高一上期中数学考试函数经典难题汇编(含解析)必修一(培优)

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必修一函数经典难题汇编
一、选择题:
1.(5分)定义在R上的偶函数f(x)满足:对任意的x1,x2∈(﹣∞,0)(x1≠x2),都有<0.则下列结论正确的是()
A.f(0.32)<f(20.3)<f(log25) B.f(log25)<f(20.3)<f(0.32)
C.f(log25)<f(0.32)<f(20.3) D.f(0.32)<f(log25)<f(20.3)2.(5分)函数f(x)=2sin(2x+),g(x)=mcos(2x﹣)﹣2m+3(m>0),若对任意x1∈[0,],存在x2∈[0,],使得g(x1)=f(x2)成立,则实数m的取值范围是()
A.B.C.D.
3.(5分)已知函数f(x)=e x﹣e﹣x+4sin3x+1,x∈(﹣1,1),若f(1﹣a)+f(1﹣a2)>2成立,则实数a的取值范围是()
A.(﹣2,1)B.(0,1) C.D.(﹣∞,﹣2)∪(1,+∞)4.(5分)已知函数f(x)=x2+e x﹣(x<0)与g(x)=x2+ln(x+a)图象上存在关于y轴对称的点,则a的取值范围是()
A.(﹣,)B.(﹣,)C.(﹣∞,)D.(﹣∞,)5.(5分)若x1满足2x+2x=5,x2满足2x+2log2(x﹣1)=5,x1+x2=()A.B.3 C.D.4
6.(5分)设函数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)=x2﹣x+1,则f(1)=()
A.1 B.2 C.3 D.4
7.(5分)已知函数f(x)=|log2x|,若0<b<a,且f(a)=f(b),则图象必定经过点(a,2b)的函数为()
A.y=B.y=2x C.y=2x D.y=x2
8.(4分)对于函数f(x),如果存在非零常数T,使得当x取定义域内的每一个值时,都有f(x+T)=f(x),那么函数f(x)就叫做周期函数,已知函数y=f(x)(x∈R)满足f(x+2)=f(x),且x∈[﹣1,1]时,f(x)=x2,则y=f(x)与y=log5x 的图象的交点个数为()
A.3 B.4 C.5 D.6
9.(5分)设函数f(x)是定义在R上的函数,满足f(x)=f(4﹣x),且对任意x1,x2∈(0,+∞),都有(x1﹣x2)[f(x1+2)﹣f(x2+2)]>0,则满足f(2﹣x)=f()的所有x的和为()
A.﹣3 B.﹣5 C.﹣8 D.8
10.(5分)设函数f(x)是定义在R上的函数,满足f(x)=f(4﹣x),且对任意x1,x2∈(0,+∞),都有(x1﹣x2)[f(x1+2)﹣f(x2+2)]>0,则满足f(2﹣x)=f()的所有x的和为()
A.﹣3 B.﹣5 C.﹣8 D.8
11.(5分)若函数f(x)=且满足对任意的实数x1≠x2都有>0成立,则实数a的取值范围是()
A.(1,+∞)B.(1,8) C.(4,8) D.[4,8)
12.(5分)已知在(﹣∞,+∞)上满足,则b的取值范围是()
A.(﹣∞,0)B.[1,+∞)C.(﹣1,1)D.[0,1)
13.(5分)设集合A={x|2x≤8},B={x|x≤m2+m+1},若A∪B=A,则实数m的取值范围为.()
A.[﹣2,1)B.[﹣2,1]C.[﹣2,﹣1)D.[﹣1,1)
14.(5分)定义函数序列:,f2(x)=f(f1(x)),f3(x)=f (f2(x)),…,f n(x)=f(f n﹣1(x)),则函数y=f2017(x)的图象与曲线
的交点坐标为()
A.B.C.D.
15.(3分)关于x的方程(a>0,且a≠1)解的个数是()A.2 B.1 C.0 D.不确定的
16.(5分)已知f(x)是定义在R上的偶函数,当x≥0时,f(x)=|x﹣1|,若方程f(x)=有4个不相等的实根,则实数a的取值范围是()A.(﹣,1)B.(,1)C.(,1)D.(﹣1,)
17.(5分)已知f(x)=ln(1﹣)+1,则f(﹣7)+f(﹣5 )+f(﹣3)+f(﹣1)+f(3 )+f(5)+f(7 )+f(9)=()
A.0 B.4 C.8 D.16
18.(5分)定义域是一切实数的函数y=f(x),其图象是连续不断的,且存在常数λ(λ∈R)使得f(x+λ)+λf(x)=0对任意实数x都成立,则称f(x)实数一个“λ一半随函数”,有下列关于“λ一半随函数”的结论:①若f(x)为“1一半随函数”,则f(0)=f(2);②存在a∈(1,+∞)使得f(x)=a x为一个“λ一半随函数;③“一半随函数”至少有一个零点;④f(x)=x2是一个“λ一班随函数”;其中正确的结论的个数是()
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
19.(5分)如图,定义在[﹣2,2]的偶函数f(x)的图象如图所示,则方程f
(f(x))=0的实根个数为()
A.3 B.4 C.5 D.7
20.(5分)已知函数f(x)=e x+2(x<0)与g(x)=ln(x+a)+2的图象上存在关于y轴对称的点,则实数a的取值范围是()
A.(﹣∞,e)B.(0,e) C.(e,+∞)D.(﹣∞,1)
21.(5分)已知定义在R上的函数f(x)满足:①f(x)+f(2﹣x)=0;②f(x ﹣2)=f(﹣x),③在[﹣1,1]上表达式为f(x)=,则函数f(x)与函数
g(x)=的图象在区间[﹣3,3]上的交点个数为()
A.5 B.6 C.7 D.8
22.(5分)已知函数y=f(x)是定义域为R的偶函数.当x≥0时,f(x)=若关于x的方程[f(x)]2+af(x)+b=0,a,b∈R有且仅有6
个不同实数根,则实数a的取值范围是()
A.B.
C.D.
23.(5分)函数f(x)=ln,则f(x)是()
A.奇函数,且在(0,+∞)上单调递减
B.奇函数,且在(0,+∞)上单凋递增
C.偶函数,且在(0,+∞)上单调递减
D.偶函数,且在(0,+∞)上单凋递增
二、填空题:
1.(5分)某投资公司准备在2016年年底将1000万元投资到某“低碳”项目上,据市场调研,该项目的年投资回报率为20%.该投资公司计划长期投资(每一年的利润和本金继续用作投资),若市场预期不变,大约在年的年底总资产(利润+本金)可以翻一番.(参考数据:lg2=0.3010,lg3=0.4771)
2.(5分)在函数①y=2x;②y=2﹣2x;③f(x)=x+x﹣1;④f(x)=x﹣x﹣3中,存在零点且为奇函数的序号是.
3.(5分)已知函数f(x)=,若存在实数k使得函数f(x)的值域为[0,2],则实数a的取值范围是.
4.(4分)已知函数f(x)=|ax﹣1|﹣(a﹣1)x
(1)当a=时,满足不等式f(x)>1的x的取值范围为;
(2)若函数f(x)的图象与x轴没有交点,则实数a的取值范围为.5.(4分)已知函数若存在x1,x2∈R,x1≠x2,使f (x1)=f(x2)成立,则实数a的取值范围是.
