内容正文:
课时冲关13 函数的图象
[基础训练组]
1.下列函数y=f(x)图象中,满足f>f(3)>f(2)的只可能是( )
解析:D [因为f>f(3)>f(2),所以函数f(x)有增有减,排除A,B.在C中,f<f(0)=1,f(3)>f(0),即f<f(3),排除C.]
2.函数f(x)=的图象如图所示,则下列结论成立的是( )
A.a>0,b>0,c>0 B.a<0,b>0,c<0
C.a<0,b>0,c>0 D.a<0,b<0,c<0
解析:B [函数在点P无意义,由题中图象可知,-c>0⇒c<0;f(0)=>0⇒b>0;由f(x)=0⇒ax+b=0⇒x=-,根据图象->0⇒a<0.综上,a<0,b>0,c<0.]
3.函数f(x)=ln|x|的图象大致是( )
解析:A [函数f(x)=ln|x|的定义域为{x|x≠0},又f(x)=ln|x|可化为f(x)=ln|x|,所以f(-x)=ln|-x|=ln|x|=-f(x),所以函数f(x)为奇函数,所以函数f(x)的图象关于原点对称,C,D错误;令f(x)=0,可得(1-3x)ln|x|=0,解得x=±1或x=0(舍去),所以函数f(x)的零点为x1=1,x2=-1,取x=2可得f(2)=ln|2|<0,B错误.]
4.已知函数y=f(x)的图象如图所示,则下列说法错误的是( )
A.f(2k)=0(k∈Z)
B.f(2k+1)=1(k∈Z)
C.∀x∈R,f(x+1)=f(x)
D.∀x∈R,f(x+1)=f(1-x)
解析:C [由函数y=f(x)的图象可得,函数y=f(x)为偶函数,函数y=f(x)关于x=k(∈Z)对称,且最小正周期为2,最大值为1,最小值为0,
A项中,f(-2)=f(0)=f(2)=f(2k)=0(k∈Z),故A项正确;
B项中,f(-1)=f(1)=f(3)=f(2k+1)=1(k∈Z),故B项正确;
C项中,因为f(x+1)=f(x),则函数f(x)的周期为1,而函数的最小正周期为2,故C项错误.
D项中,∀x∈R,f(x+1)=f(1-x),则函数f(x)关于x=1对称,故D项正确.]
5.函数f(x)=ln(x+3)的图象与函数g(x)=|x2-2|的图象的交点个数为( )
A.2 B.3
C.4 D.0
解析:C [f(x)在(-3,+∞)上是增函数,g(x)在(-∞,-)和(0,)上是减函数,
在(-,0)和(,+∞)上是增函数,f(-2)=0,g(-)=g()=0,g(0)=2>f(0)=ln 3,作出函数f(x),g(x)的图象,如图,由图象可知它们有4个交点.]
6.已知函数f(x)=log2(x+1)-|x|,则不等式f(x)>0的解集是( )
A.(-1,1) B.(0,1)
C.(-1,0) D.∅
解析:B [不等式f(x)>0⇔log2(x+1)>|x|,
分别画出函数y=log2(x+1)和y=|x|的图象,
由图象可知y=log2(x+1)和y=|x|有两个交点,分别是(0,0)和(1,1),
由图象可知log2(x+1)>|x|的解集是(0,1),
即不等式f(x)>0的解集是(0,1).]
7.(多选)函数f(x)=ln(1+x)-kln(1-x)的大致图象可能为( )
解析:BCD [因为f(x)=ln(1+x)-kln(1-x),
所以解得-1<x<1,
故f(x)定义域为(-1,1).
f′(x)=+=,
f(-x)=ln(1-x)-kln(1+x),
因为k>0时,f′(x)=+>0在区间(-1,1)上恒成立,
所以f(x)在区间(-1,1)上单调递增.
当k=1时,f(-x)=-f(x),此时f(x)为奇函数,故选项B正确;
当k=0时,f(x)=ln(1+x),易知其图象为选项D,故选项D正确.
