内容正文:
[对应学生用书P279]
A级[基础过关]
1.向高为H的水瓶中注水,注满为止,如果注水量V与水深h的函数关系的图象如图所示,那么水瓶的形状是( )
解析 观察图象,根据图象的特点,发现取水深h=时,注水量V′>,即水深为一半时,实际注水量大于水瓶容积的一半,A中V′<,C、D中V′=,故排除A、C、D,选B.
答案 B
2.函数f(x)=的图象大致为( )
解析 因为f(-x)===-f(x),所以f(x)是奇函数,排除A、B;选项C、D的区别在于图象的峰在直线x=1的左侧还是右侧,取特殊值验证,易得f(1)=1,f=e->1,排除D.故选C.
答案 C
3.(2024·河南信阳部分学校联考)函数y=f(x)的图象如图1所示,则图2对应的解析式可以表示为( )
A.y=f(|x|) B.y=|f(x)|
C.y=f(-|x|) D.y=-f(|x|)
解析 对于A,将y=f(x)的图象在y轴左侧的部分“去除”,将y轴右侧的部分关于y轴作对称,y轴右侧的部分保持不变,可得y=f(|x|)的图象,A错误.
对于B,将y=f(x)的图象在x轴以上的部分保留,x轴以下部分翻折到x轴上方,可得y=|f(x)|的图象,B错误.
对于C,将y=f(x)的图象在y轴右侧的部分“去除”,将y轴左侧的部分关于y轴作对称,y轴左侧的部分保持不变,可得y=f(-|x|)的图象,C正确.
对于D,将y=f(|x|)的图象关于x轴作对称,即可得y=-f(|x|)的图象,D错误.故选C.
答案 C
4.不等式≤的解集是( )
A. B.
C. D.
解析 在同一直角坐标系中作出函数y=和y=的图象,如图所示,
当=时,解得x=,由图象知,≤的解集是.故选B.
答案 B
5.(多选)已知f(x)是定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,且在(0,+∞)上单调递增,则f(x)的解析式可以是( )
A.f(x)=x2-x-2 B.f(x)=
C.f(x)=x-x-1 D.f(x)=
解析 对于A,f(-x)=x2-x-2=f(x),f(x)为偶函数,则A不符合题意;对于B,画出函数f(x)=的图象,如图,
由图可知,B符合题意;对于C,f(-x)=-x-=-x+=-f(x),f(x)为奇函数,对f(x)求导得f′(x)=1+,当x>0时,f′(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,C符合题意;对于D,当x>0时,-x<0,则f(-x)=-ln x=-f(x),当x<0时,-x>0,f(-x)=ln (-x)=-f(x),综上,f(-x)=-f(x),f(x)为奇函数.又当x>0时,f(x)单调递增,所以D符合题意.故选BCD.
答案 BCD
6.若函数y=f(x)的图象过点(1,1),则函数y=f(4-x)的图象一定经过点________.
解析 由题意得,函数y=f(x)的图象先关于y轴对称,再向右平移4个单位长度得到函数f(4-x).因为点(1,1)关于y轴的对称点为(-1,1),再向右平移4个单位长度是(3,1),所以函数f(4-x)的图象一定经过点(3,1).
答案 (3,1)
7.函数f(x)=的图象与直线y=kx+1交于不同的两点(x1,y1),(x2,y2),则y1+y2=________.
解析 因为f(x)==+1,所以f(x)的图象关于点(0,1)对称,而直线y=kx+1过(0,1)点,故两图象的交点(x1,y1),(x2,y2)关于点(0,1)对称,所以=1,即y1+y2=2.
答案 2
8.已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,且当x≥0时,f(x)=x2-x.若f(a)<4+f(-a),则实数a的取值范围是________.
解析 因为f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x),所以f(a)<4+f(-a)可转化为f(a)<2,作出f(x)的图象,如图.由图易知a<2.
答案 (-∞,2)
9.已知f(x)=是定义在R上的奇函数.
(1)请画出f(x)的大致图象并在图象上标注零点;
(2)已知a>1,若函数f(x)在区间[-1,a-2]上单调递增,求实数a的取值范围.
解析 (1)根据题意,列表如下,
x
-2
-1
0
1
2
f(x)
0
-1
0
1
0
f(x)的大致图象如图所示,其中有-2,0,2三个零点.
(2)由(1)的函数图象可知,要使f(x)在[-1,a-2]上单调递增,则-1<a-2≤1,即1<a≤3,故a的取值范围为(1,3].
