高中数学必修第1册 教材习题答案

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高中数学必修第1册 教材习题答案

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教材习题答案
第一章 集合与常用逻辑用语 数 ∴ A B. SB={x | x 是平行四边形或梯形 但 x 不是
(3)4 和 10 的公倍数是 20 的倍数 因而 A = 菱形} ={x | x 是邻边不相等的平行四边形或
1.1 集合的概念 {x∈N+ | x 是 4 与 10 的公倍数} = { x∈N+ | x 梯形}
练习 是 20 的倍数} ={x | x= 20m m∈N+} =B. SA={x | x 是平行四边形或梯形 但 x 不是平
1.解析  (1)是.满足集合中元素的确定性.
◆习题 1.2 行四边形} ={x | x 是梯形} .
(2)不是. “游泳能手”无明确的标准 因此
复习巩固 3.解析 
“高中学生中的游泳能手”不能组成集合.
1.答案  (1)   (2)∈ = (1)
2.答案  ∈ ∈ ∈
(3)
3.解析  (1)方程 x2-9=0的根为 3 -3
2.解析  D C B A
∴ 该集合为{3 -3}.
用 Venn 图表示如图.
(2)集合中的元素是点 用坐标表示
∴ 该集合为{(1 4)} . (2)
(3)集合中的元素满足 4x-5<3 即 x<2
∴ 该集合为{x | x<2} .
◆习题 1.1 综合运用
3.解析  (答案不唯一) (1) { x | x 是立德中学
复习巩固
1.答案  (1)∈ ∈ 高一一班的学生} . ◆习题 1.3
(2)   (3)   (4)∈ (2){x | x 是等边三角形} . 复习巩固
2. (3) .解析  (1)大于 1 且小于 6 的整数有 4 个: 1.解析  B={x | 3x-7≥8-2x} ={x | x≥3}
2 3 4 5 ∴ 集合为{2 3 4 5} . (4){4} . ∴ A∪B={x | 2≤x<4}∪{ x | x≥3} = { x | x≥
(2)(x-1)(x+2)= 0 x = 1 x = -2 4.解析  集合 D 表示直线 2x
-y = 1 与直线 x+
的解为 或 2}
∴ A={1 - 4y

2} . 5 的交点(1 1)组成的集合 而(1 1)在集合 A∩B={x | 2≤x<4}∩{x | x≥3}
(3)由-3<2x-

1<3 得-1<x<2. 直线 y x 上 ∴ D C. ={x | 3≤x<4} .
∵ x∈Z ∴ x= 0 或 x= 1. 拓广探索 2.解析   A = {1 2 3 4 5 6 7 8} B = {1 2
= 5.解析  (1)∵ P
=Q
∴ 集合 B {0 1} . 3} C={3 4 5 6}
{a=-1 {a=-1 综合运用 ∴ ∴ a-b= 0. ∴ A∩B={1 2 3} A∩C={3 4 5 6} 即1= -b b=-1
3.解析  (1){x | x= 2n n∈Z 且 1≤n≤5} . B∪C={1 2 3 4 5 6} B∩C={3}
(2)∵ B A
(2){1 2 3 12 21 13 31 23 32 123 132 ∴ A∩(B∪C)= {1 2 3 4 5 6}
∴ 利用数轴分析法(如图) 可知 a≥2.
213 231 312 321} . A∪(B∩C)= {1 2 3 4 5 6 7 8} .
(3){4 5 6} . 3.解析  “每个参加比赛的同学最多只能参加
(4){造纸术 印刷术 指南针 火药} . 两项比赛”表示为 A∩B∩C= .
4.解析  (1){y | y= x2-4 x∈R} (1)A∪B 表示参加 100 m 或参加 200 m 跑
={y | y≥-4} . 1.3 集合的基本运算 的同学组成的集合.
2 练习 (2)A∩C 表示既参加 100 m 又参加 400 m
(2)x≠0 时 函数 y= 有意义
x 1.解析  A∩B={3 5 6 8}∩{4 5 7 8} = {5 跑的同学组成的集合.
∴ 集合为{x | x≠0} . 8} A∪B={3 5 6 8}∪{4 5 7 8} = {3 4 综合运用
4 5 6 7 8} . 4. 解 析   因 为 A = { x | 3 ≤ x < 7 } B =
(3)由 3x≥4-2x 得 x≥
5 2.解析  A={x | x2-4x-5= 0} ={x | (x-5) ( x {x | 2<x<10} 所以 A∪B={x | 2<x<10} A∩B
{ 4 } +1)= 0} =∴ x x≥ . {5 -1} B={x | x2 = 1} ={-1 1} ={x | 3≤x<7} R A={x | x<3 或 x≥7} R B=集合为 5 ∴ A∪B= {5 - 1}∪{ - 1 1} = { - 1 1 5} {x | x≤2 或 x≥10} 所以 R(A∪B)= {x | x≤
拓广探索 A∩B={5 -1}∩{-1 1} ={-1} . 2 或 x≥10} R(A∩B)= {x | x<3 或 x≥7}
5.解析  略. 3.解析  A∩B={x | x 是等腰三角形 且 x 是直 ( R A)∩B= { x | 2<x<3 或 7≤x< 10} A∪
角三角形} ={x | x 是等腰直角三角形} . ( R B)= {x | x≤2 或 3≤x<7 或 x≥10} .
1.2 集合间的基本关系 A∪B={x | x 是等腰三角形 或 x 是直角三角 5.解析  当 a = 3 时 A = {3} B = {1 4} A∪B
练习 形} ={x | x 是等腰三角形或直角三角形} . ={1 3 4} A∩B=
1.解析  {a} {b} {c} {a b} {a c} {b 4.解析  A∪B = { x | x 是幸福农场的汽车或货 当 a= 1 时 A={1 3} B={1 4} A∪B = {1
c} {a b c} . 车} . 3 4} A∩B={1}
2.答案  ( 1) ∈   ( 2) ∈   ( 3) =   ( 4) 练习 当 a= 4 时 A={3 4} B={1 4} A∪B = {1
(5)   (6)= 1.解析  U A={1 3 6 7} U B={2 4 6} 3 4} A∩B={4}
3.解析  (1)A B. ∴ A∩( U B)= {2 4 5}∩{2 4 6} ={2 4} 当 a≠1 且 a≠3 且 a≠4 时 A∪B = {1 3
(2)A={x | x = 3k k∈N}是由自然数中 3 的 ( U A)∩( U B) = {1 3 6 7}∩{2 4 6} = 4 a} A∩B= .
倍数构成的集合 B = { x | x = 6z z∈N}是由 {6} . 拓广探索
自然数中 6 的倍数构成的集合 6 的倍数一 2.解析  B∩C = { x | x 是菱形 且 x 是矩形} = 6.解析  U={0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10} ∵ A
定是 3 的倍数 但 3 的倍数不一定是 6 的倍 {x | x 是正方形} ∩( U B)= {1 3 5 7} ∴ {1 3 5 7} A 而
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集合 B 中不包含{1 3 5 7} 拓广探索 2.解析  (1)所有三角形都不是直角三角形.
∴ B={0 2 4 6 8 9 10} . 6.解析  (1)若△ABC 是锐角三角形 则 a2+b2 (2)所有梯形都不是等腰梯形.
>c2 . (3)任意实数的绝对值都是正数.
1.4 充分条件与必要条件 证明:必要性:当△ABC 是锐角三角形时 如 ◆习题 1.5
1.4.1  充分条件与必要条件 图① 过点 A 作 AD⊥BC 垂足为 D 设 CD = 复习巩固
练习 x 则有 BD=a-x 根据勾股定理 得 b
2 -x2 = 1.解析  (1)真.(2)真.(3)真.(4)假.

