- 函数的应用
- 共9606题
定义在R上的奇函数f(x)满足f(1-x)=f(x)且x∈[0,l]时,f(x)=.
(Ⅰ)求函数f(x)在[-l,l]上的解析式;
(II)当λ为何值时,关于x的方程f(x)=λ在[-2,2]上有实数解?
正确答案
(1)当-1<x<0时,0<-x<1,
∵x∈(0,1)时,f(x)=.
∴f(-x)==
又f(x)为奇函数,
∴当-1<x<0时,f(x)=-f(-x)=-
当x=0时,由f(-0)=-f(0)可得f(0)=0
又∵f(1-x)=f(x),
故f(1)=f(0)=0
f(-1)=-f(1)=0
综上,f(x)=
(2)∵f(1-x)=f(x),f(-x)=-f(x),
∴f(1+x)=f(-x)=-f(x)
∴f(2+x)=f[1+(1+x)]=-f(1+x)=f(x),
∴f(x)周期为2的周期函数,
∵方程f(x)=λ在[-2,2]上有实数解的λ的范围
即为求函数f(x)在[-2,2]上的值域
即为求函数f(x)在[-1,1]上的值域
当x∈(0,1)时f(x)=,
故f′(x)=ln2<0
即f(x)在(0,1)上为减函数,
∴x∈(0,1)时,=f(2)<f(x)<f(0)<
,
∴当x∈(0,1)时,f(x)∈(,
)
当x∈(-1,0)时,f(x)∈(-,-
)
当x∈{-1,0,1}时,f(x)=0
∴f(x)的值域为(-,-
)∪{0}∪(
,
)
∴λ(-,-
)∪{0}∪(
,
)时方程方程f(x)=λ在[-2,2]上有实数解
设函数f(x)=alnx,g(x)=x2.
(1)记h(x)=f(x)-g(x),若a=4,求h(x)的单调递增区间;
(2)记g'(x)为g(x)的导函数,若不等式f(x)+2g'(x)≤(a+3)x-g(x)在x∈[1,e]上有解,求实数a的取值范围;
(3)若在[1,e]上存在一点x0,使得f(x0)-f′(x0)>g′(x0)+成立,求a的取值范围.
正确答案
(1)当a=4时,可得f(x)=4lnx,此时h(x)=4lnx-x2,
由h′(x)=-x>0得-2<x<2,结合x>0,可得0<x<2.
所以h(x)的单调递增区间为(0,2).…(4分)
(2)不等式f(x)+2g′(x)≤(a+3)x-g(x),即为alnx+2x≤(a+3)x-x2,
化简得:a(x-lnx)≥x2-x,
由x∈[1,e]知x-lnx>0,因而a≥,设y=
,
由y′==
,
∵当x∈(1,e)时x-1>0,x+1-lnx>0,∴y′>0在x∈[1,e]时成立.
由不等式有解,可得知a≥ymin=-,即实数a的取值范围是[-
,+∞)…(10分)
(3)不等式f(x0)-f′(x0)>g′(x0)+等价于alnx0-
>x0+
,
整理得x0-alnx0+<0,设m(x)=x-alnx+
,
则由题意可知只需在[1,e]上存在一点x0,使得m(x0)<0.
对m(x)求导数,得m′(x)=1--
=
=
,
因为x>0,所以x+1>0,令x-1-a=0,得x=1+a.…(12分)
①若1+a≤1,即a≤0时,令m(1)=2+a<0,解得a<-2.
②若1<1+a≤e,即0<a≤e-1时,m(x)在1+a处取得最小值,
令m(1+a)=1+a-aln(1+a)+1<0,即1+a+1<aln(1+a),可得<ln(a+1)
考察式子<lnt,因为1<t≤e,可得左端大于1,而右端小于1,所以不等式不能成立
③当1+a>e,即a>e-1时,m(x)在[1,e]上单调递减,只需m(e)<0,得a>,
又因为e-1-=
<0,所以a>
.
综上所述,实数a的取值范围是(-∞,-2)∪(,+∞).…(16分)
已知函数f(x)=2sin(π-x)+2sin(
+x)
(1)若x∈[0,π],求f(x)的值域;
(2)若x0为函数y=f(x)的一个零点,求的值.
正确答案
f(x)=2sinx-2cosx=4sin(x-
),
令t=x-,则y=4sint,
∵x∈[0,π],∴t∈[-,
],
则由三角函数的图象知f(x)∈[-2,4];
(2)∵x0为函数y=f(x)的一个零点,
∴f(x0)=4sin(x0-)=2
sinx0-2cosx0=0,
∴tanx0=,
∴=
=
=
=2-
.
设函数f(x)=,
(1)作出f(x)的图象;
(2)求满足f(x)=的x的取值.
正确答案
(1)∵函数f(x)=,
故函数的图象如下图所示:
…(6分)
(2)当x<1时,由f(x)=2-x=得x=2,不符题意;…(9分)
当x≥1时,由f(x)=log4x=得x=
,符合题意.
