- 集合与函数的概念
- 共44150题
已知f(x)=是奇函数,且f(2)=
,
(1)求实数p和q的值.
(2)求f(x)的单调区间.
正确答案
解;(1)f(x)=是奇函数,则f(-x)=-f(x)恒成立,
即f(-x)==-
=
,所以q=0,又f(2)=
,可得p=2,
所以p=2,q=0
(2)由(1)知f(x)==
x+
,f′(x)=
-
令f′(x)>0得x<-1或x>1,令f′(x)<0得-1<x<1,因为x≠0,
所以f(x)的增区间为(-∞,-1),(1,+∞)
减区间为(-1,0),(0,1)
定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足对任意m>0,n∈R有f(mn)=nf(m),且当0<x<1时f(x)<0
(1)求f(1);
(2)证明:当x>1时f(x)>0;
(3)证明:函数f(x)在(0,+∞)上递增.
正确答案
(1)取m=1,n=2得f(12)=2f(1),
∴f(1)=0
(2)证明:设x>1,则0<<1,又0<x<1时,f(x)<0,
∴f()<0
∵m>0,n∈R有f(mn)=nf(m),
∴f()=f(x-1)=-f(x)<0
∴f(x)>0
即x>1时,f(x)>0
(3)证明:∵f(mα+β)=f(mα×mβ)=(α+β)f(m)=αf(m)+βf(m)=f(mα)+f(mβ),
记mα=x>0,mβ=y>0,则f(xy)=f(x)+f(y),
设0<x1<x2,则f(x1)-f(x2)=f(×x2)-f(x2)=f(
)<0即f(x1)<f(x2),
故函数f(x)在(0,+∞)上单增.
已知函数f(x)=x+有如下性质:如果常数a>0,那么该函数在(0,
]上是减函数,在[
,+∞)上是增函数.
(1)如果函数y=x+(x>0)在(0,4]上是减函数,在[4,+∞)是增函数,求b的值;
(2)证明:函数f(x)=x+(常数a>0)在(0,
]上是减函数;
(3)设常数c∈(1,9),求函数f(x)=x+在x∈[1,3]上的最小值和最大值.
正确答案
(1)∵函数f(x)=x+在(0,
]上是减函数,在[
,+∞)上是增函数
且函数y=x+(x>0)在(0,4]上是减函数,在[4,+∞)是增函数,
故=4
解得b=4
证明:(2)∵函数f(x)=x+(常数a>0)
∴f(x)=1-,
当x∈(0,]时,x2≤a
即≥1,
此时f(x)=1-≤0恒成立
故函数f(x)=x+(常数a>0)在(0,
]上是减函数
(3)当c∈(1,9)时,∈(1,3)
故当x=时,函数取最小值2
而f(1)-f(3)=
故当1<c≤3时,函数的最大值是f(3)=3+
当3<c<9时,函数的最大值是f(1)=1+c
当x∈[0,1]时,求函数f(x)=x2+(2-6a)x+3a2的最小值.
正确答案
该函数的对称轴是x=3a-1,
①当3a-1<0,即a<时,fmin(x)=f(0)=3a2;
②当3a-1>1,即a>时,fmin(x)=f(1)=3a2-6a+3;
③当0≤3a-1≤1,即≤a≤
时,fmin(x)=f(3a-1)=-6a2+6a-1.
综上所述,函数的最小值是:当a<时,fmin(x)=f(0)=3a2,当a>
时,fmin(x)=f(1)=3a2-6a+3;当
≤a≤
时,fmin(x)=f(3a-1)=-6a2+6a-1.
已知f(x)=ex-e-x,g(x)=ex+e-x,其中e=2.718….
(1)求[f(x)]2-[g(x)]2的值;
(2)设f(x)•f(y)=4,g(x)•g(y)=8,求的值.
正确答案
(1)[f(x)]2-[g(x)]2=[f(x)+g(x)]•[f(x)-g(x)]=2ex•(-2e-x)=-4e0=-4.
(2)f(x)•f(y)=(ex-e-x)•(ey-e-y)
=ex+y+e-(x+y)-ex-y-e-(x-y)
=g(x+y)-g(x-y)=4,①
g(x)•g(y)=(ex+e-x)(ey+e-y)
=ex+y+e-(x+y)+ex-y+e-(x-y)
=g(x+y)+g(x-y)=8.②
联立①②得
解得g(x+y)=6,g(x-y)=2,
所以=3.
