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  • 2021-06-11 发布

高中竞赛讲义函数的基本性质练习

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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