高中数学竞赛解答题

发布 2023-09-23 14:53:53 阅读 8479

1.(本题满分16分) 已知函数.

求的最小正周期和的值域;

若为的一个零点,求的值.

解:⑴ 4分。

所以的最小正周期5分。

由,得的值域为7分,由题设知,….8分。

由,结合知,可得10分。

12分。14分。

………16分。

2.(本题满分18分)已知函数,

ⅰ)当时,关于的方程有3个不同的实根,求实数的值;

ⅱ)若对任意的,总存在,使得成立,求实数的取值范围。

解:(ⅰ设,,作出函数的图象。

当时,求出,另一个可以符合题意。

当时,求出,另一个可以符合题意。

当时,此时不合题意。

综上,或者 ——8分。

ⅱ)设函数的值域分别为,根据题意有。

当时,,,可以符合题意。

当时,此时需,记,则,即或即或综上,或18分。

3.(本题满分17分)设函数,对于给定的实数,在区间上有最大值和最小值,记.

求的解析式;

问为何值时,有最小值?并求出的最小值.

解:⑴,抛物线开口向上,其对称轴方程为,下面就对称轴与区间端点的相对位置分段讨论1分。

当时,且,此时,..3分。

当时,且,此时,..5分。

当时,,在区间上递增,此时,..7分。

当时,,在区间上递减,此时,..9分。

综上所得10分。

当时11分。

当时,递减13分。

当时,递增15分。

当时16分。

综上所述,当时17分。

4.(本题满分16分)已知函数。

ⅰ)若是函数的一个零点,,求的最大值以及此时的取值集合;

ⅱ)若,函数在区间上是单调函数,求的取值范围。

解:(ⅰ得到,则。

即,,此时——8分。

ⅱ),得到16分。

5.(本题满分18分)定义在正实数集上的函数满足下列条件:

存在常数,使得;②对任意实数, 当时,有.

求证:对于任意正数,;

证明:在正实数集上单调递减;

若不等式恒成立,求实数的取值范围.

证明:均为正数,且,根据指数函数性质可知,总有实数使得,于是,..2分。

又, .5分。

证明:任设,可令,.…7分。

则由⑴知。9分。

即. 在正实数集上单调递减10分。

解:令,原不等式化为,其中.

且,不等式可进一步化为12分。

又由于单调递减,对于恒成立13分。

而15分。6.(本题满分16分)已知关于的方程的两根为和。

ⅰ)求实数的值;

ⅱ)求的值。

解:(ⅰ为方程的两根,则有4分。

由(2)、(3)有:,解得:,此时,又8分。

12分。且,--16分。

7.(本题满分17分)设实数,函数。

ⅰ)当时,判断的单调性;

ⅱ)求实数的范围,使得对于区间上的任意三个实数,都存在以为边长的三角形。

解:易知的定义域为,且为偶函数。

ⅰ)当时,,令,则关于的函数在上单调递增,在上单调递减3分。

又定义域为,,而在上单调递减,由复合函数的单调性可知,在上单调递减,在上单调递增7分。

ⅱ)令,,

从而原问题等价于求实数的范围,使得在区间上,恒有10分。

1)当时,在上单调递减,在上单调递增,由得,从而12分。

2)当时,在上单调递减,在上单调递增,由得,从而14分。

3)当时,在上单调递减,

由得,从而16分。

8.(本题满分18分)函数的定义域为,且满足:

对于任意的,;

在区间上单调递增。

求(ⅰ)ⅱ)不等式的解集。

解:(ⅰ令,则,所以或2分。

令,则,令,则4分。

若,则,因为在上单调递增,所以,矛盾!因此6分。

令,则,所以的图像关于直线对称8分

再证的图像关于原点对称。

令,,所以,因为,所以,令,有,对上式令,则,所以10分。

又因为,所以对任意的,恒有,所以的图像关于原点对称12分。

所以对于任意,从而的最小正周期为14分。

这样可以大致描述的图像(如右)

令,因为,所以,所以16分。

由,可得。根据图像,可知,所以不等式的解集是18分。

9.(本题满分17分)已知非零向量和,函数。

ⅰ)若方程有两个相等的实根,,求向量和夹角;

ⅱ)若,函数在上的最小值为,求实数的取值范围以及此时向量和夹角的余弦值。

解:(ⅰ设向量和夹角为,由得到,于是向量和夹角为或。

—7分。ⅱ)对称轴为。

当时,即时,解得,不合题意。

当时,即时,解得,不合题意。

当时,即时,解得。

由得到,此时。

综上,,此时17分。

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