7(高中竞赛讲座)指、对数函数,幂函数(2)

2019-01-19 15:28

(1)当a=1时,解这个不等式;

(2)当a为何值时,这个不等式的解集为R?

课后练习答案

1.(B);2.(A);3.(B);4.216;5.m=2,n=2; 6.(D);7.(1)2,(2)1;8.1/3;9.(D);

10.1/2;11.2-1;12.单调增区间(-∞,1],单调减区间[1,+∞) 13.当a>1时,x<-2或x>3,当0<a<1时,-2<x<3; 14.x1=2,x2=5;

15.(1)x<-3或x>7,(2)a<1

90

例题答案:

1. 分析:和式中共有1000项,显然逐项相加是不可取的。需找出f(x)的结构特征,发现规律,注意到1/1001+1000/1001=2/1001+999/1001=3/1001+998/1001=…=1, 而

f(x)+f(1-x)=(ax/(ax+√a))+(a1-x/(a1-x+√a))=(ax/(ax+√a))+(a/(a+ax·√a))=(ax/(ax+√a))+((√a)/(ax+√a))=((ax+√a)/(ax+√a))=1规律找到了,这启示我们将和式配对结合后再相加:

原式

=[f(1/1001)+f(1000/1001)]+[f(2/1001)+f(999/1001)]+…+[f(500/1001)+f(501/1001)]=(1+1+…+1)5000个=500

说明:观察比较,发现规律f(x)+f(1-x)=1是本例突破口。

(1)取a=4就是1986年的高中数学联赛填空题:设f(x)=(4/(4+2)),那么和式f(1/1001)+f(2/1001)+f(3/1001)+…+f(1000/1001)的值= 。

xx

(2)上题中取a=9,则f(x)=(9/(9+3)),和式值不变也可改变和式为求f(1/n)+f(2/n)+f(3/n)+…+f((n-1)/n).

(3)设f(x)=(1/(2x+√2)),利用课本中推导等差数列前n项和的方法,可求得

f(-5)+f(-4)+…+f(0)+…+f(5)+f(6)的值为 。这就是2003年春季上海高考数学第12题。 2.解:∵5log25=(10/2)log25=(10log25)/(2log25)=(1/5)×10log25 ∴选(B)

说明:这里用到了对数恒等式:alogaN=N(a>0,a≠1,N>0) 这是北京市1997年高中一年级数学竞赛试题。

3.解法1:先运用复合二次根式化简的配方法对真数作变形。

x

x

解法2:利用算术根基本性质对真数作变形,有

说明:乘法公式的恰当运用化难为易,化繁为简。

4.解:对于两个正数的大小,作商与1比较是常用的方法,记12

2003

=a>0,则有

((122002+1)/(122003+1))÷((122003+1)/(122004+1))=((a/12)+1)/(a+1)·((12a+1)/(a+1))=((a+12)(12a+1))/(12(a+1)2)=((12a2+145a+12)/(12a2+24a+12))>1 故得:((12

5. 解:设lglog310=t,则lglg3=lg(1/log310)=-lglog310=-t 而f(t)+f(-t)=

2002

+1)/(12

2003

+1))>((12

2003

+1)/(12

2004

+1))

∴f(-t)=8-f(t)=8-5=3

说明:由对数换底公式可推出logab·logba=(lgb/lga)·(lga/lgb)=1,即logab=(1/logba),因而lglog310与lglg3是一对相反数。设察函数式结构特征及对数的恒等变形。

6.分析:(1)求y=(10x-10-x)/2的反函数首先用y把x表示出来,然后再对调x,y即得到y=f-1(x); (2)判断函数y=f-1(x)的奇偶性要依据奇函数或偶函数的定义,看当X∈R时是否有 f(-x)=-f(x)或(f(-x)+f(x)=0) 或f(-x)=f(x) 恒成立。

解:(1)由y=((10x-10-x)/2)(X∈R)可得2y=10x-10-x,设10x=t,上式化为:2y=t-t-1两边乘t,得2yt=t2-1整理得:t2-2yt-1=0,解得:

中的部分

,则

g(x)为奇函数,g(t)+g(-t)=0。这种整体处理的思想巧用了奇函数性质使问题得解,关键在于细致观

由于t=10x>0,故将

舍去,得到:

将t=10x代入上式,即得:

所以函数y=((10x-10-x)/2)的反函数是

(2)由得:

∴f-1(-x)=-f(x)

所以,函数 是奇函数。

说明:①从本题求解及判断过程可以得到更一般的结论:函数y=((ax-a-x)/2)(X∈R,a>0,a≠1)的反函数是

,它们都是奇函数。当a=2,3,10或e时就构造了新的特殊的题目。进一

步还可以研究它们的单调性,如1992年高考数学试题:函数y=((ex-e-x)/2)的反函数 (A)是奇函数,它在(0,+∞)上是减函数; (B)是偶函数,它在(0,+∞)上是减函数; (C)是奇函数,它在(0,+∞)上是增函数; (D)是偶函数,它在(0,+∞)上是增函数。

