1.3

Понятие функции

[91/99%]
Показать
LaTeX
Задача 151

Определить область существования функции y=x31+xy=\dfrac {x^{3}}{1+x}.

?
Задача 152

Определить область существования функции y=3xx3y=\sqrt{3x-x^{3}}.

?
Задача 153

Определить область существования функции y=(x2)1+x1xy=(x-2)\sqrt{\dfrac {1+x}{1-x}}.

?
Задача 154

Определить область существования функции:

?
(а)

y=log(x24)y=\log (x^{2}-4);

(б)

y=log(x+2)+log(x2)y=\log (x+2)+\log (x-2).

Задача 155

Определить область существования функции y=sin(x)y=\sqrt{\sin (\sqrt{x})}.

?
Задача 156

Определить область существования функции y=cosx2y=\sqrt{\cos x^{2}}.

?
Задача 157

Определить область существования функции y=lg(sinπx)y=\lg \left(\sin \dfrac {\pi }{x}\right).

?
Задача 158

Определить область существования функции y=xsinπxy=\dfrac {\sqrt{x}}{\sin \pi x}.

?
Задача 159

Определить область существования функции y=arcsin2x1+xy=\arcsin \dfrac {2x}{1+x}.

?
Задача 160

Определить область существования функции y=arccos(2sinx)y=\arccos (2\sin x).

?
Задача 161

Определить область существования функции y=lg[cos(lgx)]y=\lg \left[\cos (\lg x)\right].

?
Задача 162

Определить область существования функции y=(x+x)xsin2πxy=(x+\left|x\right|)\sqrt{x\sin^{2}\pi x}.

?
Задача 163

Определить область существования функции y=ctgπx+arccos(2x)y=\ctg \pi x+\arccos (2^{x}).

?
Задача 164

Определить область существования функции y=arcsin(1x)+lg(lgx)y=\arcsin (1-x)+\lg (\lg x).

?
Задача 165

Определить область существования функции y=(2x)!y=(2x)!.

?
Задача 165.1

Определить область существования функции y=log2log3log4xy=\log_{2}\log_{3}\log_{4}x.

?
Задача 165.2

Определить область существования функции y=lgtgx4y=\sqrt[4]{\lg \tg x}.

?
Задача 165.3

Определить область существования функции y=sin2x+sin3xy=\sqrt{\sin 2x}+\sqrt{\sin 3x} (0x2π)(0 \leqslant x \leqslant 2\pi ).

?
Задача 166

Определить область существования и множество значений функции y=2+xx2y=\sqrt{2+x-x^{2}}.

?
Задача 167

Определить область существования и множество значений функции y=lg(12cosx)y=\lg (1-2\cos x).

?
Задача 168

Определить область существования и множество значений функции y=arccos2x1+x2y=\arccos \dfrac {2x}{1+x^{2}}.

?
Задача 169

Определить область существования и множество значений функции y=arcsin(lgx10)y=\arcsin \left(\lg \dfrac {x}{10}\right).

?
Задача 170

Определить область существования и множество значений функции y=(1)xy=(-1)^{x}.

?
Задача 171

В треугольник ABCABC, основание которого AC=bAC=b и высота BD=hBD=h, вписан прямоугольник KLMNKLMN, высота которого NM=xNM=x. Выразить периметр PP прямоугольника KLMNKLMN и его площадь SS как функции от xx. Построить графики функций P=P(x)P=P(x) и S=S(x)S=S(x).

?
Задача 172

В треугольнике ABCABC сторона AB=6AB=6 см, сторона AC=8AC=8 см и угол BAC=xBAC=x. Выразить BC=aBC=a и площадь ABC=SABC=S как функции переменной xx. Построить графики функций a=a(x)a=a(x) и S=S(x)S=S(x).

