第三章 函数的概念与性质(单元培优.含解析)2025-2026学年人教A版(2019)数学必修第一册

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名称 第三章 函数的概念与性质(单元培优.含解析)2025-2026学年人教A版(2019)数学必修第一册
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资源类型 试卷
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-09-21 11:19:04

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第三章 函数的概念与性质
一、选择题
1.(5分)函数y的定义域为(  )
A.[0,3] B.[1,3] C.[3,+∞) D.(1,3]
2.(5分)已知函数y=f(x)的对应关系如表,函数y=g(x)的图象是如图的曲线ABC,其中A(1,3),B(2,1),C(3,0),则f[g(1)]的值为(  )
x 1 2 3
f(x) 2 3 0
A.0 B.2 C.1 D.3
3.(5分)若函数y=f(x)的值域是[0,3],则函数F(x)=2﹣f(x﹣3)的值域是(  )
A.[0,3] B.[1,4] C.[﹣1,2] D.[2,5]
4.(5分)已知函数f(x)是定义在区间[﹣a,a]上的奇函数,若g(x)=f(x)+2,则g(x)的最大值与最小值之和为(  )
A.0 B.2 C.4 D.不能确定
5.(5分)已知f(x)=f(2﹣x),x∈R,当x∈(1,+∞)时,f(x)为增函数,设a=f(1),b=f(2),c=f(﹣1),则a,b,c的大小关系是(  )
A.a>b>c B.b>a>c C.c>a>b D.c>b>a
6.(5分)若f(x)是定义在(﹣∞,+∞)上的减函数,则a的取值范围是(  )
A.[,) B.(,] C.(0,) D.(﹣∞,]
7.(5分)如图,直角梯形OABC中,AB∥OC,|AB|=1,|OC|=|BC|=2,直线l:x=t截此梯形所得位于l左方图形面积为S,则函数S=f(t)的图象大致为图中的(  )
A. B.
C. D.
8.(5分)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,若对任意给定的实数x1,x2,x1f(x1)+x2f(x2)<x1f(x2)+x2f(x1)恒成立,则不等式(x+1)f(1﹣2x)<0的解集是(  )
A.(﹣1,) B.(﹣∞,﹣1)∪(,+∞)
C.(﹣1,2) D.(﹣∞,﹣1)∪(2,+∞)
二、多选题
9.(5分)下列哪组中的两个函数是同一个函数(  )
A.y与y=()2
B.y与y=x2
C.y与y=x+1
D.y=|x|与y
10.(5分)下列函数中,在区间(﹣∞,0)上单调递减的是(  )
A.y=x2﹣4x+13 B.y=|x﹣1|
C.y=1 D.y
11.(5分)记函数f(x)=x2+2ax﹣3在区间(﹣∞,﹣3]上单调递减时实数a的取值集合为A,不等式xa(x>2)恒成立时实数a的取值集合为B,则(  )
A.A={a|a≤3}
B.B A
C.B={a|a≤4}
D.“x∈B”是“x∈A”的必要不充分条件
12.(5分)给出定义:若mx≤m(m∈Z),则称m为离实数x最近的整数,记作{x}=m.在此基础上给出下列关于函数f(x)=|x﹣{x}|的四个结论,其中正确的是(  )
A.函数y=f(x)的定义域为R,值域为[0,]
B.函数y=f(x)的图象关于直线x(k∈Z)对称
C.函数y=f(x)是偶函数
D.函数y=f(x)在[,]上单调递增
三、填空题
13.(5分)已知函数y=f(x)+x是奇函数,且f(2)=1,则f(﹣2)=    .
14.(5分)当x∈[﹣3,3]时,函数f(x)=x2﹣4x的最大值为     .
15.(5分)有一批材料可以建成200m长的围墙,若用此材料在一边靠墙的地方围成一块矩形的地,中间用同样的材料隔成三个面积相等的矩形(墙的长度足够用),则围成的整个矩形场地的最大面积是     .
