高三一輪復(fù)習(xí) 函數(shù)地性質(zhì)(偏難題)含問題詳解
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1、word 函數(shù)的性質(zhì)與其應(yīng)用 教師用 函數(shù)的根本性質(zhì)與函數(shù)的綜合運用是高考對函數(shù)內(nèi)容考查的重中之重,其中函數(shù)單調(diào)性與奇偶性是高考命題的必考內(nèi)容之一,有具體函數(shù),還會涉與抽象函數(shù)。函數(shù)單調(diào)性是函數(shù)在定義域內(nèi)某個區(qū)間上的性質(zhì),函數(shù)奇偶性是函數(shù)在整個定義域上的性質(zhì)。研究根本性質(zhì),不可忽略定義域?qū)瘮?shù)性質(zhì)的影響。函數(shù)定義域表現(xiàn)了函數(shù)圖像左右方向的延伸程度,而值域又表現(xiàn)了函數(shù)圖像在上下方向上的延伸程度。對函數(shù)單調(diào)性要深入復(fù)習(xí),深刻理解單調(diào)性定義,熟練運用單調(diào)性定義證明或判斷一個函數(shù)的單調(diào)性,掌握單調(diào)區(qū)間的求法,掌握單調(diào)性與奇偶性之間的聯(lián)系。掌握單調(diào)性的重要運用,如求最值、解不等式、求參數(shù)X圍等,掌
2、握抽象函數(shù)單調(diào)性的判斷方法等等。要充分重視運用方程與函數(shù)、等價轉(zhuǎn)換、分類討論與數(shù)形結(jié)合等數(shù)學(xué)思想,運用別離變量方法解決函數(shù)相關(guān)問題,并圍繞函數(shù)單調(diào)性分析解決函數(shù)綜合問題。 一、 函數(shù)與反函數(shù) 例1.〔1〕A={1,2,3},B={4,5},如此以A為定義域,B為值域的函數(shù)共有 6 個. 解:從A到B建立映射共有23=8個,其中由2個映射的像集是{4}和{5},把這2個映射去掉,其它映射的像集都是{4,5},函數(shù)的本質(zhì)是一個數(shù)集到另一個數(shù)集的映射,所以,構(gòu)成以A為定義域,B為值域的不同的函數(shù)共有8﹣2=6個,故答案為6. 〔2〕、〔2012?徐匯區(qū)一?!澈瘮?shù)f〔x〕=x2﹣1的定義域
3、為D,值域為{﹣1,0,1},試確定這樣的集合D最多有 9 個. 解:∵f〔x〕=x2﹣1,∴f〔0〕=﹣1,f〔±1〕=0,f〔±〕=1 因此,定義域D有:{0,1,},{0,﹣1,﹣},{0,﹣1,},{0,1,﹣},{0,﹣1,1,},{0,﹣1,1,﹣},{0,1,,﹣}, {0,﹣1,,﹣},{0,﹣1,1,,﹣}共9種情況,故答案為:9 〔3〕〔2013?某某〕對區(qū)間I上有定義的函數(shù)g〔x〕,記g〔I〕={y|y=g〔x〕,x∈I}.定義域為[0,3]的函數(shù)y=f〔x〕有反函數(shù)y=f﹣1〔x〕,且f﹣1〔[0,1〕〕=[1,2〕,f﹣1〔〔2,4]〕=[0,1〕.假如方
4、程f〔x〕﹣x=0有解x0,如此x0= 2?。? 解:因為g〔I〕={y|y=g〔x〕,x∈I},f﹣1〔[0,1〕〕=[1,2〕,f﹣1〔2,4]〕=[0,1〕, 所以對于函數(shù)f〔x〕,當(dāng)x∈[0,1〕時,f〔x〕∈〔2,4],所以方程f〔x〕﹣x=0即f〔x〕=x無解;當(dāng)x∈[1,2〕時,f〔x〕∈[0,1〕,所以方程f〔x〕﹣x=0即f〔x〕=x無解;所以當(dāng)x∈[0,2〕時方程f〔x〕﹣x=0即f〔x〕=x無解,又因為方程f〔x〕﹣x=0有解x0,且定義域為[0,3],故當(dāng)x∈[2,3]時,f〔x〕的取值應(yīng)屬于集合〔﹣∞,0〕∪[1,2]∪〔4,+∞〕,故假如f〔x0〕=x0,只有
5、x0=2,故答案為:2. 二、 函數(shù)值域與最值求法 例2、〔1〕〔2011?某某〕設(shè)g〔x〕 是定義在R 上,以1為周期的函數(shù),假如函數(shù)f〔x〕=x+g〔x〕 在區(qū)間[0,1]上的值域為[﹣2,5],如此f〔x〕 在區(qū)間[0,3]上的值域為 [﹣2,7]. 解:g〔x〕為R上周期為1的函數(shù),如此g〔x〕=g〔x+1〕 函數(shù)f〔x〕=x+g〔x〕在區(qū)間[0,1]【正好是一個周期區(qū)間長度】的值域是[﹣2,5],令x+1=t,當(dāng)x∈[0,1]時,t=x+1∈[1,2],此時,f〔t〕=t+g〔t〕=〔x+1〕+g〔x+1〕=〔x+1〕+g〔x〕 =[x+g〔x〕]+1 ,所以,在t∈[
6、1,2]時,f〔t〕∈[﹣1,6]…〔1〕 同理,令x+2=t,在當(dāng)x∈[0,1]時,t=x+2∈[2,3] 此時,f〔t〕=t+g〔t〕=〔x+2〕+g〔x+2〕=〔x+2〕+g〔x〕 =[x+g〔x〕]+2 所以,當(dāng)t∈[2,3]時,f〔t〕∈[0,7]…〔2〕 由條件與〔1〕〔2〕得到,f〔x〕在區(qū)間[0,3]上的值域為[﹣2,7] 故答案為:[﹣2,7]. 〔2〕〔2013?黃浦區(qū)二?!?,假如存在區(qū)間[a,b]?〔0,+∞〕,使得 {y|y=f〔x〕,x∈[a,b]}=[ma,mb],如此實數(shù)m的取值X圍是 〔0,4〕 . 解:∵f〔x〕=4﹣在〔0,+∞〕是增
