习题1-11. 求下列函数的定义域: (1) 21xy x =- ;(2) 2112++-=x xy ;(3) y(4) lg(2)y x =-.解:⑴ 要使式子有意义,x 必须满足210x -≠,由此解得1x ≠±,因此函数的定义域是(,1)(1,1)(1,)-∞--+∞ 。
⑵ 要使式子有意义,x 必须满足210,20 ,x x ⎧-≠⎨+≥⎩ 即1,2 ,x x ≠±⎧⎨≥-⎩因此函数的定义域是[2,1)(1,1)(1,)---+∞ 。
⑶ 要使式子有意义,x 必须满足2sin 0,160 ,x x ≥⎧⎨-≥⎩即2(21),4 4 ,k x k x ππ≤≤+⎧⎨-≤≤⎩因此函数的定义域是[4,][0,]ππ-- 。
⑷ 要使式子有意义,x 必须满足220,320 ,x x x ->⎧⎨+-≥⎩即2,1 3 ,x x <⎧⎨-≤≤⎩因此函数的定义域是[1,2)-2. 判断下列各组函数是否相同?(1) 2142x y x -=-,22y x =+;(2) 21lg y x =,22lg y x =,(3) ()sin 21y x =+,()sin 21u t =+; (4) ()1f x =, ()22sec tan g x x x =-.解:(1) 因为1y 的定义域是(,2)(2,)-∞+∞ ,但是2y 的定义域是R ,两个函数的定义域不同,所以两个函数不同。
(2) 因为1y 的定义域是(,0)(0,)-∞+∞ ,但是2y 的定义域是(0,)+∞,两个函数的定义域不同,所以两个函数不同。
(3) 两个函数的定义域相同,对应法则也相同,所以两个函数相同。
(4) 因为()f x 的定义域是R ,但是()g x 的定义域是,2x x k x R ππ⎧⎫≠+∈⎨⎬⎩⎭,两个函数的定义域不同,所以两个函数不同。
3. 若()232f x x x =-+,求()1f ,()1f x -. 解:()10f =,()221(1)3(1)256f x x x x x -=---+=-+4. 若()2132f x x x +=-+,求()f x , ()1f x -.解:令1x t +=.则1x t =-,从而()()()22131256f t t t t t =---+=-+,所以()256f x x x =-+,()21(1)5(1)6f x x x -=---+ 2712x x =-+。
5. 设1()1xf x x-=+,求()0f ,()f x -,1f x ⎛⎫ ⎪⎝⎭。
解:(0)1f =,1()1x f x x +-=-,1111()111x x f x x x--==++。
6. 设1,20,()1,02x x f x x x --≤<⎧=⎨+≤≤⎩,求f (-1), f (0), f (1), f (x -1).解: (1)112f -=--=-,(0)011f =+=,(1)112f =+=(1)1,210(1)(1)1,012x x f x x x ---≤-<⎧-=⎨-+≤-≤⎩2,11,13x x x x --≤<⎧=⎨≤≤⎩ 7.作出下列函数的图形:(1) 242x y x -=+; (2) 1y x =-; (3) ()1,02;0,0 2.x x f x x x ⎧-≤≤⎪=⎨<>⎪⎩或8. 某运输公司规定货物的吨公里运价为: 在a 公里以内,每公里k 元, 超过部分公里为34k 元. 求运价m 和里程s 之间的函数关系. 解:由题意可得,0,3(),4ks s a m ka k s a s a <≤⎧⎪=⎨+->⎪⎩,0,31,44ks s a ks ka s a <≤⎧⎪=⎨+>⎪⎩ 9.火车站收取行李费的规定如下:当行李不超过50千克时,按基本运费计算.如从上海到某地每千克以0.15元计算基本运费,当超过50千克时,超重部分按每千克0.25元收费.试求上海到该地的行李费y (元)与重量x (千克)之间的函数关系式,并画出函数的图像. 解:由题意可得0.15,050,0.15,050,0.15500.25(50),500.255,50x x x x y x x x x <≤<≤⎧⎧==⎨⎨⨯+->->⎩⎩习题1-21. 指出下列函数中哪些是奇函数,哪些是偶函数,哪些是非奇非偶函数?(1) ()3cos f x x x =; (2) 2x xe e y -+=;(3)sin cos y x x =+. (4) ()sin x x f x x e e -=+- 解:(1) ()3cos f x x x =的定义域是(,)-∞+∞,()()33()cos()cos f x x x x x f x -=--=-=- , ()f x ∴是奇函数。
(2) 2x xe e y -+=的定义域是(,)-∞+∞,()22x x x xe e e e ----++= , y ∴是偶函数。
⑶ sin cos y x x =+的定义域是(,)-∞+∞,()()y x y x -≠ ,且()()y x y x -≠-,y ∴既不是奇函数也不是偶函数。
(4) ()sin x x f x x e e -=+-的定义域是(,)-∞+∞,()()()sin()sin x x x x f x x e e x e e f x -----=-+-=-+-=- ,()f x ∴是奇函数。
