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- 2021-06-11 发布
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高中竞赛讲义函数的基本性质练习
一、解答题
1、已知函数f(x)=x3-x+c定义在[0,1]上,x1,x2∈[0,1]且x1≠x2.
⑴求证:|f(x1)-f(x2)|<2|x1-x2|;
⑵求证:|f(x1)-f(x2)|<1.
2、 设a,b,c∈R,|x|≤1,f(x)=ax2+bx+c,如果|f(x)|≤1,求证:|2ax+b|≤4.
3、 f(x),g(x)都是定义在R上的函数,当0≤x≤1,0≤y≤1时.
求证:存在实数x,y,使得
4、 已知f(x)=ax2+bx+c,f(x)=x的两根为x1,x2,a>0,x1-x2>,若0<t<x1,试比较f(t)与x1的大小.
5、 函数y=的最小值是______________.
6、 若函数y=log3(x2+ax-a)的值域为R,则实数a的取值范围是______________.
7、 解方程:ln(+x)+ln(+2x)+3x=0
8、 已知(3x+y)2001+x2001+4x+y=0,求4x+y的值.
9、 已知f(x)=ax5+bsin5x+1,且f⑴=5,则f(-1)=( )
A.3 B.-3 C.5 D.-5
以下是答案
一、解答题
1、 证明:⑴|f(x1)-f(x2)|=|x13-x1+x23-x2|
=|x1-x2||x12+x1x2+x22-1|
需证明|x12+x1x2+x22-1|<2 ………………①
x12+x1x2+x22=(x1+≥0
∴ -1<x12+x1x2+x22-1<1+1+1-1=2
∴ ①式成立
于是原不等式成立
⑵不妨设x2>x1
由⑴ |f(x1)-f(x2)|<2|x1-x2|
①若 x2-x1∈(0,]
则立即有|f(x1)-f(x2)|<1成立.
②若1>x2-x1>,则-1<-(x2-x1)<-
∴ 0<1-(x2-x1)< (右边变为正数)
下面我们证明|f(x1)-f(x2)|<2(1-x2+x1)
注意到:f(0)=f⑴=f(-1)=c
|f(x1)-f(x2)|=|f(x1)-f⑴+f(0)-f(x2)|
≤|f(x1)-f⑴|+|f(0)-f(x2)|
<2(1-x2)+2(x2-0) (由⑴)
=2(1-x2+x1)
<1
综合⑴⑵,原命题得证.
(2) 已知f(x)=ax2+x-a(-1≤x≤1)
⑴若|a|≤1,求证:|f(x)|≤
⑵若f(x)max=,求a的值.
解:分析:首先设法去掉字母a,于是将a集中
⑴若a=0,则f(x)=x,
当x∈[-1,1]时,|f(x)|≤1<成立
若a≠0,f(x)=a(x2-1)+x
∴ |f(x)|=|a(x2-1)+x|
≤|a||x2-1|+|x|
≤|x2-1|+|x| (∵ |a|≤1)
≤1-|x2|+|x|
=-(|x|-)2
≤
⑵a=0时,f(x)=x≤1≠
∴ a≠0
∵ f(x)max=max{f⑴,f(-1),f(-)}
又f(±1)=±1≠
∴ f(x)max=f(-)=
a(-)2+(-)-a=
Þ a=-2或a=-
但此时要求顶点在区间[-1,1]内,应舍去-
答案为-2
2、解:(本题为1914年匈牙利竞赛试题)
f⑴=a+b+c
f(-1)=a-b+c
f(0)=c
∴ a=[f⑴+f(-1)-2f(0)]
b=[f⑴-f(-1)]
c=f(0)
|2ax+b|=|[f⑴+f(-1)-2f(0)]x+[f⑴-f(-1)]|
=|(x+)f⑴+(x-)f(-1)-2xf(0)|
≤|x+||f⑴|+|x-||f(-1)|+2|x||f(0)|
≤|x+|+|x-|+2|x|
接下来按x分别在区间[-1,-],(-,0),[0,),[,1]讨论即可
3、|xy-f(x)-g(y)|≥
证明:(正面下手不容易,可用反证法)
若对任意的实数x,y,都有|xy-f(x)-g(y)|<
记|S(x,y)|=|xy-f(x)-g(y)|
则|S(0,0)|<,|S(0,1)|<,|S(1,0)|<,|S(1,1)|<
而S(0,0)=-f(0)-g(0)
S(0,1)=-f(0)-g(1)
S(1,0)=-f(1)-g(0)
S(1,1)=1-f(1)-g(1)
∴ |S(0,0)|+|S(0,1)|+|S(1,0)|+|S(1,1)|
≥|S(0,0)-S(0,1)-S(1,0)+S(1,1)|
=1
矛盾!
故原命题得证!
4、解法一:设F(x)=f(x)-x=ax2+(b-1)x+c,
=a(x-x1)(x-x2)
∴ f(x)=a(x-x1)(x-x2)+x
作差:f(t)-x1=a(t-x1)(t-x2)+t-x1
=(t-x1)[a(t-x2)+1]
=a(t-x1)(t-x2+)
又t-x2+<t-(x2-x1)-x1=t-x1<0
∴ f(t)-x1>0
∴ f(t)>x1
解法二:同解法一得f(x)=a(x-x1)(x-x2)+x
令g(x)=a(x-x2)
∵ a>0,g(x)是增函数,且t<x1
Þ g(t)<g(x1)=a(x1-x2)<-1
另一方面:f(t)=g(t)(t-x1)+t
∴ =a(t-x2)=g(t)<-1
∴ f(t)-t>x1-t
∴ f(t)>x1
5、提示:利用两点间距离公式处理
y=
表示动点P(x,0)到两定点A(-2,-1)和B(2,2)的距离之和
当且仅当P、A、B三点共线时取的最小值,为|AB|=5
6、解:函数值域为R,表示函数值能取遍所有实数,
则其真数函数g(x)=x2+ax-a的函数值应该能够取遍所有正数
所以函数y=g(x)的图象应该与x轴相交
即△≥0 ∴ a2+4a≥0
a≤-4或a≥0
解法二:将原函数变形为x2+ax-a-3y=0
△=a2+4a+4·3y≥0对一切y∈R恒成立
则必须a2+4a≥0成立
∴ a≤-4或a≥0
7、解:构造函数f(x)=ln(+x)+x
则由已知得:f(x)+f(2x)=0
不难知,f(x)为奇函数,且在R上是增函数(证明略)
所以f(x)=-f(2x)=f(-2x)
由函数的单调性,得x=-2x
所以原方程的解为x=0
8、解:构造函数f(x)=x2001+x,则f(3x+y)+f(x)=0
逐一到f(x)的奇函数且为R上的增函数,
所以3x+y=-x
4x+y=0
9、 解:∵ f⑴=a+bsin51+1=5
设f(-1)=-a+bsin5(-1)+1=k
相加:f⑴+f(-1)=2=5+k
∴ f(-1)=k=2-5=-3
选B