课后素养落实(十八) 函数的概念
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.已知函数f(x)=,则f
=( )
A.
B.
C.a
D.3a
D [f
=3a,故选D.]
2.下列图象表示函数图象的是( )
C [根据函数定义知,对定义域内的任意变量x,都有唯一的函数值y和它对应,即作垂直x轴的直线与图象至多有一个交点(有一个交点即x是定义域内的一个变量,无交点即x不是定义域内的变量).显然,只有选项C中图象符合.]
3.(多选题)下列四组中f(x),g(x)表示同一函数的是( )
A.f(x)=x2+3x+1,g(t)=t2+3t+1
B.f(x)=x,g(x)=
C.f(x)=1,g(x)=x0
D.f(x)=,g(x)=|x+1|
ABD [A中的两个函数它们的对应关系相同,定义域相同均为实数集R;B中的两个函数它们的对应关系相同,定义域均为实数集R,D中函数的对应关系相同,定义域相同均为实数集R;故A、B、D是同一函数;
C中函数f(x)的定义域为实数集R,函数g(x)=x0的定义域为实数集{x|x≠0,且x∈R};C中函数不是同一函数;故选ABD.]
4.函数y=的定义域是( )
A.(-1,+∞)
B.[-1,+∞)
C.(-1,1)∪(1,+∞)
D.[-1,1)∪(1,+∞)
D [由题意可得所以x≥-1且x≠1,故函数y=的定义域为{x|x≥-1且x≠1}.故选D.]
5.已知等腰△ABC的周长为10,则底边长y关于腰长x的函数关系为y=10-2x,则函数的定义域为( )
A.(0,5)
B.
C.
D.(0,+∞)
B [由题意知0
解得0又底边长y与腰长x应满足2x>y,
即4x>10,x>.
综上,二、填空题
6.已知函数f(x)=,又知f(t)=6,则t=________.f(f(a))=,则a=________.
- 1 [由f(t)=6,得=6,即t=-.f(f(a))===解得a=1.]
7.已知函数f(x)的定义域为(-1,1),则函数g(x)=f
+f(x-1)的定义域是________.
(0,2) [由题意知即解得08.函数y=的定义域为R,则k的取值范围是________.
[定义域为R,所以kx2-6x+8≥0恒成立,因此满足代入解不等式组得k≥.]
三、解答题
9.求下列函数的定义域:
(1)f(x)=++4;
(2)f(x)=.
[解] (1)要使函数式有意义,必须满足即所以≤x≤,即函数的定义域为.
(2)要使函数式有意义,必须满足即解得所以函数的定义域为(-∞,-3)∪(-3,0).
10.已知函数f(x)=x+,g(x)=x2-4.
(1)求f(x)的定义域;
(2)求f(1),f(-2),g(3),f(g(1)),g(f(2))的值;
(3)当a≠-1时,求f(a+1)+g的值.
[解] (1)要使函数f(x)有意义,必须使有意义,
所以f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).
(2)f(1)=1+1=2;f(-2)=-2+=-;g(3)=32-4=5;
g(1)=1-4=-3,所以f(g(1))=f(-3)=-3+=-;
f(2)=2+=,g(f(2))=g=2-4=.
(3)f(a+1)+g=a+1++2-4.
1.下列等式中,y不是x的函数关系的是( )
A.y=2x
B.y=
C.y=x2+5
D.y2=x2+5
D [选项A、B、C符合函数定义.对于选项D,当x=0时,y=±.故y不是x的函数.]
2.下列函数中,对于定义域内的任意x,f(x+1)=f(x)+1恒成立的为( )
A.f(x)=x+1
B.f(x)=-x2
C.f(x)=
D.y=|x|
A [对于A选项,f(x+1)=(x+1)+1=f(x)+1,成立.
对于B选项,f(x+1)=-(x+1)2≠f(x)+1,不成立.
对于C选项,f(x+1)=,f(x)+1=+1,不成立.
对于D选项,f(x+1)=|x+1|,f(x)+1=|x|+1,不成立.]
3.已知一个函数的解析式为y=x2,它的值域为{1,4},这样的函数有________个.
9 [因为一个函数的解析式为y=x2,它的值域为{1,4},所以函数的定义域可以为{1,2},{-1,2},{1,-2},{-1,-2},{1,-1,2},{-1,1,-2},{1,2,-2},{-1,2,-2},{1,-1,-2,2},共9种可能,故这样的函数共9个.]
4.函数f(x),g(x)分别由下表给出.
x
1
2
3
f(x)
1
3
1
x
1
2
3
g(x)
3
2
1
则f(g(1))的值为________;满足f(g(x))>g(f(x))的x的值是________.
1 2 [∵g(1)=3,f(3)=1,∴f(g(1))=1.
当x=1时,f(g(1))=f(3)=1,g(f(1))=g(1)=3,
f(g(x))当x=2时,f(g(2))=f(2)=3,g(f(2))=g(3)=1,
f(g(x))>g(f(x)),符合题意;
当x=3时,f(g(3))=f(1)=1,g(f(3))=g(1)=3,
f(g(x))已知函数f(x)=.
(1)求f(2)+f
,f(3)+f
的值;
(2)求证:f(x)+f
是定值.
[解] ∵f(x)=,∴f(2)+f
=+=1.
f(3)+f
=+=1.
(2)证明:f(x)+f
=+=+==1.课后素养落实(十九) 函数的图象
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.某学生离家去学校,一开始跑步前进,跑累了再走余下的路程.下列图中纵轴表示离校的距离,横轴表示出发后的时间,则较符合该学生走法的是( )
A B C D
D [结合题意可知,该生离校的距离先快速减少,又较慢减少,最后到0,]
2.函数y=|x+1|的图象为( )
A [将y=|x|左移1个单位即得到y=|x+1|的图象.]
3.函数y=+x的图象是( )
C [函数y=+x的定义域为{x|x≠0},
故图象与y轴交点处应为空心小圆圈,故排除A、B.当x<0时,y=-1+x<0,故排除D.]
