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函数与方程(1,2,3)参考答案及提示
§1 集合与集合思想的应用
1.C;2.C;3.C;4.D;5.{-4,2,4,5,25};6.[- ,+∞);7.②③.8.显然g(x)满足条件①. 设x1,x2∈[-1,1],则 |x1|≤1,|x2|≤1.∵ |g(x1)-g(x2)| =|(x12+2x1-1)-(x22+2x2-1)| =|(x1-x2)(x1+x2+2)| ≤|x1-x2|·|x1+x2+2| ≤(|x1|+|x2|+2)|x1-x2| ≤4|x1-x2|, ∴ g(x)满足条件②,故g(x)∈M.
9.B={(x,y)|x2+y2=1,且x≠1}.用数形结合的方法,即求直线y=- x+m与曲线x2+y2=1(x≠1)有两个交点时m的取值范围.画图得m∈(-2, )∪( ,2).
10.问题等价于:是否存在自然数k、b,使直线y=kx+b与两曲线y2-x-1=0、4x2+2x-2y+5=0均无公共点.
由 y=kx+b,
y2-x-1=0,
k2x2+(2kb-1)x+b2-1=0. 由Δ1=(2kb-1)2-4k2(b2-1)<0,得 4k24kb+1<0.由 y=kx+b, 得
4x2+2x-2y+5=0,
4x2+2(1-k)x-2b+5=0. 由Δ2=4(1-k)2-16(-2b+5)<0,得k2-2k+8b-19<0. 在Δ1<0和Δ2<0中分离出b(用k控制b): b>(4k2+1)/4k,
b<(-k2+2k+19)/8.
∵k∈N,∴(4k2+1)/4k=k+(1/4k)≥1, (-k2+2k+19)/8=-(1/8)(k-1)2+(5/2)≤(5/2). ∴1<b<(5/2),故b=2.代入上两式,得 4k2-8k+1<0, ①
k2-2k-3<0. ②
由②得 -1<k<3,∴k=1,2. 当k=1时,满足①;当k=2时,不符合②. 故存在k=1,b=2,使(A∪B)∩C=Φ.
§2 函数的图象和性质
1.B;2.C;3.A;4.D;
5.10f(x)=1/(1-x2),10g(x)=(1-x)/(1+x);
6.1<a<2;
7.(4/9).
8.(1)在y=f(x)图象上取A(a+x0,y0),B(b-x0,y0),则线段AB中点为((a+b)/2,y0),且对任一x0都成立.由x0的任意性可知f(x)的图象关于直线x=(a+b)/2对称. (2)取A(a+x0,y0)与B(b-x0,-y0),则线段AB的中点为M((a+b)/2,0),由x0的任意性知f(x)图象关于点M成中心对称.
9.(1)由f(2+x)=f(2-x)、f(7+x)=f(7-x)知,函数f(x)的图象关于直线x=2、x=7对称. ∴f(x)=f[2+(x-2)]=f[2-(x-2)]=f(4-x)=f[7-(3+x)]=f[7+(3+x)]=f(x+10), ∴f(x)是以10为周期的周期函数. 故f(-5)=f(-5+10)=f(5)=9. (2)根据周期性、图象的对称性,得f(x)= (x-12)2,x∈[16,17],
(x-22)2,x∈[17,20].
∴g(x)= 2x-(x-12)2,x∈[16,17],
2x-(x-22)2,x∈[17,20].
∵当x∈[16,17]时,g(x)的极大值为16,极小值为9;当x∈[17,20]时,g(x)>g(17)=9,g(x)的极大值为g(20)=36, ∴g(x)的最大值为36,最小值为9.
10.(1)设f1(x)的定义域为D.任取x∈R,则x=0或x≠0. 当x=0时,x∈D; 当x≠0时,|x|>0,存在整数k,使4k-1≤|x|<4k,也有x∈D. 即R D,从而D=R.
(2)在y=f1(x)的图象上任取一点(x0,y0),该点绕原点旋转(π/2)后,其坐标为(-y0,x0). 这样,当x0=0时,f1(0)=0,则f2(0)=0; 当4k-1≤|x0|<2×4k-1时,f1(x0)=-(1/2)x0,则f2((1/2)x0)=x0.令(1/2)x0=x1,有f2(x1)=2x1,2×4k-2≤|x1|<4k-1. 当2×4k-1≤|x0|<4k时,f1(x0)=2x0,则f2(-2x0)=x0.令-2x0=x1,有f2(x1)=-(1/2)x1,4k≤|x1|<2×4k. 综上得f2(x)= 0 (x=0),
-(1/2)x (4k-1≤|x|<2×4k-1,k∈Z),
2x (2×4k-1≤|x|<4k,k∈Z).
(3)设f(0)=y0,则(0,y0)是函数y=f(x)图象上的点,把该点按同一方向绕原点旋转二次,每次旋转角为(π/2),得到点(0,-y0)仍在y=f(x)的图象上. ∴y0=f(0)=-y0,于是y0=0,f(0)=0,即x=0是方程f(x)=x的一个解. 假设f(x0)=x0,则点(x0,x0)在y=f(x)的图象上,它绕原点旋转三个(π/2)后,得到点(x0,-x0),且此点也在y=f(x)的图象上. ∴x0=f(x0)=-x0,于是x0=0. 综上可知,方程f(x)=x恰有一个解x=0.
§3 函数应用性问题
1.A;2.A;3.D;4.C;
5.f(x)= (1/15)x (0≤x<30),
2 (30≤x<40),
(1/10)x-2 (40≤x≤60).
6.(a1+a2+…+an)/n; 7.5400. 8.依题意,每天获利y元与每件销售价x元的函数关系为 y=(x-50)·p =[105(x-5)]/[(x-4)2](50≤x≤80). 将函数解析式变形为 y=…=-106((1/x-4)-(1/20))2+2500. ∵50≤x≤80,∴(1/40)≤(1/x-40)≤(1/10). ∴当(1/x-40)=(1/20),即x=60时,ymax=2500. 9.(1)由图2-7,得 P=|x-10|(0≤x≤20);
由图2-8,得Q= (0≤x≤20). ∴y=P·Q·100=100|x-10|· (1≤x≤20,x∈N). (2)y=100|x-10| ≤100·(|x-10|2+[ ]2/2) =500. 当且仅当|x-10|= ,即x=10±5 ≈17或3时,上式等号成立. 故第3天或第17天的销售收入最高,此食品每件定价7元最好.
10.(1)设此合金中含A金属x克,含B金属y克,根据题意得 x+y=400,
(x/d)+y/(7.2)=50.
解得x=(40d)/(d-7.2),y=(360(d-8)/(d-7.2)(8.8<d<9=. (2)∵x=40d/(d-7.2)=40(1+(7.2/(d-7.2))在(8.8,9)上是减函数,y=(360(d-8)/d-7.2)=360(1-[0.8/(d-7.2)])在(8.8,9)上是增函数, ∴200<x<220,180<y<200.