?
Задача 173

В равнобедренной трапеции ABCDABCD, основания которой AD=aAD=a и BC=bBC=b (a>b)(a>b), а высота HB=hHB=h, проведена прямая MNHBMN \parallel HB и отстоящая от вершины AA на расстоянии AM=xAM=x. Выразить площадь SS фигуры ABNMAABNMA как функцию переменной xx. Построить график функции: S=S(x)S=S(x).

?
Задача 174

На сегменте 0x10 \leqslant x \leqslant 1 оси OxOx равномерно распределена масса, равная 2 г, а в точках этой оси x=2x=2 и x=3x=3 находятся сосредоточенные массы по 1 г в каждой. Составить аналитическое выражение функции m=m(x)m=m(x) (<x<+)(-\infty < x < +\infty ), численно равной массе, находящейся в интервале (,x)(-\infty , x), и построить график этой функции.

?
Задача 175

Функция y=signxy=\operatorname {sign} x определяется следующим образом:

signx={1,если x<0;0,если x=0;1,если x>0. \operatorname {sign} x=\begin{cases} -1, & \text{если } x<0; \\ 0, & \text{если } x=0; \\ 1, & \text{если } x>0. \end{cases}

Построить график этой функции. Показать, что

x=xsignx. \left|x\right|=x\operatorname {sign} x.
?
Задача 176

Функция y=[x]y=\left[x\right] (целая часть числа xx) определяется следующим образом: если x=n+rx=n+r, где nn — целое число и 0r<10 \leqslant r < 1, то [x]=n\left[x\right]=n.

Построить график этой функции.

?
Задача 177

Пусть y=π(x)y=\pi (x) (x>0)(x>0) обозначает число простых чисел, не превышающих числа xx. Построить график этой функции для значений аргумента 0x200 \leqslant x \leqslant 20.

?
Задача 178

На какое множество EyE_{y} отображает множество ExE_{x} функция y=f(x)y=f(x), если y=x2y=x^{2}, Ex={1x2}E_{x}=\left\{ -1 \leqslant x \leqslant 2\right\}?

?
Задача 179

На какое множество EyE_{y} отображает множество ExE_{x} функция y=f(x)y=f(x), если y=lgxy=\lg x, Ex={10<x<1000}E_{x}=\left\{ 10<x<1000\right\}?

?
Задача 180

На какое множество EyE_{y} отображает множество ExE_{x} функция y=f(x)y=f(x), если y=1πarctgxy=\dfrac {1}{\pi }\arctg x, Ex={<x<+}E_{x}=\left\{ -\infty <x<+\infty \right\}?

?
Задача 181

На какое множество EyE_{y} отображает множество ExE_{x} функция y=f(x)y=f(x), если y=ctgπx4y=\ctg \dfrac {\pi x}{4}, Ex={0<x1}E_{x}=\left\{ 0<\left|x\right| \leqslant 1\right\}?

?
Задача 182

На какое множество EyE_{y} отображает множество ExE_{x} функция y=f(x)y=f(x), если y=xy=\left|x\right|, Ex={1x2}E_{x}=\left\{ 1 \leqslant \left|x\right| \leqslant 2\right\}?

?
Задача 183

Переменная xx пробегает интервал 0<x<10<x<1. Какое множество пробегает переменная yy, если y=a+(ba)xy=a+(b-a)x?

?
Задача 184

Переменная xx пробегает интервал 0<x<10<x<1. Какое множество пробегает переменная yy, если y=11xy=\dfrac {1}{1-x}?

?
Задача 185

Переменная xx пробегает интервал 0<x<10<x<1. Какое множество пробегает переменная yy, если y=x2x1y=\dfrac {x}{2x-1}?

?
Задача 186

Переменная xx пробегает интервал 0<x<10<x<1. Какое множество пробегает переменная yy, если y=xx2y=\sqrt{x-x^{2}}?

?
Задача 187

Переменная xx пробегает интервал 0<x<10<x<1. Какое множество пробегает переменная yy, если y=ctgπxy=\ctg \pi x?

?
Задача 188

Переменная xx пробегает интервал 0<x<10<x<1. Какое множество пробегает переменная yy, если y=x+[2x]y=x+\left[2x\right]?

