- 集合与函数的概念
- 共44150题
已知定义在上的函数
,如果满足:对任意
,存在常数
,使得
成立,则称
是
上的有界函数,其中
称为函数
的上界.
下面我们来考虑两个函数:,
.
(Ⅰ)当时,求函数
在
上的值域,并判断函数
在
上是否为有界函数,请说明理由;
(Ⅱ)若,函数
在
上的上界是
,求
的取值范围;
(Ⅲ)若函数在
上是以
为上界的有界函数, 求实数
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)函数在
上的值域为
,函数
在
不是有界函数;(Ⅱ)
;(Ⅲ)
.
试题分析:(Ⅰ)当时,函数
,此时可设
,由
,那么
,所以函数
可转化成
,易知
在
上单调递增,从而可求出值域为
;故不存在常数
,使
成立,所以函数
在
上不是有界函数
(Ⅱ)先求出在
上的最大值
与最小值
,根据
,再确定
的大小关系,得出上界范围
;(Ⅲ)函数
在
上是以
为上界的有界函数,则
在
上恒成立.将问题转化成
而求得
.
试题解析:(Ⅰ)当时,
因为在
上递减,所以
,即
在
的值域为
.
故不存在常数,使
成立,所以函数
在
上不是有界函数.
(Ⅱ),∵
,
∴
在
上递减,
∴ 即
∵,∴
,∴
,
∴ ,即
(Ⅲ)由题意知,在
上恒成立.
,∴
在
上恒成立
∴
设,
,
, 由
得
,
设,
, 所以
在
上递减,
在
上的最大值为
,
又,所以
在
上递增,
在
上的最小值为
.
所以实数的取值范围为
.
函数f(x)是定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的偶函数,当x>0时,f(x)=.
(1)求f(x)的解析式;
(2)讨论函数f(x)的单调性,并求f(x)的值域.
正确答案
(1)∵f(x)在(-∞,0)∪(0,+∞)上是偶函数,
∴f(-x)=f(x)(1分)
设x<0,则-x>0,f(-x)==
∴f(x)=-(3分)
∴f(x)=(4分)
(2)当x>0时,f(x)==x+
+1,f′(x)=1-
(6分)
令f'(x)=0⇒x=2
∴当x∈(0,2)时,f'(x)<0,f(x)是减函数,
x∈(2,+∞)时,f'(0)>0,f(x)是增函数,(8分)
且函数f(x)在此区间上有极小值y极小=f(2)=5
又f(x)是偶函数,其图象关于y轴对称
∴x<0时,f(x)的增区间为(-2,0),减区间为(-∞,-2)(10分)
综上所述,f(x)在区间(-∞,-2)和(0,2)上是减函数
在区间(-2,0)和(2,+∞)上是增函数,值域为f(x)∈[5,+∞)(12分)
已知函数 (x∈R,且x≠2).
(1)求的单调区间;
(2)若函数与函数
在x∈[0,1]上有相同的值域,求a的值.
正确答案
(1)的单调递增区间为
;单调递减区间为
;(2)
.
试题分析:解题思路(1)分离参数转化从基本不等式求最值;(2)由(1)得出的值域,再利用一元二次函数的单调性求
值.规律总结:涉及分式求最值,往往利用分离参数法,出现定值,以便运用基本不等式求解;求一元二次函数的值域要注意运用数形结合思想.
试题解析:(1),
令,由于
在
内单调递增,在
内单调递减,∴容易求得
的单调递增区间为
;单调递减区间为
.
(2)∵在
上单调递减,∴其值域为
,
即时,
.
∵为最大值,∴最小值只能为
,
若,则
;若
,则
;
综上得.
已知函数常数
)满足
.
(1)求出的值,并就常数
的不同取值讨论函数
奇偶性;
(2)若在区间
上单调递减,求
的最小值;
(3)在(2)的条件下,当取最小值时,证明:
恰有一个零点
且存在递增的正整数数列
,使得
成立.
正确答案
(1),
时是偶函数,
时,非奇非偶函数;(2)
;(3)证明见解析.
