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详解
答案
课时作业1 集合的概念与运算
1.解析:因为N={x|2x>7}=,M={1,3,5,7,9},所以M∩N={5,7,9}.
答案:B
2.解析:方法一 由题知∁UB={-2,-1,1},所以A∩(∁UB)={-1,1}.
方法二 易知A∩(∁UB)中的元素不在集合B中,则排除选项A、B、D.
答案:C
3.解析:因为集合A={x∈N+|x2-3x-4<0}={x∈N+|-1<x<4}={1,2,3},所以集合A中共有3个元素,所以真子集有23-1=7(个).
答案:A
4.解析:方法一 因为B={x|x≤-2或x≥4},所以A∪B={x|x≤-2或x≥1},故∁R(A∪B)={x|-2<x<1}.
方法二 -2∈B,故-2∉∁R(A∪B),排除A,D;2∈A,故2∉∁R(A∪B),排除B.
答案:C
5.解析:全集U={-3,-2,0,2,3},A={-3,3},B={x|(x-3)(x-2)=0}={2,3},∴A∪B={-3,2,3},则图中阴影部分所表示的集合为:∁U(A∪B)={-2,0}.
答案:D
6.解析:由A∩B≠∅知,集合A,B有公共元素,作出数轴,如图所示:易知a>-1.
答案:D
7.解析:∵集合A={1,2,3},B={4,5},C={x+y|x∈A,y∈B},∴集合C={5,6,7,8},∴C中元素的个数为4.
答案:B
8.解析:当a+2=1时,a=-1,此时有(a+1)2=0,a2+3a+3=1,不满足集合中元素的互异性;当(a+1)2=1时,a=0或a=-2,当a=-2,则a2+3a+3=1,舍去,经验证a=0时满足;当a2+3a+3=1时,a=-1或a=-2,由上知均不满足,故a=0,则2 021a=1.
答案:1
9.解析:由于A∪B={x|x≤0或x≥1},结合数轴,∁U(A∪B)={x|0<x<1}.
答案:{x|0<x<1}
10.解析:A={x|x2-2x-3≤0}={x|(x+1)(x-3)≤0}={x|-1≤x≤3},B={x|y=ln (2-x)}={x|2-x>0}={x|x<2},则A∩B=[-1,2),A∪B=(-∞,3].
答案:[-1,2) (-∞,3]
11.解析:因为B=={x|2x-1>0}={x|x>0},所以∁RB={x|x≤0}.因为A={x|-1<x<0},所以A∩(∁RB)={x|-1<x<0}.
答案:B
12.解析:当a>1时,A=(-∞,1]∪[a,+∞),B=[a-1,+∞),当且仅当a-1≤1时,A∪B=R,故1<a≤2;当a=1时,A=R,B={x|x≥0},A∪B=R,满足题意;当a<1时,A=(-∞,a]∪[1,+∞),B=[a-1,+∞),又因为a-1<a,所以A∪B=R,故a<1满足题意,综上知a∈(-∞,2].
答案:(-∞,2]
13.解析:∵2≤n2+n-4 042≤2n(n∈N*),解得n=64,∴A={1,2,3,…,64},对于数1,集合{2,3,…,64}有子集263个,∴以1作为最小元素被计算的次数为263,总和为1×263,同理以2作为最小元素被计算的次数为262,总和为2×262,以3作为最小元素被计算的次数为261,总和为3×261,依此类推,故所求结果S=1×263+2×262+3×261+…+63×21+64×20,则S=1×262+2×261+…+63×20+64×,∴S=263+262+261+…+21+20-64×=264-33,得S=265-66.
答案:64 265-66
14.解析:(1)因为a=3,所以P={x|4≤x≤7},∁RP={x|x<4或x>7}.
又Q={x|x2-3x-10≤0}={x|-2≤x≤5},所以(∁RP)∩Q={x|x<4或x>7}∩{x|-2≤x≤5}={x|-2≤x<4}.
(2)当P≠∅时,由P∪Q=Q得P⊆Q,
所以解得0≤a≤2;
当P=∅,即2a+1<a+1时,有P⊆Q,得a<0.
综上,实数a的取值范围是(-∞,2].
15.解析:(1)因为A={x|x2-6x-16≤0}={x|-2≤x≤8},B={x|-3≤x≤5},所以A∩B={x|-2≤x≤5},
因为C⊆(A∩B),C={x|m+1≤x≤2m-1},
①若C=∅,则m+1>2m-1,所以m<2;
②若C≠∅,则所以2≤m≤3,
综上,实数m的取值范围为{m|m≤3};
(2)由(1)得A∪B={x|-3≤x≤8},因为D={x|x>3m+2},且(A∪B)∩D=∅,
所以只需3m+2≥8,解得m≥2,所以实数m的取值范围为{m|m≥2}.
