- 指数函数的实际应用
- 共1991题
已知函数f(x)=2x+1定义在R上.
(1)若f(x)可以表示为一个偶函数g(x)与一个奇函数h(x)之和,设h(x)=t,p(t)=g(2x)+2mh(x)+m2-m-1(m∈R),求出p(t)的解析式;
(2)若p(t)≥m2-m-1对于x∈[1,2]恒成立,求m的取值范围;
(3)若方程p(p(t))=0无实根,求m的取值范围.
正确答案
(1)假设f(x)=g(x)+h(x)①,其中g(x)偶函数,h(x)为奇函数,
则有f(-x)=g(-x)+h(-x),即f(-x)=g(x)-h(x)②,
由①②解得g(x)=,h(x)=
.
∵f(x)定义在R上,∴g(x),h(x)都定义在R上.
∵g(-x)==g(x),h(-x)=
=-h(x).
∴g(x)是偶函数,h(x)是奇函数,∵f(x)=2x+1,
∴g(x)==
=2x+
,h(x)=
=
=2x-
.
由2x-=t,则t∈R,
平方得t2=(2x-)2=22x+
-2,∴g(2x)=22x+
=t2+2,
∴p(t)=t2+2mt+m2-m+1.
(2)∵t=h(x)关于x∈[1,2]单调递增,∴≤t≤
.
∴p(t)=t2+2mt+m2-m+1≥m2-m-1对于t∈[,
]恒成立,
∴m≥-对于t∈[
,
]恒成立,
令φ(t)=-,则φ′(t)=
(
-1),
∵t∈[,
],∴φ′(t)=
(
-1)<0,故φ(t)=-
在t∈[
,
]上单调递减,
∴φ(t)max=φ()=-
,∴m≥-
为m的取值范围.
(3)由(1)得p(p(t))=[p(t)]2+2mp(t)+m2-m+1,
若p(p(t))=0无实根,即[p(t)]2+2mp(t)+m2-m+1①无实根,
方程①的判别式△=4m2-4(m2-m+1)=4(m-1).
1°当方程①的判别式△<0,即m<1时,方程①无实根.
2°当方程①的判别式△≥0,即m≥1时,
方程①有两个实根p(t)=t2+2mt+m2-m+1=-m±,
即t2+2mt+m2+1±=0②,
只要方程②无实根,故其判别式△2=4m2-4(m2+1±)<0,
即得-1-<0③,且-1+
<0④,
∵m≥1,③恒成立,由④解得m<2,∴③④同时成立得1≤m<2.
综上,m的取值范围为m<2.
已知函数f(x)=2x(x∈R),且f(x)=g(x)+h(x),其中g(x)为奇函数,h(x)为偶函数.若不等式2a•g(x)+h(2x)≥0对任意x∈[1,2]恒成立,则实数a的取值范围是______.
正确答案
∵h(x)为定义在R上的偶函数,g(x)为定义在R上的奇函数
∴g(-x)=-g(x),h(-x)=h(x)
又∵由h(x)+g(x)=2x,
h(-x)+g(-x)=h(x)-g(x)=2-x,
∴h(x)=(2x+2-x),g(x)=
(2x-2-x)
不等式2ag(x)+h(2x)≥0在[1,2]上恒成立,化简为a(2x-2-x)+(22x+2-2x)≥0,x∈[1,2]
∵1≤x≤2∴2x-2-x>0
令t=2-x-2x,整理得:a≥=
=
+
=t+
=
(t+
),则由-
≤t≤-
可知y=
(t+
)在[-
,-
]单调递增
∴当t=-时,ymax=-
因此,实数a的取值范围是a≥-
故答案为a≥-
已知函数f(x)=.
(1)判断f(x)的奇偶性,并加以证明;
(2)判断f(x)的单调性,并加以证明;
(3)解不等式f(x)>.
正确答案
(1)f(x)为奇函数.∵f(x)的定义域为R,对∀x∈R,
有f(-x)==
=-
=-f(x),∴f(x)为奇函数.…(4分)
(2)f(x)是(-∞,+∞)上的增函数.∵对-∞<x1<x2<+∞,2x1-2x2<0,f(x)==1-
,
故 f(x1)-f(x2)=(1-)-(1-
)=
-
=
<0,
∴f(x)是(-∞,+∞)上的增函数.…(8分)
(3)∵f(3)=,又∵f(x)>
,即为f(x)>f(3).…(10分)
又f(x)是(-∞,+∞)上的增函数,
∴不等式f(x)>的解集为{x|x>3}.…(13分)
已知函数f(x)=是奇函数(a为常数).
(1)求a的值;
(2)解不等式f(x)<.
正确答案
(1)由题意,f(0)=0,即=0,解得a=1;
(2)f(x)<,即
<
,∵2x+1>0,∴2x<4,∴x<2,∴不等式的解集为(-∞,2).
设x∈R,f(x)=(
1
2
)|x|,若不等式f(x)+f(2x)≤k对于任意的x∈R恒成立,则实数k的取值范围是______.
正确答案
∵f(x)=(
1
2
)|x|,
∴函数f(x)在区间(-∞,0]上为增函数,在区间[0,+∞)上为减函数,
且函数f(2x)在区间(-∞,0]上为增函数,在区间[0,+∞)上为减函数,
令F(x)=f(x)+f(2x),
根据函数单调性的性质可得F(x)=f(x)+f(2x)在区间(-∞,0]上为增函数,在区间[0,+∞)上为减函数,
故当x=0时,函数F(x)取最大值2,
若不等式f(x)+f(2x)≤k对于任意的x∈R恒成立,
则实数k的取值范围是k≥2
故答案为:k≥2
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