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高考数学二轮复习讲义练习专题3.11 函数的概念与性质全章综合测试卷-提高篇(教师版)
展开这是一份高考数学二轮复习讲义练习专题3.11 函数的概念与性质全章综合测试卷-提高篇(教师版),共17页。
1.(5分)(2021秋•阿勒泰地区期末)中文“函数(functin)”一词,最早是由近代数学家李善兰翻译出来的,之所以这么翻译,他给出的原因是“凡此变数中函彼变数者,则此为彼之函数”,即函数指一个量随着另一个量的变化而变化,下列四组函数,表示同一函数的是( )
A.f(x)=1,g(x)=x0
B.f(x)=x(x∈R)与g(x)=x(x∈Z)
C.f(x)=|x|与g(x)=x,x≥0−x,x<0
D.f(x)=x+2⋅x−2,g(x)=x2−4
【解题思路】运用定义域和对应法则完全相同的函数,才是同一函数,对选项一一求得定义域和对应法则判断即可求解.
【解答过程】解:对于A,f(x)=1(x∈R),g(x)=x0=1(x≠0),两函数的定义域不同,故不为同一函数,
对于B,f(x)=x(x∈R),g(x)=x(x∈Z),两函数的定义域不同,故不为同一函数,
对于C,f(x)=|x|=x,x≥0−x,x<0=g(x)(x∈R),两函数的定义域相同,对应法则相同,故为同一函数,
对于D,f(x)=x+2•x−2(x≥2),g(x)=x2−4(x≥2或x≤﹣2),两函数的定义域不相同,故不为同一函数.
故选:C.
2.(5分)(2022秋•宛城区校级月考)若函数f(x+1)的定义域为[﹣1,15],则函数g(x)=f(x2)x−1的定义域为( )
A.[1,4]B.(1,4]C.[1,14]D.(1,14]
【解题思路】根据函数的解析式及函数的定义,列出使函数解析式有意义的不等式组,求出解集即可.
【解答过程】解:因为f(x+1)的定义域为[﹣1,15],
所以0≤x+1≤16,
所以0≤x2≤16x−1>0,
解得1<x≤4.
故选:B.
3.(5分)(2022•华州区校级开学)已知f(x)是R上的奇函数,且f(2﹣x)=f(x),f(1)=3,则f(2022)+f(2023)=( )
A.﹣3B.﹣1C.1D.2
【解题思路】由已知先求出函数的周期,结合奇偶性及周期性进行转化即可求解.
【解答过程】解:由题意,得f(2+x)=f(﹣x)=﹣f(x),
所以f(x+4)=f(x),
所以f(x)是周期为4的周期函数,
所以f(2022)+f(2023)=f(2)+f(﹣1),
因为f(﹣x+1)=f(x+1),令x=1,得f(2)=f(0),
因为f(x)为R上的奇函数,
所以f(0)=0,f(﹣1)=﹣f(1)=﹣3,
所以f(2022)+f(2023)=0﹣3=﹣3.
故选:A.
4.(5分)(2021秋•大通县期末)幂函数f(x)=(m2﹣m﹣1)xm2+2m−3在区间(0,+∞)上单调递增,且a+b>0,则f(a)+f(b)的值( )
A.恒大于0B.恒小于0C.等于0D.无法判断
【解题思路】先根据幂函数的定义和函数单调性求出m的值,再判断函数的单调性,根据单调性和奇偶性即可判断.
【解答过程】解:幂函数f(x)=(m2﹣m﹣1)xm2+2m−3在区间(0,+∞)上单调递增,
∴m2−m−1=1m2+2m−3>0,解得m=2,
∴f(x)=x5,
∴f(x)在R上为奇函数,
由a+b>0,得a>﹣b,
∵f(x)在R上为单调增函数,
∴f(a)>f(﹣b)=﹣f(b),
∴f(a)+f(b)>0恒成立.
故选:A.
5.(5分)(2021•博野县校级开学)函数y=x,y=x2和y=1x的图象如图所示,有下列四个说法:
①如果1a>a>a2,那么0<a<1;
②如果a2>a>1a,那么a>1;
③如果1a>a2>a,那么﹣1<a<0;
④如果a2>1a>a时,那么a<﹣1.