?
Задача 189

Найти f(0)f(0), f(1)f(1), f(2)f(2), f(3)f(3), f(4)f(4), если f(x)=x46x3+11x26xf(x)=x^{4}-6x^{3}+11x^{2}-6x.

?
Задача 190

Найти f(1)f(-1), f(0,001)f(-0{,}001), f(100)f(100), если f(x)=lg(x2)f(x)=\lg (x^{2}).

?
Задача 191

Найти f(0,9)f(0{,}9), f(0,99)f(0{,}99), f(0,999)f(0{,}999), f(1)f(1), если f(x)=1+[x]f(x)=1+\left[x\right].

?
Задача 192

Найти f(2)f(-2), f(1)f(-1), f(0)f(0), f(1)f(1), f(2)f(2), если

f(x)={1+xпри <x0,2xпри 0<x<+. f(x)=\begin{cases} 1+x & \text{при } -\infty <x \leqslant 0, \\ 2^{x} & \text{при } 0<x<+\infty . \end{cases}
?
Задача 193

Найти f(0)f(0), f(x)f(-x), f(x+1)f(x+1), f(x)+1f(x)+1, f(1x)f\left(\dfrac {1}{x}\right), 1f(x)\dfrac {1}{f(x)}, если

f(x)=1x1+x. f(x)=\frac{1-x}{1+x}.
?
Задача 194

Найти значения xx, для которых: 1) f(x)=0f(x)=0; 2) f(x)>0f(x)>0; 3) f(x)<0f(x)<0, если:

?
(а)

f(x)=xx3f(x)=x-x^{3};

(б)

f(x)=sinπxf(x)=\sin \dfrac {\pi }{x};

(в)

f(x)=(x+x)(1x)f(x)=(x+\left|x\right|)(1-x).

Задача 195

Найти φ(x)=f(x+h)f(x)h\varphi (x)=\dfrac {f(x+h)-f(x)}{h}, если:

?
(а)

f(x)=ax+bf(x)=ax+b;

(б)

f(x)=x2f(x)=x^{2};

(в)

f(x)=axf(x)=a^{x}.

Задача 196

Пусть f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^{2}+bx+c. Показать, что

f(x+3)3f(x+2)+3f(x+1)f(x)0. f(x+3)-3f(x+2)+3f(x+1)-f(x) \equiv 0.
?
Задача 197

Найти целую линейную функцию f(x)=ax+bf(x)=ax+b, если f(0)=2f(0)=-2 и f(3)=5f(3)=5.

Чему равны f(1)f(1) и f(2)f(2) (линейная интерполяция)?

?
Задача 198

Найти целую рациональную функцию второй степени: f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^{2}+bx+c, если

f(2)=0,f(0)=1,f(1)=5. f(-2)=0, \quad f(0)=1, \quad f(1)=5.

Чему равны f(1)f(-1) и f(0,5)f(0{,}5) (квадратичная интерполяция)?

?
Задача 199

Найти целую рациональную функцию третьей степени:

f(x)=ax3+bx2+cx+d, f(x)=ax^{3}+bx^{2}+cx+d,

если f(1)=0f(-1)=0, f(0)=2f(0)=2, f(1)=3f(1)=-3, f(2)=5f(2)=5.

?
Задача 200

Найти функцию вида f(x)=a+bcxf(x)=a+bc^{x}, если f(0)=15f(0)=15, f(2)=30f(2)=30, f(4)=90f(4)=90.

?
Задача 201

Доказать, что если для линейной функции

f(x)=ax+b f(x)=ax+b

значения аргумента x=xnx=x_{n} (n=1,2,)(n=1,2,\ldots ) образуют арифметическую прогрессию, то соответствующие значения функции yn=f(xn)y_{n}=f(x_{n}) (n=1,2,)(n=1,2,\ldots ) образуют также арифметическую прогрессию.

