- 不等式
- 共1649题
已知f(x)是定义在集合D上的函数,且-1<f′(x)<0.
(1)若f(x)=-+asinx,在[
,π]([
,π]⊆D)上的最大值为
,试求不等式|ax+1|<a的解集.
(2)若对于定义域中任意的x1,x2,存在正数ε,使|x1-1|<且|x2-1|<
,求证:|f(x1)-f(x2)|<ε.
正确答案
(1)由于f′(x)<0,则函数f(x)在[,π]上单调递减,
故fmax(x)=f()=-
+asin
=
,解得a=
则原不等式为|x+1|<
,解之得-5<x<-3
故原不等式的解集为(-5,-3);
(2)不妨设x1<x2,令g(x)=f(x)+x
由于f′(x)>-1,故g′(x)=f′(x)+1>0,则函数g(x)为其定义域上的增函数,
即g(x1)<g(x2 ),亦即f(x1)+x1<f(x2 )+x2 ,
则f(x1)-f(x2 )<x2-x1
又由函数f(x)在D上递减,则f(x1)>f(x2 )
故|f(x1)-f(x2 )|<|x2-x1 |
∵|f(x1)-f(x2 )|<|x2-x1 |=|(x2-1)-(x1 -1)|≤|x2-1|-|x1 -1|<+
=ɛ
∴|f(x1)-f(x2 )|<ɛ
设函数f(x)=|x-a|-ax,其中0<a<1为常数
(1)解不等式f(x)<0;
(2)试推断函数f(x)是否存在最小值?若存在,求出其最小值;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)不等式即为|x-a|<ax,0<a<1,若x≤0,则ax≤0,故不等式不成立;
若x>0,不等式化为(x-a)2<a2x2,即[(1+a)x-a][(1-a)x-a]<0,
由0<a<1可得,<x<
,故不等式解集为{x|
<x<
}.
(2)由条件得:f(x)=,
∵1>a>0,
∴-(1+a)<0,1-a>0,故函数f(x)在(-∞,a)上是减函数,且在[a,+∞)上是增函数.
故当 x=a 时,f(x)存在最小值f(a).
已知函数f(x)=x|x-2|.
(Ⅰ)写出f(x)的单调区间;
(Ⅱ)解不等式f(x)<3;
(Ⅲ)设0<a≤2,求f(x)在[0,a]上的最大值.
正确答案
(1)函数f(x)=x|x-2|=
∴f(x)的单调增区间是(-∞,1]和[2,+∞);单调减区间是[1,2].
(2)f(x)<3,即 x|x-2|<3,∴或
,
∴2≤x<3 或 x<2∴不等式f(x)<3的解集为{x|2≤x<3 或 x<2 }.
(3) 当0<a1 时,f(x)是[0,a]上的增函数,此时f(x)在[0,a]上的
上的最大值是 f(a)=a(2-a).
.当1<a≤2 时,f(x)在[0,1]上是增函数,在[1,a]上是减函数,此时,
此时f(x)在[0,a]上的上的最大值是 f(1)=1.
综上,当0<a1 时,此时f(x)在[0,a]上的 上的最大值是 f(a)=a(2-a).
当1<a≤2 时,f(x)在[0,a]上的 上的最大值是1.
设函数f(x)=-4x+b,关于x的不等式|f(x)|<c的解集为(-1,2).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)判断函数g(x)=(x>
)的单调性,并用定义证明.
正确答案
(1)由|f(x)|<c得|4x-b|<c,所以<x<
,
又关于x的不等式|f(x)|<c的解集为(-1,2),
所以,=-1,
=2,解得b=2,c=6,
所以,f(x)=-4x+2.
(2)g(x)=(x>
),g(x)在(
,+∞)上单调递增.
证:g(x)==-1+
.
设x1,x2为区间(,+∞)内的任意两个值,且x1<x2,f(x1)-f(x2)=
,
因为x1>,x2>
,且x1<x2,
所以2x1-1>0,2x2-1>0,且2(x1-x2)<0,
所以 f(x1)-f(x2)<0,
即f(x1)<f(x2).
故g(x)在(,+∞)上单调递增.
函数y=f(x)是定义在R上的增函数,y=f(x)的图象过点(0,-1)和点 ______时,能确定不等式|f(x+1)|<1的解集为x|-1<x<2.
