1981年-2019年全国高中数学联赛试题分类汇编(2)函数与方程.pdf
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1、年年20192019 年全国高中数学联赛试题分类汇编年全国高中数学联赛试题分类汇编函数与方程部分函数与方程部分a8a2019A12019A1、已知正实数已知正实数a满足满足a 9a,则,则loga3a的值为的值为答案:答案:91618916解析:解析:由条件知由条件知9a a,故,故3a 9aa a,所以,所以loga3a(9。162019A2019A二、二、(本题满分本题满分 4040 分)分)设整数设整数a1,a2,2f a12a2,a2019满足满足1 a1 a2 a2019 99记记2a2019a1a3a2a4a3a5a2017a2019,求,求f的最小值的最小值f0并确并确定使定使f
2、 f0成立的数组成立的数组a1,a2,a2019的个数的个数22018解析:解析:由条件知由条件知2 f a a a2122a22019ai12017i2ai 2由于由于a1,a2及及ai2ai(i 1,2,2 a2且且2016)均为非负整数,故有)均为非负整数,故有a12 a1,a2ai2ai2 ai2ai于是于是2016i1a21a22ai2ai a1a2ai2aia2017a2018i1220161010 分分】22由、得由、得2 f a2017a2018a2019a2017a2018,结合,结合a2019 2019及及a20192a2018 a2017 0,可知,可知f 12222a2
3、01799a2017a2017992a2017497400 7400 20202 a19201,a19202k1 a19202k k(k 1,2,分分另一方面,另一方面,令令a1 a2,49),a2019 99此时验证知上述所有不等式均取到等号,此时验证知上述所有不等式均取到等号,从而从而f的最小值的最小值f0 7400 3030 分分以下考虑的取等条件此时以下考虑的取等条件此时a2018 a2017 49,且中的不等式均取等,且中的不等式均取等,即即a1 a21,ai2ai0,1(i 1,2,)2016)。)。a2018 49,且对每个,且对每个k(1 k 49),),a1,a2,因此因此1
4、 a1 a2,a2018中至少有中至少有两项等于两项等于k易验证知这也是取等的充分条件易验证知这也是取等的充分条件对每个对每个k(1 k 49),设设a1,a2,且且1n11n2整数解整数解n1,n2,a2018中等于中等于k的项数为的项数为nk1,则则nk为正整数,为正整数,n491969,该方程的正该方程的正1n49 2018,即即n1n248,且每组解唯一对应一个使取等的数组,且每组解唯一对应一个使取等的数组,n49的组数为的组数为C196848个个4040,a2019有有C1968a1,a2,分分,a2019,故使,故使f f0成立的数组成立的数组a1,a2,2019B2019B 10
5、.10.(本题满分(本题满分 2020 分)设分)设a,b,c均大于均大于1,满足,满足值。值。lgalogbc 3,求,求lgalgc的最大的最大lgblog c 4a解析:解析:设设x lga,y lgb,z lgc,由,由a,b,c 1,可知,可知x,y,z 0。由条件及换底公式得由条件及换底公式得xzz 3,y 4,即,即xy z 3y 4x,由此令,由此令x 3t,y 4tyx2(t 0),则,则z 4x xy 12t 12t 0,得,得0t 1。所以。所以t t 22t162lgalgc 3t12t1t18t2t18,当且仅当,当且仅当t 22t,333216即即t 时取得等号,相
6、应的时取得等号,相应的a 100,b c 103,所以,所以lgalgc的最大值为的最大值为。332018A2018A 5 5、设设f(x)是定义在是定义在R上的以上的以2为周期的偶函数,在区间为周期的偶函数,在区间0,1上严格递减,且满足上严格递减,且满足8 1 x 2f()1,f(2)2,则不等式组,则不等式组的解集为的解集为1 f(x)2答案:答案:2,82(解析:解析:由由f(x)为偶函数及在区间为偶函数及在区间0,1上严格递减知,上严格递减知,f(x)在在1,0上递增,结合周期性上递增,结合周期性知,知,f(x)在在1,2上递增,又上递增,又f(2)f()1,f(82)f(2)f(2
