- 集合与函数的概念
- 共44150题
探究函数f(x)=2x+,x∈(0,+∞)的最小值,并确定取得最小值时x的值.列表如下:
请观察表中y值随x值变化的特点,完成以下的问题.
(1)函数f(x)=2x+(x>0)在区间(0,2)上递减;函数f(x)=2x+
(x>0)在区间______上递增.当x=______时,y最小=______.
(2)证明:函数f(x)=2x+(x>0)在区间(0,2)递减.
(3)思考:函数f(x)=2x+(x<0)时,有最值吗?是最大值还是最小值?此时x为何值?(直接回答结果,不需证明)
正确答案
(1)∵x>0,∴2x+≥2
=8
当且仅当x=2时,函数f(x)=2x+的最小值为8
由此可得函数在区间(0,2)上递减;在区间(2,+∞)上递增
故答案为:(2,+∞),2,4.…(4分)
(2)证明:设x1,x2是区间(0,2)上的任意两个数,且x1<x2,可得
f(x1)-f(x2)=2x1+-(2x2+
)
=2(x1-x2)+-
=2(x1-x2)(1-
)
=
∵x1<x2且x1,x2∈(0,2),可得x1-x2<0,x1x2-4<0,
∴f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2)
由此可得函数在(0,2)上为减函数.(10分)
(3)根据函数在{x|x≠0}上为奇函数,且在(0,+∞)上有最小值4,可得如下结论:
函数y=x+,当x<0时,有最大值
当x=-2时,ymax=-4.(12分)
某汽车厂有一条价值为a万元的汽车生产线,现要通过技术改造来提高该生产线的生产能力,提高产品的增加值,经过市场调查,产品的增加值y万元与技术改造投入x万元之间满足:①y与(a-x)•x2成正比;②当x=时,y=a3,并且技术改造投入满足
∈(0,t],其中t为常数且t∈(1,2].
(1)求y=f(x)表达式及定义域;
(2)求出产品增加值的最大值及相应x的值.
正确答案
(1)由题意,设y=f(x)=k(a-x)•x2
∵当x=时,y=a3,∴k=8,∴f(x)=8(a-x)•x2
∵∈(0,t],∴x∈(0,
];
(2)f′(x)=-24x2+16ax=-24x(x-a)
令f′(x)=0,∴x=a
当t∈(1,2]时,≥
a,
∴x∈(0,a),f′(x)>0时,函数单调递增;x∈(
a,
),f′(x)<0时,函数单调递减,
∴x=a时,ymax=
a3…(10分)
综上1≤t≤2时,投入a万元最大增加值
a3万元 …(12分)
已知:函数f(x)=ax++c(a、b、c是常数)是奇函数,且满足f(1)=
,f(2)=
,
(Ⅰ)求a、b、c的值;
(Ⅱ)试判断函数f(x)在区间(0,)上的单调性并证明.
正确答案
(1)∵f(-x)=-f(x)∴c=0∵
∴∴
(2)∵由(1)问可得f(x)=2x+
∴f(x)=2x+在区间(0,0.5)上是单调递减的
证明:设任意的两个实数0<x1<x2<
∵f(x1)-f(x2)=2(x1-x2)+-
=2(x1-x2)+
=
又∵0<x1<x2<
∴x1-x2<00<x1x2<,1-4x1x2>0f(x1)-f(x2)>0
∴f(x)=2x+在区间(0,0.5)上是单调递减的.
函数.
(1)若,函数
在区间
上是单调递增函数,求实数
的取值范围;
(2)设,若对任意
恒成立,求
的取值范围.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)由题意可得,当时,
在区间
上是单调递增函数等价于对于任意的
,
(不妨
),
恒成立,从而将问题转化为
在
恒成立,即有
,
在
上恒成立,而的
,
,且
,故有
,因此分析可得要使
恒成立,只需
,即有实数
的取值范围是
;(2)由题意分析可得问题等价于在
上,
,从而可将问题转化为在
上,求二次函数
的最大值与最小值,因此需要对二次函数的对称轴
分以下四种情况讨论:①当
,即
;②当
,即
;③当
,即
;④当
,即
,结合二次函数的图像和性质,可分别得到
在以上四种情况下的最大值与最小值,从而可得实数
的取值范围是
.
试题解析:(1)时,
,
任设,
, ..2分
,
∵函数在
上是单调递增函数,∴恒有
,..........3分
∴恒有,即恒有
, .4分
当时,
,∴
,∴
,即实数
的取值范围是
..6分
(2)当时
,
对任意有
恒成立等价于
在
上的最大值与最小值之差
..7分
当,即
时,
在
上单调递增,
∴,
,∴
,与题设矛盾; ..9分
当,即
时,
在
上单调递减,在
上单调递增,∴
,
,∴
恒成立,
即有, ..11分
当,即
时,
在
上单调递减,在
上单调递增,所以
,
,
∴恒成立,∴
; .13分
当,即
时,
在
上单调递减,
∴,
,∴
,与题设矛盾, .15分
综上所述,实数的取值范围是
. 16分
已知函数f(x)=4x+.
