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福建省福州市格致中學(xué)2018-2019學(xué)年高一上期中數(shù)學(xué)卷
一、選擇題(本大題共12小題,共60.0分)
1. 設(shè)集合A={1,2,4},B={x|x2-4x+m=0}.若A∩B={1},則B=( ?。?
A. {1,?3} B. {1,0} C. {1,3} D. {1,5}
2. 設(shè)函數(shù)f(x)=x2+1,x≤12x,x>1,則f(f(3))=( )
A. 15 B. 3 C. 23 D. 139
3. 如果冪函數(shù)y=(m2-3m+3)xm2?m?2的圖象不過原點(diǎn),則m取值是( ?。?
A. ?1≤m≤2 B. m=1或m=2 C. m=2 D. m=1
4. 設(shè)a=0.80.7,b=0.80.9,c=1.20.8,則a,b,c的大小關(guān)系是( ?。?
A. a>b>c B. b>c>a C. c>a>b D. c>b>a
5. 用二分法求函數(shù)f(x)=lnx-2x的零點(diǎn)時(shí),初始的區(qū)間大致可選在( )
A. (1,2) B. (2,3) C. (3,4) D. (e,+∞)
6. 函數(shù)f(x)=2?2x+1log3x的定義域?yàn)椋ā 。?
A. {x|x<1} B. {x|0
1}
7. 已知函數(shù)f(x)=ax-2,g(x)=loga|x|(其中a>0且a≠1),若f(4)g(4)<0,則f(x),g(x)在同一坐標(biāo)系內(nèi)的大致圖象是( ?。?
A. B.
C. D.
8. 方程|logax|=(1a)x有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )
A. (1,+∞) B. (1,10) C. (0,1) D. (10,+∞)
9. 設(shè)奇函數(shù)f(x)在(0,+∞)上為單調(diào)遞減函數(shù),且f(2)=0,則不等式3f(?x)?2f(x)5x≤0的解集為( )
A. (?∞,?2]∪(0,2] B. [?2,0]∪[2,+∞)
C. (?∞,?2]∪[2,+∞) D. [?2,0)∪(0,2]
10. 已知f(x)=(a?3)x+4a,x≥0ax,x<0,對(duì)任意x1≠x2都有f(x1)?f(x2)x1?x2<0成立,則a的取值是( ?。?
A. (0,3) B. (1,3] C. (0,14] D. (?∞,3)
11. 定義域?yàn)镈的函數(shù)f(x)同時(shí)滿足條件①常數(shù)a,b滿足a<b,區(qū)間[a,b]?D,②使f(x)在[a,b]上的值域?yàn)閇ka,kb](k∈N+),那么我們把f(x)叫做[a,b]上的“k級(jí)矩陣”函數(shù),函數(shù)f(x)=x3是[a,b]上的“1級(jí)矩陣”函數(shù),則滿足條件的常數(shù)對(duì)(a,b)共有( ?。?
A. 1對(duì) B. 2對(duì) C. 3對(duì) D. 4對(duì)
12. 已知定義在D=[-4,4]上的函數(shù)f(x)=|x2+5x+4|,?4≤x≤02|x?2|,0<x≤4,對(duì)任意x∈D,存在x1,x2∈D,使得f(x1)≤f(x)≤f(x2),則|x1-x2|最大與最小值之和為( ?。?
A. 7 B. 8 C. 9 D. 10
二、填空題(本大題共4小題,共20.0分)
13. 不等式|x-3|+|x-5|≥4的解集為______.
14. 若函數(shù)y=x2-4x-2的定義域?yàn)閇0,m],值域?yàn)閇-6,-2],則m的取值范圍是______.
15. 已知偶函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,+∞)單調(diào)遞增,則滿足f(2x?1)<f(13)的x取值范圍是______.
16. 已知函數(shù)f(x)=x2?2mx+4m,x>m|x|,x≤m,其中m>0,若存在實(shí)數(shù)b,使得關(guān)于x的方程f(x)=b有三個(gè)不同的根,則m的取值范圍是______.
三、解答題(本大題共6小題,共70.0分)
17. (1)已知x+1x=3,求x2+1x2的值;
(2)已知a,b,c為正實(shí)數(shù),且ax=by=cx,1x+1y+1z=0,求abc的值.
18. 已知集合A={x|x2-4x-5≥0},集合B={x|2a≤x≤a+2}.
