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课时测评12 幂函数与几类常见的特殊函数
(时间:60分钟 满分:88分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1—8题,每小题5分,共40分)
1.若幂函数f(x)=(m2-4m+4)·在(0,+∞)上为增函数,则m的值为( )
A.1或3 B.1
C.3 D.2
答案:B
解析:由题意得m2-4m+4=1,且m2-6m+8>0,解得m=1.故选B.
2.已知函数f(x)=x-3,若a=f(0.60.6),b=f(0.60.4),c=f(0.40.6),则a,b,c的大小关系是( )
A.a<c<b B.b<c<a
C.b<a<c D.c<a<b
答案:C
解析:因为0.40.6<0.60.6<0.60.4,又y=f(x)=x-3在(0,+∞)上是减函数,所以b<a<c.故选C.
3.函数y的图象与函数y=2sin πx(-2≤x≤4)的图象所有交点的横坐标之和等于( )
A.2 B.4
C.6 D.8
答案:D
解析:函数y与函数y=2sin πx(-2≤x≤4)的图象均关于点(1,0)成中心对称,从图象可知两函数共有8个交点,均关于点(1,0)成中心对称,即横坐标之和等于8.故选D.
4.已知函数f(x)(a∈R),方程f(x)=4在[0,+∞)有两个解x1,x2,记g(a)=|x1-x2|,则下列结论正确的是( )
A.函数f(x)的值域是[0,+∞)
B.若a=-1,则f(x)的增区间为[-1,0)和[1,+∞)
C.若a=2,则g(a)=0
D.若a=4,则函数f(x)的最小值为2
答案:B
解析:当a=1时,f(x),f(-x)f(x),即f(x)为偶函数,当x>0时,f(x)=x+,则函数f(x)在(0,1)上单调递减,在[1,+∞)上单调递增,由偶函数性质知f(x)min=1+2,故A错误;当a=-1时,f(-x)f(x),则f(x)为偶函数,当x∈(0,1)时,f(x)=-x+,易知f(x)在(0,1)上单调递减,当x∈[1,+∞)时,f(x)=x-,易知f(x)在[1,+∞)上单调递增,由偶函数对称性知,f(x)的增区间为[-1,0),[1,+∞),故B正确;若a=2,f(x),令f(x)=4时,则x1=2+,x2=2-,此时g(a)=2,故C错误;若a=4,则f(x)=|x+|,当x>0时,f(x)=x+≥24,又函数f(x)为偶函数,所以f(x)最小值为4,故D错误.故选B.
5.(多选)若幂函数f(x)的图象经过点(9,3),则下列结论中正确的是( )
A.f(x)为偶函数
B.f(x)为增函数
C.若x>1,则f(x)>1
D.若x1>x2>0,则f
答案:BCD
解析:若幂函数f(x)=xα经过点(9,3),则9α=3,则α,则幂函数f(x)在定义域[0,+∞)上为增函数,故B正确;因为函数f(x)的定义域为[0,+∞),关于原点不对称,所以函数f(x)既不是奇函数也不是偶函数,故A错误;当x>1时,f(x)>1,故C正确;函数f(x)的图象如图,其图象在[0,+∞)上是上凸的,则有不等式<f成立,故D正确.故选BCD.
6.(多选)对于函数f(x)(x∈R),下列结论中正确的是( )
A.f(-x+1)+f(x-1)=0
B.当m∈(0,1)时,方程f(x)=m有唯一实数解
C.函数f(x)的值域为(-∞,+∞)
D.∀x1≠x2,>0
答案:ABD
解析:因为f(-x)+f(x)+0,故f(x)为奇函数,令t=x-1,即f(-t)+f(t)=f(-x+1)+f(x-1)=0,故A正确;当x>0时,f(x)1-,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,又f(0)=0,f(x)<1,且f(x)是奇函数,所以f(x)的值域为(-1,1),所以f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞),故B正确,C错误,故对∀x1≠x2,>0,故D正确.故选ABD.
7.若f(x),则不等式f(x)>f(8x-16)的解集是 .
答案:
解析:因为f(x)在定义域[0,+∞)内为增函数,且f(x)>f(8x-16),所以即2≤x<,所以不等式的解集为.
8.关于函数f(x)=ax-(ab≠0)有下列四个命题:
①∃a,b∈R,使f(x)关于y轴对称.
②∀a,b∈R,都有f(x)关于原点对称.
③∃a,b∈R,使f(x)在(0,]上单调递减.
④若x<0,∃a,b∈R,使f(x)有最大值-2.
其中真命题的序号是 .
答案:②③④
解析:因为f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),f(-x)=-ax+-f(x),且ab≠0,故f(x)为奇函数,①错误,②正确;当a>0,b<0时,由对勾函数的性质,可知f(x)=ax-在(0, ]上单调递减,故③正确;又当x<0时,若a>0,b<0,则f(x)在x=-处取得最大值为a(-)--2,故④正确.所以真命题的序号为②③④.
9.(13分)若点(,2)在幂函数f(x)的图象上,点(2,)在幂函数g(x)的图象上.