1.解析  (1)是充分条件.(2)不是充分条件. c -(a-x)
2 2.解析  (1)真.(2)真.(3)真.
2 2 2
(3)是充分条件. 整理得 a +b = c +2ax (4)若 n= 2k k∈Z 则 n2 +1 = 4k2 +1 不是 4
2 2 2
2.解析  (1)是必要条件.(2)不是必要条件. ∵ a>0 x>0 ∴ 2ax>0 ∴ a +b >c . 的倍数
3.解析   充分条件:(1)∠1 = ∠4 (2)∠1 = 充分性:在△ABC 中 a
2 +b2 >c2 ∴ ∠C 不是 若 n= 2k-1 k∈Z 则 n2 +1 = 4k2 -4k+2 不是
∠2 (3)∠1+∠3= 180°. 直角. 4 的倍数 故命题为假命题.
必要条件:(1)∠1 =∠4 (2)∠1 =∠2 (3) 假设∠C 为钝角 如图② 过 B 作 BD⊥AC 3.解析  (1) x∈Z | x | N.
∠1+∠3= 180°. 交 AC 的延长线于 D. (2)存在一个可以被 5 整除的整数 末位数
设 CD= y 则 BD2 =a2-y2
1.4.2  字不是 0.充要条件 根据勾股定理 得 c2 =(b+y) 2 +( a2 -y2 )= a2 (3) x∈R x+1<0.
练习 +b2+2by>a2+b2 (4)所有四边形的对角线都不互相垂直.
1.解析   (1) p 是 q 的充要条件.(2) p 不是 q 与 a2+b2>c2 矛盾 综合运用
的充要条件.(3)p 不是 q 的充要条件. ∴ ∠C 为锐角 即△ABC 为锐角三角形. 4.解析  (1)假.平面直角坐标系下 有些直线
2.解析  “两个三角形全等”的充要条件: ∴ △ABC 为锐角三角形的一个充要条件是 不与 x 轴相交.
(1)两个三角形三边对应相等. a2+b2>c2 . (2)真.有些二次函数的图象不是轴对称
(2)两个三角形的两边及夹角对应相等.
图形.
“两个三角形相似”的充要条件:
(1) (3)假.任意一个三角形的内角和都不小两个三角形三边对应成比例.
(2) 于 180°.两个三角形三角对应相等.
3.证明  作 AE⊥BC E DF⊥BC F. (4)真.任意一个四边形的四个顶点都在同于 于
∵ AD∥BC ∴ AE=DF. 一个圆上. 
(1)充分性.由 AE=DF AC =BD 知 Rt△AEC 5.解析  (1)所有的平行四边形的对角线互相图① 图②
≌Rt△DFB ∴ ∠ACE = ∠DBF ∴ △ABC≌ 平分.
△DCB ∴ AB=DC ∴ 梯形 ABCD是等腰梯形. (2)若△ABC 是钝角三角形 ∠C 为钝角 则 否定:有的平行四边形的对角线不互相平分.
有 a2+b2<c2 . (2)任意三个连续整数的乘积是 6 的倍数.
证明:必要性:当△ABC 是钝角三角形时 如 否定:存在三个连续整数的乘积不是 6 的
图② 倍数.
根据勾股定理 得( b+y) 2 +( a2 -y2 ) = c2 即 (3)至少有一个三角形不是中心对称图形.
a2+b2+2by= c2 ∵ b>0 y>0 ∴ 2by>0 ∴ a2 + 否定:所有的三角形都是中心对称图形.
(2)必要性.由梯形 ABCD 为等腰梯形知 AB = b2<c2 . (4)有些一元二次方程没有实数根.
DC Rt△ABE≌Rt△DCF ∴ ∠ABE=∠DCF
充分性:在△ABC 中 a2 +b2 <c2 ∴ ∠C 不是 否定:任意一个一元二次方程都有实数根.
∴ △ABC≌△DCB ∴ AC=DB.
直角. 拓广探索
综上 梯形 ABCD 为等腰梯形的充要条件为
假设∠C 为锐角 如图① 显然 c2 =(b2-x2)+ 6.解析  (1)不对.
AC=BD.
(a-x) 2 = a2 + b2 - 2ax < a2 + b2 与 a2 + b2 < c2 ①的否定: x>1 2x+1≤5.(真命题)
◆习题 1.4 矛盾 ②的否定:至少有一个等腰梯形的对角线不
复习巩固 ∴ ∠C 为钝角 即△ABC 为钝角三角形. 相等.(假命题)
1.解析  (1)p:0<x<1 q:0<x<2. ∴ △ABC 为钝角三角形的一个充要条件是 (2)略.
(2)p:0<x<2 q:0<x<1. a2+b2<c2 . 复习参考题 1
(3)p:x>1 q:x-1>0.
复习巩固
2.解析  (1) p 是 q 的必要不充分条件.(2) p 1.5 全称量词与存在量词 1.解析  (1)A={-3 3} .(2)B={1 2} .
是 q 的充要条件.(3)p 是 q 的充分不必要条
件.(4) p 是 q 的必要不充分条件.(5) p 是 q 1.5.1  全称量词与存在量词 (3)C={1 2} .
. 练习 2.解析  (1){P | PA
=PB}表示到两定点距离
的既不充分又不必要条件
3.解析  (1)真.(2)假.(3)假.(4)真. 1.解析  (1)真.(2)假.(3)假. 相等的点组成的集合 即 AB 的垂直平分线.
2.解析  (1)真.(2)假.(3)真. (2){P |PO = 3 cm}表示到定点 O 的距离等综合运用
4.解析  (1)充分条件.(2)必要条件.(3)充要 于 3 cm 的点组成的集合 即以 O 点为圆心 1.5.2  全称量词命题和存在量词
条件. 3 cm 为半径的圆.
5.证明  a2+b2+c2 =ab+ac+bc a2 +b2 +c2 -ab- 命题的否定 3.解析  △ABC 的外心.
(a-b) 2 (b-c) 2 (c-a) 2 练习 4.答案  (1)充要条件
ac-bc = 0 + + = 0
2 2 2 1.解析  (1) n∈Z n Q. (2)充分不必要条件
{a-b= 0 (2)存在一个奇数 它的平方不是奇数. (3)必要不充分条件b-c= 0 a= b= c. (3)存在一个平行四边形不是中心对称 (4)既不充分也不必要条件
c-a= 0 图形. 5.答案  (1)假  (2)假  (3)假  (4)真
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6.解析  (1) x∈R x2≥0.是真命题. (2)a+b≥0. 8.B  对于 A c2 = 0 时不成立 对于 B ∵ a>b>
(2) a∈R 二次函数 y= x2+a 的图象关于 y {(L+10)(W+10)<350 0 ∴ a2-b2 = (a+b) (a-b) >0 ∴ a2 >b2 ∴ B(3)轴对称.是真命题. L>4W. 成立 对于 C a<b<0 a2 >ab>b2 ∴ C不成
(3) x y∈Z 2x+4y= 3.是假命题. 2.解析  ∵ (x+3)(x+7)-(x+4)(x+6) 1 1
立 对于 D ∵ a<b<0 ∴ > ∴ D不成立.
(4) x∈{无理数} x3∈Q.是真命题. = x2+10x+21-x2-10x-24 a b
7.解析  (1) a∈R 一元二次方程 x2 -ax-1 = -3<0 l9.证明   设周长为 l 则圆的半径为 正方
= 0 没有实数根.是假命题. ∴ (x+3)(x+7)<(x+4)(x+6) . 2π
(2)至少有一个正方形不是平行四边形.是 a+b a-b l
3.证明  ∵ a>b ∴ a- = >0 形的边长为 4
假命题. 2 2
l 2 l2
(3) m∈N m2+1 N.是假命题. a+b∴ a> ∴ S圆 =π ( 2π ) = 2 4π
(4)任意一个四边形 ABCD 的内角和都等于 2 2
a+b -- = a b a
+b l l
360°.是真命题. 又 b >0 ∴ >b S正方形 = ( ) = .2 2 2 4 16
综合运用 2 2a+b l l
{ {2x-y= 0} ∴ a> >b.
∵ > ∴ 圆的面积更大.
4π 16
8.解析  A∩B= (x y) 2
3x+y= 0 练习 原因:自来水管的横截面是圆形的 可以最
={(0 0)} 1.证明  性质 1:a>b a-b>0 b-a<0 b<a. 大面积地使水通过 减少阻力.
{ 2x-y= 0 a+m aA∩C= (x y) { = . 性质 3:(a+c)-(b+c)= a-b ∵ a>b ∴ a-b> 10.解析  > .2x-y= 3} 0 ∴ a+c>b+c. b+m b
A∩B={(0 0)}的几何意义:直线 2x-y = 0 性质 4:ac-bc=(a-b)c ∵ a>b ∴ a-b>0 a+m a (b-a)m证明: - =
与直线 3x+y= 0 交于坐标原点. b+m b b(b+m)当 c>0 时 (a-b)c>0
A∩C= 的几何意义:直线 2x-y = 0 与直线 ∵ b>a>0 m>0 ∴ b-a>0 b+m>0 ∴ ac-bc>0 即 ac>bc.
2x-y= 3 平行. (b-a)m当 c<0 时 (a-b)c<0 ∴ ac-bc<0 即 ac<bc. ∴ >0.b(b+m)
9.解析  ∵ A∪B=A ∴ B A ∴ a+2∈A. a>b>0 c>0 ac>bc +
当 a+
a m a
2= 3 即 a= 1 时 a2 = 1 不满足集合中 性质 6: ac>bd.c>d>0 b>0 bc>bd} ∴ > .b+m b
元素的互异性 不符合题意 2.答案  (1)>  (2)<  (3)<  (4)< 拓广探索
当 a+2=a2 时 a=-1(舍去)或 a= 2. ◆习题2.1
= = 11.证明  证法一:假设 a≤ b .此时 A {1 3 4} B {1 4} 符合题意.
复习巩固
由性质 7 知( a ) 2≤( b ) 2∴ 存在实数 a= 2 使得 A∪B=A. 1.解析  略.
10.解析  (1)任意一个直角三角形的两直角 即 a≤b 这与已知 a>b 矛盾 2.解析  经 n 年后 方案 B 的投入不少于方案
边的平方和等于斜边的平方. 故假设不正确 从而 a > b .A 的投入
(2)任意一个三角形的内角和都等于 180°. + -所以 100 10(n-1)≥500 n≥41. - = a b即 证法二:因为 a>b>0 所以 a b >
拓广探索 a + b3.解析  (1)因为 2x2+5x+9-(x2+5x+6)= x2+
11.解析  设只参加田径一项比赛的有 x 人.根 3>0 所以 2x2+5x+9>x2+5x+6. 0 故 a > b .
据题意作出如图所示的 Venn 图. (2)因为(x-3) 2-(x-2)(x-4)= (x2-6x+9) 12.解析   设安排 A 型货厢 x 节 B 型货厢
-(x2-6x+8)= 1>0 y 节.
所以(x-3) 2>(x-2)(x-4) . ì35x+25y≥1 530
(3)因为 x2-(x2-x+1)= x-1 x>1 15x+35y≥1 150 由题意可得í
所以 x-1>0 所以 x2>x2-x+1. x+y= 50
(4)因为 x2+y2+1-2(x+y-1) x y∈N
= x2+y2+1-2x-2y+2 解得 28≤x≤30
=(x-1) 2+(y-1) 2+1>0 {x= 28 所以 或{x= 29 {x= 30 或
所以 x2+y2+1>2(x+y-1) . y= 22 y= 21 y= 20.
由 Venn 图知只参加游泳一项比赛的有 9人 4.   由题意得 b=a+2 50<10a+b<60 a∈ 所以共有三种方案 方案一:安排 A 型货厢解析
又由题意知 9+3+3+x+5-x+6+x = 28 解得 N b∈N ∴ a= 5 b= 7 57. 28 节 B 型货厢 22 节 方案二:安排 A 型货即这个两位数是
x= 2. 5.   ∵ 2<a<3 ∴ 4<2a<6 厢 29 节 B 型货厢 21 节 方案三:安排 A 型解析
故同时参加田径和球类比赛的有 3 人. ∵ -2<b<-1 ∴ 2<2a+b<5. 货厢 30 节 B 型货厢 20 节.又
12.解析  (1) n∈N 1+3+5+ +(2n-1) c<b c-b<0 {x=+ 28 6.   } (c-b)+(b-a)<0 当 时 总运费为 0.5×28+0.8×22 == n2 . 证明 b<a b-a<0 y= 22
(2)任意一个三角形三边上的高交于一点. 即 c-a<0 ∴ c<a. 31.6(万元)

综合运用 {x 29 当 时 总运费为 0.5×29+0.8×21 =
第二章 一元二次函数、 7.证明  ∵ c<d<0 ∴ -c>-d>0 y= 21
又∵ a>b>0 ∴ a-c>b-d>0 31.3(万元) 方程和不等式
1 1 x= 30
2.1 等式性质与不等式性质 ∴ 0< < 又 e<0 当{ 时 总运费为 0.5×30+0.8×20 =a-c b-d y= 20
练习 e e 31(万元) .
∴ > .
1.解析  (1)0<h≤4. a-c b-d 因为 31.6>31.3>31 所以方案三运费最少.
 265


2.2 基本不等式 32+4×2 ab = 32+32= 64 4 2 34 3 当 且 仅 当 3x = 即 x =
练习 当且仅当 a= b= 4 时等号成立. x 3
(a+b) 2 a2+b2-2ab (a-b) 2 所以当底面的边长为 4 m 时 用纸最少. 2 31.证明  ∵ -ab = = (x=- 舍去) 时 等号成立 2 4 4 4.解析  设矩形的长和宽分别为 x cm和 y cm 圆 3
(a+b) 2≥0 ∴ ab≤ . 柱的侧面积为 z cm2 因为 2(x+y)= 36 即 x+ - 4 4∴ 3x- ≤-4 3 ∴ 2-3x- ≤2-4 3 即2 = x xy 18
x 2 4
2.证明  (1)∵ x y 都是正数 且 x≠y ∴ + ( x+y ) 2-3x- 的最大值是 2-4 3 .y 所以 z= 2π x y≤2π = 162π x2
6.解析  仓库应建在距离车站 x 千米处.
y x y = x + y>2 2 即 >2. 当且仅当 x = y = 9 时 等号成立 即长、宽均
x y x y x k1 k1
为 9 cm 时 圆柱的侧面积最大. 由题意设 y1 = 当 x= 10 时 y1 = = 2 x 10
(2)∵ x y 都是正数 且 x≠y ∴ x+y>2 xy > ◆习题2.2 20
1 1 2xy 2xy 2xy ∴ k = 20 ∴ y = .
0 ∴ < ∴ < = xy 复习巩固 1 1 x
x+

y 2 xy x+y 2 xy x+y
1.解析  (1)∵ x>1 ∴ x-1>0 设 y2 = k2x 当 x= 10 时 y2 = 10k2 = 8
< xy .
+ 1
4 4
∴ x = -

