- 集合与函数的概念
- 共44150题
已知向量,函数
(1)若,试求函数
的值域;
(2)若,则
,如
,则
.已知
为常数,且
,请讨论
的单调性,并判断
的符号.
正确答案
解:(1)
,
于是,
(2)
因此,当单调递减;
当单调递增.
由的单调性,知
=
在
上的最小值,
时,
=0,
综上知,当时,
单调递减;
当时,
单调递增.
当=0,
当>0.
设的最大值为g(a)。
(1)设,求t的取值范围,并把f(x)表示为t的函数m(t);
(2)求g(a);
(3)试求满足的所有实数。
正确答案
解:(1), ①
又,
∴,
,即
。
由①知,,
∴。
(2)由(1)知,,
当即
时,
;
当即
时,
;
当即
时,
。
(3)由(2)知,显然当时,
;
当时,
,即
,解得:=±1,
又1>-2+,而-1<-2+
,
所以-1符合要求,
综上所述,满足的实数a的范围是{x|x=-1或x≥-2+
}。
已知函数f(x)的定义域为A={x|2a-1<x<5-2a},集合B为函数g(x)=x2+log2x,x∈(1,2)的值域.
(1)求集合B;
(2)如A∪B=B,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)∵y=x2与y=log2x在区间(1,2)上都是增函数,
∴函数g(x)=x2+log2x在(1,2)上是增函数,
可得g(1)<g(x)<g(2)
求得g(1)=1,g(2)=5,
所以g(x)的值域为B=(1,5);
(2)∵A={x|2a-1<x<5-2a},B=(1,5)且A∪B=B
∴A⊆B,得,解之得1≤a<
即实数a的取值范围是[1,).
已知函数f(x)=(a∈R).
(1)试判断f(x)的单调性,并证明你的结论;
(2)若f(x)为定义域上的奇函数,
①求函数f(x)的值域;
②求满足f(ax)<f(2a-x2)的x的取值范围.
正确答案
(本小题满分16分)
(1)函数f(x)为定义域(-∞,+∞),
且f(x)=a-,
任取x1,x2∈(-∞,+∞),且x1<x2
则f(x2)-f(x1)=a--a+
=
…(3分)
∵y=2x在R上单调递增,且x1<x2
∴0<2x1<2x2,2x2-2x1>0,2x1+1>0,2x2+1>0,
∴f(x2)-f(x1)>0,
即f(x2)>f(x1),
∴f(x)在(-∞,+∞)上的单调增函数.…(5分)
(2)∵f(x)是定义域上的奇函数,∴f(-x)=-f(x),
即a-+(a-
)=0对任意实数x恒成立,
化简得2a-(+
)=0,
∴2a-2=0,即a=1,…(8分)
(注:直接由f(0)=0得a=1而不检验扣2分)
①由a=1得f(x)=1-,
∵2x+1>1,∴0<<1,…(10分)
∴-2<-<0,∴-1<1-
<1
故函数f(x)的值域为(-1,1).…(12分)
②由a=1,得f(x)<f(2-x2),
∵f(x)在(-∞,+∞)上单调递增,∴x<2-x2,…(14分)
解得-2<x<1,
故x的取值范围为(-2,1).…(16分)
已知函数f(x)=2a•4x-2x-1
(1)当a=1时,解不等式f(x)>0;
(2)当a=,x∈[0,2]时,求f(x)的值域.
正确答案
(1)当a=1时,f(x)=2•4x-2x-1
∴f(x)>0,即2•(2x)2-2x-1>0
解得2x>1,或2x<-(舍去)
∴x>0
即不等式f(x)>0的解集为(0,+∞)
(2)当a=时,f(x)=4x-2x-1
设t=2x,由x∈[0,2]得t∈[1,4]
此时,y=t2-t-1,t∈[1,4]
∵y=t2-t-1的图象是开口朝上,且以t=为对称轴的抛物线
∴y=t2-t-1在区间[1,4]上为增函数
∴当t=1时,函数取最小值-1,当t=4时,函数取最大值11,
故f(x)的值域为[-1,11]
已知函数f(x)=是奇函数.
(1)求a、b的值;
(2)写出f(x)的单调区间(不需要证明);
(3)求f(x)的值域.