7、函數(shù),∴f〔x〕在x∈[a,b]上值域為 [f〔a〕,f〔b〕],所以f〔a〕=ma且f〔b〕=mb,即4﹣=ma且4﹣=mb, 所以ma2﹣4a+1=0且mb2﹣4b+1=0,所以mx2﹣4x+1=0必須有兩個不相等的正根,故m≠0,∴,解得0<m<4. ∴實數(shù)m的取值X圍是〔0,4〕.故答案為:〔0,4〕. 〔3〕.〔2012?虹口區(qū)一?!澈瘮?shù)f〔x〕=2x+a,g〔x〕=x2﹣6x+1,對于任意的都能找到,使得g〔x2〕=f〔x1〕,如此實數(shù)a的取值X圍是 [﹣2,6]. 解:∵函數(shù)f〔x〕=2x+a,g〔x〕=x2﹣6x+1,∴x1∈[﹣1,1]時,f〔x〕的值域就是[a
8、﹣2,a+2],要使上述X圍內(nèi)總能找到x2滿足 g〔x2〕=f〔x1〕,即g〔x〕的值域要包含[a﹣2,a+2],∵g〔x〕是一個二次函數(shù),在[﹣1,1]上單調(diào)遞減, ∴值域為[﹣4,8],因此,解得﹣2≤a≤6.故答案為:[﹣2,6]. 三、 函數(shù)單調(diào)性與奇偶性 例3、〔1〕〔2013?資陽一?!澈瘮?shù) 假如f〔2m+1〕>f〔m2﹣2〕,如此實數(shù)m的取值X圍是 〔﹣1,3〕?。? 解:∵x≤1時,函數(shù)y=﹣x2+2x+1=﹣〔x﹣1〕2+2,在〔﹣∞,1]上單調(diào)遞增;x>1時,函數(shù)y=x3+1在〔1,+∞〕上單調(diào)遞增,又x≤1時,﹣x2+2x+1≤2,x>1時, x3+1>2,
9、∴函數(shù),∴函數(shù)在R上單調(diào)增, ∴2m+1>m2﹣2,∴m2﹣2m﹣3<0,∴﹣1<m<3,故答案為:〔﹣1,3〕 〔2〕是R上的增函數(shù),那么a的取值X圍是 〔1,3〕?。? 解:∵是R上的增函數(shù), ∴∴a∈〔1,3〕故答案為:〔1,3〕 〔3〕〔2012?某某〕y=f〔x〕是奇函數(shù),假如g〔x〕=f〔x〕+2且g〔1〕=1,如此g〔﹣1〕= 3?。? 解:由題意y=f〔x〕是奇函數(shù),g〔x〕=f〔x〕+2 ∴g〔x〕+g〔﹣x〕=f〔x〕+2+f〔﹣x〕+2=4,又g〔1〕=1 ∴1+g〔﹣1〕=4,解得g〔﹣1〕=3,故答案為3 〔4〕f〔x〕為R上的偶函數(shù),g〔x〕
10、為R上的奇函數(shù)且過〔﹣1,3〕,g〔x〕=f〔x﹣1〕,如此f〔2012〕+f〔2013〕= ﹣3?。? 解:由f〔x〕為R上的偶函數(shù),g〔x〕為R上的奇函數(shù),得f〔﹣x〕=f〔x〕,g〔﹣x〕=﹣g〔x〕,且g〔0〕=0,由g〔x〕=f〔x﹣1〕,得f〔x〕=g〔x+1〕=﹣g〔﹣x﹣1〕=﹣f〔﹣x﹣2〕=﹣f〔x+2〕,即f〔x〕=﹣f〔x+2〕,所以f〔x+4〕=﹣f〔x+2〕=﹣[﹣f〔x〕]=f〔x〕,故f〔x〕是周期為4的周期函數(shù),所以f〔2012〕=f〔4×503〕=f〔0〕=g〔1〕=﹣g〔﹣1〕=﹣3,f〔2013〕=f〔4×503+1〕=f〔1〕=f〔﹣1〕=g〔0〕
11、=0,所以f〔2012〕+f〔2013〕=﹣3,故答案為:﹣3. 四、 函數(shù)的周期性 例4、〔1〕奇函數(shù)滿足的值為?????????? ?。 解: ? 〔2〕設(shè)函數(shù)y=f〔x〕是定義在R上的奇函數(shù),且滿足f〔x﹣2〕=﹣f〔x〕對一切x∈R都成立,又當(dāng)x∈[﹣1,1]時,f〔x〕=x3,如此如下四個命題:①函數(shù)y=f〔x〕是以4為周期的周期函數(shù);②當(dāng)x∈[1,3]時,f〔x〕=〔2﹣x〕3; ③函數(shù)y=f〔x〕的圖象關(guān)于x=1對稱;④函數(shù)y=f〔x〕的圖象關(guān)于〔2,0〕對稱.其中正確的命題是 ?、佗冖邰堋。? 解:∵函數(shù)y=f〔x〕是定義在R上的奇函數(shù),∴f〔﹣x
12、〕=﹣f〔x〕, ∵f〔x﹣2〕=﹣f〔x〕對一切x∈R都成立,∴f〔x﹣4〕=f〔x〕,∴函數(shù)y=f〔x〕是以4為周期的周期函數(shù),故①正確.當(dāng)x∈[1,3]時,x﹣2∈∈[﹣1,1],f〔x﹣2〕=〔x﹣2〕3=﹣f〔x〕,∴f〔x〕=〔2﹣x〕3,故②正確.∵f〔x﹣2〕=﹣f〔x〕, ∴f〔1+x〕=f〔1﹣x〕,∴函數(shù)y=f〔x〕的圖象關(guān)于x=1對稱,故③正確. ∵當(dāng)x∈[1,3]時,f〔x〕=〔2﹣x〕3,∴f〔2〕=0,∵f〔x﹣2〕=﹣f〔x〕, ∴f〔﹣x﹣2〕=﹣f〔﹣x〕=f〔x〕=﹣f〔x﹣2〕,∴f〔x+2〕=﹣f〔x﹣2〕,∴函數(shù)y=f〔x〕的圖象關(guān)于〔2,0