- ( x 1 )
+ +
- 1 ≥ 2
∴ k = ∴ y = x.
2 1 2 1 x 1 x 1
2 5 2 5
3.解析  x + 2 ≥2 x =2 2 当且仅当 xx x 20 4
(x-

1) +1=3 两项费 用 之 和 y = y1 + y2 = + x ≥1 - x 5= ±1 时 等号成立 x 1故 x = ±1 时 x2 + 取得
x2 1 20 4
当且仅当 x-1= 即 x= 2( x = 0 舍去)时 2 x = 8
最小值 最小值是 2. x-1 x 5
4.解析  ∵ -1≤x≤1 ∴ 1+x≥0 1-x≥0 ∴ 1- 1 20 4
等号成立 此时 x+ 取最小值 3. 当且仅当 = x 即 x= 5(x=-5 舍去)时
(1+x)+(1-x) 2 x-1 x 5
x2 =(1+x)(1-x)≤ [ ] = 1 2 x+(10-x) 2 等号成立 ∴ 仓库应建在距离车站 5 km 处 才
(2)∵ x(10-x)≤ = 25
当且仅当 1-x= 1+x 即 x= 0 时 等号成立 [ 2 ] 能使两项费用之和最小 最小费用为 8万元.
∴ 当 x= 0 时 1-x2 取最大值 1. 当且仅当 x= 10-x 即 x= 5 时 等号成立 拓广探索
5.解析   设两条直角边的长分别为 a cm、 ∴ x(10-x)的最大值为 25 7.解析  设天平的左臂长为 a 右臂长为 b 不
b cm a>0 且 b>0. ∴ x(10-x) 5. 妨设 a>b 第一次称得的黄金为 x g 第二次的最大值为
因为直角三角形的面积等于 50 2.解析  (1)设两个正数分别为 a、b 且 ab=36 为 y g 则 5a
= bx ya= 5b
1 5a 5b a b
所以 ab= 50 即 ab= 100. 则 a+b≥2 ab = 2 36 = 12 ∴ x+y= + >5×2 = 10
2 b a b a
当且仅当 a= b= 6 时等号成立.
所以 a+b≥2 ab = 2 100 = 20 ∴ 顾客实际所得黄金大于 10 g.所以当这两个正数均为 6 时 它们的和最小.
当且仅当 a= b= 10 时等号成立. 8.解析  如图 AB= x cm 则 BC= (12-x)cm(6(2)设两个正数分别为 a、b 且 a+b= 18
所以当两条直角边的长均为 10 cm 时 两条 <x<12) AP= x-DP
( a+b ) 2 = ( 18 2直角边的和最小 最小值是 20 cm. 则 ab≤ ) = 81 2 2
练习 当且仅当 a= b= 9 时等号成立.
1.解析  设矩形的长、宽分别为a cm、b cm a> 所以当这两个正数均为 9 时 它们的积最大.
0 b>0 3.解析  设房屋垂直于墙的边长为 x m 平行于
因为周长等于 20 cm 所以 a+b= 10. 墙的边长为 y m 总造价为 z 元
( a+b ) 2 ( 10 ) 2 ∵ DP
2+(12-x) 2 =(x-DP) 2
所以 S=ab≤ = = 25 = 482 2 则 xy 48 即 y= x 72∴ DP= 12-
当且仅当 a= b= 5 时等号成立. xz= 3y×1 200+6x×800+5 800
所以折成长与宽均为 5 cm 的矩形 面积最大. 1 1
= 48
×3 600 ∴ S△ADP = AD DP = ( 12 - x)
2. + +
2 2
解析  设矩形的长为 x m 宽为 y m 菜园的 4 800x 5 800x
72 432
面积为 S m2 则 x+2y= 30(0<x≤18) ≥2 3 600×48×4 800 +5 800 (12- ) = 108- ( 6x+ ) (6<x<12) .x x
由基本不等式的性质 可得 = 63 400. 432 432
1 1 ( x+2y ) 2 48×3 600 ∵ x>6 ∴ 6x+ ≥2 6x =72 2 S= x 2y≤ x x2 2 2 当且仅当 = 4 800x 即 x = 6 时 等号成x 432
= 1 ×900 = 225
∴ S△ADP = 108- ( 6x+ ) ≤108-72 2
立 此时 y = 8 最小值为63 400 则当房屋垂直 x
2 4 2
于墙的边长为 6 m 平行于墙的边长为 8 m 时 = 43215 当且仅当 6x 即 x = 6 2 ( x = - 6 2 舍
当且仅当 x=2y 即 x=15 y= 时 等号成立 房屋总造价最低 最低总造价为63 400元. x

综合运用 去)时 等号成立 即△ADP 面积的最大值为
225
此时菜园的面积最大 最大面积是 m2 . 4.证明  ∵ x>0 y>0 z>0 ∴ x+y≥2 xy (108-2 72 2 )cm
2 此时 x= 6 2 .
3.解析  设底面的长、宽分别为 a m、b m a> y+z≥2 yz z+x≥2 zx
0 b>0. ∴ (x+y)(y+z)( z+x)≥8xyz 2.3 二次函数与
因为体积等于 32 m3 高为 2 m 所以底面积 当且仅当 x= y= z 时等号成立. 一元二次方程、不等式
为 16 m2 即 ab= 16. 4 4 练习
+ + = + + 5.证明   ∵ x > 0 ∴ 3x
+ ≥2 3x =
所以用纸面积为 2ab 4b 4a 32 4(a b)≥ x x 1.解析  (1){x | x<-2 或 x>3} .
 266


教材习题答案
{ 10} (4) . = (a-b)c(2) x -1≤x≤ . 3 2.解析  (1)令 x2-4x+9= 0 (c-a)(c-b)
(3){x | x≠2} . 因为 Δ=-20<0 所以方程 x2 -4x+9 = 0 无实 ∵ c>a>b>0 ∴ c-a>0 c-b>0 a-b>0
(4) . 数根 (a-b)c a b∴ >0 ∴ >
3 x2-4x+9≥0 R. (c-a)(c-b) c-a c-
.

{ - 所以不等式 的解集是(5) x x≤ 1 或 x≥ } .2 解法二:∵ c>a>b>0
所以当 x∈R 时 x2-4x+9有意义.
(6)R. ∴ c-b>c-a>0 (2)由题意得- 2x2 + 12x- 18≥0 即( x- 3) 2
2.解析  (1)使 y = 3x2 -6x+2 的值等于 0 的 x 1 1≤0 >∴ c-a c-
>0
b a b > .
3 3 } c-a c-b
的取值集合是{ 1- 1+ } 所以当 x= 3 时 -2x2+12x-18有意义. a>b>03 3
2 综合运用 a a+c ab+ac-ab-bc使 y= 3x -6x+2 的值大于 0 的 x 的取值集合 (3) - =
3. 解 析   由 题 意 得 M = b b+c b(b+c)
是{ 3 3x x<1- 或 x>1+3 3 } { (a-b)cx x<- 3 5或 x> } N={x | x<-1 或 x = + 2 2 b(b c)
使 y= 3x2-6x+2 的值小于 0 的 x 的取值集合
>6} ∵ a>b>c>0 ∴ a-b>0 b+c>0
{ - 3 + 3 (a-b)c a a+c是 x 1 <x<1 . 33 3 } ∴ M∩N={x x<- 或 x>6} ∴ + >0 ∴ > .2 b(b c) b b+c
(2)使 y= 25-x2 的值等于 0 的 x 的取值集合 1
{ 5 } 3.解析  (1)设弧长为 l 半径为 R 则 lR =是{-5 5} M∪N= x x<-1 或 x> . 22
使 y= 25-x2 的值大于 0 的 x 的取值集合是 S 周长 y= 2R+ l≥2 2Rl = 2 4S = 4 S 当1 2
{x | -5<x<5} 4.解析  h= v0 t- ×10t = 12t-5t
2 由 h>2 得
2 且仅当 2R= l 即 R= S时 等号成立 此时周
使 y= 25-x2 的值小于 0 的 x 的取值集合是 12t-5t2>2 长最小 为 4 S .
{x | x<-5 或 x>5} .
2 -- + 6 26 6
+ 26 (2)设弧长为 l 半径为 R 则 2R+l=P 面积 S
(3)因为对于方程 x2+6x+10 = 0 Δ = 36-40< 即 5t 12t 2<0 解得 <t< 即5 5 1


0 所以使 y= x2+6x+10 的值等于 0 的 x +的取 1 R l P6+ 26 6- 26 = lR≤2 2 ÷÷ = 16
值集合为 使 y = x2 +6x+10 的值小于 0 的 - ≈ 2. 04 ( s ) 最 多 停 留5 5 è 2
x 的取值集合为 使 y = x2 +6x+10 的值大 2.04 s. 1 P当且仅当 R= l 即 R= 时 等号成立 此
于 0 的 x 的取值集合为 R. = 2- = - 2 45.解析  ∵ A {x | x 16<0} {x | 4<x<4}

(4)使 y = -3x2 +12x-12 的值等于 0 的 x 的 PB={x | x2-4x+3>0} ={x | x<1 或 x>3} 时面积最大 为 .16
取值集合为{2} ∴ A∪B = { x | - 4<x<4}∪{ x | x<1 或 x>3}
使 y=-3x2+12x-12 的值小于 0 的 x 的取值 7=R. 4.解析  (1){x -2≤x≤ } .4
集合为{x | x≠2} 拓广探索
使 y=- 2+ -
(2){x | 5≤x≤9} .
3x 12x 12 的值大于 0 的 x 的取值 6.解析   设风暴中心坐标为 ( a b) 则 a = (3)R.
集合为 . 300 2 1
练习 (4){x x<- 或 x>1 .2 2
1. + -
2 }
解析  令 x2+x-12≥0 解得 x≤-4 或 x≥3 所以 (300 2 ) b <450 即 150<b<150.
综合运用
即当 x≤-4 或 x≥3 x2+x-12 . 300 2 -150时 有意义 而 =
15
(2 2 -1)≈13.7
20 2 5.解析  ∵ a b>0 ∴ ab-3=a+b≥2 ab
2.解析  设花卉带的宽度为 x m 则草坪面积
300
为(8-2x)(6-2x) = 15.0 ∴ ab-2 ab -3≥0 20
由题意得(8-2x) (6-2x)≤24 即 x2 -7x+6 ∴ ab≤-1(舍去)或 ab≥3 所以大约经过 13.7 小时后码头将受到热带
≤0 解得 1≤x≤6 ∴ ab≥9 当且仅当 a= b= 3 时等号成立 风暴的影响 影响时间为 15.0 小时.
x>0 ∴ ab 的取值范围是 ab≥9.{ 复习参考题2又∵ 8-2x>0 ∴ 0<x<3 故 1≤x<3. 6.解析  由题意可得 k≠0 复习巩固
6-2x>0 2 3
1.解析  A 型号帐篷有 x 顶 则 B 型号帐篷有 ∵ 2kx +kx- <0 对一切实数 x 都成立
∴ 花卉带的宽度应在 1 m 8到 3 m 之间(包括
(x+5)顶
1 m 不包括 3 m) . 3
∴ k<0 且对于方程 2kx
2+kx- = 0
x>0 x∈N 8
3.解析  设每个削笔器的售价为 x 元 ì
x+5>0 x≥15 Δ=

k2-4 2k(- ) <0
由题意得{ 4x<48 8x[30-2(x-15)]>400 则í
0<5x-48<5 解得
-3<k<0.
解得 15≤x<20
3(x+5)<48 综上所述 k 的取值范围是-3<k<0.
所以售价应大于或等于 15 元 且小于 20 元.
4(x+5)>48. 7.解析  (1)设窗户面积为 x m2 则地板面积
◆习题2.3 2.答案  (1)<  (2)>  (3)> 为(220-x)m2 .
复习巩固 1 1 b-a x<220-x
{ 13 13} 解析  (1)
- = >0. ì
1.解析  (1) x - <x< . a b ab x
2 2 - ≥10% ∵ a>b ∴ b-a<0 ∴ ab<0. 由题意可得í220 x
(2){x | 3<x<7} . a b ac-ab-bc+ab x>0
- (2)解法一:
- =
(3){x | x< 2 或 x>5} . c-a c-b (c-a)(c-b) 220-x>0
 267


