- 分段函数模型的应用
- 共567题
已知函数f(x)=,若f(4)>1,则实数a的取值范围是______.
正确答案
解析
解:由分段函数的表达式可知,f(4)=f()=f(-2)=-2(3a-1)+4a=2-2a,
若f(4)>1,则2-2a>1,
即2a<1,解得,
故答案为:
函数f(x)=
(1)在x<a时,f(x)<1恒成立,求a的取值范围;
(2)若a>-4,求函数f(x)的最小值.
正确答案
解:(1)因为x<a时,f(x)=4x-4•2x-a,所以令2x=t,则有0<t<2a,
所以f(x)<1当x<a时恒成立,可转化为t2-4•<1,
即>t-
在t∈(0,2a)上恒成立,
令g(t)=t-,t∈(0,2a),则g′(t)=1+
>0,
所以g(t)=t-在(0,2a)上单调递增,
所以g(t)<g(2a)=2a-,所以有:
≥2a-
.
所以≥2a,所以(2a)2≤5,所以2a≤
,
所以a≤log2;
(2)当x≥a时,f(x)=x2-ax+1,即f(x)=(x-)2+1-
,
①当≤a,即a≥0时,此时对称轴在区间左侧,开口向上,
所以f(x)在[a,+∞)单调递增,
所以f(x)min=f(a)=1;
②当>a,即-4<a<0时,此时对称轴在区间内,开口向上,
所以f(x)在[a,)单调递减,在(
,+∞)单调递增,
所以f(x)min=f()=1-
.
所以由①②可得:当x≥a时有:f(x)min=.
当x<a时,f(x)=4x-4•2x-a,令2x=t,t∈(0,2a),
则h(t)=t2-t=(t-
)2-
,
③当0<<2a,即22a>2,即a>
时,h(t)在(0,
)单调递减,
在( ,2a)上单调递增,h(t)min=h(
)=-
;
④当 ≥2a,即22a≤2,即-4<a≤
时,h(t)在(0,2a)单调递减,
h(t)∈(h(2a),h(0))=(4a-4,0)
所以,此时,h(t)在(0,2a)上无最小值;
所以由③④可得当x<a时有:当a>时,f(x)min=h(t)min=-
;
当a≤时,无最小值.
所以,由①②③④可得:
当a>时,因为-
<1,所以函数f(x)min=-
;
当0≤a≤时,因为4a-4<0<1,函数f(x)无最小值;
当-4<a<0时,4a-4<-3≤1-,函数f(x)无最小值.
综上所述,当a>时,函数f(x)有最小值为-
;
当-4<a≤时,函数f(x)无最小值.
解析
解:(1)因为x<a时,f(x)=4x-4•2x-a,所以令2x=t,则有0<t<2a,
所以f(x)<1当x<a时恒成立,可转化为t2-4•<1,
即>t-
在t∈(0,2a)上恒成立,
令g(t)=t-,t∈(0,2a),则g′(t)=1+
>0,
所以g(t)=t-在(0,2a)上单调递增,
所以g(t)<g(2a)=2a-,所以有:
≥2a-
.
所以≥2a,所以(2a)2≤5,所以2a≤
,
所以a≤log2;
(2)当x≥a时,f(x)=x2-ax+1,即f(x)=(x-)2+1-
,
①当≤a,即a≥0时,此时对称轴在区间左侧,开口向上,
所以f(x)在[a,+∞)单调递增,
所以f(x)min=f(a)=1;
②当>a,即-4<a<0时,此时对称轴在区间内,开口向上,
所以f(x)在[a,)单调递减,在(
,+∞)单调递增,
所以f(x)min=f()=1-
.
所以由①②可得:当x≥a时有:f(x)min=.
当x<a时,f(x)=4x-4•2x-a,令2x=t,t∈(0,2a),
则h(t)=t2-t=(t-
)2-
,
③当0<<2a,即22a>2,即a>
时,h(t)在(0,
)单调递减,
在( ,2a)上单调递增,h(t)min=h(
)=-
;
④当 ≥2a,即22a≤2,即-4<a≤
时,h(t)在(0,2a)单调递减,
h(t)∈(h(2a),h(0))=(4a-4,0)
所以,此时,h(t)在(0,2a)上无最小值;
所以由③④可得当x<a时有:当a>时,f(x)min=h(t)min=-
;
当a≤时,无最小值.
所以,由①②③④可得:
当a>时,因为-
<1,所以函数f(x)min=-
;
当0≤a≤时,因为4a-4<0<1,函数f(x)无最小值;
当-4<a<0时,4a-4<-3≤1-,函数f(x)无最小值.
综上所述,当a>时,函数f(x)有最小值为-
;
当-4<a≤时,函数f(x)无最小值.
已知函数f(x)=,那么f(1)+f(2)+f(-2)+f(3)+f(-3)+f(4)+f(-4)=______.
正确答案
3
解析
解:∵f(x)=,
∴f(1)=0,f(2)+f(-2)=+
=1,
同理,f(3)+f(-3)=f(4)+f(-4)=1,
∴f(1)+f(2)+f(-2)+f(3)+f(-3)+f(4)+f(-4)=3
故答案为:3.
(2015秋•湖南月考)设函数f(x)=,则满足不等式f(a)<
的实数a的取值范围为( )
正确答案
解析
解:分段函数解不等式,直接分段讨论求解,
①当a≤0时,f(a)=2a<=2-1,
根据指数函数y=2x的单调性,解得a<-1,
即a∈(-∞,-1);
②当a>0时,f(a)=|log2a|<,
即-<log2a<
,
解得a∈(,
),
综合以上讨论得,a∈(-∞,-1)∪(,
),
故答案为:D.
设函数,其中[x]表示不超过x的最大整数.若方程f(x)=ax有三个不同的实数根,则实数a的取值范围是______.
正确答案
(-1,-]∪[
,
)
解析
解:当-2≤x<-1时,[x]=-2,此时f(x)=x-[x]=x+2.
当-1≤x<0时,[x]=-1,此时f(x)=x-[x]=x+1.
当0≤x<1时,-1≤x-1<0,此时f(x)=f(x-1)=x-1+1=x.
当1≤x<2时,0≤x-1<1,此时f(x)=f(x-1)=x-1.
当2≤x<3时,1≤x-1<2,此时f(x)=f(x-1)=x-1-1=x-2.
当3≤x<4时,2≤x-1<3,此时f(x)=f(x-1)=x-1-2=x-3.
设g(x)=ax,则g(x)过定点(0,0),
坐标系中作出函数y=f(x)和g(x)的图象如图:
当g(x)经过点A(-2,1),D(4,1)时有3个不同的交点,当经过点B(-1,1),C(3,1)时,有2个不同的交点,
则OA的斜率k=,OB的斜率k=-1,OC的斜率k=
,OD的斜率k=
,
故满足条件的斜率k的取值范围是或
,
故答案为:(-1,-]∪[
,
)
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