课时作业2 命题及其关系、充分条件与必要条件
1.解析:因为x>1,y>1,∴x+y>2,
所以命题p是q成立的充分条件;
当x+y>2时,x>1,y>1不一定成立,如:x=4,y=-1.
所以命题p是q成立的不必要条件.
所以p是q成立的充分不必要条件.
答案:B
2.解析:非有志者不能至,是必要条件;但“有志”也不一定“能至”,不是充分条件.
答案:D
3.解析:由x2-x-2<0,解得-1<x<2.
∵x2-x-2<0是-2<x<a的充分不必要条件,
∴(-1,2)(-2,a),∴a≥2.
∴实数a的值可以是2,3,4.
答案:A
4.解析:因为c2≥0,当a>b时,若c2=0,则不能推出ac2>bc2,充分性不成立,
若ac2>bc2,且c2>0,可以推出a>b,必要性成立,
所以“a>b”是“ac2>bc2”的必要不充分条件.
答案:B
5.解析:由log2(2x-3)<1⇔0<2x-3<2⇔<x<,4x>8⇔2x>3⇔x>,所以“log2(2x-3)<1”是“4x>8”的充分不必要条件.
答案:A
6.解析:|x-1|<a⇒1-a<x<1+a,因为不等式|x-1|<a成立的充分条件是0<x<4,所以(0,4)⊆(1-a,1+a),所以解得a≥3.
答案:D
7.解析:由cos α=,可得cos (2α+π)=-cos 2α=1-2cos2α=1-2×=,
所以充分性成立;
反之,由cos(2α+π)=-cos 2α=1-2cos2α=,可得cos2α=,
所以cosα=或cos α=-,即必要性不成立,
所以cos α=是cos (2α+π)=的充分不必要条件.
答案:A
8.解析:据题,充分性:“sin α=sin β”不一定得出“α=β”,也有可能α+β=π,
必要性:“α=β”一定能得出“sin α=sin β”故为必要不充分条件.
答案:必要不充分
9.解析:直线x-y-k=0与圆(x-1)2+y2=2有两个不同交点等价于<,解得-1<k<3.
答案:-1<k<3
10.解析:由x2-5x+4≥0得x≤1或x≥4,可知{x|x>4}是{x|x≤1或x≥4}的真子集,∴p是q的充分不必要条件.
答案:充分不必要
11.解析:若f(x)=2ex-ax在(-∞,0)上为减函数,
则f′(x)=2ex-a≤0在(-∞,0)上恒成立,
即a≥(2ex)max=2,
∵(3,+∞)[2,+∞),
∴a>3是a≥2的充分不必要条件.
答案:D
12.解析:由{x (13)x2-x-6},得x2-x-6≥0,解得x≤-2或x≥3,则A={x|x≤-2或x≥3}.
由log3(x+a)≥1,得x+a≥3,即x≥3-a,则B={x|x≥3-a}.
由题意知BA,所以3-a≥3,解得a≤0.
答案:(-∞,0]
13.解析:由2-m>m-1>0,
得1<m<,即q:1<m<.
因为p是q的充分条件,所以解得≤a≤.
答案:
14.解析:记A=,B={x|x(x-3)<0}={x|0<x<3},
若p是q的充分不必要条件,则AB,
注意到B={x|0<x<3}≠∅,分两种情况讨论:
(1)若A=∅,即≥,解得m≤0,此时AB,符合题意;
(2)若A≠∅,即<,解得m>0,
要使AB,应有解得0<m<3.
综上可得,实数m的取值范围是(-∞,3).
15.解析:已知条件p,即5x-1<-a或5x-1>a,
得x<或x>.
已知条件q,即2x2-3x+1>0,得x<或x>1;
令a=4,则p即x<-或x>1,
此时必有p⇒q成立,反之不然.
故可以选取一个实数是a=4,A为p,B为q,对应的命题是若A则B.由以上过程可知这一命题的原命题为真命题,而它的逆命题为假命题.
课时作业3 简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词
1.解析:因为全称命题的否定是特称命题,
所以命题:∀x∈R,x2≥0的否定是:∃x∈R,x2<0.