13、〕對稱.故正確的命題有 ①②③④,故答案選 ①②③④. 〔2〕假如f〔n〕為n2+1〔n∈N*〕的各位數(shù)字之和,如 142+1=197,1+9+7=17如此f〔14〕=17,記f1〔n〕=f〔n〕,f2〔n〕=f[f1〔n〕],…,fk+1〔n〕=f[fk〔n〕]k∈N*,如此f2010〔8〕= 8?。? 解:f1〔8〕=f〔8〕=64+1=656+5=11,f2〔8〕=f[f1〔8〕]=f〔11〕=121+1=122=1+2+2=5 f3〔8〕=f[f2〔8〕]=f〔5〕=25+1=26=8,f4〔8〕=f[f3〔8〕]=f〔8〕 …所以f2010〔8〕=f3〔8〕=8,故答案為
14、:8 五、 函數(shù)圖像的對稱性 例5、〔1〕函數(shù)為偶函數(shù),如此函數(shù)圖像關(guān)于直線對稱,函數(shù)圖像關(guān)于直線對稱。 解:圖像關(guān)于直線 對稱,函數(shù)圖像關(guān)于直線 對稱。 〔2〕設(shè).如此 1006?。? 解:假如a+b=1,如此f〔a〕+f〔b〕== ===1, 所以 =[f〔〕+f〔〕]+[f〔〕+f〔〕]+…+[f〔〕+f〔〕] =1+1+…+1=1006.故答案為:1006. 〔3〕函數(shù)f〔x〕的定義域為R,如此如下命題中: ①假如f〔x﹣2〕是偶函數(shù),如此函數(shù)f〔x〕的圖象關(guān)于直線x=2對稱;②假如f〔x+2〕=﹣f〔x﹣2〕,如此函數(shù)f〔x〕的圖象關(guān)于原點對稱;③函
15、數(shù)y=f〔2+x〕與函數(shù)y=f〔2﹣x〕的圖象關(guān)于直線x=2對稱;④函數(shù)y=f〔x﹣2〕與函數(shù)y=f〔2﹣x〕的圖象關(guān)于直線x=2對稱.其中正確的命題序號是?、堋。? 解:①不正確.因為f〔x﹣2〕的圖象是由f〔x〕的圖象向右平移兩個單位而得到,結(jié)合f〔x﹣2〕是偶函數(shù)知,f〔x〕的圖象關(guān)于x=﹣2對稱, ②由f〔x+2〕=﹣f〔x﹣2〕變形得f〔x+8〕=f〔x〕是周期函數(shù).不能得出函數(shù)f〔x〕的圖象關(guān)于原點對稱,故不正確.③不正確,因為函數(shù)y=f〔2+x〕是由f〔x〕向左平移2個單位,函數(shù)y=f〔2﹣x〕的圖象是由f〔﹣x〕的圖象向右平移2個單位,故兩函數(shù)的圖象仍然關(guān)于原點對
16、稱. ④如下列圖,正確.故答案為:④ . 六、函數(shù)性質(zhì)的綜合應(yīng)用 例6、〔2013?某某春季〕真命題:“函數(shù)y=f〔x〕的圖象關(guān)于點P〔a,b〕成中心對稱圖形〞的充要條件為“函數(shù)y=f〔x+a〕﹣b 是奇函數(shù)〞. 〔1〕將函數(shù)g〔x〕=x3﹣3x2的圖象向左平移1個單位,再向上平移2個單位,求此時圖象對應(yīng)的函數(shù)解析式,并利用題設(shè)中的真命題求函數(shù)g〔x〕圖象對稱中心的坐標; 〔2〕求函數(shù)h〔x〕= 圖象對稱中心的坐標; 〔3〕命題:“函數(shù) y=f〔x〕的圖象關(guān)于某直線成軸對稱圖象〞的充要條件為“存在實數(shù)a和b,使得函數(shù)y=f〔x+a〕﹣b 是偶函數(shù)〞.判斷該命題的真假.如果是真命題
17、,請給予證明;如果是假命題,請說明理由,并類比題設(shè)的真命題對它進展修改,使之成為真命題〔不必證明〕. 解:〔1〕平移后圖象對應(yīng)的函數(shù)解析式為y=〔x+1〕3﹣3〔x+1〕2+2,整理得y=x3﹣3x,由于函數(shù)y=x3﹣3x是奇函數(shù),由題設(shè)真命題知,函數(shù)g〔x〕圖象對稱中心的坐標是〔1,﹣2〕. 〔2〕設(shè)h〔x〕= 的對稱中心為P〔a,b〕,由題設(shè)知函數(shù)h〔x+a〕﹣b是奇函數(shù).設(shè)f〔x〕=h〔x+a〕﹣b如此f〔x〕=﹣b,即f〔x〕=.由不等式的解集關(guān)于原點對稱,得a=2. 此時f〔x〕=﹣b,x∈〔﹣2,2〕. 任取x∈〔﹣2,2〕,由f〔﹣x〕+f〔x〕=0,得b=1, 所
18、以函數(shù)h〔x〕= 圖象對稱中心的坐標是〔2,1〕. 〔3〕此命題是假命題.舉反例說明:函數(shù)f〔x〕=x的圖象關(guān)于直線y=﹣x成軸對稱圖象,但是對任意實數(shù)a和b,函數(shù)y=f〔x+a〕﹣b,即y=x+a﹣b總不是偶函數(shù). 修改后的真命題:“函數(shù)y=f〔x〕的圖象關(guān)于直線x=a成軸對稱圖象〞的充要條件是“函數(shù)y=f〔x+a〕是偶函數(shù)〞. 例7、函數(shù)f〔x〕=ax2+bx+1,a,b為實數(shù),a≠0,x∈R,F(xiàn)〔x〕=, 〔1〕假如f〔﹣1〕=0,且函數(shù)f〔x〕的值域為[0,+∞〕,求F〔x〕的表達式; 〔2〕在〔1〕的條件下,當(dāng)x∈[﹣1,1]時,g〔x〕=f〔x〕+kx是單調(diào)函數(shù),某某數(shù)k
