- 集合与函数的概念
- 共44150题
已知函数f(x)=
(1)由f(2)=,f(
)=
,f(3)=
,f(
)=
这几个函数值,你能发现f(x)与f(
)有什么关系?并证明你的结论;
(2)求f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2010)+f()+f(
)+…+f(
)的值;
(3)判断函数f(x)=在区间(0,+∞)上的单调性.
正确答案
(1)f(x)+f()=(12分)
f(x)+f()=
+
=1(5分)
(2)(8分)
(3)设0<x1<x2
(11分)
由0<x1<x2知x1-x2<0(12分)
所以有<0即f(x1)-f(x2)<0
所以f(x1)<f(x2)
函数f(x)=在区间(0,+∞)上为增函数(14分)
(本题满分18分)如图,平面直角坐标系中,射线(
)和
(
)上分别依次有点
、
,……,
,……,和点
,
,……,
……,其中
,
,
.且
,
……).
(1)用表示
及点
的坐标;
(2)用表示
及点
的坐标;
(3)写出四边形的面积关于
的表达式
,并求
的最大值.
正确答案
……………2分
…………4分
(2)…………7分
…………10分
(3),
…………12分
………15分
,
时,
单调递减.
又,
.
或
时,
取得最大值
…………18分
(1)由题意得组成一个等差数列,根据等差数列的通项公式得
,
(2)由题意得组成一个等比数列,
,所以
(3)四边形的面积等于
,由题意和三角函数的公式可得
,
根据三角形的面积公式求出两个三角形的面积得四边形的面积,研究其单调性得最大值。
解: ……………2分
…………4分
(2)…………7分
…………10分
(3),
…………12分
………15分
,
时,
单调递减.
又,
.
或
时,
取得最大值
…………18分
定义在(0,+∞)上的函数f (x),对于任意的m,n∈(0,+∞),都有f(m•n)=f(m)+f(n)成立,当x>1时,f(x)<0.(Ⅰ)计算f(1);(Ⅱ)证明f (x)在(0,+∞)上是减函数;(Ⅲ)当f(2)=-时,解不等式f(x2-3x)>-1.
正确答案
(Ⅰ)∵定义在(0,+∞)上的函数f (x)对于任意的m,n∈(0,+∞),满足f(m•n)=f(m)+f(n),
∴f(1)=f(1×1)=f(1)+f(1).∴f(1)=0
证明:(II)设0<x1<x2,∵f(m•n)=f(m)+f(n)即f(m•n)-f(m)=f(n)
∴f(x2)-f(x1)=f(x1)-f(x1)=f(
)+f(x1)-f(x1)=f(
).
因为0<x1<x2,则>1,而当x>1时,f(x)<0,从而f(x2)<f(x1)
于是f(x)在(0,+∞)上是减函数.
(Ⅲ)因为f(4)=f(2)+f(2)=-1,所以f(x2-3x)>f(4),
因为f(x)在(0,+∞)上是减函数,所以0<x2-3x<4,
解得-1<x<0或3<x<4,
故所求不等式的解集为{x|-1<x<0或3<x<4}.
在实数范围内解不等式:5x≥4x+1.并利用解此题的方法证明:3x+4x=5x有唯一解.
正确答案
由5x≥4x+1得()x+(
)x≤1,显然f(x)=(
)x+(
)x是减函数,又当x=1时,(
)x+(
)x=1即f(1)=1;当x>1时,f(x)=(
)x+(
)x<f(1)=1;不等式的解集为{x|x≤1}.
由方程3x+4x=5x得,()x+(
)x=1,显然函数g(x)=(
)x+(
)x是减函数,又当x=2时,(
)x+(
)x=1,当x<2时,(
)x+(
)x>1,当x>2时,(
)x+(
)x<1,方程3x+4x=5x有唯一解.
已知函数.
(1)求函数的单调区间和极值;
(2)若对
上恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1)e;(2)
试题分析:(1)先求导函数,然后利用导数求极值的方法和对a进行分类讨论解决问题;(2)对a分
和
利用导数分析单调性进行分类讨论即可.
试题解析:(1),
当时,
,在
上增,无极值;
当时,
,
在
上减,在
上增,
有极小值
,无极大值; 6分
(2),
当时,
在
上恒成立,则
是单调递增的,
则只需恒成立,所以
,
当时,
在上
减,在
上单调递增,所以当
时,
这与
恒成立矛盾,故不成立,综上:
. 13分
对于函数(
).