7、)2,所以不等式等价于所以不等式等价于f(2)f(x)f(82),又,又1282 2所以所以2 x 82,即不等式的解集为,即不等式的解集为2,822018A2018A,B 9B 9、(本题满分(本题满分 1616 分)分)log3x 1,0 x 9f(x)已知定义在已知定义在R上的函数上的函数f(x)为为,设,设a,b,c是三个互不是三个互不,x 94 x相同的实数,满足相同的实数,满足f(a)f(b)f(c),求,求abc的取值范围。的取值范围。解析:解析:不妨设不妨设a b c,由于,由于f(x)在在0,3上递减,在上递减,在3,9上递增,在上递增,在9,上递减,且上递减,且f(3)0,
8、f(9)1,结结 合合 图图 像像 知知:a0,3,b3,9,c9,,且且f(a)f(b)f(c)0,1。由由f(a)f(b)得得log3alog3b 2,即,即ab 9,此时,此时abc 9c,又又f(c)4c,由,由0 4c 1得得c9,16,所以,所以abc 9c81,144。2018B2018B 7 7、设设f(x)是定义在是定义在R上的以上的以2为周期的偶函数,在区间为周期的偶函数,在区间1,2上严格递减,且满足上严格递减,且满足 0 x 1的解集为的解集为f()1,f(2)0,则不等式组,则不等式组0 f(x)1答案:答案:26,4解析:解析:由由f(x)为偶函数及在区间为偶函数及
9、在区间1,2上严格递减知,上严格递减知,f(x)在在 2,1上递增,结合周期上递增,结合周期性知,性知,f(x)在在0,1上递增,又上递增,又f(4)f()1,f(26)f(2)0,所以不等,所以不等式等价于式等价于f(26)f(x)f(4),又,又0 26 41,即不等式的解集为,即不等式的解集为26,4.2017A12017A1、设设f(x)是定义在是定义在R上函数,对任意的实数上函数,对任意的实数x有有f(x 3)f(x 4)1,又当,又当0 x 7时,时,f(x)log2(9 x),则,则f(100)的值为的值为:答案:答案:1211 f(5)2x解析:解析:由条件知,由条件知,f(x
10、 7)f(x)1,即即f(x 7)f(x 14)1,故故f(x)f(x 14),即函数即函数f(x)的周期为的周期为14,所以,所以f(100)f(2)2017B 32017B 3、设设f(x)是定义在是定义在R上的函数,上的函数,若若f(x)x是奇函数,是奇函数,f(x)2是偶函数,是偶函数,则则f(1)的值为的值为答案:答案:2742解析:解析:由条件知,由条件知,f(1)1(f(1)(1)f(1)1,f(1)2 f(1)两式相加消去两式相加消去f(1),可知:,可知:2 f(1)3 1,217,即,即f(1).24w均不等于均不等于1,v,logvu logwv 3,2016A 3201
11、6A 3、正实数正实数u,若若loguvw logvw 5,则则logwu的值为的值为答案:答案:45解析:解析:令令loguv a,logvw b,则,则11,logwv,loguvw loguv loguvlogvw a abab115条件化为条件化为a abb 5,3,由此可得,由此可得ab,因此,因此ab44logwu logwvlogvu 5logvu 2016A2016A 1010、(本题满分(本题满分 2020 分)已知分)已知f(x)是是R上的奇函数,上的奇函数,f(1)1,且对任意,且对任意x 0,均有,均有x1111111)xf(x)。求。求f(1)f()f()f()f()
12、f()f()f()的值。的值。x 110029939850511解析:解析:设设an f()(n=1=1,2 2,3 3,),),则,则a1 f(1)1n1xx1k1,及及f(x)为奇函为奇函在在f()xf(x)中取中取x (k N*),注意到注意到1x 1k 1x 1k1kf(数可知数可知11111)f()f()5 5 分分k 1kkkkn1ak11ak1n111,从而,从而an a1即即1010 分分akkak(n 1)!k1k1kf(因此因此.a aii150101i4911(i 1)!(100 i)!i!(99i)!i1i050149i149i1129899i99(C99C99)220