19、的取值X圍; 〔3〕設(shè)mn<0,m+n>0,a>0,且函數(shù)f〔x〕為偶函數(shù),判斷F〔m〕+F〔n〕是否大于0. 解:〔1〕依題意,有,解得,∴f〔x〕=x2+2x+1, ∴ 〔2〕由〔1〕得g〔x〕=f〔x〕+kx=x2+2x+1+kx=x2+〔k+2〕x+1, ∴函數(shù)g〔x〕的對稱軸x=,∵g〔x〕在區(qū)間[﹣1,1]上是單調(diào)函數(shù), ∴.解得 k≥0,或k≤﹣4. ∴實數(shù)k的取值X圍為〔﹣∞,﹣4]∪[0,+∞〕, 〔3〕∵f〔x〕=ax2+bx+1為偶函數(shù),∴b=0,即f〔x〕=ax2+1〔a>0〕, ∴ ∵mn<0,m+n>0,a>0,不妨設(shè)n<0<m,如此有
20、0<﹣n<m, ∴m﹣n>0,m+n>0.∵F〔m〕+F〔n〕=am2+1﹣an2﹣1=a〔m+n〕〔m﹣n〕, ∴F〔m〕+F〔n〕>0. 例8、〔2012?某某〕f〔x〕=lg〔x+1〕 〔1〕假如0<f〔1﹣2x〕﹣f〔x〕<1,求x的取值X圍; 〔2〕假如g〔x〕是以2為周期的偶函數(shù),且當(dāng)0≤x≤1時,g〔x〕=f〔x〕,求函數(shù)y=g〔x〕〔x∈[1,2]〕的反函數(shù). 解:〔1〕由解得:﹣1<x<1. 由0<lg〔2﹣2x〕﹣lg〔x+1〕=lg<1得:1<<10, ∵x+1>0,∴x+1<2﹣2x<10x+10, ∴.由得:. 〔2〕當(dāng)x∈[1,2]時,2﹣x
21、∈[0,1],∴y=g〔x〕=g〔x﹣2〕=g〔2﹣x〕=f〔2﹣x〕=lg〔3﹣x〕,由單調(diào)性可知y∈[0,lg2],又∵x=3﹣10y, ∴所求反函數(shù)是y=3﹣10x,x∈[0,lg2]. 例9、〔2012?盧灣區(qū)二?!硨τ诙x域為D的函數(shù)y=f〔x〕,假如有常數(shù)M,使得對任意的x1∈D,存在唯一的x2∈D滿足等式,如此稱M為函數(shù)y=f 〔x〕的“均值〞.〔1〕判斷1是否為函數(shù)f〔x〕=2x+1〔﹣1≤x≤1〕的“均值〞,請說明理由; 〔2〕假如函數(shù)f〔x〕=ax2﹣2x〔1<x<2,a為常數(shù)〕存在“均值〞,某某數(shù)a的取值X圍; 〔3〕假如函數(shù)f〔x〕是單調(diào)函數(shù),且其值域為區(qū)間I.
22、試探究函數(shù)f〔x〕的“均值〞情況〔是否存在、個數(shù)、大小等〕與區(qū)間I之間的關(guān)系,寫出你的結(jié)論〔不必證明〕. 解:〔1〕對任意的x1∈[﹣1,1],有﹣x1∈[﹣1,1], 當(dāng)且僅當(dāng)x2=﹣x1時,有, 故存在唯一x2∈[﹣1,1],滿足, 所以1是函數(shù)f〔x〕=2x+1〔﹣1≤x≤1〕的“均值〞. 〔2〕當(dāng)a=0時,f〔x〕=﹣2x〔1<x<2〕存在“均值〞,且“均值〞為﹣3; 當(dāng)a≠0時,由f〔x〕=ax2﹣2x〔1<x<2〕存在均值,可知對任意的x1, 都有唯一的x2與之對應(yīng),從而有f〔x〕=ax2﹣2x〔1<x<2〕單調(diào),故有或,解得a≥1或a<0或,綜上,a的取值X圍是
23、或a≥1. 〔3〕①當(dāng)I=〔a,b〕或[a,b]時,函數(shù)f〔x〕存在唯一的“均值〞. 這時函數(shù)f〔x〕的“均值〞為; ②當(dāng)I為〔﹣∞,+∞〕時,函數(shù)f〔x〕存在無數(shù)多個“均值〞. 這時任意實數(shù)均為函數(shù)f〔x〕的“均值〞; ③當(dāng)I=〔a,+∞〕或〔﹣∞,a〕或[a,+∞〕或〔﹣∞,a]或[a,b〕或〔a,b]時, 函數(shù)f〔x〕不存在“均值〞. ①當(dāng)且僅當(dāng)I形如〔a,b〕、[a,b]其中之一時,函數(shù)f〔x〕存在唯一的“均值〞. 這時函數(shù)f〔x〕的“均值〞為; ②當(dāng)且僅當(dāng)I為〔﹣∞,+∞〕時,函數(shù)f〔x〕存在無數(shù)多個“均值〞.
24、這時任意實數(shù)均為函數(shù)f〔x〕的“均值〞; ③當(dāng)且僅當(dāng)I形如〔a,+∞〕、〔﹣∞,a〕、[a,+∞〕、〔﹣∞,a]、[a,b〕、〔a,b]其中之一時,函數(shù)f〔x〕不存在“均值〞. 例10、函數(shù)y=f〔x〕,x∈R滿足f〔x+1〕=af〔x〕,a是不為0的實常數(shù). 〔1〕假如當(dāng)0≤x≤1時,f〔x〕=x〔1﹣x〕,求函數(shù)y=f〔x〕,x∈[0,1]的值域; 〔2〕在〔1〕的條件下,求函數(shù)y=f〔x〕,x∈[n,n+1〕,n∈N的解析式; 〔3〕假如當(dāng)0<x≤1時,f〔x〕=3x,試研究函數(shù)y=f〔x〕在區(qū)間〔0,+∞〕上是否可能是單調(diào)函數(shù)?假如可能,求出a的取值X圍;假如不可能
25、,請說明理由. 解:〔1〕∵,∴. 〔2〕當(dāng)n≤x≤n+1〔n≥0,n∈Z〕時,fn〔x〕=afn﹣1〔x﹣1〕=a2fn﹣1〔x﹣2〕 ═anf1〔x﹣n〕,fn〔x〕=an〔x﹣n〕〔n+1﹣x〕. 〔3〕當(dāng)n≤x≤n+1〔n≥0,n∈Z〕時,fn〔x〕=afn﹣1〔x﹣1〕=a2fn﹣1〔x﹣2〕 ═anf1〔x﹣n〕,∴fn〔x〕=an?3x﹣n;顯然fn〔x〕=an?3x﹣n,x∈[n,n+1],n≥0,n∈Z當(dāng)a>0時是增函數(shù),此時∴fn〔x〕∈[an,3an],假如函數(shù)y=f〔x〕在區(qū)間[0,+∞〕上是單調(diào)增函數(shù),如此必有an+1≥3an,解得:a≥3;顯然當(dāng)a<0