(1)若a=-1,求A∩B和(?RA)∪B;
(2)若A∩B=B,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
19. 為了預(yù)防流感,某學(xué)校對(duì)教室用藥熏消毒法進(jìn)行消毒,已知藥物釋放過程中,室內(nèi)每立方米空氣中的含藥量y(毫克)與時(shí)間t(小時(shí))成正比;藥物釋放完畢后,y與t的函數(shù)關(guān)系式為y=(116)t-a(a為常數(shù)),如圖所示,根據(jù)圖中提供的信息,回答下列問題:
(1)從藥物釋放開始,每立方米空氣中的含藥量y(毫克)與時(shí)間t(小時(shí))之間的函數(shù)關(guān)系式.
(2)據(jù)測定,當(dāng)空氣中每立方米的含藥量降低到0.25毫克以下時(shí),學(xué)生方可進(jìn)入教室,那從藥物釋放開始,至少需要經(jīng)過多少小時(shí)后,學(xué)生才能回到教室.
20. 已知f(x)=x+ax2+bx+1是定義在[-1,1]上的奇函數(shù).
(1)求f(x)的解析式;
(2)判斷并證明f(x)的單調(diào)性;
(3)解不等式:f(x)-f(1-x)<0.
21. 已知函數(shù)f(x)=ax2+bx+1(a,b為常數(shù)),x∈R.F(x)=?f(x)(x<0)f(x)(x>0).
(1)若f(-1)=0,且函數(shù)f(x)的值域?yàn)閇0,+∞),求F(x)的表達(dá)式;
(2)在(1)的條件下,當(dāng)x∈[-2,2]時(shí),g(x)=f(x)-kx是單調(diào)函數(shù),求實(shí)數(shù)k的取值范圍;
(3)設(shè)m?n<0,m+n>0,a>0,且f(x)為偶函數(shù),判斷F(m)+F(n)能否大于零?
22. 定義在D上的函數(shù)f(x),如果滿足:對(duì)任意x∈D,存在常數(shù)M>0,都有|f(x)|≤M成立,則稱f(x)是D上的有界函數(shù),其中M稱為函數(shù)f(x)的上界.
已知函數(shù)f(x)=1+a?(12)x+(14)x;g(x)=1?m?x21+m?x2
(Ⅰ)當(dāng)a=1時(shí),求函數(shù)f(x)值域并說明函數(shù)f(x)在(-∞,0)上是否為有界函數(shù)?
(Ⅱ)若函數(shù)f(x)在[0,+∞)上是以3為上界的有界函數(shù),求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(Ⅲ)已知m>-1,函數(shù)g(x)在[0,1]上的上界是T(m),求T(m)的取值范圍.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
解:集合A={1,2,4},B={x|x2-4x+m=0}.
若A∩B={1},則1∈A且1∈B,
可得1-4+m=0,解得m=3,
即有B={x|x2-4x+3=0}={1,3}.
故選:C.
由交集的定義可得1∈A且1∈B,代入二次方程,求得m,再解二次方程可得集合B.
本題考查集合的運(yùn)算,主要是交集的求法,同時(shí)考查二次方程的解法,運(yùn)用定義法是解題的關(guān)鍵,屬于基礎(chǔ)題.
2.【答案】D
【解析】
解:函數(shù)f(x)=,則f(3)=,
∴f(f(3))=f()=+1=,
故選:D.
由條件求出f(3)=,結(jié)合函數(shù)解析式求出f(f(3))=f()=+1,計(jì)算求得結(jié)果.
本題主要考查利用分段函數(shù)求函數(shù)的值的方法,體現(xiàn)了分類討論的數(shù)學(xué)思想,求出f(3)=,是解題的關(guān)鍵,屬于基礎(chǔ)題.
3.【答案】B
【解析】
解:冪函數(shù)的圖象不過原點(diǎn),所以
解得m=1或2,符合題意.
故選:B.
冪函數(shù)的圖象不過原點(diǎn),所以冪指數(shù)小于等于0,系數(shù)為1,建立不等式組,解之即可.
本題主要考查了冪函數(shù)的圖象及其特征,考查計(jì)算能力,屬于基礎(chǔ)題.
4.【答案】C
【解析】
解:由于函數(shù)y=0.8x在R上是減函數(shù),1>0.9>0.7>0,
∴0.80=1>0.80.7>0.80.9>0.81,即 1>a>b.
