- 集合与函数的概念
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设f(x)的定义域(0,+∞),对于任意正实数m,n恒有f(m•n)=f(m)+f(n),且当x>1时,f(x)>0,f()=-1.
(1)求f(2)的值;
(2)求证:f(x)在(0,+∞)上是增函数;
(3)解关于x的不等式f(x)≥2+f(),其中p>-1.
正确答案
(1)令m=n=1,则f(1)=f(1)+f(1),
∴f(1)=0(2分)
令 m=2,n=,则 f(1)=f(2×
)=f(2)+f(
),
∴f(2)=1(4分)
(2)设0<x1<x2,则 >1
∵当x>1时,f(x)>0
∴f()>0(6分)
f(x2)=f(x1×)=f(x1)+f(
)>f(x1)(9分)
所以f(x)在(0,+∞)上是增函数(10分)
(3)∵f(2)=1得2=f(2)+f(2)=f(4)
又f(x)≥2+f()
可化为:f(x)≥f()
由y=f(x)在(0,+∞)上单调递增,
原不等式可化为:
当p>0时,解之得:4<x≤2+2.
当-1<p<0时,解之得:2-2≤x≤2+2
.
经市场调查,某城市的一种小商品在过去的近20天内的销售量(件)与价格(元)均为时间t(天)的函数,且销售量近似满足g(t)=80-2t(件),价格近似满足于f(t)=(元).
(Ⅰ)试写出该种商品的日销售量y与时间t(0≤t≤20)的函数表达式;
(Ⅱ)求该种商品的日销售额y的最大值与最小值.
正确答案
(Ⅰ)由已知,由价格乘以销售量可得:
(Ⅱ)由(Ⅰ)知①当0≤t≤10时y=-t2+10t+1200=-(t-5)2+1225
函数图象开口向下,对称轴为t=5,该函数在t∈[0,5]递增,在t∈(5,10]递减
∴ymax=1225(当t=5时取得),ymin=1200(当t=0或10时取得)
②当10<t≤20时y=t2-90t+2000=(t-45)2-25
图象开口向上,对称轴为t=45,该函数在在t∈(10,20]递减,t=10时,y=1200,ymin=600(当t=20时取得)
由①②知ymax=1225(当t=5时取得),ymin=600(当t=20时取得)
设函数f(x)=mx2-mx-1.
(1)若对一切实数x,f(x)<0恒成立,求m的取值范围;
(2)对于x∈[1,3],f(x)<-m+5恒成立,求m的取值范围.
正确答案
(1)当m=0时,f(x)=-1<0恒成立,
当m≠0时,若f(x)<0恒成立,
则
解得-4<m<0
综上所述m的取值范围为(-4,0]----------------(4分)
(2)要x∈[1,3],f(x)<-m+5恒成立,
即m(x-)2+
m-6<0,x∈[1,3]恒成立.
令g(x)=m(x-)2+
m-6<0,x∈[1,3]------------------------------(6分)
当 m>0时,g(x)是增函数,
所以g(x)max=g(3)=7m-6<0,
解得m<.所以0<m<
当m=0时,-6<0恒成立.
当m<0时,g(x)是减函数.
所以g(x)min=g(1)=m-6<0,
解得m<6.
所以m<0.
综上所述,m<-----------------------------------------------------------(12分)
(1)已知x12+x- 12=3,求x+的值;
(2)求值:(log43+log83)•(log32+log98)
正确答案
(1)∵x12+x-12=3,
∴(x12+x-12)2=9,
∴x+x-1+2=9,
∴x+=7.
(2)(log43+log83)•(log32+log98)
=(+
)×(log32+
)
=(+
)×(log32+
)
=log23×log32×(+
)(1+
)
=1××
=.
已知函数f(x)=lg.
(1)求函数f(x)的定义域和值域;
(2)判断函数f(x)的奇偶性,并指出函数f(x)的单调性(单调性不需证明).
正确答案
(1)由题意得 >0解得-1<x<1
∴函数f(x)的定义域为{x|-1<x<1}
∵=
=
-1
又-1<x<1
∴0<x+1<2,>1,
-1>0,
∴lg(-1)∈R
∴函数f(x)的值域为R
(2)对∀x∈{x|-1<x<1}都有
f(-x)=lg=-lg
=-f(x)
∴f(x)为奇函数
∵令t==
=
-1在(-1,1)递减
∵y=lgt在定义域上为增函数
∴f(x)=lg在(-1,1)递减
已知函数f(x)在定义域[-2,2]内递减,求满足f(1-m)+f(1-m2)<0的实数m的取值范围.
