综上,实数a的取值范围为(-∞,-4)∪(2,+∞).
18.(本小题满分12分)设f(x)是定义在R上的函数,对m,n∈R,恒有f(m+n)=f(m)·f(n)(f(m)≠0,f(n)≠0),且当x>0时,0<f(x)<1.
(1)求证f(0)=1;
(2)求证x∈R时,恒有f(x)>0;
(3)求证f(x)在R上是减函数.
证明:
(1)根据题意,令m=0,
可得f(0+n)=f(0)·f(n),
因为f(n)≠0,所以f(0)=1.
(2)由题意知x>0时,0<f(x)<1,
当x=0时,f(0)=1>0,
当x<0时,-x>0,所以0<f(-x)<1.
因为f[x+(-x)]=f(x)·f(-x),
所以f(x)·f(-x)=1,
所以f(x)=>0.
故x∈R时,恒有f(x)>0.
(3)设x1,x2∈R,且x1<x2,
则f(x2)=f[x1+(x2-x1)],
所以f(x2)-f(x1)=f[x1+(x2-x1)]-f(x1)=f(x1)·f(x2-x1)-f(x1)=f(x1)[f(x2-x1)-1].
由
(2)知f(x1)>0,又x2-x1>0,
所以0<f(x2-x1)<1,
故f(x2)-f(x1)<0,所以f(x)在R上是减函数.
19.(本小题满分12分)已知函数f(x)=2x-.
(1)判断函数的奇偶性,并证明;
(2)用单调性的定义证明函数f(x)=2x-在(0,+∞)上单调递增.
解:
(1)函数f(x)=2x-是奇函数.
证明如下:
易知f(x)的定义域为{x|x≠0},关于原点对称.
因为f(-x)=2(-x)-=-2x+=-=-f(x),所以f(x)是奇函数.
(2)证明:
任取x1,x2∈(0,+∞),且x1则f(x2)-f(x1)
=2x2--
=2(x2-x1)+5
=(x2-x1),
因为00,x1x2>0,
所以f(x2)-f(x1)>0,即f(x2)>f(x1),
所以f(x)=2x-在(0,+∞)上单调递增.
20.(本小题满分12分)求函数f(x)=x2+2x+a-1在区间上的零点.
解:
Δ=4-4(a-1)=8-4a.
当Δ<0,即a>2时,f(x)无零点.
当Δ=0,即a=2时,f(x)有一个零点-1.
当Δ>0且f<0,
即
a<-时,f(x)仅有一个零点:
-1-.
当Δ>0且f≥0,
即⇒-≤a<2时,
f(x)有两个零点:
x==-1±.
综上所述,当a>2时,f(x)无零点;
当a=2时,f(x)有一个零点-1;
当-≤a<2时,f(x)有两个零点:
-1±;
当a<-时,f(x)有一个零点:
-1-.
21.(本小题满分12分)“活水围网”养鱼技术具有养殖密度高、经济效益好的特点.研究表明:
“活水围网”养鱼时,某种鱼在一定的条件下,每尾鱼的平均生长速度v(单位:
千克/年)是养殖密度x(单位:
尾/立方米)的函数.当x不超过4(尾/立方米)时,v的值为2(千克/年);当4≤x≤20时,v是x的一次函数;当x达到20(尾/立方米)时,因缺氧等原因,v的值为0(千克/年).
(1)当0(2)当养殖密度x为多大时,鱼的年生长量(单位:
千克/立方米)f(x)=x·v(x)可以达到最大,并求出最大值.
解:
(1)由题意:
当0当4显然该函数在[4,20]是减函数,
由已知得解得
故函数v(x)=
(2)依题意并由
(1)可得
f(x)=
当0≤x≤4时,f(x)为增函数,
故fmax(x)=f(4)=4×2=8;
当4≤x≤20时,f(x)=-x2+x=-(x2-20x)=-(x-10)2+,
fmax(x)=f(10)=12.5.
所以,当0当养殖密度为10尾/立方米时,鱼的年生长量可以达到最大,最大值约为12.5千克/立方米.
22.(本小题满分12分)已知奇函数f(x)=的定义域