- 集合与函数的概念
- 共44150题
已知函数f(x)的定义域为{x|x∈R,且x≠0},对定义域内的任意x1、x2,都有f(x1·x2)=f(x1)+f(x2),且当x>1时,f(x)>0.
(1)求证:f(x)是偶函数;
(2)求证:f(x)在(0,+∞)上是增函数.
正确答案
(1)见解析 (2)见解析
证明: (1)因对定义域内的任意x1、x2都有
f(x1·x2)=f(x1)+f(x2),
令x1=x,x2=-1,
则有f(-x)=f(x)+f(-1).
又令x1=x2=-1,得2f(-1)=f(1).
再令x1=x2=1,得f(1)=0,
从而f(-1)=0,
于是有f(-x)=f(x),所以f(x)是偶函数.
(2)设0
则f(x1)-f(x2)=f(x1)-f(x1·)=f(x1)-[f(x1)+f(
)]=-f(
),
由于0>1,从而f(
)>0,
故f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)
所以f(x)在(0,+∞)上是增函数.
已知函数f(x)是R上的奇函数,且当x>0时,函数的解析式为f(x)=-1.
(1)求f(-1),f(0)的值;
(2)判断f(x)在(0,+∞)上的单调性并证明.
正确答案
(1)∵函数f(x)是R上的奇函数,
∴f(0)=0,f(-1)=-f(1).
∵当x>0时,函数的解析式为f(x)=-1.
∴f(-1)=-f(1)=-(2-1)=-1.
(2)设0<x1<x2,则f(x1)-f(x2)=,
∵0<x1<x2,
∴x2-x1>0,x1x2>0,
∴f(x1)-f(x2)=>0,
即f(x1)>f(x2),
∴f(x)在(0,+∞)上的单调递减,是减函数.
函数y=1-的最大值与最小值的和为 .
正确答案
2
令f(x)=,
则f(x)为奇函数,
故f(x)max+f(x)min=0,
∴ymax+ymin=2.
对于定义域为的函数
,如果存在区间
,同时满足:
①在
内是单调函数;②当定义域是
,
值域也是
,则称
是函数
的“好区间”.
(1)设(其中
且
),判断
是否存在“好区间”,并
说明理由;
(2)已知函数有“好区间”
,当
变化时,求
的最大值.
正确答案
(1)不存在“好区间”;(2)
的最大值为
.
试题分析:(1)先求出的定义域.可知要对
分情况讨论,当
时,定义域
,
在
内是增函数;当
时,定义域
,
在
内还是增函数.从而得出
,即方程
在定义域
内有两个不等的实数根,即
在定义域
内有两个不等的实数根.再用换元法,设
,则相当于
两个不等的实数根,即
在
内有两个不等的实数根,通过研究二次函数
,发现
在
内有两个不等的实数根无解,所以函数
不存在“好区间”;(2)函数
有“好区间”
,由于
定义域为
,
或
,易知函数
在
上单调递增,
,所以
是方程
,即方程
有同号的相异实数根,然后再用判别式求出
的范围,再用韦达定理用
表示出
,结合
的范围即可求出
的最大值.
试题解析:(1)由. 2分
①当时,
,此时定义域
,
,
,
,
,
,
,
,
,
在
内是增函数; 4分
②当时,
,此时定义域
,
同理可证在
内是增函数; 6分
存在“好区间”
,
关于
的方程
在定义域
内有两个不等的实数根.
即在定义域
内有两个不等的实数根.(*)
设,则(*)
,
即在
内有两个不等的实数根,
设,则
无解.
所以函数不存在“好区间”. 8分
(2)由题设,函数有“好区间”
,
或
,函数
在
上单调递增,
,所以
是方程
,即方程
有同号的相异实数根. 12分
,
同号,
或
.
,
.
当,
取得最大值
. 16分
为了研究某种药物,用小白鼠进行试验,发现药物在血液内的浓度与时间的关系因使用方式的不同而不同。若使用注射方式给药,则在注射后的3小时内,药物在白鼠血液内的浓度与时间t满足关系式:
,若使用口服方式给药,则药物在白鼠血液内的浓度
与时间t满足关系式:
现对小白鼠同时进行注射和口服该种药物,且注射药物和口服药物的吸收与代谢互不干扰。
(1)若a=1,求3小时内,该小白鼠何时血液中药物的浓度最高,并求出最大值?
