- 集合与函数的概念
- 共44150题
定义在实数集R上的函数f(x)=x3+
(a-4)x2+2(2-a)x+a与y轴的交点为A,点A到原点的距离不大于1;
(1)求a的范围;
(2)是否存在这样的区间,使对任意a,f(x)在该区间上为增函数?若存在,求出该区间,若不存在,说明理由.
正确答案
(1)函数图象与y轴交点为(0,a),则|a|≤1,∴-1≤a≤1;------------------(3分)
(2)f'(x)=x2+(a-4)x+2(2-a)=(x-2)a+x2-4x+4,---------------(7分)
令f'(x)>0对任意的a∈[-1,1]恒成立,
即不等式g(a)=(x-2)a+x2-4x+4>0对任意的a∈[-1,1]恒成立,---(9分)
其充要条件是:,------------(11分)
解得x<1,或x>3.--------------(13分)
所以当x∈(-∞,1)或x∈(3,+∞)时,f'(x)>0对任意a∈[-1,1]恒成立,
所以对任意a∈[-1,1]函数f(x)均是单调增函数.--------------(14分)
故存在区间(-∞,1)和(3,+∞),对任意a∈[-1,1],f(x)在该区间内均是单调增函数.
已知函数f(x)=x-.
(Ⅰ)求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(Ⅱ)求函数f(x)在区间[1,3]上的最大值和最小值.
正确答案
(Ⅰ)由于f′(x)=1+,故f(2)=2-1.5=0.5,f′(2)=
,故曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为y-
=
(x-2),即7x-4y-12=0;
(Ⅱ)由于f′(x)=1+,故导函数在其定义区间上恒大于零,因此f(x)在区间[1,3]上单调递增,故ymax=f(3)=2,ymin=f(1)=-2.
指出函数f(x)=x+在(-∞,-1],[-1,0)上的单调性,并证明之.
正确答案
f(x)在(-∞,-1]上单调递增,在[-1,0)上单调递减,证明如下:
任取x1,x2∈(-∞,-1]且x1<x2,
则=
=1-
,
由x1<x2≤-1,知x1x2>1,∴1->0,即f(x2)>f(x1),
∴f(x)在(-∞,-1]上是增函数;
当-1≤x1<x2<0时,有0<x1x2<1,得1-<0,
∴f(x1)>f(x2),∴f(x)在[-1,0)上是减函数.
已知二次函数f(x)=ax2+bx+c(a,b,c均为实数),满足a-b+c=0,对于任意实数x 都有f (x)-x≥0,并且当x∈(0,2)时,有f (x)≤()2.
(1)求f (1)的值;
(2)证明:ac≥;
(3)当x∈[-2,2]且a+c取得最小值时,函数F(x)=f (x)-mx (m为实数)是单调的,求证:m≤-或m≥
.
正确答案
(1)∵对于任意x∈R,都有f(x)-x≥0,且当x∈(0,2)时,
有f(x)≤()2.令x=1
∴1≤f(1)≤()2.
即f (1)=1.
(2)由a-b+c=0及f (1)=1.
有,可得b=a+c=
.
又对任意x,f(x)-x≥0,即ax2-x+c≥0.
∴a>0且△≤0.
即-4ac≤0,解得ac≥
.
(3)由(2)可知a>0,c>0.
a+c≥2≥2•
=
.
当且仅当时等号成立.此时
a=c=.
∴f (x)=x2+
x+
,
F (x)=f (x)-mx=[x2+(2-4m)x+1].
当x∈[-2,2]时,f (x)是单调的,所以F (x)的顶点一定在[-2,2]的外边.
∴||≥2.
解得m≤-或m≥
.
探究函数f(x)=x+,x∈(0,+∞)的性质。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)=x+,x∈(0,+∞)在区间(0,2)上递减;在区间_____上递增。当x=_____时,y最小=_____。
(2)证明:函数f(x)=x+(x>0)在区间(0,2)递减;
(3)思考:函数f(x)=x+(x<0)有最值吗?如有,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
解:(1)(2,+∞);2;4;
(2)证明:设是区间(0,2)上的任意两个数,且
,
,
,
∴,
又,
∴,
∴函数在(0,2)上为减函数;
(3),
。
已知函数f(x)=的图象经过(-1,0),(5,
)两点.