(1)探索并证明函数的单调性;
(2)是否存在实数使函数
为奇函数?若有,求出实数
的值,并证明你的结论;若没有,说明理由.
正确答案
(1)单调增;(2).
试题分析:(1)直接利用增函数的定义证明;(2)法一:直接用定义,可得
,法二:先由
求得
,再证明
恒成立.
试题解析:(1)任取,且
,则
,
,
,得
在R上是增函数; (6分)
(2)由,得
,
,又
所以当时,
为奇函数. (12分)
已知函数,满足:①对任意
,都有
;
②对任意n∈N *都有.
(Ⅰ)试证明:为
上的单调增函数;
(Ⅱ)求;
(Ⅲ)令,试证明:
正确答案
解:(I) 由①知,对任意,都有
,
由于,从而
,所以函数
为
上的单调增函数
(II)令,则
,显然
,否则
,与
矛盾.从而
,而由
,即得
.
又由(I)知,即
.
于是得,又
,从而
,即
.
进而由知,
.
于是,
,
,
,
,
, 由于
,
而且由(I)知,函数为单调增函数,因此
.
从而.
(Ⅲ),
,
.
即数列是以6为首项, 以3为公比的等比数列 .
∴
于是,显然
,
另一方面,
从而.
综上所述, .
已知函数y=2x2-2ax+3在区间[-1,1]上的最小值是f(a).
(1)求f(a)的解析式;
(2)讨论函数φ(a)=log0.5f(a)在 a∈[-2,2]时的单调性(不需证明).
正确答案
(1)当<-1时,函数y=2x2-2ax+3在区间[-1,1]上是增函数,故当x=-1时,函数取得最小值是 f(-1)=2a+5.
当-1≤≤-1时,由于函数y=2x2-2ax+3对称轴是x=
,故当x=
时,函数在区间[-1,1]上取得最小值是 f(
)=3-
.
当 ≥1时,函数y=2x2-2ax+3在区间[-1,1]上是减函数,故当x=1时,函数取得最小值是 f(1)=5-2a.
综上可得 f(a)=.
(2)当-2≤a≤0时,f(a)=3-在[-2,0]上是增函数,由复合函数的单调性可得函数φ(a)=log0.5f(a)在[-2,0]上是减函数.
同理可得,数φ(a)=log0.5f(a)在[0,2]上是增函数.
已知函数f(x)(x∈R,且x>0),对于定义域内任意x、y恒有f(xy)=f(x)+f(y),并且x>1时,f(x)>0恒成立.
(1)求f(1);
(2)证明方程f(x)=0有且仅有一个实根;
(3)若x∈[1,+∞)时,不等式f()>0恒成立,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)∵定义域内任意x、y恒有f(xy)=f(x)+f(y),
令x=y=1,
∴f(1)=2f(1),
∴f(1)=0;(2分)
证明:(2)任取0<x1<x2,则>1,则题意得f(
)>0
又定义域内任意x、y恒有f(xy)=f(x)+f(y),∴f(xy)-f(y)=f(x),
∴f(x2)-f(x1)=f()>0
∴f(x2)>f(x1)
∴函数f(x)在其定义域内为增函数,由(1)和f(1)=0,
所以1为方程f(x)=0的一个实根,若还存在一个x0,且x0>0,使得f(x0)=0,
因为函数f(x)在其定义域内为增函数,必有x0=1,故方程f(x)=0有且仅有一个实根;(8分)
(3)由(2)知函数f(x)在其定义域内为增函数
当x∈[1,+∞)时,不等式f()>0=f(1)恒成立,即
>1恒成立
即x2+2x+a>x,即a>-x2-x在x∈[1,+∞)时恒成立
∵-x2-x在x∈[1,+∞)时最大值为-2
∴a>-2(14分)
已知函数f(x)=x2+lnx-ax.
(1)若f(x)在(0,1)上是增函数,求a得取值范围;
(2)在(1)的结论下,设g(x)=e2x+|ex-a|,x∈[0,ln3],求函数g(x)的最小值.
正确答案
(1)f'(x)=2x+-a,(1分)
∵f(x)在(0,1)上是增函数,
∴2x+-a>0在(0,1)上恒成立,即a<2x+
恒成立.
∵2x+≥2
(当且仅当x=
时取等号),所以a<2
.(4分)
当a=2时,易知f(x)在(0,1)上也是增函数,所以a≤2
.(5分)
(2)设t=ex,则h(t)=t2+|t-a|,
∵x∈[0,ln3],∴t∈[1,3].(7分)
当a≤1时,h(t)=t2+t-a,在区间[1,3]上是增函数,所以h(t)的最小值为h(1)=2-a.(9分)
当1<a≤2时,h(t)=
.
