- 函数与方程
- 共5672题
已知x=是函数f(x)=alog2x+blog3x+2的一个零点,则f(2012)=______.
正确答案
∵x=是函数f(x)=alog2x+blog3x+2的一个零点,
∴f()=0,
由题知f(x)+f()=[alog2x+blog3x+2]+[alog2
+blog3
+2]=4,
∴f(2012)+f()=4,
∴f(2012)=4,
故答案为4;
已知f(x)是定义域在R上的奇函数,若f(x)的最小正周期为3,且f(1)>0,f(2)=,求m的取值范围.
正确答案
∵f(x)奇函数.
∴f(2)=-f(-2)=
f(x)的最小正周期为3,所以-f(-2)=-f(1)<0
即<0
解得-1<m<.
下列说法中正确的有______.
①一次函数在其定义域内只有一个零点;
②二次函数在其定义域至多有两个零点;
③指数函数在其定义域内没有零点;
④对数函数在其定义域内只有一个零点;
⑤幂函数在其定义域内可能有零点,也可能无零点;
⑥函数y=f (x)的零点至多有两个.
正确答案
①一次函数在其定义域内只有一个零点是正确的,一次函数是单调函数,其定义域与值域都是R,其图象与x轴只能有一个交点;
②二次函数在其定义域至多有两个零点,此命题正确,二次函数的判断式大于0时,函数与横轴有两个交点,等于0时有一个交点,小于0时没有交点,故二次函数在其定义域至多有两个零点是正确命题;
③指数函数在其定义域内没有零点,由指数函数的性质知,其图象总在横轴上方,故没有零点,此命题正确;
④对数函数在其定义域内只有一个零点,由对数函数的性质知,其图象与横轴仅有一个交点,故此命题正确;
⑤幂函数在其定义域内可能有零点,也可能无零点,幂函数中y=x有零点,y=x-1就没有零点故此命题正确;
⑥函数y=f (x)的零点至多有两个,有的函数存在多个零点,如y=sinx在定义域上有无穷多个零点,此命题不正确.
综上①②③④⑤是正确命题
故答案为①②③④⑤
已知函数f(x)=x2ln|x|,
(1)判断函数f(x)的奇偶性;
(2)求函数f(x)的单调区间;
(3)若关于x的方程f(x)=kx-1有实数解,求实数k的取值范围。
正确答案
解:(1)函数f(x)的定义域为{x|x∈R且x≠0},
又f(-x)=(-x)2ln|-x|=x2ln|x|=f(x),
所以f(x)为偶函数.
(2)当x>0时,,
若,则f′(x)<0,f(x)递减;
若,则f′(x)>0,f(x)递增,
再由f(x)是偶函数,得f(x)的单调增区间是和
,
单调减区间是和
。
(3)要使方程f(x)=kx-1有实数解,即要使函数y=f(x)的图象与直线y=kx-1有交点,
函数f(x)的图象如图,先求当直线y=kx-1与f(x)的图象相切时k的值.
当x>0时,f′(x)=x·(2·lnx+1),
设切点为P(a,f(a)),则切线方程为y-f(a)=f′(a)(x-a),
将x=0,y=-1代入,得-1-f(a)=f′(a)(-a),
即,(*)
显然,a=1满足(*).
而当0<a<1时,,
当a>1时,,
所以(*)有唯一解a=1,此时k=f′(1)=1,
再由对称性,k=-1时,y=kx-1也与f(x)的图象相切,
所以若方程f(x)=kx-1有实数解,则实数k的取值范围是(-∞,-1]∪[1,+∞)。
已知函数f(x)=ax2+ax-e(a∈R).
(1)若函数f(x)恰有一个零点,求a的值;
(2)若对任意a∈[1,2],f(x)≤0恒成立,求x的取值范围;
(0)设函数g(x)=(a+1)x2+2ax+2a-5,是否存在实数a,使右当x∈(-2,-1)时,函数g(x)的大象始终在f(x)大象的上方,若存在,试求出a的取值范围,若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)当a=0时,f(x)=-4无零点,舍去&nbs二;&nbs二;&nbs二;&nbs二;&nbs二;&nbs二;&nbs二;…(1分)
当a≠0时,有△=a2+1人a=0解得&nbs二;a=-1人或a=0(舍去)&nbs二;…(3分)
综合得:a=-1人…(4分)
(2)由题意得:因为任意a∈[1,2],f(x)≤0恒成立,
令&nbs二;H(a)=ax2+ax-4=(x2+x)a-4
所以,本题等价于:H(a)≤0在a∈[1,2]上恒成立.&nbs二;…(7分)
又H(0)=-4
所以,H(2)=2(x2+x)-4≤0即&nbs二;&nbs二;x2+x-2≤0,
解得:-2≤x≤1…(10分)
(3)令&nbs二;F(x)=图(x)-f(x)=x2+ax+2a-1…(12分)
假设存在这样的实数a,则必有F(x)=x2+ax+2a-1>0在区间(-2,-1)上恒成立.