6.(5分)下列命题中
①若log a3>log b3,则a>b;
②函数f(x)=x2﹣2x+3,x∈[0,+∞)的值域为[2,+∞);
③设g(x)是定义在区间[a,b]上的连续函数.若g(a)=g(b)>0,则函数g(x)无零点;
④函数既是奇函数又是减函数.
其中正确的命题有.
7.(5分)已知函数,若方程f(x)﹣a=0有三个不同的实数根,则a的取值范围为.
8.(5分)方程=ax+a由两个不相等的实数根,则实数a的取值范围为.
9.(5分)已知函数,若函数g(x)=f(x)﹣m有3个零点,则实数m的取值范围是.
10.(5分)定义在R上的单调函数f(x)满足:f(x+y)=f(x)+f(y),若F(x)=f(asinx)+f(sinx+cos2x﹣3)在(0,π)上有零点,则a的取值范围是.
三、简答题:
1.(12分)已知函数f(x)=lg(a>0)为奇函数,函数g(x)=+b(b ∈R).
(Ⅰ)求a;
(Ⅱ)若b>1,讨论方徎g(x)=ln|x|实数根的个数;
(Ⅲ)当x∈[,]时,关于x的不等式f(1﹣x)≤lgg(x)有解,求b的取值范围.
2.(12分)已知函数f(x)=ax2+bx+c(a,b,c∈R).
(1)若a<0,b>0,c=0,且f(x)在[0,2]上的最大值为,最小值为﹣2,试求a,b的值;
(2)若c=1,0<a<1,且||≤2对任意x∈[1,2]恒成立,求b的取值范围.(用a来表示)
3.(12分)已知a∈R,函数f(x)=log2(+a).
(1)若f(1)<2,求实数a的取值范围;
(2)设函数g(x)=f(x)﹣log2[(a﹣4)x+2a﹣5],讨论函数g(x)的零点个数.
4.(12分)已知函数f(x)=.
(1)求f(f());
(2)若x0满足f(f(x0))=x0,且f(x0)≠x0,则称x0为f(x)的二阶不动点,求函数f(x)的二阶不动点的个数.
5.(12分)已知函数f(x)=ax2+4x﹣1.
(1)当a=1时,对任意x1,x2∈R,且x1≠x2,试比较f()与
的大小;
(2)对于给定的正实数a,有一个最小的负数g(a),使得x∈[g(a),0]时,﹣3≤f(x)≤3都成立,则当a为何值时,g(a)最小,并求出g(a)的最小值.
6.(12分)已知函数f(x)=x+﹣1(x≠0),k∈R.
(1)当k=3时,试判断f(x)在(﹣∞,0)上的单调性,并用定义证明;(2)若对任意x∈R,不等式f(2x)>0恒成立,求实数k的取值范围;
(3)当k∈R时,试讨论f(x)的零点个数.
7.(12分)已知函数f(x)=x2+ax(a>0)在[﹣1,2]上的最大值为8,函数g (x)是h(x)=e x的反函数.
(1)求函数g(f(x))的单调区间;
(2)求证:函数y=f(x)h(x)﹣(x>0)恰有一个零点x0,且g(x0)<x02h (x0)﹣1
(参考数据:e=2.71828…,ln2≈0.693).
8.(10分)已知函数f(x)=3x,g(x)=|x+a|﹣3,其中a∈R.
(Ⅰ)若函数h(x)=f[g(x)]的图象关于直线x=2对称,求a的值;
(Ⅱ)给出函数y=g[f(x)]的零点个数,并说明理由.
9.(10分)设函数f(x)的定义域为R,如果存在函数g(x),使得f(x)≥g (x)对于一切实数x都成立,那么称g(x)为函数f(x)的一个承托函数.已知函数f(x)=ax2+bx+c的图象经过点(﹣1,0).
(1)若a=1,b=2.写出函数f(x)的一个承托函数(结论不要求证明);
(2)判断是否存在常数a,b,c,使得y=x为函数f(x)的一个承托函数,且f (x)为函数的一个承托函数?若存在,求出a,b,c的值;若不存在,说明理由.
10.(10分)已知函数f(x)的定义域为R,若存在常数T≠0,使得f(x)=Tf (x+T)对任意的x∈R成立,则称函数f(x)是Ω函数.
(Ⅰ)判断函数f(x)=x,g(x)=sinπx是否是Ω函数;(只需写出结论)(Ⅱ)说明:请在(i)、(ii)问中选择一问解答即可,两问都作答的按选择(i)计分
(i)求证:若函数f(x)是Ω函数,且f(x)是偶函数,则f(x)是周期函数;(ii)求证:若函数f(x)是Ω函数,且f(x)是奇函数,则f(x)是周期函数;(Ⅲ)求证:当a>1时,函数f(x)=a x一定是Ω函数.
11.(10分)已知函数f(x),定义
(Ⅰ)写出函数F(2x﹣1)的解析式;
(Ⅱ)若F(|x﹣a|)+F(2x﹣1)=0,求实数a的值;
(Ⅲ)当时,求h(x)=cosx•F(x+sinx)的零点个数和值域.
12.(12分)已知函数f(x)=x2+2bx+c,且f(1)=f(3)=﹣1.设a>0,将函数f(x)的图象先向右平移a个单位长度,再向下平移a2个单位长度,得到函数g(x)的图象.
(Ⅰ)若函数g(x)有两个零点x1,x2,且x1<4<x2,求实数a的取值范围;(Ⅱ)设连续函数在区间[m,n]上的值域为[λ,μ],若有,则称该函数为“陡峭函数”.若函数g(x)在区间[a,2a]上为“陡峭函数”,求实数a的取值范围.
13.(12分)已知函数是奇函数,f(x)=lg(10x+1)+bx是偶函数.
(1)求a+b的值.
(2)若对任意的t∈[0,+∞),不等式g(t2﹣2t)+g(2t2﹣k)>0恒成立,求实数k的取值范围.
(3)设,若存在x∈(﹣∞,1],使不等式g(x)>h[lg(10a+9)]成立,求实数a的取值范围.
14.(12分)已知指数函数y=g(x)满足g(3)=8,又定义域为实数集R的函数f(x)=是奇函数.
(1)讨论函数y=f(x)的单调性;
(2)若对任意的t∈R,不等式f(2t﹣3t2)+f(t2﹣k)>0恒成立,求实数k的取值范围.
15.(12分)已知f(x)=3x+m•3﹣x为奇函数.
(1)求函数g(x)=f(x)﹣的零点;
(2)若对任意t∈R的都有f(t2+a2﹣a)+f(1+2at)≥0恒成立,求实数a的取值范围.
16.(8分)阅读下面材料,尝试类比探究函数y=x2﹣的图象,写出图象特征,并根据你得到的结论,尝试猜测作出函数对应的图象.
阅读材料:
我国著名数学家华罗庚先生曾说:数缺形时少直观,形少数时难入微,数形结合百般好,隔裂分家万事休.
在数学的学习和研究中,常用函数的图象来研究函数的性质,也常用函数的解析式来琢磨函数的图象的特征.我们来看一个应用函数的特征研究对应图象形状的例子.
对于函数y=,我们可以通过表达式来研究它的图象和性质,如:
(1)在函数y=中,由x≠0,可以推测出,对应的图象不经过y轴,即图象与y轴不相交;由y≠0,可以推测出,对应的图象不经过x轴,即图象与x轴不相交.
