综上,实数a的取值范围为(-∞,-4)∪(2,+∞).
18.(本小题满分12分)已知x1,x2是方程x2-2(m-1)x+m+1=0的两个不等实根,且y=x+x,求y=f(m)的表达式及值域.
解:
由Δ=4(m-1)2-4(m+1)>0,
解得m>3或m<0.
由韦达定理可得x2+x1=2(m-1),x2x1=m+1.
故y=x+x=(x1+x2)2-2x1x2=4(m-1)2-2(m+1)=4m2-10m+2(m>3或m<0).
因为f(m)=4m2-10m+2=4-,
所以f(m)的值域为(2,+∞).
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)=的定义域为R,其中g(x)为指数函数,且过定点(2,9).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若对任意的t∈[0,5],不等式f(t2+2t+k)+f(-2t2+2t-5)>0恒成立,求实数k的取值范围.
解:
(1)设g(x)=ax(a>0,且a≠1)),则a2=9,
所以a=-3(舍去)或a=3,
所以g(x)=3x,f(x)=.
又f(x)为奇函数,且定义域为R,
所以f(0)=0,即=0,所以m=1,
所以f(x)=.
(2)设x1则f(x1)-f(x2)=-=.
因为x10,
所以>0,
所以f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),
所以函数f(x)在R上单调递减.
要使对任意的t∈[0,5],
f(t2+2t+k)+f(-2t2+2t-5)>0恒成立,
即对任意的t∈[0,5],
f(t2+2t+k)>-f(-2t2+2t-5)恒成立.
因为f(x)为奇函数,
所以f(t2+2t+k)>f(2t2-2t+5)恒成立.
又因为函数f(x)在R上单调递减,
所以对任意的t∈[0,5],t2+2t+k<2t2-2t+5恒成立,
即对任意的t∈[0,5],k而当t∈[0,5]时,1≤(t-2)2+1≤10,所以k<1.