B级[能力提升]
10.(多选)函数f(x)=的图象如图所示,则( )
A.a>0 B.b<0
C.c>0 D.abc<0
解析 函数的定义域为{x|x≠-c},
由图可知-c>0,则c<0,
由图可知f(0)=<0,所以b<0,
由f(x)=0,得ax+b=0,x=-,
由图可知->0,得<0,所以a>0,
综上,a>0,b<0,c<0.
答案 AB
11.已知f(x)=2x-1,g(x)=1-x2,规定:当|f(x)|≥g(x)时,h(x)=|f(x)|;当|f(x)|<g(x)时,h(x)=-g(x).则h(x)( )
A.有最小值-1,最大值1 B.有最大值1,无最小值
C.有最小值-1,无最大值 D.有最大值-1,无最小值
解析 画出函数y=|f(x)|=|2x-1|与y=g(x)=1-x2的图象,两图象交于A,B两点.
由题意,在A,B两侧,|f(x)|≥g(x),故h(x)=|f(x)|;在A,B之间,|f(x)|<g(x),故h(x)=-g(x).
综上可知,y=h(x)的图象是图中的实线部分,因此h(x)有最小值-1,无最大值.
答案 C
12.已知函数f(x)=的值域为[0,2],则实数a的取值范围是________.
解析 先作出函数f(x)=log2(1-x)+1,-1≤x≤0的图象,再研究f(x)=x3-3x+2,0≤x≤a的图象.
对f(x)=x3-3x+2(0≤x≤a)求导得
f′(x)=3x2-3,
令f′(x)=3x2-3=0,得x=1(x=-1舍去),
由f′(x)>0,得x>1,由f′(x)<0,得0<x<1.
又f(0)=f()=2,f(1)=0,所以1≤a≤.
答案 [1,]
13.若函数f(x)=log2(x+1),且a>b>c>0,则,,的大小关系为________.
解析 由题意可得,,分别看作函数f(x)=log2(x+1)图象上的点(a,f(a)),(b,f(b)),(c,f(c))与原点连线的斜率.
结合图象可知,
当a>b>c>0时,<<.
答案 <<
14.已知函数f(x)=|x|(x-a),a>0.
(1)作出函数f(x)的图象;
(2)写出函数f(x)的单调区间;
(3)当x∈[0,1]时,由图象写出f(x)的最小值.
解析 (1)f(x)=
其图象如图所示.
(2)由图知,f(x)的单调递增区间是(-∞,0),;单调递减区间是.
(3)由图象知,当>1,即a>2时,f(x)min=f(1)=1-a;当0<≤1,即0<a≤2时,f(x)min=f=-.
综上,当x∈[0,1]时,f(x)min=
C级[拓广探索]
15.不等式(x+1)(x2-4x+3)>0的解法之一是在同一直角坐标系中作出y=x+1,y=x2-4x+3的图象,然后求解.请类比并求解以下问题:设a,b∈R,a≠0,若对任意x≤0,都有(ax+1)·≤0,则a-b的取值范围是________.
解析 类比图象法解不等式,画出y1=ax+1和y2=x2+的图象,若对任意x≤0,都有(ax+1)≤0,则y1=ax+1应为增函数,所以两个函数图象如图所示,
由图象得解得
所以a-b=a+(-b)≥2=2,当且仅当a=-b=1时等号成立,
故a-b的取值范围为[2,+∞).
答案 [2,+∞)
16.已知函数f(x)=,实数a,b满足a<b.
(1)在平面直角坐标系中画出函数f(x)的图象;
(2)若函数在区间[a,b]上的值域为,求a+b的值;
(3)若函数f(x)的定义域是[a,b],值域是[ma,mb](m>0),求实数m的取值范围.
解析 (1)因为函数f(x)=,先作出函数y=1-的图象,然后再利用图象变换作出函数f(x)=的图象如图所示.
(2)由=,解得x=或x=,
由=3,解得x=-或x=,
由图象可知f(x)=只在第一象限内,
所以[a,b]=,所以a+b=1.
(3)由题意得[a,b]在f(x)的增区间内且a>0,b>0,
又f(x)=在[1,+∞)上单调递增,
故即
所以a,b是方程1-=mx的两个根,即x-1=mx2(x>1),所以mx2-x+1=0在区间[1,+∞)上有两个不相等的实数根,设g(x)=mx2-x+1,则
解得0<m<,故实数m的取值范围为.
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