(2)在函数y=中,当x>0时y>0;当x<0时y<0,可以推测出,对应的图象只能在第一、三象限;
(3)在函数y=中,若x∈(0,+∞)则y>0,且当x逐渐增大时y逐渐减小,可以推测出,对应的图象越向右越靠近x轴;若x∈(﹣∞,0),则y<0,且当x逐渐减小时y逐渐增大,可以推测出,对应的图象越向左越靠近x轴;
(4)由函数y=可知f(﹣x)=﹣f(x),即y=是奇函数,可以推测出,对应的图象关于原点对称.
结合以上性质,逐步才想出函数y=对应的图象,如图所示,在这样的研究中,我们既用到了从特殊到一般的思想,由用到了分类讨论的思想,既进行了静态(特殊点)的研究,又进行了动态(趋势性)的思考.让我们享受数学研究的过程,传播研究数学的成果.
17.(10分)函数f(x)=log a(a x+1)+mx是偶函数.
(1)求m;
(2)当a>1时,若函数f(x)的图象与直线l:y=﹣mx+n无公共点,求n的取值范围.
18.(12分)已知函数g(x)=ax2﹣2ax+1+b(a≠0,b<1),在区间[2,3]上有最大值4,最小值1,设f(x)=.
(1)求a,b的值;
(2)不等式f(2x)﹣k•2x≥0在x∈[﹣1,1]上恒成立,求实数k的取值范围;(3)方程f(|2x﹣1|)+k(﹣3)有三个不同的实数解,求实数k的取值范围.
19.(12分)已知函数f(x)=.
(1)判断f(x)的奇偶性;
(2)判断f(x)在R上的单调性,并用定义证明;
(3)是否存在实数t,使不等式f(x﹣t)+f(x2﹣t2)≥0对一切x∈[1,2]恒成立?若存在,求出t的取值范围;若不存在,请说明理由.
20.(12分)已知函数.任取t∈R,若函数f(x)在区间[t,t+1]上的最大值为M(t),最小值为m(t),记g(t)=M(t)﹣m(t).(1)求函数f(x)的最小正周期及对称轴方程;
(2)当t∈[﹣2,0]时,求函数g(t)的解析式;
(3)设函数h(x)=2|x﹣k|,H(x)=x|x﹣k|+2k﹣8,其中实数k为参数,且满足关于t的不等式有解,若对任意x1∈[4,+∞),存在x2∈(﹣∞,4],使得h(x2)=H(x1)成立,求实数k的取值范围.
参考答案与解析
一、选择题:
1.(5分)定义在R上的偶函数f(x)满足:对任意的x1,x2∈(﹣∞,0)(x1≠x2),都有<0.则下列结论正确的是()
A.f(0.32)<f(20.3)<f(log25) B.f(log25)<f(20.3)<f(0.32)
C.f(log25)<f(0.32)<f(20.3) D.f(0.32)<f(log25)<f(20.3)
【解答】解:∵对任意x1,x2∈(﹣∞,0),且x1≠x2,都有<0,
∴f(x)在(﹣∞,0)上是减函数,
又∵f(x)是R上的偶函数,∴f(x)在(0,+∞)上是增函数,
∵0.32<20.3<log25
∴f(0.32)<f(20.3)<f(log25).
故选:A.
2.(5分)函数f(x)=2sin(2x+),g(x)=mcos(2x﹣)﹣2m+3(m>0),
若对任意x1∈[0,],存在x2∈[0,],使得g(x1)=f(x2)成立,则实数m的取值范围是()
A.B.C.D.
【解答】解:当x∈[0,]时,2x+∈[,],sin(2x+)∈[,
1],
f(x)=2sin(2x+)∈[1,2],
同理可得2x﹣∈[﹣,],cos(2x﹣)∈[,1],
g(x)=mcos(2x﹣)﹣2m+3∈[﹣+3,﹣m+3],
对任意x1∈[0,],存在x2∈[0,],使得g(x1)=f(x2)成立,
∴,求得1≤m≤,
故选:D.
3.(5分)已知函数f(x)=e x﹣e﹣x+4sin3x+1,x∈(﹣1,1),若f(1﹣a)+f(1﹣a2)>2成立,则实数a的取值范围是()
A.(﹣2,1)B.(0,1) C.D.(﹣∞,﹣2)∪(1,+∞)【解答】解:令g(x)=f(x)﹣1=e x﹣e﹣x+4sin3x,
则g(﹣x)=﹣g(x),即g(x)为奇函数,
若f(1﹣a)+f(1﹣a2)>2成立,
即g(1﹣a)+g(1﹣a2)>0成立,
即g(1﹣a)>﹣g(1﹣a2)=g(a2﹣1),
∵g′(x)=e x+e﹣x+12sin2xcosx≥0在x∈(﹣1,1)时恒成立,
故g(x)在(﹣1,1)上为增函数,
故﹣1<a2﹣1<1﹣a<1,
解得:a∈(0,1),
故选:B.
4.(5分)已知函数f(x)=x2+e x﹣(x<0)与g(x)=x2+ln(x+a)图象上存在关于y轴对称的点,则a的取值范围是()
A.(﹣,)B.(﹣,)C.(﹣∞,)D.(﹣∞,)【解答】解:由题意,存在x<0,
使f(x)﹣g(﹣x)=0,
即e x﹣﹣ln(﹣x+a)=0在(﹣∞,0)上有解,
令m(x)=e x﹣﹣ln(﹣x+a),
则m(x)=e x﹣﹣ln(﹣x+a)在其定义域上是增函数,
且x→﹣∞时,m(x)<0,
若a≤0时,x→a时,m(x)>0,
故e x﹣﹣ln(﹣x+a)=0在(﹣∞,0)上有解,
若a>0时,
则e x﹣﹣ln(﹣x+a)=0在(﹣∞,0)上有解可化为
e0﹣﹣ln(a)>0,
即lna<,
故0<a<.
综上所述,a∈(﹣∞,).
故选:C
5.(5分)若x1满足2x+2x=5,x2满足2x+2log2(x﹣1)=5,x1+x2=()A.B.3 C.D.4
【解答】解:由题意①
2x2+2log2(x2﹣1)=5 ②
所以,
x1=log2(5﹣2x1)即2x1=2log2(5﹣2x1)
令2x1=7﹣2t,代入上式得7﹣2t=2log2(2t﹣2)=2+2log2(t﹣1)
∴5﹣2t=2log2(t﹣1)与②式比较得t=x2
于是2x1=7﹣2x2
即x1+x2=
故选C
6.(5分)设函数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)=x2﹣x+1,则f(1)=()
A.1 B.2 C.3 D.4
【解答】解:根据条件,f(﹣x)=f(x),g(﹣x)=﹣g(x);
∴由f(x)﹣g(x)=x2﹣x+1①得,f(﹣x)﹣g(﹣x)=x2+x+1=f(x)+g(x);即f(x)+g(x)=x2+x+1②;
①+②得,2f(x)=2(x2+1);
∴f(x)=x2+1;
∴f(1)=2.
7.(5分)已知函数f(x)=|log2x|,若0<b<a,且f(a)=f(b),则图象必定经过点(a,2b)的函数为()
A.y=B.y=2x C.y=2x D.y=x2
【解答】解:函数f(x)=|log2x|的图象如下图所示:
若0<b<a,且f(a)=f(b),
则b<1<a,且log2b=﹣log2a,
即ab=1,
故图象必定经过点(a,2b)的函数为y=,
故选:A.