4.函数y=1-的图象是( )
B [y=的图象向右平移1个单位,再向上平移1个单位,即可得到函数y=1-的图象.]
5.如图,函数f(x)的图象是曲线OAB,其中点O,A,B的坐标分别为(0,0),(1,2),(3,1),则f
的值等于( )
A.0
B.1
C.2
D.3
C [由题意知,f(3)=1,所以f
=f(1)=2.]
二、填空题
6.如图是张大爷晨练时所走的离家距离(y)与行走时间(x)之间函数关系的图象,若用黑点表示张大爷家的位置,则张大爷散步行走的路线可能是________.(填序号)
④ [根据图象可知,张大爷开始离家越来越远,是匀速离开,最后匀速回家,中间一段时间,离开家的距离不变,故图④适合.]
7.若函数y=f(x)的图象经过点(0,1),那么函数y=f(x+4)的图象经过点________.
(-4,1) [y=f(x+4)可以认为把y=f(x)左移了4个单位,由y=f(x)经过点(0,1),易知f(x+4)经过点(-4,1).]
8.函数y=x2-4x+6,x∈[0,3]的值域为________,顶点坐标为________.
[2,6] (2,2) [∵y=x2-4x+6=(x-2)2+2,∴函数的图象是以直线x=2为对称轴,以(2,2)为顶点的开口向上的抛物线,如图所示,由图可知,函数的值域为[2,6].
]
三、解答题
9.作出下列函数的图象并求出其值域.
(1)y=-x,x∈{0,1,-2,3};(2)y=,x∈[2,+∞);(3)y=x2+2x,x∈[-2,2).
[解] (1)列表:
x
0
1
-2
3
y
0
-1
2
-3
函数图象只是四个点(0,0),(1,-1),(-2,2),(3,-3),其值域为{0,-1,2,-3}.
(2)列表:
x
2
3
4
5
…
y
1
…
当x∈[2,+∞)时,图象是反比例函数y=的一部分,观察图象可知其值域为(0,1].
(3)列表:
x
-2
-1
0
1
2
y
0
-1
0
3
8
画图象,图象是抛物线y=x2+2x在-2≤x<2之间的部分.
由图可得函数的值域为[-1,8).
10.已知函数f(x)=.
(1)作出函数y=f(x)的图象;
(2)指出函数y=f(x)的定义域、值域、对称中心;
(3)探究函数y=(ad-bc≠0)的图象是否有对称中心?若有,并说明理由.
[解] (1)∵y==2+,故函数图象可由y=图象向右平移1个单位,
再向上平移2个单位得到,如图.
(2)函数y=f(x)的定义域为{x|x∈R且x≠1},值域为{y|y∈R且y≠2},对称中心为(1,2).
(3)
∵y===+,故函数图象可由反比例函数y=图象向左(右)平移个单位,再向上(下)平移个单位得到,
所以函数y=(ad-bc≠0)的图象有对称中心
.
1.f(x)的图象如图所示,则f(x)的值域为( )
A.[-2,3]
B.[-4,2.7]
C.[-2,8]
D.[-4,3]
D [由函数的图象可知,f(x)的值域为[-2,3]∪[-4,2.7],即[-4,3].]
2.(多选题)如图所示,函数y=ax2+bx+c与y=ax+b(a≠0)的图象可能是
( )
AD [A由抛物线对称轴是y轴可知b=0,而此时直线过原点且a>0符合,B由抛物线图象可知,a>0,由直线的图象知a<0矛盾,故不可能;C由抛物线图象可知,a<0,由直线的图象知a>0矛盾,不可能;由此可知D可能是两个函数的图象.]
3.已知函数y=f(x)的对应关系如下表,函数y=g(x)的图象是如图的曲线ABC,其中A(1,3),B(2,1),C(3,2),则f(g(2))的值为________,g(f(2))=________.
x
1
2
3
f(x)
2
3
0
2 2 [由函数g(x)的图象知g(2)=1,f(g(2))=f(1)=2.
f(2)=3,g(f(2))=g(3)=2.]
4.已知二次函数f(x)=x2+x+a(a>0),若f(m)<0,则f(m+1)与0的大小关系是________.
f(m+1)>0 [因为二次函数f(x)=x2+x+a(a>0)的对称轴是x=-,且与y轴正半轴相交,所以由图象可知f(x)<0的解集的区间长度小于1,故若f(m)<0,则必有f(m+1)>0.]
如图,某灌溉渠的横断面是等腰梯形,底宽为2
m,渠深为1.8
m,斜坡的倾斜角是45°.(不考虑临界状态)
(1)试将横断面中水的面积A(m2)表示成水深h(m)的函数;
(2)确定函数的定义域和值域.
[解] (1)由已知,横断面为等腰梯形,下底为2
m,上底为(2+2h)m,高为h
m,∴水的面积A=
=h2+2h(m2).
(2)定义域为{h|0由函数A=h2+2h=(h+1)2-1的图象可知,在区间(0,1.8)上函数值随自变量的增大而增大,
∴0(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.设f(x)=则f(f(-2))=( )
A.-1
B.
C.
D.
C [因为-2<0,所以f(-2)=2-2=>0,
所以f(f(-2))=f
=1-=1-=.]
2.已知函数f(x)的图象是两条线段(如图,不含端点),则
f
=( )
A.
B.
C.-
D.
B [由图象知,当-1<x<0时,f(x)=x+1,
当0<x<1时,f(x)=x-1,
∴f(x)=∴f
=-1=-,
∴f
=f
=-+1=.]
3.如果f
=,则当x≠0,1时,f(x)等于( )
A.
B.
C.
D.-1
B [令=t,则x=,代入f
=,
则有f(t)==,
故f(x)=.故选B.]
4.设f(x)=若f(x)=3,则x等于( )
A.1
B.±
C.
D.
D [若即无解.
若即∴x=.
若即无解.
故x=.]
5.设函数f(x)=若f
=4,则b=( )
A.1
B.