其中正确的是( )
A.①④B.①C.①②D.①③④
【解题思路】先求出三个函数图象的交点坐标,再结合图象判断即可.
【解答过程】解:易知函数y=x,y=x2和y=1x的图象交点坐标为(1,1),
函数y=x与y=1x的图象还有一个交点(﹣1,﹣1),
当三个函数的图象依y=1x,y=x,y=x2次序呈上下关系时,0<x<1,故①正确,
当三个函数的图象依y=x2,y=x,y=1x次序呈上下关系时,﹣1<x<0或x>1,故②错误,
由于三个函数的图象没有出现y=1x,y=x2,y=x次序的上下关系,故③错误,
当三个函数的图象依y=x2,y=1x,y=x次序呈上下关系时,x<﹣1,故④正确,
所以正确的有①④,
故选:A.
6.(5分)(2022春•湖北期末)已知函数f(x)是定义在(﹣∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,且f(﹣1)=0,若对于任意两个实数x1,x2∈(0,+∞)且x1≠x2,不等式f(x1)−f(x2)x1−x2<0恒成立,则不等式xf(x)>0解集是( )
A.(﹣∞,﹣1)∪(0,1)B.(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞)
C.(﹣1,0)∪(1,+∞)D.(﹣1,0)∪(0,1)
【解题思路】先判断函数的单调性,然后结合奇偶性及单调性即可求解.
【解答过程】解:因为对于任意两个实数x1,x2∈(0,+∞)且x1≠x2,不等式f(x1)−f(x2)x1−x2<0恒成立,
所以f(x)在(0,+∞)上单调递减,
因为函数f(x)是定义在(﹣∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,且f(﹣1)=0,
所以f(x)在(﹣∞,0)上单调递减且f(1)=0,
由xf(x)>0得x>0f(x)>0或x<0f(x)<0,
解得0<x<1或﹣1<x<0.
故选:D.
7.(5分)(2022•泸州模拟)某工厂某种产品的年固定成本为250万元,每生产x千件该产品需另投入成本为G(x),当年产量不足80千件时,G(x)=13x2+10x(万元);当年产量不小于80千件时,G(x)=51x+10000x−1450(万元).每件商品售价为0.05万元.通过市场分析,该厂生产的商品能全部售完,则该厂在这一商品的生产中所获年利润的最大值是( )
A.1150万元B.1000万元C.950万元D.900万元
【解题思路】根据年利润=销售收入﹣成本,列出函数关系式,列出函数关系式,最后写成分段函数的形式,从而得到答案.
【解答过程】解:∵每件商品售价为0.05万元,∴x千件商品销售额为0.05×1000x万元,
①当0<x<80时,根据年利润=销售收入﹣成本,
∴L(x)=(0.05×1000x)−13x2﹣10x﹣250=−13x2+40x﹣250;
②当x≥80时,L(x)=(0.05×1000x)﹣51x−10000x+1450﹣250=1200﹣(x+10000x).
当0<x<80时,L(x)=−13x2+40x﹣250=−13(x﹣60)2+950,
∴当x=60时,L(x)取得最大值L(60)=950万元;
②当x≥80时,L(x)=1200﹣( x+10000x)≤1200﹣2x⋅10000x=1200﹣200=1000,
当且仅当x=10000x,即x=100时,L(x)取得最大值L(100)=1000万元.
综合①②,由于950<1000,
∴当产量为100千件时,该厂在这一商品中所获利润最大,最大利润为1000万元.
故选:B.
8.(5分)(2022•天津三模)定义在R上的函数f(x)满足f(x﹣3)=f(x+1),且f(x)=1−x2,x∈(−1,1]2−2|x−2|,x∈(1,3],则下列说法正确的是( )
A.f(x)的值域为[0,1]
B.f(x)图象的对称轴为直线x=4k(k∈Z)
C.当x∈(﹣3,﹣2)时,f(x)=2x+6
D.方程3f(x)=x恰有5个实数解
【解题思路】依题意可得f(x)是以4为最小正周期的周期函数,再根据(﹣1,3]上的解析式,画出函数的部分图象,结合函数图象一一分析即可;
【解答过程】解:因为f(x﹣3)=f(x+1),所以f[(x+3)﹣3]=f[(x+3)+1],即f(x)=f(x+4),即f(x)是以4为最小正周期的周期函数,
因为f(x)=1−x2,x∈(−1,1]2−2|x−2|,x∈(1,3],
所以f(x)的部分函数图象如下所示:
所以函数的值域为[0,2],故A错误;
函数的对称轴为x=2k(k∈Z),故B错误;
当x∈(﹣3,﹣1]时,x+4∈(1,3],
所以f(x)=f(x+4)=2﹣2|(x+4)﹣2|=2﹣2|x+2|,
所以当x∈(﹣3,﹣2)时f(x)=2+2(x+2)=2x+6,故C正确;
方程3f(x)=x的解的个数,即f(x)=x3的解的个数,
即函数y=f(x)与y=x3的交点个数,
结合函数图象可知,函数y=f(x)与y=x3只有4个交点,故D错误.