又因为F(x)对称轴方程&nbs二;&nbs二;x=-,所以有:
①…(13分)
解得:所以&nbs二;&nbs二;&nbs二;a≥4
②…(14分)
解得:所以&nbs二;&nbs二;&nbs二;0≤a≤2
③
解得:所以&nbs二;&nbs二;2<a<4…(1你分)
综合以上得:a≥0
所以,存在这样的实数a,当实数a≥0时,函数图(x)的图象始终在f(x)图象的上方.…(1人分)
备注:解答题其它解题方法酌情给分.
已知函数f(x)=ex(e为自然对数的底数),g(x)=ln(f(x)+a)(a为常数),g(x)是实数集R上的奇函数.
(1)求证:f(x)≥x+1(x∈R);
(2)讨论关于x的方程:lng(x)=g(x)•(x2-2ex+m)(m∈R)的根的个数;
(3)设n∈N*,证明:()n+(
)n+(
)n+…+(
)n<
(e为自然对数的底数).
正确答案
解(1)证:令h(x)=ex-x-1,h'(x)=ex-1,
令h'(x)>0⇒ex-1>0⇒x>0时f'(x)>0;x<0时,f'(x)<0.∴f(x)min=f(0)=0
∴h(x)≥h(0)=0即ex≥x+1.
(2)∵g(x)是R上的奇函数
∴g(0)=0∴g(0)=ln(e0+a)=0
∴ln(1+a)=0∴a=0故g(x)=lnex=x.
故讨论方程lnx=x•(x2-2ex+m)在x>0的根的个数.
即=x2-2ex+m在x>0的根的个数.(m∈R)
令u(x)=,v(x)=x2-2ex+m.
注意x>0,方程根的个数即交点个数.
对u(x)=,(x>0),u′(x)=
=
,
令u'(x)=0,得x=e,
当x>e时,u'(x)<0;当0<x<e时,u'(x)>0.
∴u(x)极大=u(e)=,
当x→0+时,u(x)=→-∞;
当x→+∞时,u(x)=
=0,但此时u(x)>0,此时以x轴为渐近线.
①当m-e2>即m>e2+
时,方程无根;
②当m-e2=即m=e2+
时,方程只有一个根.
③当m-e2<即m<e2+
时,方程有两个根.
(3)由(1)知1+x≤ex(x∈R),
令x=, i=1,2,,n-1,
∴1-≤e-in,于是(1-
)n≤(e-in)n=e-i,i=1,2,,n-1,
∴(
1
n
)n+(
2
n
)n+…+(
n
n
)n=(1-
n-1
n
)n+(1-
n-2
n
)n+…+(1-
1
n
)n+1≤e-(n-1)+e-(n-2)+…+e-1+1==
=
<
=
.
已知函数f(x)=,m>0且f(1)=-1.
(1)求实数m的值;
(2)判断函数y=f(x)在区间(-∞,m-1]上的单调性,并用函数单调性的定义证明;
(3)求实数k的取值范围,使得关于x的方程f(x)=kx分别为:
①有且仅有一个实数解;
②有两个不同的实数解;
③有三个不同的实数解.
正确答案
(1)由f(1)=-1,得=-1,|m|=1,
∵m>0,∴m=1. (4分)
(2)由(1),m=1,从而f(x)=,只需研究f(x)在(-∞,0]上的单调性.
当x∈(-∞,0]时,f(x)=.
设x1,x2∈(-∞,0],且x1<x2,则f(x1)-f(x2)=-
=
,(6分)
∵x1<x2≤0,∴x1-x2<0,x1-2<0,x2-2<0,
∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2).
∴函数f(x)在区间(-∞,0]上是单调递增函数. (10分)
(3)原方程即为=kx…①
x=0恒为方程①的一个解. (11分)
若x<0时方程①有解,则=kx,解得x=2-
,
由2-<0,得 0<k<
; (13分)
若x>0且x≠2时方程①有解,则=kx,解得x=2+
,
由2+>0且2+
≠2,得k<-
或k>0. (15分)
综上可得,当k∈[-,0]时,方程f(x)=kx有且仅有一个解;
当k∈(-∞,-)∪[
,+∞)时,方程f(x)=kx有两个不同解;
当k∈(0,)时,方程f(x)=kx有三个不同解. (18分)
已知函数f(x)=ax+x2-xlna(a>1).
(Ⅰ)试讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅱ)若函数y=|f(x)-t|-1有三个零点,试求t的值;
(Ⅲ)若存在x1,x2∈[-1,1],使得|f(x1)-f(x2)|≥e-1,试求a的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)f'(x)=axlna+2x-lna=2x+(ax-1)lna.