8.(4分)对于函数f(x),如果存在非零常数T,使得当x取定义域内的每一个值时,都有f(x+T)=f(x),那么函数f(x)就叫做周期函数,已知函数y=f(x)(x∈R)满足f(x+2)=f(x),且x∈[﹣1,1]时,f(x)=x2,则y=f(x)与y=log5x 的图象的交点个数为()
A.3 B.4 C.5 D.6
【解答】解:∵函数y=f(x)(x∈R)满足f(x+2)=f(x),
∴f(x)是周期为2的周期性函数,
又x∈[﹣1,1]时,f(x)=x2.
根据函数的周期性画出图形,如图,
由图可得y=f(x)与y=log5x的图象有4个交点
9.(5分)设函数f(x)是定义在R上的函数,满足f(x)=f(4﹣x),且对任意x1,x2∈(0,+∞),都有(x1﹣x2)[f(x1+2)﹣f(x2+2)]>0,则满足f(2﹣x)=f()的所有x的和为()
A.﹣3 B.﹣5 C.﹣8 D.8
【解答】解:∵对任意x1,x2∈(0,+∞),都有(x1﹣x2)[f(x1+2)﹣f(x2+2)]>0,
∴f(x)在(2,+∞)上递增,
又∵f(x)=f(4﹣x),
∴f(2﹣x)=f(2+x),
即函数关于x=2对称,
∵f(2﹣x)=f(),
∴2﹣x=,或2﹣x+=4,
∴x2+5x+3=0或x2+3x﹣3=0,
∴满足f(2﹣x)=f()的所有x的和为﹣8,
故选C.
10.(5分)设函数f(x)是定义在R上的函数,满足f(x)=f(4﹣x),且对任意x1,x2∈(0,+∞),都有(x1﹣x2)[f(x1+2)﹣f(x2+2)]>0,则满足f(2﹣x)=f()的所有x的和为()
A.﹣3 B.﹣5 C.﹣8 D.8
【解答】解:∵对任意x1,x2∈(0,+∞),都有(x1﹣x2)[f(x1+2)﹣f(x2+2)]>0,
∴f(x)在(2,+∞)上递增,
又∵f(x)=f(4﹣x),
∴f(2﹣x)=f(2+x),
即函数关于x=2对称,
∵f(2﹣x)=f(),
∴2﹣x=,或2﹣x+=4,
∴x2+5x+3=0或x2+3x﹣3=0,
∴满足f(2﹣x)=f()的所有x的和为﹣8,
故选C.
11.(5分)若函数f(x)=且满足对任意的实数x1≠x2都有>0成立,则实数a的取值范围是()
A.(1,+∞)B.(1,8) C.(4,8) D.[4,8)
【解答】解:∵对任意的实数x1≠x2都有>0成立,
∴函数f(x)=在R上单调递增,
∴,
解得:a∈[4,8),
故选:D
12.(5分)已知在(﹣∞,+∞)上满足
,则b的取值范围是()
A.(﹣∞,0)B.[1,+∞)C.(﹣1,1)D.[0,1)
【解答】解:由题意,在(﹣∞,+∞)上单调递增,
∴,∴2≤a<3,0≤b<1,
故选D.
13.(5分)设集合A={x|2x≤8},B={x|x≤m2+m+1},若A∪B=A,则实数m的取值范围为.()
A.[﹣2,1)B.[﹣2,1]C.[﹣2,﹣1)D.[﹣1,1)
【解答】解:集合A={x|2x≤8}={x|x≤3},
因为A∪B=A,
所以B⊆A,
所以m2+m+1≤3,
解得﹣2≤m≤1,即m∈[﹣2,1].
故选:B.
14.(5分)定义函数序列:,f2(x)=f(f1(x)),f3(x)=f (f2(x)),…,f n(x)=f(f n﹣1(x)),则函数y=f2017(x)的图象与曲线
的交点坐标为()
A.B.C.D.
【解答】解:由题意f1(x)=f(x)=.
f2(x)=f(f1(x))==,
f3(x)=f(f2(x))==,

f n(x)=f(f n﹣1(x))=,
∴f2017(x)=,
由得:,或,
由中x≠1得:
函数y=f2017(x)的图象与曲线的交点坐标为,
故选:A
15.(3分)关于x的方程(a>0,且a≠1)解的个数是()A.2 B.1 C.0 D.不确定的
【解答】解:由题意a x=﹣x2+2x+a,﹣x2+2x+a>0.
令f(x)=a x,g(x)=﹣x2+2x+a,
(1)当a>1时,
f(x)=a x在(﹣∞,+∞)上单调递增,且f(0)=1,f(1)=a,
g(x)=﹣x2+2x+a在[0,1]上单调递增,在[1,+∞)上单调递减,且g(0)=a,g(1)=1+a,
在[0,1]上,f(x)<g(x),
∵g(x)在x<0及x>1时分别有一个零点,而f(x)恒大于零,
∴f(x)与g(x)的图象在x<0及x>1时分别有一个交点,
∴方程有两个解;
(2)当a<1时,
f(x)=a x在(﹣∞,+∞)上单调递减,且f(0)=1,f(1)=a,
g(x)=﹣x2+2x+a在[0,1]上单调递增,在[1,+∞)上单调递减,且g(0)=a,g(1)=1+a,
f(0)>g(0),f(1)<g(1),
∴在(0,1)上f(x)与g(x)有一个交点,
又g(x)在x>1时有一个零点,而f(x)恒大于零,
∴f(x)与g(x)的图象在x>1时还有一个交点,
∴方程有两个解.
综上所述,方程有两个解.
故选:A.
16.(5分)已知f(x)是定义在R上的偶函数,当x≥0时,f(x)=|x﹣1|,若方程f(x)=有4个不相等的实根,则实数a的取值范围是()A.(﹣,1)B.(,1)C.(,1)D.(﹣1,)
【解答】解:设x<0,则﹣x>0,
∵当x≥0时,f(x)=|x﹣1|,∴f(﹣x)=|﹣x﹣1|=|x+1|,
∵f(x)是定义在R上的偶函数,∴f(x)=f(﹣x)=|x+1|,
则f(x)=,即,
由f(x)=得,f2(x)=x+a,
画出函数y=x+a与y=f2(x)的图象,如图所示:
由图知,当直线y=x+a过点A时有三个交点,
且A(1,1),此时a=1,
当直线y=x+a相切与点P时有三个交点,
由图知,y=f2(x)=(x+1)2=x2+2x+1,
则y′=2x+2,令y′=2x+2=1得x=,则y=,
此时切点P(,),代入y=x+a得a=,
∵方程f(x)=有4个不相等的实根,
∴函数y=x+a与y=f2(x)的图象有四个不同的交点,
由图可得,实数a的取值范围是(,1),
故选B.
17.(5分)已知f(x)=ln(1﹣)+1,则f(﹣7)+f(﹣5 )+f(﹣3)+f(﹣1)+f(3 )+f(5)+f(7 )+f(9)=()
A.0 B.4 C.8 D.16
【解答】解:∵f(x)=ln(1﹣)+1,
则f(﹣7)=ln9﹣ln7+1,
f(﹣5 )=ln7﹣ln5+1,
f(﹣3)=ln5﹣ln3+1,
f(﹣1)=ln3+1,
f(3 )=﹣ln3+1,
f(5)=ln3﹣ln5+1,
f(7 )=ln5﹣ln7+1,
f(9)=ln7﹣ln9+1,
则f(﹣7)+f(﹣5 )+f(﹣3)+f(﹣1)+f(3 )+f(5)+f(7 )+f(9)=8,故选:C.
