- 集合与函数的概念
- 共44150题
已知函数若存在
,当
时,
,则
的取值范围是 ▲
正确答案
略
某地街道呈现东—西、南—北向的网格状,相邻街距都为1.两街道相交的点称为格点.若以互相垂直的两条街道为轴建立直角坐标系,现有下述格点,
,
,
,
,
为报刊零售点.请确定一个格点(除零售点外)__________为发行站,使6个零售点沿街道到发行站之间路程的和最短.
正确答案
设发行站的位置为,零售点到发行站的距离为
,这六个点的横纵坐标的平均值为
,
,记
画出图形可知,发行站的位置应该在点
附近,代入附近的点的坐标进行比较可知,在
处
取得最小值.
定义在上奇函数
与偶函数
,对任意
满足
+
a为实数
(1)求奇函数和偶函数
的表达式
(2)若a>2, 求函数在区间
上的最值
正确答案
(1)=sin2x+acosx ,
;
(2)当cosx="-1" ,h(x)min=-a,当cosx=, h(x)max=
。
试题分析:(1)+
①
② 3分
联立①②得=sin2x+acosx 5分
7分
(2)=1-cos2x+acosx=-(cosx-
)2+
+1 9分
若a>1,则对称轴>1,且x
时,cosx
[-1,
] 11分
当cosx="-1" ,h(x)min=-a,当cosx=, h(x)max=
14分
点评:中档题,根据+
求奇函数
与偶函数
,方法是列方程组。(2)利用换元思想,将问题转化成求二次函数在闭区间的最值问题。
已知函数f(x)=x|x-a|-lnx,a∈R.
(Ⅰ)若a=1,求函数f(x)在区间[1,e]上的最大值;
(Ⅱ)若f(x)>0恒成立,求a的取值范围.
正确答案
(1) f(x)=f(e)=e
-e-1.
(2) 满足条件的a的取值范围是(-,1)
试题分析:
当x∈[1,e]时,f(x)=x-x-lnx,f′(x)=2x-1-
=
>0,
所以f(x)在[1,e]上单调递增,∴f(x)=f(e)=e
-e-1. 4分
(Ⅱ)函数f(x)的定义域为(0,+). 由f(x)>0,得|x-a|>
. *
(i)当x∈(0,1)时,|x-a|≥0, <0,不等式*恒成立,
所以a∈R; 5分
(ii)当x=1时,|1-a|≥0,=0,所以a
1; 6分
(iii)当x>1时,不等式*恒成立等价于a恒成立或a>x+
恒成立.
令h(x)=x-,则h′(x)=
.
因为x>1,所以h′(x)>0,从而h(x)>1.
因为a恒成立等价于a<(h(x))
,所以a≤1.
令g(x)=x+,则g′(x)=
.再令e(x)=x
+1-lnx,则e′(x)=2x-
>0在x∈(1,+
)上恒成立,e(x)在x∈(1,+
)上无最大值. 11分
综上所述,满足条件的a的取值范围是(-,1). 12分
点评:主要是考查了导数在研究函数中的运用,运用导数判定函数单调性以及函数的最值,属于基础题。
已知函数有三个极值点。
(I)证明:;
(II)若存在实数c,使函数在区间
上单调递减,求
的取值范围。
正确答案
(1)利用导数的符号判定函数单调性,以及桉树的极值,进而证明。
(2) 当时,
所以
且
即故
或
反之, 当
或
时,
总可找到使函数
在区间
上单调递减.
试题分析:解:(I)因为函数有三个极值点,
所以有三个互异的实根.
设则
当时,
在
上为增函数;
当时,
在
上为减函数;
当时,
在
上为增函数;
所以函数在
时取极大值,在
时取极小值. (3分)
当或
时,
最多只有两个不同实根.
因为有三个不同实根, 所以
且
.
即,且
,
解得且
故
. (5分)
(II)由(I)的证明可知,当时,
有三个极值点.