故选:C.
二.多选题(共4小题,满分20分,每小题5分)
9.(5分)(2022春•琼山区校级月考)已知函数f(2x)=4x2+1(x∈[﹣2,2]),下列说法正确的是( )
A.f(1)=5
B.f(x)=x2+1
C.f(x)的定义域为[﹣1,1]
D.f(x﹣1)的图像关于x=1对称
【解题思路】根据f(2x)求得f(x)解析式,再判断即可.
【解答过程】解:∵f(2x)=4x2+1,令t=2x,则x=t2,代入f(2x),得f(t)=4×(t2)2+1=t2+1,∴f(x)=x2+1,B正确;
f(1)=2,A错误;
x∈[﹣2,2],2x∈[﹣4,4],∴f(x)的定义域为[﹣4,4],C错误;
f(x)为偶函数,图像关于y轴对称,故f(x﹣1)的图像关于x=1对称,D正确.
故选:BD.
10.(5分)(2021秋•宣城期末)已知函数f(x)=xα的图像经过点(4,2),则下列说法正确的是( )
A.函数f(x)为偶函数
B.函数f(x)在其定义域内为增函数
C.当x>1时,f(x)>1
D.当0<x1<x2时,f(x1)+f(x2)2<f(x1+x22)
【解题思路】由题意,利用幂函数的性质,得出结论.
【解答过程】解:由于函数f(x)=xα的图像经过点(4,2),故有4α=2,∴α=12,故f(x)=x.
显然,函数f(x)为非奇非偶函数,故A错误;函数f(x)在其定义域内为增函数,故B正确;
当x>1时,f(x)=x>1,故C正确;
由于函数f(x)为上凸型函数,故有当0<x1<x2时,f(x1)+f(x2)2<f(x1+x22),故D正确,
故选:BCD.
11.(5分)(2022春•重庆月考)函数f(x)=x1+xx≥0x1−xx<0,则下列结论正确的是( )
A.f(x)为奇函数B.f(x)为增函数
C.∀x∈R,|f(x)|<1D.∃x0∈R,|f(x0)|>1
【解题思路】利用函数奇偶性的定义可判断A选项;利用反比例型函数的单调性奇偶性可判断B选项;求出函数f(x)的值域,可判断CD选项.
【解答过程】解:函数f(x)的定义域为R,f(0)=0,
当x>0时,﹣x<0,则f(−x)=−x1+x=−f(x),
当x<0时,﹣x>0,则f(−x)=−x1−x=−f(x),
所以,对任意的x∈R,f(﹣x)=﹣f(x),即函数f(x)为奇函数,A对;
当x≥0时,f(x)=x1+x=1−11+x,则函数f(x)在[0,+∞)上为增函数,
因为函数f(x)为奇函数,则函数f(x)在(﹣∞,0]上也为增函数,
故函数f(x)在R为增函数,B对:
当x≥0时,f(x)=1−11+x∈[0,1),
因为函数f(x)为R上的奇函数,
则当x≤0时,f(x)=﹣f(﹣x)∈(﹣1,0],
故f(x)∈(﹣1,1),所以,∀x∈R,|f(x)|<1,C对,D错.
故选:ABC.