由于函數(shù)y=1.2x在R上是增函數(shù),0.8>0,∴1.20.8>1.20>1,即 c>1.
綜上可得,c>a>b,
故選:C.
函數(shù)y=0.8x在R上是減函數(shù)可得1>a>b,再根據(jù)函數(shù)y=1.2x在R上是增函數(shù),可得c>1,由此可得a,b,c的大小關(guān)系.
本題主要考查指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性和特殊點(diǎn),屬于基礎(chǔ)題.
5.【答案】B
【解析】
解:函數(shù)f(x)=lnx-在區(qū)間(2,3)上連續(xù)且單調(diào)遞增,f(2)=ln2-1<0,而f(3)=ln3->1->0,
f(2)f(3)<0,故用二分法求函數(shù)f(x)=lnx-的零點(diǎn)時(shí),初始的區(qū)間大致可選在(2,3)上.
故選:B.
函數(shù)f(x)=lnx-在區(qū)間(2,3)上連續(xù)且單調(diào)遞增,f(2)<0,而f(3)>1->0,f(2)f(3)<0,由此可得函數(shù)的零點(diǎn)所在的初始區(qū)間.
本題主要考查函數(shù)的零點(diǎn)的定義,判斷函數(shù)的零點(diǎn)所在的區(qū)間的方法,屬于基礎(chǔ)題.
6.【答案】B
【解析】
解:要使函數(shù)有意義,則,
即,得0<x<1,
即函數(shù)的定義域?yàn)閧x|0<x<1},
故選:B.
根據(jù)函數(shù)成立的條件即可求函數(shù)的定義域.
本題主要考查函數(shù)的定義域的求解,要求熟練掌握常見函數(shù)成立的條件,比較基礎(chǔ).
7.【答案】B
【解析】
解:∵f(4)=a2>0,
∴由f(4)g(4)<0,得g(4)<0,即g(x)=loga4<0,得0<a<1,即f(x)是減函數(shù),排除A,C
函數(shù)g(x)是偶函數(shù),當(dāng)x>0時(shí),g(x)是減函數(shù),排除D,
則對(duì)應(yīng)的圖象為B,
故選:B.
結(jié)合指數(shù)函數(shù)的性質(zhì),得到f(4)>0,g(4)<0,得到0<a<1,結(jié)合指數(shù)函數(shù)和對(duì)數(shù)的單調(diào)性和奇偶性進(jìn)行判斷即可.
本題主要考查函數(shù)圖象的識(shí)別和判斷,結(jié)合指數(shù)函數(shù),對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì)是解決本題的關(guān)鍵.
8.【答案】A
【解析】
解:函數(shù)y=|logax|與函數(shù)y=()x的圖象如下:
由圖象可知:a>1.
故選:A.
根據(jù)兩個(gè)函數(shù)y=()x與y=|lpgax|的圖象可得.
本題考查了函數(shù)與方程的綜合運(yùn)用,屬中檔題.
9.【答案】D
【解析】
解:∵函數(shù)f(x)在(0,+∞)上為單調(diào)遞減函數(shù),且f(2)=0
∴函數(shù)f(x)在(0,2)的函數(shù)值為正,在(2,+∞)上的函數(shù)值為負(fù)
當(dāng)x>0時(shí),不等式等價(jià)于3f(-x)-2f(x)≤0
又奇函數(shù)f(x),所以有f(x)≥0
所以有0<x≤2
同理當(dāng)x<0時(shí),可解得-2≤x<0
綜上,不等式的解集為[-2,0)∪(0,2]
故選:D.
由題設(shè)條件,可得出函數(shù)f(x)在(0,2)的函數(shù)值為正,在(2,+∞)上的函數(shù)值為負(fù),再利用函數(shù)奇函數(shù)的性質(zhì)對(duì)不等式進(jìn)行化簡,解出不等式的解集,選正確選項(xiàng)
本題考查函數(shù)單調(diào)性與奇偶性的綜合,解題的關(guān)鍵是綜合利用函數(shù)的奇偶性與單調(diào)性對(duì)函數(shù)值的符號(hào)作出正確判斷,對(duì)不等式的分類化簡也很重要.本題考查了轉(zhuǎn)化的思想及推理判斷的能力,有一定的綜合性,是高考考查的重點(diǎn).
10.【答案】C
【解析】
解:∵f(x)=,對(duì)任意x1≠x2都有<0成立,
∴f(x)=為R上的減函數(shù),
∴,
解得0<a≤.