18.(5分)定义域是一切实数的函数y=f(x),其图象是连续不断的,且存在常数λ(λ∈R)使得f(x+λ)+λf(x)=0对任意实数x都成立,则称f(x)实数一个“λ一半随函数”,有下列关于“λ一半随函数”的结论:①若f(x)为“1一半随函数”,则f(0)=f(2);②存在a∈(1,+∞)使得f(x)=a x为一个“λ一半随函数;③“一半随函数”至少有一个零点;④f(x)=x2是一个“λ一班随函数”;其中正确的结论的个数是()
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解答】解:①、若f(x)为“1一半随函数”,则f(x+1)+f(x)=0,可得f(x+1)=﹣f(x),
可得f(x+2)=﹣f(x+1)=f(x),因此x=0,可得f(0)=f(2);故①正确;②、假设f(x)=a x是一个“λ一半随函数”,则a x+λ+λa x=0对任意实数x成立,
则有aλ+λ=0,而此式有解,所以f(x)=a x是“λ一半随函数”,故②正确.
③、令x=0,得f()+f(0)=0.所以f()=﹣f(0),
若f(0)=0,显然f(x)=0有实数根;若f(0)≠0,f()•f(0)=﹣(f (0))2<0,
又因为f(x)的函数图象是连续不断,所以f(x)在(0,)上必有实数根,因此任意的“﹣一半随函数”必有根,即任意“﹣一半随函数”至少有一个零点.故③正确.
④、假设f(x)=x2是一个“λ一半随函数”,则(x+λ)2+λx2=0,
即(1+λ)x2+2λx+λ2=0对任意实数x成立,所以λ+1=2λ=λ2=0,而此式无解,所以f(x)=x2不是一个“λ﹣同伴函数”.故④错误
正确判断:①②③.
故选:C.
19.(5分)如图,定义在[﹣2,2]的偶函数f(x)的图象如图所示,则方程f
(f(x))=0的实根个数为()
A.3 B.4 C.5 D.7
【解答】解:定义在[﹣2,2]的偶函数f(x)的图象如图:函数是偶函数,
函数的值域为:f(x)∈[﹣2,1],函数的零点为:x1,0,x2,
x1∈(﹣2,﹣1),x2∈(1,2),
令t=f(x),则f(f(x))=0,即f(t)=0可得,t=x1,0,x2,
f(x)=x1∈(﹣2,﹣1)时,存在f[f(x1)]=0,
此时方程的根有2个.
x2∈(1,2)时,不存在f[f(x2)]=0,方根程没有根.
f[f(0)]=f(0)=f(x1)=f(x2)=0,有3个.
所以方程f(f(x))=0的实根个数为:5个.
故选:C.
20.(5分)已知函数f(x)=e x+2(x<0)与g(x)=ln(x+a)+2的图象上存在关于y轴对称的点,则实数a的取值范围是()
A.(﹣∞,e)B.(0,e) C.(e,+∞)D.(﹣∞,1)
【解答】解:由题意知,方程f(﹣x)﹣g(x)=0在(0,+∞)上有解,
即e﹣x﹣ln(x+a)=0在(0,+∞)上有解,
即函数y=e﹣x与y=ln(x+a)在(0,+∞)上有交点,
则lna<1,
即0<a<e,
则a的取值范围是:(0,e).
故选:B.
21.(5分)已知定义在R上的函数f(x)满足:①f(x)+f(2﹣x)=0;②f(x ﹣2)=f(﹣x),③在[﹣1,1]上表达式为f(x)=,则函数f(x)与函数
g(x)=的图象在区间[﹣3,3]上的交点个数为()
A.5 B.6 C.7 D.8
【解答】解:由f(x)+f(2﹣x)=0,可得函数f(x)的图象关于点M(1,0)对称.
由f(x﹣2)=f(﹣x),可得函数f(x)的图象关于直线x=﹣1对称.
又在[﹣1,1]上表达式为f(x)=,可得图象:进而得到在区间[﹣3,3]上的图象.
画出函数g(x)=在区间[﹣3,3]上的图象,
其交点个数为6个.
故选:B.
22.(5分)已知函数y=f(x)是定义域为R的偶函数.当x≥0时,f(x)=
若关于x的方程[f(x)]2+af(x)+b=0,a,b∈R有且仅有6
个不同实数根,则实数a的取值范围是()
A. B.
C.D.
【解答】解:依题意f(x)在(﹣∞,﹣2)和(0,2)上递增,
在(﹣2,0)和(2,+∞)上递减,
当x=±2时,函数取得极大值;
当x=0时,取得极小值0.要使关于x的方程[f(x)]2+af(x)+b=0,a,b∈R 有且只有6个不同实数根,
设t=f(x),则则有两种情况符合题意:
(1),且,
此时﹣a=t1+t2,则;
(2)t1∈(0,1],,
此时同理可得,
综上可得a的范围是.
故选答案C.
23.(5分)函数f(x)=ln,则f(x)是()
A.奇函数,且在(0,+∞)上单调递减
B.奇函数,且在(0,+∞)上单凋递增
C.偶函数,且在(0,+∞)上单调递减
D.偶函数,且在(0,+∞)上单凋递增
【解答】解:由x(e x﹣e﹣x)>0,得f(x)的定义域是(﹣∞,0)∪(0,+∞),而f(﹣x)=ln=ln=f(x),
∴f(x)是偶函数,
x>0时,y=x(e x﹣e﹣x)递增,
故f(x)在(0,+∞)递增,
故选:D.
二、填空题:
1.(5分)某投资公司准备在2016年年底将1000万元投资到某“低碳”项目上,据市场调研,该项目的年投资回报率为20%.该投资公司计划长期投资(每一年的利润和本金继续用作投资),若市场预期不变,大约在2020年的年底总资产(利润+本金)可以翻一番.(参考数据:lg2=0.3010,lg3=0.4771)
【解答】解:假设n年后总资产可以翻一番,依题意得:a×(1+20%)n=2a,即1.2n=2,
两边同时取对数得,n=≈3.8
所以大约经过4年,即在2020年底总资产可以翻一番.
2.(5分)在函数①y=2x;②y=2﹣2x;③f(x)=x+x﹣1;④f(x)=x﹣x﹣3中,存在零点且为奇函数的序号是④.
【解答】解:函数①y=2x不存在零点且为非奇非偶函数,故不满足条件;
函数②y=2﹣2x存在零点1,但为非奇非偶函数,故不满足条件;
函数③f(x)=x+x﹣1不存在零点,为奇函数,故不满足条件;
函数④f(x)=x﹣x﹣3存在零点1且为奇函数,故满足条件;
故答案为:④.
3.(5分)已知函数f(x)=,若存在实数k使得函数
f(x)的值域为[0,2],则实数a的取值范围是[1,2] .