因为函数h(t)在区间[a,3]上是增函数,在区间[1,a]上也是增函数,所以h(t)在[1,3]上为增函数,
所以h(t)的最小值为h(1)=a.(14分)
所以,当a≤1时,g(x)的最小值为2-a;当1<a≤2时,g(x)的最小值为a.(15分)
已知函数f(x)=;
(1)求出函数f(x)的对称中心;
(2)证明:函数f(x)在(-1,+∞)上为减函数;
(3)是否存在负数x0,使得f(x0)=3x0成立,若存在求出x0;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)∵f(x)==
=-1+
∴函数f(x)的对称中心为(-1,-1)
(2)任取x1,x2∈(-1,+∞),且x1<x2
∵f(x1)-f(x2)=-
=
>0
∴函数f(x)在(-1,+∞)上为减函数
(3)不存在
f(x)=-1+,
由x0<0得:f(x0)<-1或f(x0)>2但0<3x0<1,
所以不存在.
已知函数f(x)=且f(1)=2,
(1)判断并证明f(x)在定义域上的奇偶性.
(2)判断并证明f(x)在(1,+∞)的单调性.
正确答案
(1)∵f(x)=,f(1)=2,
∴a=1
∴函数f(x)的定义域为{x|x≠0};
又∵f(-x)=-x+=-(x+
)=-f(x),
∴函数f(x)在定义域上是奇函数.
(2)设1<x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=(x1+)-(x2+
)
=(x1-x2)+(-
)
=(x1-x2)(1-)
=(x1-x2)(),
∵1<x1<x2∴x1-x2<0,x1x2-1>0,x1x2>0
∴f(x1)-f(x2)<0
∴f(x1)<f(x2)
所以函数f(x)在(1,+∞)是单调递增函数.
已知f(x)是R上的单调函数,且对任意的实数a∈R,有f(-a)+f(a)=0恒成立,若f(-3)=2
(Ⅰ)试判断f(x)在R上的单调性,并说明理由;
(Ⅱ)解关于x的不等式:f()+f(m)<0,其中m∈R且m>0.
正确答案
(Ⅰ)f(x)为R上的减函数.
理由如下:∵f(-a)+f(a)=0恒成立得f(x)是R上的奇函数,∴f(0)=0,
又因f(x)是R上的单调函数,
由f(-3)=2,f(0)<f(-3),所以f(x)为R上的减函数.
(Ⅱ)由f()+f(m)<0,得f(
)<-f(m)=f(-m),
结合(I)得>-m,整理得
<0
当m>1时,{x | x>0, 或x<};
当m=1时,{x|x>0};
当0<m<1时,{x | 0<x<};
已知f(x)=x2+(lga+2)x+lgb,f(-1)=-2,当x∈R时f(x)≥2x恒成立,求实数a的值,并求此时f(x)的最小值?
正确答案
由f(-1)=-2,得:f(-1)=1-(lga+2)+lgb=-2,解之得:lga-lgb=1,
∴=10,a=10b.
又由x∈R,f(x)≥2x恒成立.知:x2+(lga+2)x+lgb≥2x,即x2+xlga+lgb≥0,对x∈R恒成立,
由△=lg2a-4lgb≤0,故得(1+lgb)2-4lgb≤0
即(lgb-1)2≤0,只有lgb=1,不等式成立.
即b=10,∴a=100.
∴f(x)=x2+4x+1=(2+x)2-3
当x=-2时,f(x)min=-3.
已知函数f(x)=x3+x.
(1)求函数f(x)的定义域;
(2)判断函数f(x)的奇偶性,并说明理由;
(3)判断函数f(x)的单调性,并说明理由.
正确答案
(1)显然函数f(x)的定义域为R;(2分)
(2)函数f(x)为奇函数.(3分)
因为f(-x)=(-x)3+(-x)=-x3-x=-(x3+x)=-f(x),(6分)
所以f(x)为奇函数.(7分)
(3)函数f(x)在R上是增函数.(8分)
任取x1,x2∈R,且x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=(x13+x1)-(x22+x2)=(x1-x2)(x12+x1x2+x22)+(x1-x2)=(x1-x2)[(x1+x2)2+
+1](10分)
由x1<x2,得x1-x2<0,(x1+x2)2+
+1>0,(11分)
于是f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2).(12分)
所以,函数f(x)在R上是增函数.
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