C.
D.
D [f
=3×-b=-b,若-b<1,即b>,则3×-b=-4b=4,解得b=,不符合题意,舍去;若-b≥1,即b≤,则2-b=4,解得b=.]
二、填空题
6.设函数f
=x,则f(x)=________.
(x≠-1) [设t=(t≠-1),∴x=,
∴f(t)=(t≠-1),
∴f(x)=(x≠-1).]
7.已知函数y=使函数值为5的x的值是________.
-2 [若x2+1=5,则x2=4,
又∵x≤0,∴x=-2;
若-2x=5,则x=-,与x>0矛盾,故答案为-2.]
8.某航空公司规定,乘客所携带行李的重量x(kg)与其运费y(元)由如图的一次函数图象确定,则函数解析式为________.乘客可免费携带行李的最大重量为________kg.
y=30x-570 19 [设一次函数解析式为y=ax+b(a≠0),代入点(30,330)与点(40,630)得解得即y=30x-570,
若要免费,则y≤0,所以x≤19.]
三、解答题
9.已知二次函数f(x)满足f(0)=0,且对任意x∈R总有f(x+1)=f(x)+x+1,求f(x).
[解] 设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),
∵f(0)=c=0,
∴f(x+1)=a(x+1)2+b(x+1)
=ax2+(2a+b)x+a+b,
f(x)+x+1=ax2+bx+x+1
=ax2+(b+1)x+1.
∴∴
∴f(x)=x2+x.
10.设f(x)=
(1)在下列直角坐标系中画出f(x)的图象;
(2)若f(t)=3,求t值.
[解] (1)如图.
(2)由函数的图象可得:f(t)=3即t2=3且-1<t<2,∴t=.
1.(多选题)下列函数中,满足f(2x)=2f(x)的是( )
A.f(x)=|2x|
B.f(x)=x
C.f(x)=
D.f(x)=x-|x|
ABD [f(x)=|2x|,f(2x)=4|x|,2f(x)=4|x|,A正确.f(x)=x,满足f(2x)=2f(x),B正确.f(x)=,f(2x)=,2f(x)=2不满足f(2x)=2f(x),故C不正确.f(x)=x-|x|,f(2x)=2x-2|x|,2f(x)=2x-2|x|,所以D正确.]
2.如图,函数f(x)的图象是折线段ABC,其中点A,B,C的坐标分别为(0,4),(2,0),(6,4),则f(f(f(2)))=( )
A.0
B.2
C.4
D.6
B [由题意可知f(2)=0,f(0)=4,f(4)=2,
因此,有f(f(f(2)))=f(f(0))=f(4)=2.]
3.已知f(x)满足f(x)+3f(-x)=x2-3x,则f(x)=________.
+x [用-x替换原式中的x得f(-x)+3f(x)=x2+3x,联立f(x)+3f(-x)=x2-3x,
消去f(-x)得f(x)=+x.]
4.已知a,b为常数,若f(x)=x2+4x+3,f(ax+b)=x2+10x+24,则5a-b=________.f(a-b)=________.
2 -1或63 [∵f(x)=x2+4x+3,
∴f(ax+b)=(ax+b)2+4(ax+b)+3
=a2x2+(2ab+4a)x+b2+4b+3
=x2+10x+24,
∴∴或
∴5a-b=2.
a-b=-2或6
当a-b=-2时,
f(a-b)=(-2)2+4×(-2)+3=-1,
当a-b=6时,f(6)=62+4×6+3=63.]
某公司规定:职工入职工资为2
000元/月.以后2年中,每年的月工资是上一年月工资的2倍,3年以后按年薪144
000元计算.试用列表、图象、解析式三种不同的形式表示该公司某职工前5年中,月工资y(元)(年薪按12个月平均计算)和年份序号x的函数关系,并指出该函数的定义域和值域.
[解] 由题意,前3年的月工资分别为2
000元,4
000元,8
000元,第4年和第5年的月工资平均为:=12
000.当年份序号为x时,月工资为y元,则用列表法表示为:
年份序号x(年)
1
2
3
4
5
月工资y(元)
2
000
4
000
8
000
12
000
12
000
图象法表示为:
其解析式为:
f(x)=
由题意,该函数的定义域为{1,2,3,4,5},值域为{2
000,4
000,8
000,12
000}.课后素养落实(二十一) 函数的单调性
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.(多选题)如图是定义在区间[-5,5]上的函数y=f(x),则下列关于函数f(x)的说法正确的是( )
A.函数在区间[-5,-3]上单调递增
B.函数在区间[1,4]上单调递增
C.函数在区间[-3,1]∪[4,5]上单调递减
D.函数在区间[-5,5]上没有单调性
ABD [由图可知,f(x)在区间[-3,1],[4,5]上单调递减,单调区间不可以用并集“∪”连接,故选ABD.]
2.若函数f(x)=(2a-1)x+b在R上是单调减函数,则有( )
A.a≥
B.a≤
C.a>
D.a<
D [函数f(x)=(2a-1)x+b在R上是单调减函数,则2a-1<0,即a<.故选D.]
3.下列函数中,在(0,2)上是增函数的是( )
A.y=
B.y=2x-1
C.y=1-2x
D.y=(2x-1)2
B [对于A,y=在(-∞,0),(0,+∞)上单调递减;对于B,y=2x-1在R上单调递增;对于C,y=1-2x在R上单调递减;对于D,y=(2x-1)2在上单调递减,在上单调递增.故选B.]
4.定义在R上的函数f(x)对任意两个不相等的实数a,b,总有>0,则必有( )
A.函数f(x)先增后减
B.函数f(x)先减后增
C.函数f(x)是R上的增函数
D.函数f(x)是R上的减函数
C [由>0知,当a>b时,f(a)>f(b);当a<b时,f(a)<f(b),所以函数f(x)是R上的增函数.]
