- 函数的单调性及单调区间
- 共6469题
设f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,且其图象上任意两点连线的斜率均小于零.
(1)证明f(x)在[-1,1]上是减函数;
(2)如果f(x-c),f(x-c2)的定义域的交集为空集,求实数c的取值范围;
(3)证明:若-1≤c≤2,则f(x-c),f(x-c2)存在公共的定义域,并求出这个公共的定义域.
正确答案
(1)由已知对任意的x1、x2∈[-1,1],且x1≠x2,
都有<0,从而x1-x2与f(x1)-f(x2)异号,
所以f(x)在[-1,1]上是减函数.
(2)因为f(x-c)的定义域是[c-1,c+1],f(x-c2)的定义域是[c2-1,c2+1],
因为以上两个集合的交集为空集,所以c2-1>c+1或c2+1<c-1解得:c>2或c<-1
(3)因为c2+1>c-1恒成立,有(2)问可知:当-1≤c≤2时,
f(x-c),f(x-c2)存在公共的定义域.
若c2-1≤c+1,即1≤c≤2或-1≤c≤0时,c2+1≥c+1,c2-1≥c-1,此时的交集是[c2-1,c+1],即为公共的定义域;
若0<c<1,则c2+1<c+1,c2-1<c-1,此时的交集是[c-1,c2+1],即为公共的定义域.
已知定理:“若a,b为常数,g(x)满足g(a+x)+g(a-x)=2b,则函数y=g(x)的图象关于点(a,b)中心对称”.设函数f(x)=,定义域为A.
(1)试证明y=f(x)的图象关于点(a,-1)成中心对称;
(2)当x∈[a-2,a-1]时,求证:f(x)∈[-, 0];
(3)对于给定的x1∈A,设计构造过程:x2=f(x1),x3=f(x2),…,xn+1=f(xn).如果xi∈A(i=2,3,4…),构造过程将继续下去;如果xi∉A,构造过程将停止.若对任意x1∈A,构造过程都可以无限进行下去,求a的值.
正确答案
(1)∵f(x)=-1+,∴f(a+x)+f(a-x)=(-1+
)+(-1+
)=-2.
由已知定理,得y=f(x)的图象关于点(a,-1)成中心对称.(3分)
(2)先证明f(x)在[a-2,a-1]上是增函数,只要证明f(x)在(-∞,a)上是增函数.
设-∞<x1<x2<a,则f(x1)-f(x2)=-
=
<0,
∴f(x)在(-∞,a)上是增函数.再由f(x)在[a-2,a-1]上是增函数,得
当x∈[a-2,a-1]时,f(x)∈[f(a-2),f(a-1)],即f(x)∈[-, 0].(7分)
(3)∵构造过程可以无限进行下去,∴f(x)=≠a对任意x∈A恒成立.
∴方程=a无解,即方程(a+1)x=a2+a-1无解或有唯一解x=a.
∴或
由此得到a=-1(13分)
已知函数f(x)=loga(x-x2)(a>0,a≠1)
(1)求函数f(x)的定义域,
(2)求函数f(x)的值域,
(3)求函数f(x)的单调区间.
正确答案
(1)由x-x2>0得0<x<1,
所以函数y=loga(x-x2)的定义域是(0,1)(2分)
(2)因为0<x-x2=-(x-)2+
≤
,
所以,当0<a<1时,loga(x-x2)≥loga
函数y=loga(x-x2)的值域为[loga,+∞);(5分)
当a>1时,loga(x-x2)≤loga
函数y=loga(x-x2)的值域为(-∞,loga](8分)
(3)当0<a<1时,函数y=loga(x-x2)
在(0,]上是减函数,在[
,1)上是增函数;(10分)
当a>1时,函数y=loga(x-x2)
在(0,]上是增函数,在[
,1)上是减函数.(12分)
对于函数y=f(x),x∈D,若同时满足以下条件:
①函数f(x)是D上的单调函数;
②存在区间[a,b]⊆D,使f(x)在[a,b]上的值域也是[a,b],
则称函数f(x)是闭函数.
(1)判断函数f(x)=2x+,x∈[1,10];g(x)=-x3,x∈R是不是闭函数,并说明理由;
(2)若函数f(x)=+k,x∈[-2,+∞)是闭函数,求实数k的取值范围.
正确答案
(1)f′(x)=2-=
令f'(x)=0
解得x=(x=-
舍)
∵x∈[1,)时f'(x)<0;
x∈(,10]时f'(x)>0
∴f(x)在[1,)上是减函数,在(
,10]上是增函数
∴函数f(x)不是[1,10]上的单调函数
∴f(x)=2x+不是闭函数.
②∵g'(x)=-x2≤0∴g(x)=-x3在R上是减函数,
设g(x)在[a,b]上的值域也是[a,b],
则,解得
∴存在区间[-1,1]⊆R,
使f(x)在[-1,1]上的值域也是[-1,1]
∴函数g(x)=-x3是闭函数
(2)函数f(x)=+k在定义域上是增函数
设函数f(x)在[a,b]上的值域也是[a,b],
则,
故a,b是方程x=k+的两个不相等的实根,
命题等价于有两个不相等的实根,
当k≤-2时,,
解得k>-,∴k∈(-
,-2].
当k>-2时,,无解.
∴k的取值范围是(-,-2]
已知函数f(x)=+
(1)求f(-1),f(0)的值;
(2)求此函数的定义域.
正确答案
(1)∵函数f(x)=+
,
∴f(-1)=+
=1-
=
,
f(0)=+
=
-
,
(2)若使函数的解析式有意义
自变量函数f(x)=+
须满足x+2≥0且|x|-3≠0
解得x≥-2且x≠3
故函数的定义域为{x|x≥-2且x≠3}
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