高考數(shù)學(xué)備考沖刺之易錯點(diǎn)點(diǎn)睛系列專題 函數(shù)教師版
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1、 高考數(shù)學(xué)精品復(fù)習(xí)資料 2019.5 函數(shù) 一、高考預(yù)測 本部分內(nèi)容的主要考點(diǎn)是:函數(shù)的表示方法、分段函數(shù)、函數(shù)的定義域和值域、函數(shù)的單調(diào)性、函數(shù)的奇偶性、本部分在高考試卷中一般以選擇題或填空題的形式出現(xiàn),考查的重點(diǎn)是函數(shù)的性質(zhì)和圖象的應(yīng)用,重在檢測考生對該部分的基礎(chǔ)知識和基本方法的掌握程度.復(fù)習(xí)該部分以基礎(chǔ)知識為主,注意培養(yǎng)用函數(shù)性質(zhì)和函數(shù)圖象分析問題和解決問題的能力.二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)是中學(xué)數(shù)學(xué)的重要函數(shù)模型,也是函數(shù)內(nèi)容的主體部分,因此是高考重點(diǎn)考查的對象,在每年的高考試題中都會涉及到對這幾種函數(shù)模型的考查
2、,既有可能在選擇題、填空題中出現(xiàn),也有可能在解答題中出現(xiàn),從難度上看,容易題、中檔題、難題均有可能出現(xiàn),以考查這些函數(shù)的圖象與性質(zhì)為主,同時還經(jīng)常將對這些內(nèi)容的考查與其他知識融合在一起,體現(xiàn)知識點(diǎn)的交匯. 二、知識導(dǎo)學(xué) 要點(diǎn)1:函數(shù)三要素 定義域的求法:當(dāng)函數(shù)是由解析式給出時,求函數(shù)的定義域,就是由函數(shù)的解析式中所有式子都有意義的自變量x組成的不等式(組)的解集;當(dāng)函數(shù)是由具體問題給出時,則不僅要考慮使解析式有意義,還應(yīng)考慮它的實(shí)際意義. 求函數(shù)值域的常用方法 :觀察法、不等式法、圖象法、換元法、單調(diào)性法等. 函數(shù)的表示法:函數(shù)的表示法:解析法、圖象法和列表法.當(dāng)一個函數(shù)在定義域的不
3、同區(qū)間上具有不同的對應(yīng)關(guān)系時,在不同的定義域區(qū)間上的函數(shù)解析式也不同,就要用分段函數(shù)來表示.分段函數(shù)是一個函數(shù). 要點(diǎn)2.函數(shù)的圖象 1.解決該類問題要熟練掌握基本初等函數(shù)的圖象和性質(zhì),善于利用函數(shù)的性質(zhì)來作圖,要合理利用圖象的三種變換.2.在研究函數(shù)性質(zhì)特別是單調(diào)性、最值、零點(diǎn)時,要注意用好其與圖象的關(guān)系、結(jié)合圖象研究. 要點(diǎn)3.函數(shù)的性質(zhì) (1)函數(shù)的奇偶性:緊扣函數(shù)奇偶性的定義和函數(shù)的定義域區(qū)間關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對稱、函數(shù)圖象的對稱性等對問題進(jìn)行分析轉(zhuǎn)化,特別注意“奇函數(shù)若在x=0處有定義,則一定有f(0)=0,偶函數(shù)一定有f(|x|)=f(x)”在解題中的應(yīng)用. (2)函數(shù)的單調(diào)性
4、:一是緊扣定義;二是充分利用函數(shù)的奇偶性、函數(shù)的周期性和函數(shù)圖象的直觀性進(jìn)行分析轉(zhuǎn)化.函數(shù)的單調(diào)性往往與不等式的解、方程的解等問題交匯,要注意這些知識的綜合運(yùn)用. 要點(diǎn)4.二次函數(shù) 1.求二次函數(shù)在某段區(qū)間上的最值時,要利用好數(shù)形結(jié)合, 特別是含參數(shù)的兩種類型:“定軸動區(qū)間,定區(qū)間動軸”的問題,抓住“三點(diǎn)一軸”,三點(diǎn)指的是區(qū)間兩個端點(diǎn)和區(qū)間中點(diǎn),一軸指的是對稱軸. 2.注意三個“二次”的相互轉(zhuǎn)化解題 3.二次方程實(shí)根分布問題,抓住四點(diǎn):“開口方向、判別式Δ、對稱軸位置、區(qū)間端點(diǎn)函數(shù)值正負(fù).” 要點(diǎn)5.指數(shù)函數(shù)與對數(shù)函數(shù) 1.利用指數(shù)函數(shù)與對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)比較大小 (1)底數(shù)相同