故選:C.
由題意可知,f(x)=為減函數(shù),從而可得不等式組,由此可求得a的取值范圍.
本題考查函數(shù)單調(diào)性的性質(zhì),判斷出f(x)=為R上的減函數(shù)是關(guān)鍵,得到4a≤1是難點(diǎn),屬于中檔題.
11.【答案】C
【解析】
解:由題意,函數(shù)f(x)=x3是[a,b]上的“1級(jí)矩陣”函數(shù),即滿足條件①常數(shù)a,b滿足a<b,區(qū)間[a,b]?D,②使f(x)在[a,b]上的值域?yàn)閇a,b]
∵函數(shù)f(x)=x3是[a,b]上的單調(diào)增函數(shù)
∴,∴滿足條件的常數(shù)對(duì)(a,b)為(-1,0),(-1,1),(0,1)
故選:C.
函數(shù)f(x)=x3是[a,b]上的“1級(jí)矩陣”函數(shù),即滿足條件①常數(shù)a,b滿足a<b,區(qū)間[a,b]?D,②使f(x)在[a,b]上的值域?yàn)閇a,b],利用函數(shù)f(x)=x3是[a,b]上的單調(diào)增函數(shù),即可求得滿足條件的常數(shù)對(duì).
本題考查了新定義型函數(shù)的理解和運(yùn)用能力,函數(shù)單調(diào)性的應(yīng)用,轉(zhuǎn)化化歸的思想方法
12.【答案】B
【解析】
解:畫函數(shù)f(x)的圖象如圖:
從圖象上看,要滿足對(duì)任意x∈D,存在x1,x2∈D,使得f(x1)≤f(x)≤f(x2)成立:
∵f(-4)=0,f(4)=4,∴任意x∈D,f(-4)≤f(x)≤f(4),故滿足|x1-x2|最大值為8,
而對(duì)于任意x∈D,f(x)≤f(x)≤f(x),故滿足|x1-x2|最小值為0,
則|x1-x2|最大與最小值之和為8+0=8,
故選:B.
先畫函數(shù)f(x)的圖象如圖,從圖象上看,求適合使得f(x1)≤f(x)≤f(x2)成立的|x1-x2|最大值與最小值.
本題主要考查函數(shù)求最值的方法,特別是分段函數(shù)的最值求法,對(duì)于較復(fù)雜的函數(shù)可以考慮畫函數(shù)的圖象,結(jié)合圖形解題.
13.【答案】{x|x≤2或x≥6}
【解析】
解:|x-3|+|x-5|≥4?或或,
解得x≤2或x≥6,
故答案為{x|x≤2或x≥6}
分三段去絕對(duì)值解不等式組,在相并可得.
本題考查了絕對(duì)值不等式的解法,屬中檔題.
14.【答案】[2,4]
【解析】
解:∵函數(shù)y=x2-4x-2=(x-2)2-6 的定義域?yàn)閇0,m],值域?yàn)閇-6,-2],
f(0)=-2,f(2)=-6,
可得2∈[0,m],且 2≤m≤2+2=4,
故m的范圍為[2,4],
故答案為:[2,4].
由題意可得2∈[0,m],且 2≤m≤2+2=4,由此求得m的取值范圍.
本題主要考查二次函數(shù)的性質(zhì)的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題.
15.【答案】(13,23)
【解析】
解:根據(jù)題意,偶函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,+∞)單調(diào)遞增,
則?|2x-1|<,
解可得:<x<,
即x的取值范圍為(,);
故答案為:(,).
根據(jù)題意,由函數(shù)的奇偶性與單調(diào)性分析可得|2x-1|<,解可得x的取值范圍,即可得答案.
本題考查函數(shù)的奇偶性與單調(diào)性的綜合應(yīng)用,關(guān)鍵是利用函數(shù)的奇偶性與單調(diào)性得到關(guān)于x的不等式.
16.【答案】(3,+∞)
【解析】
解:當(dāng)m>0時(shí),函數(shù)f(x)=的圖象如下:
∵x>m時(shí),f(x)=x2-2mx+4m=(x-m)2+4m-m2>4m-m2,
∴y要使得關(guān)于x的方程f(x)=b有三個(gè)不同的根,
必須4m-m2<m(m>0),
即m2>3m(m>0),
解得m>3,
∴m的取值范圍是(3,+∞),
故答案為:(3,+∞).
