- 函数的应用
- 共9606题
已知函数f(x)=ax2+8x+b,g(x)=(a-1)x2+2(4-a)x.
(1)若h(x)=f(x)-g(x)在区间[1,2]内有两个不同的零点,求4a+5b的取值范围;
(2)若b=3,对于给定的负数a,有一个最大的正数l(a),使得在整个区间[0,l(a)]上,不等式|f(x)|≤5都成立,试求l(a)的解析式,并求l(a)的最大值.
正确答案
解:(1)h(x)=f(x)-g(x)
=ax2+8x+b-(a-1)x2-2(4-a)x
=x2+2ax+b,由题意可得h(x)=0在区间[1,2]内有两个不同的实数解,
则有,在直角坐标系中画出它们表示的平面区域,(由图中A,B,C构成的区域不包括边界),
将4a+5b=0平移,当经过点B(-2,4)时,4a+5b=12,
经过点C(-1,1)时,4a+5b=1,
则有4a+5b的取值范围是(1,12);
(2)f(x)=a(x+)2+3-
.
(1)当3->5,即-8<a<0时,
l(a)是方程ax2+8x+3=5的较小根,故l(a)=.
(2)当3-≤5,即a≤-8时,
l(a)是方程ax2+8x+3=-5的较大根,故l(a)=.
综合以上,l(a)=.
当a≤-8时,l(a)==
≤
=
;
当-8<a<0时,l(a)==
<
<
.
所以a=-8时,l(a)取得最大值.
解析
解:(1)h(x)=f(x)-g(x)
=ax2+8x+b-(a-1)x2-2(4-a)x
=x2+2ax+b,由题意可得h(x)=0在区间[1,2]内有两个不同的实数解,
则有,在直角坐标系中画出它们表示的平面区域,(由图中A,B,C构成的区域不包括边界),
将4a+5b=0平移,当经过点B(-2,4)时,4a+5b=12,
经过点C(-1,1)时,4a+5b=1,
则有4a+5b的取值范围是(1,12);
(2)f(x)=a(x+)2+3-
.
(1)当3->5,即-8<a<0时,
l(a)是方程ax2+8x+3=5的较小根,故l(a)=.
(2)当3-≤5,即a≤-8时,
l(a)是方程ax2+8x+3=-5的较大根,故l(a)=.
综合以上,l(a)=.
当a≤-8时,l(a)==
≤
=
;
当-8<a<0时,l(a)==
<
<
.
所以a=-8时,l(a)取得最大值.
函数f(x)=lnx-7+2x的零点所在区间是______.
正确答案
(2,3)
解析
解:∵函数f(x)=lnx-7+2x,x∈(0,+∞)单调递增
f(1)=0-7+2=-5,
f(2)=ln2-3<0
f(3)=ln3-1>0
∴根据函数零点的存在性定理得出:
零点所在区间是(2,3)
故答案为:(2,3)
(2015秋•南通期中)已知函数,若函数y=f(f(x)-a)有四个零点,则实数a的所有可能取值构成的集合是______.
正确答案
(1,1+)
解析
解:知函数
,函数性质分段讨论如下:
①当x>0时,f(x)=x2-2x=(x-1)2-1,最小值为-1,
②当x≤0时,令f‘(x)=(x+1)ex=0,解得x=-1,
所以,x∈(-∞,-1)函数递减,(-1,0)函数递增,
且f(0)=,x→-∞时,f(x)→
,
综合以上分析,作出函数图象,如右图.
由图可知,函数y=f(x)有两个零点,x=-1和x=2,----(*)
再考察函数y=f[f(x)-a]的零点,
由(*)可知,f(x)-a=-1或f(x)-a=2,
即f(x)=a-1或f(x)=a+2,根据题意,这两个方程共有四个根,
结合函数图象,a-1∈(0,),解得,a∈(1,1+
),
故填:(1,1+).
已知函数f(x)=sinx+2|sinx|-k,x∈[0,2π]有且仅有两个零点,则k的取值范围是______.
正确答案
(1,3)
解析
解:∵函数f(x)=sinx+2|sinx|-k,x∈[0,2π]有且仅有两个零点,
则k=sinx+2|sinx|,x∈[0,2π];
作函数y=sinx+2|sinx|,x∈[0,2π]的图象如下;
则由图象可知,1<k<3;
故答案为:(1,3).