16.(5分)已知奇函数f(x)在区间[﹣1,1]上是增函数,且f(1)=1,若函数f(x)≥t2﹣4at﹣1对所有的x∈[﹣1,1]都存在a∈[﹣1,1]使不等式成立,则实数t的取值范围是     .
四、解答题
17.(10分)已知函数y=f(x)是定义在R上的奇函数,当x<0时,.
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)判断函数y=f(x)在x∈(0,1)上的单调性,并用定义法证明.
18.(12分)若点(,2)在幂函数f(x)的图象上,点(2,)在幂函数g(x)的图象上,定义h(x),求函数h(x)的最大值及单调区间.
19.(12分)湖南省某自来水公司每个月(记为一个收费周期)对用户收一次水费,收费标准如下:当每户用水量不超过30吨时,按每吨2元收取;当该用户用水量超过30吨但不超过50吨时,超出部分按每吨3元收取;当该用户用水量超过50吨时,超出部分按每吨4元收取.
(1)记某用户在一个收费周期的用水量为x吨,所缴水费为y元,写出y关于x的函数解析式;
(2)在某一个收费周期内,若甲、乙两用户所缴水费的和为214元,且甲、乙两用户用水量之比为3:2,试求出甲、乙两用户在该收费周期内各自的用水量.
20.(12分)已知函数f(x)(x∈A).
(1)若A=(0,)∪(1,+∞),请根据函数f(x)的图象,直接写出其值域;
(2)若A=(﹣∞,)∪(,+∞),求证: x∈A,f(x)+f(1﹣x)为定值;
(3)若A=(﹣∞,)∪(,+∞),求f()+f()+f()+…+f()+f()+f()的值.
21.(12分)已知函数f(x)=x2﹣mx+2.
(1)若f(x)在区间(﹣∞,1]上有最小值为﹣1,求实数m的值;
(2)若m≥4时,对任意的,总有,求实数m的取值范围.
22.(12分)对于函数f(x),若存在x0∈R,使f(x0)=x0,则称x0是f(x)的一个不动点,已知函数f(x)=ax2+(b+1)x+(b﹣1)(a≠0),
(1)当a=1,b=﹣2时,求函数f(x)的不动点;
(2)对任意实数b,函数f(x)恒有两个相异的不动点,求a的取值范围.
第三章 函数的概念与性质
参考答案与试题解析
一、选择题
1.(5分)函数y的定义域为(  )
A.[0,3] B.[1,3] C.[3,+∞) D.(1,3]
【答案】D
【分析】根据二次函数的性质得到函数的定义域即可.
【解答】解:由题意得:,
解得:1<x≤3,
故选:D.
【点评】本题考查了求函数的定义域问题,考查二次根式的性质,是一道基础题.
2.(5分)已知函数y=f(x)的对应关系如表,函数y=g(x)的图象是如图的曲线ABC,其中A(1,3),B(2,1),C(3,0),则f[g(1)]的值为(  )
x 1 2 3
f(x) 2 3 0
A.0 B.2 C.1 D.3
【答案】A
【分析】根据图象可求g(1)=3,然后可求f(3)的值即可.
【解答】解:由图象可知,g(1)=3,
则f[g(1)]=f(3)=0,
故选:A.
【点评】本题主要考查了函数的表示方法及函数值的求解,属于基础试题.
3.(5分)若函数y=f(x)的值域是[0,3],则函数F(x)=2﹣f(x﹣3)的值域是(  )
A.[0,3] B.[1,4] C.[﹣1,2] D.[2,5]
【答案】C
【分析】根据f(x)的值域是[0,3]即可得出0≤f(x﹣3)≤3,从而可求出2﹣f(x﹣3)的范围,即得出F(x)的值域.
【解答】解:∵y=f(x)的值域是[0,3];
∴0≤f(x)≤3;
∴0≤f(x﹣3)≤3;
∴﹣1≤2﹣f(x﹣3)≤2;
∴F(x)的值域是[﹣1,2].
故选:C.
【点评】考查函数值域的定义及求法,以及不等式的性质.