已知函数f(x)=是奇函数,
(1)求实数a和b的值;
(2)判断函数y=f(x)在(1,+∞)的单调性,并利用定义加以证明.
正确答案
(1)∵f(x)=是奇函数,
∴f(0)==0,
∴a=0;…(2分)
又因f(-x)=-f(x),即=-
,
∴b=0…(4分)
(2)函数y=f(x)在(1,+∞)单调递减….(6分)
证明:任取x1,x2∈(1,+∞),设x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=-
=
=,…(8分)
∵x1<x2,
∴x1-x2<0;
∵x1>1,x2>1,
∴1-x1x2<0
∴f(x1)-f(x2)>0,
∴f(x1)>f(x2)…(10分)
函数y=f(x)在(1,+∞)单调递减…(12分)
已知函数f(x)=Asin(2x+)(A>0,x∈R)的最小值为-2.
(1)求f(0);
(2)若函数f(x)的图象向左平移ϕ(ϕ>0)个单位长度,得到的曲线关于y轴对称,求ϕ的最小值.
正确答案
(1)因为函数f(x)=Asin(2x+)(A>0,x∈R)的最小值为-2,
所以A=2,f(x)=2sin(2x+)…(2分),
f(0)=2sin=1.…(4分)
(2)函数f(x)的图象向左平移ϕ(ϕ>0)个单位长度,可得y=2sin[2(x+ϕ)+].…(6分)
因为y=2sin[2(x+ϕ)+]的图象关于y轴对称,所以2(0+ϕ)+
=
+kπ,k∈Z.…(8分)
解得ϕ=-+
,k∈Z,…(10分)
因为ϕ>0,所以ϕ的最小值为.…(12分)
设函数f(x)=log2(x+1)-log2(x-1).
(1)求函数f(x)的奇偶性
(2)判断函数f(x)在(1,+∞)的增减性,并进行证明;
(3)若x∈(3,+∞)时,不等式f(x)<2x+m恒成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)f(x)=log2(x+1)-log2(x-1).
定义域为(1,+∞)不关于原点对称
故函数f(x)为非奇非偶函数
(2)f(x)=log2(x+1)-log2(x-1)=log2 (x>1)
令g(x)==1+
,设x1>x2>1
则g(x1)-g(x2)=1+-(1+
)=
∵x1>x2>1
∴g(x1)-g(x2)<0
∴函数f(x)在(1,+∞)单调递减
(3)若x∈(3,+∞)时,不等式f(x)<2x+m恒成立,
则m>[f(x)-2x]max=[log2 -2x]max而log2
-2x在(3,+∞)上单调递减
∴[log2 -2x]<-7
∴实数m的取值范围是m≥-7
已知二次函数f(x)满足f(x+1)+f(x-1)=-2x2+4x,
(1)求f(x)解析式;
(2)求当x∈[a,a+2],时,f(x)最大值.
正确答案
(1)设f(x)=ax2+bx+c,
a(x+1)2+b(x+1)+c+a(x-1)2+b(x-1)+c=-2x2+4x,
2ax2+2bx+2a+2c=-2x2+4x,,∴f(x)=-x2+2x+1.
(2)f(x)=-(x-1)2+2,
①a+2<-1即a<-1,当x=a+2,f(x)max=-a2-2a+1;
②a≤1≤a+2即-1≤a≤1,当x=1,f(x)max=2;
③a>1,当x=a,f(x)max=-a2+2a+1;
故f(x)max=
若函数f(x)=(a>0且a≠1).
(1)判断f(x)的奇偶性;
(2)当a>1时,判断f(x)在(-∞,+∞)上的单调性,并加以证明.
正确答案
(1)由f(x)的定义域为(-∞,+∞),关于数0对称(2分)f(-x)==
=-f(x),得∴f(x)为R上的奇函数.(6分)
(2)当a>1时,f(x)在(-∞,+∞)上的单调递增.(8分)(本次未扣分,以后考试一定会扣分)
证明:设x1,x2为(-∞,+∞)上任意两个实数,且x1<x2,
则由a>1得ax1<ax2
f(x1)-f(x2)=-
=
<0
∴当a>1时,f(x)在(-∞,+∞)上的单调递增.(14分)
已知函数f(x)=x+,且f(1)=2.
(1)求m;
(2)判断f(x)的奇偶性;
(3)函数f(x)在(1,+∞)上是增函数还是减函数?并证明.
正确答案
(1)∵f(1)=2,∴1+m=2,m=1.