13、20 分分C9999!99!i099!299!i02015A12015A1、设设a、b为两不相等的实数,若二次函数为两不相等的实数,若二次函数f(x)x ax b满足满足f(a)f(b),则,则答案:答案:4。2f(2)的值为的值为解析:解析:由己知条件及二次函数图像的轴对称性,可得由己知条件及二次函数图像的轴对称性,可得aba,即,即2ab 0,所以,所以22f(2)42ab 42015A 92015A 9、(本题满分本题满分 1616 分)若实数分)若实数a,b,c满足满足2 4 2,4 2 4,求,求c的最小值。的最小值。解析:解析:将将2,2,2分别记为分别记为x,y,z,则,则x,y
14、,z 0 2222222224由条件知,由条件知,x y z,x y z,故,故z y x (z y)z 2y z y8 8 分分因此,结合平均值不等式可得,因此,结合平均值不等式可得,abcabcabcy4 y111133221 132y z(2y)321212 分分22y4yy4y y41133,即,即y 时,时,z的最小值为的最小值为32(此时相应的(此时相应的x值为值为32,符合要求),符合要求)3y44235由于由于c log2z,故,故c的最小值的最小值log2(32)log231616 分分43当当2y 2 2016B 42016B 4、已知已知f(x),g(x)均为定义在均为定
15、义在R上的函数,上的函数,f(x)的图像关于直线的图像关于直线x 1对称,对称,g(x)的的图像关于点图像关于点(1,2)中心对称,且中心对称,且f(x)g(x)9 x 1,则,则f(2)g(2)的值为的值为答案:答案:2016解析:解析:由条件知由条件知f0 g0 2,f2 g28181 90.【由由fx,gx图像的对称性,可得图像的对称性,可得f0 f2,g0 g2 4,结合知,结合知,f2 g2 4 f0 g0 2.x3由、解得由、解得f2 48,g2 42,从而从而f2g2 4842 2016.另解:因为另解:因为fx gx 9x x31,所以所以f2 g2 90.因为因为fx的图像关
16、于直线的图像关于直线x 1对称,所以对称,所以fx f2 x.又又因因为为gx的的图图像像关关于于点点1,2中中心心对对称称,所所以以函函数数hx gx 1 2是是奇奇函函数数,hx hx,gx12 gx12,从而,从而gx g2 x 4.将、代入,再移项,得将、代入,再移项,得f2 x g2 x 9x x35.在式中令在式中令x 0,得,得f2 g2 6.由、解得由、解得f2 48,g2 46.于是于是f2g2 2016.2014A12014A1、若正数若正数a、b满足满足2 log2a 2 log3b log6(a b),则,则答案:答案:108 11的值为的值为abk2k3k解析:解析:
17、设设2 log2a 3 log3b log6(a b)k,则,则a 2,b 3,a b 6,11a b6kk2 2233108。从而从而k3abab23 a x2015B12015B1、已知函数已知函数f(x)xalog2x0,3x(3,),其中其中a为常数,为常数,如果如果f(2)f(4),则则a的的取值范围为取值范围为答案:答案:2,解析:解析:f(2)a2,f(4)2a,所以,所以a2 2a,解得:,解得:a 22015B 22015B 2、已知已知y f(x)x为偶函数,且为偶函数,且f(10)15,则,则f(10)的值为的值为答案:答案:20153解析:解析:由己知得由己知得f(10
18、)(10)f(10)10,即,即f(10)f(10)2000=2015=2015 332014A 32014A 3、若函数若函数f(x)x a|x 1|在在0,)上单调递增,则实数上单调递增,则实数a的取值范围为的取值范围为答案:答案:2,0解析:解析:在在1,)上,上,f(x)x ax a单调递增,单调递增,等价于等价于22a1,即即a 2。在在0,1上,上,2f(x)x2 ax a单调递增,等价于单调递增,等价于;a 0,即,即a 0,因此实数,因此实数a的取值范围是的取值范围是2,02,、2014B12014B1、若函数若函数f(x)的图像是由依次连接点的图像是由依次连接点(0,0),(
19、1,1),(2,3)的折线,则的折线,则f答案:答案:1(2)32 32 32解析:解析:可求得直线可求得直线y 2与函数图像的交点为与函数图像的交点为,2,即,即f 2,根据反函数的性质知,根据反函数的性质知f1(2)3。22014B 82014B 8、设设g(x)x(1 x),是定义在区间,是定义在区间0,1上的函数,则函数上的函数,则函数y xg(x)的图的图像与像与x轴所围成图形的面积为轴所围成图形的面积为答案:答案:16解析:解析:显然显然g(x)的图像与的图像与x轴围成一个半圆,我们用轴围成一个半圆,我们用A表示表示xg(x)与与x轴围成的图形。直轴围成的图形。直线线2x 1是半圆