(1)求函数y=f(x)-4的零点;
(2)证明函数f(x)在区间(,+∞)上为增函数.
正确答案
解(1)因为f(x)-4=4x+-4,令f(x)-4=0,得4x+
-4=0,
即4x2-4x+1=0,解得x=.
所以函数y=f(x)-4的零点是.
(2)设x1,x2是区间(,+∞)上的任意两个实数,且x1>x2,
则f(x1)-f(x2)=4x1+-(4x2+
)=4(x1-x2)
,
由x1>x2>,得x1x2>
,
又由x1>x2,得x1-x2>0,所以4(x1-x2)>0,
于是f(x1)>f(x2),
所以函数f(x)在区间(,+∞)上为增函数.
已知a∈R,函数f(x)=x2(x-a),若f′(1)=1.
(1)求a的值并求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程y=g(x);
(2)设h(x)=f′(x)+g(x),求h(x)在[0,1]上的最大值与最小值.
正确答案
(1)f'(x)=3x2-2ax,由f'(1)=1得3-2a=1,所以a=1;
当a=1时,f(x)=x3-x2,f(1)=0,又f'(1)=1,
所以曲线y=f(x)y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y-0=1×(x-1),即g(x)=x-1;
(2)由(1)得h(x)=3x2-x-1=3(x-)2-
,
又h(0)=-1,h(1)=1,h()=-
,
∴h(x)在[0,1]上有最大值1,有最小值.
已知函数f(x)=ax2-2•x,g(x)=-
(a, b∈R).
(1)当b=0时,若f(x)在(-∞,2]上单调递减,求a的取值范围;
(2)求满足下列条件的所有整数对(a,b):存在x0,使得f(x0)是f(x)的最大值,g(x0)是g(x)的最小值;
(3)对满足(II)中的条件的整数对(a,b),试构造一个定义在D=x|x∈R且x≠2k,k∈Z上的函数h(x),使h(x+2)=h(x),且当x∈(-2,0)时,h(x)=f(x).
正确答案
(1)当b=0时,f(x)=ax2-4x,(1分)
若a=0,f(x)=-4x,则f(x)在(-∞,2]上单调递减,符合题意;(3分)
若a≠0,要使f(x)在(-∞,2]上单调递减,
必须满足(5分)
∴0<a≤1.综上所述,a的取值范围是[0,1](6分)
(2)若a=0,f(x)=-2x,则f(x)无最大值,(7分)
故a≠0,∴f(x)为二次函数,
要使f(x)有最大值,必须满足即a<0且1-
≤b≤1+
,(8分)
此时,x0=时,f(x)有最大值.(9分)
又g(x)取最小值时,x0=a,(10分)
依题意,有=a∈Z,则a2=
=
,(11分)
∵a<0且1-≤b≤1+
,∴0<a2≤
(a∈Z),得a=-1,(12分)
此时b=-1或b=3.
∴满足条件的整数对(a,b)是(-1,-1),(-1,3).(13分)
(3)当整数对是(-1,-1),(-1,3)时,f(x)=-x2-2x∵h(x+2)=h(x),
∴h(x)是以2为周期的周期函数,(14分)
又当x∈(-2,0)时,h(x)=f(x),构造h(x)如下:当x∈(2k-2,2k),k∈Z,则,h(x)=h(x-2k)=f(x-2k)=-(x-2k)2-2(x-2k),
故h(x)=-(x-2k)2-2(x-2k),x∈(2k-2,2k),k∈Z.(16分)
函数f(x)=2x和g(x)=x3的图象的示意图如图所示,设两函数的图象交于点 A(x1,y1),B(x2,y2),且x1<x2.
(1)请指出示意图中曲线C1,C2分别对应哪一个函数?
(2)证明:x1∈[1,2],且x2∈[9,10];
(3)结合函数图象的示意图,判断f(6),g(6),f(100),g(100)的大小,并按从小到大的顺序排列.