正确答案
由题意不等式|f(x+1)|<1的解集为x|-1<x<2.
即-1<f(x+1)<1的解集为{x|-1<x<2}.又已知函数y=f(x)是定义在R上的增函数.
故设t=x+1,根据单调性可以分析得到值域为(-1,1)所对应的定义域为(0,3)
故可以分析到y=f(x)的图象过点(0,-1)和点(3,1).
故答案为(3,1).
设函数f(x)=ax,g(x)=|x-a|,a∈R.
(1)当a=2时,解不等式f(x)>g(x);
(2)记F(x)=f(x)-g(x),判断F(x)的奇偶性,并说明理由;
(3)设G(x)=f(x)g(x),且G(x)在[1,+∞)上递增,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)2x>|x-2|⇔-2x<x-2<2x,得解集为(,+∞)…(4分)
(2)F(x)=ax-|x-a|,
当a=0时,F(x)=-|x|,F(-x)=-|-x|=-|x|,
所以F(x)=F(-x),F(x)为偶函数;…(6分)
当a≠0,F(a)=a2,F(-a)=-a2-2|a|
∴F(a)+F(-a)=-2|a|≠0
F(a)-F(-a)=2a2+2|a|≠0
所以,F(x)为非奇非偶函数. …(10分)
(3)G(x)=ax|x-a|=,…(12分)
①当a=0时,G(x)=0是常数函数,不合题意.
当a>0时,G(x)在[a,+∞)和(-∞,]上递增,所以a∈(0,1].…(15分)
②当a<0时,G(x)在[a,]上递增,在[
,+∞)和(-∞,a]上递减,不合题意.
综上所述,实数a的取值范围是(0,1]…(18分)
已知定义在R上的减函数f(x)的图象经过点A(-3,2)、B(2,-2),若函数f(x)的反函数为f-1(x),则不等式|2f-1(x2-2)+1|<5的解集为 ______.
正确答案
不等式即-3<f-1(x2-2)<2,由f(x)是定义在R上的减函数,以及函数与反函数的关系得
f(-3)>x2-2>f(2),即 2>x2-2>-2,0<x2<4,
∴-2<x<0,或 0<x<2,
故答案为:(-2,0)∪(0,2).
选修4-5:不等式选讲
设f(x)=|x-a|,a∈R.
(I)当-1≤x≤3时,f(x)≤3,求a的取值范围;
(II)若对任意x∈R,f(x-a)+f(x+a)≥1-2a恒成立,求实数a的最小值.
正确答案
(Ⅰ)f(x)=|x-a|≤3,即a-3≤x≤a+3.
依题意,
由此得a的取值范围是[0,2].…(4分)
(Ⅱ)f(x-a)+f(x+a)=|x-2a|+|x|≥|(x-2a)-x|=2|a|.…(6分)
当且仅当(x-2a)x≤0时取等号.
解不等式2|a|≥1-2a,得a≥.
故a的最小值为.…(10分)
已知f(x)是R上的增函数,A(0,-1),B(3,1)是其图象上的两个点,那么|f(x+1)|<1的解集是______.
正确答案
由题意知,当0≤x≤3时,-1≤f(x)≤1,
即|f(x)|≤1时,0≤x≤3,
所以|f(x+1)|<1⇒0<x+1<3,
所以-1<x<2,
故答案为:(-1,2)
设函数f(x)=|x-4|+|x-a|(a>1).
(1)若f(x)的最小值为3,求a的值;
(2)在(1)的条件下,求使得不等式f(x)≤5成立的x的取值集合.
正确答案
(1)因为|x-4|+|x-a|≥|x-4-(x-a)|=|a-4|,…(3分)
所以|a-4|=3,即 a=7,或 a=1. …(5分)
由a>1知 a=7.…(6分)
(2)当x≤4时,不等式化为-2x+11≤5解得:3≤x≤4.…(7分)
当4<x<7时,不等式化为 3≤5,恒成立,所以:4<x<7.…(8分)
当x≥7时,不等式化为 2x-11≤5,解得:7≤x≤8.…(9分)
综上,不等式f(x)≤5 的解集为 {x|3≤x≤8}. …(10分)
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