(2)若使小白鼠在用药后3小时内血液中的药物浓度不低于4,求正数a的取值范围。
正确答案
略
已知函数f(x)=x|x-m|+2x-3(m∈R).
(1)若m=4,求函数y=f(x)在区间[1,5]的值域;
(2)若函数y=f(x)在R上为增函数,求m的取值范围.
正确答案
(1)f(x)=x|x-4|+2x-3=
=(6分)
∵x∈[1,5]
∴f(x)在[1,3]上递增,在[3,4]上递减,在[4,5]上递增.
∵f(1)=2,f(3)=6,f(4)=5,f(5)=12,
∴f(x)的值域为[2,12](10分)
(2)f(x)=x|x-m|+2x-3=
=
因为f(x)在R上为增函数,所以-2≤m≤2.(15分)
设函数y=log2(ax2-2x+2)定义域为A.
(1)若A=R,求实数a的取值范围;
(2)若log2(ax2-2x+2)>2在x∈[1,2]上恒成立,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)因为A=R,所以ax2-2x+2>0在x∈R上恒成立.
①当a=0时,由-2x+2>0,得x<1,不成立,舍去,
②当a≠0时,由,得a>
,
综上所述,实数a的取值范围是a>.
(2)依题有ax2-2x+2>4在x∈[1,2]上恒成立,
所以a>=2(
+
)在x∈[1,2]上恒成立,
令t=,则由x∈[1,2],得t∈[
,1],
记g(t)=t2+t,由于g(t)=t2+t在t∈[,1]上单调递增,
所以g(t)≤g(1)=2,
因此a>4
已知函数f(x)=,
(1)判断函数f(x)的奇偶性,并证明;
(2)求证函数f(x)在x∈(-∞,+∞)上是增函数.
正确答案
由题意知:
(1)f(x)是奇函数.
证明:∵对∀x∈R
有f(-x)==
=
=-f(x)
∴根据奇函数的定义可知:f(x)是奇函数
(2)任取x1,x2∈R,设x1<x2
则f(x1)-f(x2)=-
=
=
∵x1<x2且f(x)=2x为增函数,
∴2x1 <2x2
又∵(2x1+1)>0;(2x2+1)>0
∴f(x1)-f(x2)<0
故:函数f(x)在x∈(-∞,+∞)上是增函数.
设函数f(x)=,
(1)用定义证明:函数f(x)是R上的增函数;
(2)证明:对任意的实数t,都有f(t)+f(1-t)=1;
(3)求值:f()+f(
)+f(
)+…+f(
).
正确答案
(1)证明:设任意x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=-
=
,
∵x1<x2,
∴4x1<4x2,∴4x1-4x2<0,
又2+4x1>0,2+4x2>0.
∴f(x1)-f(x2)<0,
∴f(x1)<f(x2),…(4分)
∴f(x)在R上是增函数 …(6分)
(2)对任意t,f(t)+f(1-t)=-
=
-
=
=1.
∴对于任意t,f(t)+f(1-t)=1 …(10分)
(3)∵由(2)得f(t)+f(1-t)=1
∴f()+f(
)=1,f(
)+f(
)=1,
∴f()+f(
)+f(
)+…+f(
)+f(
)+f(
)+f(
)+…+f(
)=2011,
∴f()+f(
)+f(
)+…+f(
)=
…(14分)
设f(log2x)=x+(a是常数).
(1)求f (x)的表达式;
(2)如果f (x)是偶函数,求a的值;
(3)当f (x)是偶函数时,讨论函数f (x)在区间(0,+∞)上的单调性,并加以证明.
正确答案
(1)令t=log2x,则x=2t,于是f(t)=2t+
∴f(x)=2x+(3分)
(2)∵f(x)是偶函数,∴2-x+=2x+
对任意x∈R恒成立
即(a-1)(2x+)=0对任意x∈R恒成立
∴a-1=0,即a=(16分)
(3)f (x)是偶函数时,讨论函数f (x)在区间(0,+∞)上是增函数,
证明如下
f(x)=2x+,设0<x1<x2,则f(x2)-f(x1)=(2x2+
)-(2x1+
)=(2x2-2x1)(1-
)(8分)
∵x1<x2,且y=2x是增函数,∴2x2>2x1,即2x2-2x1>0
∵0<x1<x2,x1+x2>0,∴2x1+x2>1 ⇒<1(10分)
故1->0
∴f(x2)-f(x1)>0,即f(x2)>f(x1)
∴当x∈(0,+∞)时,f(x)是增函数.(12分)
已知函数f(x)=(a>1)
(1)判断函数的奇偶性;
(2)证明f(x)是R上的增函数.