∴x=.…(12分)
已知方程()x=x13的解x∈(
,
),则正整数n=______.
正确答案
方程()x=x13的解即函数f(x)=(
)x-x13的零点
∵y=()x为定义域上的减函数,y=-x13为定义域上的减函数
∴函数f(x)为定义域R上的单调减函数
又∵f()=(
1
2
)13-(
1
3
)13>0,(考虑幂函数y=x13为R上的增函数)
f()=(
1
2
)12-(
1
2
)13<0,(考虑指数函数y=()x为R上的减函数)
即f()×f(
)<0
∴函数f(x)=()x-x13在区间(
,
)上有且只有一个零点
∴=
,即n=2
故答案为 n=2
若函数f(x)=x2+2x-a的一个零点是-3,则f(x)的另一个零点是______.
正确答案
函数f(x)=x2+2x-a的一个零点是-3,
∴(-3)2+2×(-3)-a=0,解得a=3,
∴f(x)=x2+2x-3,
令f(x)=0,可得x2+2x-3=0即(x+3)(x-1)=0解得x=1或-3,
∴f(x)的另一个零点是1,
故答案为1;
函数f(x)=1+x++
的零点的个数是______.
正确答案
∵f′(x)=1+x+x2=(x+)2+
>0,
∴函数f(x)在R上单调递增,
∵f(-2)=-<0,f(2)=
>0,
∴零点的个数为1个.
故答案为:1
已知向量=(sin(π-ωx),cosωx),
=(1,1)且f(x)=
•
的最小正周期为π
(Ⅰ)求ω的值;
(Ⅱ)若x∈(0,),解方程f(x)=1;
(Ⅲ)在△OAB中,A(x,2),B(-3,5),且∠AOB为锐角,求实数x的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)f(x)=sin(π-ωx)+cosωx=sinωx+cosωx=
sin(ωx+
)
--∴π=∴ω=2----(4分)
(Ⅱ)由f(x)=sin(2x+
)=1,得2x+
=
+2kπ或2x+
=
+2kπ,k∈Z----(6分)
又x∈(0,),∴x=
----(8分)
(Ⅲ)=(x,2),
=(-3,5)∵∠AOB为锐角,∴0<
•
=-3x+10----(10分)∴x<
又x=-
时
、
同向----(11分)∴x<
且x≠-
----(12分)
将曲线log2x+log2y=2沿x、y轴-分别向右平移两个单位,向上平移一个单位,此时直线x+y+a=0与此曲线仅有一个公共点,求实数a的值.
正确答案
曲线log2x+log2y=2沿x、y轴-分别向右平移两个单位,向上平移一个单位,得到的曲线方程为:
log2(x-2)+log2(y-1)=2,即,也就是(x-2)(y-1)=4 (x>2,y>1).
联立得:x2+(a-1)x-2a+2=0①.
因为直线x+y+a=0与此曲线仅有一个公共点,
所以△=(a-1)2-4(2-2a)=0,解得:a=-7或a=1.
当a=1时,由方程①得x=0,不满足x>2.
当a=-7时,由方程①得:x2-8x+16=0,x=4符合x>2.
所以a=-7.
已知函数f(x)=-x3+ax2+bx+c在(-∞,0)上是减函数,在(0,1)上是增函数,函数f(x)在R上有三个零点,且1是其中一个零点.
(1)求b的值;
(2)求f(2)的取值范围;
(3)试探究直线y=x-1与函数y=f(x)的图象交点个数的情况,并说明理由.
正确答案
(1)∵f(x)=-x3+ax2+bx+c,
∴f'(x)=-3x2+2ax+b.
∵f(x)在(-∞,0)上是减函数,在(0,1)上是增函数,
∴当x=0时,f(x)取到极小值,即f'(0)=0.∴b=0.
(2)由(1)知,f(x)=-x3+ax2+c,
∵1是函数f(x)的一个零点,即f(1)=0,∴c=1-a.
∵f'(x)=-3x2+2ax=0的两个根分别为x1=0,x2=.
∵f(x)在(0,1)上是增函数,且函数f(x)在R上有三个零点,
∴x2=>1,即a>
.
∴f(2)=-8+4a+(1-a)=3a-7>-.
(3)由(2)知f(x)=-x3+ax2+1-a,且a>.
要讨论直线y=x-1与函数y=f(x)图象的交点个数情况,
即求方程组
解的个数情况:由-x3+ax2+1-a=x-1,得(x3-1)-a(x2-1)+(x-1)=0.
即(x-1)(x2+x+1)-a(x-1)(x+1)+(x-1)=0.
即(x-1)[x2+(1-a)x+(2-a)]=0.∴x=1或x2+(1-a)x+(2-a)=0.
由方程x2+(1-a)x+(2-a)=0,(*)
得△=(1-a)2-4(2-a)=a2+2a-7.∵a>,
若△<0,即a2+2a-7<0,解得<a<2
-1.此时方程(*)无实数解.