20、的对称轴,它将是半圆的对称轴,它将A分成左右两个部分。我们知道:分成左右两个部分。我们知道:xg(x)(1 x)g(1 x)xg(x)(1 x)g(x)g(x)(0 x 下图所示:下图所示:1),这个式子的几何意义如这个式子的几何意义如2根据祖暅原理的二维形式,根据祖暅原理的二维形式,A的左半部分与右半部分的面积之和恰好是四分之一圆的面积。的左半部分与右半部分的面积之和恰好是四分之一圆的面积。11即我们要求的面积是即我们要求的面积是。42162014B2014B 二、二、(本题满分(本题满分 4040 分)在同一直角坐标系中,函数分)在同一直角坐标系中,函数f(x)函数函数y f12ax 4(
21、a 0)与其反)与其反(x)的图像恰有三个不同的交点的图像恰有三个不同的交点.求实数求实数a的取值范围,并证明你的结论。的取值范围,并证明你的结论。121解析:解析:由题意可得其反函数由题意可得其反函数f(x)x 4,记,记f(x)与其反函数与其反函数f1(x)的交点坐标的交点坐标au2 av 4为为u,v,则,则2,两式子相减得,两式子相减得u vu v a 0,得,得u v或或u v a 0,v au 4若若a 0,显然两个函数的图像都在第一象限,所以,显然两个函数的图像都在第一象限,所以u v a 0,联立,联立u v和和,u2 av4,得到一个交点(另一个是负数),得到一个交点(另一个
22、是负数),与题目要求三个交点不相符,故,与题目要求三个交点不相符,故a 0a a216 a a2162;,当当a 0时,联立时,联立u v和和u av4,得交点,得交点22 a 3a216 a 3a2162,联立联立u v a 0和和u av4,得交点,得交点22 a 3a216 a 3a216,考虑这两个交点不重合,且坐标非负,故,考虑这两个交点不重合,且坐标非负,故,或或224 3163a2 04 3 a 2,2解得解得,即所求的范围为,即所求的范围为。233a 163a 0:2013A 52013A 5、设设a,b为实数,函数为实数,函数f(x)ax b满足:对任意满足:对任意x0,1,
23、都有,都有f(x)1,则,则ab的最大值为的最大值为答案:答案:14解析:解析:由题意得由题意得a f(1)f(0),b f(0)(21111所所以以ab f(0)f(1)f(0)f(0)f(1)f2(1)f2(1),当当且且仅仅当当24441112 f(0)f(1)1,即,即a b 时,时,ab,故所求最大值为,故所求最大值为。2442013A 72013A 7、若实数若实数x,y满足满足x4 y 2 x y,则实数,则实数x的取值范围为的取值范围为答案:答案:04,20 解析:解析:令令y a,x y b,显然,显然a 0,b 0,且,且x a2b2,x4 y 2 x y即为即为a2b2
24、4a 2b,亦为亦为a 2b 1 5(a 0,b 0),以,以a,b为坐标为坐标22作图如图示,在平面作图如图示,在平面aOb内,内,a,b的轨迹为如图所示的轨迹为如图所示的实线部分含原点的实线部分含原点O,因此,因此a2b20 2,2 5,22即即x a b 04,20。2013A 112013A 11、(本题满分本题满分 2020 分)设函数分)设函数f(x)ax b,求所有的正实数对,求所有的正实数对(a,b),使得对任意,使得对任意的实数的实数x,y均有均有f(xy)f(x y)f(x)f(y)。解析:解析:已知即可变为:已知即可变为:ax y b ax yb ax b ay b.先寻
25、找先寻找a,b所满足的必要条件。所满足的必要条件。222222式中,令式中,令y 0,的对任意的,的对任意的x都有都有1bax b2b 0,由于,由于a 0,故,故ax可以取可以取2到任意大的正值,因此必有到任意大的正值,因此必有1b 0,即,即0 b 1。式式 中中,令令y x,得得ax4b b ax2ba ax24 2abx2 2b b2 0g(x)a a2x4 2abx2 2b b22,即即 对对 任任 意意 实实 数数x,有有,即即记记bb22a bg(x)a a x2 1a1a22 a a2 0要要g(x)0恒成立,则恒成立,则b,即,即0 a 1,0 b 1,2a b 22 2a
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