正确答案
∵f(x)的定义域为[-2,2],
∴有
解得-1≤m≤,①
又f(x)为奇函数,在[-2,2]上递减,
∴f(1-m)<-f(1-m2)=f(m2-1)⇒1-m>m2-1,
即-2<m<1.②
综合①②可知,-1≤m<1.
已知函数f(x)=loga,(a>0,b>0且a≠1),
(1)求f(x)的在定义域;
(2)讨论f(x)的单调性;(不要求证明)
(3)求f(x)的反函数.
正确答案
(1)根据题意知>0
∴f(x)的在定义域是{x|x<-b,或x>b}
(2)当a>1时,f(x)在(-∝,-b)和(b,+∝)为单调递减函数;
当0<a<1时,f(x)在(-∝,-b)和(b,+∝)为单调递增函数
(3)∵y=loga
∴x=
∵y=loga的值域为y≠0
∴∴f-1(x)=(x≠0)
已知函数f(x)=lnx+(x>0)在(1,+∞)上为增函数,函数g(x)=lnx-mx(x>0)在(1,+∞)上为减函数.
(1)分别求出函数f(x)和g(x)的导函数;
(2)求实数m的值;
(3)求证:当x>0时,xln(1+)<1<(x+1)ln(1+
).
正确答案
(1)f'(x)=-
…(2分)
g'(x)=-m=
…(4分)
(2)因为函数f(x)=lnx+(x>0)在(1,+∞)上为增函数,
所以当x>1时,f'(x)=-
=
≥0恒成立,得m≤1.
因为函数g(x)=lnx-mx(x>0)在(1,+∞)上为减函数.
所以当x>1时,g'(x)=-m=
≤0恒成立,得m≥1.
从而m=1.…(6分)
(3)当x>0时,1+>1,
所以由(1)知:f(1+)>f(1),即:ln(1+
)+
>1,
化简得:(1+x)ln(1+)>1
g(1+)<g(1),即:ln(1+
)-(1+
)<-1,
化简得:xln(1+)<1.
所以当x>0时,xln(1+)<1<(x+1)ln(1+
).…(8分)
设f(x)=x+,
(1)判断f(x)的奇偶性,
(2)判断f(x)在(0,2]和[2,+∞)的单调性,并用定义证明.
正确答案
(1)由f(x)=x+知,定义域为{x|x≠0}
显然,定义域关于原点对称.
f(-x)=-x+=-(x+
)=-f(x)
所以.f(x)为奇函数
(2)①任取x1<x2且x1,x2∈(0,2]
由题意,f(x1)-f(x2)=x1+-(x2+
)
=(x1-x2)+4
=(x1-x2)(1-)
因为x1<x2且x1,x2∈(0,2]
则x1-x2<0;
0<x1x2<4,>1,所以1-
<0
=(x1-x2)(1-)>0
故f(x1)>f(x2)
所以,f(x)在(0,2]为上的减函数.
②任取x1<x2且x1,x2∈[2,+∞)
由题意,f(x1)-f(x2)=x1+-(x2+
)
=(x1-x2)+4
=(x1-x2)(1-)
因为x1<x2且x1,x2∈[2,+∞)
则x1-x2<0;
x1x2>4,0<<1,所以1-
>0
=(x1-x2)(1-)<0
故f(x1)<f(x2)
所以,f(x)在为[2,+∞)上的增函数.
∴f(x)在(0,2]上为减函数,[2,+∞)上为增函数.
已知f(x)=log13.是否存在实数p、q、m,使f(x)同时满足下列三个条件:
①定义域为R的奇函数;
②在[1,+∞)上是减函数;
③最小值是-1.若存在,求出p、q、m;若不存在,说明理由.