12.(5分)(2021秋•武汉期末)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x−2x+1,则下列结论正确的是( )
A.f(0)=﹣2
B.|f(x)|的单调递增区间为(﹣1,0),(1,+∞)
C.当x<0时,f(x)=x+21−x
D.xf(x)<0的解集为(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞)
【解题思路】由奇函数f(x)在x=0处有定义,可得f(0)=0,可判断A;由x>0的函数的解析式,结合奇函数的定义可得x<0时的函数解析式,可判断C;判断x>0时的f(x)的单调性,可得x<0时的f(x)的单调性,不等式xf(x)<0等价为x>0且f(x)<0,x<0且f(x)>0,结合f(﹣1)=f(1)=0,解不等式可判断D;由y=|f(x)|的图象与y=f(x)的图象特点,结合单调性可判断B.
【解答过程】解:函数f(x)是定义在R上的奇函数,可得f(0)=0,故A错误;
当x>0时,f(x)=x−2x+1,设x<0,则﹣x>0,f(﹣x)=﹣x−21−x,
又f(﹣x)=﹣f(x),所以x<0时,f(x)=x+21−x,故C正确;
由x>0时,f(x)=x−2x+1,可得f(1)=0,
又y=x和y=−2x+1在(0,+∞)递增,可得f(x)在(0,+∞)递增,
由奇函数的图象关于原点对称,可得f(x)在(﹣∞,0)递增,且f(﹣1)=0,
所以xf(x)<0等价为x>0f(x)<0=f(1)或x<0f(x)>0=f(−1),
解得0<x<1或﹣1<x<0,故D错误;
由y=|f(x)|的图象可看作y=f(x)的图象位于x轴上方的图象不变,将x轴下方的图象翻折到x轴上方得到,
所以y=|f(x)|的递增区间为(﹣1,0),(1,+∞),故B正确.
故选:BC.
三.填空题(共4小题,满分20分,每小题5分)
13.(5分)(2021秋•滦南县校级月考)若函数f(x)=x−1mx2+2mx+4的定义域为R,则实数m的取值范围是 [0,4) .
【解题思路】根据函数的定义域为R,转化为mx2+2mx+4>0恒成立,然后进行求解即可.
【解答过程】解:∵f(x)的定义域为R,
∴mx2+2mx+4>0恒成立,
当m=0时,不等式等价为4>0,满足条件,
当m≠0时,要使不等式mx2+2mx+4>0恒成立,
则m>0Δ=4m2−16m<0,得m>00<m<4,得0<m<4,
综上0≤m<4,
即实数m的取值范围是[0,4),
故答案为:[0,4).
14.(5分)(2021秋•湖北期中)已知幂函数y=xp2−2p−3(p∈N*)的图象关于y轴对称,且在(0,+∞)上是减函数,实数a满足(a2−1)p3<(3a+3)p3,则a的取值范围是 (﹣1,4) .
【解题思路】根据幂函数的性质求出p的值,根据幂函数的单调性得到关于a的不等式解出即可.
【解答过程】解:∵幂函数y=xp2−2p−3(p∈N*)在(0,+∞)上是减函数,
∴p2﹣2p﹣3<0,解得﹣1<p<3,
∵p∈N*,
∴p=1或2.
当p=1时,y=x﹣4为偶函数满足条件,
当p=2时,y=x﹣3为奇函数不满足条件,
则不等式等价为(a2−1)p3<(3a+3)p3,即(a2−1)13<(3a+3)13,
∵y=x13为增函数,
∴a2﹣1<3a+3,
解得:﹣1<a<4,
故答案为:(﹣1,4).
15.(5分)(2022春•河南月考)已知函数f(x)=x+1x,0<x<1−x−4x+5,1≤x<2,若存在0<a<b<2,使得f(x)在[a,b]上单调,且f(x)在[a,b]上的值域为[ma,mb],则m的取值范围为 (12,916) .
【解题思路】首先判断函数f(x)=x+1x的单调性,结合已知对a,b进行分类,可知0<a<b<1时不合题意,当1≤a<b<2时,可得m=f(a)a,得到m关于a的函数,再由配方法求最值得答案.
【解答过程】解:函数f(x)=x+1x在(0,1)上单调递减,在[1,2)上单调递增.
∵存在0<a<b<2,使得f(x)在[a,b]上单调,∴0<a<b<1或1≤a<b<2.
当0<a<b<1时,有f(a)=mbf(b)=ma,可得af(a)=bf(b).