4.(5分)已知函数f(x)是定义在区间[﹣a,a]上的奇函数,若g(x)=f(x)+2,则g(x)的最大值与最小值之和为(  )
A.0 B.2 C.4 D.不能确定
【答案】C
【分析】运用奇函数的性质:函数的最值互为相反数,可设f(x)的最小值为m,则最大值为﹣m,代入g(x),计算即可得到所求和.
【解答】解:由函数f(x)是定义在区间[﹣a,a]上的奇函数,
可设f(x)的最小值为m,则最大值为﹣m,
由g(x)=f(x)+2,可得g(x)的最小值为m+2,最大值为2﹣m,
则g(x)的最大值与最小值之和为m+2+2﹣m=4.
故选:C.
【点评】本题考查函数的奇偶性的运用,考查函数的最值的求法,注意运用奇函数的性质:函数的最值互为相反数,属于基础题.
5.(5分)已知f(x)=f(2﹣x),x∈R,当x∈(1,+∞)时,f(x)为增函数,设a=f(1),b=f(2),c=f(﹣1),则a,b,c的大小关系是(  )
A.a>b>c B.b>a>c C.c>a>b D.c>b>a
【答案】D
【分析】可得出f(﹣1)=f(3),根据f(x)在(1,+∞)上为增函数可得出f(3)>f(2)>f(1),从而得出a,b,c的大小关系.
【解答】解:∵f(x)=f(2﹣x);
∴f(﹣1)=f(3);
∵x∈(1,+∞)时,f(x)为增函数;
∴f(3)>f(2)>f(1);
∴c>b>a.
故选:D.
【点评】考查增函数的定义,根据增函数定义,比较函数值大小的方法.
6.(5分)若f(x)是定义在(﹣∞,+∞)上的减函数,则a的取值范围是(  )
A.[,) B.(,] C.(0,) D.(﹣∞,]
【答案】A
【分析】由已知结合分段函数的单调性,结合一次函数单调性的性质可求.
【解答】解:由题意可知,,
解可得,,
故选:A.
【点评】本题主要考查了分段函数单调性的应用,属于基础试题.
7.(5分)如图,直角梯形OABC中,AB∥OC,|AB|=1,|OC|=|BC|=2,直线l:x=t截此梯形所得位于l左方图形面积为S,则函数S=f(t)的图象大致为图中的(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】经过点A作AE垂直于OC,垂足为E,可证得四边形DEBC为长方形,再由,|AB|=1,|OC|=|BC|=2,可得出三角形AOE为等直角三角形,由此求得直线l运动到A点时,函数解析式为S=t2,当直线l运动由A点运动到B点时,求出函数解析式为一次函数,由此解决问题.
【解答】解:如图,点A作AE垂直于OC,垂足为E,可证得四边形DEBC为长方形,再由,|AB|=1,|OC|=|BC|=2,可得出三角形AOE为等直角三角形,
∴EC=AB=1,
∴AE=BC=2,OE=1,
直线l:x=t,直线左方的图形面积为S,
直线l运动到A点时,函数解析式为y=t2,
当直线l运动由A点运动到B点时,函数解析式为S=1+2(t﹣1),因此为一次函数,
因此符合S与t关系的大致图象只有C.
故选:C.
【点评】此题主要考查函数的解析式的求法,函数的图象的判断,几何图形的面积:三角形的面积,梯形的面积以及动点分段函数图象的描述问题.
8.(5分)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,若对任意给定的实数x1,x2,x1f(x1)+x2f(x2)<x1f(x2)+x2f(x1)恒成立,则不等式(x+1)f(1﹣2x)<0的解集是(  )
A.(﹣1,) B.(﹣∞,﹣1)∪(,+∞)
C.(﹣1,2) D.(﹣∞,﹣1)∪(2,+∞)
【答案】A
【分析】根据函数奇偶性和单调性之间的关系,即可得到结论.