5.已知f(x)在区间(0,+∞)上是减函数,那么f(a2-a+1)与f
的大小关系是( )
A.f(a2-a+1)>f
B.f(a2-a+1)≤f
C.f(a2-a+1)≥f
D.f(a2-a+1)B [由题意知a2-a+1=2+≥.
∵f(x)在(0,+∞)上为减函数,
∴f(a2-a+1)≤f
.故选B.]
二、填空题
6.如果二次函数f(x)=x2-(a-1)x+5在区间上是增函数,则实数a的取值范围为________.
(-∞,2] [∵函数f(x)=x2-(a-1)x+5的对称轴为x=且在区间上是增函数,
∴≤,即a≤2.]
7.已知函数f(x)=则f(x)的单调递减区间是________,值域为________.
(-∞,1) (3,+∞) [当x≥1时,f(x)是增函数,当x<1时,f(x)是减函数,所以f(x)的单调递减区间为(-∞,1).
函数f(x)的图象如图所示,值域为(3,+∞).
]
8.已知f(x)是定义在区间[-1,1]上的增函数,且f(x-3)<f(2-x),则x的取值范围是________.
[由题意,得
解得2≤x<,故满足条件的x的取值范围是2≤x<.]
三、解答题
9.已知函数f(x)=.
(1)求f(x)的定义域;
(2)证明:函数f(x)=在[1,+∞)上是单调增函数.
[解] (1)由题意知x+1≠0,
即x≠-1.
所以f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(-1,+∞).
(2)证明:任取x1,x2∈[1,+∞),且x1f(x)==2-,
∴f(x2)-f(x1)=-=.
∵x10.
又∵x1,x2∈[1,+∞),
∴x2+1>0,x1+1>0.
∴f(x2)-f(x1)>0,
∴f(x2)>f(x1).
∴函数f(x)=在[1,+∞)上是单调增函数.
10.作出函数f(x)=+的图象,并指出函数f(x)的单调区间.
[解] 原函数可化为
f(x)=|x-3|+|x+3|=
图象如图所示.
由图象知,函数的单调区间为(-∞,-3],[3,+∞).
其中单调减区间为(-∞,-3],单调增区间为[3,+∞).
1.(多选题)已知f(x)为R上的减函数,则满足f
A.-
B.
C.-1
D.1
AB [由函数f(x)是减函数且f
1.解得-12.(多选题)已知函数y=ax2+bx-1在(-∞,0]上是单调函数,则y=2ax+b的图象可能是( )
ACD [因为函数y=ax2+bx-1在(-∞,0]上是单调函数,所以:
①当a=0,b≠0时,y=2ax+b的图象可能是A;②当a>0时,-≥0?b≤0,y=2ax+b的图象可能是C;③当a<0时,-≥0?b≥0,y=2ax+b的图象可能是D.故y=2ax+b的图象不可能是B.]
3.若f(x)=在区间(-2,+∞)上是增函数,则a的取值范围是________.
[f(x)===a+在区间(-2,+∞)上是增函数,结合反比例函数性质可知1-2a<0,
∴a>,则a的取值范围是.]
4.函数f(x)=2x2-3|x|的单调递减区间是________.
, [函数f(x)=2x2-3|x|=图象如图所示,f(x)的单调递减区间为,.
]
讨论函数f(x)=在(-2,+∞)上的单调性.
[解] f(x)==a+,
设任意x1,x2∈(-2,+∞)且x1则f(x1)-f(x2)=-
=(1-2a),
∵-20,
又(x2+2)(x1+2)>0.
(1)若a<,则1-2a>0,
∴f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),
则f(x)在(-2,+∞)上为减函数.
(2)若a>,则1-2a<0.
∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)故f(x)在(-2,+∞)上为增函数.
综上,当a<时,f(x)在(-2,+∞)上为减函数;
当a>时,f(x)在(-2,+∞)上为增函数.课后素养落实(二十二) 函数的最大值、最小值
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.函数y=在[2,3]上的最小值为( )
A.2
B.
C.
D.-
B [∵函数y=在[2,3]上单调递减,∴当x=3时,ymin==.]
2.函数f(x)=-x2+4x-6,x∈[0,5]的值域为( )
A.[-6,-2]
B.[-11,-2]
C.[-11,-6]
D.[-11,-1]
B [函数f(x)=-x2+4x-6=-(x-2)2-2,x∈[0,5],
所以当x=2时,f(x)取得最大值为-(2-2)2-2=-2;
当x=5时,f(x)取得最小值为-(5-2)2-2=-11,
所以函数f(x)的值域是[-11,-2].故选B.]
3.(多选题)若函数y=ax+1在[1,2]上的最大值与最小值的差为2,则实数a的值可能是( )
A.2
B.0
C.-2
D.1
AC [当a>0时,由题意得2a+1-(a+1)=2,即a=2.
当a<0时,a+1-(2a+1)=2,所以a=-2.
综上a=±2.]
4.函数f(x)=|1-x|-|x-3|,x∈R的值域为( )
A.[-2,2]
B.(-2,2]
C.(-2,2)
D.[-2,2)
A [f(x)=|1-x|-|x-3|=|x-1|-|x-3|,利用绝对值的几何意义可知f(x)表示x到1的距离与x到3的距离之差,结合数轴(略)可知值域为[-2,2].]
5.当0≤x≤2时,a<-x2+2x恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.a>0
B.a≥0
C.a<0
D.a≤0
C [令f(x)=-x2+2x(0≤x≤2)=-(x2-2x+1)+1=-(x-1)2+1,图象如图:
∴f(x)的最小值为f(0)=f(2)=0.
而a<-x2+2x恒成立,∴a<0.]
二、填空题
6.函数f(x)=|x-2|-2在区间[0,3]上的最小值为________,最大值为________.
-2 0 [f(x)=图象如图.
由图可知,x=2时,f(x)min=-2;
x=0时,f(x)max=f(0)=0.]
7.对a,b∈R,记max{a,b}=函数f(x)=max{x+1,3-x}(x∈R)的最小值是________.
2 [画出函数f(x)的图象(图略),故f(x)的最小值为2.]