当0<x<1时,令函数g(x)=xf(x)=x2+1,
g(x)在(0,1)上单调递增,则g(a)≠g(b),即af(a)≠bf(b),不符合题意;
当1≤a<b<2时,有f(a)=maf(b)=mb,可得f(a)a=f(b)b=m.
当1≤x<2时,令函数ℎ(x)=f(x)x=−4x2+5x−1=−4×(1x)2+5×1x−1,
根据对称性可知,1a∈(58,34),
则m=f(a)a=−1−4a2+5a=−4×(1a)2+5×1a−1∈(12,916).
综上可知,m的取值范围为:(12,916).
故答案为:(12,916).
16.(5分)(2021秋•巴州区期末)已知偶函数y=f(x)(x∈R)在区间[﹣1,0]上单调递增,且满足f(1﹣x)+f(1+x)=0,给出下列判断:
(1)f(5)=0;
(2)f(x)在[1,2]上是减函数;
(3)函数y=f(x)没有最小值;
(4)函数f(x)在x=0处取得最大值;
(5)f(x)的图象关于直线x=1对称.
其中正确的序号是 ①②④ .
【解题思路】分别利用函数的奇偶性,单调性和周期性进行推理和判断,由f(1﹣x)+f(1+x)=0得到f(1+x)=﹣f(1﹣x)=﹣f(x﹣1),得到函数的周期为4.f(x+2)=﹣f(x),
【解答过程】解:
(1)由f(1﹣x)+f(1+x)=0
得到f(1+x)=﹣f(1﹣x)=﹣f(x﹣1),
设t=x﹣1.x=t+1,∴f(t+2)=﹣f(t),f(t+4)=f(t)
所以f(4+x)=f(x),所以函数的周期是4.
当x=0时,f(1)+f(1)=0,
所以f(1)=0,
因为f(5)=f(4+1)=f(1)=0,所以①正确.
(2)因为y=f(x)(x∈R)在区间[﹣1,0]上单调递增,周期为4,f(x+2)=﹣f(x),所以函数在区间[1,2]上单调递减,所以②正确.
(3)函数有最小值,也有最大值,且是相反数,故③错,
(4)∵偶函数y=f(x)(x∈R)在区间[﹣1,0]上单调递增,f(x+2)=﹣f(x),
∴函数f(x)在x=0处取得最大值;
(5)因为y=f(x)是偶函数,所以f(2+x)=﹣f(x),f(1)=0所以函数关于(1,0)对称.故⑤错误
因为偶函数y=f(x)(x∈R)在区间[﹣1,0]上单调递增,则在[0,1]上单调递减,且周期为4,所以y=f(x)在x=0处取得最大值,在x=﹣1时取得f(﹣1)=0.所以④正确,⑤错误.
故答案为:①②④.
四.解答题(共6小题,满分70分)
17.(10分)(2021秋•梁溪区校级期中)已知函数f(x)=−ax2+2x+5.
(1)若函数定义域为R,求a的取值范围;
(2)若函数值域为[0,+∞),求a的取值范围.
【解题思路】(1)依题意,﹣ax2+2x+5≥0对任意x∈R都成立,由此建立关于a的不等式组,解出即可;
(2)依题意,g(x)=﹣ax2+2x+5能取遍所有正数,由此建立关于a的不等式组,解出即可.
【解答过程】解:(1)∵函数定义域为R,
∴﹣ax2+2x+5≥0对任意x∈R都成立,
当a=0时,2x+5≥0显然不恒成立,不合题意;
当a≠0时,由二次函数的性质可知,需满足−a>0Δ=4+20a≤0,解得a≤−15,
综上,实数a的取值范围为(−∞,−15];
(2)∵函数值域为[0,+∞),
∴g(x)=﹣ax2+2x+5能取遍所有正数,
∴−a≥0Δ=4+20a≥0,解得−15≤a≤0,
∴实数a的取值范围为[−15,0].
18.(12分)(2021秋•上饶期中)已知幂函数f(x)=(m2﹣5m+7)xm+1(m∈R)为偶函数.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若f(2a+1)>16,求实数a的取值范围.
【解题思路】(1)根据幂函数的定义求出m的值,再根据偶函数的定义写出f(x)的解析式;
(2)把不等式化为(2a+1)4>16,求出解集即可.
