- 集合与函数的概念
- 共44150题
已知函数f(x)=.
(1)求函数f(x)的定义域;
(2)判断函数f(x)的奇偶性;
(3)求函数f(x)的最大值和最小值.
正确答案
(1)由cos2x≠0得2x≠kπ+,k∈Z(2分)
解得x≠+
,k∈Z
所以f(x)的定义域为{x|x∈R,且x≠+
,k∈Z}(4分)
(2)因为f(x)的定义域关于原点对称,且f(-x)==
=f(x),
所以f(x)是偶函数.(7分)
(3)当x≠+
,k∈Z,cosx≠±
,
即cos2x≠(8分)
f(x)==
==3cos2x-1(10分)
当cos2x=1时,f(x)取最大值2;
当cos2x=0时,f(x)的最小值-1∴函数f(x)的最大值2最小值-1
二次函数f(x)满足f(x+1)-f(x)=2x,且f(0)=1.
(Ⅰ)求f(x)的解析式;
(Ⅱ)求f(x)在区间[-1,1]上的值域;
(Ⅲ)在区间[-1,1]上,y=f(x)的图象恒在y=2x+m的图象上方,试确定实数m的范围.
正确答案
(Ⅰ)设f(x)=ax2+bx+c,由f(0)=1得c=1,故f(x)=ax2+bx+1.
∵f(x+1)-f(x)=2x,∴a(x+1)2+b(x+1)+1-(ax2+bx+1)=2x.
即2ax+a+b=2x,所以,∴
,∴f(x)=x2-x+1.
(Ⅱ)f(x)=x2-x+1=(x-)2+
所以当x∈[-1,1]时,ymin=f()=
,ymax=f(-1)=3
∴函数的值域为[,3]
(Ⅲ)由题意得x2-x+1>2x+m在[-1,1]上恒成立.即x2-3x+1-m>0在[-1,1]上恒成立.
设g(x)=x2-3x+1-m,其图象的对称轴为直线x=,所以g(x)在[-1,1]上递减.
故只需g(1)>0,即12-3×1+1-m>0,解得m<-1.
已知函数是定义在R上的不恒为零的函数,且对于任意的、b∈R,都满足
,若
,
。
(1)求、
、
的值;
(2)猜测数列的通项公式,并用数学归纳法证明。
正确答案
解:(1);
;
。
(2)由(1)猜测:,
当n=1时,左边=,右边=
,左边=右边,
∴n=1时,命题成立;
假设n=k时,命题成立,即:,
则n=k+1时,
左边=
,
∴n=k+1时,命题成立。
综上可知:对任意n∈N*,都有,
所以,。
已知函数f(x)=|3x-2|+x
(1)求函数f(x)的值域;
(2)若g(x)=|x+1|,解不等式f(x)>g(x).
正确答案
(1)由题意令3x-2=0,解得x=,分两种情况:
当x≥时,f(x)=4x-2∈[
,+∞),
当x<时,f(x)=-2x+2∈(
,+∞),
所以f(x)的值域为[,+∞);
(2)令x+1=0解得,x=-1,故分三种情况:
当x<-1时,原不等式等价于-3x+2+x>-1-x,解得x<-1,则解集为{x|x<-1};
当-1≤x<时,原不等式等价于-3x+2+x>x+1,解得-1≤x<
,则解集为{x|-1≤x<
};
当x≥时,原不等式等价于3x-2+x>x+1,解得x>1,则解集为{x|x>1};
综上,不等式f(x)>g(x)的解集为{x|x<或x>1}.
已知函数f(x)=-
,常数a>0.
(1)设m•n>0,证明:函数f(x)在[m,n]上单调递增;
(2)设0<m<n且f(x)的定义域和值域都是[m,n],求n-m的最大值.
正确答案
(1)任取x1,x2∈[m,n],且x1<x2,f(x1)-f(x2)=•
,
因为x1<x2,x1,x2∈[m,n],所以x1x2>0,即f(x1)<f(x2),故f(x)在[m,n]上单调递增.
(2)因为f(x)在[m,n]上单调递增,f(x)的定义域、值域都是[m,n]⇔f(m)=m,f(n)=n,
即m,n是方程-
=x的两个不等的正根⇔a2x2-(2a2+a)x+1=0有两个不等的正根.
所以△=(2a2+a)2-4a2>0,>0⇒a>
.
∴n-m= =
, a∈(
, +∞ ),
∴a=时,n-m取最大值
.
求函数y=的最大值和最小值.
正确答案
法一:去分母,原式化为
sinx-ycosx=2-2y,
即sin(x-φ)=.
故≤1,解得
≤y≤
.
∴ymax=,ymin=
.
法二:令x1=cosx,y1=sinx,有x12+y12=1.它表示单位圆,则所给函数y就是经过定点P(2,2)以及该圆上的动点M(cosx,sinx)的直线PM的斜率k,故只需求此直线的斜率k的最值即可.由=1,得k=
.
∴ymax=,ymin=
.
若f(x)=2(log2x)2+alog2x-2+b,在x=时,取得最小值1,
(1)求a和b的值.
(2)求x∈[,8]上的值域.
正确答案
(1)函数的定义域为(0,+∞),
因为f(x)=2(log2x)2+alog2x-2+b=2(log2x)2-2alog2x+b,
设t=log2x,则函数等价为g(t)=2t2-2at+b=2(t-
a
2
)2+b-,
因为当x=时,取得最小值1,此时t=log2
=-1,
所以=-1,b-
=1,解得a=-2,b=3.…(6分)
(2)因为a=-2,b=3.,所以g(t)=2(t+1)2+1,二次函数的对称轴为t=-1,…(8分)
因为x∈[,8],所以-2≤t≤3…(10分)
所以1≤y≤33.