26、時,函數(shù)y=f〔x〕在區(qū)間[0,+∞〕上不是單調(diào)函數(shù);所以a≥3. 七、實戰(zhàn)演練 一.填空題 1、〔2009?某某〕將函數(shù)〔x∈[0,6]〕的圖象繞坐標原點逆時針方向旋轉(zhuǎn)角θ〔0≤θ≤α〕,得到曲線C.假如對于每一個旋轉(zhuǎn)角θ,曲線C都是一個函數(shù)的圖象,如此α的最大值為 arctan. 解:先畫出函數(shù)〔x∈[0,6]〕的圖象,這是一個圓弧,圓心為M〔3,﹣2〕,由圖可知當(dāng)此圓弧繞坐標原點逆時針方向旋轉(zhuǎn)角大于∠MAB時,曲線C都不是一個函數(shù)的圖象,∴∠MAB=arctan,故答案為:arctan 2、〔2013?某某〕對區(qū)間I上有定義的函數(shù)g〔x〕,記g〔I〕={y|y=g〔x〕
27、,x∈I}.定義域為[0,3]的函數(shù)y=f〔x〕有反函數(shù)y=f﹣1〔x〕,且f﹣1〔[0,1〕〕=[1,2〕,f﹣1〔〔2,4]〕=[0,1〕.假如方程f〔x〕﹣x=0有解x0,如此x0= 2?。? 解:因為g〔I〕={y|y=g〔x〕,x∈I},f﹣1〔[0,1〕〕=[1,2〕,f﹣1〔2,4]〕=[0,1〕, 所以對于函數(shù)f〔x〕,當(dāng)x∈[0,1〕時,f〔x〕∈〔2,4],所以方程f〔x〕﹣x=0即f〔x〕=x無解;當(dāng)x∈[1,2〕時,f〔x〕∈[0,1〕,所以方程f〔x〕﹣x=0即f〔x〕=x無解;所以當(dāng)x∈[0,2〕時方程f〔x〕﹣x=0即f〔x〕=x無解,又因為方程f〔x〕﹣x
28、=0有解x0,且定義域為[0,3],故當(dāng)x∈[2,3]時,f〔x〕的取值應(yīng)屬于集合〔﹣∞,0〕∪[1,2]∪〔4,+∞〕,故假如f〔x0〕=x0,只有x0=2,故答案為:2. 3、〔2008?某某〕設(shè)函數(shù)y=f〔x〕存在反函數(shù)y=f﹣1〔x〕,且函數(shù)y=x﹣f〔x〕的圖象過點〔1,2〕,如此函數(shù)y=f﹣1〔x〕﹣x的圖象一定過點 〔﹣1,2〕?。? 解析:由函數(shù)y=x﹣f〔x〕的圖象過點〔1,2〕得:f〔1〕=﹣1,即函數(shù)y=f〔x〕過點〔1,﹣1〕,如此其反函數(shù)過點〔﹣1,1〕,所以函數(shù)y=f﹣1〔x〕﹣x的圖象一定過點〔﹣1,2〕. 3、〔2011?某某〕設(shè)g〔x〕 是定義在R 上
29、,以1為周期的函數(shù),假如函數(shù)f〔x〕=x+g〔x〕 在區(qū)間[0,1]上的值域為[﹣2,5],如此f〔x〕 在區(qū)間[0,3]上的值域為 [﹣2,7]. 解:g〔x〕為R上周期為1的函數(shù),如此g〔x〕=g〔x+1〕 ,函數(shù)f〔x〕=x+g〔x〕在區(qū)間[0,1]【正好是一個周期區(qū)間長度】的值域是[﹣2,5],令x+1=t,當(dāng)x∈[0,1]時,t=x+1∈[1,2],此時,f〔t〕=t+g〔t〕=〔x+1〕+g〔x+1〕=〔x+1〕+g〔x〕 =[x+g〔x〕]+1 ,所以,在t∈[1,2]時,f〔t〕∈[﹣1,6]…〔1〕 同理,令x+2=t,在當(dāng)x∈[0,1]時,t=x+2∈[2
30、,3],此時,f〔t〕=t+g〔t〕 =〔x+2〕+g〔x+2〕=〔x+2〕+g〔x〕 =[x+g〔x〕]+2,所以,當(dāng)t∈[2,3]時,f〔t〕∈[0,7]…〔2〕 由條件與〔1〕〔2〕得到,f〔x〕在區(qū)間[0,3]上的值域為[﹣2,7] 故答案為:[﹣2,7]. 4、〔2011?閘北區(qū)二?!吃O(shè)f〔x〕是R上的奇函數(shù),g〔x〕是R上的偶函數(shù),假如函數(shù)f〔x〕+g〔x〕的值域為[1,3〕,如此f〔x〕﹣g〔x〕的值域為 〔﹣3,﹣1]. 解:由f〔x〕是R上的奇函數(shù),g〔x〕是R上的偶函數(shù),得到f〔﹣x〕=﹣f〔x〕,g〔﹣x〕=g〔x〕,∵1≤f〔x〕+g〔x〕<3,且f〔x
31、〕和g〔x〕的定義域都為R, 把x換為﹣x得:1≤f〔﹣x〕+g〔﹣x〕<3,變形得:1≤﹣f〔x〕+g〔x〕<3,即﹣3<f〔x〕﹣g〔x〕≤﹣1,如此f〔x〕﹣g〔x〕的值域為〔﹣3,﹣1]. 故答案為:〔﹣3,﹣1] 5、在直角坐標系中,如果兩點A〔a,b〕,B〔﹣a,﹣b〕在函數(shù)y=f〔x〕的圖象上,那么稱[A,B]為函數(shù)f〔x〕的一組關(guān)于原點的中心對稱點〔[A,B]與[B,A]看作一組〕.函數(shù)g〔x〕=關(guān)于原點的中心對稱點的組數(shù)為 2?。? 解:由題意可知g〔x〕=sin,x≤0,如此函數(shù)g〔x〕=sin,x≤0, 關(guān)于原點對稱的函數(shù)為h〔x〕=sin,x>0,如此坐標系
