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已知函数f(x)=4x x2+a .请完成以下任务:(Ⅰ)探究a=1时,函数f(x)在区间[0,+∞)上的

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/14 05:40:33
已知函数f(x)=4x x2+a .请完成以下任务:(Ⅰ)探究a=1时,函数f(x)在区间[0,+∞)上的
已知函数f(x)=4x x2+a .请完成以下任务:(Ⅰ)探究a=1时,函数f(x)在区间[0,+∞)上的最大值.为此,我们列表如下x 0 0.1 0.2 0.5 0.8 1 1.2 1.5 1.8 2 4 6 … y 0 0.396 0.769 1.6 1.951 2 1.967 1.846 1.698 1.6 0.941 0.649 … 请观察表中y值随x值变化的特点,解答以下两个问题.(1)写出函数f(x),在[0,+∞)上的单调区间;指出在各个区间上的单调性,并对其中一个区间的单调性用定义加以证明.(2)请回答:当x取何值时f(x)取得最大值,f(x)的最大值是多少?(Ⅱ)按以下两个步骤研究a=1时,函数f(x)=4x x2+a ,(x∈R)的值域.(1)判断函数f(x)的奇偶性;(2)结合已知和以上研究,画出函数f(x)的大致图象,指出函数的值域.(Ⅲ)己知a=-1,f(x)的定义域为(-1,1),解不等式f(4−3x)+f(x−3 2 )>0.
我理解问题比较慢,稍微呆板一点,希望你能说详细一点
⑴①利用图中表格的数据进行判断,然后利用定义法进行证明;
②把a=1代入f(x),然后对其进行求导,求出其单调区间,根据图象求出其最值;
⑵①已知函数f(x)=4x/(x²+a),(x∈R),f(-x)=-f(x),从而证明;
②根据奇函数的性质,画出草图,然后求出其值域.
⑶把a=-1,代入f(x),对其求导研究函数的单调性,利用f(x)的奇函数,对其进行求解;
⑴①从图中数据可以看出:当0<x<1时,y随x的增大而增大,当x≥1时,y随x的增大而减小,
∴函数f(x),在[0,+∞)上的单调增区间为[0,1],单调减区间为[1,+∞),
现在对(1,+∞)上为减函数进行证明;1<x1<x2,
∴f(x)在[0,1]上为增函数,在[1,+∞]上为减函数
现在对(1,+∞)上为减函数进行证明;1<x1<x2,
   f(x1)-f(x2)
=4x1/(x1²+1)-4x2/(x²+1)
=4[(x2−x1)(x1x2−1)]/(x1²+1)(x2²+1),
∴x2-x1>0,x1x2-1>0,
∴f(x1)-f(x2)>0,f(x1)>f(x2)
∴f(x)在(1,+∞)上为减函数,即证;
②∵a=1,∴f(x)=4x/(x²+1),
∴f′(x)=(4−4x²)/(x²+1)²,
∴当-1<x<1时,f′(x)>0,f(x)为增函数;
当x>1或x<-1时,f′(x)<0,f(x)为减函数;
由上可知,f(x)在x=1点取极大值,∵x<0,∴f(x)<0,
∴f(x)在x=1处取最大值,fmax(x)=f(1)=2;
⑵①∵a=1,∴f(x)=4x/(x²+1),
f(-x)=−4x/((−x)²+1)=-f(x),f(x)为奇函数;
②∵当-1<x<1时,f′(x)>0,f(x)为增函数;
当x>1或x<-1时,f′(x)<0,f(x)为减函数;
∵x<0,∴f(x)<0,画出f(x)的草图:


可得f(x)≤2,f(x)值域为:(-∞,2]
⑶∵a=-1,f(x)的定义域为(-1,1),
∴f(x)=4x/(x²−1),f′(x)=-−(x²+1)/(x²−1)²<0,f(x)为减函数,
∴f(-x)=-f(x),f(x)为奇函数,
∴f(4−3x)+f(x−3/2)>0,
f(4-3x)>-f(x-3/2),
∴f(4-3x)>f(3/2-x),
∵f(x)为减函数,
∴4-3x<3/2-x,
∴x>5/4    
∴不等式解集为:(5/4,+∞)
(终于打完了= =.)
再问: 提问:Ⅰ②中f′(x)=(4−4x²)/(x²+1)²是怎么来的,我没看懂【谅解一下,我悟性不强】
再答: 用导函数公式求得 y=f(x)/g(x) y'=[f'(x)g(x)-f(x)g'(x)]/g²(x)
再问: 能不能再深入一点推算或者换一个简单的方法?我高一的,导函数公式老师还没讲,这是老师留的家庭作业,我看半天愣是没弄懂,还有f'(x),g'(x)到底怎么推的【谅解一下】
再答: 那只能看表格了。。。 f'(X)和g'(X)都是导函数
再问: 额。。。。。。。。。这种格式的函数图像有啥特性啊、?能画一下不、?
再答: 如果你没学到导数的话这种函数一般不会考你的。。。 这种函数的大致图象就是我上面给的那种
再问: 可是这种题我们老师偏偏出了,导师太逆天,我又太愣,只有多补充课外知识了。麻烦你能不能把f'(x)的详细推导过程写一遍,拜托了
再答: 像这种题目就算出了也会给你足够的信息,不用担心的 我图画得不太标准,当x>0时y应该无限趋近于0