- 集合与函数的概念
- 共44150题
已知函数f(x)=,若f(2)=3
(1)求k的值;
(2)判断并证明函数f(x)在(1,+∞)上的单调性.
正确答案
(1)∵f(x)=,f(2)=3
∴=3解得k=2
(2)由(1)f(x)=
设x1,x2∈(1,+∞)且x1<x2
∴f(x1) -f(x2) =-
=
>0
∴函数f(x)=在(1,+∞)上是减函数.
我们把定义在R上,且满足f(x+T)=af(x)(其中常数a,T满足a≠1,a≠0,T≠0)的函数叫做似周期函数.
(1)若某个似周期函数y=f(x)满足T=1且图象关于直线x=1对称.求证:函数f(x)是偶函数;
(2)当T=1,a=2时,某个似周期函数在0≤x<1时的解析式为f(x)=x(1-x),求函数y=f(x),x∈[n,n+1),n∈Z的解析式;
(3)对于确定的T>0且0<x≤T时,f(x)=3x,试研究似周期函数函数y=f(x)在区间(0,+∞)上是否可能是单调函数?若可能,求出a的取值范围;若不可能,请说明理由.
正确答案
(1)∵x∈R关于原点对称,
又函数y=f(x)的图象关于直线x=1对称,f(1-x)=f(1+x)①
又T=1,∴f(x+1)=af(x),②,
用-x代替x得f(-x+1)=af(-x),③
由①②③可知af(x)=af(-x),∵a≠1且a≠0,∴f(x)=f(-x).即函数f(x)是偶函数;
(2)当n≤x<n+1(n∈Z)时,0≤x-n<1(n∈Z)f(x)=2f(x-1)=22f(x-2)=…=2nf(x-n)=2n(x-n)(n+1-x);
(3)当nT<x≤(n+1)T(n∈N)时,0<x-nT≤T(n∈N)f(x)=af(x-T)=a2f(x-2T)=…=anf(x-nT)=an3x-nT
显然a<0时,函数y=f(x)在区间(0,+∞)上不是单调函数,
又a>0时,f(x)=an3x-nT,x∈(nT,(n+1)T],n∈N是增函数,
此时f(x)∈(an,an3T],x∈(nT,(n+1)T],n∈N,
若函数y=f(x)在区间(0,+∞)上是单调函数,那么它必须是增函数,则必有an+1≥an3T,
解得a≥3T.
已知函数f(x)=在[0,1]上的最小值为
,
(1)求f(x)的解析式;
(2)证明:f(1)+f(2)+…+f(n)>n-+
(n∈N*)
正确答案
(1)∵a=0时f(x)=不合题意∴a≠0此时f(x)在[0,1]上是单调函数;
又f(1)=>
∴f(x)为单调递增函数
∴a<0
由f(x)==
∴a=-2
∴f(x)=(6分)
(2)∵f(n)==1-
>1-
=1-
(9分)
∴f(1)+f(2)+…+f(n)>1-+1-
+…+1-
=n-=n-
+
(12分)
如果二次函数f(x)=x2-(a-1)x+5在区间(,1)上是增函数,求f(2)的取值范围.
正确答案
二次函数f(x)在区间(,1)上是增函数,
由于其图象(抛物线)开口向上,
故其对称轴x=或与直线x=
重合或位于直线x=
的左侧,
于是≤
,
解之得a≤2,
故f(2)≥-2×2+11=7,
即f(2)≥7.
设g(x)=1-2x,f(g(x))=(x≠0),则f(
)=______.
正确答案
令1-2x=解得x=
,
∴f()=f(1-2×
)=f(g(
))=
=
=15.
故答案为:15.
(选作题)定义在(-1,1)上的函数y=f(x)满足:对任意x,y∈(-1,1)都有f(x)+f(y)=f().
(1)判断函数f(x)的奇偶性,并证明;
(2)如果当x∈(-1,0)时,有f(x)>0,求证:f(x)在(-1,1)上是单调递减函数;
(3)在(2)的条件下解不等式:f(x+)+f(
)>0.