8.函数f(x)=x2-4x+5在区间[0,m]上的最大值为5,最小值为1,则m的取值范围是________.
[2,4] [f(x)=x2-4x+5=(x-2)2+1,x∈[0,m].
由最小值为1知m≥2.
由最大值为5知f(0)=5,f(4)=5.所以2≤m≤4.]
三、解答题
9.已知函数f(x)=2ax+(a∈R).
(1)当a=时,试判断f(x)在(0,1]上的单调性并用定义证明你的结论;
(2)对于任意的x∈(0,1],使得f(x)≥6恒成立,求实数a的取值范围.
[证明] (1)∵a=,∴f(x)=x+,取任意的x1,x2,且0f(x1)-f(x2)=x1+-x2-=x1-x2+
=(x1-x2).
(
)
∵0得(
)式大于0,即f(x1)-f(x2)>0,
所以f(x)在(0,1]上的单调递减.
(2)由f(x)≥6在(0,1]上恒成立,得2ax+≥6
恒成立,
即2a≥6-2,∈[1,+∞)?max=9?2a≥9,即a≥.
10.已知二次函数y=f(x)=x2-2x+2.
(1)当x∈[0,4]时,求f(x)的最值;
(2)当x∈[2,3]时,求f(x)的最值;
(3)当x∈[t,t+1]时,求f(x)的最小值g(t).
[解] y=f(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1.
(1)∵对称轴x=1∈[0,4],∴当x=1时,y有最小值,
ymin=f(1)=1.
∵f(0)=2ymax=f(4)=10.
(2)∵1?[2,3],且1<2,∴f(x)在[2,3]上是单调增函数,
∴当x=2时,f(x)min=f(2)=2,
当x=3时,f(x)max=f(3)=5.
(3)f(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1,顶点坐标为(1,1),
当t+1<1,即t<0时,函数在[t,t+1]上为减函数,
g(t)=f(t+1)=t2+1;
当t+1≥1且t<1,即0≤t<1时,g(t)=f(1)=1;
当t≥1时,函数在[t,t+1]上为增函数,
g(t)=f(t)=t2-2t+2.
∴g(t)=
1.若函数f(x)=在区间[2,4]上的最小值为5,则k的值为( )
A.10
B.10或20
C.20
D.无法确定
C [当k=0时,不满足.
当k>0时,y=f(x)=在[2,4]上是减函数,
∴f(x)min=f(4)==5,
∴k=20满足条件,
k<0时,y=f(x)=在[2,4]上是增函数,
f(x)min=f(2)==5,
∴k=10,
又∵k<0,∴k=10舍去,
综上有k=20.]
2.(多选题)已知函数f(x)=4x2-kx-8在区间(5,20)上既没有最大值也没有最小值,则实数k的取值可能是( )
A.30
B.40
C.80
D.180
ABD [由于二次函数f(x)=4x2-kx-8在区间(5,20)上既没有最大值也没有最小值,因此函数f(x)=4x2-kx-8在区间(5,20)上是单调函数.二次函数f(x)=4x2-kx-8图象的对称轴方程为x=,因此≤5或≥20,所以k≤40或k≥160.]
3.函数g(x)=2x+的最小值为________,f(x)=2x-的值域为________.
-2 [g(x)=2x+在[-1,+∞)上为增函数,所以g(x)min=g(-1)=-2.
设=t(t≥0),则x+1=t2,即x=t2-1,∴y=2t2-t-2=22-(t≥0),∴当t=时,ymin=-.
∴f(x)的值域为.]
4.对任意的两个实数a,b,定义min(a,b)=若f(x)=4-x2,g(x)=3x,则min(f(x),g(x))的最大值为________.
3 [f(x)-g(x)=4-x2-3x,
当4-x2-3x=-(x-1)(x+4)≥0,即-4≤x≤1时,f(x)≥g(x).
当4-x2-3x=-(x-1)(x+4)<0,即x>1或x<-4时,f(x)<g(x),
所以min(f(x),g(x))=作出大致图象如图所示,由图象可知函数的最大值在点A处取得,最大值为f(1)=3.]
已知定义在区间(0,+∞)上的函数f(x)满足f
=f(x1)-f(x2),且当x>1时,f(x)<0.
(1)求f(1)的值;
(2)证明:f(x)为单调递减函数;
(3)若f(3)=-1,求f(x)在[2,9]上的最小值.
[解] (1)令x1=x2>0,
代入得f(1)=f(x1)-f(x1)=0,故f(1)=0.
(2)证明:任取x1,x2∈(0,+∞),且x1>x2,则>1,
当x>1时,f(x)<0,∴f
<0,
即f(x1)-f(x2)<0,因此f(x1)∴函数f(x)在区间(0,+∞)上是单调递减函数.
(3)∵f(x)在(0,+∞)上是单调递减函数,
∴f(x)在[2,9]上的最小值为f(9).
由f
=f(x1)-f(x2),得f
=f(9)-f(3),
而f(3)=-1,∴f(9)=-2.
∴f(x)在[2,9]上的最小值为-2.课后素养落实(二十三) 函数的奇偶性
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.(多选题)下列函数中,既是偶函数又在(0,+∞)上单调递增的函数是( )
A.y=x3
B.y=|x|+1
C.y=x2+1
D.y=-
BC [对于函数y=|x|+1,f(-x)=|-x|+1=|x|+1=f(x),所以y=|x|+1是偶函数,当x>0时,y=x+1,所以在(0,+∞)上单调递增.另外函数y=x3不是偶函数,y=x2+1在(0,+∞)上单调递增,y=-不是偶函数.]
2.已知函数y=f(x)为奇函数,且当x>0时,f(x)=x2-2x+3,则当x<0时,f(x)的解析式是( )
A.f(x)=-x2+2x-3
B.f(x)=-x2-2x-3
C.f(x)=x2-2x+3
D.f(x)=-x2-2x+3
B [若x<0,则-x>0,因为当x>0时,f(x)=x2-2x+3,所以f(-x)=x2+2x+3,因为函数f(x)是奇函数,所以f(-x)=x2+2x+3=-f(x),所以f(x)=-x2-2x-3,所以x<0时,f(x)=-x2-2x-3.故选B.]
