- 集合与函数的概念
- 共44150题
定义在R上的函数f(x)满足f(x+2)=3f(x),当x∈[0,2]时,f(x)=x2-2x+2,则x∈[-4,-2]时,f(x)的最小值为 ______.
正确答案
∵f(x+2)=3f(x),
∴f(x+4)=3f(x+2)=9f(x),
设x∈[-4,-2],则x+4∈[0,2],
∴f(x+4)=(x+4)2-2(x+4)+2=9f(x),
即x∈[-4,-2]时,f(x)=(x2+6x+10)
∴x∈[-4,-2]时,f(x)的最小值为
故答案为:.
(1)已知函数f(x)= (a>0且a≠1).
(Ⅰ) 求f(x)的定义域和值域;
(Ⅱ) 讨论f(x)的单调性.
(2)已知f(x)=2+log3x(x∈[1,9]),求函数y=[f(x)]2+f(x2)的最大值与最小值.
正确答案
(1)(Ⅰ)易得f(x)的定义域为{x|x∈R}.设y=,解得ax=-
①
∵ax>0当且仅当->0时,方程①有解.解-
>0,求得-1<y<1.
∴f(x)的值域为{y|-1<y<1}.
(Ⅱ)f(x)==1-
.
1°当a>1时,∵ax+1为增函数,且ax+1>0.
∴为减函数,从而f(x)=1-
=
为增函数.
2°当0<a<1时,类似地可得f(x)= 为减函数.
(2)∵1≤x≤9,可得 0≤log3x≤2,∴2≤f(x)≤4,∴4≤f2(x)≤16.
∵1≤x≤9,可得 1≤x2≤81,0≤log3x2≤4,∴2≤f(x2)=2+log3x2≤6.
故函数y=[f(x)]2+f(x2)的最大值为16+6=22,最小值为 4+2=6.
已知f(x)=lg是奇函数.
(1)求a的值;
(2)判断函数f(x)在(-1,1)上的单调性.
正确答案
(1)∵f(x)=lg是奇函数
∴f(-x)+f(x)=0
∴lg+lg
=0
∴=1
∴a2=1,得a=±1
又a=-1时,解析式无意义,故a=1
(2)由(1)f(x)=lg=lg(
-1)
当x∈(-1,1)时,1+x∈(0,2),由于1+x在x∈(-1,1)递增,故-1递减,
由此知函数f(x)在(-1,1)上是减函数
已知函数f()=
,其中x∈(0,1]
(Ⅰ)当a=时,求f(x)的最小值;
(Ⅱ)在定义域内,f(x)>0恒成立,试求实数a的取值范围.
正确答案
由题意知
∵f()=
,x∈(0,1]
设t=∈[1,+∞),可求得函数f(x)的解析式为f(x)=ax+
+1定义域为x∈[1,+∞)
(Ⅰ)当a=时,f(x)=
(x+
)+1x∈[1,+∞)
用定义证明f(x)的单调性如下:
设1≤x1<x2≤2,则f(x1)-f(x2)=(x1+
)-
( x2 +
)=
(x1-x2)(1-
),
∵1≤x1<x2≤2
∴f(x1)-f(x2 )>0
故f(x)在[1,2]上单调递减.同理可证f(x)在[2,+∞)上单调递增.
∴f(x)的最小值为f(2)=3.
(Ⅱ)∵x∈[1,+∞),f(x)=ax++1=
>0恒成立
∴等价于当x∈[1,+∞),ax2+x+2>0恒成立即可
∴a>在x∈[1,+∞)恒成立 又
∈(0,1]
令g(x)==-2(
)2-
=-2(
+
)2+
即g(x)∈[-3,0)
∴a≥0
故a的取值范围[0,+∞).
已知函数f(x)=x2+2x•tanθ-1,x∈[-1,],θ∈(-
,
).
(1)当θ=-时,求函数f(x)的最大值与最小值;
(2)求θ的取值范围,使y=f(x)在区间[-1,]上是单调函数.
正确答案
(1)当θ=-时,f(x)=x2-
x-1=(x-
)2-
,
x∈[-1 , ],
∴x=时,f(x)的最小值为-
.
x=-1时,f(x)的最大值为.
(2)函数f(x)=(x+tanθ)2-1-tan2θ图象的对称轴为x=-tanθ.
∵y=f(x)在区间[-1 , ]上是单调函数.
∴-tanθ≤-1或-tanθ≥,
即tanθ≥1或 tanθ≤-,
因此θ的取值范围是(- , -
]∪[
,
).
已知二次函数y=f(x)的最大值等于13,且f(3)=f(-1)=5,求f(x)的解析式.
正确答案
∵f(3)=f(-1),
∴抛物线y=f(x)有对称轴x=1.
故可设f(x)=a(x-1)2+13,将点(3,5)代入,
求得a=-2.
∴f(x)=-2(x-1)2+13=-2x2+4x+11.