解得 20≤x<110 P1+P2 2P1P2 (P1+P2)
2-4P
: - = 1
P2
解法一 3.1.2  函数的表示法
故窗户面积至少为 20 m2 . 2 P1+P2 2(P1+P2) 练习
(2)公寓的采光效果变好了. (P1-P

= 2
)
≥0 1.解析  如图 圆的直径 AC = 50 cm 边 AB =
设公寓原来的窗户面积和地板面积分别为 2(P1+P2) x cm 在 Rt△ABC 中 由勾股定理 知 BC =
x y(x>0 y>0 x<y) 增加的面积为 m m2(m P1+P2 2P1P∴ ≥ 2

+ 当且仅当 P1
=P2 时等号 2 500-x cm.
>0) 2 P1 P2 ∴ 矩 形 ABCD 的 面 积 y = AB BC =
x+m x - 成立.
由题意可得 - =
m(y x)
>0 x 2 500-x2 .
y+m y (y+m)y 2P1P2 2P P
解 法 二: ≤ 1 2 = P1P2 ∵ 0<AB<AC= 50 即增加 m m2 之后 比值变大了 故采光效果 P1+P2 2 P1P2 ∴ 0<x<50
变好了. P1+P≤ 2 ∴ y= x 2 500-x2 (0<x<50) .8.解析  2
相等关系 不等关系 当且仅当 P1 =P2 时等号成立
相等关系的命题 不等关系的命题 判断正误 所以用第二种购物策略比较经济.
(1) 若 x = y 则 (1)若 x>y 则 x3 一般地 如果 n 次购买同一种物品 用第二
正确
x3 = y3 >y3 种策略购买比较经济.
(2) 若 x = y 则 (2) 若 x > y 则
错误
| x | = | y | | x | > | y | 第三章 函数的概念 x-2 x≥2 2.解析  y= | x-2 | ={ 的图象如图.
(3) 若 x = y 则 (3)若 x>y 则 x2 2-x x<2
错误 与性质
x2 = y2 >y2
3.1 函数的概念及其表示
(4)若 x = y≠0 (4) 若 x > y > 0
1 1 1 1 错误 3.1.1  函数的概念
则 = 则 >
x y x y 练习
理由略. 1.解析  定义域为 A={ t | 0≤t≤26}
拓广探索 值域为 B={h | 0≤h≤845}
9.解析  设 AM= y m 从问题的实际意义可知 对于数集 A 中的任 3.解析  (1)
则 x2+4xy= 200 意一个时间 t 按照对应关系 在数集 B 中都
200-x2
y= 有唯一确定的高度 h 和它对应.从而
4x 2.解析  (1)由题图可知函数的定义域为
于是 S= 4 200x2+210×4xy+80×2y2 { t | 8≤t≤08} 值域为{y | 2≤y≤12} .
200- 2= x4 200x2 + 210 × 4x + 80 × (2)当 t= 12 时 y≈9 ℃ .
4x (2)3.解析  是.定义域为{1 2 3 4 5}
(200-x22 ) 2 值域为{2 3 4 5} .对应关系略.4x
4.解析  略.
= 400 00038 000+4 000x2+ 练习
x2

400 000 1.解析  (1)由 4x+7≠0 得 x≠-
≥38 000+2 4 000x2 4 -x+1 x≤0
x2
1 m(x)= (x-1) 2 0<x<1
= 118 000 所以 函 数 f ( x ) = {4x+ 的 定 义 域 为7 -x+1 x≥1.
2 = 400 000当且仅当 4 000x 7 练习
x2 {x x≠- } .4 1.解析  (1)与 D 图 (2)与 A 图 (3)与 B 图
即 x= 10 (x=- 10舍去)时等号成立 1-x≥0 吻合得最好.与 C 图相符的一件事可能为:
(2)由 得-3≤x≤1.
由上可知 当 AD 为 10 m 时 休闲场所总 {x+3≥0 我以一定的速度出发 后来发现时间还很充
造价 S 取最小值 为 118 000 元. 所以函数 f(x)= 1-x + x+3 -1 的定义域 裕 于是 放慢了速度.
10.解析  按第一种策略购物 设第一次购物 为{x | -3≤x≤1} . 2.解析  设票价为 y 元 里程为 x 元 由题意可
时价格为 P1 元 购 n kg 第二次购物时价 2.解析  (1) f(2)= 3×23+2×2= 28 知 自变量 x 的取值范围是(0 20]
格为 P2 元 仍购 n kg(P1 >0 P 2 0<x≤5 2 >0 n>0) f(-2)= 3×(-2) 3+2×(-2)= -28 ì
P1n+P2n P1+P2
两次购物的平均价格为 = f(2)+ f(-2)= 28+(-28)=
3 5<x≤10
0. ∴ 函数解析式为 y= í
2n 2 4 10<x≤15 (2) f(a)= 3×a3+2×a= 3a3+2a
若按第二种策略购物 第一次花 m 元 能购 5 15<x≤20.f(-a)= 3×(-a) 3+2×(-a)= -(3a3+2a)
m m 根据这个解析式 可画出函数图象 如图
kg 物品 第二次仍花 m 元 能购 kg f(a)+ f(-a)= 3a3+2a+[-(3a3+2a)] = 0.
P1 P2 所示.
3.解析  ( 1) 由实际意义知 前者定义域为
2m
物品 两 次 购 物 的 平 均 价 格 为
m m { t | 0≤t≤26} 而后者定义域为 R 两函数定+
P1 P2 义域不同 ∴ 两函数不是同一个函数.
2P P (2) f(x)= 1 的定义域为 R g( x) = x0 的定
= 1 2
P1+

P2 义域为{x | x≠0} 定义域不同 ∴ 两函数不
比较两次购物的平均价格. 是同一个函数.
 268


教材习题答案
◆习题3.1 3+25.解析  (1)∵ f(3)= = - 5 值域是{2 3 4 5} .- ≠14
复习巩固 3 6 3 11.解析  定义域是自变量的取值范围 值域
3x ∴ 点(3 14)不在 f(x)的图象上. 是函数值的集合.
1.解析  (1)要使分式 - 有意义 应满足 x
-4
x 4 4+2(2) f(4)= = -3. (1)由题图可知 定义域为[-5 0]∪[2
≠0 即 x≠4 4-6 6) .
3x x+= 2 = = 值域为[0 +∞ ) .∴ 函数 f(x)= - 的定义域为{x | x≠4} .
(3)由 f(x) 2 解得 x 14.
x 4 x-6 (2)当 r∈[0 2)∪(5 +∞ )时 只有唯一的
(2) 因为对于 x∈R 的任何一个值 f(x) = 6.解析  解法一: p 值与之对应.

{f(1)= 1 +b 1+c=b+c+1=0 x2 都有意义 所以 f ( x) = x2 的定义域 由 12.解析  满足条件的一个函数的图象如图.f(3)= 32+b 3+c=3b+c+9=0
为 R.
b=-4

(3) 解得要使分式 2 有意义 应满足 x
2 -3x {
x -3x+2 c= 3.

+2≠0 即 x≠1 x≠2 ∴ f(x)= x -4x+3 且
6 ∴ f(-1)= (-1)
2-4×(-1)+3= 8.
∴ 函数 f(x)= 2 的定义域为{x | x≠1 x -3x+2 解法二:由 f(1)= f(3)= 0 知
1 3 是 x2且 x≠2} . +bx+c= 0 的两个根 (1)略.
- ∴ b=-(1+3)= -4 c= 1×3= 3. (2)定义域为{x |
-3≤x≤8 且 x≠5} 图象
4 x
(4)要使 有意义 2
x-1 ∴ f(x)= x -4x+3 在-3≤x≤8 范围内
4-x≥0 ∴ f(-{ 1)
= (-1) 2-4×(-1)+3= 8. 且横坐标为 5 的点不在图象上
应有
x-1≠0 解法三:由 f(1)= f(3)= 0 知 值域为{y | -1≤y≤2 y≠0} 图象在-1≤y
∴ x≤4 且 x≠1 1 3 是 x
2+bx+c= 0 的两个根 ≤2 范围内
- ∴ f(x)=4 x x
2+bx+c=(x-1)(x-3) 且所有纵坐标为 0 的点不在图象上.
∴ 函数 f(x)= - 的定义域为{x | x≤4 且x 1 ∴ f(-1)= (-1-1)×(-1-3)= 8. ì-3 x∈(-2.5 -2)
x≠1}. 7.解析  ( 1) 是分段函数 图象由两条射线 -2 x∈[-2 -1)
2.解析  (1) f(x)的定义域为 R g( x)的定义 ( f(x)= 0 x≤0 含端点 f(x)= 1 x>0 不含端 -1 x∈[-1 0)
域为{x | x≠0} 它们的定义域不同 点)组成(如图 1) . 13.解析  f(x)= í0 x∈[0 1)
∴ f(x)与 g(x)不是同一个函数. (2)图象由(1 4)、(2 7)、(3 10)三个点组
1 x∈[1 2)

(2) f( x)的定义域为 R g( x)的定义域为 成(如图 2) . 2 x∈[2 3)
[0 +∞ ) 它们的定义域不同 3 x∈{3}
∴ f(x)与 g(x)不是同一个函数. 则 f(x)的图象如图.
(3) f(x)与 g(x)的定义域都是 R