试题分析:(1)直接代入已知可求得
,根据奇偶函数的定义可说明函数是奇(偶)函数,如果要说明它不是奇(偶)函数,可举例说明,即
或
;(2)据题意,即当
时,总有
成立,变形整理可得
,由于分母
,故
,即
,注意到
,
,从而
,因此有
;(3)在(2)的条件下,
,理论上讲应用求出零点
,由函数表达式可看出,当
时,无零点,当
时,函数
是递增函数,如有零点,只有一个,解方程
,即
,根据零点存在定理确定出
,这个三次方程具体的解求不出,但可变形为
,想到无穷递缩等比数列的和,有
,因此可取
.证毕.
(1)由得
,解得
.
从而,定义域为
当时,对于定义域内的任意
,有
,
为偶函数 2分
当时,
从而
,
不是奇函数;
,
不是偶函数,
非奇非偶. 4分
(2)对于任意的,总有
恒成立,即
,得
. 6分
,
,
,从而
.
又,∴
,
的最小值等于
. 10分
(3)在(2)的条件下,.
当时,
恒成立,函数
在
无零点. 12分
当时,对于任意的
,恒有
,
即,所以函数
在
上递增,又
,
,
在
是有一个零点
.
综上恰有一个零点
,且
15分
,得
,
又,故
,
取 18分
养路处建造圆锥形仓库用于贮藏食盐(供融化高速公路上的积雪之用),已建的仓库的底面直径为,高
,养路处拟建一个更大的圆锥形仓库,以存放更多食盐,现有两种方案:一是新建的仓库的底面直径比原来大
(高不变);二是高度增加
(底面直径不变)。
(1)分别计算按这两种方案所建的仓库的体积;
(2)分别计算按这两种方案所建的仓库的表面积(地面无需用材料);
(3)哪个方案更经济些?
正确答案
(1),
(2)
,
(3)方案二B比方案一更经济
试题分析:(1)根据方案一,则仓库的底面直径变成16m,由圆锥的体积公式建立模型.根据方案二,则仓库的高变成8m,由圆锥的体积公式建立模型.
(2)根据方案一,仓库的底面直径变成16m,由表面积公式建立模型;根据方案二,则仓库的高变成8m,由表面积公式建立模型,
(3)方案更经济些,在于容量大,用材少,即体积大,表面积小,所以比较V2,V1,S2,S1即可.
试题解析:(1)如果按方案一,仓库的底面直径变成,则仓库的体积
如果按方案二,仓库的高变成,则仓库的体积
(2)如果按方案一,仓库的底面直径变成,半径为
.
棱锥的母线长为
则仓库的表面积
如果按方案二,仓库的高变成.
棱锥的母线长为则仓库的表面积
(3),
方案二B比方案一更经济.
已知函数.
(1)解关于的不等式
;
(2)若在区间
上恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1)当时,原不等式的解集为
或
;当
时,解集为
且
;当
时,解集为
或
;(2)
的取值范围是
.
试题分析:(1)本小题是含参数的一元二次不等式问题,求解时先考虑因式分解,后针对根的大小进行分类讨论,分别写出不等式的解集即可;(2)不等式的恒成立问题,一般转化为函数的最值问题,不等式
即
在
上恒成立可转化为
(
),而函数
的最小值可通过均值不等式进行求解,从而可求得
的取值范围.
试题解析:(1)由得
,即
1分
当,即
时,原不等式的解为
或
3分
当,即
时,原不等式的解为
且
4分
当,即
时,原不等式的解为
或
综上,当时,原不等式的解集为
或
;当
时,解集为
且
;当
时,解集为
或
6分
(2)由得
在
上恒成立,即
在
上恒成立,所以
(
) 8 分
令,则
10分
当且仅当等号成立
,即
故实数的取值范围是
12分.
设函数f(x),g(x)的定义域分别为DJ,DE.且DJ⊊DE,若对于任意x∈DJ,都有g(x)=f(x),则称函数g(x)为f(x)在DE上的一个延拓函数.设f(x)=xlnx(x>0),g(x)为f(x)在(-∞,0)∪(0,+∞)上的一个延拓函数,且g(x)是奇函数,则g(x)=______;设f(x)=2x-1(x≤0),g(x)为f(x)在R上的一个延拓函数,且g(x)是偶函数,则g(x)=______.