不妨设为(
),则
所以的单调递减区间是
,
若在区间
上单调递减,
则, 或
,
若,则
.由(I)知,
,于是
若,则
且
.由(I)知,
又当
时,
;
因此, 当时,
所以
且
即故
或
反之, 当
或
时,
总可找到使函数
在区间
上单调递减. (10分)
点评:解决的关键是利用导数的符号判定函数的单调性,以及函数的极值,属于基础题。
(本小题12分)
已知函数,其中
。
求函数的最大值和最小值;
若实数满足:
恒成立,求
的取值范围。
正确答案
,
试题分析:解:(1)∵
∴ —————————————2’
令,∵
,∴
。
令(
)—————————————4’
当时,
是减函数;当
时,
是增函数。
∴———————————————8’
(2)∵恒成立,即
恒成立。∴
恒成立。
由(1)知,∴
。
故的取值范围为
————————————————12’
点评:解决该试题的关键是对于变量的整体代换求解函数的最值,同时能结合不等式恒成立分离参数来求解参数的范围属于基础题。
(本小题满分14分)设为奇函数,
为常数.
(1)求的值;
(2)求的值;
(3)若对于区间[3,4]上的每一个的值,不等式
>
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1);
(2)=
;
(3)。
试题分析:(1)因为f(x)为奇函数,所以f(-x)+f(x)=0恒成立,从而可求出b的值。
(2)由(1)知,得
=
这是求解此步的关键,然后再利用对数的运算法则求值即可。
(3) 对于区间[3,4]上的每一个的值,不等式
>
恒成立转化为当
恒成立,然后再构造函数:
研究出h(x)是增函数,从而可求出h(x)的最小值,问题得解。
(1)∵ 为奇函数
∴,即
…2分
故,解得
………………………4分
显然不成立,舍去。所以
………………………………………5分
(2)由(1)知
∴=
……6分
=………………………9分
(3)依题意 对于区间[3,4]上的每一个的值,不等式
>
恒成立
则 当恒成立…………………10分
又 …………………11分
∵在[3,4]上单调递增,
单调递减
所以在[3,4]上单调递增 …………………………………………12分
∴ 只需即可
又 所以
……………………………………………14分
点评:根据函数的奇偶性确定式子中的参数值是常见题型。不等式恒成立的问题一般要考虑分离参数,然后转化为函数最值来研究。
已知函数,
.
(I)求函数的单调区间;
(Ⅱ)当时,函数
恒成立,求实数
的取值范围;
(Ⅲ)设正实数满足
,求证:
.
正确答案
当
时,只有单调递增区间
;当
时,单调递增区间为
,
,单调递减区间为
.
;
详见解析.
试题分析:先求出
的导数,讨论
,利用导数的正负与函数单调性得关系求出单调区间;
当x>1时,函数f(x)>g(x)恒成立转化为
>0恒成立.结合第
问讨论的单调区间得出
的范围;
结合第
问,令
,
,所以
,再利用柯西不等式,
,其中由条件
.最后得证.
试题解析:(Ⅰ)易知,定义域是
.
1分
由的判别式
①当即
时,
恒成立,则
在
单调递增 2分
②当时,
在
恒成立,则
在
单调递增 3分
③当时,方程
的两正根为
则在
单调递增,
单调递减,
单调递增
综上,当时,只有单调递增区间
当时,单调递增区间为
,
单调递减区间为 5分
(Ⅱ)即时,
恒成立
当时,
在
单调递增 ∴当
时,
满足条件 7分
当时,
在
单调递减
则在
单调递减
此时不满足条件
故实数的取值范围为
9分
(Ⅲ)由(2)知,在
恒成立
令 则
10分
∴ 11分
又
其中
∴ 13分
∴ 14分
已知函数
(1)求函数在点
处的切线方程;
(2)求函数单调增区间;
(3)若存在,使得
是自然对数的底数),求实数
的取值范围.
正确答案
(1) (2) 单调增区间为
(3)
试题分析:⑴因为函数,
所以,
,
又因为,所以函数
在点
处的切线方程为
.
