练习题集[48]基础练习

1、证明:当$x>0$时,$({\rm e}^x-1)\cdot \ln (1+x)>x^2$.

2、已知数列$\{a_n\}$满足$a_1=1$,$na_{n+1}=(n+1)a_n+n(n+1)$,且$b_n=a_n\cdot\cos\dfrac{2n\pi}3$,则$b_1+b_2+\cdots +b_{120}=$_______.

3、已知函数$f(x)=(x^2+ax+b){\rm e}^x$,当$b<1$时,函数$f(x)$在$(-\infty,-2)$和$(1,+\infty)$上均为增函数,则$\dfrac{a+b}{a-2}$的取值范围是_______.

4、已知不等式$|x-a|+|x-2a|\geqslant a^2-3a-3$的解集为$\mathcal R$,则$a$的取值范围是_______.

5、已知向量$\overrightarrow a,\overrightarrow b,\overrightarrow a-\overrightarrow b$的模均在区间$[2,6]$内,则$\overrightarrow a\cdot \overrightarrow b$的取值范围是_______.

6、已知定义在$\mathcal R$上的奇函数周期为$2\pi$,且$f(3)=f(4)=0$,则$f(x)$在区间$[0,10]$上的零点个数的最小值为_______.

7、已知定义在$\mathcal R$上的连续函数$f(x)$满足对任意实数$x,y$均有$f(xy)=xf(y)+yf(x)$.

(1)若$|f(x)|\leqslant 1$,求证:$f(x)=0$;

(2)若$f(2)=2$,求$f(x)$.


 

参考答案

1、$LHS>\left(x+\dfrac 12x^2\right)\cdot \dfrac{2x}{x+2}=x^2$.有趣的是,当$x>0$时,$({\rm e}^x-1)\cdot \ln^2(1+x)>x^3$不再恒成立.

2、$7280$

提示    $a_n=n^2$,于是$c_n=b_{3n-2}+b_{3n-1}+b_{3n}=9n-\dfrac 52$,求$\{c_n\}$的前$40$项和即可.

3、$\left(-2,\dfrac 23\right]$

提示    设$m=a-2$,$n=a+b$,则根据已知有$\begin{cases}n<m+3,\\ n\geqslant 2m+4,\\ n\geqslant -m-5,\\ -6\leqslant m\leqslant 0.\end{cases} $

4、$\left[-1,2+\sqrt 7\right]$

5、$[-9,34]$

6、$11$

7、(1)令$x=y$,则有$$f(x^2)=2xf(x),$$于是$$f(0)=f(1)=f(-1)=0.$$若$f(m)\neq 0$,且$m\neq 0,1$,则当$|m|>1$时,有$$\left|f\left(m^{2^n}\right)\right|=2^n\cdot |m|^{2^n-1}\cdot \left|f(m)\right|,$$其中$n$为正整数.当$n\to +\infty$时,与函数$f(x)$是有界函数矛盾.

当$|m|<1$时,考虑到$$f\left(m\cdot \dfrac 1m\right)=mf\left(\dfrac 1m\right)+\dfrac 1mf(m)=0,$$于是$f\left(\dfrac 1m\right)\neq 0$,进而类似可推出矛盾.

综上,命题得证.

(2)不难证明$f(x)$是奇函数.令$x={\rm e}^a$,$y={\rm e}^b$,$g(x)=\dfrac{f(x)}{x}$($x\neq 0$),则$$g(xy)=g(x)+g(y),$$进而$$g\left({\rm e}^{a+b}\right)=g\left({\rm e}^a\right)+g\left({\rm e}^b\right),$$由柯西方程,可得$$g\left({\rm e}^x\right)=xg({\rm e}),$$进而可得$$g(x)=g({\rm e})\cdot \ln x,$$因此$$f(x)=\begin{cases} x{\log_2}{|x|},&x\neq 0,\\ 0,&x=0.\end{cases} $$

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