(2)f(x)=x+,f(-x)=-x-
=-f(x),∴f(x)是奇函数.
(3)函数f(x)=+x在(1,+∞)上为增函数,证明如下
设x1、x2是(1,+∞)上的任意两个实数,且x1<x2,则
f(x1)-f(x2)=x1+-(x2+
)=x1-x2+(
-
)
=x1-x2-=(x1-x2)
.
当1<x1<x2时,x1x2>1,x1x2-1>0,从而f(x1)-f(x2)<0,
即f(x1)<f(x2).
∴函数f(x)=+x在(1,+∞)上为增函数.
已知函数f(x)=2x+,且f(1)=1.
(1)求实数a的值,并写出f(x)的解析式;
(2)判断函数f(x)的奇偶性,并加以证明;
(3)判断函数f(x)在(1,+∞)上的单调性,并加以证明.
正确答案
(1)由f(1)=1得,2+a=1,解得a=-1,
所以f(x)=2x-;
(2)函数f(x)为奇函数,证明如下:
函数定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),
且f(-x)=-2x+=-(2x-
)=-f(x),
所以f(x)为奇函数;
(3)f(x)在(1,+∞)上单调递增,证明如下:
因为f′(x)=2+>0,
所以f(x)在(1,+∞)上单调递增.
已知函数f(x)=x+过点P(1,5),
(1)求m值及函数f(x)的表达式;
(2)利用函数单调性的定义证明f(x)在[2,+∞)上为增函数.
正确答案
(1)由函数f(x)=x+过点P(1,5),得1+m=5,
所以m=4,f(x)=x+;
(2)证明:设2≤x1<x2,则f(x1)-f(x2)=(x1+)-(x2+
)
=.因为2≤x1<x2,所以x1-x20,
f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2).
所以f(x)在[2,+∞)上为增函数.
已知向量=(2cosx,2sinx),
=(cosx,-
cosx),函数f(x)=
•
,g(x)=f(
x+
)+ax(a为常数).
(1)求函数f(x)图象的对称轴方程;
(2)若函数g(x)的图象关于y轴对称,求g(1)+g(2)+g(3)+…+g(2011)的值;
(3)已知对任意实数x1,x2,都有|cosx1-cos
x2|≤
|x1-x2|成立,当且仅当x1=x2时取“=”.求证:当a>
时,函数g(x)在(-∞,+∞)上是增函数.
正确答案
(1)∵向量=(2cosx,2sinx),
=(cosx,-
cosx),
又∵f(x)=•
,
∴f(x)=2cos2x-2sinxcosx
=2cos(2x+)+1. …(4分)
由2x+=kπ(k∈Z),得x=
-
(k∈Z),
即函数f(x)的对称轴方程为x=-
(k∈Z).…(6分)
(2)由(1)知g(x)=2cos(x+π)+ax+1=-2cos
x+ax+1
∵函数g(x)的图象关于y轴对称,
∴函数g(x)是偶函数,即a=0.
故g(x)=-2cosx+1…(8分)
又函数g(x)的周期为6,
∴g(1)+g(2)+g(3)+g(4)+g(5)+g(6)=6.
∴g(1)+g(2)+g(3)…+g(2011)=2010. …(11分)
(3)∵已知对任意实数x1,x2,都有|cosx1-cos
x2|≤
|x1-x2|成立
∴对于任意x1,x2且x1<x2,由已知得(x1-x2)≤cos
x1-cos
x2≤
(x2-x1).
∴g(x1)-g(x2)=2cosx1+ax1+1-2cos
x2-ax2-1=2(cos
x1-cos
x2)+a(x1-x2)<
(x2-x1)+a(x1-x2)=(a-
)(x1-x2)
∵a>,
∴(a-)(x1-x2)<0
即当x1<x2时,恒有g(x1)<g(x2).
所以当a>时,函数g(x)在(-∞,+∞)上是增函数.…(16分)
已知函数f(x)=是定义在(-1,1)上的奇函数,且f(
)=
,
(1)确定函数f(x)的解析式
(2)解不等式f(x-1)﹢f(x)<0.
正确答案
(1)∵函数f(x)=是定义在(-1,1)上的奇函数,且f(
)=
,
∴,
解得a=1,b=0.
∴f(x)=.
(2)∵f(x)=在(-1,1)是增函数,f(x)是奇函数,
且f(x-1)﹢f(x)<0,
∴f(x-1)<-f(x)=f(-x),
∴-1<x-1<-x<1,
解得0<x<.
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