3.已知f(x)是偶函数,且在区间[0,+∞)上是增函数,则f(-0.5),f(-1),f(0)的大小关系是( )
A.f(-0.5)B.f(-1)C.f(0)D.f(-1)C [∵函数f(x)为偶函数,∴f(-0.5)=f(0.5),f(-1)=f(1).又∵f(x)在区间[0,+∞)上是增函数,∴f(0)4.偶函数f(x)在区间[0,+∞)上的图象如图,则函数f(x)的单调增区间为( )
A.[1,+∞)
B.[-1,0]
C.[-1,+∞)
D.[-1,0]和[1,+∞)
D [偶函数的图象关于y轴对称,可知函数f(x)的增区间为[-1,0]和[1,
+∞).]
5.已知偶函数f(x)在区间 [0,+∞)上单调递增,则满足f(2x-1)A.(-1,0)
B.(0,1)
C.(1,2)
D.(-1,1)
B [首先函数定义域是R,再者根据f(2x-1)+∞)上单调递增,可得|2x-1|<1,解得0二、填空题
6.若f(x)=(x+a)(x-4)为偶函数,则实数a=________.
4 [f(x)=x2+(a-4)x-4a是偶函数,∴a=4.]
7.已知f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)-g(x)=x3+x2+1,则f(1)+g(1)=________.
1 [∵f(x)-g(x)=x3+x2+1,
∴f(-x)-g(-x)=-x3+x2+1.
∵f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,
∴f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x).
∴f(x)+g(x)=-x3+x2+1.
∴f(1)+g(1)=-1+1+1=1.]
8.若f(x)=(m-1)x2+6mx+2为偶函数,则m=______.f(0),f(1),f(-2)从小到大的排列是________.
0 f(-2)三、解答题
9.判断下列函数的奇偶性.
(1)f(x)=3,x∈R;
(2)f(x)=5x4-4x2+7,x∈[-3,3];
(3)f(x)=|2x-1|-|2x+1|;
(4)f(x)=
(5)f(x)=ln(-x).
[解] (1)∵f(-x)=3=f(x),∴f(x)是偶函数.
(2)∵x∈[-3,3],f(-x)=5(-x)4-4(-x)2+7=5x4-4x2+7=f(x),∴f(x)是偶函数.
(3)∵f(-x)=|-2x-1|-|-2x+1|=-(|2x-1|-|2x+1|)=-f(x),∴f(x)是奇函数.
(4)当x>0时,f(x)=1-x2,此时-x<0,
∴f(-x)=(-x)2-1=x2-1,∴f(-x)=-f(x);
当x<0时,f(x)=x2-1,此时-x>0,f(-x)=1-(-x)2=1-x2,∴f(-x)=-f(x);
当x=0时,f(-0)=-f(0)=0.
综上,对任意x∈R,总有f(-x)=-f(x),∴f(x)为R上的奇函数.
(5)因为对于任意x∈R,-x>|x|-x≥0,所以函数f(x)的定义域为R,
又f(-x)=ln(+x)=ln
=-ln(-x)=-f(x),
所以函数f(x)是奇函数.
10.已知函数y=f(x)的图象关于原点对称,且当x>0时,f(x)=x2-2x+3.
(1)试求f(x)在R上的解析式;
(2)画出函数的图象,根据图象写出它的单调区间.
[解] (1)因为函数f(x)的图象关于原点对称,
所以f(x)为奇函数,则f(0)=0.
设x<0,则-x>0,
因为当x>0时,f(x)=x2-2x+3.
所以当x<0时,f(x)=-f(-x)=-(x2+2x+3)=-x2-2x-3.
于是有f(x)=
(2)先画出函数在y轴右侧的图象,再根据对称性画出y轴左侧的图象,如图.
由图象可知函数f(x)的单调递增区间是(-∞,-1],[1,+∞),单调递减区间是(-1,0),(0,1).
1.(多选题)设函数f(x),g(x)的定义域都为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则下列结论中正确的是( )
A.f(x)g(x)是奇函数
B.|f(x)|g(x)是奇函数
C.f(x)|g(x)|是奇函数
D.|f(x)g(x)|是奇函数
AC [∵f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,∴|f(x)|为偶函数,|g(x)|为偶函数.再根据两个奇函数的积是偶函数、两个偶函数的积还是偶函数、一个奇函数与一个偶函数的积是奇函数,可得f(x)|g(x)|为奇函数,故选AC.]
2.设奇函数f(x)在(0,+∞)上为减函数,且f(1)=0,则不等式<0的解集为( )
A.(-1,0)∪(1,+∞)
B.(-∞,-1)∪(0,1)
C.(-∞,-1)∪(1,+∞)
D.(-1,0)∪(0,1)
C [∵f(x)为奇函数,<0,
即<0,
∵f(x)在(0,+∞)上为减函数且f(1)=0,
∴当x>1时,f(x)<0.
∵奇函数图象关于原点对称,
∴在(-∞,0)上f(x)为减函数且f(-1)=0,
即x<-1时,f(x)>0.
综上使<0的解集为(-∞,-1)∪(1,+∞).]
3.已知y=f(x)+x2是奇函数且f(1)=1,若g(x)=f(x)+2,则g(-1)=________.
-1 [∵y=f(x)+x2是奇函数,
∴f(-x)+(-x)2=-f(x)-x2,
∴f(x)+f(-x)+2x2=0,∴f(1)+f(-1)+2=0.
∵f(1)=1,∴f(-1)=-3.
∵g(x)=f(x)+2,∴g(-1)=f(-1)+2=-3+2=-1.]