32、中分別作出函數(shù)h〔x〕=sin,x>0,g〔x〕=log4〔x+1〕,x>0的圖象如題,由圖象可知,兩個圖象的交點個數(shù)有2個,所以函數(shù)g〔x〕=關(guān)于原點的中心對稱點的組數(shù)為2組.故答案為:2. 6.〔2013?某某〕設(shè)a為實常數(shù),y=f〔x〕是定義在R上的奇函數(shù),當(dāng)x<0時,f〔x〕=9x++7.假如f〔x〕≥a+1對一切x≥0成立,如此a的取值X圍為.?。? 解:因為y=f〔x〕是定義在R上的奇函數(shù),所以當(dāng)x=0時,f〔x〕=0; 當(dāng)x>0時,如此﹣x<0,所以f〔﹣x〕=﹣9x﹣+7,因為y=f〔x〕是定義在R上的奇函數(shù),所以f〔x〕=9x+﹣7;因為f〔x〕≥a+1對一切x≥
33、0成立,所以當(dāng)x=0時,0≥a+1成立,所以a≤﹣1;當(dāng)x>0時,9x+﹣7≥a+1成立,只需要9x+﹣7的最小值≥a+1,因為9x+﹣7≥2=6|a|﹣7,所以6|a|﹣7≥a+1, 解得,所以.故答案為. 7.〔2012?某某〕假如f〔x〕=為奇函數(shù),如此實數(shù)m= ﹣2?。? 解:∵f〔x〕=為奇函數(shù),∴f〔﹣1〕=﹣f〔1〕 即m﹣1=3〔1+m〕∴m=﹣2故答案為:﹣2 8.〔2012?某某〕函數(shù)f〔x〕=e|x﹣a|〔a為常數(shù)〕.假如f〔x〕在區(qū)間[1,+∞〕上是增函數(shù),如此a的取值X圍是 〔﹣∞,1]. 解:因為函數(shù)f〔x〕=e|x﹣a|〔a為常數(shù)〕.假如f〔x〕
34、在區(qū)間[1,+∞〕上是增函數(shù) 由復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性知,必有t=|x﹣a|在區(qū)間[1,+∞〕上是增函數(shù),又t=|x﹣a|在區(qū)間[a,+∞〕上是增函數(shù),所以[1,+∞〕?[a,+∞〕,故有a≤1,故答案為〔﹣∞,1] 9.〔2012?某某〕y=f〔x〕+x2是奇函數(shù),且f〔1〕=1,假如g〔x〕=f〔x〕+2, 如此g〔﹣1〕= ﹣1 . 解:由題意,y=f〔x〕+x2是奇函數(shù),且f〔1〕=1,所以f〔1〕+1+f〔﹣1〕+〔﹣1〕2=0解得f〔﹣1〕=﹣3,所以g〔﹣1〕=f〔﹣1〕+2=﹣3+2=﹣1,故答案為﹣1 10.〔2013?某某〕f〔x〕是定義域為R的偶函數(shù),當(dāng)x≥0時,
35、f〔x〕=x2﹣4x,那么,不等式f〔x+2〕<5的解集是 〔﹣7,3〕?。? 解:因為f〔x〕為偶函數(shù),所以f〔|x+2|〕=f〔x+2〕,如此f〔x+2〕<5可化為 f〔|x+2|〕<5,即|x+2|2﹣4|x+2|<5,〔|x+2|+1〕〔|x+2|﹣5〕<0,所以|x+2|<5,解得﹣7<x<3,所以不等式f〔x+2〕<5的解集是〔﹣7,3〕.故答案為:〔﹣7,3〕. 11.〔2013?黃浦區(qū)二?!?,假如存在區(qū)間,使得{y|y=f〔x〕,x?[a,b]}=[ma,mb],如此實數(shù)m的取值X圍是 〔0,4]. 解:因為函數(shù)在上為減函數(shù),所以函數(shù)在上為增函數(shù),因為區(qū)間,由{y
36、|y=f〔x〕,x∈[a,b]}=[ma,mb],如此,即. 說明方程有兩個大于實數(shù)根.由得:. 零,如此t∈〔0,3〕.如此m=﹣t2+4t=﹣〔t﹣2〕2+4.由t∈〔0,3〕, 所以m∈〔0,4].所以使得{y|y=f〔x〕,x∈[a,b]}=[ma,mb]的實數(shù)m的取值X圍是〔0,4].故答案為〔0,4]. 12.f〔x〕為R上的偶函數(shù),g〔x〕為R上的奇函數(shù)且過〔﹣1,3〕,g〔x〕=f〔x﹣1〕,如此f〔2012〕+f〔2013〕= ﹣3?。? 解:由f〔x〕為R上的偶函數(shù),g〔x〕為R上的奇函數(shù),得f〔﹣x〕=f〔x〕, g〔﹣x〕=﹣g〔x〕,且g〔0〕=0,由g
37、〔x〕=f〔x﹣1〕,得f〔x〕=g〔x+1〕 =﹣g〔﹣x﹣1〕=﹣f〔﹣x﹣2〕=﹣f〔x+2〕,即f〔x〕=﹣f〔x+2〕, 所以f〔x+4〕=﹣f〔x+2〕=﹣[﹣f〔x〕]=f〔x〕,故f〔x〕是周期為4的周期函數(shù), 所以f〔2012〕=f〔4×503〕=f〔0〕=g〔1〕=﹣g〔﹣1〕=﹣3, f〔2013〕=f〔4×503+1〕=f〔1〕=f〔﹣1〕=g〔0〕=0, 所以f〔2012〕+f〔2013〕=﹣3,故答案為:﹣3. 13.設(shè)函數(shù)f〔x〕,g〔x〕的定義域分別為Df,Dg,且Df?Dg.假如對于任意x∈Df,都有g(shù)〔x〕=f〔x〕,如此稱函數(shù)g〔x〕為f〔x〕
38、在Dg上的一個延拓函數(shù).設(shè)f〔x〕=x2+2x,x∈〔﹣∞,0],g〔x〕為f〔x〕在R上的一個延拓函數(shù),且g〔x〕是偶函數(shù),如此 g〔x〕= x2﹣2|x|?。? 解:由題意可得當(dāng)x≤0時,g〔x〕=f〔x〕=x2+2x,由函數(shù)g〔x〕為偶函數(shù)可得, g〔﹣x〕=g〔x〕,當(dāng)x>0時,如此﹣x<0,g〔﹣x〕=x2﹣2x,如此g〔x〕=x2﹣2x ∴g〔x〕=x2﹣2|x|,故答案為:x2﹣2|x| 14.〔2013?普陀區(qū)一?!澈瘮?shù),設(shè)a>b≥0,假如f〔a〕=f〔b〕,如此b?f〔a〕的取值X圍是. 解:由函數(shù),作出其圖象如圖,因為函數(shù)f〔x〕在[0,1〕和[1,+∞〕