正确答案
(1)因为f(x)=是奇函数,则有f(0)=
=0,故a=0,
再由f(1)+f(-1)=0得+
=0,
即=
,即2+b=2-b,可得b=0,
故有a=b=0
(2)由(1)知f(x)= 可知:f′(x)=
令导数小于0,解得x的取值范围是(-∞,-1)、(1,+∞)
令导数大于0,解得x的取值范围是(-1,1)
故函数在(-∞,-1]、[1,+∞)上分别递减;(-1,1)上递增;
(3)由(1)知f(x)==
,
当x>0时,x+≥2,则f(x)∈(0,
]
当x<0时,x+≤-2,则f(x)∈[
,0)
当x=0时,f(x)=0显然成立
综上知,函数的值域是:[-,
].
已知函数f(x)=|x-a|+|x+4|.
(Ⅰ)a=1时,求f(x)的值域;
(Ⅱ)若f(x)≥1的解集是全体实数,求a的取值范围.
正确答案
(I)∵f(x)=|x-a|+|x+4|.
当a=1时,
f(x)=|x-1|+|x+4|.
表示数轴上动点到1和-4两点的距离和,
故f(x)=|x-1|+|x+4|≥5
即函数的值域为[5,+∞)
(II)f(x)=|x-a|+|x+4|=|a-x|+|x+4|≥|a-x+x+4|=|a+4|.
若f(x)≥1的解集是全体实数,
则|a+4|≥1
∴a∈(-∞,-5]∪[-3,+∞)
(1)求函数f(x)=-lg(9x2-1)的定义域;
(2)求函数f(x)=3x+的值域.
正确答案
(1)由题
解得
故x∈(-∞,-)∪(
,1)
函数f(x)=-lg(9x-1)的定义域为(-∞,-
)∪(
,1)
(2)由题1+3x≥0∴x∈[-,+∞)
函数f(x)=3x+在[-
,+∞)
∴f(x)≥3×(-)+
=-1函数值域为[-1,+∞)
已知函数的定义域为集合A,函数y=log2(x2﹣4x+12)的值域为集合B,
(1) 求出集合A,B;
(2) 求ACRB,CRA
CRB.
正确答案
解:(1)由(2+x)(3﹣x)>0解得A=(﹣2,3),
由y=log2[(x﹣2)2+8]log28=3,可得B=[3,+
).
(2)CRB=(﹣
,3),
A
CRB=(﹣2,3);
又CRA=(﹣,﹣2][3,+
),
所以CRACRB=R.
已知函数f(x)=lg,求
(1)f(0);
(2)求函数f(x)的定义域;
(3)判断函数f(x)的奇偶性;
(4)求使f(x)>0的x的取值范围.
正确答案
(1)∵函数f(x)=lg,
∴f(0)=0…2
(2)由>0得-1<x<1…4
所以f(x)的定义域为(-1,1)…6
(3)∵f(-x)=lg=-lg
=-f(x)…8
又由(1)得f(x)的定义域为(-1,1)…9
∴f(x)在定义域内是奇函数…10
(4)由lg>0得
>1…12
解得-1<x<0…14
已知实数m为非零常数,且f(x)=loga(1+)(a>0且a≠1)为奇函数.
(1)求m的值;
(2)判断f(x)在区间(1,+∞)上的单调性,并用单调性定义加以证明;
(3)当x∈(b,a)时,函数f(x)的值域为(1,+∞),请确定实数a与b的取值.
正确答案
(1)若函数f(x)=loga(1+)(a>0且a≠1)为奇函数
故f(-x)+f(x)=loga(1+)+loga(1+
)=loga[(1+
)(1+
)]=loga[
]=0
即=1,即(m-1)2=1
∵m≠0,
∴m=2
(2)由(1)得f(x)=loga(1+)=loga(
),
当0<a<1时,函数在区间(1,+∞)上为增函数
当a>1时,函数在区间(1,+∞)上为减函数,理由如下:
令x1,x2是区间(1,+∞)上的任意两个值,且x1<x2,
则x2-x1>0,x1-1>0,x2+1>0,1+>1
则f(x1)-f(x2)=loga()-loga(
)=loga(
•
)=loga[1+
]
当0<a<1时,f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),函数在区间(1,+∞)上为增函数
当a>1时,f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),函数在区间(1,+∞)上为减函数
(3)由(1)得f(x)=loga()的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞),
当0<a<1时,(b,a)⊊(-∞,-1)∪(1,+∞),此时函数的解析式无意义;
当a>1,若函数的解析式有意义,则1≤b<a,
由(2)可得,此时函数在(b,a)上为减函数
若函数f(x)的值域为(1,+∞)
则f(a)=1,
即loga()=1
即=a
解得a=1+
且(1+
)=+∞
解得b=1
综上,a=1+,b=1
若函数f(x)在定义域内存在区间[a,b],满足f(x)在[a,b]上的值域为[a,b],则称这样的函数f(x)为“优美函数”.