答案:C
2.解析:∵¬p是假命题,∴p是真命题,可得p∨q是真命题,∴充分性成立.反之,由“p∨q是真命题”可得p或q是真命题,不能得到“¬p是假命题”,∴必要性不成立.
答案:A
3.解析:由全称命题的否定为特称命题可知,C正确.
答案:C
4.解析:已知全称量词命题p:∀x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)]·(x2-x1)≥0,则¬p:∃x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)]·(x2-x1)<0.
答案:C
5.解析:因为“∃x∈,sin x<m”是假命题,
所以“∀x∈,m≤sin x”是真命题,
即m≤sin x对于∀x∈恒成立,所以m≤(sin x)min,
因为y=sin x在单调递增,
所以x=-时,y=sin x最小值为y=sin =-sin =-,
所以m≤-,实数m的最大值为-.
答案:D
6.解析:幂函数f(x)=x的值域为[0,+∞),且在定义域上单调递增,故A错误,B正确,C错误;D选项中当x1=0,结论不成立.
答案:B
7.解析:当x∈时,sin x<1,tan x>1.
此时sin x-tan x<0,故命题p为真命题.
由于命题p为特称命题,所以命题p的否定为全称命题,
则¬p为:∀x∈,f(x)≥0.
答案:C
8.答案:∃x∈R,x2+x+1≤0
9.解析:当x=10时,lg 10=1,则①为真命题;
当x=0时,sin 0=0,则②为真命题;
当x<0时,x3<0,则③为假命题;
由指数函数的性质知,∀x1>x2,2x1>2x2,则④为真命题.
答案:③
10.解析:∵函数y=tan x在上是增函数,∴ymax=tan =1,依题意,m≥ymax,即m≥1.∴m的最小值为1.
答案:1
11.解析:由x=,得tan x=1,但由tan x=1不一定推出x=,可知“x=”是“tan x=1”的充分不必要条件,所以A正确;若定义在[a,b]上的函数f(x)=x2+(a+5)x+b是偶函数,则解得则f(x)=x2+5,其在[-5,5]上的最大值为30,所以B正确;显然C错误,D正确.
答案:C
12.解析:对于命题p,若空间两平面α⊥β,直线a∥α,则直线a∥β或直线a⊥β或直线a在平面β内,故命题p为假命题,¬p为真命题.
对于命题q,不妨令m<n,讨论0<a<1和a>1两种情况,
当0<a<1时,y=|logax|与y=的大致图象如图,
结合图象可得,0<m<1,n>1,logam=,-logan=,
两式作差可得loga(mn)=->0=loga1,
因为y=logax(0<a<1)在(0,+∞)上单调递减,所以0<mn<1;
当a>1时,y=|logax|与y=的大致图象如图,
结合图象可得,0<m<1,n>1,-logam=,logan=,
两式作差可得loga(mn)=-<0=loga1,
因为y=logax(a>1)在(0,+∞)上单调递增,所以0<mn<1.
综上,mn<1成立,即命题q为真命题,¬q为假命题.
所以p∧q是假命题;¬p∧q是真命题;p∧¬q是假命题;p∨¬q是假命题.
答案:B
13.解析:当a=0时,1≤0,显然不成立,所以a≠0,
若a>0,ax2+1≤0,显然不成立,所以a<0,
∃x∈[1,2],ax2+1≤0为真命题,只需22·a+1≤0,
解得a≤-.
答案:a≤-
14.解析:由p:x2-8x-20>0,得p:x<-2或x>10,
由q:x2-2x+1-m2>0(m>0),得q:x<1-m或x>1+m,
∵p是q的充分而不必要条件,
∴,解得0<m≤3.
15.解析:(1)若p命题为真,则对任意x∈[0,1],不等式2x-2≥m2-3m恒成立,即当x∈[0,1]时,m2-3m≤(2x-2)min恒成立,
∵当x∈[0,1]时,2x-2∈[-2,0],∴m2-3m≤-2,即m2-3m+2≤0,
解得1≤m≤2,
即m的取值范围是[1,2].
(2)当a=1时,若q命题为真,则存在x∈[-1,1],
使得m≤x成立,即m≤xmax成立,故m≤1.
若p且q为假命题,p或q为真命题,则p,q一真一假,
若p真q假,则,得1<m≤2.
若p假q真,则,得m<1,
综上所述,m的取值范围是(-∞,1)∪(1,2].
课时作业4 函数及其表示
1.解析:根据题设有故x∈(-∞,1)∪(1,2),函数的定义域为(-∞,1)∪(1,2),故选C.