【解答】解:当﹣1≤x≤k时,函数f(x)=log2(1﹣x)+1为减函数,
且在区间左端点处有f(﹣1)=2,
令f(x)=0,解得x=,
令f(x)=x|x﹣1|=2,解得x=2,
∵f(x)的值域为[0,2],
∴k≤,
当k≤x≤a时,f(x)=x|x﹣1|=,
∴f(x)在[k,],[1,a]上单调递增,在[,1]上单调递减,
从而当x=1时,函数有最小值,即为f(1)=0
函数在右端点的函数值为f(2)=2,
∵f(x)的值域为[0,2],
∴1≤a≤2
故答案为:[1,2]
4.(4分)已知函数f(x)=|ax﹣1|﹣(a﹣1)x
(1)当a=时,满足不等式f(x)>1的x的取值范围为(2,+∞);(2)若函数f(x)的图象与x轴没有交点,则实数a的取值范围为[,1).【解答】解:(1)a=时,f(x)=|x﹣1|+x=,
∵f(x)>1,
∴,
解得x>2,
故x的取值范围为(2,+∞),
(2)函数f(x)的图象与x轴没有交点,
①当a≥1时,f(x)=|ax﹣1|与g(x)=(a﹣1)x的图象:
两函数的图象恒有交点,
②当0<a<1时,f(x)=|ax﹣1|与g(x)=(a﹣1)x的图象:
要使两个图象无交点,斜率满足:a﹣1≥﹣a,
∴a≥,故≤≤a<1
③当a≤0时,f(x)=|ax﹣1|与g(x)=(a﹣1)x的图象:
两函数的图象恒有交点,
综上①②③知:≤a<1
故答案为:(2,+∞),[,1)
5.(4分)已知函数若存在x1,x2∈R,x1≠x2,使f (x1)=f(x2)成立,则实数a的取值范围是(﹣∞,).
【解答】解:当x≥0时,2x﹣1≥0,
当x<0时,
若a=0,则f(x)=2恒成立,满足条件;
若a>0,则f(x)<2﹣3a,若存在x1,x2∈R,x1≠x2,使f(x1)=f(x2)成立,则2﹣3a>0,
即a∈(0,);
若a>0,则f(x)<2﹣3a,若存在x1,x2∈R,x1≠x2,使f(x1)=f(x2)成立,则2﹣3a>0,
即a∈(0,);
若a<0,则f(x)>2﹣3a,满足条件,
综上可得:a∈(﹣∞,);
故答案为:(﹣∞,)
6.(5分)下列命题中
①若log a3>log b3,则a>b;
②函数f(x)=x2﹣2x+3,x∈[0,+∞)的值域为[2,+∞);
③设g(x)是定义在区间[a,b]上的连续函数.若g(a)=g(b)>0,则函数g(x)无零点;
④函数既是奇函数又是减函数.
其中正确的命题有②④.
【解答】解:若log a3>log b3>0,则a<b,故①错误;
函数f(x)=x2﹣2x+3的图象开口朝上,且以直线x=1为对称轴,
当x=1时,函数取最小值2,无最大值,故函数f(x)=x2﹣2x+3,x∈[0,+∞)的值域为[2,+∞);
故②正确;
g(x)是定义在区间[a,b]上的连续函数.若g(a)=g(b)>0,
则函数g(x)可能存在零点;
故③错误;
数满足h(﹣x)=﹣h(x),故h(x)为奇函数,
又由=﹣e x<0恒成立,故h(x)为减函数
故④正确;
故答案为:②④.
7.(5分)已知函数,若方程f(x)﹣a=0有三个不同的实数根,则a的取值范围为0<a<1.
【解答】解:∵函数,
∴作出函数f(x)的图象如右图所示,
∵方程f(x)﹣a=0有三个不同的实数根,
则函数y=f(x)的图象与y=a的图象有三个不同的交点,
根据图象可知,a的取值范围为0<a<1.
故答案为:0<a<1.
8.(5分)方程=ax+a由两个不相等的实数根,则实数a的取值范围为[0,).
【解答】解:设f(x)=,如图所示,表示以(2,0)为圆心,1为半径的半圆,
由圆心(2,0)到y=ax+a的距离=1,
可得a=,
∵方程=ax+a有两个不相等的实数根,
∴实数a的取值范围为[0,).
故答案为[0,).
9.(5分)已知函数,若函数g(x)=f(x)﹣m有3
个零点,则实数m的取值范围是(0,1).
【解答】解:令g(x)=f(x)﹣m=0,
得m=f(x)
作出y=f(x)与y=m的图象,
要使函数g(x)=f(x)﹣m有3个零点,
则y=f(x)与y=m的图象有3个不同的交点,
所以0<m<1,
故答案为:(0,1).
10.(5分)定义在R上的单调函数f(x)满足:f(x+y)=f(x)+f(y),若F(x)=f(asinx)+f(sinx+cos2x﹣3)在(0,π)上有零点,则a的取值范围是[2,+∞).
【解答】解:①令x=y=0,则f(0)=2f(0),则f(0)=0;
再令y=﹣x,则f(x﹣x)=f(x)+f(﹣x)=0,
且f(x)定义域为R,关于原点对称.
∴f(x)是奇函数.
②F(x)=f(asinx)+f(sinx+cos2x﹣3)在(0,π)上有零点.
∴f(asinx)+f(sinx+cos2x﹣3)=0在(0,π)上有解;
∴f(asinx)=﹣f(sinx+cos2x﹣3)=f(﹣sinx﹣cos2x+3)在(0,π)上有解;
又∵函数f(x)是R上的单调函数,
∴asinx=﹣sinx﹣cos2x+3在(0,π)上有解.
∵x∈(0,π),
∴sinx≠0;
∴a==sinx+﹣1;
令t=sinx,t∈(0,1];
则a=t+﹣1;
∵y=t+,<0,因此函数y在(0,1]上单调递减,
∴a≥2.
故答案为:[2,+∞).
三、简答题:
1.(12分)已知函数f(x)=lg(a>0)为奇函数,函数g(x)=+b(b ∈R).
(Ⅰ)求a;
(Ⅱ)若b>1,讨论方徎g(x)=ln|x|实数根的个数;
(Ⅲ)当x∈[,]时,关于x的不等式f(1﹣x)≤lgg(x)有解,求b的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)由为奇函数得:f(﹣x)+f(x)=0,即,(2分)
所以,解得a=1,(4分)
(Ⅱ)当b>1时,设,
则h(x)是偶函数且在(0,+∞)上递减

所以h(x)在(0,+∞)上有惟一的零点,方徎g(x)=ln|x|有2个实数根.…(8分)
(Ⅲ)不等式f(1﹣x)≤lgg(x)等价于,
即在有解,
故只需,(10分)
因为,所以,
函数,
所以,
所以b≥﹣13,所以b的取值范围是[﹣13,+∞).(12分)
2.(12分)已知函数f(x)=ax2+bx+c(a,b,c∈R).
(1)若a<0,b>0,c=0,且f(x)在[0,2]上的最大值为,最小值为﹣2,
试求a,b的值;
(2)若c=1,0<a<1,且||≤2对任意x∈[1,2]恒成立,求b的取值范围.(用a来表示)
【解答】(1)抛物线的对称轴为,
①当时,即b>﹣4a时,
当时,,f(x)min=f(2)=4a+2b+c=﹣2,
∴,
∴a=﹣2,b=3.
②当时,即b≥﹣4a时,f(x)在[0,2]上为增函数,f(x)min=f(0)=0与f(x)min=﹣2矛盾,无解,
综合得:a=﹣2,b=3.