39、上都是單調(diào)函數(shù),所以,假如滿足a>b≥0,時f〔a〕=f〔b〕, 必有b∈[0,1〕,a∈[1,+∞〕,由圖可知,使f〔a〕=f〔b〕的b∈[,1〕, f〔a〕∈[,2〕.由不等式的可乘積性得:b?f〔a〕∈[,2〕.故答案為[,2〕. 15. f〔x〕是定義在R上的函數(shù),且對任意x∈R,都有f〔x+3〕≤f〔x〕+3和f〔x+2〕≥f〔x〕+2,假如f〔998〕=1002,如此f〔2012〕= 2016?。? 解:由f〔x+3〕≤f〔x〕+3,得f〔x+6〕≤f〔x+3〕+3≤f〔x〕+6; 由f〔x+2〕≥f〔x〕+2,得f〔x+6〕≥f〔x+4〕+2≥f〔x+2〕+4≥f
40、〔x〕+6, 所以f〔x〕+6≤f〔x+6〕≤f〔x〕+6,即f〔x+6〕=f〔x〕+6. 所以f〔2012〕=f〔998+169×6〕=f〔998+168×6〕+6=f〔998+167×6〕+12=…=f〔998〕+169×6=1002+1014=2016.故答案為:2016. 16.〔2010?西城區(qū)一?!吃O(shè)函數(shù)f〔x〕的定義域為D.假如存在非零實數(shù)l使得對于任意x∈M.有x+l∈D,且f〔x+l〕≥f〔x〕,如此稱f〔x〕為M上的l高調(diào)函數(shù),如果定義域是[﹣1,+∞〕的函數(shù)f〔x〕=x2為[﹣1,+∞〕上的m高調(diào)函數(shù).某某數(shù)m的取值X圍. 解:在[﹣1,+∞〕上的任意x〔設(shè)x
41、=x+m〕有y≥﹣1恒成立,如此x+m≥﹣1恒成立,即m≥﹣1﹣x恒成立.對于x∈[﹣1,+∞〕,當(dāng)x=﹣1時﹣1﹣x最大為0,所以有m≥0.又因為f〔x+m〕≥f〔x〕,即〔x+m〕2≥x2在x∈[﹣1,+∝〕上恒成立,化簡得m2+2mx≥0,又因為m≥0,所以m+2x≥0即m≥﹣2x恒成立,當(dāng)x=﹣1時﹣2x最大為2,所以m≥2,綜上可知m≥2. 17.定義在R上的函數(shù)f〔x〕滿足f〔m+n2〕=f〔m〕+2[f〔n〕]2,其中m,n∈R,且f〔1〕≠0.如此f〔2013〕= 4024[f〔1〕]2 +f〔1〕 . 解:由題意知,f〔2013〕=f〔2012+12〕=f〔2012〕
42、+2[f〔1〕]2, f〔2012〕=f〔2011〕+2[f〔1〕]2, f〔2011〕=f〔2010〕+2[f〔1〕]2, f〔2010〕=f〔2009〕+2[f〔1〕]2, … f〔2〕=f〔1〕+2[f〔1〕]2, 故有f〔2013〕=f〔1〕+2[f〔1〕]2×2012=4024[f〔1〕]2+f〔1〕 故答案為 4024[f〔1〕]2 +f〔1〕 18.〔2013?某某模擬〕定義域為[a,b]的函數(shù)y=f〔x〕圖象的兩個端點為A、B,M〔x,y〕是f〔x〕圖象上任意一點,其中x=λa+〔1﹣λ〕b∈[a,b],向量,假如不等式恒成立,如此稱函數(shù)f〔x〕在[a,b]上“
43、k階線性近似〞.假如函數(shù)在[1,2]上“k階線性近似〞,如此實數(shù)k的取值X圍為〔 〕 解:由題意,M、N橫坐標相等,恒成立即k恒大于等于,如此k≥的最大值,所以此題即求的最大值.由N在AB線段上,得A〔1,0〕,B〔2,〕,AB方程y=〔x﹣1〕,由圖象可知,MN=y1﹣y2=x﹣﹣〔x﹣1〕=﹣〔+〕≤〔均值不等式〕,故實數(shù)k的取值X圍為 二.解答題 19.〔2012?交大附中〕假如函數(shù)f〔x〕定義域為R,滿足對任意x1,x2∈R,有f〔x1+x2〕≤f〔x1〕+f〔x2〕,如此稱f〔x〕為“V形函數(shù)〞;假如函數(shù)g〔x〕定義域為R,g〔x〕恒大于0,且對任意x1,x2∈R,
44、有l(wèi)gg〔x1+x2〕≤lgg〔x1〕+lgg〔x2〕,如此稱g〔x〕為“對數(shù)V形函數(shù)〞. 〔1〕當(dāng)f〔x〕=x2時,判斷f〔x〕是否為V形函數(shù),并說明理由; 〔2〕當(dāng)g〔x〕=x2+2時,證明:g〔x〕是對數(shù)V形函數(shù); 〔3〕假如f〔x〕是V形函數(shù),且滿足對任意x∈R,有f〔x〕≥2,問f〔x〕是否為對數(shù)V形函數(shù)?證明你的結(jié)論. 〔1〕解:f〔x1+x2〕﹣[f〔x1〕+f〔x2〕]=〔x1+x2〕2﹣〔+〕=2x1x2 ∵x1,x2∈R,∴2x1x2符號不定,∴當(dāng)2x1x2≤0時,f〔x〕是V形函數(shù);當(dāng)2x1x2>0時,f〔x〕不是V形函數(shù); 〔2〕證明:假設(shè)對任意x1,x