已知:函数f(x)=x3+px2+9qx+p+q+3 (x∈R)的图象关于原点对称,其中p,q是实常数.
(1)求p,q的值;
(2)确定函数f(x)在区间[-3,3]上的单调性;
(3)若当-3≤x≤3时,不等式f(x)≥10sint-49恒成立,求实数t的取值范围.
正确答案
(1)由f(-x)=-f(x),得2px2+2(p+q+3)=0恒成立,∴p=0,q=-3.
(2)f(x)=x3-27x,取-3≤x1<x2≤3,则x12+x1x2+x22<27.
∴f(x1)-f(x2)=(x1-x2)(x12+x1x2+x22-27)>0,f(x)在[-3,3]为减函数.
(3)由(2)知f(x)在区间[-3,3]上的最小值为f(3)=-54,
∴只需f(3)=-54≥10sint-49,
由sint≤-,得t∈[2kπ-
,2kπ-
](k∈Z).
设函数f(x)的定义域关于原点对称,对定义域内任意的x存在x1和x2,使x=x1-x2,且满足:
(1)f(x1-x2)=;
(2)当0<x<4时,f(x)>0
请回答你列问题:
(1)判断函数的奇偶性并给出理由;
(2)判断f(x)在(0,4)上的单调性并给出理由.
正确答案
(1)函数f(x)在定义域内是奇函数.
因为在定义域内,对任意x存在x1和x2,使x=x1-x2,且满足:f(x1-x2)=;
由于函数f(x)的定义域关于原点对称,-x必与x同时在定义域内,
同样存在x1和x2,使-x=x2-x1,且满足:f(-x)=f(x2-x1)=,即f(x)=-f(-x),
∴f(-x)=-f(x),
∴函数f(x)在定义域内是奇函数.
(2)函数f(x)在(0,l)上是单调递增函数.
任意取x1,x2∈(0,l),且x1<x2,则x2-x1>0,
∵函数f(x)在定义域内是奇函数,且当0<x<l时,f(x)>0,
∴f(x1)>0,f(x2)>0,f(x1-x2)=-f(x2-x1)<0,
又∵f(x1-x2)=,
∴f(x1)-f(x2)<0,∴f(x1)<f(x2),
∴函数f(x)在(0,l)上是单调递增函数.
已知f(x)=
(1)求f(0)和f[f(0)]的值;
(2)若f(x0)=3,求出x0所有可能取的值.
正确答案
(1)∵0<1,f(x)=,∴f(0)=3×0+2=2,
f[f(0)]=f(2)=22=4.
(2)当 x0<1 时,3x0+2=3,∴x0=. 当 x0≥1 时,2x0=3,x0=log23,
故x0所有可能取的值是,或log23.
已知函数f(x)=+|x2-a|(常数a∈R+)
(Ⅰ)判断f(x)的奇偶性并说明理由;
(Ⅱ)试研究函数f(x)在定义域内的单调性,并利用单调性的定义给出证明.
正确答案
(1)定义域为:(-∞,0)∪(0,+∞)
∵f(-x)=+|(-x)2-a|=
+|x2-a|=f(x),
∴f(x)是偶函数.
(2)f(x)=(a∈R+)
10若x≤-或x≥
,则f(x)=
+x2-a,设
≤x1<x2,f(x1)-f(x2)=
+
-
-
=(
-
)(
-1)
由≤x1<x2⇒x12x22≥a2⇒
≤
且x22-x12>0,
当<1⇒a 时,f(x1)<f(x2),
∴f(x)在[,+∞)上是增函数;
又f(x)是偶函数,f(x)在(-∞,-]上是减函数.
当≥1⇒0<a≤1时,
≤x1<x2≤1时,
>1⇒f(x1)>f(x2),1≤x1<x2时,
<1⇒f(x1)<f(x2).
∴f(x)在[,1]上是减函数,
在[1,+∞)上是增函数;
又f(x)是偶函数,在[-1,-]上是增函数,
在(-∞,-1]上是减函数.
20若-≤x≤
(x≠0),则f(x)=
-x2+a,
设-≤x1<x2≤
,同理∴f(x)在(0,
]上是减函数,
又f(x)是偶函数,于是f(x)在[-,0)上是增函数.
由1020知:当0<a≤1时,f(x)在(0,1]上是减函数,
在[1,+∞)上是增函数,在(-∞,-1]上是减函数,在[-1,0)上是增函数;
当a>1时,f(x)在(0,]上是减函数,在[
,+∞)上是增函数,
在(-∞,-]上是减函数,在[-
,0)上是增函数.
已知a≠0,函数f(x)=a2x3-ax2+
,g(x)=-ax+1,x∈R.
(I)求函数f(x)的单调递减区间;
(Ⅱ)若在区间(0,]上至少存在一个实数x0,使f(x0)>g(x0)成立,试求正实数a的取值范围.
正确答案
(I)由f(x)=a2x3-ax2+
求导得,f'(x)=a2x2-2ax.