(2)对任意x∈[1,2]恒成立,即对任意x∈[1,2]恒成立,
即对任意x∈[1,2]恒成立,
令,则,
∵0<a<1,∴,
(ⅰ)若,即时,g(x)在[1,2]单调递减,此时

即,得,此时,∴
∴.
(ⅱ)若,即时,g(x)在单调递减,在
单调递增,
此时,,
只要,
当时,,
当时,,.
综上得:①时,;
②时,;
③时,.
3.(12分)已知a∈R,函数f(x)=log2(+a).
(1)若f(1)<2,求实数a的取值范围;
(2)设函数g(x)=f(x)﹣log2[(a﹣4)x+2a﹣5],讨论函数g(x)的零点个数.
【解答】解:(1)若f(1)<2,
则log2(1+a)<2,
即0<1+a<4,
解得:a∈(﹣1,3);
(2)令函数g(x)=f(x)﹣log2[(a﹣4)x+2a﹣5]=0,
则f(x)=log2[(a﹣4)x+2a﹣5],
即+a=(a﹣4)x+2a﹣5,
即(a﹣4)x2+(a﹣5)x﹣1=0,
①当a=4时,方程可化为:﹣x﹣1=0,解得:x=﹣1,
此时+a=(a﹣4)x+2a﹣5=3,满足条件,
即a=4时函数g(x)有一个零点;
②当(a﹣5)2+4(a﹣4)=0时,a=3,方程可化为:﹣x2﹣2x﹣1=0,解得:x=﹣1,
此时+a=(a﹣4)x+2a﹣5=2,满足条件,
即a=3时函数g(x)有一个零点;
③当(a﹣5)2+4(a﹣4)>0时,a≠3,
方程有两个根,x=﹣1,或x=,
当x=﹣1时,+a=(a﹣4)x+2a﹣5=a﹣1,当a>1时,满足条件,
当x=时,+a=(a﹣4)x+2a﹣5=2a﹣4,当a>2时,满足条件,
综上可得:1<a≤2时,函数g(x)有一个零点;
a>2且a≠3且a≠4时函数g(x)有两个零点;
4.(12分)已知函数f(x)=.
(1)求f(f());
(2)若x0满足f(f(x0))=x0,且f(x0)≠x0,则称x0为f(x)的二阶不动点,求函数f(x)的二阶不动点的个数.
【解答】解:(1)∵f(x)=.
∴f())=ln=,
∴f(f())=f()=2﹣2×=1;
(2)函数f(x)=.x∈[0,),f(x)=2﹣2x∈(1,2],
x∈[,1),f(x)=2﹣2x∈(0,1],
x∈[1,e],f(x)=lnx∈(0,1),
∴f(f(x))=,
若x0满足f(f(x0))=x0,且f(x0)≠x0,则称x0为f(x)的二阶不动点,
所以:x0∈[0,),ln(2﹣2x0)=x0,由y=ln(2﹣x0),y=x0,图象可知:
存在满足题意的不动点.
x0∈[,1),﹣2+4x0=x0,解得x0=,满足f()=.不是f(x)的二阶不动点.
x0∈[1,e],2﹣2lnx0=x0,即2﹣x0=2lnx0,由y=2﹣x0,y=2lnx0,图象可知:
存在满足题意的不动点.
函数f(x)的二阶不动点的个数为:2个.
5.(12分)已知函数f(x)=ax2+4x﹣1.
(1)当a=1时,对任意x1,x2∈R,且x1≠x2,试比较f()与
的大小;
(2)对于给定的正实数a,有一个最小的负数g(a),使得x∈[g(a),0]时,﹣3≤f(x)≤3都成立,则当a为何值时,g(a)最小,并求出g(a)的最小
值.
【解答】解:(1)a=1时,f(x)=x2+4x﹣1,
f()=+2(x1+x2)﹣1=++x1x2+2(x1+x2)﹣1,==++2(x1+x2)﹣1;
故f()﹣=﹣﹣+x1x2=﹣≤0;(2)∵f(x)=ax2+4x﹣1=a(x+)2﹣1﹣,
显然f(0)=﹣1,对称轴x=﹣<0.
①当﹣1﹣<﹣3,即0<a<2时,g(a)∈(﹣,0),且f[g(a)]=﹣3.令ax2+4x﹣1=﹣3,解得x=,
此时g(a)取较大的根,即g(a)==,
∵0<a<2,∴g(a)>﹣1.
②当﹣1﹣≥﹣3,即a≥2时,g(a)<﹣,且f[g(a)]=3.
令ax2+4x﹣1=3,解得x=,
此时g(a)取较小的根,即g(a)==,
∵a≥2,∴g(a)=≥﹣3.当且仅当a=2时,取等号.
∵﹣3<﹣1∴当a=2时,g(a)取得最小值﹣3.
6.(12分)已知函数f(x)=x+﹣1(x≠0),k∈R.
(1)当k=3时,试判断f(x)在(﹣∞,0)上的单调性,并用定义证明;(2)若对任意x∈R,不等式f(2x)>0恒成立,求实数k的取值范围;(3)当k∈R时,试讨论f(x)的零点个数.
【解答】解:(1)当k=3,x∈(﹣∞,0)时,f(x)=x﹣,
>0,
∴f(x)在(﹣∞,0)上单调递增.
证明:在(﹣∞,0)上任取x1,x2,令x1<x2,
f(x1)﹣f(x2)=()﹣()=(x1﹣x2)(1+),∵x1,x2∈(﹣∞,0),x1<x2,∴,
∴f(x1)﹣f(x2)<0,
∴f(x)在(﹣∞,0)上单调递增.
(2)设2x=t,则t>0,f(t)=t+,
①当k>0时,f′(t)=1﹣,
t=时,f′(t)=0,且f(t)取最小值,
f()==2﹣1,
当k时,f()=2﹣1>0,
当0<k≤时,f()=2﹣1≤0,
∴k>时,f(2x)>0成立;0<k≤时,f(2x)>0不成立.
②当k=0时,f(t)=t﹣1,
∵t∈(0,+∞),不满足f(t)恒大于0,∴舍去.
③当k<0时,f恒大于0,
∵,且f(x)在(0,+∞)内连续,
∴不满足f(t)>0恒成立.
综上,k的取值范围是(,+∞).
(3)由f(x)=x+﹣1=0,(x≠0),k∈R.
得x+﹣1=0,
∴k=|x|•(1﹣x),x≠0,
当x>0时,k=x(1﹣x),当x<0时,k=﹣x(1﹣x),
∴结合图象得:
当k>或k≤0时,f(x)有1个零点;
当k=时,f(x)有2个零点;
当0<k<时,f(x)有3个零点.
7.(12分)已知函数f(x)=x2+ax(a>0)在[﹣1,2]上的最大值为8,函数g (x)是h(x)=e x的反函数.
(1)求函数g(f(x))的单调区间;
(2)求证:函数y=f(x)h(x)﹣(x>0)恰有一个零点x0,且g(x0)<x02h (x0)﹣1
(参考数据:e=2.71828…,ln2≈0.693).
【解答】解:(1)函数g(x)是h(x)=e x的反函数,
可得g(x)=lnx;
函数f(x)=x2+ax(a>0)在[﹣1,2]上的最大值为8,
只能是f(﹣1)=8或f(2)=8,
即有1﹣a=8或4+2a=8,
解得a=2(﹣7舍去),
函数g(f(x))=ln(x2+2x),
由x2+2x>0,可得x>0或x<﹣2.