正确答案
(1)由题意可知定义域为x∈R,
而f(-x)==
=
=-f(x),
∴(x)是奇函数;
(2)设任意x1,x2∈R,且x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=-
==
,
∵a>1,∴ax1<ax2,且ax1+1>0,ax2+1>0
∴<0,即f(x1)<f(x2),
∴f(x)是R上的增函数.
已知函数f(x)=log2(-1),
(1)判断函数y=f(x)的奇偶性,并说明理由;
(2)若实数m满足f(2m-1)>f(1-m),求m 取值范围.
正确答案
(1)函数是奇函数;
由-1>0,可得-1<x<1,即函数的定义域为(-1,1)
∵f(x)=log2(-1)=log2
∴f(-x)=log2=-log2
=-f(x)
∴函数是奇函数;
(2)令y=,则y′=
>0,∴y=
在(-1,1)上单调递增
∴函数f(x)=log2(-1)在(-1,1)上单调递增
∵f(2m-1)>f(1-m),
∴
解得<m<1.
已知函数f(x)=2x+2-x.(1)证明f(x)是偶函数;(2)判断f(x)在(0,+∞)上的单调性并加以证明.
正确答案
(1)证明:f(x)的定义域为R,…(1分)
且对于任意x∈R,f(-x)=2-x+2x=f(x),所以f(x)是偶函数.…(4分)
(2)f(x)是(0,+∞)上的增函数.…(5分)
证明如下:设x1,x2是(0,+∞)上的两个任意实数,且x1<x2,则△x=x1-x2<0,△y=f(x1)-f(x2)=(2x1+)-(2x2+
)=2x1-2x2+
-
=2x1-2x2+
=(2x1-2x2)(1-
).
因为0<x1<x2,所以 2x1<2x2,2x1+x2>1,所以2x1-2x2<0,1->0,从而△y<0,
所以f(x)是(0,+∞)上的增函数.…(10分)
已知f(x)是奇函数,当x>0时,f(x)=
(I)当x<0时,求f(x)的解析式;
(II)用定义证明:f(x)在(0,+∞)上是减函数.
正确答案
(I)当x<0时,-x>0,可得f(-x)=,
由于f(x)是奇函数,于是f(-x)=-f(x),
所以当x<0时,f(x)=. (4分)
(II)证明:设x1,x2是(0,+∞)上的任意两个实数,且x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=-
=
由0<x1<x2,得x2-x1>0,(x1+1)(x2+1)>0,
于是f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2)
所以函数f(x)=在(0,+∞)上是减函数. (8分)
2012年中秋、国庆长假期间,由于国家实行6座及以下小型车辆高速公路免费政策,导致在长假期间高速公路出现拥堵现象.长假过后,据有关数据显示,某高速收费路口从上午6点到中午12点,车辆通过该收费站的用时y(分钟)与车辆到达该收费站的时刻t之间的函数关系式可近似地用以下函数给出:
y=f(t)=
求从上午6点到中午12点,通过该收费站用时最多的时刻.
正确答案
当t∈[6,9)时,f(t)=-t3-
t2+36t-
得:f′(t)=-t2-
t+36=-
(t+12)(t-8)
故:f(t)在(6,8)单调递增,在(8,9)单调递减,
因此,f(t)max=f(8)=;….(4分)
当t∈[9,10]时,f(t)=+
≥2
=8.
当且仅当=
,
即:t=24∉[9,10].因此f(t)在[9,10]单调递减,
所以,f(t)max=f(9)=.…(8分)
当t∈(10,12]时,f(t)=-3t2+66t-345,对称轴为t=11,
故f(t)max=f(11)=18. …(12分)
综上所述:f(t)max=.
故:通过收费站用时最多的时刻为上午8点.…..(13分)
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