?
Задача 202

Доказать, что если для показательной функции

f(x)=ax(a>0) f(x)=a^{x} \quad (a>0)

значения аргумента x=xnx=x_{n} (n=1,2,)(n=1,2,\ldots ) образуют арифметическую прогрессию, то соответствующие значения функции yn=f(xn)y_{n}=f(x_{n}) (n=1,2,)(n=1,2,\ldots ) образуют геометрическую прогрессию.

?
Задача 203

Пусть функция f(u)f(u) определена при 0<u<10<u<1. Найти области определения функций:

?
(а)

f(sinx)f(\sin x);

(б)

f(lnx)f(\ln x);

(в)

f([x]x)f\left(\dfrac {\left[x\right]}{x}\right).

Задача 204

Пусть f(x)=12(ax+ax)f(x)=\dfrac {1}{2}(a^{x}+a^{-x}) (a>0)(a>0). Показать, что

f(x+y)+f(xy)=2f(x)f(y). f(x+y)+f(x-y)=2f(x)f(y).
?
Задача 205

Пусть f(x)+f(y)=f(z)f(x)+f(y)=f(z). Определить zz, если:

?
(а)

f(x)=axf(x)=ax;

(б)

f(x)=1xf(x)=\dfrac {1}{x};

(в)

f(x)=arctgx(x<1)f(x)=\arctg x \quad (\left|x\right|<1);

(г)

f(x)=log1+x1xf(x)=\log \dfrac {1+x}{1-x}.

Задача 206

Найти φ[φ(x)]\varphi \left[\varphi (x)\right], ψ[ψ(x)]\psi \left[\psi (x)\right], φ[ψ(x)]\varphi \left[\psi (x)\right] и ψ[φ(x)]\psi \left[\varphi (x)\right], если φ(x)=x2\varphi (x)=x^{2} и ψ(x)=2x\psi (x)=2^{x}.

?
Задача 207

Найти φ[φ(x)]\varphi \left[\varphi (x)\right], ψ[ψ(x)]\psi \left[\psi (x)\right], φ[ψ(x)]\varphi \left[\psi (x)\right] и ψ[φ(x)]\psi \left[\varphi (x)\right], если φ(x)=signx\varphi (x)=\operatorname {sign} x и ψ(x)=1x\psi (x)=\dfrac {1}{x}.

?
Задача 208

Найти φ[φ(x)]\varphi \left[\varphi (x)\right], ψ[ψ(x)]\psi \left[\psi (x)\right], φ[ψ(x)]\varphi \left[\psi (x)\right] и ψ[φ(x)]\psi \left[\varphi (x)\right], если

φ(x)={0при x0,xпри x>0иψ(x)={0при x0,x2при x>0. \varphi (x)=\begin{cases} 0 & \text{при } x \leqslant 0, \\ x & \text{при } x>0 \end{cases} \quad \text{и} \quad \psi (x)=\begin{cases} 0 & \text{при } x \leqslant 0, \\ -x^{2} & \text{при } x>0. \end{cases}
?
Задача 209

Найти f[f(x)]f\left[f(x)\right], f{f[f(x)]}f\left\{ f\left[f(x)\right]\right\}, если

f(x)=11x. f(x)=\frac{1}{1-x}.
?
Задача 210

Пусть fn(x)=f(f(f(x)))n разf_{n}(x)=\underbrace{f\left(f\left(\ldots f(x)\right)\right)}_{n \text{ раз}}. Найти fn(x)f_{n}(x), если

f(x)=x1+x2. f(x)=\frac{x}{\sqrt{1+x^{2}}}.
?
Задача 211

Найти f(x)f(x), если f(x+1)=x23x+2f(x+1)=x^{2}-3x+2.

?
Задача 212

Найти f(x)f(x), если f(x+1x)=x2+1x2f\left(x+\dfrac {1}{x}\right)=x^{2}+\dfrac {1}{x^{2}} (x2)(\left|x\right| \geqslant 2).