4.已知定义在R上的函数f(x)满足f(1-x)=f(1+x),且f(x)在[1,+∞)上为单调减函数,则当x=________时,f(x)取得最大值;若不等式f(0)1 (0,2) [由f(1-x)=f(1+x)知,f(x)的图象关于直线x=1对称,又f(x)在(1,+∞)上单调递减,则f(x)在(-∞,1]上单调递增,所以当x=1时f(x)取到最大值.由对称性可知f(0)=f(2),所以f(0)已知f(x)为奇函数,且当x<0时,f(x)=x2+3x+2.若当x∈[1,3]时,n≤f(x)≤m恒成立,求m-n的最小值.
[解] 当x<0时,f(x)=x2+3x+2=2-,
∴当x∈[-3,-1]时,f(x)min=f
=-,f(x)max=f(-3)=2.
又∵函数为奇函数,∴函数在x∈[1,3]时的最小值和最大值分别是-2,,
∴m的最小值为,n的最大值为-2,
∴(m-n)min=-(-2)=,即m-n的最小值为.章末综合测评(五) 函数概念与性质
(满分:150分 时间:120分钟)
一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列各组函数中,表示同一个函数的是( )
A.y=x-1和y=
B.y=x0和y=1
C.f(x)=x2和g(x)=(x+1)2
D.f(x)=和g(x)=
D [A、B中两函数的定义域不同;C中两函数的解析式不同.]
2.函数f(x)=+的定义域是( )
A.[-1,+∞)
B.(-∞,0)∪(0,+∞)
C.[-1,0)∪(0,+∞)
D.R
C [要使函数有意义,需满足即x≥-1且x≠0.]
3.已知f(x)=则f
的值是( )
A.-
B.
C.
D.-
C [f
=-1=-,f
=-+1=.]
4.已知函数y=f(x)是奇函数,当x<0时,f(x)=x2+mx+1,且f(1)=-2,则实数m的值为( )
A.-4
B.0
C.4
D.2
B [因为函数y=f(x)是奇函数,所以f(-1)=-f(1),由当x<0时,f(x)=x2+mx+1,f(1)=-2,所以2-m=2,从而m=0,应选B.]
5.函数y=f(x)是R上的偶函数,且在(-∞,0]上是增函数,若f(a)≤f(2),则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-2]
B.[2,+∞)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞)
D.(-∞,-2]∪[2,+∞)
D [∵y=f(x)是偶函数,且在(-∞,0]上是增函数,
∴y=f(x)在[0,+∞)上是减函数,
由f(a)≤f(2),得f(|a|)≤f(2).
∴|a|≥2,得a≤-2或a≥2.]
6.函数f(x)=ax3+bx+4(a,b不为零),且f(5)=10,则f(-5)等于( )
A.-10
B.-2
C.-6
D.14
B [∵f(5)=125a+5b+4=10,
∴125a+5b=6,
∴f(-5)=-125a-5b+4
=-(125a+5b)+4
=-6+4=-2.]
7.设二次函数f(x)=ax2-2ax+c(a≠0)在区间[0,1]上单调递减,且f(m)≤f(0),则实数m的取值范围是( )
A.(-∞,0]
B.[2,+∞)
C.[0,2]
D.(-∞,0]∪[2,+∞)
C [二次函数的对称轴为x=1.由二次函数f(x)=ax2-2ax+c在区间[0,1]上单调递减,可知a>0,故该函数图象的开口向上,且f(0)=f(2).当f(m)≤f(0)时,有0≤m≤2.]
8.已知函数y=f(x)的定义域为∪,且f(x+1)为奇函数,当x<1时,f(x)=-x2-2x,则函数y=f(x)-的所有零点之和等于( )
A.4
B.5
C.6
D.12
A [因为f(x+1)为奇函数,所以图象关于对称,
所以函数y=f(x)的图象关于对称,即f+f=0.
当x<1时,f(x)=-x2-2x,
所以当x>1时,f(x)=x2-6x+8.
当-x2-2x=时,可得x1+x2=-2,
当x2-6x+8=时,可得x3+x4=6,
所以函数y=f(x)-的所有零点之和为6-2=4,故选A.]
二、选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的得0分)
9.对于定义在R上的函数f(x),下列判断错误的有( )
A.若f(-2)>f(2),则函数f(x)是R上的单调增函数
B.若f(-2)≠f(2),则函数f(x)不是偶函数
C.若f(0)=0,则函数f(x)是奇函数
D.函数f(x)在区间(-∞,0]上是单调增函数,在区间(0,+∞)上也是单调增函数,则f(x)是R上的单调增函数
ACD [对于A,列举反例f(x)=(x-2)2,A错误;对于B,若f(x)是偶函数,则f(-2)=f(2),即原命题的逆否命题为真,所以B正确;对于C,列举反例f(x)=|x|,C错误;对于D,列举反例f(x)=,所以D错误;故选ACD.]
10.已知二次函数y=x2-2ax+1在区间(2,3)内是单调函数,则实数a的取值可能是( )
A.1
B.2
C.-1
D.4
ABD [y=x2-2ax+1=(x-a)2+1-a2由已知得,
a≤2或a≥3.]
11.下列命题为真命题的是( )
A.函数y=|x-1|既是偶函数又在区间[1,+∞)上是增函数
B.函数f(x)=+的最小值为2
C.“x=2”是“x-2=”的充要条件
D.?x∈R,CD [y=|x-1|当x=1时,y=0,当x=-1时,y=2,所以y=|x-1|不是偶函数,选项A错误;令t=∈[3,+∞),g(x)=t+.根据对勾函数的单调性可得,g(t)在[3,+∞)是增函数,g(t)的最小值为,即f(x)的最小值为,选项B错误;x-2=≥0,2-x≥0,∴x=2,选项C正确;当x=1时,12.已知定义在R上函数f(x)的图象是连续不断的,且满足以下条件:①?x∈R,f(-x)=f(x);②?x1,x2∈(0,+∞),当x1≠x2时,都有>0;③f(-1)=0.则下列选项成立的是( )
A.f(3)>f(-4)
B.若f(m-1)C.若>0,x∈(-1,0)∪(1,+∞)
D.?x∈R,?M∈R,使得f(x)≥M
CD [由条件①得f(x)是偶函数,条件②得f(x)在(0,+∞)上单调递增,
所以f(3)若f(m-1)若>0,则或
因为f(-1)=f(1)=0,
所以x>1或-1因为定义在R上函数f(x)的图象是连续不断的,且在(0,+∞)上单调递增,
所以f(x)min=f(0),所以对?x∈R,只需M≤f(0)即可,故D正确;故选CD.]