答案:C
2.解析:因为函数f(x)的定义域为[0,2],所以0≤2x≤2,解得0≤x≤1,所以函数f(2x)的定义域为{x|0≤x≤1},故选D.
答案:D
3.解析:∵A={y|y=lg x}=R,B={x|y=}=(-∞,1],∴A∩B=(-∞,1],故选D.
答案:D
4.解析:f(-x)的定义域为{x|x≠-1},令t=-x,则t≠1,x=-t,且f(t)=,t≠1,所以f(x)=,x≠1.故选C.
答案:C
5.解析:因为
f(x)=,
所以f(1)=22-1=3,所以f(f(1))=f(3)=log28=3,故选B.
答案:B
6.解析:对于A,f(x)=|x-1|,定义域为R;f(x)==|x-1|,定义域为R,两个函数定义域和解析式都相同,所以A中两个函数为相同函数;
对于B,f(x)=x定义域为R,g(x)=定义域为{x|x≠0},所以两个函数不是相等函数,所以B中两个函数不是相同函数;
对于C,f(x)=,
g(x)=x+2,两个函数解析式不同,所以C中两个函数不是相同函数;对于D,f(x)=x定义域为R,g(x)=中定义域为{x|x≠0},所以D中两个函数不是相同函数.故选A.
答案:A
7.解析:根据小车从点A出发的运动轨迹可得,视角θ=∠AMP的值先是匀速增大,然后又减小,接着基本保持不变,然后又减小,最后又快速增大.故选D.
答案:D
8.解析:∵f(x)是一次函数,∴设f(x)=ax+b(a≠0),则
f(f(x))=f(ax+b)=a(ax+b)+b=a2x+ab+b,
∵f(f(x))=4x-1,∴,
解得或
∴f(x)=2x-或f(x)=-2x+1.
答案:f(x)=2x-或f(x)=-2x+1
9.解析:∵f(x)=,∴f(x)+f=1,∵f(1)=,∴所求解的结论为+1+1=.
答案:
10.解析:f(x)=4x-3,g(2x-1)=f(x)=4x-3,
令t=2x-1,则x=,
所以g(t)=4×-3=2t-1,
则g(2)=2×2-1=3.
答案:3
11.解析: 因为f(x)===2+,
又y=在(1,+∞)上单调递减;因此f(x)=2+在(1,+∞)上单调递减;
则f(x)=2+在[2,4]上单调递减;
若x1∈[2,4],则f(x1)∈[3,5];
又g(x)=2x+a是增函数,若x2∈[2,4],
则g(x2)∈[4+a,16+a],
因为∀x1∈[2,4],∃x2∈[2,4],使得f(x1)=g(x2),
所以[3,5]是[4+a,16+a]的子集;
因此,解得-11≤a≤-1.
答案:D
12.解析:由题意知,函数f(x)的定义域为D,∀x∈D,∃y∈D,使得f(y)=-f(x)成立,所以函数f(x)的值域关于原点对称,对于A中,函数y=x2的值域为[0,+∞),不关于原点对称,不符合题意;对于B中,函数y=的值域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,符合题意;对于C中,函数y=ln (2x+3)的值域为R,关于原点对称,符合题意;对于D中,函数y=2x+3的值域为R,关于原点对称,符合题意,故选A.
答案:A
13.解析:由题意得f=2×=.
f=f=f=2×=.
所以f+f=4.
答案:B
14.解析:(1)f(2x)+f=+=+==1,x∈(-∞,-)∪(-,0)∪(0,+∞).
(2),
①-2×②得-3f(x)=3x-2-+4=3x-+2,
所以f(x)=-x-,x∈(-∞,0)∪(0,+∞).
15.解析:(1)因为f(2)=,
所以f(f(2))=f()=--2=-.
(2)当x>1时,f(x)∈(0,1),
当x≤1时,f(x)∈[-3,+∞),
所以f(x)∈[-3,+∞).
课时作业5 函数的单调性与最值
1.解析:根据题意,依次分析选项:
对于A,f(x)=3-x为一次函数,在(0,+∞)上为减函数,不符合题意;
对于B,f(x)=x2-3x为二次函数,在上为减函数,不符合题意;
对于C,f(x)=-为反比例函数,在(0,+∞)上为增函数,符合题意;
对于D,f(x)=-|x|,当x>0时,f(x)=-x,则函数f(x)在(0,+∞)上为减函数,不符合题意.
答案:C
2.解析:函数f(x)=-x+的导数为f′(x)=-1-,则f′(x)<0,可得f(x)在上单调递减,即f(-2)为最大值,且为2-=.