∵ x6 = x2
∴ 它们的对应关系也相同
∴ f(x)与 g(x)是同一个函数.
3.解析  (1)如图① 定义域为 R 值域为 R.       图 1                    图 2
(2)如图② 定义域为{ x | x≠0} 值域为{ y | 综合运用
y≠0} . ìxy=10
d2 =x2+y2
8.解析  由题意得í 由此可得 x、y、d、l
l=2x+2y 14.解析  略. x>0 d>0. 拓广探索
任意两个量的函数关系式. 15.解析  (1)如图 ∵ ∠APB= 90°
10 20 ∴ AB= x2+4 km
      图①                图② 例如:y= (x>0) l= 2x+ (x>0) x x x2+4
(3)如图③ 定义域为 R 值域为 R. l= 2 d2+20 (d>0) . ∴ 由 A 到 B 所用的时间为 h.3
(4)如图④ 定义域为R 值域为{y |y≥-2}. d 2
9.解析  依题意得 π ( ) x= vt 2
∴ x=
4v
t.
πd2
由题意可知函数的值域为[0 h] ∴ 函数的
        图③                图④ [ hπd2定义域为 0 ] .
4.解析  f(- 2 )= 3×(- 2 ) 2 -5×(- 2 ) +2 = 4v 又 BC=(12-x)km
8+5 2 10.解析  12-x∴ 由 B 到 C 所用的时间为 h.
f(-a)= 3×(-a) 2-5×(-a)+2= 3a2+5a+2 x 1 2 3 4 5 6 5
f(a+3)= 3×(a+3) 2-5×(a+3) +2 = 3a2 +13a ∴ 从 小 岛 到 城 镇 共 用 的 时 间 为 t =y 5 3 4 2 4 5
+14 x2+4 12-x
y 是 x 的函数. ( + ) h.
f(a)+ f(3)= 3a2-5a+2+3×32 -5×3+2 = 3a2 3 5
定义域是{1 2 3 4 5 6}
-5a+16. 由题意知 0≤x≤12.
 269


x2+= 4 +12
-x 调递增. 必要性:由偶函数的定义知 x∈A 都有-x
∴ 函数关系式为 t( x) 0≤
3 5 证明: x1 x2∈(-∞ 0) 且 x1<x2 ∈A 且 f(-x)= f(x)
x≤12. k k k(x -x ) ∴ P(x f(x))与 P′( -x f( -x))关于 y 轴
则 f(x2)-f(x )= - =
1 2 .
(2)由(1)及题意 可得 t(4)≈3 h. 1 x2 x1 x1x2 对称.
1 ∵ x <x <0 ∴ x -x <0 x x >0 由任意性可得 f(x)的图象关于 y 轴对称.
16.解析  (1)v=- u2 1 2 1 2 1 2是函数.
2 ∴ 当 k>0 时 f(x1)>f(x2) ∴ 函数 y= f(x)是偶函数的充要条件是它的
(2)u=± -2v v∈(-∞ 0] 不是函数. 当 k<0 时 f(x1)<f(x2) . 图象关于 y 轴对称.
17.解析  (1)存在满足条件的函数.如:f( x) k∴ k>0 y= (-∞ 0) (2)充分性:如果 f( x)的图象关于原点对当 时 在 上单调递减
= x g(x)= x+1. x 称 则 f(-x)= -f(x)
(2)存在满足条件的函数.如:f( x)= x2 x∈ k当 k<0 时 y= 在(-∞ 0)上单调递增. ∴ f(x)是奇函数.
(-

∞ 0] g(x)= x2 x∈R. 必要性:由奇函数的定义知 x∈A 都有-x

18.解析  y 是 n 的函数. 同理可证 y= 在(0 +∞ )上的单调性. ∈A 且 f(-x)= -f(x) x
定义域为{n | 1≤n≤200 n∈N } 值域为 ∴ P(x f(x))与 P′( -x f( -x))关于原点
练习
{0 1 2 3 4 5 6 7 8 9} . 对称
1.解析  函数图象可能如图所示.
对应关系略. 由任意性可得 f(x)的图象关于原点对称.
∴ 函数 y= f(x)是奇函数的充要条件是它的
3.2 函数的基本性质 图象关于原点对称.
3.2.1  单调性与最大(小)值 ◆习题3.2
练习 复习巩固
1.解析  由题中图象先上升后下降可知 工人 由图可知 增区间为[8 12] [13 18] 减区 1.解析  单调区间为[ -1 0] [0 2] [2 4]
数在一定范围内时 生产效率随着工人数的 间为[12 13] [18 20] . [4 5] .
增加而提高 而当工人数超过某一数量后 2.答案  最小值 函数在[-1 0]上是减函数 在[0 2]上是增
随着工人数的增加 生产效率反而降低. 解析  f(x)在[-6 11]上的大致图象如图. 函数 在[2 4]上是减函数 在[4 5]上是增
2.证明  x x ∈R 且 x <x 则f(x )-f(x ) 函数.1 2 1 2 2 1

= 3x2+2-3x1-2= 3(x2-x ) 2.解析   ( 1) 函数 y
= x - 5x- 6 的图象如图

∵ x1<x2 ∴ x2-x1>0 ∴ f(x2)-f(x )>0 所示.1
∴ f(x1)<f(x2)
∴ 函数 f(x)= 3x+2 是增函数.
3.证明  x1 x2∈(-∞ 0) 且 x1<x2
2 2(x -x )
则 f(x )-f(x )= - +
2 = 2 1 由图可知 f(-2)是函数 f(x)的一个最小值.2 1 x2 x1 x1x2 1
∵ x1<x <0 3.解析  ∵ 函数 f( x)= 在区间[2 6]上单2 x
∴ x1x2>0 x2-x1>0 调递减
∴ f(x2)-f(x1)>0 1 1
∴ f(x )<f(x ) ∴ f(x) max = f(2)= f(x)2 min
= f(6)= .
6 由图象可知 1 2

∴ 函数 f( x) = -

在区间( -∞ 0)上单调 3.2.2  奇偶性 单调减区间是 (-∞ ] x 2
递增. 练习 5单调增区间是 [ +∞ ) .
4.解析  1.解析  ∵ f(x)是偶函数 2

∴ f(x)的图象关于 y 轴对称 补充后的图象 (2)函数 y= 9-x 的图象如图所示.
如图 1.
∵ g(x)是奇函数
∴ g(x)的图象关于原点对称 补充后的图象
如图 2.
由图象可知
单调增区间是 ( - ∞ 0] 单调减区间是
[0 +∞ ) .
2.解析  (1)函数 f(x)的定义域为 R 关于原 3.证明  (1) x1 x2∈R 且 x1<x2
点对称. 则 f(x1)-f(x2)= -2x1 +1-( -2x2 +1)= 2( x2
∵ f( - x) = 2 ( - x) 4 + 3 ( - x) 2 = 2x4 + 3x2 = -x1)
f(x) ∴ f(x)= 2x4+3x2 为偶函数. ∵ x1<x2
(1)定义域 I={x | x≠0} . (2)函数 f(x)的定义域为 R 关于原点对称. ∴ x2-x1>0

(2)当 k>0 时 y= 在(-∞ 0)和(0 +∞ ) ∵ f(-x)= (-x)3-2(-x)= -x3+2x=-(x3-2x)= ∴ f(x1)-f(x2)>0 x
- f(x) ∴ f(x)= x3-2x 为奇函数. ∴ f(x

)>f(x2)
上单调递减
3.证明  (1)充分性:如果 f( x)的图象关于 y ∴ 函数f(x)= -2x+1 是减函数.

当 k<0 时 y= 在(-∞ 0)和(0 +x ∞
)上单 轴对称 则 f(x)= f(-x) ∴ f(x)是偶函数. (2) x1 x2∈(0 +∞ ) 且 x1<x2
 270


教材习题答案
则 f(x1)- f(x )= (x

2 1+1)-(x

2+1) 则 f(x2)-f(x1) Δy∴ >0.
= (x1+x2)(x -x ) 9 Δx1 2 = x2+ -x1-

∵ x2>x1>0 x2 x1 ∴ 当 Δx= x1-x2 <0 时 Δy = f( x1) -f( x2 ) <0
∴ x +x >0 x -x <0. 9(x1-x )1 2 1 2 Δy= x -x + 2 ∴ >0.
∴ f(x1)-
2 1
f(x2)<0 即 f(x1)< f(x x x Δx2) . 1 2
∴ 函数 f(x)= x2+1 在(0 +∞ )上单调递增. ( 9 ) 综上 函数 y= f( x)在区间 D 上单调递增的=(x2-x1) 1-
(3) x1 x2∈(-∞ 0) 且 x1<x 则
x1x2 Δy
2 充要条件是: x x ∈D x
x x -9 1 2 1
≠ x2 都有
1 2 Δx
f(x1)- f(x2)= 1-
1 - ( 11- ) =(x2-x1) .x x x >0.1 x2 1 2
1 1 x -x 因为 x1≥3 x2≥3 且 x1 2 2 >x1 所以 x2 -x1 >0 (2)同理可证.= - =
x x x x x2x1>9 所以 f(x2)-f(x1)>0 10.解析  设每间熊猫居室的面积为 y m

2 1 1 2
∵ x <x <0 9 由宽 为 x m 得 每 间 熊 猫 居 室 的 长 为1 2 所以 f(x1)<f(x2) 所以 y = x+ 在区间[3
∴ x x - - 2-1-x2<0 x1x2>0 30 3x 30 3xm 那么y= x =-
3(x 10x)
∴ f(x )- f(x )<0 +∞ )上单调递增. 2 2 21 2

