- 集合与函数的概念
- 共44150题
(2013•浙江)已知a∈R,函数f(x)=x3﹣3x2+3ax﹣3a+3.
(1)求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)当x∈[0,2]时,求|f(x)|的最大值.
正确答案
(1)y=(3a﹣3)x﹣3a+4
(2)|f(x)|max=.
(1)因为f(x)=x3﹣3x2+3ax﹣3a+3,所以f′(x)=3x2﹣6x+3a,
故f′(1)=3a﹣3,又f(1)=1,所以所求的切线方程为y=(3a﹣3)x﹣3a+4;
(2)由于f′(x)=3(x﹣1)2+3(a﹣1),0≤x≤2.
故当a≤0时,有f′(x)≤0,此时f(x)在[0,2]上单调递减,故
|f(x)|max=max{|f(0)|,|f(2)|}=3﹣3a.
当a≥1时,有f′(x)≥0,此时f(x)在[0,2]上单调递增,故
|f(x)|max=max{|f(0)|,|f(2)|}=3a﹣1.
当0<a<1时,由3(x﹣1)2+3(a﹣1)=0,得,
.
所以,当x∈(0,x1)时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;
当x∈(x1,x2)时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;
当x∈(x2,2)时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增.
所以函数f(x)的极大值,极小值
.
故f(x1)+f(x2)=2>0,.
从而f(x1)>|f(x2)|.
所以|f(x)|max=max{f(0),|f(2)|,f(x1)}.
当0<a<时,f(0)>|f(2)|.
又=
故.
当时,|f(2)|=f(2),且f(2)≥f(0).
又=
.
所以当时,f(x1)>|f(2)|.
故.
当时,f(x1)≤|f(2)|.
故f(x)max=|f(2)|=3a﹣1.
综上所述|f(x)|max=.
已知函数,若
时,
恒成立,则实数k的取值范围是 .
正确答案
试题分析:当时,
,
当时,
,
又,
如图所示:
当时,
在
处取得最大值,且
,
令,则数列
是以1为首项,以
为公比的等比数列,
∴,∴
,
若时,
恒成立,只需
,当
上,均有
恒成立,
结合图形知:,∴
,∴
,
令,
,
当时,
,∴
,∴
,
当时,
,
,∴
,
∴最大,∴
,∴
.
已知两函数f(x)=8x2+16x-k,g(x)=2x3+5x2+4x,其中k为实数.
(1)对任意x∈[-3,3]都有f(x)≤g(x)成立,求k的取值范围.
(2)存在x∈[-3,3]使f(x)≤g(x)成立,求k的取值范围.
(3)对任意x1,x2∈[-3,3]都有f(x1)≤g(x2),求k的取值范围.
正确答案
(1) k≥45 (2) k≥-7 (3) k≥141
(1)设h(x)=g(x)-f(x)=2x3-3x2-12x+k,
问题转化为x∈[-3,3]时,h(x)≥0恒成立,
即h(x)min≥0,x∈[-3,3].
令h'(x)=6x2-6x-12=0,得x=2或x=-1.
∵h(-3)=k-45,h(-1)=k+7,h(2)=k-20,
h(3)=k-9,
∴h(x)min=k-45≥0,得k≥45.
(2)据题意:存在x∈[-3,3],使f(x)≤g(x)成立,
即为h(x)=g(x)-f(x)≥0在x∈[-3,3]上能成立,
∴h(x)max≥0.∴h(x)max=k+7≥0,得k≥-7.
(3)据题意:f(x)max≤g(x)min,x∈[-3,3],
易得f(x)max=f(3)=120-k,g(x)min=g(-3)=-21.
∴120-k≤-21,得k≥141.
已知函数是定义在
上的单调奇函数, 且
.
(Ⅰ)求证函数为
上的单调减函数;
(Ⅱ) 解不等式.
正确答案
(Ⅰ)证明见解析
(Ⅱ)原不等式的解集为
(Ⅰ)证明:∵函数是奇函数 ∴
∵∴函数
不是
上的增函数--------------------------------2分
又函数在
上单调 ∴函数
为
上的单调减函数-------------------4分
(Ⅱ)由得
----------6分
由(Ⅰ)知函数为
上的单调减函数 ∴
----------------8分
即,--------------------------------10分
∴原不等式的解集为
--------------------------12分
已知:的最小值。
正确答案
错解(a+)2+(b+
)2=a2+b2+
+
+4≥2ab+
+4≥4
+4=8,
∴(a+)2+(b+
)2的最小值是8.
分析上面的解答中,两次用到了基本不等式a2+b2≥2ab,第一次等号成立的条件是a=b=,第二次等号成立的条件是ab=
,显然,这两个条件是不能同时成立的。因此,8不是最小值。
事实上,原式= a2+b2++
+4="(" a2+b2)+(
+
)+4=[(a+b)2-2ab]+[(
+
)2-
]+4= (1-2ab)(1+
)+4,
由ab≤()2=
得:1-2ab≥1-
=
, 且
≥16,1+
≥17,
∴原式≥×17+4=
(当且仅当a=b=
时,等号成立),
∴(a + )2 + (b +
)2的最小值是
。
定义:对于函数,若存在非零常数
,使函数
对于定义域内的任意实数
,都有
,则称函数
是广义周期函数,其中称
为函数
的广义周期,
称为周距.
