- 函数概念与表示
- 共2805题
已知实数,函数.
(1)当时,求的最小值;
(2)当时,判断的单调性,并说明理由;
(3)求实数的范围,使得对于区间上的任意三个实数,都存在以为边长的三角形。
正确答案
(1)2(2)递增(3)
解析
解析:易知的定义域为,且为偶函数。
(1)时, ………………………2分
时最小值为2. ………………………4分
(2)时,
时, 递增; 时,递减; ………………………6分
为偶函数.所以只对时,说明递增.
设,所以,得
所以时, 递增; ……………………………………………10分
(3),,
从而原问题等价于求实数的范围,使得在区间上,
恒有. ……………………………………………………………11分
①当时,在上单调递增,
由得,
从而; …………………………………………………………………12分
②当时,在上单调递减,在上单调递增,
,
由得,从而;……………………13分
③当时,在上单调递减,在上单调递增,
,
由得,从而; …………………14分
④当时,在上单调递减,
由得,从而;……………………………………………15分
综上,. …………………………………………………………………16分
知识点
函数f(x)=|x﹣2|﹣lnx在定义域内零点的个数为( )
正确答案
解析
由题意,函数f(x)的定义域为(0,+∞);
由函数零点的定义,f(x)在(0,+∞)内的零点即是方程|x﹣2|﹣lnx=0的根.
令y1=|x﹣2|,y2=lnx(x>0),在一个坐标系中画出两个函数的图象:
由图得,两个函数图象有两个交点,
故方程有两个根,即对应函数有两个零点.
故选C.
知识点
方程的解的个数为( )
正确答案
解析
略
知识点
定义域为的函数,如果对于区间内的任意两个数、都有成立,则称此函数在区间上是“凸函数”。
(1)判断函数在上是否是“凸函数”,并证明你的结论;
(2)如果函数在上是“凸函数”,求实数的取值范围;
(3)对于区间上的“凸函数”,在上任取,,,……,。
① 证明: 当()时,成立;
② 请再选一个与①不同的且大于1的整数,
证明:也成立。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)设,是上的任意两个数,则
。函数在上是 “凸函数”,……4分
(2)对于上的任意两个数,,均有成立,即,整理得
………………7分
若,可以取任意值。
若,得,,。
综上所述得,………………10分
(3)①当时由已知得成立。
假设当时,不等式成立即成立。
那么,由,
得
。
即时,不等式也成立,根据数学归纳法原理不等式得证,……………………15分
②比如证明不等式成立,由①知,,,,
有成立。
,,,,
,
从而得,………………18分
知识点
在点,能成为函数的图象与其反函数的图象的公共点的是
正确答案
解析
函数的反函数为,因可排除点P,故先排除A、B,若点M在函数的图象上,则,但,即点M不在函数的图象上,排除C,故答案D。
知识点
“活水围网”养鱼技术具有养殖密度高、经济效益好的特点,研究表明:“活水围网”养鱼时,某种鱼在一定的条件下,每尾鱼的平均生长速度(单位:千克/年)是养殖密度(单位:尾/立方米)的函数,当不超过4(尾/立方米)时,的值为(千克/年);当时,是的一次函数;当达到(尾/立方米)时,因缺氧等原因,的值为(千克/年)。
(1)当时,求函数的表达式;
(2)当养殖密度为多大时,鱼的年生长量(单位:千克/立方米)可以达到最大,并求出最大值。
正确答案
(1)
解析
解析:(1)由题意:当时,; …………………………2分
当时,设,显然在是减函数,
由已知得,解得 …………………………4分
故函数= …………………………6分
(2)依题意并由(1)可得 ………8分
当时,为增函数,故; …………10分
当时,,
。 …………………………12分
所以,当时,的最大值为。
当养殖密度为10尾/立方米时,鱼的年生长量可以达到最大,最大值约为千克/立方米。
…………………………14分
知识点
设函数.
(1)当时,求函数在区间内的零点;
(2)设,证明:在区间内存在唯一的零点;
(3)设,若对任意,有,求的取值范围。
正确答案
见解析
解析
解析:(1),令,得,
所以。
(2)证明:因为 ,。所以。所以在内存在零点。
,所以在内单调递增,所以在内存在唯一零点。
(3)当n=2时,f2(x)=x2+bx+c.
对任意x1,x2∈[-1,1]都有|f2(x1)-f2(x2)|≤4等价于f2(x)在[-1,1]上的最大值与最小值之差M≤4.
据此分类讨论如下:
①当,即|b|>2时,M=|f2(1)-f2(-1)|=2|b|>4,与题设矛盾。
②当-1≤<0,即0<b≤2时,M=f2(1)-f2()=(+1)2≤4恒成立。
③当0≤≤1,即-2≤b≤0时,M=f2(-1)-f2()=(-1)2≤4恒成立。
综上可知,-2≤b≤2.
注:②,③也可合并证明如下:
用max{a,b}表示a,b中的较大者。
当-1≤≤1,即-2≤b≤2时,M=max{f2(1),f2(-1)}-f2()
=
=1+c+|b|-(+c)
=(1+)2≤4恒成立。
知识点
如图,设是单位圆上一点,一个动点从点出发,沿圆周按逆时针方向匀速旋转,12秒旋转一周。秒时,动点到达点,秒时动点到达点.设,其纵坐标满足.
(1)求点的坐标,并求;
(2)若,求的取值范围.
正确答案
(1)(2)
解析
解析:(1)当时,,
所以
所以,点B的坐标是(0,1) ……………………………………………………2分
又秒时, ………………………………………………………4分
. …………………………………………………………6分
(2)由,,得,
又,
,…………………………8分
………………………………10分
,, …………12分
所以,的取值范围是 ………………………………14分
知识点
已知函数
(1)当时,证明
(2)设,试讨论函数的零点个数;
(3)设,证明:若,则
正确答案
见解析。
解析
(1)当时,
令,得,得
当时,
当
∴当时,函数有最小值,
(2)解法一:
函数的零点,即方程的实根,
将方程化为,显然
当时,方程为
解得或,但
即当时,函数有一个零点;
当时,由(1)知
,令
则
令,则,由,得
当时,,当时,
∴当时,函数有最小值,
即对,都有
∵当时,
当时,
∴函数在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
∴当时,函数有最小值,
∴当,方程有唯一实根,即函数有一个零点;
当时,方程有两个实根,即函数有两个零点:
当时,方程有一个实根,即函数有一个零点;
当时,方程没有实根,即函数没有零点;
综上得:当时,函数没有零点:
当时,函数有两个零点;
当或时,函数有一个零点。
解法二:
当时,由,解得或,但
当时,函数在(0,1)单调递减,在(1,+∞)单调递增,
,且当时,时,
∴若,函数有2个零点,若,函数有1个零点,
若,函数无零点
当时,由,得或
∴当时,函数在单调递增,在单调递减,在(1,+∞)单调递增,
当时,函数在(0,1)单调递增,在单调递减,在单调递增,
当时,函数在(0,+∞)单调递增,又
令
∴函数在(0,2)单调递增,在(2,+∞)单调递减,
,从而
∴当时,函数有1个零点,
综上得:当时,函数没有零点;
当时,函数有两个零点;
当或时,函数有一个零点。
(3)由(1)知对,有,即
即
知识点
已知函数则
( )
正确答案
解析
略
知识点
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