作出函數(shù)f(x)=的圖象,依題意,可得4m-m2<m(m>0),解之即可.
本題考查根的存在性及根的個(gè)數(shù)判斷,數(shù)形結(jié)合思想的運(yùn)用是關(guān)鍵,分析得到4m-m2<m是難點(diǎn),屬于中檔題.
17.【答案】解:(1)∵x+1x=3,
∴x2+1x2=(x+1x)2?2=7
(2)∵a,b,c為正實(shí)數(shù),設(shè)ax=by=cx=k,
∴x=logak,y=logbk,z=logck,
∴1x+1y+1z=logka+logkb+logkc=logkabc=0,
∴abc=1
【解析】
(1)由x2+=代入即可求解
(2)由ax=by=cx=k,利用指數(shù)與對(duì)數(shù)的互化及對(duì)數(shù)的換底公式可求
本題主要考查了指數(shù)的運(yùn)算及指數(shù)與對(duì)數(shù)的相互轉(zhuǎn)化,對(duì)數(shù)的換底公式的簡單應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)試題
18.【答案】解:(1)A={x|x≤-1或x≥5},B={x|-2≤x≤1}…(2分)
∴A∩B={x|-2≤x≤-1}…(4分)
?RA={x|-1<x<5}…(5分)
∴(?RA)∪B={x|-2≤x<5}…(7分)
(2)∵A∩B=B,∴B?A…(8分)
①若B=φ,則2a>a+2,∴a>2…(10分)
②若B≠φ,則a+2≤?1a≤2或2a≥5a≤2,∴a≤-3…(13分)
綜上a>2,或a≤-3…(14分)
【解析】
(1)由此能求出集合A={x|x2-4x-5≥0}={x|x≤-1或x≥5},從而能求出(?RA)∪B.
(2)由A∩B=B,得B?A,由此能求出實(shí)數(shù)a的取值范圍.
本題考查交集和并集的求法,是基礎(chǔ)題,解題時(shí)要認(rèn)真審題,注意不等式性質(zhì)的合理運(yùn)用.
19.【答案】解:(1)由于圖中直線的斜率為k=10.1=10,
所以圖象中線段的方程為y=10t(0≤t≤0.1),
又點(diǎn)(0.1,1)在曲線y=(116)t?a上,所以1=(116)0.1?a,
所以a=0.1,因此含藥量y(毫克)與時(shí)間(小時(shí))之間的函數(shù)關(guān)系式為
y=10t(0≤t≤0.1)(116)t?0.1(t>0.1)(5分)
(2)因?yàn)樗幬镝尫胚^程中室內(nèi)藥量一直在增加,即使藥量小于0.25毫克,學(xué)生也不能進(jìn)入教室,
所以,只能當(dāng)藥物釋放完畢,室內(nèi)藥量減少到0.25毫克以下時(shí)學(xué)生方可進(jìn)入教室,即(116)t?0.1<0.25,
解得t>0.6
所以從藥物釋放開始,至少需要經(jīng)過0.6小時(shí),學(xué)生才能回到教室.(10分)
【解析】
(1)利用函數(shù)圖象,借助于待定系數(shù)法,求出函數(shù)解析法,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)函數(shù)性質(zhì);
(2)根據(jù)函數(shù)解析式,挖掘其性質(zhì)解決實(shí)際問題.
根據(jù)題意,利用函數(shù)的圖象,求得分段函數(shù)的解析式,利用解析式進(jìn)一步解決具體實(shí)際問題.
20.【答案】解:(1)∵f(x)=x+ax2+bx+1是定義在[-1,1]上的奇函數(shù),
∴f(0)=0,即0+a0+0+1=0,∴a=0.
又∵f(-1)=-f(1),∴?12?b=-12+b,
∴b=0,
∴f(x)=xx2+1.
(2)函數(shù)f(x)在[-1,1]上為增函數(shù).
證明如下,
任取-1≤x1<x2≤1,
∴x1-x2<0,-1<x1x2<1,
∴1-x1x2>0.
f(x1)-f(x2)=x1x12+1-x2x22+1
=(x1?x2)(1?x1x2)(x12+1)(x22+1)<0,
∴f(x1)<f(x2),
∴f(x)為[-1,1]上的增函數(shù).