由复合函数的单调性,可得
函数g(f(x))的单调增区间为(0,+∞);
单调减区间为(﹣∞,﹣2);
(2)证明:由(1)得:f(x)=x2+2x,即φ(x)=f(x)h(x)﹣,(x>0),设0<x1<x2,则x1﹣x2<0,x1x2>0,∴<0,
∵f(x)在(0,+∞)递增且f(x)>0,
∴f(x2)>f(x1)>0,
∵>>0,∴f(x1)<f(x2),
∴φ(x1)﹣φ(x2)=f(x1)﹣f(x2)+<0,
即φ(x1)<φ(x2),∴φ(x)在(0,+∞)递增;
∵φ()=﹣2>﹣2=0,
φ()=﹣e<﹣e<0,
即φ()φ()<0,
∴函数y=f(x)h(x)﹣(x>0)恰有1个零点x0,且x0∈(,),
∴(+2x0)﹣=0,即=,
∴h(x0)﹣g(x0)=﹣lnx0=﹣lnx0,
∵y=﹣lnx在(0,)上是减函数,
∴﹣lnx0>﹣ln=+ln2>+0.6=1,
即g(x0)<h(x0)﹣1,
综上,函数y=f(x)h(x)﹣(x>0)恰有一个零点x0,且g(x0)<x02h(x0)﹣1.
8.(10分)已知函数f(x)=3x,g(x)=|x+a|﹣3,其中a∈R.
(Ⅰ)若函数h(x)=f[g(x)]的图象关于直线x=2对称,求a的值;
(Ⅱ)给出函数y=g[f(x)]的零点个数,并说明理由.
【解答】解:(Ⅰ)函数h(x)=f[g(x)]=3|x+a|﹣3的图象关于直线x=2对称,则h(4﹣x)=h(x)⇒|x+a|=|4﹣x+a|恒成立⇒a=﹣2;
(Ⅱ)函数y=g[f(x)]=|3x+a|﹣3的零点个数,就是函数G(x)=|3x+a|与y=3的交点,
①当0≤a<3时,G(x)=|3x+a|=3x+a与y=3的交点只有一个,即函数y=g[f(x)]的零点个数为1个(如图1);
②当a≥3时,G(x)=|3x+a|=3x+a与y=3没有交点,即函数y=g[f(x)]的零点个数为0个(如图1);
③﹣3≤a<0时,G(x)=|3x+a|与y=3的交点只有1个(如图2);
④当a<﹣3时,G(x)=|3x+a|与y=3的交点有2个(如图2);
9.(10分)设函数f(x)的定义域为R,如果存在函数g(x),使得f(x)≥g (x)对于一切实数x都成立,那么称g(x)为函数f(x)的一个承托函数.已知函数f(x)=ax2+bx+c的图象经过点(﹣1,0).
(1)若a=1,b=2.写出函数f(x)的一个承托函数(结论不要求证明);(2)判断是否存在常数a,b,c,使得y=x为函数f(x)的一个承托函数,且f (x)为函数的一个承托函数?若存在,求出a,b,c的值;若不存在,说明理由.
【解答】解:(1)函数f(x)=ax2+bx+c的图象经过点(﹣1,0),
可得a﹣b+c=0,又a=1,b=2,
则f(x)=x2+2x+1,
由新定义可得g(x)=x为函数f(x)的一个承托函数;
(2)假设存在常数a,b,c,使得y=x为函数f(x)的一个承托函数,
且f(x)为函数的一个承托函数.
即有x≤ax2+bx+c≤x2+恒成立,
令x=1可得1≤a+b+c≤1,即为a+b+c=1,
即1﹣b=a+c,
又ax2+(b﹣1)x+c≥0恒成立,可得a>0,且(b﹣1)2﹣4ac≤0,
即为(a+c)2﹣4ac≤0,即有a=c;
又(a﹣)x2+bx+c﹣≤0恒成立,
可得a<,且b2﹣4(a﹣)(c﹣)≤0,
即有(1﹣2a)2﹣4(a﹣)2≤0恒成立.
故存在常数a,b,c,且0<a=c<,b=1﹣2a,
可取a=c=,b=.满足题意.
10.(10分)已知函数f(x)的定义域为R,若存在常数T≠0,使得f(x)=Tf (x+T)对任意的x∈R成立,则称函数f(x)是Ω函数.
(Ⅰ)判断函数f(x)=x,g(x)=sinπx是否是Ω函数;(只需写出结论)(Ⅱ)说明:请在(i)、(ii)问中选择一问解答即可,两问都作答的按选择(i)计分
(i)求证:若函数f(x)是Ω函数,且f(x)是偶函数,则f(x)是周期函数;(ii)求证:若函数f(x)是Ω函数,且f(x)是奇函数,则f(x)是周期函数;(Ⅲ)求证:当a>1时,函数f(x)=a x一定是Ω函数.
【解答】解:(I)①对于函数f(x)=x是Ω函数,假设存在非零常数T,Tf(x+T)=f(x),则T(x+T)=x,取x=0时,则T=0,与T≠0矛盾,因此假设不成立,即函数f(x)=x不是Ω函数.
②对于g(x)=sinπx是Ω函数,令T=﹣1,则sin(πx﹣π)=﹣sin(π﹣πx)=﹣sinπx.即﹣sin(π(x﹣1))=sinπx.
∴Tsin(πx+πT)=sinπx成立,即函数f(x)=sinπx对任意x∈R,有Tf(x+T)=f
(x)成立.
(II)(i)证明:∵函数f(x)是Ω函数,∴存在非零常数T,Tf(x+T)=f(x),Tf(﹣x+T)=f(﹣x).
又f(x)是偶函数,∴f(﹣x)=f(x),∴Tf(﹣x+T)=Tf(x+T),T≠0,化为:f(x+T)=f(﹣x+T),
令x﹣T=t,则x=T+t,∴f(2T+t)=f(﹣t)=f(t),可得:f(2T+t)=f(t),因此函数f(x)是周期为2T的周期函数.
(ii)证明:∵函数f(x)是Ω函数,∴存在非零常数T,Tf(x+T)=f(x),Tf (﹣x+T)=f(﹣x).
又f(x)是奇函数,∴f(﹣x)=﹣f(x),∴﹣Tf(x+T)=Tf(﹣x+T),T≠0,化为:﹣f(x+T)=f(﹣x+T),
令x﹣T=t,则x=T+t,∴﹣f(2T+t)=f(﹣t)=﹣f(t),可得:f(2T+t)=f(t),因此函数f(x)是周期为2T的周期函数.
(III)证明:当a>1时,假设函数f(x)=a x是Ω函数,则存在非零常数T,Tf (x+T)=f(x),
∴Ta x+T=a x,化为:Ta T a x=a x,∵a x>0,∴Ta T=1,即a T=,此方程有非0 的实数根,因此T≠0且存在,
∴当a>1时,函数f(x)=a x一定是Ω函数.
11.(10分)已知函数f(x),定义
(Ⅰ)写出函数F(2x﹣1)的解析式;
(Ⅱ)若F(|x﹣a|)+F(2x﹣1)=0,求实数a的值;
(Ⅲ)当时,求h(x)=cosx•F(x+sinx)的零点个数和值域.【解答】解:(Ⅰ)定义,
当2x﹣1>x,可得x>1,则F(2x﹣1)=1;
当2x﹣1=x,可得x=1,则F(2x﹣1)=0;。

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