- 集合与函数的概念
- 共44150题
函数f(x)的定义域为(0,+∞),并且对任意正实数x,都有f(x)+2f()=3x,
则f(2)= .
正确答案
2005
令x=2,得①,
令x=,得②
,
从①,②中消去,得f(2)=2005
已知集合A到集合B={0,1,,
}的映射f:x→
,那么集合A中的元素最多有几个?并写出元素个数最多时的集合A.
正确答案
∵f是映射,∴A中的每一个元素都应在B中有唯一的元素对应.
∵≠0,∴0在A中不存在原像;
由=1,得x=±2,∴±2可取作1的对应元素;
由=
,得x=±3,∴±3可取作
的对应元素;
由=
,得x=±4,∴±4可取作
的对应元素;
∴A中元素最多只能是6个,即A={-4,-3,-2,2,3,4}.
首届世界低碳经济大会在南昌召开,本届大会以“节能减排,绿色生态”为主题.某单位在国家科研部门的支持下,进行技术攻关,采用了新工艺,把二氧化碳转化为一种可利用的化工产品.已知该单位每月的处理量最少为400吨,最多为600吨,月处理成本y(元)与月处理量x(吨)之间的函数关系可近似地表示为y=x2-200x+80 000,且每处理一吨二氧化碳得到可利用的化工产品价值为100元.
(1)该单位每月处理量为多少吨时,才能使每吨的平均处理成本最低?
(2)该单位每月能否获利?如果获利,求出最大利润;如果不获利,则国家至少需要补贴多少元才能使该单位不亏损?
正确答案
(1) 400吨 最低成本为200 (2) 该单位每月不获利,需要国家每月至少补贴40 000元才能不亏损
(1)由题意可知,二氧化碳的每吨平均处理成本为=
x+
-200≥2
-200=200,
当且仅当x=
,即x=400时等号成立,
故该单位每月处理量为400吨时,才能使每吨的平均处理成本最低,最低成本为200元.
(2)不获利.设该单位每月获利为S,则S=100x-y
=100x-
=-x2+300x-80 000
=- (x-300)2-35 000<0.
故该单位每月不获利,需要国家每月至少补贴40 000元才能不亏损.
已知函数,则方程
的解为 .
正确答案
1
略
对定义域是Df.Dg的函数y=f(x).y=g(x),
规定:函数h(x)=.
(1)若函数f(x)=,g(x)=x2,写出函数h(x)的解析式;
(2)求问题(1)中函数h(x)的值域;
(3)若g(x)=f(x+α),其中α是常数,且α∈[0,π],请设计一个定义域为R的函数y=f(x),及一个α的值,使得h(x)=cos4x,并予以证明.
正确答案
(1)h(x)=,.
(2)当x≠1时,h(x)==x-1+
+2,
若x>1时,则h(x)≥4,其中等号当x=2时成立
若x<1时,则h(x)≤0,其中等号当x=0时成立
∴函数h(x)的值域是(-∞,0]∪{1}∪[4,+∞)
(3)令f(x)=sin2x+cos2x,α=
则g(x)=f(x+α)=sin2(x+)+cos2(x+
)=cos2x-sin2x,
于是h(x)=f(x)•f(x+α)=(sin2x+co2sx)(cos2x-sin2x)=cos4x.
另解令f(x)=1+sin2x,α=
,
g(x)=f(x+α)=1+sin2(x+π)=1-
sin2x,
于是h(x)=f(x)•f(x+α)=(1+sin2x)(1-
sin2x)=cos4x.
(本题14分)
已知函数,实数a,b为常数),
(1)若a=1,在(0,+∞)上是单调增函数,求b的取值范围;
(2)若a≥2,b=1,求方程在(0,1]上解的个数。
正确答案
(1)b≥2
(2)解的个数为0个
(1)
①当
由条件,得≥0恒成立,即b≥x恒成立。
∴b≥2
②当
由条件,得
≥0恒成立,即b≥-x恒成立
∴b≥-2
∵f (x)的图象在(0,+∞)不间断,
综合①,②得b的取值范围是b≥2。
(2)令
当,
∵
即上是单调增函数。
当时,
,
∴上是单调增函数。
∵的图象在
上不间断,∴
在
上是单调增函数。
∵
①当a≥3时,∵g (1) ≥0,∴=0在(0,1]上有惟一解。
即方程解的个数为1个。
②当2≤a<3时,∵g (1) <0,∴=0在(0,1]上无解。
即方程解的个数为0个。
设关于x的函数f(x)=1-2a-2acosx-2sin2x的最小值为f(a).