(1)证明函数是以2为广义周期的广义周期函数,并求出它的相应周距
的值;
(2)试求一个函数,使
(
为常数,
)为广义周期函数,并求出它的一个广义周期
和周距
;
(3)设函数是周期
的周期函数,当函数
在
上的值域为
时,求
在
上的最大值和最小值.
正确答案
(1)2;(2),
,
;(3)
.
试题分析:本题是一个新定义概念问题,解决问题的关键是按照新定义把问题转化为我们熟悉的问题,(1)就是找到使
为常数,考虑到
,因此取
,则有
,符合题设,即得
;(2)在(1)中求解时,可以想到一次函数就是广义周期函数,因此取
,再考虑到正弦函数的周期性,取
,代入新定义式子
计算可得;(3)首先,函数
应该是广义周期函数,由新定义可求得一个广义周期是
,周距
,由于
,可见
在区间
上取得最小值,在
上取得最大值,而当
时,由上面结论可得
,最小值为
,当
时,
,从而最大值为
.
试题解析:(1),
,(非零常数)
所以函数是广义周期函数,它的周距为2. (4分)
(2)设,则
(非零常数) 所以是广义周期函数,且
. ( 9分)
(3),
所以是广义周期函数,且
. (10分)
设满足
,
由得:
,
又知道
在区间
上的最小值是
在
上获得的,而
,所以
在
上的最小值为
. ( 13分)
由得
得:
,
又知道
在区间
上的最大值是
在
上获得的,
而,所以
在
上的最大值为23. (16分)
已知f(x)=log4(2x+3-x2),求f(x)的定义域、单调区间和值域;
正确答案
(1)定义域为{x|-1<x<3};
(2)单调递增区间为(-1,1],单调递减区间为[1,3);
(3)值域为;
(1)由真数2x+3-x2>0,解得-1
∴定义域是{x|-1
(2)令u=2x+3-x2,则u>0,y=log4u.
由于u=2x+3-x2=-(x-1)2+4,
考虑到定义域,其增区间是(-1,1],减区间是[1,3).
又y=log4u在u∈(0,+∞)上是增函数,
故该函数的增区间是(-1,1],减区间是[1,3).
(3)由(2)知,,因为
是增函数,所以其值域为
;
有下列命题:
①函数y=f (-x+2)与y=f (x-2)的图象关于轴对称;
②若函数f(x)=,则
,都有
;
③若函数f(x)=loga| x |在(0,+∞)上单调递增,则f(-2)> f(a+1);
④若函数 (x∈
),则函数f(x)的最小值为-2.
其中真命题的序号是 .
正确答案
②④
略
已知x∈Q时,f(x)=1;x为无理数时,f(x)=0;我们知道函数表示法有三种:①列表法,②图象法,③解析法,那么该函数y=f(x)不能用______表示.
正确答案
∵Q和无理数的元素无法具体表示,
∴①列表法,②图象法,都无法建立x和y之间的对应关系,
∴不能表示函数y=f(x).
③利用解析法表示为f(x)=
故答案为:①②.
某化工厂打算投入一条新的生产线,但需要经环保部门审批同意方可投入生产,已知该厂连续生产n个月的累计产量为f(n)=n(n+1)(2n-1)吨,但如果产量超过96吨,将会给环境造成危害.
(1)请你代表环保部门给厂拟定最长的生产周期;
(2)若该厂在环保部门的规定下生产,但需要每月交纳a万元的环保税,已知每吨产品售价0.6万元,第n个月的工人工资为g(n)=n2-
n-1万元,若每月都赢利,求出a的范围.
正确答案
(1)第n个月的月产量=.(3分)
∵f(n)=n(n+1)(2n-1),∴f(1)=1,当n≥2时,f(n-1)=
(n-1)n(2n-3),
∴f(n)-f(n-1)=3n2-2n.(6分)
令f(n)-f(n-1)≤96,即3n2-2n-96≤0,解得:-≤n≤6,
∵n∈N,∴nmax=6.(9分)
(2)若每月都赢利,
则(3n2-2n)-a-g(n)>0,n∈N,n≤6恒成立.
即a<(n-2)2+
,n=1,2,3,4,5,6,恒成立,(12分)
令h(n)=(n-2)2+
,n=1,2,3,4,5,6,∴n=2时h(n)最小,且h(2)=
(14分)
所以0<a<.(16分)
叙述函数的定义.
正确答案
答:设A,B为非空的数集,如果按照某个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B 的一个函数,记作y=f(x),x∈A,其中x叫做自变量,x的取值范围叫做函数的定义域;与x的值对应的y的值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域..
已知函数的图象在点
(e为自然对数的底数)处取得极值-1.