?
Задача 213

Найти f(x)f(x), если f(1x)=x+1+x2f\left(\dfrac {1}{x}\right)=x+\sqrt{1+x^{2}} (x>0)(x>0).

?
Задача 213.1

Найти f(x)f(x), если f(xx+1)=x2f\left(\dfrac {x}{x+1}\right)=x^{2}.

?
Задача 214

Доказать, что функция f(x)=x2f(x)=x^{2} является монотонно возрастающей в промежутке 0x<+0 \leqslant x<+\infty.

?
Задача 215

Доказать, что функция f(x)=sinxf(x)=\sin x является монотонно возрастающей в промежутке π2xπ2-\dfrac {\pi }{2} \leqslant x \leqslant \dfrac {\pi }{2}.

?
Задача 216

Доказать, что функция f(x)=tgxf(x)=\tg x является монотонно возрастающей в промежутке π2<x<π2-\dfrac {\pi }{2}<x<\dfrac {\pi }{2}.

?
Задача 217

Доказать, что функция f(x)=2x+sinxf(x)=2x+\sin x является монотонно возрастающей в промежутке <x<+-\infty <x<+\infty.

?
Задача 218

Доказать, что функция f(x)=x2f(x)=x^{2} является монотонно убывающей в промежутке <x0-\infty <x \leqslant 0.

?
Задача 219

Доказать, что функция f(x)=cosxf(x)=\cos x является монотонно убывающей в промежутке 0xπ0 \leqslant x \leqslant \pi.

?
Задача 220

Доказать, что функция f(x)=ctgxf(x)=\ctg x является монотонно убывающей в промежутке 0<x<π0<x<\pi.

?
Задача 221

Исследовать на монотонность следующие функции:

?
(а)

f(x)=ax+bf(x)=ax+b;

(б)

f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^{2}+bx+c;

(в)

f(x)=x3f(x)=x^{3};

(г)

f(x)=ax+bcx+df(x)=\dfrac {ax+b}{cx+d};

(д)

f(x)=ax(a>0)f(x)=a^{x} \quad (a>0).

Задача 222

Можно ли почленно логарифмировать неравенство?

?
Задача 223

Пусть φ(x)\varphi (x), ψ(x)\psi (x) и f(x)f(x) — монотонно возрастающие функции. Доказать, что если

φ(x)f(x)ψ(x), \varphi (x) \leqslant f(x) \leqslant \psi (x),

то

φ[φ(x)]f[f(x)]ψ[ψ(x)]. \varphi \left[\varphi (x)\right] \leqslant f\left[f(x)\right] \leqslant \psi \left[\psi (x)\right].
?
Задача 224

Определить обратную функцию x=φ(y)x=\varphi (y) и ее область существования, если y=2x+3y=2x+3 (<x<+)(-\infty <x<+\infty ).

?
Задача 225

Определить обратную функцию x=φ(y)x=\varphi (y) и ее область существования, если y=x2y=x^{2}:

?
(а)

<x<0-\infty <x<0;

(б)

0x<+0 \leqslant x<+\infty.

Задача 226

Определить обратную функцию x=φ(y)x=\varphi (y) и ее область существования, если y=1x1+xy=\dfrac {1-x}{1+x} (x1)(x \neq -1).

?
Задача 227

Определить обратную функцию x=φ(y)x=\varphi (y) и ее область существования, если y=1x2y=\sqrt{1-x^{2}}:

?
(а)

1x0-1 \leqslant x \leqslant 0;

(б)

0x10 \leqslant x \leqslant 1.

Задача 228

Определить обратную функцию x=φ(y)x=\varphi (y) и ее область существования, если y=shxy=\sh x, где shx=12(exex)\sh x=\dfrac {1}{2}(e^{x}-e^{-x}) (<x<+)(-\infty <x<+\infty ).

?
Задача 229

Определить обратную функцию x=φ(y)x=\varphi (y) и ее область существования, если y=thxy=\th x, где thx=exexex+ex\th x=\dfrac {e^{x}-e^{-x}}{e^{x}+e^{-x}} (<x<+)(-\infty <x<+\infty ).