答案:A
3.解析:因为函数y===-1在区间(-1,+∞)上是减函数,且f(2)=0,所以n=2.根据题意,x∈(m,n]时,ymin=0.所以m的取值范围是[-1,2).
答案:D
4.解析:因为a+b>0,所以a>-b,b>-a.所以f(a)>f(-b),f(b)>f(-a),结合选项,可知选A.
答案:A
5.解析:因为f(x)=x2-4x+2的单调递减区间为(-∞,2],
y==x+-4在[,+∞)和(-∞,-]上为增函数,
所以f(x)=x2-4x+2的“可变区间”I为[,2]和(-∞,-].
答案:A
6.解析: 令t=x+,x∈[1,9],则函数t=x+在[1,3)上单调递减,在[3,9]上单调递增,
所以当x=3时,tmin=6,当x=9时,tmax=10,
所以t∈[6,10],所以y=|t-a|+a在t∈[6,10]上的最大值为10,
①当a≥10时,y=|t-a|+a=a-t+a=2a-t,
所以ymax=2a-6=10,∴a=8,舍去;
②当a≤6时,y=|t-a|+a=t-a+a=t≤10,此时命题成立;
③当6<a<8时,ymax=|10-a|+a=10,此时命题成立;
④当8≤a<10时,ymax=|6-a|+a=a-6+a=2a-6,所以2a-6=10,解得a=8,此时命题成立;
综上所述:实数a的取值范围是a≤8,
即实数a的最大值为8.
答案:B
7.解析: 由题得函数f(x)为偶函数,在[0,+∞)单调递增,
则对任意的x∈,
不等式f(ax+1)≤f(x-2)恒成立,
则不等式f(|ax+1|)≤f(|x-2|),
x∈恒成立,
则|ax+1|≤|x-2|,x∈恒成立,
得(ax+1)2-(x-2)2≤0,
得≤0,
x∈恒成立,
则a≤且a≥,
或a≥且a≤,x∈恒成立,
即当x∈时,a≤且a≥,
或a≥且a≤,
又当x∈,有0≤≤1,
-5≤≤-2,
得-2≤a≤0.
答案:C
8.解析:由于f(x)=|x-2|x=
结合图象(图略)可知函数的单调递减区间是[1,2].
答案:[1,2]
9.解析:当a=0时,f(x)=2x-3在定义域R上是单调递增的,故在(-∞,4)上单调递增;当a≠0时,二次函数f(x)的对称轴为x=-,因为f(x)在(-∞,4)上单调递增,所以a<0,且-≥4,解得-≤a<0.
综上,实数a的取值范围是
.
答案:
10.解析:∵f(2)=-1,
∴由f(2x-4)>-1得,f(2x-4)>f(2),且f(x)在R上是减函数,
∴2x-4<2,解得x<3,
∴满足f(2x-4)>-1的实数x的取值范围是(-∞,3).
答案:(-∞,3)
11.解析:∵对任意的x1,x2∈R(x1≠x2),
总有>0成立,
不妨设x1>x2,
f(x1)-f(x2)=(x1-x2)×>0,
∴f(x1)>f(x2),
∴函数f(x)=
在定义域R上是增函数,
∴,解得≤a<.
答案:C
12.解析:根据符号[x]的意义,讨论当自变量x取不同范围时函数f(x)=x-[x]的解析式:当-1≤x<0时,[x]=-1,则f(x)=x-[x]=x+1;当0≤x<1时,[x]=0,则f(x)=x-[x]=x;当1≤x<2时,[x]=1,则f(x)=x-[x]=x-1;当2≤x<3时,[x]=2,则f(x)=x-[x]=x-2.画函数f(x)=x-[x]的图象如图所示:
根据定义可知,f(-3.9)=-3.9-(-4)=0.1,f(4.1)=4.1-4=0.1,即f(-3.9)=f(4.1),所以A正确;从图象可知,函数f(x)=x-[x]最高点处取不到,所以B错误;函数图象最低点处函数值为0,所以C正确;从图象可知y=f(x)与y=的图象有无数个交点,即f(x)=有无数个根,所以D正确.
答案:B
13.解析:因为当x≤0时,f(x)=(x-a)2,f(0)是f(x)的最小值,所以a≥0.当x>0时,f(x)=x++a≥2+a,当且仅当x=1时取“=”.要满足f(0)是f(x)的最小值,需2+a≥f(0)=a2,即a2-a-2≤0,解得-1≤a≤2,所以实数a的取值范围是0≤a≤2.