即 f(x1)< f(x (2) x x ∈(0 +∞ ) 且 x <x -3(x-5) +752) . 1 2 1 2 = (0<x<10) .
1 x x -9 2
∴ 函数 f(x)= 1- 在(-∞ 0)上单调递增. 由(1)知 f(x2)-f(x1)= (x
1 2
2-x1) x x x 所以当 x= 5 时 y 有最大值 37.5.1 2
x2 因为 0<x <x 所以 x -x >0 x x >0 故宽为 5 m 时才能使所建造的每间熊猫居
4.解析  y=- +162x-21 000 1 2 2 1 1 2
50 2当 x1 x2∈(0 3]时 x x -9<0 室面积最大 最大面积是37.5 m .1 2
=- 1 (x2-8 100x)-21 000 所以 f(x2)-f(x1)<0 即 f(x )>f(x 11.解析  因为 f(x)是 R 上的奇函数 1 2)
50
此时函数 f(x)为减函数 所以 f(-x)= -f(x) .
=- 1 (x-4 050) 2+307 050. 当 x x ∈(3 +∞ )时 x x -9>0 因为当 x≥0 时 f(x)= x(1+x)
50 1 2 1 2
= = 所以 f(x2)
-f(x1)>0 即 f(x )<f(x ) 所以当 x<0 时 -x>0 所以当 x 4 050 时 y 取得最大值 y 1 2max
此时函数 f(x)为增函数. 所以 f(-x)= (-x)(1-x)= -x(1-x)
307 050.
所以 f(x)= -f(-x)= x(1-x) .
故每辆车的月租金为 4 050 元时 9租赁公司 综上 函数 f(x)= x+ 在区间(0 3]上为减
x x(1+x) x≥0
的月收益最大 为307 050元. 所以 f(x)=
函数 在区间[3 +∞ )上为增函数. {x(1-x) x<0.
5.解析  (1)函数 f(x)= x2 +1 的定义域为 R
= k 它的图象如图所示.关于原点对称. (3)设 y f(x)= x+ ( k>0) x1 x2∈(0 x
∵ f(-x)= (-x) 2+1= x2+1= f(x) +∞ ) 且 x1<x2 则
∴ 函数 f(x)= x2+1 为偶函数.
x f(x2) - f( x1 ) = ( + k ) - ( + kx2 x1 ) = ( x2 -
(2)函数 f(x) = 的定义域为 R 关于原 x2 x1
x2+1
+ ( k k点对称. x1) - ) x -x=( x2 -x1) +k 1 2 = ( x2 -x2 x1 x1x2 拓广探索
-x x
∵ f(-x)= = - =- f(x) x1x2-k
(-x) 2+1 x2+1 x ) 12.解析  偶函数 f( x)在(0
+∞ )上是减函
1 x1x2
x 数 那么 f(x)在(
-∞ 0)上是增函数.
∴ 函数 f(x)= 2 为奇函数. 因为 0<x1<x2 所以 x2-xx +1 1
>0 x1x2>0 证明如下:
综合运用 当 x1 x2∈(0 k ]时 x1x2-k<0 x1 x2∈(-∞ 0) 且 x1<x2
6.解析   心率关于时间的一个可能的图象 所以 f(x2)-f(x1)<0 即 f(x1)>f(x2) 则-x1>-x2>0.
如图. 此时函数 f(x)为减函数 因为函数 f(x)在(0 +∞ )上是减函数
当 x1 x2∈[ k +∞ )时 x1x2-k>0 所以 f(-x1)<f(-x2) .
所以 f(x2)-f(x1)>0 即 f(x1)<f(x2) 又因为 f(x)是偶函数
此时函数 f(x)为增函数. 所以 f(-x1)= f(x1)
k f(-x )= f(x ) .
综上 函数 f ( x) = x + ( k > 0) 在区间 2 2
x 于是 f(x1)<f(x2)
(0 k ]上为减函数 在 [ k + ) 上为增 所以偶函数 f(x)在(-∞ 0)上是增函数.
心率减慢 则图象下降 心率升高 则图象 ∞
. 函数. 13.解析  (1)∵ f(x
+a)= (x+a) 3-3(x+a) 2
上升
9.证明  (1)充分性:∵ x x ∈D x ≠x = x3+2ax2+a2x+ax2+2a2x+a3-3x2-6ax-3a27.解析  (1) f(x)= x2-2x=(x-1) 2-1 1 2 1 2
故 f(x)的单调递增区间为[1 +∞ ) Δy {Δx>0 {Δx<0 = x
3+(3a-3)x2+(3a2-6a)x+a3-3a2
都有 >0 ∴ 或
单调递减区间为(- 1] . Δx∞ Δy>0 Δy<0 ∴ y= f(x+a)-b= x
3+(3a-3)x2+(3a2 -6a) x

g(x)= x2-2x=(x-1) 2-1 x∈[2 4] 即 x1>x2 时 f(x1)>f(x2)或 x1<x2 时 f(x1) +a -3a
2-b 是奇函数
故 g(x)的单调递增区间为[2 4] . <f(x2) . {3a-3= 0 a= 1 ∴ ∴3 2 {
(2)由(1)知 当 x= 1 时 f(x)取最小值-1. 由增函数的定义可知 y = f( x)在区间 D 上 a -3a -b= 0 b=-2.
当 x= 2 时 g(x)取最小值 0. 单调递增. ∴ f ( x) = x3 - 3x2 的图象的对称中心为
9 必要性:∵ x1 x2∈D x1≠x2 y = f( x)在 D (1 -2) .
8.解析  (1)证明:设 y= f( x)= x+ . x x
x 1 2 上单调递增 (2)函数 f(x)的图象关于直线 x = a 对称的
∈[3 +∞ ) 且 x1<x2 ∴ 当 Δx= x1-x2 >0 时 Δy = f( x1) -f( x2) >0 充要条件是 y= f(x+a)为偶函数.
 271


3.3 幂函数 根据表中的数据作出函数图象如图所示: 由图象可知 当 0≤x<1 500 时 该公司亏损
练习 当 x= 1 500 时 该公司不赔不赚
1.解析  设所求幂函数的解析式为 y = f(x)= 当 x>1 500 时 该公司赢利.
xα .因为幂函数的图象过点(2 2 ) 所以有 ◆习题3.4
1 综合运用
2 = 2α 解得 α = 所以所求函数的解析
2 1.解析  根据题意得

式为 y= f(x)= x 2 (x≥0) . 60t(0≤t≤2.5) 通过观察图象得函数的定义域为{x | x≠0}
2.解析  (1)令 f(x)= x3 . + x
={150(2.5<t≤3.5) 值域为(0 ∞ )
∵ f(x)在 R 上单调递增 且-1.5<-1.4 325-50t(3.5<t≤6.5) .∵ 函数的定义域关于原点对称 且 f( x) =
∴ f(-1.5)<f(-1.4) 即(-1.5) 3<(-1.4) 3 . - 函数图象如图 1.f( x) ∴ f(x)= x-2为偶函数.
1 -
(2)令 g(x)= . 函数 f( x) = x 2 在( -∞ 0)上单调递增 在

(0 +∞ )上单调递减.
∵ g(x) 在( -∞ 0) 上单调递减 且- 1.5 <
证明: x1 x2∈(-∞ 0) 且 x1<x2 .
- 1 11.4 ∴ g(-1.5)>g(-1.4) ∴ 2 2- > .1.5 -1.4 x -x∴ f(x2)- =
1 1
f(x1) - =
1 2
2 2 2 2
3.解析  x x ∈R 且 x <x x2 x1 x1x21 2 1 2
∴ f(x )-f(x )= x3-

x3 (x1 x2)(x1
-x2) 图 1
2 1 2 1 =
2 2 x

1x

2 {60(0≤t≤2.5) =(x2-x1)(x2+x1x2+x1) ∵ x1 3 1<x2<0 ∴ x1+x2<0 x1-x2<0 由题意得 v= 0(2.5<t≤3.5) = (x2-x1) [ (x22+x 2 21x2+ x1 ) + x4 4 1 ] ∴ f(x2)-f(x1)>0 -50(3.5<t≤6.5) .
[ ( 1 ) 2 3 ] ∴ f(x1)<f(x2) ∴ f(x)
= x-2在( -∞ 0)上单 函数图象如图 2.
=(x -x 22 1) x2+ x1 + x1 2 4 调递增 同理可证: f( x)= x-2在(0 +∞ )上
∵ x2>x1 ∴ x2-x1>0 ∴ f(x1)<f(x2) 单调递减.
∴ f(x)= x3 在 R 上单调递增.
∵ f(x)= x3 的定义域 R 关于原点对称 3.4 函数的应用(一)
且 f(-x)= (-x) 3 =-x3 =-f(x) 练习
∴ f(x)是 R 上的奇函数. 20 = 11.解析  由 3 (60)
2a 得 a= 3
◆习题3.3 10 36×5×10 图 2
复习巩固 50 1由 =3 3x
2 得 x= 30 10 . 2.解析  设水池底的长、宽分别为 x m、y m 总
10 36×5×10
1.解析  函数 y= | x | 的图象 如图. 造价为 w 元
∵ 30 10 <100
= 1 200∴ 这辆车没有超速行驶. 根据题意知 x y = 200 6
2.解析   设矩形广告牌的长为 x m ( 0 < x < = 200∴ y .

l ) l-2x 则其宽为 m ∵ 底面积为 200 m2
∵ 函数 y= f( x)= | x | 的定义域为 R 关于 2 2 侧面积为 2 x 6+2 y 6= 12(x+y)m2
原点对称 = l
-2x
∴ S x =- 2+

x x ∴ 总造价 w= 12(x+y)×95+200×135
2 2
又 f(-x)= | -x | = | x | = f(x) 200
= - ( 2- l l2 ) l2 = 1 140 (x+ ) +27 000(x>0) .= x∴ y | x | 为偶函数. x x+ +2 16 16
= - 要使总造价 w<70 000 函数 y f(x)在( ∞ 0]上单调递减
= -
在[0 +∞ )上单调递增. ( - lx 4 )

+ l
2 ( l0<x<16 2 ) . ( +200则 1 140 x ) +27 000<70 000.x
综合运用 l
∴ 当 x= 时 广告牌的面积 S 最大 且 S
4 max ∵ x>0 ∴ 57x
2-2 150x+11 400<0
2.解析  (1)由题意得 v= k r4(k>0) .
2 ∴ 6.4<x<31.3.
(2)将 r= 3 v= 400 代入 v= k r4 得 = l .
16 ∴ 水池的长在(6.4 31.3)范围内变化时 总
= 400k
81 3.解析  (1)由题意可得 造价可控制在 7 万元以内.
400 150 3.解析  设每户每月用水量为 x m
3 需交纳的
故流量速率 v 的表达式为 v= r4( r>0) . y1 = 150+0.25x(x≥0) y2 = +0.25( x>0)
81 x 水费为 f(x)元 则
(3)当 r= 5 时 y3 = 0.35x(x≥0) 3x 0≤x≤12
400 400 y4 = 0.35x-(150+0.25x)= 0.1x-150(x≥0) . f(x)= 36+6(x-12) 12<x≤18
v= r4 = ×54≈3 086(cm3 / s) . {
81 81 (2)画出 y4 = 0.1x-150(x≥0)的图象如图. 72+9(x-18) x>18.
3.解析  利用函数解析式列出表格. 若该居民交纳的水费为 48 元 那么用水量 x
1 1 ∈(12 18]
x -2 -1 - 1 2
2 2 令 36+6(x-12)= 48 得 x= 14
1 1 ∴ 该居民本月用水量为 14 m
3 .
y 1 4 4 1
4 4 拓广探索
4.解析  (1)根据题图(1)可得 点 A 的实际
 272


教材习题答案
意义为当乘客量为 0 时 亏损 1(单位) 点 B 根据函数解析式作出函数的图象 如图所示. 于是- f(x2)>- f(x1) 即 f(x1)>f(x2) .
的实际意义为当乘客量为 1.5(单位)时 收 所以 f(x)在[-b -a]上单调递减.
支持平 射线 AB 上的点的实际意义为当乘 (2)偶函数 g(x)在[-b -a]上单调递增.
客量小于 1.5 时公司将亏损 当乘客量大于 证明如下: x1 x2∈[-b -a] 且 x1<x2
1.5 时公司将赢利. 则 a≤-x2<-x1≤b.
(2)题图(2)的建议是降低成本且保持票价 因为 g(x)在[a b]上是减函数
不变 题图(3)的建议是提高票价且保持成 ∵ f(x)的定义域为(0 +∞ ) 不关于原点对 所以 g(-x2)>g(-x1) .
本不变. 称 ∴ 该函数为非奇非偶函数 又因为 g(x)是偶函数 所以 g(-x)= g(x) .
5.解析  由题中表格画出散点图 如图所示. 由图象得 y= f(x)在(0 +∞ )上单调递减. 于是 g(x2)>g(x1) .
由图可考虑以 F= kx+b(k≠0)作为刻画长度 6.解析  (1)∵ P=R-100x-20 000 所以 g(x)在[-b -a]上单调递增.
与拉力的函数模型. {- 1 x2+300x-20 000 0≤x≤400 10.解 析   ( 1 ) 依 题 意 知 用 电 量 增 至取两组数据(14.2 1) (57.5 4) ∴ P= 2 k
{14.2k+b= 1 {k≈0.069 60 000
-100x x>400. ( +- a kW h 则电力部门的收益为 yx 0.4 )