即函数的值域为[1,33]…(12分)
(选做题)设函数.
(I)当a=﹣5时,求函数f(x)的定义域;
(II)若函数f(x)的定义域为R,试求a的取值范围.
正确答案
解:(I)由题设知:|x+1|+|x﹣2|﹣5≥0
如图,在同一坐标系中作出函数y=|x+1|+|x﹣2|和y=5的图象,
得定义域为(﹣∞,﹣2]∪[3,+∞)
(II)由题设知,当x∈R时,恒有|x+1|+|x﹣2|+a≥0
即|x+1|+|x﹣2|≥﹣a,
又由(I)|x+1|+|x﹣2|≥3,
∴﹣a≤3,∴a≥﹣3.
2010年上海世博会组委会为保证游客参观的顺利进行,对每天在各时间段进入园区和离开园区的人数作了一个模拟预测.为了方便起见,以10分钟为一个计算单位,上午9点10分作为第一个计算人数的时间,即n=1;9点20分作为第二个计算人数的时间,即n=2;……依此类推,把一天内从上午9点到晚上24点分成了90个计算单位.
对第n个时刻进入园区的人数f(n)和时间n(n∈N*)满足以下关系O[如图1],
对第n个时刻离开园区的人数g(n)和时间n(n∈N*)满足以下关系[如图2],
,
,
(1)试计算在当天下午3点整(即15点整)时,世博园区内共有多少游客?
(2)请求出当天世博园区内游客总人数最多的时刻。
正确答案
解:(1)进入的:
;
离开的:
,
∴。
(2)(ⅰ)当1≤n≤24时,f(n)-g(n)>0,游客人数增多;
(ⅱ)当25≤n≤36时,令500n-12000≤3600,得n≤31,
即当25≤n≤36时,进入园区的人数多于离开的人数,
当32≤n≤36时,,进入园区的人数多于离开人数;
(ⅲ)当37≤n≤72时,令-300n+21600=500n-12000时,n=42,
即在下午4点整时,园区的人数达到最多。
已知集合M是满足下列性质的函数f(x)的全体:在定义域内存在x0,使得f(x0+1)= f(x0)+ f(1)成立。
(1)函数f(x)=是否属于集合M?说明理由;
(2)设函数f(x)=2x+x2,证明:f(x)∈M。
正确答案
解:(1)不属于;
(2)证明“略”。
(本小题满分16分)已知函数f(x)=是定义在R上的奇函数,其值域为
.
(1) 试求a、b的值;
(2) 函数y=g(x)(x∈R)满足:
条件1: 当x∈[0,3)时,g(x)=f(x);条件2: g(x+3)=g(x)lnm(m≠1).
① 求函数g(x)在x∈[3,9)上的解析式;
② 若函数g(x)在x∈[0,+∞)上的值域是闭区间,试探求m的取值范围,并说明理由.
正确答案
解:(1) 由函数f(x)定义域为R,∴ b>0.
又f(x)为奇函数,则f(-x)=-f(x)对x∈R恒成立,得a=0.(2分)
(16分)
略
(1)对任意x∈R,试比较x2+x+2与1-x的大小;
(2)已知函数f(x)=log3(x2+kx+2)的定义域为R,求实数k的取值范围.
正确答案
(1)∵(x2+x+2)-(1-x)=x2+2x+1=(x+1)2≥0,
∴x2+x+2≥1-x.
(2)∵f(x)的定义域为R,即x2+kx+2>0恒成立,∴△=k2-8<0,
解得k∈(-∞,-2)∪(2
,+∞).
已知定义在(1,+∞)上的函数f(x)=-
(a>0)
(Ⅰ)若f(2t-3)>f(4-t),求实数t的取值范围;
(Ⅱ)若f(x)≤4x对(1,+∞)上的任意x都成立,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)若f(x)在[m,n]上的值域是[m,n](m≠n),求实数a的取值范围.
正确答案
(1)由于定义在(1,+∞)上的函数f(x)=-
(a>0)满足f(2t-3)>f(4-t),
则解得t∈(
,3)
(2)由f(x)≤4x得≤4x+
,
∴≤4(x-1)+
+4∵4(x-1)+
≥4(x=
时取等号)
∴≤8∵a>0∴a≥
(3)由于f(x)在(1,+∞)单调递增,∴
∴m,n为方程-
=x的两个大于1的不等实根
令x-1=u(u>0)
由y=-1与y=u+
(u>0)的图象可得
-1>2∴0<a<
已知函数f(t)=log2t,t∈[,8]
(1)求f(t)的值域G
(2)若对G内的所有实数x,不等式-x2+2mx-m2+2m≤1恒成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)∵函数f(t)=log2t,t∈[,8],
∴≤ f(t) ≤3即G=[
,3],
(2)-x2+2mx-m2+2m≤1恒成立⇔x2-2mx+m2-2m+1≥0恒成立,
令g(x)=x2-2mx+m2-2m+1
当m≤时
∴m≤
当<m<3时
∴m无解
当m≥3时 ∴m≥4+
综上:m≤或m≥4+
.
选修4-5:不等式选讲
设函数f(x)=若函数f(x)的定义域为R,试求实数a的最大值.
正确答案
由题意有:|x-2|+|x-a|≥2a对x∈R恒成立,设g(x)=|x-2|+|x-a|,原命题等价于g(x)min≥2a.
(i)当a>2时,g(x)=,g(x)min=a-2≥2a,则a≤-2,这与a>2矛盾,不成立,故舍去. …(5分)
(ii)当a<2时,g(x)=,g(x)min=a-2≥2a,则a≤
,
∴实数a的最大值为.
综上可得,实数a的最大值为. …(10分)
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