(1)求实数的值;
(2)若不等式对任意
恒成立,求
的取值范围.
正确答案
(1)-2;(2)
试题分析:(1)因为函数的图象在点
(e为自然对数的底数)处取得极值-1,所以
时导函数的值为零.即可求出
的值.
(2)因为不等式对任意
恒成立,所以写出等价的不等式,从而转化为求函数的在
时的最小值的问题.所以通过对函数的求导,观察发现函数的单调性即可得到函数的在
范围的最小值.从而得到结论.
试题解析:(1)解:因为,所以
因为函数的图像在点
处取得极值,
所以. 4分
(2)解:由(1)知,,
所以对任意
恒成立,即
对任意
恒成立.
令,则,
因为,所以
,
所以函数在
上为增函数,
则,
所以. 12分
(本小题满分14分)
某造船公司年最高造船量是20艘. 已知造船x艘的产值函数为R(x)="3700x" + 45x2 – 10x3(单位:万元), 成本函数为C (x) =" 460x" + 5000 (单位:万元). 又在经济学中,函数f(x)的边际函数Mf (x)定义为: Mf (x) =" f" (x+1) – f (x). 求:
(1) 利润函数P(x) 及边际利润函数MP(x);
(2) 年造船量安排多少艘时, 可使公司造船的年利润最大?
(3) 边际利润函数MP(x)的单调递减区间, 并说明单调递减在本题中的实际意义是什么?
正确答案
(1)MP (x) =" P" ( x + 1 ) – P (x) =" –" 30x2 + 60x +3275 (xÎN且xÎ[1, 20])
(2)年建造12艘船时, 公司造船的年利润最大
(3)MP (x)是减函数说明: 随着产量的增加,每艘利润与前一台比较,利润在减少
(1) P(x) =" R" (x) – C (x) =" –" 10x3 + 45x2 + 3240x – 5000 (xÎN且xÎ[1, 20]); 3分
MP (x) =" P" ( x + 1 ) – P (x) =" –" 30x2 + 60x +3275 (xÎN且xÎ[1, 20]). 2分
(2) P`(x) =" –" 30x2 + 90x + 3240 =" –" 30( x +9 )(x – 12) (xÎN且xÎ[1, 20]) 3分
当1£ x < 12时, P`(x) > 0, P(x)单调递增,
当 12
∴ x =" 12" 时, P(x)取最大值,
即, 年建造12艘船时, 公司造船的年利润最大. 4分
(3) 由MP(x ) =" " – 30( x – 1) 2 + 3305 (xÎN且xÎ[1, 20]).
∴当1< x £ 20时,MP (x)单调递减. 1分
MP (x)是减函数说明: 随着产量的增加,每艘利润与前一台比较,利润在减少.1分
已知函数(
).
(1)若,求函数
的极值;
(2)若,不等式
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1)在
处有极小值
;(2)
.
试题分析:(1)求极值分三步:首先对函数求导,然后判断的根是否为极值点,最后求出极值;
(2)要使,不等式
恒成立,只要先利用导数求出
的最小值,然后使
最小值大于等于零即可.
试题解析:解: (1)当时,
2分
令,解得
,所以
的单调增区间为(1,+∞);4分
,解得
,所以
的单调减区间为(0,1)..5分
所以函数在
处有极小值
..6分
(2)∵<0,由
.令
列表:
8分
这是.10分
∵,不等式
恒成立,∴
,∴
,
∴范围为
..12分
张林在李明的农场附近建了一个小型工厂,由于工厂生产须占用农场的部分资源,因此李明每年向张林索赔以弥补经济损失并获得一定净收入.工厂在不赔付农场的情况下,工厂的年利润(元)与年产量
(吨)满足函数关系
.若工厂每生产一吨产品必须赔付农场
元(以下称
为赔付价格).
(Ⅰ)将工厂的年利润(元)表示为年产量
(吨)的函数,并求出工厂获得最大利润的年产量;
(Ⅱ)若农场每年受工厂生产影响的经济损失金额(元),在工厂按照获得最大利润的产量进行生产的前提下,农场要在索赔中获得最大净收入,应向张林的工厂要求赔付价格
是多少?
正确答案
(Ⅰ)年利润(
),取得最大年利润的年产量;(Ⅱ)
.
试题分析:(Ⅰ)根据题意易得工厂的实际年利润为:(
),从而可看作是
的二次函数,求出当时,
取得最大值;(Ⅱ)根据题设可知农场净收入为
元时
,将代入上式,得:
,利用导函数可得函数的单调性,从而确定在
时,
取得最大值.
试题解析:(Ⅰ)工厂的实际年利润为:(
). 3分
,
当时,取得最大值.
所以工厂取得最大年利润的年产量 (吨). 6分
(Ⅱ)设农场净收入为元,则
.
将代入上式,得:. 8分
又
令,得
.
当时,
;当
时,
,
所以时,
取得最大值.
因此李明向张林要求赔付价格 (元/吨)时,获最大净收入. 13分
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