(3)∵f(x)-f(1-x)<0,
即f(x)<f(1-x),
∴?1≤x≤1?1≤1?x≤1x<1?x
解得0≤x≤12,
∴解集為:{x|0≤x<12}
【解析】
(1)根據(jù)奇函數(shù)的性質(zhì)f(-x)=-f(x),列出方程求出a、b的值,代入解析式;
(2)先判斷出函數(shù)是減函數(shù),再利用函數(shù)單調(diào)性的定義證明:取值,作差,變形,定號(hào)下結(jié)論.
(3)根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性即可得到關(guān)于x的不等式組,解得即可.
本題考查奇函數(shù)的性質(zhì)的應(yīng)用,以及函數(shù)單調(diào)性的判斷與證明,解題的關(guān)鍵是掌握函數(shù)單調(diào)性的定義證明步驟:取值,作差,變形,定號(hào)下結(jié)論.
21.【答案】解:(1)∵f(-1)=0,∴a-b+1=0①,
又x∈R,f(x)的值域?yàn)閇0,+∞),
∴△=b2?4a=0a>0②,
由①②消掉a得,b2-4(b-1)=0,
∴b=2,a=1,
∴f(x)=x2+2x+1=(x+1)2.
∴F(x)=?(x+1)2,(x<0)(x+1)2,(x>0);
(2)由(1)知,g(x)=f(x)-kx=x2+2x+1-kx=x2+(2-k)x+1=(x+2?k2)2+1-(2?k)24,
當(dāng)2?k2≥2或2?k2≤-2時(shí),
即k≥6或k≤-2時(shí),g(x)是單調(diào)函數(shù).
(3)∵f(x)是偶函數(shù),
∴f(x)=ax2+1,F(xiàn)(x)=?ax2?1,(x<0)ax2+1,(x>0),
∵m?n<0,設(shè)m>n,則n<0.
又m+n>0,
∴m>-n>0,
∴|m|>|-n|,
F(m)+F(n)=f(m)-f(n)=(am2+1)-an2-1=a(m2-n2)>0,
∴F(m)+F(n)能大于零
【解析】
(1)由f(-1)=0得a-b+1=0①,由x∈R,f(x)的值域?yàn)閇0,+∞)得:②,聯(lián)立①②可解a,b;
(2)由(1)表示出g(x),根據(jù)拋物線對(duì)稱軸與區(qū)間[-2,2]位置可得不等式,解出即可;
(3)由f(x)為偶函數(shù)可得b=0,從而可表示出F(x),由mn<0,不妨設(shè)m>0,n<0,則m>-n>0,即|m|>|-n|,由此刻判斷F(m)+F(n)的符號(hào).
本題考查函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性及其綜合應(yīng)用,考查二次函數(shù)的有關(guān)性質(zhì),考查學(xué)生分析解決問題的能力.
22.【答案】解:(Ⅰ)∵f(x)=1+a?(12)x+(14)x,
∴當(dāng)a=1時(shí),f(x)=1+(12)x+(14)x,
∵y=(14)x和y=(12)x在R上是單調(diào)遞減函數(shù),
∴f(x)在R上是單調(diào)遞減函數(shù),
∴f(x)在(-∞,0)上是單調(diào)遞減函數(shù),
∴f(x)>f(0)=3,
∴f(x)在(-∞,0)的值域?yàn)椋?,+∞),
∴|f(x)|>3,
故不存在常數(shù)M>0,使|f(x)|≤M成立,
∴函數(shù)f(x)在(-∞,0)上不是有界函數(shù);
(Ⅱ)∵函數(shù)f(x)在[0,+∞)上是以3為上界的有界函數(shù),
∴由題意知,|f(x)|≤3在[0,+∞)上恒成立,
∴-3≤f(x)≤3在[1,+∞)上恒成立,
∴?4?(14)x≤a?(12)x≤2?(14)x在[0,+∞)上恒成立,
∴?4?2x?(12)x≤a≤2?2x?(12)x在[0,+∞)上恒成立,
∴[?4?2x?(12)x]max≤a≤[2?2x?(12)x]min,
令t=2x,由x∈[0,+∞),可得t≥1,
∴h(t)=?4t?1t,p(t)=2t?1t,
下面判斷函數(shù)h(t)和p(t)的單調(diào)性:
設(shè)1≤t1<t2,則t2-t1>0,4t1t2-1>0,t1t2>0,2t1t2+1>0,
