指数函数综合应用

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1.设0>a 且1≠a ,函数122-+=x x a a y 在[]1,1-的最大值是14,求a 的值。

【答案】33

1

==

a a 或 试题解析:令)1,0(≠>=a a a t x ,则原函数化为)0(2)1(1222>-+=-+=t t t t y 2分

①当10<

⎤⎢⎣

⎡∈=-∈a

a a t x x 1,,1,1 3分

此时)(t f 在⎥⎦⎤⎢⎣⎡a a 1,上为增函数,所以142)11

()1()(2max =-+==a a f x f 6分

所以3

1

(51

=

-=a a 舍)或 7分 ②当1>a 时,[]⎥⎦

⎢⎣⎡∈=-∈a a a t x x ,1,1,1 8分

此时)(t f 在⎥⎦

⎤⎢⎣⎡a a

,1上为增函数,所以142)1()()(2max =-+==a a f x f 10分

所以3(5=-=a a 舍)或 11分

综上33

1

==

a a 或 12分 考点:1,函数单调性 2,函数奇偶性.3,换元法.

2.已知函数定义域为

,若对于任意的

,都有

,且

时,有.

(1)判断并证明函数的奇偶性;(2)判断并证明函数的单调性;(3)设,若

< ,对所有恒成立,求实数

的取值范围.

【答案】(1)见解析(2)见解析(3)

试题解析:(1)因为有,

令,得

,所以

令可得:

所以,所以

为奇函数.

(2)是定义在

上的奇函数,由题意

则,

由题意时,有

.

是在上为单调递增函数;

(3)因为在

上为单调递增函数,所以

上的最大值为

所以要使

<

,对所有

恒成立,

只要>1,即

>0恒成立令

得:

考点:(1)函数奇偶性的证明。(2)函数单调性的证明。(3)运用函数思想及函数性质解决恒成立问题。

3.(本小题满分12分)已知函数1

1)(+-=x x e e x f .

(1)判断)(x f 的奇偶性.

(2)判断)(x f 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0)()(2

2≥-+-t x f t x f 对一切]2,1[∈x 恒成立若存在,求出t 的取值范围;若不存在,请说明理由. 【答案】 (1))(x f 的奇函数.

(2))(x f 在R 上是增函数,证明见解析.

(3)12≤≤-t

试题解析:(1)R x ∈)(1111)(x f e

e e e x

f x

x

x

x -=+-=+-=--- )(x f ∴是奇函数. 3分

(2)任取x 1,x 2∈R ,且x 1

)

1)(1()(2)()(2

12121++-=-x x x x e e e e x f x f ,∵x 1

1x x e e < ,∵0)1)(1(21>++x x e e , ∴f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)

由f (x )是R 上的奇函数,不等式f (x -t )+f (x 2

-t 2

)≥0可化为f (x -t )≥-f (x 2

-t 2

),即f (x -t )≥f (-x 2

+t 2

),又f (x )是R 上的增函数,∴f (x -t )≥f (-x 2

+t 2

)等价于x -t ≥-x 2

+t 2

即x 2

+x -t 2

-t ≥0对一切]2,1[∈x 恒成立,即t t x x +≥+2

min 2

)( 9分

即t t +≥22解得12≤≤-t

综上所述,存在12≤≤-t 使不等式f (x -t )+f (x 2

-t 2

)≥0对一切]2,1[∈x 恒成

立. 12分

考点:1、函数的奇偶性判断;2、函数单调性的证明;3、关于含参数的恒成立问题; 2、用定义证明函数的单调性,一般的思路是:设点,作差,变形,判断符号,3、含参数的恒成立问题一般采用参变分离的方法.

4.已知)(x f 是定义在[]1,1-上的奇函数,且1)1(=f ,若[]0,1,1,≠+-∈n m n m 时,

0)

()(>++n

m n f m f

(1)证明

)(x f 在[]1,1-上是增函数;

(2)解不等式0)33()1(2

<-+-x f x f

(3)若12)(2

+-≤at t x f 对[][]1,1,1,1-∈-∈∀a x 恒成立,求实数t 的取值范围

【答案】(1)详见解析 (2)

⎥⎦

⎤ ⎝⎛∈34,1x (3)022=-≤≥t t t 或或 【解析】

试题分析:(1)利用定义法任取

1121≤<≤-x x 得

12()()f x f x -=12()()

f x f x +-121212

()()

()

f x f x x x x x +-=

--因

0,0)

()(212

121<->--+x x x x x f x f 即可证明12()()f x f x <.(2)根据函数单调性确定

⎪⎩

⎪⎨⎧≤-≤-≤-≤--<-1

33111133122x x x x 即可解得⎥⎦⎤ ⎝⎛∈34,1x .(3)因为)(x f 在[]1,1-是单调递增函数且

max ()f x =1,所以只要f(x )的最大值小于等于221t at -+即2211t at -+≥,然后即

可求得t 的范围.

试题解析:(1)任取1121≤<≤-x x ,

则)()

()()()()()(212

1212121x x x x x f x f x f x f x f x f ---+=

-+=- 2分

0)(,112121≠-+∴≤<≤-x x x x ,由已知

0,0)

()(212

121<->--+x x x x x f x f 4分

0)()(21<-∴x f x f ,即)(x f 在[]1,1-上是增函数 5分

(2)因为

)(x f 是定义在[]1,1-上的奇函数,且在[]1,1-上是增函数

不等式化为

)33()1(2-<-x f x f ,所以

⎪⎩

⎪⎨⎧≤-≤-≤-≤--<-1

33111133122x x x x ,解得⎥⎦⎤ ⎝⎛∈34,1x 9分

(3)由(1)知

)(x f 在[]1,1-上是增函数,所以)(x f 在[]1,1-上的最大值为1)1(=f ,

要使

12)(2+-≤at t x f 对

[][]1,1,1,1-∈-∈∀a x 恒成立,只要

0211222≥-⇒≥+-at t at t 10分

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