?
Задача 230

Определить обратную функцию x=φ(y)x=\varphi (y) и ее область существования, если

y={x,если <x<1;x2,если 1x4;2x,если 4<x<+. y=\begin{cases} x, & \text{если } -\infty <x<1; \\ x^{2}, & \text{если } 1 \leqslant x \leqslant 4; \\ 2^{x}, & \text{если } 4<x<+\infty . \end{cases}
?
Задача 231

Функция f(x)f(x), определенная в симметричном интервале (l,l)(-l,l), называется четной, если

f(x)f(x); f(-x) \equiv f(x);

и нечетной, если

f(x)f(x). f(-x) \equiv -f(x).

Определить, какие из данных функций f(x)f(x) являются четными, а какие нечетными:

?
(а)

f(x)=3xx3f(x)=3x-x^{3};

(б)

f(x)=(1x)23+(1+x)23f(x)=\sqrt[3]{(1-x)^{2}}+\sqrt[3]{(1+x)^{2}};

(в)

f(x)=ax+ax(a>0)f(x)=a^{x}+a^{-x} \quad (a>0);

(г)

f(x)=ln1x1+xf(x)=\ln \dfrac {1-x}{1+x};

(д)

f(x)=ln(x+1+x2)f(x)=\ln \left(x+\sqrt{1+x^{2}}\right).

Задача 232

Доказать, что всякую функцию f(x)f(x), определенную в симметричном интервале (l,l)(-l,l), можно представить в виде суммы четной и нечетной функций.

?
Задача 233

Функция f(x)f(x), определенная на множестве EE, называется периодической, если существует число T>0T>0 (период функции — в широком смысле слова!) такое, что

f(x±T)f(x)при xE. f(x \pm T) \equiv f(x) \quad \text{при } x \in E.

Выяснить, какие из данных функций являются периодическими, и определить наименьший период их, если:

?
(а)

f(x)=Acosλx+Bsinλxf(x)=A\cos \lambda x+B\sin \lambda x;

(б)

f(x)=sinx+12sin2x+13sin3xf(x)=\sin x+\dfrac {1}{2}\sin 2x+\dfrac {1}{3}\sin 3x;

(в)

f(x)=2tgx23tgx3f(x)=2\tg \dfrac {x}{2}-3\tg \dfrac {x}{3};

(г)

f(x)=sin2xf(x)=\sin^{2}x;

(д)

f(x)=sinx2f(x)=\sin x^{2};

(е)

f(x)=tgxf(x)=\sqrt{\tg x};

(ж)

f(x)=tgxf(x)=\tg \sqrt{x};

(з)

f(x)=sinx+sin(x2)f(x)=\sin x+\sin (x\sqrt{2}).

Задача 234

Доказать, что для функции Дирихле

χ(x)={1,если x рационально,0,если x иррационально, \chi (x)=\begin{cases} 1, & \text{если } x \text{ рационально}, \\ 0, & \text{если } x \text{ иррационально}, \end{cases}

периодом является любое рациональное число.

?
Задача 235

Доказать, что сумма и произведение двух периодических функций, которые определены на общем множестве и периоды которых соизмеримы, есть функции также периодические.

?
Задача 235.1

Функция f(x)f(x) называется антипериодической, если

f(x+T)f(x)(T>0). f(x+T) \equiv -f(x) \quad (T>0).

Доказать, что f(x)f(x) — периодическая с периодом 2T2T.

?
Задача 236

Доказать, что если для функции f(x)f(x) (<x<+)(-\infty <x<+\infty ) выполнено равенство f(x+T)=kf(x)f(x+T)=kf(x), где kk и TT — положительные постоянные, то f(x)=axφ(x)f(x)=a^{x}\varphi (x), где aa — постоянная, а φ(x)\varphi (x) — периодическая функция с периодом TT.

?