(1)求f(x)和g(x)的解析式;(5分)
(2)定义h(x)求函数h(x)的最大值及单调区间.(8分)
解:(1)设f(x)=xα,
因为点(,2)在幂函数f(x)的图象上,所以()α=2,解得α=2,即f(x)=x2.
设g(x)=xβ,
因为点(2,)在幂函数g(x)的图象上,
所以2β,解得β=-1,即g(x)=x-1.
(2)在同一平面直角坐标系中画出函数f(x)=x2和g(x)=x-1的图象,可得函数h(x)的图象如图实线部分所示.
由题意及图象,可知h(x)
根据函数h(x)的解析式及图象,可知函数h(x)的最大值为1,单调递增区间为(0,1],单调递减区间为(-∞,0),(1,+∞).
(10、11题,每小题5分,共10分)
10.已知函数f(x)=x+(a>0)在[2,4]上的最大值比最小值大1,则a= .
答案:4或6+4
解析:由对勾函数的性质,可得f(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增.①当≤2,即0<a≤4时,f(x)在[2,4]上单调递增,f(x)max-f(x)min=f(4)-f(2)=4+-2-2-1,解得a=4;②当≥4,即a≥16时,f(x)在[2,4]上单调递减,f(x)max-f(x)min=f(2)-f(4)=2+-4--2=1,解得a=12(舍去);③当2<<4,即4<a<16时,f(x)在[2,)上单调递减,在(,4]上单调递增,f(x)min=f()=2,f(x)max=f(2)或f(4).当f(x)max=f(2)时,f(x)max-f(x)min=f(2)-f()=2+-21,解得2+(舍去)或2-(舍去),则a=6+4,经验证,符合题意.当f(x)max=f(4)时,f(x)max-f(x)min=f(4)-f()=4+-21,解得6或2,即a=36(舍去)或a=4(舍去).综上,a的值为4或6+4.
11.函数y=[x]广泛应用于数论、函数绘图和计算机领域,其中[x]为不超过实数x的最大整数,例如:[-2.1]=-3,[3.1]=3.已知函数f(x)=[log2x],则f(1)+f(3)+f(5)+…+f(210+1)= .
答案:4 107
解析:由题意,当2i+1≤x≤2i+1-1,i∈N*时,f(x)=i,在[2i+1,2i+1-1]上奇数共有2i-1个,且f(1)=0,f(3)=1,则f(1)+f(3)+f(5)+…+f(210+1)=0+1+2×2+3×22+…+9×28+10.设T=1+2×2+3×22+…+9×28,则2T=2+2×22+3×23+…+8×28+9×29,两式相减得-T=1+2+22+…+28-9×29=29-1-9×29=-1-8×29,所以T=1+8×29=4 097.所以f(1)+f(3)+f(5)+…+f(210+1)=4 097+10=4 107.
12.(15分)(新定义)若函数f(x)在定义域内的某个区间I上是增函数,且y在区间I上是减函数,则称函数f(x)在区间I上是“弱增函数”.
(1)分别判断函数f(x)=xex,g(x)=x2+4x+2在区间(1,2)上是否是“弱增函数”(不必证明);(6分)
(2)若函数h(x)=x2+(m-)x+b(m,b是常数)在区间(0,1]上是“弱增函数”,求m,b应满足的条件.(9分)
解:(1)因为ex是增函数,
所以f(x)不是“弱增函数”;
因为g(x)=x2+4x+2在(1,2)上单调递增,但x++4在(1,2)上不单调,
所以g(x)在(1,2)上不是“弱增函数”.
(2)由题意得h(x)=x2+(m-)x+b在区间(0,1]上是增函数,且x++m-在区间(0,1]上是减函数,
所以-≤0,≥1,所以m≥,b≥1.
(13、14题,每小题5分,共10分)
13.因函数f(x)=x+(t>0)的图象形状像对勾,我们称形如“f(x)=x+(t>0)”的函数为“对勾函数”.该函数具有性质:在(0,)上是减函数,在(,+∞)上是增函数,若对勾函数f(x)=x+(t>0) 对于任意的k∈Z,都有f(k-)≤f(k+),则实数t的最大值为 .
答案:
解析:因为f(k-)≤f(k+),则f(k-)-f(k+)≤0,k-+-k---1≤0,即≤1,当k2-<0,-<k<,因为k∈Z,则k=0,t≥-.当k2->0,即|k|>时,因为k∈Z,则|k|≥1,t≤k2-恒成立,所以t≤.综上-≤t≤,所以实数t的最大值为.
14.(多选)对任意实数x,记[x]为不超过x的最大整数,并称函数y=[x]为高斯函数,又称取整函数.如下m个数:,,,…,可组成一个72元集合,则下列m的取值中不满足要求的有( )
A.95 B.100 C.105 D.110
答案:ABC
解析:因为+1,由,,,…,可组成一个72元集合,进而可转化为,,,…,可组成一个72元集合.令-≥1,得n≤44,故,,,…,各不相同,共有45个数,而45,44,43,假设后续数都不相同,则72-45=27,44-27+1=18,故18,故18≤<19,故<m≤,又≈106.6,112.5,所以107≤m≤112,m∈N*,故选项D满足要求,选项A、B、C不满足要求.故选ABC.
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