(1)写出f(a)的表达式;
(2)试确定能使f(a)=的a值,并求出此时函数y的最大值.
正确答案
(1)f(x)=1-2a-2acosx-2sin2x=1-2a-2acosx-2(1-cos2x)=2(cosx-)2-
-2a-1.
当a≥2时,则cosx=1时,f(x)取最小值,即f(a)=1-4a;
当-2<a<2时,则cosx=时,f(x)取最小值,即f(a)=-
-2a-1;
当a≤-2时,则cosx=-1时,f(x)取最小值,即f(a)=1;
综合上述,有f(a)=
(2)若f(a)=,a只能在[-2,2]内.
解方程--2a-1=
,得a=-1,和a=-3.因-1∈[-2,2],故a=-1为所求,此时
f(x)=2(cosx+)2+
;当cosx=1时,f(x)有最大值5.
已知(x,y)在映射f的作用下的像是(x+y,xy),求(-2,3)在f作用下的像和(2,-3)在f作用下的原像.
正确答案
①由映射的定义知,x=-2,y=3,
∴x+y=1,xy=-6,
∴(-2,3)在f作用下的像是(1,-6);
②由x+y=2,且xy=-3得
解得:x=-1,y=3,或x=3,y=-1,
∴(2,-3)在f作用下的原像是(-1,3)或(3,-1).
(本小题满分12分)
一元二次方程的两个实数根为
和
.
(1) 求实数的取值范围;
(2) 求的取值范围及其最小值
正确答案
(1)且
(2)的取值范围为
, 最小值为
(1) 由方程有实根, 得, --- 2分
所以的取值范围为
且
; --- 2分
(2) 由韦达定理, --- 2分
代入和角公式, 得, --- 4分
所以的取值范围为
, 最小值为
. --- 2分
已知函数满足2
+
,对x≠0恒成立,在数列{an}、{bn}中,a1=1,b1=1,对任意x∈N+,
,
。
(1)求函数解析式;
(2)求数列{an}、{bn}的通项公式;
(3)若对任意实数,总存在自然数k,当n≥k时,
恒成立,求k的最小值。
正确答案
(1)
(2)
(3)3
解:(1),∴
,联立解得
(2)∵,∴
,
∴是以1为首项、2为公差的等差数列,
,∴
又
,
相加有,∴
(3)对任意实数λ∈[0,1]时,恒成立,
则恒成立,变形为
,
恒成立。
设,
∴,
∴ ∴
或
,n∈N+
故kmin=3
已知函数,
,
,
,且满足:函数
的图像与直线
有且只有一个交点.
(1).求实数的值;
(2).若关于的不等式
的解集为
,求实数
的值;
(3).在(2)成立的条件下,是否存在,使得
的定义域和值域均为
,若存在,求出
的值,若不存在,请说明理由.
正确答案
(1) (2).
(3) 不存在
满足题意
试题分析:(1) 即
或
可求得
.(2)由(1)知
.由
与
的图像知两图像的交点横坐标为
.先代入
求纵坐标,再将交点坐标代入
求
.(3) 因为
,所以
.分析可知
,所以值域
中不包括0.
试题解析:(1)或
,因为
,
,所以
时方程必有一根
,
因此无解,
(或通过说明图像平移直接得到); 4分
(2)
由与
的图像知两图像的交点横坐标为
,
代入,知道交点为
,
代入知
. 9分
,因为
,所以必须满足
又,值域
中不包括0,所以定义域
中不包括1,只需讨论:
当时,
,在
上递减,
,
,
作差得,
,不成立;
当时,
,在
上递增,
,
,
作差得,
,不成立.
综上:不存在满足题意。 14分
湛江为建设国家卫生城市,现计划在相距20 km的赤坎区(记为A)霞山区(记为B)两城区外以AB为直径的半圆弧上选择一点C建造垃圾处理厂,其对市区的影响度与所选地
点到市区的距离有关,对赤坎区和霞山区的总影响度为两市区的影响度之和,记C点到赤坎区的距离为x km,建在C处的垃圾处理厂对两市区的总影响度为y.统计调查表明:垃圾处理厂对赤坎区的影响度与所选地点到赤坎区的距离的平方成反比,比例系数为4;对霞山区的影响度与所选地点到霞山区的距离的平方成反比,比例系数为k.当垃圾处理厂建在的中点时,对两市区的总影响度为0.065.