答案:[0,2]
14.解析:(1)证明:设x1<x2<-2,
则f(x1)-f(x2)=-=.
因为(x1+2)(x2+2)>0,x1-x2<0,
所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),
所以f(x)在(-∞,-2)上单调递增.
(2)设1<x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=-=.
因为a>0,x2-x1>0,所以要使f(x1)-f(x2)>0,
只需(x1-a)(x2-a)>0恒成立,
所以a≤1.综上所述,实数a的取值范围为(0,1].
15.解析:(1)由于a≥3,故当x≤1时,x2-2ax+4a-2-2|x-1|=x2+2(a-1)(2-x)>0,
当x>1时,x2-2ax+4a-2-2|x-1|=(x-2)(x-2a).
由(x-2)(x-2a)≤0得2≤x≤2a.
所以使得等式F(x)=x2-2ax+4a-2成立的x的取值范围为[2,2a].
(2)设函数f(x)=2|x-1|,g(x)=x2-2ax+4a-2,
则f(x)min=f(1)=0,g(x)min=g(a)=-a2+4a-2,
所以由F(x)的定义知m(a)=min{f(1),g(a)},即
m(a)=
课时作业6 函数的奇偶性与周期性
1.解析:对于A,y=x2的定义域为R,f(-x)=(-x)2=x2=f(x),所以y=x2是偶函数,由二次函数的性质可知y=x2在(-∞,0)上单调递减,故选项A不正确;对于B,由指数函数的性质可知y=2x既不是奇函数又不是偶函数,故选项B不正确;对于C,y=-ln |x|定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),且f(-x)=-ln |-x|=-ln |x|=f(x),由y=-ln |x|是偶函数,
y=-ln |x|=,其图象如图所示:
y=-ln |x|在区间(-∞,0)上单调递增,故选项C正确;对于D,由余弦函数的性质可知:y=cos x为偶函数,在(-∞,0)上不具有单调性,故选项D不正确.
答案:C
2.解析:由题意,函数f(x+1)是奇函数,可得f(x)的图象关于点(1,0)对称,
所以f(1+x)+f(1-x)=0,所以②正确;令x=0,则f(1)=0,又由f(2x-1)是偶函数,所以f(2x)的图象关于x=-对称,所以f(x)的图象关于x=-1对称,则有f(-1-x)=f(-1+x),令x=2,则f(-3)=f(1)=0,所以③正确. 在f(-1-x)=f(-1+x)中,将x用x-7替换,则f(x-8)=f(6-x),在f(1+x)=-f(1-x)中,将x用x-5替换,则f(6-x)=-f(x-4),所以f(x-8)=-f(x-4),再将x用x+4替换,则f(x-4)=-f(x),所以f(x-8)=f(x),所以①正确;对于④中,由f(2-x)=-f(x),f(2+x)=-f(-x),无法推出其一定相等.
答案:B
3.解析:当x>0时,f(x)=x ln x+,f′(x)=ln x+1,所以函数f(x)在上单调递减,在上单调递增,结合f(x)是定义在R上的奇函数,则函数f(x)的图象如图,
f(0)=0,函数F(x)的零点即方程f(x)[f(x)+a]=0的根,又因为f(x)=0有3个根,所以f(x)=-a有2个根,即满足条件-<-a<0或0<-a<,解得a∈∪.
答案:C
4.解析:方程3f(x)=x可化为f(x)=,则函数y=f(x)与直线y=的图象有5个交点,当-1≤x≤1时,曲线y=f(x)为+x2=1的上半部分,当1<x≤2时,曲线y=f(x)为y=x-1,
当2<x≤3时,曲线y=f(x)为y=-x+3.
如图所示,函数y=的图象为一条过原点的直线,要使它适合题意,
需要直线y=与曲线C2有两个交点,与C3没有交点.
由题意知,
得x2-8x+15=0.
Δ1=64-4×15>0且m>0,可得m>,
由,
得x2-16x+63=0.
Δ2=256-4×63<0且m>0,
得0<m<,故m∈(,).
答案:B
5.解析:∵f(-x)=2-x+()-x=2x+()x=f(x),所以函数f(x)为R上的偶函数,
设x1,x2∈(0,+∞),且x1>x2,则f(x1)-f(x2)=2x1+(12)x1-2x2-(12)x2
=2x1-2x2+2x2-2x12x1∙2x2=(2x1-2x2)(1 - 12x1+x2 ).
