這是高中數學一道應用指數函數的性質比較數的大小的問題。不過單單依據指數函數的性質還解不了這道題,這裡面還要結合到函數的奇函數和單調性,并用需要構造輔助函數。甚至還要用到高數中積的求導公式。題目是這樣的:
定義在R上的函數y=f(x-1)的圖像關于(1,0)對稱, 且當x∈(-∞,0)時, f(x) xf’(x)<0(其中f’(x)是f(x)的導函數).比較a,b,c的大小關系.
其中:a=3^0.3·f(3^0.3), b=log_π 3·f(log_π 3), c=log_3 (1/9)·f(log_3 (1/9)).
分析:觀察a,b,c的表達式,我們可以想到構造輔助函數g(x)=xf(x),然後求它的導數。這裡就要運用到高數中,積的求導公式:(uv)'=u'v uv',即積的導數等于各因數的導數分别乘以其它因數,再求和。
由g(x)的導數f(x) xf’(x)<0,x∈(-∞,0),就可以知道g在負區間上是減函數。
而y=f(x-1)的圖像關于(1,0)對稱, 所以f(x)關于(0,0)對稱,即f(x)是奇函數. 從而可以推知g(x)是一個偶函數。由偶函數的對稱性就可以知道g(x)在正區間上是增函數。而a,b,c分别是x=3^0.3,x=log_π 3和x=log_3 (1/9)的函數值,其中log_3 (1/9)<0,要利用g(x)偶函數的性質轉化成g(2)。再由三個自變量的大小關系,就可以知道a,b,c三個數的大小關系了。解題過程如下:
解:記g(x)=xf(x), 則g’(x)=f(x) xf’(x)<0, x∈(-∞,0), ∴g(x)在(-∞,0)是減函數.
∵y=f(x-1)的圖像關于(1,0)對稱, ∴f(x)是奇函數.
又g(-x)=-xf(-x)=xf(x)=g(x), ∴g(x)是偶函數.
∴g(x)在(0, ∞)是增函數.
a=3^0.3·f(3^0.3)= g(3^0.3), b=log_π 3·f(log_π 3)=g(log_π 3),
c=log_3 (1/9)·f(log_3 (1/9))=-2·f(-2)=g(-2)=g(2),
∵0<logπ3<1<30.3<2, ∴b<a<c.
題目就分解到這裡,如果有哪裡不夠嚴謹,甚至有出錯的地方,歡迎指正交流。
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