【解答】解:对任意给定的实数x1,x2,x1f(x1)+x2f(x2)<x1f(x2)+x2f(x1)恒成立,
整理可得,(x1﹣x2)[f(x1)﹣f(x2)]<0,
所以函数f(x)在R上单调递减,
又函数f(x)是定义在R上的奇函数,f(0)=0,
则不等式(x+1)f(1﹣2x)<0,
可得,或,
即或,
解可得,﹣1,
故选:A.
【点评】本题主要考查了利用函数的单调性及奇偶性求解不等式,解题的关键是单调性定义的灵活应用.
二、多选题
9.(5分)下列哪组中的两个函数是同一个函数(  )
A.y与y=()2
B.y与y=x2
C.y与y=x+1
D.y=|x|与y
【答案】BD
【分析】判断每个选项的两函数的定义域和对应关系是否都相同,然后即可得出这两函数是否为同一个函数.
【解答】解:A.的定义域为R,的定义域为{x|x≥﹣1},定义域不同,不是同一个函数;
B.和y=x2的定义域和对应关系都相同,是同一个函数;
C.的定义域为{x|x≠1},y=x+1的定义域为R,定义域不同,不是同一个函数;
D.和的定义域都是R,对应关系也相同,是同一个函数.
故选:BD.
【点评】本题考查了函数的定义,判断两函数是否为同一个函数的方法:看定义域和对应关系是否都相同,考查了计算和推理能力,属于基础题.
10.(5分)下列函数中,在区间(﹣∞,0)上单调递减的是(  )
A.y=x2﹣4x+13 B.y=|x﹣1|
C.y=1 D.y
【答案】ABD
【分析】分别结合二次函数,分段函数,反比例函数的单调性检验各选项即可判断.
【解答】解:因为y=x2﹣4x+13的开口向上,对称轴x=2,函数在(﹣∞,2)上单调递减,满足题意;
y=|x﹣1|在(﹣∞,1)上单调递减,满足题意;
y=1在(﹣∞,1)上单调递增,不满足题意;
y在(﹣∞,1)上单调递增,满足题意.
故选:ABD.
【点评】本题主要考查了基本初等函数的单调性的判断,熟练掌握基本初等函数的单调性是求解问题的关键.
11.(5分)记函数f(x)=x2+2ax﹣3在区间(﹣∞,﹣3]上单调递减时实数a的取值集合为A,不等式xa(x>2)恒成立时实数a的取值集合为B,则(  )
A.A={a|a≤3}
B.B A
C.B={a|a≤4}
D.“x∈B”是“x∈A”的必要不充分条件
【答案】ACD
【分析】函数f(x)=x2+2ax﹣3在区间(﹣∞,﹣3]上单调递减,利用二次函数的单调性可得a的取值范围;由x>2,变形xx﹣22,利用基本不等式可得:实数a的取值集合B.
【解答】解:函数f(x)=x2+2ax﹣3在区间(﹣∞,﹣3]上单调递减,则﹣3≤﹣a,解得a≤3.
∴集合A={a|a≤3},
∵x>2,∴xx﹣22≥22=4,当且仅当x=3时取等号.
不等式xa(x>2)恒成立时,a≤4.
∴实数a的取值集合B={a|a≤4}.
∴A B.
可得:ACD正确.
故选:ACD.
【点评】本题考查了二次函数的单调性、基本不等式、简易逻辑的判定方法,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
12.(5分)给出定义:若mx≤m(m∈Z),则称m为离实数x最近的整数,记作{x}=m.在此基础上给出下列关于函数f(x)=|x﹣{x}|的四个结论,其中正确的是(  )
A.函数y=f(x)的定义域为R,值域为[0,]
B.函数y=f(x)的图象关于直线x(k∈Z)对称
C.函数y=f(x)是偶函数
D.函数y=f(x)在[,]上单调递增
【答案】ABC
【分析】由{x}的定义,结合绝对值的性质可得f(x)的值域,可判断A;结合f(x)的图象,可判断B,C,D.
