内容正文:
[对应学生用书P285]
A级 基础过关
1.若幂函数f(x)的图象过点(2,),则函数y=f(x)+1-x的最大值为( )
A.1 B.
C.2 D.
解析 设f(x)=xα,∵f(x)的图象过点(2,),∴f(2)=2α=,则α=,∴f(x)=,∴y=+1-x=-+,∴所求最大值为.故选B.
答案 B
2.已知函数f(x)=(m-1)x2-2mx+3是偶函数,则在(-∞,0)上,此函数( )
A.单调递增 B.不是单调函数
C.单调递减 D.不能确定
解析 因为函数f(x)=(m-1)x2-2mx+3是偶函数,所以函数图象关于y轴对称,即=0,解得m=0,所以f(x)=-x2+3为开口向下的抛物线,所以在(-∞,0)上函数单调递增.故选A.
答案 A
3.在同一平面直角坐标系中,函数f(x)=ax2+x+1和函数g(x)=ax+1的图象不可能是( )
解析 若a=0,则f(x)=x+1,g(x)=1,A可能;若a<0,则f(x)的图象开口向下,过点(0,1),对称轴为x=->0,g(x)的图象过点(0,1)和,且-<-,B可能;若0<a<,则f(x)的图象开口向上,与x轴有两个交点,过点(0,1),对称轴为x=-<0,g(x)的图象过点(0,1)和,且->-,C不可能;若a>,则f(x)的图象开口向上,与x轴没有交点,过点(0,1),对称轴为x=-<0,g(x)的图象过点(0,1)和,且->-,D可能.
答案 C
4.已知函数f(x)=ax2+bx+c,其中a>0,f(0)<0,a+b+c=0,则( )
A.∀x∈(0,1),都有 f(x)>0 B.∀x∈(0,1),都有 f(x)<0
C.∃x∈(0,1),使得 f(x)=0 D.∃x∈(0,1),使得 f(x)>0
解析 由a>0,f(0)<0,a+b+c=0可知a>0,c<0,抛物线开口向上.
因为f(0)=c<0,f(1)=a+b+c=0,即1是方程ax2+bx+c=0的一个根,所以∀x∈(0,1),都有f(x)<0,B正确,A、C、D错误,故选B.
答案 B
5.(多选)已知函数f(x)=ax2-2bx-1,则下列结论正确的是( )
A.若f(x)是偶函数,则b=0
B.若f(x)<0的解集是(-1,1),则ab=1
C.若a=1,则f(x)>0恒成立
D.∀a≤0,b<0,f(x)在(-∞,0)上单调递增
解析 对于A,函数f(x)的定义域为R,若函数f(x)为偶函数,则f(-x)=f(x),即ax2+2bx-1=ax2-2bx-1,即4bx=0对任意的x∈R恒成立,则b=0,故A正确;对于B,若不等式f(x)<0的解集为(-1,1),则a>0且-1,1为方程f(x)=0的两根,则解得故ab=1,故B正确;对于C,若a=1,则f(x)=x2-2bx-1,Δ=4b2+4>0,故f(x)>0不恒成立,故C错误;对于D,当a=0时,因为b<0,所以f(x)在(-∞,0)上单调递增,当a<0时,函数f(x)的对称轴为直线x=,且>0,由二次函数的单调性可知,函数f(x)在(-∞,0)上单调递增,因此,∀a≤0,b<0,f(x)在(-∞,0)上单调递增,故D正确.
答案 ABD
6.已知f(x)=为奇函数,则g(x)=x2+ax+b的单调递增区间为________.
解析 易知函数f(x)的定义域为(-1,1).因为f(x)为奇函数,所以f(0)=0,所以a-1=0,即a=1.经检验,a=1符合题意,所以g(x)=x2+x+b,该二次函数图象的开口向上,对称轴为直线x=-,所以g(x)的单调递增区间是.
答案
7.已知函数f(x)=3x2-12x+5在区间[0,n]上的最大值为5,最小值为-7,则n的取值范围是________.
解析 因为函数f(x)=3x2-12x+5=3(x-2)2-7,所以函数f(x)图象的对称轴为直线x=2,且函数 f(x)的最小值为f(2)=-7.令f(x)=5,解得x=0或4,因为f(x)在区间[0,n]上的最大值为5,最小值为-7,所以n的取值范围是2≤n≤4.
答案 [2,4]
8.已知幂函数f(x)的图象过点,则f(x)=________,若f(a+1)<f(3-2a),则实数a的取值范围是________.
解析 设f(x)=xα,将点代入得α=-,所以f(x)=x-,其在(0,+∞)上单调递减,所以a+1>3-2a>0,可得a∈.
答案 x
9.已知二次函数f(x)的最小值为1,函数y=f(x+1)是偶函数,且f(0)=3.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若函数f(x)在区间[2a,a+1]上单调,求实数a的取值范围.
解析 (1)因为函数y=f(x+1)是偶函数,所以f(x)的图象关于直线x=1对称,又因为f(x)的最小值为1,所以可设f(x)=a(x-1)2+1(a>0),又f(0)=3,所以a=2,所以f(x)=2(x-1)2+1=2x2-4x+3.
(2)要使f(x)在区间[2a,a+1]上单调,则或解得≤a<1或a≤0,所以实数a的取值范围为(-∞,0]∪.
10.已知函数g(x)=ax2-2ax+1+b(a>0)在区间[2,3]上有最大值4和最小值1.
(1)求a,b的值;
(2)若存在x∈[3,4],使g(x)<2m2-tm+7对任意的t∈[0,5]都成立,求实数m的取值范围.