当k<0时,由f′(x)=0,
得x==1+,
又因为-(-1)=>0,
所以-1<<1,即f(x)在区间上单调递增,在区间上单调递减,
综上可知,f(x)在区间(-1,1)上不严格单调递减,故选项A不正确;
当k=-1时,f(-x)=f(x),此时f(x)为偶函数,且f(x)在区间(-1,0)上单调递增,在区间(0,1)上单调递减,故选项C正确.]
8.(多选)下列选项中,函数y=f(x)的图象向左或向右平移可以得到函数y=g(x)的图象的有( )
A.f(x)=x2,g(x)=x2-2x-1
B.f(x)=sin,g(x)=cos x
C.f(x)=ln x,g(x)=ln
D.f(x)=2x,g(x)=4·2x
解析:BD [对于A,f(x)=x2,g(x)=(x-1)2-2,故A不满足题意;
对于B,f(x)=sin=sin=cos,g(x)=cos x,
将f(x)图象向左平移个单位可得到g(x)的图象,故B满足题意;
对于C,f(x)=ln x,g(x)=ln x-ln 2,将f(x)的图象向下平移ln 2个单位,可得到g(x)的图象.故C不满足题意;
对于D,f(x)=2x,g(x)=2x+2,将f(x)的图象向左平移2个单位可得到g(x)的图象.故D满足题意]
9.已知函数f(x)-1是奇函数,若函数y=1+与y=f(x)图象的交点分别为(x1,y1),(x2,y2),...,(x6,y6),则交点的所有横坐标和纵坐标之和为________.
解析:函数f(x)-1是奇函数,图象关于原点对称,所以f(x)关于(0,1)对称,
函数y=1+图象也关于(0,1)对称,
所以函数y=1+与y=f(x)图象的交点关于(0,1)对称,
两个函数有3×2=6个交点,所以交点的所有横坐标和纵坐标之和为0+3×2=6.
答案:6
10.若函数f(x)的图象上存在两个不同点A,B关于原点对称,则称A,B两点为一对“优美点”,记作(A,B),规定(A,B)和(B,A)是同一对“优美点”.已知f(x)=则函数f(x)的图象上共存在“优美点”________对.
解析:由题可知“优美点”的对数等价于方程|sin x|=lg x根的个数,作出图象如图所示:
由图可知,两函数图象共有5个交点.
答案:5
11.已知函数f(x)=若方程f(x)-m=0(m∈R)恰有三个不同的实数根x1,x2,x3(x1<x2<x3),则m的取值范围是________,(x1+x2)·x3的取值范围是________.
解析:如图所示,方程f(x)-m=0(m∈R)恰有三个不同的实数根x1,x2,x3(x1<x2<x3),结合图象可知,
x1+x2=-4,x3∈(1,e],所以0<m≤1.
∴(x1+x2)x3=-4x3∈[-4e,-4).
答案:(0,1] [-4e,-4)
12.已知函数f(x)=2x,x∈R.
(1)当m取何值时,方程|f(x)-2|=m有一个解?两个解?
(2)若不等式[f(x)]2+f(x)-m>0在R上恒成立,求m的取值范围.
解:(1)令F(x)=|f(x)-2|=|2x-2|,
G(x)=m,画出F(x)的图象如图所示,
由图象看出,当m=0或m≥2时,函数F(x)与G(x)的图象只有一个交点,即原方程有一个解;
当0<m<2时,函数F(x)与G(x)的图象有两个交点,即原方程有两个解.
(2)令f(x)=t(t>0),H(t)=t2+t,
因为H(t)=2-在区间(0,+∞)上是增函数,所以H(t)>H(0)=0.因此要使t2+t>m在区间(0,+∞)上恒成立,
应有m≤0,即所求m的取值范围为(-∞,0].
[能力提升组]
13.(多选)关于函数f (x)=|ln|2-x||,下列描述正确的有( )
A.函数f(x)在区间(1,2)上单调递增
B.函数y=f (x)的图象关于直线x=2对称
C.若x1≠x2,但f(x1)=f(x2),则x1+x2=4
D.函数f (x)有且仅有两个零点
解析:ABD [函数f (x)=|ln|2-x||的图象如图所示,
由图可得,函数f(x)在区间(1,2)上单调递增,A正确;函数y=f (x)的图象关于直线x=2对称,B正确;若x1≠x2,但f(x1)=f(x2),则x1+x2的值不一定等于4,C错误;函数f(x)有且仅有两个零点,D正确.]