(1)求f(x)的解析式;
(2)求f(x)在区间[2,6]上的最大值与最小值.
正确答案
(1)依题意得
解得:
∴f(x)=
(2)任取2≤x1<x2≤6
∵f(x)=+1
∴f(x1)-f(x2)=-
=
∵2≤x1<x2≤6
∴x2-x1>0,x1-1>0,x2-1>0,
从而f(x1)-f(x2)=-
=
>0
即f(x1)>f(x2),所以f(x)在[2,6]上为减函数,
从而f(x)max=f(2)=3,f(x)min=f(6)=.
已知函数y=f(x)在定义域[-1,1]上是奇函数,又是减函数.
(1)证明:对任意的x1,x2∈[-1,1],有[f(x1)+f(x2)](x1+x2)≤0
(2)解不等式f(1-a)+f(1-a2)<0.
正确答案
(1)若x1+x2=0,显然不等式成立;
若x1+x2<0,则-1<x1<-x2<1,∵函数y=f(x)在定义域[-1,1]上是奇函数,又是减函数,
∴f(x1)>f(-x2)=-f(x2),f(x1)+f(x2)>0,故原不等式成立;
同理可证当x1+x2>0 时,原不等式也成立.
(2)由f(1-a)+f(1-a2)<0 和已知可得以下不等式组
解得 0≤a<1.
已知函数f(x)=
(1)当a为何值时,f(x)为奇函数;
(2)求证:f(x)为R上的增函数.
正确答案
(1)由f(0)=0,得a=1,则f(x)=.
函数f(x)的定义域为R,关于原点对称.
又f(-x)==
=-
=-f(x).
所以a=1时,f(x)为奇函数.
(2)证明:函数可化为f(x)=a-,定义域为R.
设x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=(a-)-(a-
)=
.
因为x1<x2,所以2x1-2x2<0,2x1+1>0,2x2+1>0,
所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2).
所以f(x)为R上的增函数.
已知函数f(x)=x2-2x-3.
(1)画出函数y=f(x)的图象;
(2)写出函数y=f(x)的单调区间(不必证明);
(3)当x∈[-1,2]时,求函数y=f(x)的最大值和最小值.
正确答案
(1)f(x)=x2-2x-3=(x-1)2-4.如图所示
(2)函数y=f(x)的单调增区间是(1,+∞);
函数y=f(x)的单调减区间是(-∞,1);
(3)当x∈[-1,2]时,由图可知,f(x)的最大值是f(-1)=0;f(x)的最小值是f(1)=-4.
若f(x)是定义在(0,+∞)上的增函数,且对一切x,y>0,满足f()=f(x)-f(y),
(1)求f(1)的值;
(2)若f(6)=1,解不等式f(x+3)-f()<2。
正确答案
解:(1)在中,
令x=y=1,则有f(1)=f(1)-f(1),
∴f(1)=0;
(2)∵f(6)=1,
∴,
∴,
∵f(x)是(0,+∞)上的增函数,
∴,解得-3<x<9,
即不等式的解集为(-3,9)。
定义在上的函数
当
时,
,且对任意的
有
。
(1)求证:,
(2)求证:对任意的,恒有
;
(3)若,求
的取值范围。
正确答案
(1)见解析(2) 见解析(3)
试题分析:解抽象函数问题多用赋值法,找出其单调性奇偶性来解决不等问题.
(Ⅰ)令,且
时,
,可求
;
(Ⅱ)令,易求
,由已知
时,
,当
时,
,
,
,从而可证结论;
(Ⅲ)任取,依题意,可证
,从而可证
是
上的增函数,再根据单调性来解不等式.