【解答】解:根据{x}的定义可得函数y=f(x)的定义域为R,
{x}x≤{x},
即x﹣{x},所以0≤|x﹣{x}|,
函数y=f(x)的值域为[0,],故A正确;
函数y=f(x)的图象如图所示,由图象可得y=f(x)的图象关于直线x(k∈Z)对称,故B正确;
由图象可得y=f(x)是偶函数,故C正确;
由图象可得D不正确.
故选:ABC.
【点评】本题考查函数的单调性、对称性和奇偶性等性质,以及新定义的理解和应用,考查运算能力和推理能力,属于中档题.
三、填空题
13.(5分)已知函数y=f(x)+x是奇函数,且f(2)=1,则f(﹣2)= ﹣1  .
【答案】见试题解答内容
【分析】函数y=f(x)+x是奇函数,可得f(﹣2)﹣2+f(2)+2=0,即可得出结论.
【解答】解:∵函数y=f(x)+x是奇函数,
∴f(﹣2)﹣2+f(2)+2=0,
∴f(﹣2)=﹣f(2)=﹣1.
故答案为﹣1.
【点评】本题考查函数值的求法,函数的奇偶性的应用,考查计算能力.
14.(5分)当x∈[﹣3,3]时,函数f(x)=x2﹣4x的最大值为  21  .
【答案】见试题解答内容
【分析】对函数配方,函数f(x)=x2﹣4x=(x﹣2)2﹣4,结合二次函数的图象与性质,求得函数最大值即可.
【解答】解:∵函数f(x)=x2﹣4x=(x﹣2)2﹣4,∴函数的图象是对称轴为x=2,开口向上的抛物线;
当x∈[﹣3,3]时,故当x=﹣3时,f(x)有最大值,最大值为f(﹣3)=21.
故答案为:21.
【点评】本题考查了二次函数在闭区间上求最值问题,考查了数形结合的思想方法,属于基础题.
15.(5分)有一批材料可以建成200m长的围墙,若用此材料在一边靠墙的地方围成一块矩形的地,中间用同样的材料隔成三个面积相等的矩形(墙的长度足够用),则围成的整个矩形场地的最大面积是  2500m2  .
【答案】见试题解答内容
【分析】设每个小矩形长为x米,宽为y米,则依题意可知4x+3y=200,代入矩形的面积公式,根据基本不等式求出围成矩形面积的最大值.
【解答】解:如图所示:
设每个小矩形长为x米,宽为y米,显然x,y>0,
则依题意可知4x+3y=200,
设围成的整个矩形场地的面积为S,
所以,当且仅当4x=3y时取等号,即当时取等号,
因此Smax=2500.
故答案为:2500m2.
【点评】本题考查了基本不等式在实际求最值问题中的应用,属于基础题.
16.(5分)已知奇函数f(x)在区间[﹣1,1]上是增函数,且f(1)=1,若函数f(x)≥t2﹣4at﹣1对所有的x∈[﹣1,1]都存在a∈[﹣1,1]使不等式成立,则实数t的取值范围是  [﹣4,4].  .
【答案】[﹣4,4].
【分析】由f(1)=1得f(﹣1)=﹣1,f(x)≤t2﹣2at+1对所有的x∈[﹣1,1]都成立,只需要f(x)的最小值大于或等于t2﹣4at+1即可.再利用二次函数的性质求得t的范围.
【解答】解:∵函数f(x)是奇函数,且在[﹣1,1]是单调增函数,又f(1)=1,∴f(﹣1)=﹣1,
∴当x∈[﹣1,1]时,f(x)∈[﹣1,1].
若函数f(x)≥t2﹣4at﹣1对所有的x∈[﹣1,1]都成立,由已知易得f(x)的最小值是﹣1,
∴﹣1≥t2﹣4at﹣1,等价于t2﹣4at≤0能成立.
设g(a)=t2﹣4at(﹣1≤a≤1),
欲使 t2﹣4at≤0能成立,则g(﹣1)=t2+4t≤0 或 g(1)=t2﹣4t≤0,求得﹣4≤t≤4,
故答案为:[﹣4,4].