正确答案
(1)f(x)为奇函数.
令x=y=0,代入f(x)+f(y)=f()有,
2f(0)=f(0),f(0)=0;
令y=-x,代入f(x)+f(y)=f()得:
f(x)+f(-x)=f(0)=0,(xy≠-1,由定义域易知其满足)
∴f(x)=-f(-x),得证.
(2)设-1<x1<x2<1,
f(x1)-f(x2)=f(x1)+f(-x2)=f(),
由题设知,必有-1<<1
又x1-x2<0,由x1,x2∈(-1,1),可得-x1•x2∈(-1,1),所以1-x1•x2>0,
所以-1<<0,又x∈(-1,0)时f(x)>0,
∴f(x1)-f(x2)=f()>0
∴f(x1)>f(x2)
即f(x)在(-1,1)上是减函数;
(3)∵f(x+)+f(
)>0,f(x)为奇函数,
∴f(x+) >f(
),函数y=f(x)定义在(-1,1)上,f(x)在(-1,1)上是单调递减函数,
∴解得:-
<x<-1
∴不等式的解集为:{x|-<x<-1}.
已知函数f(x)=,若实数a满足f(a)<0,且f[f(a)]=1,求a的值.
正确答案
因为当时x≤0,f(x)≤0所以a>0.
由已知得(1)⇒
⇒a=
(2)⇒
⇒a=4
综上所述a=或4
已知定义域为R的函数f(x)=是奇函数.
(1)求a的值;
(2)试判断f(x)的单调性,并用定义证明;
(3)若对任意的t∈[-2,2],不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,求k的取值范围.
正确答案
(1)f(-x)=-f(x)⇒f(0)=0
则=0⇒a=1
(2)f(x)为递增函数
任取x1,x2∈R,且x1<x2,则f(x1)-f(x2)=-
=
∵x1<x2∴2x1-2x2<0,2x1+1>0,2x2+1>0
∴f(x1)<f(x2),所以f(x)为递增函数
(3)f(t2-2t)+f(2t2-k)<0对t∈[-2,2]恒成立
则f(t2-2t)<-f(2t2-k)对t∈[-2,2]恒成立
因为f(x)为奇函数,即f(-x)=-f(x)
则f(t2-2t)<f(-2t2+k)对t∈[-2,2]恒成立
又因为f(x)为递增函数
所以t2-2t<-2t2+k对t∈[-2,2]恒成立
即3t2-2t-k<0对t∈[-2,2]恒成立
令u=3t2-2t-k,t∈[-2,2],当x=-2时,umax=16-k
则16-k<0,则k>16
已知函数f(x)=2x+2-4x,且x2-x-6≤0,试求f(x)的最值.
正确答案
y=2x+2-4x-(2x)2-4•2x
令2x=t则y=t2-4t=(t-2)2-4
又x2-x-6≤0⇒(x-3)(x+2)≤0⇒-2≤x≤3
∴t=2xx∈[-2,3]
由指函数图象易知≤t≤8
∴y=(t-2)2-4,t∈[,8]
结合二次函数图象得:ymin=-32,ymax=4
设f(x)是定义域为R,且最小正周期为π的函数,并且f(x)=
,则f(-
π)=______.
正确答案
由题意函数的周期为可得f(-
)=f(-
π)=cos(-
)=
故答案为:
奇函数f(x)在[3,7]上是减函数,在区间[3,6]上的最大值为8,最小值为-1,则2f(-6)+f(-3)=______.
正确答案
∵函数f(x)在[3,7]上是减函数,
在区间[3,6]上的最大值为8,最小值为-1,
∴函数f(x)在[-7,-3]上也是减函数,
区间[-6,-3]上的最大值为f(-6)=1,最小值为f(-3)=-8,
∴2f(-6)+f(-3)=2-8=-6
故答案为-6
若函数f(x)是幂函数,且满足=4,则f(
)的值等于______.