若△=0,即a2+2a-7=0,解得a=2-1.此时方程(*)有一个实数解x=
-1.
若△>0,即a2+2a-7>0,解得a>2-1.
此时方程(*)有两个实数解,分别为
x1=,x2=
.
且当a=2时,x1=0,x2=1.
综上所述,当<a<2
-1时,直线y=x-1与函数y=f(x)的图象有一个交点.
当a=2-1或a=2时,直线y=x-1与函数y=f(x)的图象有二个交点.
当a>2-1且a≠2时,直线y=x-1与函数y=f(x)的图象有三个交点.
设p是给定的奇质数,正整数k使得也是一个正整数,则k=____________。
正确答案
设,从而
是平方数,设为
。(负值舍去)
已知函数f(x)=lnx,g(x)=(m+1)x2-x(m≠-1).
(I)若函数y=f(x)与y=g(x)的图象在公共点P处有相同的切线,求实数m的值和P的坐标;
(II)若函数y=f(x)与y=g(x)的图象有两个不同的交点M、N,求实数m的取值范围;
(III)在(II)的条件下,过线段MN的中点作x轴的垂线分别与f(x)的图象和g(x)的图象交于S、T点,以S点为切点
作f(x)的切线l1,以T为切点作g(x)的切线l2,是否存在实数m,使得l1∥l2?如果存在,求出m的值;如果不存在,请说明理由.
正确答案
(I)设函数y=f(x)与y=g(x)图象的公共点为P(x0,y0),
则有lnx0=(m+1)x02-x0①,
又在点P处有共同的切线,
∴f′(x0)=g′(x0)⇒=2(m+1)x0-1⇒m=
-1,②
②代入①,得lnx0=-
x0.
设h(x)=lnx-+
x⇒h′(x)=
+
>0(x>0).
所以,函数h(x)最多只有1个零点,
观察得x0=1是零点,故m=0.
此时,点P(1,0);
(II)根据(I)知,当m=0时,两条曲线切于点P(1,0),
此时,变化的y=g(x)的图象的对称轴是x=,
而y=f(x)是固定不变的,如果继续让对称轴向右移动,
即x=>
,解得-1<m<0.两条曲线有两个不同的交点,
当m<-1时,开口向下,只有一个交点,显然不合题意,
所以,有-1<m<0;
(III)假设存在这样的m,不妨设M(x1,y1),N(x2,y2),且x1>x2,
则MN中点的坐标为(,
).
以S为切线的切线l1的斜率ks=f′()=
,
以T为切点的切线l2的斜率kT=g′()=(m+1)(x1+x2)-1.
如果存在m,使得ks=kT,
即=(m+1)(x1+x2)-1.③
而且有lnx1=(m+1)x12-x1和lnx2=(m+1)x22-x2.
如果将③的两边同乘以x1-x2,得
④=(m+1)(
-
)-(x1-x2),
即=[(m+1)
-x1]-[(m+1)
-x2]=lnx1-lnx2=ln
,
也就是ln=
.
设μ=>1,则有lnμ=
(μ>1).
令h(μ)=lnμ-(μ>1),则h′(μ)=
-
=
.
∵μ>1,∴h'(μ)>0.
因此,h(μ)在[1,+∞]上单调递增,故h(μ)>h(1)=0.
∴lnμ>(μ>1)⑤
∴④与⑤矛盾.
所以,不存在实数m使得l1∥l2.
已知函数f(x)=,若函数g(x)=f(x)-m有3个零点,则实数m的取值范围是______.
正确答案
函数f(x)==
,
得到图象为:
又函数g(x)=f(x)-m有3个零点,
知f(x)=m有三个零点,
则实数m的取值范围是(0,1).
故答案为:(0,1).
m为何值时,f(x)=x2+2mx+3m+4
(1)有且仅有一个零点
(2)有两个零点且均比-1大.
正确答案
(1)∵f(x)=x2+2mx+3m+4,有且仅有一个零点
说明二次函数与x轴只有一个交点,可得
△=(2m)2-4×(3m+4)=0解得m=4或m=-1;
(2)∵f(x)=x2+2mx+3m+4,有两个零点且均比-1大.
函数开口向上,对称轴为x=-m,
∴,即
解得-5<m<-1;
关于x的方程exlnx=1的实根个数是______.
正确答案
∵方程exlnx=1,
∴令f(x)=exlnx-1,
∴f′(x)=exlnx+=ex(lnx+
),
∴令f′(x)=0,可得ex(lnx+)=
=0,
∴xlnx+1=0,
令g(x)=xlnx+1,
∴g′(x)=lnx+1=0,
解得x=,
当x>时 g(x)为增函数,
当x<时,g(x)为减函数,
∴g(x)的极小值也是最小值为g()=-
+1>0,
∴f(x)为单调增函数,
f()=e1e×(-1)-1<0,
∴方程exlnx=1的实根个数是1个,
故答案为1.
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