解析 (1)g(x)=ax2-2ax+1+b=a(x-1)2+1+b-a.
因为a>0,所以g(x)在[2,3]上单调递增,
所以⇒⇒
(2)由(1)得g(x)=x2-2x+1,
因为存在x∈[3,4],使g(x)<2m2-tm+7对任意的t∈[0,5]都成立,
所以当x∈[3,4]时,g(x)min=g(3)=4<2m2-tm+7对任意的t∈[0,5]都成立,
即-mt+2m2+3>0对任意的t∈[0,5]都成立,其中t看作自变量,m看作参数,
所以解得m<1或m>,
故实数m的取值范围为(-∞,1)∪.
B级 能力提升
11.已知函数f(x)=x2-2tx+1在区间(-∞,1]上单调递减,且当x∈[0,t+1]时,有f(x)max-f(x)min≤2,则实数t的取值范围是( )
A.[-,] B.[1,]
C.[2,3] D.[1,2]
解析 由题意得,函数f(x)=x2-2tx+1的图象的对称轴为直线x=t,∵f(x)在区间(-∞,1]上单调递减,∴t≥1,∴当x∈[0,t+1]时,f(x)max=f(0)=1,f(x)min=f(t)=t2-2t2+1=-t2+1,∴1-(-t2+1)≤2,解得-≤t≤,又t≥1,∴1≤t≤,即实数t的取值范围是[1,],故选B.
答案 B
12.(多选)若关于x的一元二次方程(x-2)(x-3)=m有实数根x1,x2,且x1<x2,则下列结论正确的是( )
A.当m=0时,x1=2,x2=3 B.m>-
C.当m>0时,2<x1<x2<3 D.当m>0时,x1<2<3<x2
解析 当m=0时,(x-2)(x-3)=0,所以x1=2,x2=3,故A正确;
方程(x-2)(x-3)=m化为x2-5x+6-m=0,
由方程有两个不等实根得Δ=25-4(6-m)=1+4m>0,所以m>-,故B正确;
当m>0时,画出函数y=(x-2)(x-3)和函数y=m的图象,如图所示,可得x1<2<3<x2,所以C不正确,D正确.
答案 ABD
13.已知函数f(x)=kx2+(3+k)x+3,其中k为常数.
(1)若f(2)=3,求函数f(x)的表达式;
(2)在(1)的条件下,设函数g(x)=f(x)-mx,若g(x)在区间[-2,2]上是单调函数,求实数m的取值范围;
(3)是否存在k使得函数f(x)在[-1,4]上的最大值是4?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.
解析 (1)∵f(2)=4k+2(3+k)+3=3,解得k=-1,∴f(x)=-x2+2x+3.
(2)由(1)可得g(x)=-x2+2x+3-mx=-x2+(2-m)x+3,其对称轴方程为x0=,
若g(x)在[-2,2]上为增函数,则x0≥2,解得m≤-2;若g(x)在[-2,2]上为减函数,则x0≤-2,解得m≥6.
综上可知,m的取值范围为 {m|m≤-2,或m≥6}.
(3)当k=0时,函数f(x)=3x+3在[-1,4]上的最大值是15,不满足条件;
当k≠0时,假设存在满足条件的k,则f(x)的最大值只可能在-1,4或对称轴处取得,
其中对称轴x0=-,
①若f(x)max=f(-1)=4,则有k-3-k+3=4,k的值不存在;
②若f(x)max=f(4)=4,则16k+12+4k+3=4,解得k=-,此时,对称轴x0=∈[-1,4],则最大值应在x0处取得,与条件矛盾,舍去;
③若f(x)max=f(x0)=4,则k<0,且=4,
化简得k2+10k+9=0,解得k=-1或k=-9,满足k<0且x0=-∈[-1,4],
综上可知,当k=-1或k=-9时,函数f(x)在[-1,4]上的最大值是4.
C级 拓广探索
14.已知幂函数y=xa与y=xb的部分图象如图所示,直线x=m2,x=m(0<m<1)与y=xa,y=xb的图象分别交于A,B,C,D四点,且|AB|=|CD|,则ma+mb等于( )
A. B.1
C. D.2
解析 由题意,|AB|=|(m2)a-(m2)b|,|CD|=|ma-mb|,根据图象可知b>1>a>0,当0<m<1时,(m2)a>(m2)b,ma>mb,因为|AB|=|CD|,所以m2a-m2b=(ma+mb)(ma-mb)=ma-mb,因为ma-mb>0,所以ma+mb=1.
答案 B
15.若f(x)=x2-2ax+5(a>1)在区间(-∞,2]上是减函数,且对任意的x1,x2∈[1,a+1],总有|f(x1)-f(x2)|≤4,则实数a的取值范围为________.
解析 因为f(x)在(-∞,2]上是减函数,所以a≥2.所以f(x)在[1,a]上单调递减,在[a,a+1]上单调递增,又函数f(x)的对称轴为直线x=a,
所以f(x)min=f(a)=5-a2,
f(x)max=max{f(1),f(a+1)},
又f(1)-f(a+1)=6-2a-(6-a2)=a(a-2)≥0,
所以f(x)max=f(1)=6-2a.
因为对任意的x1,x2∈[1,a+1],总有|f(x1)-f(x2)|≤4,
所以f(x)max-f(x)min≤4,
即6-2a-(5-a2)≤4,解得-1≤a≤3.
又a≥2,所以2≤a≤3.
即实数a的取值范围为[2,3].
答案 [2,3]
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