【解答过程】解:(1)幂函数f(x)=(m2﹣5m+7)xm+1(m∈R)为偶函数,
∴m2﹣5m+7=1,
解得m=2或m=3;
当m=2时,m+1=3不符合题意,舍去;
当m=3时,m+1=4,满足题意;
∴f(x)=x4;
(2)由(1)知,不等式f(2a+1)>16化为(2a+1)4>16,
解得2a+1<﹣2或2a+1>2,
即a<−32或a>12,
∴实数a的取值范围是(﹣∞,−32)∪(12,+∞).
19.(12分)(2021秋•沙坪坝区校级期中)已知幂函数f(x)=(m2+m2−12)xm,且在定义域内单调递增.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若函数g(x)=[f(x)]2+kf(x)﹣1,x∈[12,1],是否存在实数k,使得g(x)的最小值为0?若存在,求出k的值,若不存在,说明理由.
【解题思路】(1)由题意利用幂函数的定义和性质,求得m的值,可得结论.
(2)先求出g(x)的解析式,由题意利用二次函数的性质,分类讨论,求得k的值,可得结论.
【解答过程】(1)∵幂函数f(x)=(m2+m2−12)xm,且在定义域内单调递增,
∴m2+m2−12=1,且m>0,求得m=1,
故f(x)=x.
(2)∵函数g(x)=[f(x)]2+kf(x)﹣1=x2+kx﹣1,它的图象的对称轴方程为x=−k2,x∈[12,1],
若−k2<12,即k>﹣1时,g(x)在[12,1]内单调递增,根据它的最小值为g(12)=14+k2−1=0,求得k=32.
若12≤−k2≤1,即﹣2≤k≤﹣1时,g(x)的对称轴x=−k2在[12,1]内,根据它的最小值为g(−k2)=k24−k22−1=0,求得k∈∅.
若−k2>1,即k<﹣2时,g(x)在[12,1]内单调递减,根据它的最小值为g(1)=1+k﹣1=0,求得k=0(舍去).
综上,存在实数k=32,使得g(x)的最小值为0.
20.(12分)(2022秋•徐州期末)经市场调查,某超市的一种商品在过去的一个月内(以30天计),销售价格(元)与时间t(天)的函数关系近似满足f(t)=100(1+1t),销售量(件)与时间t(天)的函数关系近似满足g(t)=125﹣|t﹣25|.
(1)试写出该商品的日销售金额w(t)关于时间t(1≤t≤30,t∈N)的函数表达式;
(2)求该商品的日销售金额w(t)的最大值与最小值.
【解题思路】(1)函数关系近似满足f(t)=100(1+1t),、g(t)=125﹣|t﹣25|,即可得到商品的日销售金额w(t)关于时间t(1≤t≤30,t∈N)的函数关系式;
(2)由函数关系近似满足f(t)=100(1+1t),判断函数的单调性判断出函数的最值,即该商品的日销售金额w(t)的最值.
【解答过程】解:(1)由题意,得w(t)=f(t)⋅g(t)=100(1+1t)(125−|t−25|)
=100(t+100t+101),(1≤t<25,t∈N)100(149+150t−t),(25≤t≤30,t∈N)
(2)①当1≤t<25时,因为t+100t≥20,
所以当t=10时,w(t)有最小值12100;
当t=1时,w(t)有最大值20200;
②当25≤t≤30时,∵150t−t在[25,30]上递减,
∴当t=30时,w(t)有最小值12400
∵12100<12400,∴当t=10时,
该商品的日销售金额w(t)取得最小值为12100.
最大值为20200.
21.(12分)(2021秋•张家口期中)已知函数f(x)是定义域为R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2+2x.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若不等式f(t﹣2)+f(2t+1)>0成立,求实数t的取值范围;
(3)若函数g(x)=f(x)﹣2ax+1(x∈[﹣2,﹣1]),求函数g(x)的最大值h(a).
【解题思路】(1)根据函数的奇偶性求出函数的解析式即可;
(2)根据函数的图像判断函数的单调性,结合函数的奇偶性得到关于t的不等式,解出即可;
(3)求出g(x)的解析式,通过讨论a的范围,求出函数的单调区间,根据函数的单调性求出函数的最大值,从而求出h(a)的解析式.
