+1)(1-e-x)-x≤0在[0,+∞)上恒成立,(6分)
令μ(x)=(ax+1)(1-e-x),则μ′(x)=a(1-e-x)+(ax+1)e-x-1,
又令v(x)=a(1-e-x)+(ax+1)e-x-1,
则v′(x)=e-x(2a-ax-1),∵x≥0,a≥0.
①当a=0时,v′(x)=-e-x<0,
则v(x)在[0,+∞)上单调递减,∴v(x)=μ′(x)≤v(0)=0,
∴μ(x)在[0,+∞)上单减,∴μ(x)≤μ(0)=0,
即f(x)≤g(x)在[0,+∞)上恒成立;(7分)
②当a≥0时,v′(x)=-a•e-x(x-).
ⅰ)若2a-1≤0,即0<a≤时,v′(x)≤0,则v(x)在[0,+∞)上单调递减,
∴v(x)=μ′(x)≤v(0)=0,
∴μ(x)在[0,+∞)上单调递减,
∴μ(x)≤μ(0)=0,
此时f(x)≤g(x)在[0,+∞)上恒成立;(8分)
ⅱ)若2a-1>0,即a>时,若0<x<
时,
v′(x)>0,则v(x)在(0,)上单调递增,
∴v(x)=μ′(x)>v(0)=0,∴μ(x)在(0,)上也单调递增,
∴μ(x)>μ(0)=0,即f(x)>g(x),不满足条件.(9分)
综上,不等式f(x)≤g(x)在[0,+∞)上恒成立时,实数a的取值范围是[0,].(10分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当a=时,则1-e-x≤
,
∴e-x≥,
当x∈[0,2)时,e-x≥,∴x≤ln
,
令=n,则x=
=2-
,
∴lnn≥2-(n∈N*),∴
lnk≥2n-
,
∴ln(n!)≥2n-,(12分)
又由(Ⅰ)得h(x)≤h(1),即xe-x≤,当x>0时,ln(xe-x)≤ln
=-1,∴lnx≤x-1,
ln(n!)=ln2+ln3+…+lnn≤1+2+…+(n-1)=,
综上得2n-≤ln(n!)≤
,
即e2n-nk=14k+1≤n!≤en(n-1)2.(14分)
已知数列{an}的前n项为和Sn,点(n,)在直线y=
x+
上.数列{bn}满足bn+2-2bn+1+bn=0(n∈N*),且b3=11,前9项和为153.
(Ⅰ)求数列{an}、{bn}的通项公式;
(Ⅱ)设cn=,数列{cn}的前n和为Tn,求使不等式Tn>
对一切n∈N*都成立的最大正整数k的值.
正确答案
(Ⅰ)由题意,得=
n+
,即Sn=
n2+
n.
故当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(n2+
n)-[
(n-1)2+
(n-1)]=n+5.
注意到n=1时,a1=S1=6,而当n=1,n+5=6,
所以,an=n+5(n∈N*).
又bn+2-2bn+1+bn=0,即bn+2-bn+1=bn+1-bn(n∈N*),
所以{bn}为等差数列,于是=153.
而b3=11,故b7=23,d==3,
因此,bn=b3+3(n-3)=3n+2,即bn=3n+2(n∈N*).
(Ⅱ)cn==
==
(
-
).
所以,Tn=c1+c2+…+cn=[(1-
)+(
-
)+(
-
)++(
-
)]
=(1-
)=
.
由于Tn+1-Tn=-
=
>0,
因此Tn单调递增,故(Tn)min=.
令>
,得k<19,所以Kmax=18.
已知:函数f(x)=log2 .
(1)判断函数f(x)的奇偶性;
(2)证明函数f(x)有性质:f(x)+f(y)=f().
正确答案
(1)由>0得:-1<x<1,
由f(-x)=log2=log2(
) -1=-f(x)
故知f(x)为奇函数
(2)f(x)+f(y)=log2+log2
=log2
•
=log2
=log2=f(
)得证.
已知f(x)=ax2+x-a,a∈R.
(1)若不等式f(x)>(a-1)x2+(2a+1)x-3a-1对任意实数x∈[-1,1]恒成立,求实数a的取值范围;
(2)若a<0,解不等式f(x)>1.
正确答案
(1)原不等式等价于x2-2ax+2a+1>0对任意的实数x∈[-1,1]恒成立,
设g(x)=x2-2ax+2a+1=(x-a)2-a2+2a+1
①当a<-1时,gmin(x)=g(-1)=1+2a+2a+1>0,得a∈Φ;
②当-1≤a≤1时,gmin(x)=g(a)=-a2+2a+1>0,得-1-<a≤1;
③当a>1时,gmin(x)=g(1)=1-2a+2a+1>0,得a>1;
综上a>1-
(3)不等式f(x)>1即为ax2+x-a-1>0,即(x-1)(ax+a+1)>0
因为a<0,所以(x-1)(x+)<0,因为 1-(-
)=
所以当-<a<0时,1<-
,解集为{x|1<x<-
};
当a=-时,(x-1)2<0,解集为ϕ;
当a<-时,1>-
,解集为{x|-
<x<1}
已知函数f(x)是定义在(-∞,+∞)上的奇函数,且x>0时,f(x)=x(1+x).
(1)求f(-2)的值;
(2)当x<0时,求f(x)的解析式.
正确答案
(1)∵f(x)是定义在(-∞,+∞)上的奇函数,
∴f(-2)=-f(2)=-2(1+2)=-6-----------(3分)
(2)设x<0,则-x>0
∴f(-x)=-x(1-x)-----------(5分)
又∵f(-x)=-f(x),∴-f(x)=-x(1-x),
即f(x)=x(1-x)
∴当x<0时中,f(x)=x(1-x)-----------(8分)
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