(2015秋•潍坊期中)已知定义域为R的奇函数满足f(x+4)=f(x),且x∈(0,2)时,f(x)=ln(x2+a),a>0,若函数f(x)在区间[-4,4]上有9个零点,则实数a的取值范围为______.
正确答案
(0,1)
解析
解:因为f(x+4)=f(x),所以f(x)是以4为周期的函数,
且f(x)为奇函数,所以f(0)=0,因此f(4)=f(0)=0,
再令x=-2代入f(x+4)=f(x)得,f(-2)=f(2)=-f(2),
所以,f(-2)=f(2)=0,
因此,要使f(x)=0在[-4,4]上有9个零点,
则f(x)在(0,4]上必有4个零点,且已有零点x=2,x=4,
所以,当x∈(0,2)时,f(x)必有唯一零点,
(依据:若在(0,2)有唯一零点,则(-2,0)有唯一零点,则(2,4)有唯一零点)
即令f(x)=ln(x2+a)=0,分离a得,a=1-x2,x∈(0,2),
解得a∈(-3,1),且a>0,所以,a∈(0,1),
故答案为:(0,1).
设函数f(x)=2x-4,则f(x)的零点是______.
正确答案
2
解析
解:∵函数f(x)=2x-4=0
∴2x=4,
∴x=2,
故答案为:2.
已知x0是函数f(x)=()x-
的一个零点,若x1∈(0,x0),x2∈(x0,+∞),则( )
正确答案
解析
解:∵x0是f(x)=()x-
的一个零点,
∴f(x0)=0
∵f(x)=()x-
是单调递减函数,且x1∈(0,x0),x2∈(x0,+∞),
∴f(x1)>f(x0)=0>f(x2),
故选B.
设函数f(x)=4sinx-x,则在下列区间中函数f(x)存在零点的是( )
正确答案
解析
解:因为函数f(x)=4sinx-x,
所以f(-3)=-4sin3+3>0,f(-2)=-4sin2+2<0,
所以f(-3)•f(-2)<0.
所以区间[-3,-2]存在函数f(x)的零点.
故选B.
若函数f(x)=ln(x+1)-的零点在区间(k,k+1)(k∈z)上,则k的值为( )
正确答案
解析
解:∵f(1)=ln2-2<0,f(2)=ln3-1>0,
∴f(1)f(2)<0
∴函数的零点在(1,2)之间,
∵函数f(x)=ln(x+1)-的零点在区间(k,k+1)(k∈z)上,
∴k=1,
又y=ln(x+1)与y=在(-1,0)有交点,∴k=-1
∴k的值为-1或1.
故选D.
定义函数f(x)=m*x,其中
(1)若,函数y=f(x)-a在区间[1,2]内存在零点,则实数a的取值范围是______;
(2)设,则M,N的大小关系是______.
正确答案
[,1]
M≥N
解析
解:(1)因为,
令函数y=f(x)-a=0,
得到f(x)=a,
∵x∈[1,2],
∴f(x)∈[,1],
∴a∈[,1].
(2)∵,
当a,b<0时,
M=N,
当a,b>0时,
M>N,
故M≥N.
故答案为:(1)[,1];(2)M≥N.
函数f(x)=2alog2x+a•4x+3在区间(,1)上有零点,则实数a的取值范围是( )
正确答案
解析
解:若a=0,则f(x)=3,没有零点,∴a=0不成立,
若a<0,则函数f(x)=2alog2x+a•4x+3在区间(,1)上单调递减,
若a>0,则函数f(x)=2alog2x+a•4x+3在区间(,1)上单调递增,
即函数f(x)=2alog2x+a•4x+3在区间(,1)上是单调函数,
若在区间(,1)上有零点,
则f()f(1)<0,
即(2alog2+2a+3)(4a+3)<0,
即3(4a+3)<0,则a<-,
故选:D
已知函数f(x)对于一切实数x,y都有f(x+y)-f(y)=x(x+2y+1)成立,且f(1)=0
(I)求f(0)的值;
(II)求f(x)的解析式;
(III)设函数g(x)=f(x)+(a-3)x+a,如果函数y=g(x)在区间(-1,1)上有零点,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(I)∵f(x+y)-f(y)=x(x+2y+1)成立,且f(1)=0,
令x=1,y=0可得f(1)-f(0)=1×(1+0+1),
即 0-f(0)=2,解得f(0)=-2.
(II)令y=-x,可得 f(0)-f(-x)=x(1-x),即 f(-x)=x2-x-2,∴f(x)=x2+x-2.