(Ⅰ)判断函数f(x)=是否为“优美函数”?若是,求出a,b;若不是,说明理由;
(Ⅱ)若函数f(x)=+t为“优美函数”,求实数t的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)由于函数f(x)=是增函数,则得
,
因为a<b,所以;
(Ⅱ)由于函数f(x)=+t为“优美函数”,则得方程
+t=x有两实根,
设=m (m≥0),所以关于m的方程m+t=m2即t=m2-m在[0,+∞)有两实根,
即函数y=t与函数y=(m-)2-
的图象在[0,+∞)上有两个不同交点,
∴-<t≤0.
已知二次函数f(x)=ax2+bx+1,对于任意的实数x1、x2(x1≠x2),都有>f(
)成立,且f(x+2)为偶函数.
(1)求a的取值范围;
(2)求函数y=f(x)在[a,a+2]上的值域;
(3)定义区间[m,n]的长度为n-m.是否存在常数a,使的函数y=f(x)在区间[a,3]的值域为D,且D的长度为10-a3.
正确答案
(1)由f(x+2)为偶函数可得f(x)=ax2+bx+1的图象关于直线x=2对称,
则-=2,b=-4a,f(x)=ax2-4ax+1;
对于任意的实数x1、x2(x1≠x2),都有>f(
)成立,则
-f(
)=
(ax12-4ax1+1+ax22-4ax2+1)-[a(
)2-4a
+1]=
a(x1-x2)2>0,
因为x1≠x2,
所以(x1-x2)2>0,
故a>0.
(2)f(x)=ax2-4ax+1=a(x-2)2+1-4a,
因为a>0,
所以a+2>2.
当a+1≤2时,即0<a≤1时,f(x)min=1-4a,f(x)max=a3-4a2+1,
函数y=f(x)的值域为[1-4a,a3-4a2+1];
当1<a≤2时,f(x)min=1-4a,f(x)max=a3-4a+1,
函数y=f(x)的值域为[1-4a,a3-4a+1];
当a>2时,f(x)min=a3-4a2+1,f(x)max=a3-4a+1,
函数y=f(x)的值域为[a3-4a2+1,a3-4a+1].
(3)f(x)=ax2-4ax+1=a(x-2)2+1-4a,
当0<a≤1时,f(x)min=1-4a,f(x)max=a3-4a2+1,
f(x)max-f(x)min=a3-4a2+1-(1-4a)=a(a-2)2,
由0<a≤1时,1≤(a-2)2<4,则a(a-2)2<4,而10-a3>9,不合题意;
当1<a<2时,f(x)min=1-4a,f(x)max=1-3a,
f(x)max-f(x)min=1-3a-(1-4a)=a,
由1<a<2,得10-a3>2,所以a≠10-a3,不合题意;
当2≤a<3时,f(x)min=a3-4a2+1,f(x)max=1-3a,f(x)max-f(x)min=1-3a-(a3-4a2+1)=10-a3,
故4a2-3a-10=0,(4a+5)(a-2)=0,
因为2≤a<3,
所以a=2.
综上所述:存在常数a=2符合题意.
求函数y=1-的定义域.
正确答案
由2-3x>0解得x<.
故函数定义域为{x|x<}
已知函数f(x)=1-(a>0且a≠1)是定义在(-∞,+∞)上的奇函数.
(1)求a的值;
(2)求函数f(x)的值域.
(3)当x∈(0,1]时,t•f(x)≥2x-2恒成立,求实数t的取值范围.
正确答案
(1)∵f(x)是定义在(-∞,+∞)上的奇函数,即f(-x)=-f(x)
令x=0得f(0)=1-=0,解得a=2
(2)记y=f(x),即y=,∴2x=
,由2x>0知
>0
∴-1<y<1,即f(x)的值域为(-1,1).
(3)不等式tf(x)≥2x-2,即为≥2x-2
即(2x)2-(t+1)•2x+t-2≤0,设2x=u,∵x∈(0,1],∴u∈(1,2].
∴当x∈(0,1]时,tf(x)≥2x-2恒成立,即为u∈(1,2]时u2-(t+1)•u+t-2≤0恒成立.
∴,解得t≥0
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