57.5k+b= 4 b≈0.016. (2)当 0≤x≤400 时 =
1 ( k +- a) (x-0.3)(0.55≤x≤0.75) .∴ F= 0.069x+0.016. P= - [( x2 - 600x + 90 000) - 90 000] - x 0.4
2 (2)依题意有

20 000= - (x-300) 2+25 000 { ( 0.2a2 +a) (x-- 0.3)≥a(0.8-0.3)(1+20%) x 0.4∴ 当 x= 300 时 Pmax = 25 000 0.55≤x≤0.75
当 x>400 时 P= 60 000-100x<60 000-100× x2{ -1.1x+0.3≥0 400= 20 000 整理得 0.55≤x≤0.75
∵ 25 000>20 000 ∴ 月产量为 300 台时 公
将已知数据代入解析式 或作出图象 可以 解得 0.60≤x≤0.75
司所获利润最大 最大利润为 25 000 元.
发现 这个模型与已知数据拟合程度较好 ∴ 当电价最低定为 0.6 元 / (kW h)时 仍
综合运用
说明它能较好地反映弹簧伸长长度与拉力 可保证电力部门的收益比上年至少增
7.解析  f(1)= 5 f(-3)= 21
的关系. 长 20%.
{(a+1)(a+5) a≥-1 复习参考题3 f(a+1)= 拓广探索(a+1)(a-3) a<-1. 11.解析  厂商希望产品价格低的时候 卖出
复习巩固
x +x x +x
x-2≥0 8.证明  (1) f ( 1 2 ) =a ( 1 2 ) +b 的产品少 价格高的时候 卖出的多 而客1.解析  (1)由{ 得 x≥2 2 2x+5≥0 户希望价格低时多买入 价格高时少买入.ax1+b ax2+b
故所求定义域为{x | x≥2} . = + 故厂商希望的供应曲线是题图(1)曲线 客2 2
x-4≥0 户希望的需求曲线是题图(2)曲线.
(2)由{ 得 x≥4 且 x≠5 f(x1) f(x2) f(x )+ f(x )| x | -5≠0 = + = 1 2 . 12 2 2 12.解析  y= x- 的定义域为{x | x≠0} 值域x
故所求定义域为{x | x≥4 且 x≠5} . x +x x +x
1-a 2 (2) g ( 1 2 ) = 1 (x21 +x22 +2x1x2)+a 1 2 为 R.2.解析  (1) f(a)+1= ++ 1= (a≠-1) . 2 4 21 a 1+a ∵ 函数 y= f(x)的定义域关于原点对称 且
+b
- + - 1 1
(2) f(a+1)=
1 (a 1)= a - f(-x)= -x+ =- (x- ) =-f(x)
1+ +
(a≠ 2) .
(a 1) a+2 g(x1)+g(x2) x x
1+(-x) 2 1+

x2 1 1
3.证明  (1) f(-x)= = = f(x) . ∴ y = x - 为奇函数.函数 y = x - 在
1-(-x) 2 1-x2 = 1
x x
[(x21+ax1+b)+(x

2 2
+ax2+b)]
1 2 (-∞ 0)和(0 +∞ )上单调递增.
1+
( 1 ) ( x ) x2+1 1 x
+x
= 2+ += = (x x
2)+a 1 2+b. x1 x2∈(0 ∞ ) 且 x1<x2 (2) f
x ( 1 ) 2 x2-1 2
1 2 2 1 1
1- f(x )-f(x )= x - - x -
x 1 2 1 ( 2 ) ( 12+ 2+ 1 x x )因为 (x1 x2 2x1x2)- (x2 2 2 11+x2)
1+ 2 4 2= - x =- = - + 1 - 1
1-x2
f(x)(x≠0) . x2 x1
= - 1 - 2 x x(x1 x2) ≤0
1 2
4.解析  函数 f( x)的图象的对称轴是直线 x 4 x1x2+1
1 =(x2-x1) k 即 (x2+ 2

x 2 2 x= . 1
x2
4 1 2
+2x1x2)≤ (x +x2 1 2
)
8 ∵ x1 x2∈(0 +∞ )
k k x1+x2 g(x1)+g(x2)
当 ≤5 或 ≥20 所以 g ( ) ≤ . ∴ x1x2>0.8 8 2 2 又 x1<x2 ∴ x2-x1>0
即 k≤40 或 k≥160 时 f(x)在[5 20]上是 9.解析  (1)奇函数 f(x)在[-b -a]上单调递 ∴ f(x2)-f(x1)>0
单调函数. 减.证明如下: ∴ f(x1)<f(x2)
所以实数 k 的取值范围为{ k | k≤40 或 k≥ x1 x2∈[-b -a] 且 x1<x2 1
160} . 则 a≤-x <-x ≤b. ∴ 函数 y = f( x)= x- 在(0 +∞ )上单调2 1 x
5.解析   令 f ( x) = xα ∵ f ( x) 的图象过点 因为 f(x)在[a b]上是减函数 递增
( 2 ) 2 所以f(-x )> f(-x ∴ = 2α α=- 1 2 1) .2 解得2 2 同理函数 y = f( x)= 1x- 在( -∞ 0)上单2 又因为 f(x)是奇函数 x
- 1∴ f(x)= x 2 . 所以f(-x)= - f(x) 调递增 函数图象如图.
 273


3 3 1 1 1
( 36 ) 2 [ ( 6 ) 2= ] 2 = ( 6 ) 3 =m 2 m 3 m 43.解析  (1) (3)原式49 7 7 5 1m 6 m 4
= 216. 1 + 1 + 1 - 5 - 1
343 =m 2 3 4 6 4 =m
0 = 1.
1 3 7 5
(2)2 3 ×3 3 1.5 × 6 12 5.解析  (1)原式=a + +3 4 12 =a 3 .
3 3 2 + 3 5

1 1 - 12
= 2×3 2 ×3× ×(22×3) (2)原式=a 3 4 6 =a .6
13.解析  y= f( t)= 2 1 3(3)原式= x ×12 y- ×12 = x4y-3 4 9 .
1 1 1 1 1
ì 3 2 = × 2 × ×t 0<t≤1 2 3 3 3
3 ×2- 3 ×2 3 ×3 6 2 1 1 1(4)原式=(-6)a + b-3 3 3 + 3 =-6ab0 =-6a.
2 1 1 1 1 1 = 21- +3 3 ×31+ + +2 3 6 综合运用
í 3
- ( t-2)
2+ 3 1<t≤2 = 2×32 = 18. 6.答案  64

1 1 - 1 1 + 1 - 1
5 解析  ∵ 细菌每 10 min 分裂 1 次 1 h 共分
3 t>2. (3)a 2 a 4 a 8 =a 2 4 8 =a 8 .
裂 6 次 ∴ 1 个细菌分裂成 26 =1 64 个.
函数图象如图. - 1 ( 1 2 1 1 1 2(4) 2x 3 x 3 -2x- ) = x- +3 3 3 - 4x- -3 32 7.解析  (1)∵ 10m = 2 10n = 3
= 1-4x-1 . 13m-2n 1 103m 2
∴ 10 2 =(103m-2n) 2 = ( 2n )
4.1.2  10无理数指数幂
1 1
及其运算性质 = [(10
m) 3 2 23 2 2 2
(10n) 2 ] = ( 2 ) = .3 3
练习
a3x+a-3x (ax) 3+(a-x) 32x
14.解析  (1)由题表中所给数据 在平面直角 3 3 2 3 (2)∵ a = 3 ∴ =1.解析  (1)(2 m ) ax+a-x ax+a-x
坐标系中作出 ( 30 60) ( 40 30) ( 45 3
3×2 3 ×2 3 2x x -x -2x 1 72
15) (50 0) = 2 m =a -a a + = - + =的对应点 它们近似地分布在 a 3 1 .3 3
= 26 m3一条直线上 如图所示. = 64m
3 . 1 - 1
2 2
π 2π π + 2π
8.解析  已知 a +a = 3
-π
(2)a 3 a 3 a-π =a 3 3 =a0 = 1. 1 - 1 1 - 1
2.解析  (1)当 x 趋向负无穷大时 2x (1)a+的值不 a
-1 =(a 2 +a 2 ) 2-2a 2 a 2
= 2- 0 =
断变小 并且趋近于 0. 3 2a 7.
1 x (2)a
2+a-2 =(a+a-1) 2-2a a-1
(2)当 x 趋向正无穷大时 ( 2 ) 的值不断 = 49-2= 47.
变小 并且趋近于 0. 拓广探索
◆习题4.1 9.解析  (1)当进行 1 次之后 容器中酒精含
50k+b= 0 2 2 2 4
设 y= kx+b(k≠0) 则{ 复习巩固 量为 L 第 2 次之后为 × = L 45k+b= 15 3 3 3 91.解析  (1)原式= 100.
{k=-3 2

解得 (2)原式=-0.1. 第 5 次之后为 ( ) L.
b= 150 3
(3)原式= 4-π. n
∴ y=-3x+150(0≤x≤50 且 x∈N ) . 2
(4)原式= | x-y | . (2)由(1)得出第 n 次之后为 ( ) L.3
(2)依题意 得 P= y(x-30)
2.答案  (1)D  (2)A 10.解析  (1)略.
= (-3x+150)(x-30)
4 3 4 3 25
+ n
= - 13(x-40) 2+300(0≤x≤50 且 x∈N ) 解析  (1)对于 A a 3 a 4 = a 3 4 = a 12 对于 (2)当 n 越来越大时 (1+ ) 也会越来n
∴ 当 x= 40 时 P 有最大值 300. 2 2 1 2 2B a÷a 3 =
- -
a1 3 =a 3 对于 C a 3 a 3 =a0 = 1 越大.没有最大值.
故销售单价为 40 元时 才能获得最大日销 1
售利润. 对于 D (a
4 ) 4 =a.故选 D.
m m 1 4.2 指数函数= n(2)a am a0 = 1 a-n n = n 故选 A.m
第四章 指数函数与 a 4.2.1  指数函数的概念
1 -1 练习
对数函数 3.答案  (1) ( 2 ) 1.C  A 为一次函数图象 B 为二次函数图象
4.1 指数 (2)2 3 <3 2 <2π<π 5 D 可以为 y= x3 的图象.
4.1.1  n 1次方根与分数指数幂 3 2 2 2.解析  f(0)= 3 20
4.解析  (1)原式= b a ÷ 1
练习 è a b6 f(0.5)= 2f(0)= 3 2
1 3 4 3 1 1 f(1)= 2f(0.5)= 4f(0)= 3 2

1.解析  (1)a 2 = a .(2)a 4 = a .
= ( b3 ) 2 ( a


3 1 2 1 a b6 )

f(1.5)= 2f(1)= 8f(0)= 3 23
(3)a- = .(4)a-5 3 =5 3 .
a3 a2 3 1b 2 a 2
2 = = f(0.5n)= 2f(0.5(n-1))= 3 2
n .