(III)若函数g(x)=f(x)+(a-3)x+a=x2+(a-2)x+a-2在区间(-1,1)上有唯一零点,
则有g(-1)g(1)=(-2+3)[0+(a-3+a)]<0,解得 a<.
若g(x)在区间(-1,1)上有两个零点,则,求得
<a≤2.
综上可得,实数a的取值范围为(-∞,)∪(
,2].
解析
解:(I)∵f(x+y)-f(y)=x(x+2y+1)成立,且f(1)=0,
令x=1,y=0可得f(1)-f(0)=1×(1+0+1),
即 0-f(0)=2,解得f(0)=-2.
(II)令y=-x,可得 f(0)-f(-x)=x(1-x),即 f(-x)=x2-x-2,∴f(x)=x2+x-2.
(III)若函数g(x)=f(x)+(a-3)x+a=x2+(a-2)x+a-2在区间(-1,1)上有唯一零点,
则有g(-1)g(1)=(-2+3)[0+(a-3+a)]<0,解得 a<.
若g(x)在区间(-1,1)上有两个零点,则,求得
<a≤2.
综上可得,实数a的取值范围为(-∞,)∪(
,2].
若定义在R上的函数满足f(-x)=f(x),f(4-x)=f(x),且当x∈[0,2]时,f(x)=,则函数H(x)=|xex|-f(x)在区间[-6,2]上的零点个数为( )
正确答案
解析
解:定义在R上的函数f(x)满足f(-x)=f(x),f(2-x)=f(x),
∴函数是偶函数,关于x=1对称,
∵函数f(x)=xex的定义域为R,
f′(x)=(xex)′=x′ex+x(ex)′=ex+xex
令f′(x)=ex+xex=ex(1+x)=0,解得:x=-1.
列表:
由表可知函数f(x)=xex的单调递减区间为(-∞,-1),单调递增区间为(-1,+∞).
当x=-1时,函数f(x)=xex的极小值为f(-1)=-.
y=|xex|,在x=-1时取得极大值:,x∈(0,+∞)是增函数,
x<0时有3个交点,x>0时有1个交点
共有4个交点.
故选:B.
已知函数f(x)满足f(x+2)=f(x),当-1<x≤0时f(x)=e-x;当0<x≤1时,f(x)=4x2-4x+1.
(Ⅰ)求函数f(x)在(-1,1)上的单调区间;
(Ⅱ)若g(x)=f(x)-kx(k>0),求函数g(x)在[0,3]上的零点个数.
正确答案
解:(Ⅰ)∵-1<x≤0时,函数f(x)=e-x是单调递减的,
0<x≤1时,函数f(x)=4x2-4x+1的图象的对称轴是x=,开口向上.
∴在(0,)递减,在[
,1)递增.
又∵当f(0)=e-0=1=4×02-4×0+1.
综上可得:
函数的单调递减区间为(-1,],递增区间为[
,1].
(Ⅱ)∵f(x+2)=f(x),
∴函数f(x)是以2为周期的函数,
令g(x)=0,
∴f(x)=kx,
令h(x)=kx,
画出f(x),h(x)的图象,
如图示:
,
结合图象:
①k≥e时,g(x)有1个零点,
②1<k<e时,g(x)有2个零点,
③<k≤1时,g(x)有3个零点,
④0<k≤时,g(x)有4个零点.
解析
解:(Ⅰ)∵-1<x≤0时,函数f(x)=e-x是单调递减的,
0<x≤1时,函数f(x)=4x2-4x+1的图象的对称轴是x=,开口向上.
∴在(0,)递减,在[
,1)递增.
又∵当f(0)=e-0=1=4×02-4×0+1.
综上可得:
函数的单调递减区间为(-1,],递增区间为[
,1].
(Ⅱ)∵f(x+2)=f(x),
∴函数f(x)是以2为周期的函数,
令g(x)=0,
∴f(x)=kx,
令h(x)=kx,
画出f(x),h(x)的图象,
如图示:
,
结合图象:
①k≥e时,g(x)有1个零点,
②1<k<e时,g(x)有2个零点,
③<k≤1时,g(x)有3个零点,
④0<k≤时,g(x)有4个零点.
函数f(x)=lgx-的零点所在的区间是( )
正确答案
解析
解:函数f(x)=lgx-在定义域上连续,
f(2)=lg2-=lg2-lg
<0,
f(3)=lg3-lg>0;
故f(2)f(3)<0;
从而可知,
函数f(x)=lgx-的零点所在的区间是(2,3);
故选C.
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