∵x1>x2>0,∴2x1 >2x2,2x1+x2 >1,
∴2x1-2x2>0,1 - 12x1+x2>0,
∴f(x1)>f(x2),∴函数f(x)为(0,+∞)上的单调增函数
由f(x)=f,
可得x+=0或x-=0,
当x+=0时,即x2+4x+2=0,判别式Δ>0,故方程有两个根,得x1+x2=-4,
当x-=0时,即x2+2x-2=0,判别式Δ>0,故方程有两个根,得x3+x4=-2,
所以满足f(x)=f的所有实数x的和为-6.
答案:A
6.解析:由f(x)是R上的奇函数得:f(0)=0,
又f(x)是以3为周期的周期函数,
则f(-3)=-f(3)=-f(0)=0,①正确;
f(1)=f(1-3)=f(-2)=-f(2),②错误;
由f(3+x)=f(x)得:f=f=-f即f+f=0,即f(x)的图象关于点对称,③正确;
由f+f=0可得f=0,
于是得f=f=f=0,④正确,
所以给出的4个命题正确的是①③④.
答案:①③④
7.解析:因为f(-x)=e-x-ex-sin x+x=-f(x).
所以f(x)是R上的奇函数,
f′(x)=ex+e-x+cos x-1,
f′(x)=ex+e-x+cos x-1≥2+cos x-1=1+cos x≥0,
所以f(x)是R上的增函数,
f[a-2ln (|x|+1)]+f≥0等价于f[a-2ln (|x|+1)]≥-f=f,
所以a-2ln (|x|+1)≥-,
所以a≥-+2ln (|x|+1),
令g(x)=-+2ln (|x|+1),则a≥g(x)max,
因为g(-x)=g(x)且定义域为R,
所以g(x)=-+2ln (|x|+1)是R上的偶函数,
所以只需求g(x)在(0,+∞)上的最大值即可.
当x∈[0,+∞)时,g(x)=-+2ln (x+1),
g′(x)=-x+==-,
则当x∈[0,1)时,g′(x)>0;当x∈[1,+∞)时,g′(x)<0;
所以g(x)在[0,1)上单调递增,在[1,+∞)上单调递减,
可得:g(x)max=g(1)=2ln 2-,即a≥2ln 2-.
答案:
8.解析:∵f(x+3)=f(x),∴T=3,
又x∈[0,3)时,f(x)=2x-x2+1,
∴f(0)=1,f(1)=2,f(2)=1,
∴f(0)+f(1)+f(2)=1+2+1=4,
∴f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 021)=674×4=2 696.
答案:2 696
9.解析:(1)设x<0,则-x>0,
所以f(-x)=-(-x)2+2(-x)=-x2-2x.
又f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x),
于是当x<0时,f(x)=x2+2x=x2+mx,所以m=2.
(2)要使f(x)在[-1,a-2]上单调递增,结合f(x)的图象(如图所示)知所以1<a≤3,
故实数a的取值范围是(1,3].
10.解析:(1)因为f(1+x)=f(1-x),所以f(-x)=f(2+x).
又f(x+2)=f(x),所以f(-x)=f(x).
又f(x)的定义域为R,
所以f(x)是偶函数.
(2)当x∈[0,1]时,-x∈[-1,0],
则f(x)=f(-x)=x;
从而当1≤x≤2时,-1≤x-2≤0,
f(x)=f(x-2)=-(x-2)=-x+2.
故f(x)=
11.解析:因为f(x)为偶函数,所以f(4+x)=f(4-x)=f(x-4),所以f(8+x)=f(x),所以f(x)是周期函数,且周期为8,且f(x)关于x=4对称,又当x∈(0,4]时,f(x)=,则f′(x)==(x>0),令f′(x)=0,解得x=,所以当x∈时,f′(x)>0,f(x)为增函数,当x∈时,f′(x)<0,f(x)为减函数,作出f(x)一个周期内的图象,如图所示:
因为f(x)为偶函数,且不等式f2(x)+af(x)>0在[-200,200]上有且只有200个整数解,
所以不等式在(0,200)内有100个整数解,因为f(x)周期为8,所以在(0,200)内有25个周期,
所以f(x)在一个周期内有4个整数解,
(1)若a>0,由f2(x)+af(x)>0,可得f(x)>0或f(x)<-a,
由图象可得f(x)>0有7个整数解,f(x)<-a无整数解,不符合题意;
(2)若a=0,则f(x)≠0,由图象可得,不满足题意;
(3)若a<0,由f2(x)+af(x)>0,可得f(x)>-a或f(x)<0,
由图象可得f(x)<0在一个周期内无整数解,不符合题意,
所以f(x)>-a在一个周期(0,8)内有4个整数解,
因为f(x)在(0,8)内关于x=4对称,
所以f(x)在(0,4)内有2个整数解,
因为f(1)=ln 2,f(2)==ln 2,f(3)=,
所以f(x)>-a在(0,4)的整数解为x=1和x=2,
所以≤-a<ln 2,解得-ln 2<a≤-.