【点评】本题考查的知识点是奇偶性与单调性的综合,其中根据已知结合函数的奇偶性与单调性判断出当x∈[﹣1,1]时,函数f(x)值域,是解答本题的关键,考查了函数的恒成立问题,属于中档题.
四、解答题
17.(10分)已知函数y=f(x)是定义在R上的奇函数,当x<0时,.
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)判断函数y=f(x)在x∈(0,1)上的单调性,并用定义法证明.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)利用函数奇偶性即可求得f(x);
(2)利用函数单调性的定义直接判断即可.
【解答】解析:(1)x>0时,﹣x<0,,
又f(﹣x)=﹣f(x),
∴x>0时,,
故.
(2)f(x)在x∈(0,1)上单调递减.证明如下:
任取0<x1<x2<1,则,
∵0<x1<x2<1,
故,则,
故f(x1)﹣f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),
∴f(x)在(0,1)上单调递减.
【点评】本题考查利用函数奇偶性求函数解析式及函数单调性的证明,属于基础题.
18.(12分)若点(,2)在幂函数f(x)的图象上,点(2,)在幂函数g(x)的图象上,定义h(x),求函数h(x)的最大值及单调区间.
【答案】见试题解答内容
【分析】设f(x)=xn,g(x)=xm,代入点的坐标,解方程可得f(x),g(x)的解析式,再由定义,求得h(x)的解析式,通过二次函数和反比例函数的性质,可得最大值和单调区间.
【解答】解:设f(x)=xn,g(x)=xm,
由题意可得2=()n,解得n=2,
即有f(x)=x2;
2m,解得m=﹣1,即有g(x)=x﹣1.
由f(x)=g(x),可得x=1,
即有h(x);
当0<x≤1时,h(x)递增,可得0<h(x)≤1;
当x>1或x<0时,h(x)递减,可得h(x)∈(0,1)∪(﹣∞,0),
即有h(x)的最大值为1;
增区间为(0,1];减区间为(﹣∞,0),(1,+∞).
【点评】本题考查幂函数的解析式的求法,注意运用待定系数法,同时考查分段函数的运用,函数的单调性和最值的求法,属于中档题.
19.(12分)湖南省某自来水公司每个月(记为一个收费周期)对用户收一次水费,收费标准如下:当每户用水量不超过30吨时,按每吨2元收取;当该用户用水量超过30吨但不超过50吨时,超出部分按每吨3元收取;当该用户用水量超过50吨时,超出部分按每吨4元收取.
(1)记某用户在一个收费周期的用水量为x吨,所缴水费为y元,写出y关于x的函数解析式;
(2)在某一个收费周期内,若甲、乙两用户所缴水费的和为214元,且甲、乙两用户用水量之比为3:2,试求出甲、乙两用户在该收费周期内各自的用水量.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据题意列出分段函数即可,
(2)先分析甲乙两用户的用水量是否超过30吨,再分别设出甲乙的用水量,根据解析式列出方程计算在收费周期甲乙的用水量和水费即可.
【解答】解:(1)由题意知,当x≤30时,y=2x;
当30<x≤50时,y=60+3(x﹣30)=3x﹣30
当x>50时,y=60+(50﹣30)×3+4(x﹣50)=4x﹣80
则y;
(2)假设乙用户用水量为30吨,则甲用户水量为45吨,
则甲乙所交水费所缴水费之和为165<200,
∴甲乙两用户用水量都超过30吨.
若甲乙用水都超过50,则有12a﹣80+8a﹣80=214,解得a=18.7,但2a<50,
若甲乙用水都在30到50,则有9a﹣30+6a﹣30=214,解得a≈18,但3a>50,
因此甲用水超过50,乙用水在30到50,故有12a﹣80+6a﹣30=214,解得a=18,
故甲用水54吨,乙用水36吨.
【点评】本题考查分段函数的解析式和应用,考查方程思想和运算能力,属于中档题.
20.(12分)已知函数f(x)(x∈A).
