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已知函数f是定义在[-e,0)∪=ax+lnx求f的解析式

题文

已知函数f(x)是定义在[-e,0)∪(0,e]上的奇函数,当x∈(0,e]时,f(x)=ax+lnx(其中e是自然界对数的底,a∈R)
(1)求f(x)的解析式;
(2)设g(x)=ln|x||x|,x∈[-e,0),求证:当a=-1时,f(x)>g(x)+12;
(3)是否存在实数a,使得当x∈[-e,0)时,f(x)的最小值是3?如果存在,求出实数a的值;如果不存在,请说明理由. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)设x∈[-e,0),则-x∈(0,e],∴f(-x)=-ax+ln(-x),
又∵f(x)是定义在[-e,0)∪(0,e]上的奇函数,
∴f(x)=-f(-x)=ax-ln(-x),
∴函数f(x)的解析式为f(x)=ax-ln(-x),x∈[-e,0)ax+lnx,x∈(0,e]
(2)证明:当x∈[-e,0)且a=-1时,f(x)=-x-ln(-x),g(x)=ln(-x)-x,
设h(x)=ln(-x)-x+12,
∵f′(x)=-1-1x=-x+1x,
∴当-e≤x≤-1时,f'(x)≤0,此时f(x)单调递减;
当-1<x<0时,f'(x)>0,此时f(x)单调递增,
∴f(x)min=f(-1)=1>0,
又∵h′(x)=ln(-x)-1x2,
∴当-e≤x<0时,h'(x)≤0,此时h(x)单调递减,
∴h(x)max=h(-e)=1e+12<12+12=1=f(x)min
∴当x∈[-e,0)时,f(x)>h(x),即f(x)>g(x)+12
(3)假设存在实数a,使得当x∈[-e,0)时,f(x)=ax-ln(-x)有最小值是3,
则f′(x)=a-1x=ax-1x
(ⅰ)当a=0,x∈[-e,0)时,f′(x)=-1x>0.f(x)在区间[-e,0)上单调递增,
f(x)min=f(-e)=-1,不满足最小值是3
(ⅱ)当a>0,x∈[-e,0)时,f'(x)>0,f(x)在区间[-e,0)上单调递增,
f(x)min=f(-e)=-ae-1<0,也不满足最小值是3
(ⅲ)当-1e≤a<0,由于x∈[-e,0),则f′(x)=a-1x≥0,
故函数f(x)=ax-ln(-x)是[-e,0)上的增函数.
∴f(x)min=f(-e)=-ae-1=3,解得a=-4e<-1e(舍去)
(ⅳ)当a<-1e时,则
当-e≤x<1a时,f′(x)=a-1x<0,此时函数f(x)=ax-ln(-x)是减函数;
当1a<x<0时,f′(x)=a-1x>0,此时函数f(x)=ax-ln(-x)是增函数.
∴f(x)min=f(1a)=1-ln(-1a)=3,解得a=-e2
综上可知,存在实数a=-e2,使得当x∈[-e,0)时,f(x)有最小值3.

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解析

ax-ln(-x),x∈[-e,0)ax+lnx,x∈(0,e]

考点

据考高分专家说,试题“已知函数f(x)是定义在[-e,0)∪(.....”主要考查你对 [函数的奇偶性、周期性 ]考点的理解。 函数的奇偶性、周期性

函数的奇偶性定义:

偶函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),则称函数f(x)为偶函数。
奇函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数。 
 
函数的周期性

(1)定义:若T为非零常数,对于定义域内的任一x,使f(x+T)=f(x)恒成立,则f(x)叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期。
周期函数定义域必是无界的。
(2)若T是周期,则k·T(k≠0,k∈Z)也是周期,所有周期中最小的正数叫最小正周期。一般所说的周期是指函数的最小正周期。
周期函数并非都有最小正周期,如常函数f(x)=C。

奇函数与偶函数性质:

(1)奇函数与偶函数的图像的对称性:奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y轴对称。
(3)在公共定义域内,①两个奇函数的和是奇函数,两个奇函数的积是偶函数; ②两个偶函数的和、积是偶函数; ③一个奇函数,一个偶函数的积是奇函数。

注:定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

1、函数是奇函数或偶函数的前提定义域必须关于原点对称;定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

2、函数的周期性    令a , b 均不为零,若: 
(1)函数y = f(x) 存在 f(x)=f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|a| 
(2)函数y = f(x) 存在f(a + x) = f(b + x) ==> 函数最小正周期 T=|b-a| 
(3)函数y = f(x) 存在 f(x) = -f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(4)函数y = f(x) 存在 f(x + a) =
已知函数f是定义在[-e,0)∪=ax+lnx求f的解析式
  ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(5)函数y = f(x) 存在 f(x + a) = 
已知函数f是定义在[-e,0)∪=ax+lnx求f的解析式
  ==> 函数最小正周期 T=|4a|

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