三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在题中横线上)
13.函数y=log2(2x-4)+的定义域是________.
(2,3)∪(3,+∞) [由题意,得解得x>2且x≠3,所以函数y=log2(2x-4)+的定义域是(2,3)∪(3,+∞).
14.函数f(x)=x2-2x+3在区间[0,a]上的最大值为3,最小值为2,则实数a的取值范围为________.
[1,2] [函数f(x)=x2-2x+3在x=1处取得最小值为2,在x=0处取得最大值3,结合函数图象(略)可知实数a的取值范围为[1,2].]
15.已知函数f(x)=,那么f(f(3))=______;若存在实数a,使得f(a)=f(f(a)),则a
的个数是_________.(本题第一空2分,第二空3分)
1 4 [f(f(3))=f(-1)=1;令f(a)=t,即满足f(t)=t,
①t=1,即a=±1时,经检验,均满足题意;
②t<1,即-11时,f(t)=t2,由t=t2,解得t
=0或1(舍去);再由t=f(a)=0解得a=0或2;
③t>1,即a<-1时,f(t)=2-t,由t=2-t,解得t=1(舍去);综上所述:共有4个a.]
16.若f(x)是偶函数,其定义域为(-∞,+∞),且在[0,+∞)上是减函数,则f
与f
的大小关系是____________.
f
≥f
[因为a2+2a+=(a+1)2+≥,
又因为f(x)在[0,+∞)上是减函数,
所以f
≤f
=f
.]
四、解答题(本大题共6小题,共70分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(本小题满分10分)(1)求函数f(x)=x-2,x∈{0,2,5,-1}的最大值与最小值;
(2)已知函数y=f(x)(-1≤x≤4)的图象如图所示.根据函数图象回答:当y取得最大值时,对应的自变量是多少?函数的最小值是多少?
[解] (1)∵f(0)=-2,f(2)=0,f(5)=3,f(-1)=-3,
∴f(-1)∴f(x)=x-2的最大值为f(5)=3,最小值为f(-1)=-3.
(2)由图象可知函数的最高点的横坐标为4,此时对应的自变量为4;最小值是图象的最低点,其纵坐标为-2,即最小值为-2.
18.(本小题满分12分)(1)求函数f(x)=ln(4-2x)+(x-1)0+的定义域(要求用区间表示);
(2)若函数f(x+1)=x2-2x,求f(3)的值和f(x)的解析式.
[解] (1)要使函数有意义,需有
解得x<2且x≠1且x≠-1.
所以函数的定义域为(-∞,-1)∪(-1,1)∪(1,2).
(2)因为f(x+1)=x2-2x,所以令x=2,得f(3)=22-2×2=0.
用配凑法求函数解析式:∵f(x+1)=x2-2x,
∴f(x+1)=(x+1)2-4(x+1)+3,
故f(x)=x2-4x+3,(x∈R).
19.(本小题满分12分)已知函数f(x)=,x∈[3,5].
(1)确定f(x)的单调性;
(2)求f(x)的最大值和最小值.
[解] (1)f(x)===2-.
设3≤x1则f(x1)-f(x2)=2--2+=<0,即f(x1)∴f(x)在[3,5]上单调递增.
(2)∵f(x)在[3,5]上单调递增,
∴f(x)max=f(5)=,f(x)min=f(3)=.
20.(本小题满分12分)已知二次函数f(x)=x2+2(m-2)x+m-m2.
(1)若函数的图象经过原点,且满足f(2)=0,求实数m的值;
(2)若函数在区间[2,+∞)上为增函数,求m的取值范围.
[解] (1)∵f(0)=0,f(2)=0,
∴
∴m=1.
(2)∵y=f(x)在[2,+∞)上为增函数,
∴对称轴x=-≤2,∴m≥0,
∴实数m的取值范围是[0,+∞).
21.(本小题满分12分)大气中的温度随着高度的上升而降低,根据实测的结果上升到12
km为止,温度的降低大体上与升高的距离成正比,在12
km以上温度一定,保持在-55
℃.
(1)当地球表面大气的温度是a
℃时,在x
km的上空为y
℃,求a、x、y间的函数关系式;
(2)问当地表的温度是29
℃时,3
km上空的温度是多少?
[解] (1)由题设知,可设y-a=kx(0≤x≤12,k<0),即y=a+kx.
依题意,当x=12时,y=-55,
∴-55=a+12k,
解得k=-.
∴当0≤x≤12时,y=a-(55+a)(0≤x≤12).
又当x>12时,y=-55.
∴所求的函数关系式为
y=
(2)当a=29,x=3时,y=29-(55+29)=8,
即3
km上空的温度为8
℃.
22.(本小题满分12分)已知二次函数y=f(x)满足f(-2)=f(4)=-16,且f(x)的最大值为2.
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)求函数y=f(x)在[t,t+1](t>0)上的最大值.
[解] (1)因为二次函数y=f(x)满足f(-2)=f(4)=-16,且f(x)的最大值为2,
故函数图象的对称轴为x=1,
设函数f(x)=a(x-1)2+2,a<0.
根据f(-2)=9a+2=-16,
求得a=-2,
故f(x)=-2(x-1)2+2=-2x2+4x.
(2)当t≥1时,函数f(x)在[t,t+1]上是减函数,
故最大值为f(t)=-2t2+4t;
当0<t<1时,函数f(x)在[t,1]上是增函数,在[1,t+1]上是减函数,
故函数的最大值为f(1)=2.
综上,f(x)max=