- 函数的单调性及单调区间
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已知函数f(x)=|-1|
(1)判断f(x)在[1,+∞)上的单调性,并证明你的结论;
(2)若集合A={y|y=f(x),≤x≤2},B=[0,1],试判断A与B的关系;
(3)若存在实数a、b(a<b),使得集合{y|y=f(x),a≤x≤b}=[ma,mb],求非零实数m的取值范围.
正确答案
(1)证明:f(x)在[1,+∞)上的单调递增.
设x1,x2为[1,+∞)上任意两个实数,且1≤x1<x2,则x1-x2<0f(x1)-f(x2)=(1-)-(1-
)=
-
=
<0∴f(x)在[1,+∞)上的单调递增.
(2)当≤x≤2时
≤
≤2,-
≤
-1≤1,0≤|
-1|≤1
∴A=[0,1]=B
(3)由题意,显然m>0,对函数的单调性进行研究知,函数在(-∞,0)上是增函数,在x=0处函数值不存在,在(0,1)函数是减函数,在(1,+∞)函数是增函数,由此结合函数的连续性可以得出ab>0且1∉[a,b].
①当b<0时,f(x)在[a,b]上为增函数∴,即a,b为方程1-
=mx的两根.
∴mx2-x+1=0有两个不等的负根.,此不等式组无解.
②当a≥1时,f(x)在[a,b]上为增函数∴,即a,b为方程1-
=mx的两根.
∴mx2-x+1=0有两个不等的大于1的根.,解得0<m<
.
③当0<a<b<1时,f(x)在[a,b]上为减函数,∴,两式作差得a=b,无意义.
综上,非零实数m的取值范围为(0,).
设集合A={a,a2,b+1},B={0,|a|,b}且A=B.
(1)求a,b的值;
(2)判断函数f(x)=-bx-在[1,+∞)的单调性,并用定义加以证明.
正确答案
(1)两集合相等,观察发现a不能为O,故只有b+1=0,得b=-1,故b与a对应,所以a=-1,
故a=-1,b=-1
(2)由(1)得f(x)= x+,在[1,+∞)是增函数
任取x1,x2∈[1,+∞)令x1<x2,
f(x1)-f(x2)=x1+-x2-
=(x1-x2)(1-
)
∵1≤x1<x2,
∴x1-x2<0,又x1x2>1,故1->0
∴f(x1)-f(x2)=(x1-x2)(1-)<0
∴f(x1)<f(x2)
故f(x)= x+,在[1,+∞)是增函数
设函数定义在R上,对于任意实数m,n,恒有
,且当
时,
。
(1)求证:且当
时,
;
(2)求证:在R上是减函数;
(3)设集合,
,且
, 求实数的取值范围。
正确答案
(1)证明:,m、n为任意实数,
取,则有
,
∵当时,
,
∴,
;
当时,
,
∴,则
,
取,则
,
则,
∴。
(2)证明:由(1)及题设可知,在R上,
设,令
,
则,
,
∴
,
,
∴,即
,
所以在R上是减函数。
(3)解:在集合A中,有,
由已知条件,有,
∴,即
,
在集合B中,有,
∵,则抛物线
与直线
无交点,
又,
∴,即
,
即的取值范围是。
设函数f(x)的定义域为R,对于任意实数m、n,总有f(m+n)=f(m)•f(n),且x>0时0<f(x)<1.
(1)证明:f(0)=1,且x<0时f(x)>1;
(2)证明:f(x)在R 上单调递减;
(3)设A={(x,y)|f(x2)•f(y2)>f(1)},B={(x,y)|f(ax-y+2)=1,a∈R},若A∩B=∅,确定a 的范围.
正确答案
(1)证明:f(m+n)=f(m)•f(n),
令m>0,n=0,⇒f(m)=f(m)f(0)
已知x>0时0<f(x)<1.
⇒f(0)=1
设m=x<0,n=-x>0,f(-x)∈(0,1)
⇒f(0)=f(m+n)=f(m)f(n)=1⇒f(m)>1,即当x<0时f(x)>1 …(4分)
(2)∀x1<x2∈R,则x2-x1>0,0<f(x2-x1)<1,f(x1)>0⇒f(x2)-f(x1)
=f(x2-x1+x1)-f(x1)=f(x2-x1)f(x1)-f(x1)=f(x1)[f(x2-x1)-1]<0
∴f(x)在R 上单调递减. …(10分)
(3)f(x2)f(y2)>f(1)⇒f(x2+y2)>f(1)
f(x)在R上单调递减
⇒x2+y2<1(单位圆内部分)
f(ax-y+2)=1=f(0)⇒ax-y+2=0(一条直线)
A∩B=φ⇒≥1⇒a2≤3⇒a∈[-
,
]…(16分)
设函数f(x)=lg(-1)的定义域为集合A,函数g(x)=-x2+2x+a(0≤x≤3,a∈R)的值域为集合B.
(1)求f()+f(-
)的值;
(2)若A∩B=∅,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)∵f(x)=lg(-1)=lg
∴函数的定义域为{x|>0}=(-1,1),关于原点对称
∵f(-x)=lg=lg(
)-1=-lg
=-f(x)
∴f(x)是奇函数,得f(-)=-f(
),
因此f()+f(-
)=0;
(2)由(1),f(x)的定义域A=(-1,1),
∵函数g(x)=-x2+2x+a在区间[0,1]上是增函数,在区间[1,3]上是减函数
∴g(x)的最大值为g(1)=1+a,最小值为g(3)=-3+a
函数g(x)=-x2+2x+a(0≤x≤3,a∈R)的值域B=[-3+a,1+a]
∵A∩B=∅,
∴1+a≤-1或-3+a≥1,得a≤-2或a≥4
即实数a的取值范围为(-∞,-2]∪[4,+∞)
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