∴h(t1)?h(t2)=(t2?t1)(4t1t2?1)t1t2>0,
p(t1)?p(t2)=(t1?t2)(2t1t2+1)t1t2<0,
∴h(t1)>h(t2),p(t1)<p(t2),
∴h(t)在[1,+∞)上遞減,p(t)在[1,+∞)上遞增
∴h(t)在[1,+∞)上的最大值為h(1)=-5,
p(t)在[1,+∞)上的最小值為p(1)=1,
∴-5≤a≤1,
∴實(shí)數(shù)a的取值范圍為[-5,1];
(Ⅲ)g(x)=1?m?x21+m?x2=-1+2m?x2+1,
①當(dāng)m>0時(shí),x∈[0,1],
∵y=m?x2+1在[0,1]上單調(diào)遞增,
∴g(x)在[0,1]上遞減,
∴g(1)≤g(x)≤g(0),即1?m1+m≤g(x)≤1,
∵|1?m1+m|<1,
∴|g(x)|<1,
∵函數(shù)g(x)在[0,1]上的上界是T(m),由有界函數(shù)的定義可得,
|g(x)|≤T(m)任意x∈[0,1]恒成立,
∴T(m)≥1;
②當(dāng)m=0時(shí),g(x)=1,|g(x)|=1,
∵函數(shù)g(x)在[0,1]上的上界是T(m),由有界函數(shù)的定義可得,
|g(x)|≤T(m)任意x∈[0,1]恒成立,
∴T(m)≥1;
③當(dāng)-1<m<0時(shí),x∈[0,1],
∵y=m?x2+1在[0,1]上單調(diào)遞減,
∴g(x)在[0,1]上遞增,
∴g(0)≤g(x)≤g(1),即1≤g(x)≤1?m1+m,
∴|g(x)|<1?m1+m,
∵函數(shù)g(x)在[0,1]上的上界是T(m),由有界函數(shù)的定義可得,
|g(x)|≤T(m)任意x∈[0,1]恒成立,
∴T(m)≥1?m1+m.
綜合①②③,當(dāng)m≥0時(shí),T(m)的取值范圍是[1,+∞),
當(dāng)-1<m<0時(shí),T(m)的取值范圍是[1?m1+m,+∞).
【解析】
(Ⅰ)將a=1代入f(x)可得,利用指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性判斷出f(x)在(-∞,0)上是單調(diào)遞減函數(shù),即可求得f(x)>f(0),從而得到f(x)的值域,根據(jù)有界函數(shù)函數(shù)的定義,即可判斷出f(x)不是有界函數(shù);
(Ⅱ)根據(jù)有界函數(shù)的定義,可得|f(x)|≤3在[0,+∞)上恒成立,利用參變量分離轉(zhuǎn)化為在[0,+∞)上恒成立,令t=2x,則,,問題轉(zhuǎn)化為求h(t)的最大值和p(t)最小值,利用函數(shù)單調(diào)性的定義,分別判斷出函數(shù)h(t)和p(t)的單調(diào)性,即可求得最值,從容求得a的取值范圍.
(Ⅲ)將函數(shù)g(x)=變形為g(x)=-1+,對(duì)參數(shù)m進(jìn)行分類討論,當(dāng)m>0時(shí),確定函數(shù)g(x)的單調(diào)性,根據(jù)單調(diào)性可得g(x)的取值范圍,從而確定|g(x)|的范圍,利用有界函數(shù)的定義,轉(zhuǎn)化為|g(x)|≤T(m)任意x∈[0,1]恒成立,利用所求得的g(x)的范圍,即可求得T(m)的取值范圍,同理研究當(dāng)m=0和當(dāng)-1<m<0時(shí)的情況,綜上所求范圍,即可求得T(m)的取值范圍.
本題考查了函數(shù)的恒成立問題,函數(shù)的最值的應(yīng)用.對(duì)于函數(shù)的恒成立問題,一般選用參變量分離法、最值法、數(shù)形結(jié)合法進(jìn)行求解.本題選用了參變量分離的方法轉(zhuǎn)化成求最值問題.本題涉及了函數(shù)的求最值和值域問題,解題中主要運(yùn)用了函數(shù)的單調(diào)性求解最值和值域.對(duì)于本題中的新定義問題,要嚴(yán)格按照題中所給定義分析,將陌生的問題轉(zhuǎn)化為所熟悉的問題,本題轉(zhuǎn)化為恒成立問題.屬于難題.
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