(1)若A=(0,)∪(1,+∞),请根据函数f(x)的图象,直接写出其值域;
(2)若A=(﹣∞,)∪(,+∞),求证: x∈A,f(x)+f(1﹣x)为定值;
(3)若A=(﹣∞,)∪(,+∞),求f()+f()+f()+…+f()+f()+f()的值.
【答案】(1)f(x)的图象见解答,f(x)的值域为:(﹣1,1)∪(3,+∞);
(2)证明过程见解答;
(3)2020.
【分析】(1)作出函数f(x)的图象,即可写出其值域;
(2)由函数f(x)的表达式直接计算f(x)+f(1﹣x),即可证明结论;
(3)利用(2)中得到的f(x)+f(1﹣x)=2,可计算出结果.
【解答】解:由题设知:f(x)1,
(1)解:当A=(0,)∪(1,+∞)时,作出函数f(x)的图象如右图所示,由图象可知函数f(x)的值域为:(﹣1,1)∪(3,+∞);
(2)证明:∵f(x)+f(1﹣x)=1122,
∴ x∈A,f(x)+f(1﹣x)为定值;
(3)解:由(2)可知:f(x)+f(1﹣x)=2,
∴f()+f()+f()+…+f()+f()+f()
=1010×[f()+f()]=1010×2=2020.
【点评】本题主要考查函数的图象的画法、值域及函数值的求法,属于中档题.
21.(12分)已知函数f(x)=x2﹣mx+2.
(1)若f(x)在区间(﹣∞,1]上有最小值为﹣1,求实数m的值;
(2)若m≥4时,对任意的,总有,求实数m的取值范围.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)函数f(x)=x2﹣mx+2,其图象的对称轴方程为.通过当m≤2时,当m>2时,求解函数的最小值,推出m即可.
(2)求出函数的最大值以及函数的最小值,通过对任意的x1,,总有.列出不等式,求解即可.
【解答】解:(1)函数f(x)=x2﹣mx+2,其图象的对称轴方程为.
当m≤2时,,;
当m>2时,f(x)在区间(﹣∞,1]上单调递减,,∴m=4.
综上可知,或m=4.
(2),且,
∴f(x)max=f(1)=3﹣m,.
∵对任意的x1,,总有.
∴,得m≥5.
故实数m的取值范围是[5,+∞).
【点评】本题考查函数恒成立,二次函数的单调性以及函数的最值的应用,考查转化思想以及计算能力.
22.(12分)对于函数f(x),若存在x0∈R,使f(x0)=x0,则称x0是f(x)的一个不动点,已知函数f(x)=ax2+(b+1)x+(b﹣1)(a≠0),
(1)当a=1,b=﹣2时,求函数f(x)的不动点;
(2)对任意实数b,函数f(x)恒有两个相异的不动点,求a的取值范围.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)将a、b代入函数,根据条件“若存在x0∈R,使f(x0)=x0成立,则称x0为f(x)的不动点”建立方程解之即可;
(2)对任意实数b,f(x)恒有两个相异不动点转化成对任意实数b,ax2+(b+1)x+b﹣1=x恒有两个不等实根,再利用判别式建立a、b的不等关系,最后将b看成变量,转化成关于b的恒成立问题求解即可.
【解答】解:(1)当a=1,b=﹣2时,
f(x)=x2﹣x﹣3=x x2﹣2x﹣3=0
(x﹣3)(x+1)=0 x=3或x=﹣1,
∴f(x)的不动点为x=3或x=﹣1.
(2)对任意实数b,f(x)恒有两个相异不动点
对任意实数b,ax2+(b+1)x+b﹣1=x,
即ax2+bx+b﹣1=0恒有两个不等实根,
对任意实数b,Δ=b2﹣4a(b﹣1)>0恒成立,
对任意实数b,b2﹣4ab+4a>0恒成立,
△′=(4a)2﹣4×4a<0
a2﹣a<0
0<a<1.
即a的取值范围是0<a<1.
【点评】本题主要考查了函数与方程的综合运用,以及恒成立问题的处理,属于中档题.
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