正确答案
(1)C1对应的函数为g(x)=x3,C2对应的函数为f(x)=2x.…(4分)
(2)证明:令∅(x)=f(x)-g(x)=2x-x3,则x1,x2为函数∅(x)的零点,
由于∅(1)=1>0,∅(2)=-4<0,∅(9)=29-93<0,∅(10)=210-103>0,
所以方程∅(x)=f(x)-g(x)的两个零点x1∈(1,2),x2∈(9,10),
x1∈[1,2],且x2∈[9,10]. …(8分)
(3)从图象上可以看出,当x1<x2时,f(x)<g(x),
∴f(6)<g(6).…(10分)
当x1>x2时,f(x)>g(x),∴g(100)<f(100),∵g(6)<g(100),
∴f(6)<g(6)<g(100)<f(100).…(12分)
已知函数f(x)=lnx-ax2+(2-a)x.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)设a>0,证明:当0时,f
>f
;
(3)若函数y=f(x)的图象与x轴交于A、B两点,线段AB中点的横坐标为x0,证明:<0.
正确答案
(1)在上单调递增,在
上是减函数(2)见解析(3)见解析
(1)解:f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=-2ax+(2-a)=-
.
①若a≤0,则f′(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上是增函数.
②若a>0,则由f′(x)=0得x=,且当x∈
时,f′(x)>0,当x>
时,f′(x)<0.所以f(x)在
上单调递增,在
上是减函数.
(2)解:设函数g(x)=f-f
,
则g(x)=ln(1+ax)-ln(1-ax)-2ax,
g′(x)=-2a=
.
当0时,g′(x)>0,而g(0)=0,所以g(x)>0.
故当0时,f
>f
.
(3)证明:由(1)可得,当a≤0时,函数y=f(x)的图象与x轴至多有一个交点,
故a>0,从而f(x)的最大值为f,且f
>0.
不妨设A(x1,0),B(x2,0),0
由(2)得f=f
>f(x1)=0.
从而x2>-x1,于是x0=
>
.由(1)知,f′(x0)<0
已知函数
⑴ 判断函数的单调性,并证明;
⑵ 求函数的最大值和最小值
正确答案
⑴详见解析;⑵,
试题分析:⑴用单调性的定义证明:在定义域内任取两个数并规定其大小关系,用作差法判断两个函数值的大小,若自变量大对应的函数值也大,说明函数在此区间上单调递增,否则单调递减。⑵用单调性求最值。
试题解析:解:⑴ 设任取且
即
在
上为增函数
⑵ 由⑴知在
上单调递增,
所以
已知函数f(x)=4解集为空集,则满足条件的实数a的值为 .
正确答案
试题分析:因为函数f(x)=4x3-4ax,当x∈[0,1]时,关于x的不等式|f(x)|>1的解集为空集⇔当x∈[0,1]时,使得|f(x)|≤1恒成立,⇔x∈[0,1]时,-1≤4x3-4ax≤1恒成立,⇔x∈[0,1]时,恒成立,当x=0时,由上式可以知道:无论a取何实数都使该式①恒成立;当x∈(0,1]时,由①可以等价于x∈(0,1]的一切数值均使得
恒成立,即
,解得:
即:
.
已知函数F(x)=,(x≠
).
(Ⅰ)证明:F(x)+F(1-x)=3,并求F()+F(
)+…+F(
);
(Ⅱ).已知等差数列{an}与{bn}的前n项和分别为Sn与Tn,且=F(n).当m>n时,比较
与
的大小;
(Ⅲ)在(Ⅱ)条件下,已知a1=2,数列{bn}的公差为d=2.探究在数列{an}与{bn}中是否有相等的项,若有,求出这些相等项由小到大排列后得到的数列{cn}的通项公式;若没有,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)因为F(x)+F(1-x)=+
=3(2分)
所以设S=F()+F(
)++F(
);(1)
S=F()+F(
)++F(
)(2)
(1)+(2)得:2S={F()+F(
)}+{F(
)+F(
)}++{F(
)+F(
)}
=3×2008=6024,
所以S=3012(5分)
(Ⅱ)因为S2n-1==
=(2n-1)an
所以an=;同理bn=
.(7分)
所以=
;
=
所以当m>n≥1时,
-
=
-
=
-
=-
=
=<0,∴
<
(10分)
(Ⅲ)在(Ⅱ)条件下,当a1=2,d=2时
=
=
=
所以{-2+2b1=-1
d1=3
d1=3
所以an=2+(n-1)×3=3n-1;bn=+(n-1)×2=2n-
(12分)
假若存在数列{an}中的第n项与数列{bn}中的第k项相等,
即an=bk⇒3n-1=2k-⇒n=
因为4k-1为奇数,6为偶数,所以n=不是整数,
所以在数列{an}与{bn}中没有相等的项.(14分)
已知函数f(x)=,求f(4)+f(
)•f(-3)的值.
正确答案
∵函数f(x)=,
∴f(4)+f()•f(-3)=1+
+3
=4+.
已知函数在[-a,a](a>0)上的最大值为m,最小值为n,则m+n= 。
正确答案
2
略
函数在
上是减函数的一个充分非必要条件是 .
正确答案
符合的一个特例均可
略
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