正确答案
∵f(x)是定义域为R的奇函数,
∴f(0)=0 即log13q=0,得q=1
又f(-x)=-f(x)
∴log13=-log13
,
∴=
,
即(x2+1)2-p2x2=(x2+1)2-m2x2
∴p2=m2
若p=m,则f(x)=0,不合题意.故p=-m≠0
∴f(x)=log13
由f(x)在[1,+∞)上是减函数,
x≠0时,令g(x)==1-
=1-
∵x+在[1,+∞)上递增,在(-∞,-1)也递增,只有m>0时,在[1,+∞)上g(x)递增,从而f(x)递减.
即m>0时函数f(x)在(-∞,-1)上为减函数,在(-1,0)上为增函数,在(0,1)上为增函数,在(1,+∞)上为减函数
∴x=-1时,x+在(-∞,-1]上取得最大值-2,此时由f(x)的最小值为-1得g(x)的最大值为3.
∴1-=3 得m=1,从而p=-1
综上可知,存在p=-1,q=1,m=1.
奇函数f(x)为[-1,1]上的减函数,解不等式f(a2)+f(2a)>0.
正确答案
由函数为奇函数可得f(-x)=-f(x)
∵函数f(x)[-1,1]上的减函数
由f(a2)+f(a)>0可得,f(a2)>-f(a)=f(-a)
∴
∴-1≤a≤0即不等式的解集{a|-1≤a≤0}
已知f(x)=a-是R上的奇函数
(1)求a的值;
(2)证明:函数f(x)在R上是增函数.
正确答案
(1)函数y=f(x)是奇函数,可得f(x)+f(-x)=0,令x=0,可得f(0)=0,
∴a-=0,解得a=1.
(2)由(1)得f(x)=,任取x1<x2则
f(x1)-f(x2)=-
=
当x1,x2∈R时,2x1+1>0,2x2+1>0,2x1-2x2<0,所以<0,
有f(x1)-f(x2)<0
有f(x1)<f(x2)
∴函数f(x)在R上是增函数.
设定义在N上的函数f(x)满足f(n)=,那么f(2002)=______.
正确答案
∵2002>2000,
∴f(2002)
=f[f]
=f[f(1984)]
=f(1984+13)
=f(1997)
=1997+13
=2010.
故答案为:2010.
已知函数f(x)=(x∈R,x≠a),
(Ⅰ)求f(x)+f(2a-x)的值;
(Ⅱ)判断f(x)在区间(a,+∞)上的单调性,并证明你的结论;
(Ⅲ)当f(x)的定义域是[a+,a+1]时,求函数f(x)的值域.
正确答案
(Ⅰ)f(x)+f(2a-x)=+
=
+
=-2.(3分)
(Ⅱ)f(x)在(a,+∞)是增函数.证明如下:(4分)
设a<x1<x2,则f(x1)-f(x2)=-
=
,
∴函数f(x)在区间(a,+∞)上是增函数.(8分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,f(x)在[a+,a+1]上是增函数.
又f(a+)=-3,f(a+1)=-2,
∴当f(x)的定义域是[a+,a+1]时,f(x)值域为[-3,-2].(12分)
已知f(x)满足f(logax)=(x-x-1)其中a>0且a≠1.
(1)对于x∈(-1,1)时,试判断f(x)的单调性,并求当f(1-m)+f(1-m2)<0时,求m的值的集合.
(2)当x∈(-∞,2)时,f(x)-4的值恒为负数,求a的取值范围.
正确答案
(1)令logax=t,则x=at,所以f(t)=(at-a-t),即f(x)=
(ax-a-x)
当a>1时,因为ax-a-x为增函数,且>0,所以f(x)在(-1,1)上为增函数;
当0<a<1时,因为ax-a-x为减函数,且<0,所以f(x)在(-1,1)上为增函数;
综上所述,f(x)在(-1,1)上为增函数.
又因为f(-x)=(a-x-ax)=-f(x),故f(x)为奇函数.
所以f(1-m)+f(1-m2)<0⇔f(1-m)<-f(1-m2)⇔f(1-m)<f(m2-1)
由f(x)在(-1,1)上为增函数,可得
解得1<m<,即m的值的集合为{m|1<m<
}
(2)由(1)可知,f(x)为增函数,故x∈(-∞,2)时,f(x)-4的值恒为负数
只要f(2)-4≤0即可,即f(2)=(a2-a-2)=
=
<4
解得2-<a<2+
又a≠1,可得符合条件的a的取值范围是(2-)∪(1,2+
)
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