⑵由⑴,.
因为当时,总有
在
上是增函数,
又,所以不等式
的解集为
,
故函数的单调增区间为
.
⑶因为存在,使得
成立,
而当时,
,
所以只要即可.
又因为,,
的变化情况如下表所示:
所以在
上是减函数,在
上是增函数,所以当
时,
的最小值
,
的最大值
为
和
中的最大值.
因为,
令,因为,
所以在
上是增函数.
而,故当
时,
,即
;
当时,
,即
.
所以,当时,,即
,函数
在
上是增函数,解得
;当
时,
,即
,函数
在
上是减函数,解得
.
综上可知,所求的取值范围为
.
点评:第一问主要利用导数的几何意义:函数在某一点处的导数值等于该点处的切线斜率;第二问求单调增区间主要是通过导数大于零;第三问的不等式恒成立转化为求函数最值,这是函数题经常用到的转化方法,本题第三问有一定的难度
判断函数f(x)=在区间(1,+∞)上的单调性,并用单调性定义证明.
正确答案
f(x)在区间(1,+∞)上是减函数.利用定义证明
试题分析:f(x)在区间(1,+∞)上是减函数.证明如下: 2分
取任意的x1,x2∈(1,+∞),且x1<x2,则 3分
f(x1)-f(x2)=-
=
=
. 5分
∵x1<x2,∴x2-x1>0. 6分
又∵x1,x2∈(1,+∞),∴x2+x1>0,-1>0,
-1>0, 8分
∴(-1)(
-1)>0.(x2+x1)(x2-x1)>0 10分
∴f(x1)-f(x2)>0. 11分
根据定义知:f(x)在区间(1,+∞)上是减函数. 12分
点评:熟练掌握定义法证明函数的单调性的步骤是解决此类问题的关键,属基础题
已知函数,其中
、
为常数,
,则
=_____________.
正确答案
解:f(1)=1+b+aln()=3,又因为函数f(-1)= 1-b+aln(
),f(1)+f(-1)=2,因此可知f(-1)=3
已知函数,.
(1)求曲线f(x)在点A处的切线方程;
(II)讨论函数f(x)的单调性;
(III)是否存在实数,使
当
时恒成立?若存在,求 出实数a;若不存在,请说明理由
正确答案
(Ⅰ)∵ a>0,,
∴
=, …… 2分
于是,
,所以曲线y = f(x)在点A(0,f(0))处的切线方程为
,即(a-2)x-ay + 1 = 0. ……… 4分
(Ⅱ)∵ a>0,eax>0,∴ 只需讨论的符号. ………… 5分
ⅰ)当a>2时,>0,这时f ′(x)>0,所以函数f(x)在(-∞,+∞)上为增函数.
ⅱ)当a = 2时,f ′(x)= 2x2e2x≥0,函数f(x)在(-∞,+∞)上为增函数.…6分
ⅲ)当0<a<2时,令f ′(x)= 0,解得,
.
当x变化时, f '(x)和f(x)的变化情况如下表:
∴f(x)在,
,为增函数,f(x)在
为减函数. …… 9分
(Ⅲ)当a∈(1,2)时,∈(0,1).由(Ⅱ)知f(x)在
上是减函数,在
上是增函数,故当x∈(0,1)时,
,……10分
∴当x∈(0,1)时恒成立,等价于
恒成立.……11分
当a∈(1,2)时,,设
,则
,表明g(t) 在(0,1)上单调递减,于是可得
,即a∈(1,2)时
恒成立,……13分 符合条件的实数a不存在.
略
函数在
上单调递减,则
的取值组成的集合是_______。
正确答案
略
,则这个函数值域是______
正确答案
,因为
,所以当
,而
,所以
,综上可得
的值域为
设的定义域为
,若
满足下面两个条件,则称
为闭函数.①
在
内是单调函数;②存在
,使
在
上的值域为
。如果
为闭函数,那么
的取值范围是_______。
正确答案
≤
__
略
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