45、2∈R,有l(wèi)gg〔x1+x2〕≤lgg〔x1〕+lgg〔x2〕, 如此lgg〔x1+x2〕﹣lgg〔x1〕﹣lgg〔x2〕=lg[〔x1+x2〕2+2]﹣lg〔x12+2〕﹣lg〔x22+2〕≤0,∴〔x1+x2〕2+2≤〔x12+2〕〔x22+2〕,∴x12x22+〔x1﹣x2〕2+2≥0,顯然成立, ∴假設(shè)正確,g〔x〕是對數(shù)V形函數(shù); 〔3〕解:f〔x〕是對數(shù)V形函數(shù) 證明:∵f〔x〕是V形函數(shù),∴對任意x1,x2∈R,有f〔x1+x2〕≤f〔x1〕+f〔x2〕, ∵對任意x∈R,有f〔x〕≥2,∴+≤1, ∴0<f〔x1〕+f〔x2〕≤f〔x1〕f〔x2〕,∴f〔x1+x2
46、〕≤f〔x1〕f〔x2〕, ∴l(xiāng)gf〔x1+x2〕≤lgf〔x1〕+lgf〔x2〕,∴f〔x〕是對數(shù)V形函數(shù). 20.〔2012?楊浦區(qū)一?!臣偃绾瘮?shù)y=f〔x〕,如果存在給定的實數(shù)對〔a,b〕,使得f〔a+x〕?f〔a﹣x〕=b恒成立,如此稱y=f〔x〕為“Ω函數(shù)〞. 〔1〕判斷如下函數(shù),是否為“Ω函數(shù)〞,并說明理由; ①f〔x〕=x3 ②f〔x〕=2x〔2〕函數(shù)f〔x〕=tanx是一個“Ω函數(shù)〞,求出所有的有序?qū)崝?shù)對〔a,b〕. 解:〔1〕①假如f〔x〕=x3 是“Ω函數(shù)〞,如此存在實數(shù)對〔a,b〕,使得f〔a+x〕?f〔a﹣x〕=b,即〔a2﹣x2〕3=b時
47、,對x∈R恒成立 而x2=a2﹣最多有兩個解,矛盾,因此f〔x〕=x3 不是“Ω函數(shù)〞…〔3分〕 ②假如f〔x〕=2x是“Ω函數(shù)〞,如此存在常數(shù)a,b使得2a+x?2a﹣x=22a, 即存在常數(shù)對〔a,22a〕滿足,因此f〔x〕=2x是“Ω函數(shù)〞〔6分〕 〔2〕解:函數(shù)f〔x〕=tanx是一個“Ω函數(shù)〞, 設(shè)有序?qū)崝?shù)對〔a,b〕滿足,如此tan〔a﹣x〕tan〔a+x〕=b恒成立 當(dāng)a=kπ+,k∈Z時,tan〔a﹣x〕tan〔a+x〕=﹣cot2x,不是常數(shù); …〔8分〕 因此a≠kπ+,k∈Z,當(dāng)x≠mπ+,m∈Z時,如此有〔btan2a﹣1〕tan2x+〔tan2a﹣
48、b〕=0恒成立,所以btan2a﹣1=0且tan2a﹣b=0,∴tan2a=1,b=1 ∴a=kπ+,k∈Z,b=1 …〔13分〕 ∴當(dāng)x=mπ+,m∈Z,a=kπ±時,tan〔a﹣x〕tan〔a+x〕=cot2a=1. 因此滿足f〔x〕=tanx是一個“Ω函數(shù)〞的實數(shù)對〔a,b〕=〔kπ±,1〕, 22.給出函數(shù)封閉的定義:假如對于定義域D內(nèi)的任意一個自變量x0,都有函數(shù)值f〔x0〕∈D,如此稱函數(shù)y=f〔x〕在D上封閉. 〔1〕假如定義域D1=〔0,1〕,判斷如下函數(shù)中哪些在D1上封閉〔寫出推理過程〕:f1〔x〕=2x﹣1,f2〔x〕=﹣﹣+1,f3〔x〕=2x﹣1;
49、 〔2〕假如定義域D2=〔1,2〕,是否存在實數(shù)a,使得函數(shù)f〔x〕=在D2上封閉?假如存在,求出a的值,并給出證明;假如不存在,請說明理由. 解:〔1〕對于定義域D內(nèi)的任意一個自變量x0,都有函數(shù)值f1〔x0〕∈〔﹣1,1〕?D1,故函數(shù)f1〔x〕=2x﹣1在D1上不封閉;同理,f2〔x〕=﹣﹣+1 =﹣+∈〔0,1〕;f3〔x〕=2x﹣1∈〔0,1〕,故在D1上封閉; 〔2〕f〔x〕=,對稱中心為〔﹣2,5〕 當(dāng)a+10>0時,函數(shù)f〔x〕=在D2上為增函數(shù),只需,∴a=2 當(dāng)a+10<0時,函數(shù)f〔x〕=在D2上為減函數(shù),只需,∴a∈? 綜上,所求a的值等于2. 23.
50、假如函數(shù)f〔x〕在定義域D內(nèi)某區(qū)間I上是增函數(shù),而在I上是減函數(shù),如此稱y=f〔x〕在I上是“弱增函數(shù)〞 〔1〕請分別判斷f〔x〕=x+4,g〔x〕=x2+4x在x∈〔1,2〕是否是“弱增函數(shù)〞,并簡要說明理由. 〔2〕證明函數(shù)h〔x〕=x2+a2x+4〔a是常數(shù)且a∈R〕在〔0,1]上是“弱增函數(shù)〞. 解:〔1〕由于f〔x〕=x+4在〔1,2〕上是增函數(shù),且F〔x〕=在〔1,2〕上是減函數(shù),所以f〔x〕=x+4在〔1,2〕上是“弱增函數(shù)〞,g〔x〕=x2+4x在〔1,2〕上是增函數(shù),但在〔1,2〕上不是減函數(shù),所以g〔x〕=x2+4x+2在〔1,2〕上不是“弱增函數(shù)〞. 〔2〕因為h〔x〕=x2+a2?x+4的對稱軸為x=﹣≤0,開口向上,所以h〔x〕在〔0,1]上是增函數(shù).下面證明函數(shù)F〔x〕=在〔0,1]上是減函數(shù). 設(shè)0<x1<x2≤1,如此, ∵0<x1<x2≤1,∴x1﹣x2<0,0<x1x2<1, ∴,即F〔x1〕>F〔x2〕. 所以F〔x〕在〔0,1]上單調(diào)遞減,所以h〔x〕在〔0,1]上是“弱增函數(shù)〞; 15 / 15
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