正确答案
∵若f(x)=xlnx(x>0),g(x)为f(x)在(-∞,0)∪(0,+∞)上的一个延拓函数
∴当x>0时,g(x)=f(x)=xlnx 又∵g(x)是奇函数∴当x<0时,-x>0∴f(-x)=(-x)ln(-x)=-xln(-x)=-f(x)
∴f(x)=xln(-x),x<0 综上当x∈(-∞,0)∪(0,+∞)时,f(x)=xln|x|
若f(x)=2x-1(x≤0),g(x)为f(x)在R上的一个延拓函数∴当x≤0时,g(x)=f(x)=2x-1∵g(x)是偶函数
∴当x>0时,-x<0∴g(-x)=g(x)=2-x-1 x>0 综上g(x)=2-|x|-1
故答案为:xln|x;|2-|x|-1
已知正项数列的前
项和
,
.
(Ⅰ)求数列的通项公式;
(Ⅱ)定理:若函数在区间D上是凹函数,且
存在,则当
时,总有
.请根据上述定理,且已知函数
是
上的凹函数,判断
与
的大小;
(Ⅲ)求证:.
正确答案
(Ⅰ)(
).
(Ⅱ).
(Ⅲ)由(Ⅱ),得.
(Ⅰ)时,
或
.
由于是正项数列,所以
.
当时,
,
整理,得.
由于是正项数列,∴
.
∴数列是以1为首项,1为公差的等差数列.
从而,当
时也满足.
∴(
).
(Ⅱ)由(Ⅰ)知.
对于上的凹函数
,有
.
根据定理,得.
整理,得.
令,得
.
∴,即
.
∴.
(Ⅲ)由(Ⅱ),得.
己知函数f(x)=ex,xR.
(1)若直线y=kx+1与f(x)的反函数图象相切,求实数k的值;
(2)设x﹥0,讨论曲线y=f(x)与曲线y=mx2(m﹥0)公共点的个数;
(3)设,比较
与
的大小并说明理由。
正确答案
(1);(2)当m
时,有0个公共点;当m=
,有1个公共点;当m
有2个公共点;(3)
.
试题分析:(1)f (x)的反函数. 直线y=kx+1恒过点P(0,1),该题即为过某点与曲线相切的问题,这类题一定要先设出切点的坐标
,然后求导便可得方程组,解方程组即可得k的值.
(2)曲线y=f(x)与曲线 的公共点个数即方程
根的个数. 而这个方程可化为
,令
,结合
的图象即可知道
取不同值时,方程的根的个数.
(3) 比较两个式子的大小的一般方法是用比较法,即作差,变形,判断符号.
结合这个式子的特征可看出,我们可研究函数的函数值的符号,而用导数即可解决.
试题解析:(1)f(x)的反函数.设直线y=kx+1与
相切于点
,则
.所以
4分
(2)当x>0,m>0时,曲线y=f(x)与曲线的公共点个数即方程
根的个数. 5分
由,令
,
则 在
上单调递减,这时
;
在
上单调递增,这时
;所以
是
的最小值. 6分
所以对曲线y=f(x)与曲线公共点的个数,讨论如下:
当m时,有0个公共点;
当m=,有1个公共点;
当m有2个公共点; 8分
(3)设
9分
令,则
,
的导函数
,所以
在
上单调递增,且
,因此
,
在
上单调递增,而
,所以在
上
. 12分
当时,
且
即
,
所以当时,
14分
已知函数.
(1)求f()+f(-
)的值;
(2)当x∈ (其中a∈(0, 1), 且a为常数)时,
f(x)是否存在最小值, 若存在, 求出最小值; 若不存在, 请说明理由.