正确答案
设f(x)=xa∵=4
∴=2a=4
∴a=2
∴f(x)=x2∴f()=(
)2=
故答案为:
对于函数y=f(x),若同时满足下列条件:
①函数y=f(x)在定义域D内是单调递增或单调递减函数;
②存在区间[a,b]⊆3D,使函数f(x)在[a,b]上的值域为[a,b],则称f(x)是D上的闭函数.
(1)求闭函数f(x)=-x3符合条件②的区间[a,b];
(2)判断函数g(x)=x+
,在区间(0,+∞)上是否为闭函数;
(3)若函数φ(x)=k+是闭函数,求实数k的取值范围.
正确答案
(1)∵y=-x3是[a,b]上的减函数,
∴
∴=
=(
)3.
∴()4=1,∴
=±1
又∵-a3=b,∴.
∴所求区间为[-1,1].
(2)∵g′(x)=-
,x∈(0,+∞),
令g′(x)=-
>0,得x>
,
∴x>时,g(x)为(
,+∞)上的增函数.
令g′(x)=-
<0,得0<x<
∴g(x)为(0,)上的减函数.
∴g(x)不是(0,+∞)上的单调函数.
∴g(x)不是(0,+∞)上的闭函数.
(3)易知φ(x)是[-2,+∞]上的增函数.
设φ(x)=k+满足条件②的区间是[a,b],
∴
即a,b是方程x=k+的两个不等实根.
也就是方程组有两个不等实根a,b.
①当k≤-2时,方程x2-(2k+1)+(k2-2)=0在[-2,+∞)上有两个不等实根.
∴
解得:-<k≤-2.
②当k>-2时,方程x2-(2k+1)x+(k2-2)=0在[k,+∞)上有两个不等实根.
∴
解得:-<k≤-2,与条件k>-2矛盾.
∴φ(x)=k+是闭函数,实数k的取值范围是-
<k≤-2.
牧场中羊群的最大养殖量为m,为了保证羊群的生长空间,实际养殖量x小于m,以便留出适当的空闲量m-x.已知羊群的年增长量y与“实际养殖量与空闲率(空闲率是空闲量与最大养殖量的比值)的乘积”成正比,比例系数为k(k>0).
(Ⅰ)写出y关于x的函数关系式,并指出该函数的定义域;
(Ⅱ)求羊群年增长量的最大值;
(Ⅲ)当羊群年增长量达到最大值时,求k的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)由题意,空闲率为
∴y=kx=
x(m-x),x∈(0,m)…(4分)
(Ⅱ)y=x(m-x)=-
(x-
m
2
)2+,x∈(0,m)…(6分)
因为函数y=x(m-x)=-
(x-
m
2
)2+在(0,
)上是增函数,在(
,m)上是减函数.
所以当x=时,ymax=
,所以羊群年增长量的最大值为ymax=
.…(8分)
(Ⅲ)由题意知+
≤m…(10分)
得0<k≤2…(11分)
答:当羊群年增长量达到最大值时,k的取值范围为0<k≤2.…(12分)
(Ⅰ)已知f(x)+2f()=3x+3,求f(x)的解析式.
(Ⅱ)求函数f(x)=的单调区间和值域.
正确答案
(Ⅰ)∵f(x)+2f()=3x+3,∴f(
)+2f(x)=
+3
消去f(),可得f(x)=
-x+1
∴f(x)的解析式为f(x)=-x+1(x≠0);
(Ⅱ)由-x2+6x-8≥0,可得x2-6x+8≤0,∴2≤x≤4,即函数的定义域为[2,4],
令g(x)=-x2+6x-8=-(x-3)2+1,∴函数g(x)在(-∞,3)上单调递增,在(3,+∞)上单调递减
∴函数f(x)=的单调增区间为[2,3],单调减区间为[3,4],
∵0≤g(x)≤1,
∴函数的值域为[0,1].
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