①当a>0时,由f′(x)=a2x2-2ax=a2x(x-)<0,解得0<x<
所以f(x)=a2x3-ax2+
在(0,
)上递减.
②当a<0时,由f′(x)=a2x2-2ax=a2x(x-)<0可得
<x<0
所以f(x)=a2x3-ax2+
在(
,0)上递减.
综上:当a>0时,f(x)单调递减区间为(0,);
当a<0时,f(x)单调递减区间为(,0)
(Ⅱ)设F(x)=f(x)-g(x)=a2x3-ax2+ax-
x∈(0,
].
对F(x)求导,得F'(x)=a2x2-2ax+a=a2x2+a(1-2x),
因为x∈(0,],a>0,所以F'(x)=a2x2+a(1-2x)>0,F(x)在区间(0,
]上为增函数,则F(x)max=F(
).
依题意,只需F(x)max>0,即a2×
-a×
+a×
-
>0,
即a2+6a-8>0,解得a>-3+或a<-3-
(舍去).
所以正实数a的取值范围是(-3+,+∞).
设函数f(x)=p(x-)-2lnx,g(x)=
.(p是实数,e是自然对数的底数)
(1)当p=2时,求与函数y=f(x)的图象在点A(1,0)处相切的切线方程;
(2)若f(x)在其定义域内为单调递增函数,求p的取值范围;
(3)若在[1,e]上至少存在一点xo,使得f(x0)>g(x0)成立,求p的取值范围.
正确答案
(1)∵f′(x)=p+-
,要使f(x)为单调增函数,须f’(x)≥0恒成立,
即px2-2x+p≥0恒成立,即p≥=
恒成立,又
≤1,
所以当p≥1时,f(x)在(0,+∞)为单调增函数.
要使f(x)为单调减函数,须f’(x)≤0恒成立,即px2-2x+p≤0恒成立,即p≤=
恒成立,又
>0,所以当p≤0时,f(x)在(0,+∞)为单调减函数.
综上所述,f(x)在(0,+∞)为单调函数,p的取值范围为p≥1或p≤0
(2)∵f′(x)=,,∴f’(1)=2(p-1),设直线l:y=2(p-1)(x-1),
∵l与g(x)图象相切,∴y=2(p-1)(x-1)得(p-1)(x-1)=,即(p-1)x2-(p-1)x-e=0
y=当p=1时,方程无解;当p≠1时由△=(p-1)2-4(p-1)(-e)=0,得p=1-4e,综上,p=1-4e
(3)因g(x)=在[1,e]上为减函数,所以g(x)∈[2,2e]
①当p≤0时,由(1)知f(x)在[1,e]上递减⇒f(x)max=f(1)=0<2,不合题意
②当p≥1时,由(1)知f(x)在[1,e]上递增,f(1)<2,又g(x)在[1,e]上为减函数,
故只需f(x)max>g(x)min,x∈[1,e],
即:f(e)=p(e-)-2lne>2⇒p>
③当0<p<1时,因x-
≥0,x∈[1,e]
所以f(x)=p(x-)-2lnx≤(x-
)-2lnx≤e-
-2lne<2不合题意
综上,p的取值范围为( ,+∞)
已知函数。
(Ⅰ)求f(0)的值和函数的定义域;
(Ⅱ)用定义判断函数的单调性;
(Ⅲ)解关于x的不等式f[x(2x-1)]>0。
正确答案
解:(Ⅰ)易知f(0)=0,
由,
∴函数的定义域为(-1,1)。
(Ⅱ)证明:设,
,
因为,
所以,,故有
,
可知,
故>0,
即,
又,
所以函数在(-1,1)范围内为减函数。
(Ⅲ)由(Ⅰ)知f(0)=0,则,
因为函数在(-1,1)内为减函数,
所以,可得:,解得:x>1或x<
。
已知-1≤x≤0,求函数y=2x+2-3•4x的最大值和最小值.
正确答案
令y=2x+2-3•4x=-3•(2x)2+4•2x(3分)
令t=2x,则y=-3t2+4t=-3(t-)2+
(6分)
∵-1≤x≤0,∴≤2x≤1即t∈[
,1](8分)
又∵对称轴t=∈[
,1],
∴当t=,即x=log2
时ymax=
(10分)
当t=1即x=0时,ymin=1(12分)
已知函数y=f(x)的定义域为R,且f(-x)=-f(x),当x∈(0,1)时,f(x)=.
(1)求f(x)在(-1,0)上的解析式;(2)求证:f(x)在(0,1)上是减函数.
正确答案
(1)∵f(-x)=-f(x),x∈(0,1)时,f(x)=,
∴当x∈(-1,0)时,f(x)=-f(-x)=-;
(2)证明:设0<x1<x2<1,则
=
═
∵0<x1<x2<1,
∴2x1-2x2<0,1-2x1+x2<0,4x1+1>0,4x2+1>0,
∴f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),
∴f(x)在(0,1)是减函数.
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