2.解析  (1) x2 = x 3 (x>0) . 1 3 1.a 2 b 2 所以函数 y = f( x)的一个解析式为 f( x)= 3
5 4
(2) (m-n) 4 =(m-n) 5 (m>n) . 22x1 1 1 = 3 4x .
5 11 (2)原式=(a 2 a 2 a ) 2
(3) p6 p5 = p3 p 2 = p 2 (p>0) . 1 1 1 3.解析  令 f(x)= (1+6.25%)


a3 =a (a

4 a ) 2
5 30
(4) =a3-
1 则 f(30)= (1+6.25%) ≈6.16
2 =a 2 (a>0) . 1 1 1 1 1
a =a 4 a 8 (a 4 ) 2 =a 2 . 所以该湖泊的蓝藻变为原来的 6.16 倍.
 274


教材习题答案
4.2.2  指数函数的图象和性质 p% =a(1+p%) 2 10.解析  (1)当 a>1 时 f(x)单调递增 g( x)
经过 3 年 后 年 产 量 为 a ( 1 + p%) 2 + 单调递减
练习
a(1+p%) 2 = +1.   y = p% a(1 p%)
3 当 0<a<1时 f(x)单调递减 g(x)单调递增.
解析 在同一平面直角坐标系中 函数
1 x
(2)
3x y= ( 的图象如图所示.它们的图象 x3 ) 经过 x 年后 年产量为 a(1+p%) .
∴ y=a(1+p%) x关于 y 轴对称. (x∈N
x≤m) .
3.解析  (1)m<n.(2)m>n.(3)m>n.(4)m>n.
4.解析  (1)20.23=Q (1+r) 100 ①
23.26=Q 110(1+r) ②
② 23.26 = + = 23.26得 1 r ∴ r -1≈0.15.
① 20.23 20.23 图①
(2)由(1)知 Q ≈5 f(12)= 5×(1+0.15) 120
= 5×1.1512≈26.75.
2.解析  (1)由函数 y = 6x、y = 7x 的图象可知 综合运用
6 2 <7 2 . 5.解析  (1)设 f(x)= 3.5 a
x(a>0 且 a≠1)
由 f(1)= 4.20 得 a= 1.2
∴ f(x)= 3.5×1.2x .
(2)设 g(x)= c ax(c≠0 a>0 且 a≠1)
由 g(-1)= 8 g(1)= 2 得
图②

{c a
-1 = 8 a=
解得{ 2 当 a>1 时 若 f(x)<g(x) 由图① 得x<0 c a= 2
(2) 由函数 y = 0. 3x 的图象可知 0. 3-3.5 > c= 4 当 0<a< 1 时 若 f( x) < g( x) 由图② 得

0.3-2.3 . = ( 1 ) x>0.∴ g(x) 4 .2
6.解析  (1)∵ y= 3x 是增函数 且 0.8>0.7 4.3 对数
∴ 30.8>30.7 . 4.3.1  对数的概念
(2)∵ y= 0.75x 是减函数 且-0.1<0.1
∴ 0.75-0.1>0.750.1 . 练习
(3)∵ y= 1.01x 是增函数 且 2.7<3.5 1.解析  (1) log28= 3.
∴ 1.012.7<1.013.5 . (2)ln m= 3 .
(4)∵ y= 0.99x 是减函数 且 3.3<4.5 1 1(3)log27 =- .
∴ 0.993.3>0.994.5 . 3 3

(3)由函数 y= 1.2x、y= 0.5x 的图象可知1.20.5 7.   . 14 (4)3
= 9.
解析 能 设原来碳 的含量为 1 则经过 9
(5)102.3>1>0.51.2 即 1.20.5>0.51.2 . =1 9 1 n.
个“半衰期”后 碳 14 的含量为 ( 2 ) =512 (6)3-4 = 1 .
81

> 所以能探测到.
1 000 2.解析  (1)∵ 5
2 = 25 ∴ log525= 2.

8.解析  (1)本利和 y 关于存期数 x 的函数解 (2)∵ 0.4 = 1 ∴ log0.41= 0.
析式为 y=a(1+r) x . 1 1(3)∵ e-1 = ∴ ln = -1.
(2)当 a= 1 000 r= 2.25% x= 5 e e时
-3
3.解析  略. = × + 5 = × 5 (4)∵ 10 = 0.001 ∴ lg 0.001= -y 1 000 ( 1 2. 25%) 1 000 1.022 5 3.
-3
◆习题4.2 ≈1 118(元) . 13.解析  (1)log 1 x=-3 ∴ x= ( ) =27.3 3
复习巩固 ∴ 5 期后的本利和约为 1 118 元. (2)∵ logx49= 4 ∴ x
4 = 49
1.解析  (1)对任意的 x∈R 函数 y = 23-x都有 拓广探索
= 3-x 又 x>0 且 x≠1 ∴ x
= 7 .
意义 所以 y 2 的定义域为(-∞ +∞ ) . {f(0)= 0 {a=-2 9.解析  (1)由题意 得 ∴ (3)∵ lg 0.000 01= x ∴ x= lg 10-5 =-5.(2)对任意的 x∈R 函数 y = 32x+1都有意义 b= 2 b= 2

所以 y= 32x+1的定义域为(-∞ +∞ ) . ( 1 ) | x | =- =-

2 =-
∴ y=-2 +
(4)∵ ln e x ∴ x ln e .
2. 2
1 5x 2
(3)对任意的 x∈R 函数 y = ( ) 都有意2 图象如图所示: 4.3.2  对数的运算
5x
义 所以 y= ( 1 ) 的定义域为(-∞ +2 ∞) . 练习
1 1.解析  (1) log3(27×9
2)= log 333 +log33
4 = 3+4
(4)由题意知 x≠0 所以 y = 0.7 x 的定义域 = 7.
为(-∞ 0)∪(0 +∞ ) . (2)lg 5+lg 2= lg(5×2)= lg 10= 1.
2.解析  由题意可得 1 1
经过 1 年后 年产量为 a + a p% = a ( 1 (3)ln 3+ln = ln (3× = ln 1= 0.3 3 )
+p%) (2)该函数是偶函数.在( -∞ 0]上单调递 5 1
+ (4)log 5
-log 15= log = log = -1.
经过 2 年后 年产量为 a(1 p%) +a(1+p%) 减 在[0 +∞ )上单调递增. 3 3 3 15 3 3
 275


2.解析  (1) lg(xyz)= lg x+lg y+lg z. 4.解析  (1) ln x= ln a+ln b= ln ab {x>0 {x>0 2 (2)由 得xy ∴ x== ab. lg x≠0 x≠1 (2)lg lg(xy2)-lg z
z n3 1
= + 2- (2)lg x
= 3lg n-lg m= lg n3-lg m= lg ∴ y= 的定义域为{x | x>0 且 x≠1} .
lg x lg y lg z m lg x
= lg x+2lg y-lg z. n3 1
∴ x= . (3)由 - >0 得 1
-3x>0
xy3 m 1 3x
(3)lg = lg(xy3)-lg z
z 1 1(3)logax= logab-loga c= loga b -loga c ∴ x< .2 3
= lg x+lg y3-

lg z
2 b b 1 1= log ∴ x= . ∴ y= log7 的定义域为{x x< } .a
1 c c 1-3x 3= lg x+3lg y- lg z.
2 (4)∵ log [ log ( log x)] = 0 (4)y= loga | x | ( a> 0 且 a≠1)的定义域为2 3 4
x ∴ log (log x)= 1 {x | x≠0} .
(4)lg =2 lg x -lg(y
2 z) 3 4 x
y z ∴ log4x= 3 ∴ x= 4
3 = 64. 2.解析   ( 1) 函数 y = lg 10 = x 的图象如图
= 1 lg x-lg y2-lg z 综合运用
所示.
2 5.解析  (1) lg 6= lg 2+lg 3=a+b.
= 1 lg x-2lg y-lg z. = lg 4 = 2lg 2 2a2 (2)log34 = .lg 3 lg 3 b
= lg 3×lg 4 lg 5 lg 23.解析  (1)原式 × × = 1. = lg 12 = lg 3
+lg 4 lg 3+2lg 2
lg 2 lg 3 lg 4 lg 5 (3)log212 =lg 2 lg 2 lg 2
( 1 1 ) ( 2a+b (2)y= 10
lg x = x(x>0)的图象如图所示.
(2)原式 = 2 log23+ log 3 log 2+2 3 2 3 = .a

log 2 ) 32 3 (4)lg = lg 3-lg 2= b-a.2
= × 5 × 3 = 5 6.解析  (1)xlog34
= 1 ∴ x= log 3
2 log 3 log 2 . 4
6 2 2 3 2
∴ 4x+4-x = 4 log 43+4-log
1 10
43 = 3+ = .
◆习题4.3 3 3 3.答案  ①
复习巩固 (2) f(log 2)= 3
log 32
3 = 2. 4.4.2  对数函数的图象和性质
1.解析  (1) log31= x. lg b lg c lg a7.证明  (1)左边= =1
1 lg a lg b lg c
练习
(2)log4 = x.6 ∴ log b log 1.解析  函数 y= log x 和 y= log 1 x 的图象如图a b c logca= 1. 3 3
(3)lg 6= x. n = lg b

= n lg b
所示.
(2)logamb
(4)ln 25= x. lg a
m m lg a
(5)5x = 27. = n logab.
1 m
(6)7x = .
3 8.解析  设 x 年后该地 GDP 会翻两番.
(7)10x = 0.3. 由题意知 (1+6.5%)
x = 4
(8)ex = 3 . ∴ x= log1.0654≈22.01.
2.答案  (1)D  (2)C ∴ 23 年后该地 GDP 会翻两番.
2-x>0 拓广探索
1 365
解析  (1)根据题意 知{2x-1>0 <x< 1.012 9.解析  (1) 365≈1 480.66. y= log3x 的图象与 y = log 1 x 的图象关于 x 轴0.99 3
2x-1≠1 对称.
(2)1.01x 1 = 10×0.99x 1
2 且 x≠1 故选 D. 2.解析   (1) ∵ y = lg x 在(0 +∞ )上是增函
+ = ∴ x ≈115.13.(2)∵ lg a lg b 0 且 a>0 b>0 ∴ lg(ab)= 1 数 且 0.6<0.8
= ∴ 大约经过 116 天后“进步”的是“落后”的0 即 ab 1 故选 C. ∴ lg 0.6<lg 0.8.
10 倍.同理可得 大约经过 231 天、346 天后
1 =
3.解析  (1) log 2+log (2)∵ y log0.5x 在(0
+∞ )上是减函数 且 6
a a 2 “进步”的分别是“落后”的 100 倍、1 000 倍. >4
( 1 ) 10.解析   设经过 x 个小时才能驾驶 由题= log 2× = log 1= 0. ∴ log0.56<log0.54.a 2 a 意 得 (3)当 m>1 时 y = logmx 在(0 +∞ )上是增
18 100×(1-30%) x≤20
(2)log318-log32= log3 = log39= 2. 函数 2 lg 0.2
∴ x≥ ≈4.5. ∵ 5<7 ∴ log 5<log 7
1 - = 1 1
lg 0.7 m m
(3)lg lg 25 lg =× lg
= -2.
4 4 25 100 当 0<m<1时 y=log x 在(0 +∞)上是减函数 ∴ 至少经过 5 个小时才能驾驶. m
(4)2log525-3log 64=2×2-3×6=4-18=-14.
∵ 5<7 ∴ logm5>logm7.

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