试题解析:
(1)证明: 令,得
,
又因为时,
所以
(2) 令,得
即
因为当时,
,
所以当时,
,
,
又因为
所以对任意的,恒有
(3) 任取,依题意,可得
因为,所以
,所以
又因为对任意的,恒有
所以即
所以是
上的增函数
由
可得其解集:
已知函数,任取
,定义集合
,点
满足
,设
,
分别表示集合
中元素的最大值和最小值,记
,则
(Ⅰ)若函数,则
;
(Ⅱ)若函数,则
的最小正周期为 .
正确答案
(Ⅰ)2,(Ⅱ)2.
试题分析:(Ⅰ)若函数,则 点
,
,∵
,
∴,化简可得
,即
,即
,
,
又,
.
(Ⅱ)若函数,此时,函数的最小正周期为
,点
,
,
如图所示:当点在A点时,点O在曲线
上,
,
,
,
当点在曲线上从
接近
时,
逐渐增大,当点
在
点时,
,
,
,
当点在曲线上从
接近
时,
逐渐减小,当点
在
点时,
,
,
,
当点在曲线上从
接近
时,
逐渐增大,当点
在
点时,
,
,
,
当点在曲线上从
接近
时,
逐渐减小,当点
在
点时,
,
,
,
…依此类推,发现 的最小正周期为2,
故答案为 2.
已知函数f(x)的定义域是(0.,+∞),且满足f(xy)=f(x)+f(y),,
如果对于0<x<y,都有f(x)>f(y),
(1)求f(1);
(2)解不等式。
正确答案
解:(1)令x=y=1,则f(1)=f(1)+f(1),f(1)=0
(2)
,
则。
已知奇函数 f (x) 在 (-¥,0)∪(0,+¥) 上有意义,且在 (0,+¥) 上是增函数,f (1) = 0,又函数 g(q) = sin 2q+ m cos q-2m,若集合M =" {m" | g(q) < 0},集合 N =" {m" | f [g(q)] < 0},求M∩N.
正确答案
.
试题分析:根据条件中是奇函数的这一条件可以求得使
的
的范围,再根据
与
的表达式,可以得到
与
的交集即是使
恒成立的所有
的全体,通过参变分离可以将问题转化为求使
恒成立的
的取值范围,通过求函数最大值,进而可以求出
的范围.
依题意,,又
在
上是增函数,
∴在
上也是增函数, 1分
∴ 由得
或
2分
∴ 或
3分
4分
由得
5分
即 6分
∴ 7分
设,
9分
∵, 10分
∴, 11分
且 12分
∴的最大值为
13分
∴ 14分
另解:本题也可用下面解法:
1. 用单调性定义证明单调性
∵对任意 ,
,
,
∴,
即在
上为减函数,
同理在
上为增函数,得
5分
∴.
2. 二次函数最值讨论
解:依题意,,又
在
上是增函数,
∴在
上也是增函数,
∴由得
或
∴或
,
4分
由得
恒成立,
5分
设,
6分
∵,
的对称轴为
7分
1°当,即
时,
在
为减函数,∴
9分
2°当,即
时,
∴ 11分
3°当,即
时,
在
为增函数,
∴无解 13分
综上, 14分
3. 二次方程根的分布
解:依题意,,又
在
上是增函数,
∴在
上也是增函数,
∴ 由得
或
∴ 或
,
,
由得
恒成立,
,
设,
∵,
的对称轴为
,
, 7分
1°当,即
时,
恒成立。 9分
2°当,即
或
时,
由在
上恒成立
∴ 13分
综上, 14分
4.用均值不等式(下学段不等式内容)
∵,∴
,
且,即
时等号成立。
∴的最大值为
.
∴. 5分
已知函数f(x)=4x2-4ax+a2-2a+2在区间[0,2]上有最小值3,求实数a的值.
正确答案
函数f(x)的对称轴为x=
①当≤0即a≤0时fmin(x)=f(0)=a2-2a+2=3解得a=1±
a≤0∴a=1-
②当0<<2即0<a<4时fmin(x)=f(
)=-2a+2=3解得a=-
∵0<a<4故a=-不合题意
③当≥2即a≥4时fmin(x)=f(2)=a2-10a+18=3解得a=5±
∴a=5+a≥4∴a=5+
综上:a=1-或5+
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