(1)将y表示成x的函数;
(2)讨论(1)中函数的单调性,并判断上是否存在一点,使建在此处的垃圾处理厂对城A和城B的总影响度最小?若存在,求出该点到赤坎区的距离;若不存在,说明理由.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)根据条件中描述:垃圾处理厂对赤坎区的影响度与所选地点到赤坎区的距离的平方成反比,比例系数为4;对霞山区的影响度与所选地点到霞山区的距离的平方成反比,比例系数为k,而y表示建在C处的垃圾处理厂对两市区的总影响度为y,因此可设,根据题意当垃圾处理厂建在
的中点时,对两市区的总影响度为0.065可求得k的值;(2)由(1),
,可求得
,进而可以得到y的在(0,20)上的单调性,从而求得y的最小值.
(1)如图,由题意知AC⊥BC,AC=x km,则,
2分
由题意知,当垃圾处理厂建在的中点时,对城A和城B的总影响度为0.065,即当
时,y=0.065,代入
得k=9.所以y表示成x的函数为
. 6分;
(2)由于,∴
8分
令得
或
(舍去), 9分
当时,
,即
,此时函数为单调减函数;当
时,
,即
,此时函数为单调增函数 12分
所以当时,即当C点到赤坎区的距离为
时,函数
有最小值
14分.
某公司承建扇环面形状的花坛如图所示,该扇环面花坛是由以点为圆心的两个同心圆弧
、弧
以及两条线段
和
围成的封闭图形.花坛设计周长为30米,其中大圆弧
所在圆的半径为10米.设小圆弧
所在圆的半径为
米(
),圆心角为
弧度.
(1)求关于
的函数关系式;
(2)在对花坛的边缘进行装饰时,已知两条线段的装饰费用为4元/米,两条弧线部分的装饰费用为9元/米.设花坛的面积与装饰总费用的比为,当
为何值时,
取得最大值?
正确答案
(1);(2)参考解析
试题分析:(1)由于花坛设计周长为30米,其中大圆弧所在圆的半径为10米.设小圆弧
所在圆的半径为
米(
),圆心角为
弧度.所以AD的弧长为
,BC的弧长为
.所以可得
.即可得结论.
(2)由花坛两条线段的装饰费用为4元/米,两条弧线部分的装饰费用为9元/米.即可得所需费用的关系式. 花坛的面积由大扇形面积减去小的扇形面积即可,再利用基本不等式即可求得结论.
试题解析:(1)设扇环的圆心角为q,则,
所以,
(2)花坛的面积为
.
装饰总费用为,
所以花坛的面积与装饰总费用的比,
令,则
,当且仅当t=18时取等号,
此时.
答:当时,花坛的面积与装饰总费用的比最大.
有一种新型的洗衣液,去污速度特别快.已知每投放k(1≤k≤4,且k∈R)个单位的洗衣液在一定量水的洗衣机中,它在水中释放的浓度y(克/升)随着时间x(分钟)变化的函数关系式近似为y=k·f(x),其中f(x)=若多次投放,则某一时刻水中的洗衣液浓度为每次投放的洗衣液在相应时刻所释放的浓度之和.根据经验,当水中洗衣液的浓度不低于4(克/升)时,它才能起到有效去污的作用.
(1)若只投放一次k个单位的洗衣液,两分钟时水中洗衣液的浓度为3(克/升),求k的值;
(2)若只投放一次4个单位的洗衣液,则有效去污时间可达几分钟?
正确答案
(1)1 (2) 12分钟
(1)由题意知k=3,
∴k=1.
(2)因为k=4,所以y=则当0≤x≤4时,
由-4≥4,解得x≥-4,所以此时0≤x≤4.
当4<x≤14时,由28-2x≥4,解得x≤12,
所以此时4<x≤12.
综上可知0≤x≤12,若只投放一次4个单位的洗衣液,则有效去污时间可达12分钟.
某投资公司投资甲、乙两个项目所获得的利润分别是P(亿元)和Q(亿元),它们与投资额t(亿元)的关系有经验公式P=,Q=
t,今该公司将5亿元投资于这两个项目,其中对甲项目投资x(亿元),投资这两个项目所获得的总利润为y(亿元).求:
(1)y关于x的函数表达式.
(2)总利润的最大值.
正确答案
(1) y=+
(5-x),x∈[0,5] (2) 0.875亿元
(1)根据题意,得y=+
(5-x),x∈[0,5].
(2)令t=,t∈[0,
],则x=
.
y=-t2+
t+
=-
(t-2)2+
,
因为2∈[0,],所以当
=2时,即x=2时,y最大值=0.875.
答:总利润的最大值是0.875亿元.
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