2. 设下列函数的定义域均为,(,)a a -证明:(1) 两个奇函数的和仍为奇函数;两个偶函数的和仍为偶函数;(2) 两个奇函数的积是偶函数,一奇一偶的乘积为奇函数; (3) 任一函数都可表示为一个奇函数与一个偶函数的和. 证明:(1)设()f x 、()g x 是奇函数,令()()()F x f x g x =+,()f x 、()g x 是奇函数,即()(),()()f x f x g x g x -=--=-,()()()()[()][()()]()F x f x g x f x g x f x g x F x ∴-=-+-=-+-=-+=-,因此两个奇函数的和仍为奇函数。
设()f x 、()g x 是偶函数,令()()()F x f x g x =+,()f x 、()g x 是偶函数,即()(),()()f x f x g x g x -=-=,()()()()()()F x f x g x f x g x F x ∴-=-+-=+=,因此两个偶函数的和仍为偶函数。
(2) 设()f x 、()g x 是奇函数,令()()()F x f x g x =,()f x 、()g x 是奇函数,即()(),()()f x f x g x g x -=--=-,()()()[()][()]()()()F x f x g x f x g x f x g x F x ∴-=--=--==,因此两个奇函数的积为偶函数。
设()f x 是奇函数,()g x 是偶函数,令()()()F x f x g x =+,()f x 是奇函数,()g x 是偶函数,即()(),()()f x f x g x g x -=--=, ()()()()()()F x f x g x f x g x F x ∴-=--=-=-,因此一奇一偶的乘积为奇函数。
(3) 设()f x 是任一函数,令1()[()()]2g x f x f x =+-,1()[()()]2h x f x f x =--,11(){()[()]}[()()]()22g x f x f x f x f x g x -=-+--=-+= ,即()g x 是偶函数111(){()[()]}[()()][()()]()222h x f x f x f x f x f x f x h x -=----=--=---=-,即()h x 是奇函数,又 ()()()f x g x h x =+,∴任一函数都可表示为一个奇函数与一个偶函数的和。
3. 证明函数1xy x=-在(1,)+∞内是单调增加的函数.. 证明:在(1,)+∞内任取两点任取两点,,21x x 且,21x x <则)1)(1(11)()(2121221121x x x x x x x x x f x f ---=---=- 因为21,x x 是),1(∞+内任意两点,所以,01,0121<-<-x x又因为,021<-x x 故0)()(21<-x f x f ,即)()(21x f x f < 所以xxx f -=1)(在),1(+∞-内是单调增加的. 4. 设函数)(x f 是周期T 的周期函数,试求函数(23)f x +的周期. 解:因为)(x f 是周期T 的周期函数,所以(23)(23)f x T f x ++=+,即(2()3)(23)2T f x f x ++=+,因此(23)f x +的周期2T 。
5.已知函数)(x f 的周期为2,并且()0,10;,0 1.x f x x x -<<⎧=⎨≤≤⎩试在),(+∞-∞上作出函数()y f x =的图形.6.验证函数xx f 1)(=在开区间(0,1) 内无界,在开区间(1,2) 内有界.解:因为对任意0M >,存在01(0,1)1x M =∈+,使得0()1f x M M =+>,所以x x f 1)(=在开区间(0,1) 内无界。
因为12x <<,所以1112x <<,即1()12f x <<,因此()f x 在开区间(1,2) 内有界。
习题1-31. 求下列函数的反函数及其定义域: (1) 11xy x-=+; (2) 312x y +=; (3)221x x y =+; (4) 101011010x xx xy --+=+-.解:(1) 由11x y x -=+解得11yx y-=+,故所求反函数为11x y x -=+, 反函数的定义域为(,1)(1,)-∞--+∞ 。
(2) 由312x y +=解得31(log 1)3x y =-,故所求反函数为31(log 1)3y x =-, 反函数的定义域为(0,)+∞。
(3)由221x x y =+解得21xy y =-,可得2log 1y x y =-,故所求反函数为2log 1x y x =-,反函数的定义域为(0,1)。
(4) 由101011010x xx x y --+=+-解得222102*********x xx x x y -⨯⨯==--,可得1lg 22y x y =-, 故所求反函数为1lg 22xy x =-,反函数的定义域为(,0)(2,)-∞+∞ 。