②函数y=((ax-a-x)/2)是由y=f(x)=ax构造而得,全日制普通高级中学教科书(试验修订本。必修)《数学》第一册(上)(人民教育出版社中学数学室编著)P107复习参考题二B组第6题:设y=f(x)是定义在R上的任一函数,

求证:(1)F1(x)=f(x)+f(-x)是偶函数; (2)F2(x)=f(x)-f(-x)是奇函数。

而f(x)=F1(X)+F2(x),它说明,定义在R上的任一函数都可以表示成一个奇函数(F2(x))与一个偶函数(F1(x))的代数和。从这个命题出发,由f(x)=ax就可以构造出诸多奇函数,比如,y=((ax-a-x)/2);

y=((a-a/(a+a))=((a-1)/(a+1))等等用自然对数的底e≈2.71828…(无理数)作底,作函数sh(x)=((e-e)/2),ch(x)=((e+e/2),th(x)=((e-e/(e+e它们分别叫做双曲正弦函数,双曲余弦函数,双曲正切函数,它们具有如下性质: (1)ch2(x)-sh2(x)=1;

(2)sh(x+y)=sh(x)·ch(y)+ch(x)·sh(y); (3)ch(x+y)=ch(x)·ch(y)+sh(x)·sh(y); (4)th(x+y)=((th(x)+th(y))/(1+th(x)·th(y))); (5)ch(-x)=ch(x); (6)sh(-x)=-sh(x); (7)th(-x)=-th(x). 令x=y,则有

(8)sh(2x)=2sh(x)·ch(x); (9)ch(2x)=ch2(x)+sh2(x) 其中①⑧⑨合起来,就是课本P107的第8题。 7. 解:(1)由对数的定义域知((1+x)/(1-x))>0 解这个分式不定式,得:(x+1)(x-1)<0,-1<x<1 故函数f(x)的定义域为(-1,1)

(2)f(-x)=loga((1-x)/(1+x))=log((1+x)/(1-x))=-loga((1+x)/(1-x))=-f(x) 由奇函数的定义知,函数f(x)是奇函数。

(3)由loga((1+x)/(1-x))>0<=>loga((1+x)/(1-x))>loga1,

因为a>1,所以由对数函数的单调性知((1+x)/(1-x))>1,考虑由(1)知x<1,1-x>0,去分母,得:1+x>1-x,x>0故:0<x<1

所以对于a>1,当x∈(0,1)时函数f(x)>0

(4)由y=loga((1+x)/(1-x))得:((1+x)/(1-x))=ay应用会比分比定理得:((1+x)+(1-x))/((1+x)-(1-x))=((ay+1)/(ay-1))即:(2/2x)=((ay+1)/(ay-1))

∴x=((a-1)/(a+1))交换x,y得:

y=((ax-1)/(ax+1)),它就是函数f(x)=loga((1+x)/(1-x))的反函数f-1(x)即f-1(x)=((ax-1)/(ax+1)) 说明:(1)函数y=loga((1+x)/(1-x))与y=((ax-1)/(ax+1))是一对反函数。取a=e,函数y=((ex-1)/(ex+1))的反函数的定义域是 。这就是89年的高考题目。

(2)已知f(x)=lg((1-x)/(1+x)),a,b∈(-1,1)求证:f(a)+f(b)=f((a+b)/(1+ab))(P89习题2.8第4题)可以看作该类函数的性质。

y

y

-1

x

-x

x

-x)

x

-x)

x

-x))

x-x)x-x2x2x

(3)y=ax与y=logax;y=((ax-a-x)/2)与这三对互反函数及其性质需要理解记忆。

8.解:∵2

2003

;y=((ax-1)/(ax+1))与y=loga((1+x)/(1-x))

是个P位数,

2003

p

∴10<2<10 ①

2003

∵5是个q位数, ∴10<5<10 ② ①×②得:10p+q-2<(2×5)2003<10p+q 即10

p+q-2q-1

2003

q

p-1

<10

2003

<10

p+q

∴2003=p+q-1 ∴p+q=2004

9.解:方程有一正根一负根的充分必要条件是: loga(a-a)<0(由韦达定理而来)①

由a>0,a≠1,a-a=a(a-1)>0,可得a>1 ②,从而由loga(a-a)<0=loga1得:a-a<1,a-a-1<0,解

2

2

2

2

2

得: ③,由②③得:

10.解:∵(1/2)<1,要使y<0,只要 a2x+2(ab)x-b2x+1>1, 即a2x+2(ab)x-b2x>0

→b2x[(a/b)2x+2(a/b)x-1]>0 →[(a/b)x]2+2(a/b)x-1>0 → →∵ →

.

1°当a>b>0时,a/b>1, 2°当b>a>0时,0<a/b<1, 3°当a=b>0时,x∈R。


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