答案:C
12.解析:对①:若f(x)为奇函数,则f(x)+f(-x)=0.
令y=-x,由(2)知0∈A,
而与(1)f(x)≠0矛盾,所以①错误.
对②:若f(x)为周期函数,则f(x+T)=f(x)(其中T为非零常数),
当f(x)(比如f(x)=tan x)值域A=(-∞,0)∪(0,+∞)时,令y=x+T,
则(1)=1∈A成立;(2)f(x)+f(y)=2f(x)∈A也成立,故②正确.
对③:由②可知,存在x∈D,使f(x)为任意非零常数,所以可使f(x)=,故③正确.
对④:令y=x,则由(1)知1∈A,从而∈A,所以=f2(x)∈A,所以④正确.
答案:B
13.解析:若f(x)=c,则f′(x)=0,此时(x-4)f′(x)≤0和y=f(x+4)为偶函数都成立,函数值恒等于c,当|x1-4|<|x2-4|时,恒有f(8-x1)=f(8-x2),故等号成立;
若f(x)不是常数,因为函数y=f(x+4)为偶函数,所以f(4+x)=f(4-x),函数关于x=4对称,所以f(x1)=f(8-x1),f(x2)=f(8-x2);
由(x-4)f′(x)≤0,当x>4时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;当x<4时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增,可画出拟合图象,如图:
|x1-4|<|x2-4|,从绝对值本身含义出发,即等价于x轴上x1到4的距离小于x2到4的距离,由图可知,f(x1)>f(x2),即f(8-x1)>f(8-x2),综上所述,则f(8-x1)≥f(8-x2).
答案:D
14.解析:(1)证明:∵f(x+2)=-f(x),
∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x).
∴f(x)是周期为4的周期函数.
(2)∵x∈[2,4],
∴-x∈[-4,-2],
∴4-x∈[0,2],
∴f(4-x)=2(4-x)-(4-x)2=-x2+6x-8,
又f(4-x)=f(-x)=-f(x),
∴-f(x)=-x2+6x-8,
即f(x)=x2-6x+8,x∈[2,4].
(3)∵f(0)=0,f(1)=1,f(2)=0,f(3)=-1.
又f(x)是周期为4的周期函数,
∴f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=f(4)+f(5)+f(6)+f(7)
=…=f(2 012)+f(2 013)+f(2 014)+f(2 015)=0.
∴f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 016)=0+f(2 016)=f(0)=0.
15.解析:(1)证明:方法一 当a=b=1时,f(x)=,
因为f(1)==-,f(-1)==,
所以f(-1)≠-f(1)即f(x)不是奇函数.
方法二 因为f(-x)==
而-f(x)=-=,
即f(-x)≠-f(x),所以f(x)不是奇函数.
(2)方法一 ∵f(x)是R上的奇函数,
∴f(-x)=-f(x),
即=-对任意x∈R恒成立.
化简整理得(2a-b)22x+(2ab-4)2x+(2a-b)=0对任意x∈R恒成立.
∴⇒或.
因为原函数定义域为R,所以b≥0.所以a=1,b=2.
方法二 ∵f(x)是定义在R上的奇函数,
∴即,经验证满足.
所以a=1,b=2.
(3)由(2)得:f(x)==-+,
∵2x>0,∴2x+1>1.
∴0<<1,
∴-<f(x)<.
而c2-3c+3=+≥>恒成立,
所以对任何实数x,c都有f(x)<c2-3c+3成立.
16.解析:由对任意0≤x1<x2,都有<0,可得f(x)在[0,+∞)上单调递减;由函数y=f(x+2)的图象关于点(-2,0)对称,得函数y=f(x)的图象关于原点对称,可得函数y=f(x)为奇函数;故f(x)在R上单调递减.于是得f(a2+2b)≤f(b2+2a),
∴a2+2b≥b2+2a,
∴b2-a2+2a-2b≤0,
∴(b-a)[b-(2-a)]≤0.
则当a∈时,令a=x,b=y,则问题等价于点(x,y)满足