正确答案
(1)0,(2)当x∈ (其中a∈(0, 1), 且a为常数)时,
f(x)存在最小值,,且最小值为f(a)= -a+log2
(1)f(x)的定义域是(-1, 1),
∵f(-x)=-(-x)+log2=-(-x+log2)="-" f(x)
∴f(x)为奇函数. ∴f()+f(-
)="0. " ……5分
(直接运算也可以)
(2)设-1< x1< x2 <1,
∵f(x2)-f(x1)=" -" x2+ log2-[- x1+ log2] ……7分
="(" x1- x2)+ log2,
∵x1- x2< 0, 1+x1-x2- x1x2-(1+x2-x1- x1x2)=2(x1- x2)<0,
∴1+x1-x2- x1x2< 1+x2-x1- x1x2.
∴0<<1.
∴log2< 0.
∴f(x2)-f(x1) < 0. ∴f(x)在(-1, 1)上单调递减. ……10分
∴当x∈ (其中a∈(0, 1), 且a为常数)时,
f(x)存在最小值,,且最小值为f(a)= -a+log2 ……12分
已知从A到B的映射是x→2x+1,从B到C的映射是y→-1,其中A,B,C⊆R,则从A到C的映射是______.
正确答案
由题意从A到B的映射是x→2x+1,从B到C的映射是2x+1→-1=x-
故答案为:x-
已知函数f(x)=ex,x∈R.
(1)若直线y=kx+1与f(x)的反函数的图像相切,求实数k的值;
(2)设x>0,讨论曲线y=f(x)与曲线y=mx2(m>0)公共点的个数.
正确答案
(1)k=(2)若0
,曲线y=f(x)与y=mx2没有公共点;若m=
,曲线y=f(x)与y=mx2有一个公共点;若m>
,曲线y=f(x)与y=mx2有两个公共点
(1)f(x)的反函数为g(x)=ln x.
设直线y=kx+1与g(x)=ln x的图像在P(x0,y0)处相切,则有y0=kx0+1=ln x0,k=g′(x0)=,
解得x0=e2,k=.
(2)曲线y=ex与y=mx2的公共点个数等于曲线y=与直线y=m的公共点个数.
令φ(x)=,则φ′(x)=
,∴φ′(2)=0.
当x∈(0,2)时,φ′(x)<0,φ(x)在(0,2)上单调递减;当x∈(2,+∞)时,φ′(x)>0,φ(x)在(2,+∞)上单调递增.
∴φ(x)在(0,+∞)上的最小值为φ(2)=.
综上所述,当x>0时,大致图像如图所示,
若0,曲线y=f(x)与y=mx2没有公共点;
若m=,曲线y=f(x)与y=mx2有一个公共点;
若m>,曲线y=f(x)与y=mx2有两个公共点
若存在区间M=[a,b](a<b),使得{y|y=f(x),x∈M}=M,则称区间M为函数f(x)的一个“稳定区间”.给出下列四个函数:①y=ex,x∈R;②f(x)=x3;③f(x)=cos;④f(x)=ln x+1.其中存在稳定区间的函数有________(写出所有正确命题的序号).
正确答案
②③
根据新定义逐一判断.因为函数y=ex,x∈R递增,且ex>x,x∈R恒成立,函数y=ex,x∈R不存在“稳定区间”,故①不存在“稳定区间”;函数f(x)=x3存在稳定区间[-1,0]或[0,1]或[-1,1],故②存在“稳定区间”;函数f(x)=cos存在稳定区间[0,1],故③存在“稳定区间”;函数
f(x)=ln x+1在(0,+∞)上递增,且ln x+1≤x,x>0恒成立,函数f(x)=ln x+1在定义域上不存在“稳定区间”,故④不存在“稳定区间”.
对于函数,下列结论正确的是 。
①
②有两个不等的实数解;
③在R上有三个零点;
④
正确答案
1.2.4
略
东方旅社有100张普通客床,若每床每夜收租费10元时,客床可以全部租出;若每床每夜收费提高2元,便减少10张客床租出;若再提高2元,便再减少10张客床租出.依此情况变化下去.为了投资少而获租金最多,每床每夜应提高租金多少元?
正确答案
每床每夜提高租费6元时,既投资少又能获得最高租金
设每床每夜提高租费元,则可租出
张客床,设可获利润
元,依题意有
,
即.
因为.
当时,需租出床80张;当
时,需租出床70张,
所以,时的投资小于
时的投资.
答:每床每夜提高租费6元时,既投资少又能获得最高租金.
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