14.设函数f(x)的定义域为R,满足f(x-2)=2f(x),且当x∈(0,2]时,f(x)=x(2-x).若对任意x∈[a,+∞),都有f(x)≤成立,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析:A [因为当x∈(0,2]时,f(x)=x(2-x);f(x-2)=2f(x),所以f(x)=f(x-2),即若f(x)在(0,2]上的点的横坐标增加2,则对应y值变为原来的;若减少2,则对应y值变为原来的2倍.
当x∈(0,2]时,f(x)=x(2-x)=-(x-1)2+1,f(x)max=f(1)=1,
故当a<0时,对任意x∈[a,+∞),f(x)≤不成立,
当x∈(2,4]时,f(x)=f(x-2)
=-(x-3)2+∈,
同理当x∈(4,6]时,f(x)=-(x-5)2+∈,
以此类推,当x>4时,必有f(x)≤.
函数f(x)和函数y=的图象如图所示:
因为当x∈(2,4]时,f(x)=-(x-3)2+∈,
令-(x-3)2+=,
解得x1=,x2=(舍去),
因为当x∈[a,+∞)时,f(x)≤成立,
所以a≥.]
15.函数y=f(x)的图象关于点M(a,b)成中心对称图形的充要条件是函数y=f(x+a)-b为奇函数,给出下列四个结论:
①f(x)=x+-1图象的对称中心是(2,1);
②f(x)=x+-1图象的对称中心是(2,-1);
③类比可得函数y=f(x)的图象关于直线x=a成轴对称图形的充要条件是y=f(x+a)为偶函数;
④类比可得函数y=f(x)的图象关于直线x=a成轴对称图形的充要条件是y=f(x-a)为偶函数.
其中所有正确结论的序号是______.
解析:y=x+是奇函数,对称中心为(0,0),将y=x+图象向右平移2个单位,再向上平移1个单位可得f(x)=x-2++1=x+-1的图象,所以f(x)=x+-1图象的对称中心是(2,1),故①正确,②不正确;
若函数y=f(x)的图象关于直线x=a成轴对称图形,图象向左平移a个单位可得y=f(x+a)关于x=0即y轴对称,所以y=f(x+a)为偶函数,故③正确,④不正确.
所以所有正确结论的序号是①③.
答案:①③
16.已知a,b∈R,定义:min{a,b}=设f(x)=min{2x-a,-x+6-a},x∈R.若函数y=f(x)+ax有两个零点,则实数a的取值范围是____________.
解析:令函数g(x)=2x-a-(-x+6-a)=2x+x-6,显然函数g(x)在R上单调递增,
而g(2)=0,则当x<2时,2x-a<-x+6-a,当x≥2时,2x-a≥-x+6-a,
于是函数f(x)=则f(x)+ax=
令函数h(x)=由f(x)+ax=0,得h(x)=-a(x-1),
因此函数y=f(x)+ax的零点,即函数y=h(x)的图象与直线y=-a(x-1)交点的横坐标,
当x<2,恒有h(x)>0,在同一坐标系内作出直线y=-a(x-1)与函数y=h(x)的图象,如图,
观察图象知,当-a≥0,即a≤0时,直线y=
-a(x-1)与函数y=h(x)的图象只有一个交点,
如图,直线y=4(x-1)过点(1,0),(2,4),它与y=2x的图象交于两点(2,4),(3,8),当x<2时,2x>4(x-1),
当-a≤-1,即a≥1时,直线y=-a(x-1)与函数y=h(x)的图象只有一个交点,
当-1<-a<0,即0<a<1时,直线y=-a(x-1)与函数y=h(x)的图象有两个交点,
所以函数y=f(x)+ax有两个零点,实数a的取值范围是(0,1).
答案:(0,1)
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