【解答过程】解:(1)函数f(x)是定义域为R上的奇函数,
当x>0时,f(x)=x2+2x,
设x<0,则﹣x>0,得f(x)=﹣f(﹣x)=﹣x2+2x,且f(0)=0,
故函数f(x)=x2+2x,x>00,x=0−x2+2x,x<0;
(2)由(1)可得f(x)=x2+2x,x>00,x=0−x2+2x,x<0;
画出函数f(x)的图像,如图示:
得函数在定义域上为单调递增函数,
又函数f(x)为奇函数,故不等式f(t﹣2)+f(2t+1)>0成立,
可化为f(t﹣2)>﹣f(2t+1)=f(﹣2t﹣1),故t﹣2>﹣2t﹣1,解得:t>13,
故实数t的取值范围是(13,+∞);
(3)当x∈[﹣2,﹣1]时,g(x)=f(x)﹣2ax+1=﹣x2+(2﹣2a)x+1,
则函数g(x)开口向下,且对称轴的方程为x=1﹣a,
当1﹣a≤﹣2即a≥3时,函数g(x)在区间[﹣2,﹣1]单调递减,
故当x=﹣2时,函数g(x)取得最大值,最大值是h(a)=g(﹣2)=4a﹣7,
当﹣2<1﹣a<﹣1即2<a<3时,函数g(x)在[﹣2,1﹣a]单调递增,在[1﹣a,﹣1]单调递减,
故当x=1﹣a时,函数g(x)取最大值,最大值是h(a)=g(1﹣a)=a2﹣2a+2,
当1﹣a≥﹣1即a≤2时,函数g(x)在区间[﹣2,﹣1]单调递增,
故当x=﹣1时,函数g(x)取得最大值,最大值是h(a)=g(﹣1)=2a﹣2,
故函数g(x)的最大值h(a)=4a−7,a≥3a2−2a+2,2<a<32a−2.a≤2.
22.(12分)(2021秋•海陵区校级期中)已知a∈R,函数f(x)=x|x﹣a|.
(1)判断函数f(x)的奇偶性,请说明理由;
(2)设a>0,求函数f(x)在区间[1,3]上的最小值;
(3)设a≠0,函数f(x)在区间(m,n)上既有最大值又有最小值,请分别求出m,n的取值范围.(只要写出结果,不需要写出解题过程)
【解题思路】(1)讨论a=0,a≠0,结合奇偶性的定义可得结论;
(2)讨论a的范围与二次函数的对称轴的关系,结合函数的单调性,可得最小值;
(3)求得f(x)的分段函数的形式,讨论a>0,a<0时,结合图象可得所求范围.
【解答过程】解:(1)当a=0时,f(x)=x|x|,则f(﹣x)=﹣x|﹣x|=﹣x|x|=﹣f(x),f(x)是R上的奇函数;
当a≠0时,f(a)=0,f(﹣a)=﹣2a|a|,则有f(﹣a)≠f(a),且f(﹣a)≠﹣f(a),
即f(x)既不是奇函数,也不是偶函数,
所以,当a=0时,f(x)是奇函数;当a≠0时,f(x)是非奇非偶函数;
(2)因x∈[1,3],则当1≤a≤3时,f(x)≥0,当且仅当x=a时取“=”,即f(x)min=f(a)=0.
当0<a<1时,f(x)=x(x−a)=(x−a2)2−a24,显然a2<1,即f(x)在[1,2]上递增,f(x)min=f(1)=1﹣a,
当a>3时,f(x)=−x(x−a)=−(x−a2)2+a24,对称轴x=a2,
当3<a≤4时,f(x)min=f(3)=3a﹣9;当a>4时,f(x)min=f(1)=a﹣1.
综上得,f(x)min=1−a,0<a<10,1≤a≤33a−9,3<a≤4a−1,a>4;
(3)当a≠0时,函数f(x)=x(x−a),x≥ax(a−x),x<a,函数f(x)在区间(m,n)上既有最大值又有最小值,
当a>0时,函数f(x)图象如上左图,由x(x﹣a)=a24(x>a),解得x=1+22a,
则有0≤m<a2,a<n≤1+22a,
当a<0时,函数f(x)图象如上右图,由−a24=ax﹣x2(x<a)解得:x=1+22a,
则有1+22a≤m<a,a2<n≤0.
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