∵f'(0)=0,且a>1.
当x>0时,lna>0,ax-1>0⇒f'(x)>0,
故函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;
当x<0时,lna>0,ax-1<0⇒f'(x)<0.
故函数f(x)在(0,+∞)上单调递减.
(Ⅱ)当a>1时,由(Ⅰ)可知:f(x)在x=0处取得最小值,又函数y=|f(x)-t|-1有三个零点,所以方程f(x)=t±1有三个根,
而t+1>t-1,所以t-1=(f(x))min=f(0)=1,由此可解得:t=2.
(Ⅲ)因为存在x1,x2∈[-1,1],使得|f(x1)-f(x2)|≥e-1,
因此当x∈[-1,1]时,有:|(f(x))max-(f(x))min|=(f(x))max-(f(x))min≥e-1.
又由(Ⅰ)知:f(x)在[-1,0]上单调递减,在[0,1]上单调递增,
故当x∈[-1,1]时,(f(x))min=f(0)=1,(f(x))max=max{f(-1),f(1)},
而f(1)-f(-1)=(a+1-lna)-(+1+lna)=a-
-2lna.
记g(t)=t--2lnt (t≥1),因为g(t)′=1+
-
=(
-1)2≥0(当t=1时取等号)
因此g(t)=t--2lnt在t∈[1,+∞)上单调递增,而g(1)=0,故当t>1时,g(t)>0;即当a>1时,f(1)>f(-1)
由f(1)-f(0)≥e-1⇒a-lna≥e-1⇒a≥e,综上所述,所求a的取值范围为[e,+∞).
已知函数f(x)=ln(ex+a)(a为常数)求实数集R上的奇函数,函数g(x)=λf(x)+sinx是区间[-1,1]上的减函数.
(1)求a的值;
(2)若g(x)≤t2+λt+1在x∈[-1,1]及λ所在的取值范围上恒成立,求t的取值范围;
(3)讨论关于x的方程=x2-2ex+m的根的个数.
正确答案
(1)因为函数f(x)=ln(ex+a)(a为常数)是实数集R上的奇函数,
所以f(-0)=-f(0)即f(0)=0,
则ln(e0+a)=0解得a=0,
a=0时,f(x)=x是实数集R上的奇函数;
(2)由(1)得f(x)=x所以g(x)=λx+sinx,g'(x)=λ+cosx,
因为g(x) 在[-1,1]上单调递减,∴g'(x)=λ+cosx≤0 在[-1,1]上恒成立,
∴λ≤-1,g(x)max=g(-1)=-1-sin1,
只需-λ-sin1≤t2+λt+1(λ≤-1),
∴(t+1)λ+t2+sin1+1≥0(λ≤-1)恒成立,
令h(λ)=(t+1)+t2+sin1+1(λ≤-1)
则 ,解得t≤-1
(3)由(1)得f(x)=x
∴方程转化为=x2-2ex+m,令F(x)=
(x>0),G(x)=x2-2ex+m (x>0),(8分)
∵F'(x)=,令F'(x)=0,即
=0,得x=e
当x∈(0,e)时,F'(x)>0,∴F(x)在(0,e)上为增函数;
当x∈(e,+∞)时,F'(x)<0,F(x)在(e,+∞)上为减函数;(9分)
当x=e时,F(x)max=F(e)=(10分)
而G(x)=(x-e)2+m-e2 (x>0)
∴G(x)在(0,e)上为减函数,在(e,+∞)上为增函数;(11分)
当x=e时,G(x)min=m-e2(12分)
∴当m-e2>,即m>e2+
时,方程无解;
当m-e2=,即m=e2+
时,方程有一个根;
当m-e2<,即m<e2+
时,方程有两个根;(14分)
设函数f(x)=x|x|+bx+c,给出四个命题:
①c=0时,y=f(x)是奇函数;
②b=0,c>0时,方程f(x)=0只有一个实数根;
③y=f(x)的图象关于(0,c)对称;
④方程f(x)=0至多有两个实数根;
上述命题中正确的命题的序号是______.
正确答案
①c=0,f(x)=x|x|+bx,f(-x)=-x|-x|+b(-x)=-f(x),故①正确
②b=0,c>0,f(x)=x|x|+c=令f(x)=0可得x=-
,故②正确
③设函数y=f(x)上的任意一点M(x,y)关于点(0,c)对称的点N(x′,y′),则y′.代入y=f(x)可得2c-y′=-x′|-x′|-bx′+c⇒y′=x′|x′|+bx′+c故③正确
④当c=0,b=-2,f(x)=x|x|-2x=0的根有x=0,x=2,x=-2故④错误
故答案为:①②③
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