5、,指數(shù)不同的冪用指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)行比較; 底數(shù)相同,真數(shù)不同的對數(shù)值用對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)行比較.(2)底數(shù)不同、指數(shù)也不同,或底數(shù)不同、真數(shù)也不同的兩個數(shù),可以引入中間量或結(jié)合圖象進(jìn)行比較. 2.對于含參數(shù)的指數(shù)、對數(shù)問題,在應(yīng)用單調(diào)性時,要注意對底數(shù)進(jìn)行討論,解決對數(shù)問題時,首先要考慮定義域,其次再利用性質(zhì)求解. 要點(diǎn)6.函數(shù)模型的實(shí)際應(yīng)用 解決函數(shù)模型的實(shí)際應(yīng)用題,首先應(yīng)考慮該題考查的是何種函數(shù),并要注意定義域,然后結(jié)合所給模型,列出函數(shù)關(guān)系式,最后結(jié)合其實(shí)際意義作出解答.明確下面的基本解題步驟是解題的必要基礎(chǔ): →→→ 要點(diǎn)7.函數(shù)零點(diǎn) 1.函數(shù)零點(diǎn)(方程的根)的確定問題,
6、常見的類型有(1)零點(diǎn)或零點(diǎn)存在區(qū)間的確定;(2)零點(diǎn)個數(shù)的確定;(3)兩函數(shù)圖象交戰(zhàn)的橫坐標(biāo)或有幾個交點(diǎn)的確定;解決這類問題的常用方法有:解方程法、利用零點(diǎn)存在的判定或數(shù)形結(jié)合法,尤其是那些方程兩端對應(yīng)的函數(shù)類型不同的方程多以數(shù)形結(jié)合法求解。 2.函數(shù)零點(diǎn)(方程的根)的應(yīng)用問題,即已知函數(shù)零點(diǎn)的存在情況求參數(shù)的值或取值范圍問題,解決該類問題關(guān)鍵是利用函數(shù)方程思想或數(shù)形結(jié)合思想,構(gòu)建關(guān)于參數(shù)的方程或不等式求解。 3.用二分法求函數(shù)零點(diǎn)近似值,用二分法求函數(shù)零點(diǎn)近似值的步驟(1)確定區(qū)間[a,b],驗(yàn)證f(a)f(b)<0,給定精確度;(2)求區(qū)間(a,b)的中點(diǎn);(3)計(jì)算f();①當(dāng)f(
7、)=0,則就是函數(shù)的零點(diǎn);②若f(a)f()<0,則令b=(此時零點(diǎn)),③若f()f(b)<0,則令a=(此時零點(diǎn))。(4)判斷是否達(dá)到其精確度,則得零點(diǎn)近似值,否則重復(fù)以上步驟。 三、易錯點(diǎn)點(diǎn)睛 命題角度1 函數(shù)的定義域和值域 1.對定義域Df、Dg的函數(shù)y=f(x),y=g(x),規(guī)定:函數(shù)h(x)= (1)若函數(shù)f(x)=,g(x)=x2,寫出函數(shù)h(x)的解析式; (2)求問題(1)中函數(shù)h(x)的值域. [考場錯解] (1)∵f(x)的定義域Df為(-∞,1)∪(1,+∞),g(x)的定義域Dg為R. ∴h(x)= (2)當(dāng)x≠1時,h(x)==x-1
8、++2≥4.或h(x)= ∈(-∞,0)∪(0,+∞). ∴h(x)的值域?yàn)?4,+∞),當(dāng)x=1時,h(x)=1.綜合,得h(x)的值域?yàn)閧1}∪[4,+∞]. [專家把脈] 以上解答有兩處錯誤:一是當(dāng)x∈Df但xDg時,應(yīng)是空集而不是x≠1.二是求h(x)的值域時,由x≠1求h(x)=x-1++2的值域應(yīng)分x>1和x<1兩種情況的討論. [對癥下藥] (1)∵f(x)的定義域Df=(-∞,1)∪(1,+∞)g(x)的定義域是Dg=(-∞,+∞).所以,h(x)= ∴≤a≤1或a≤-2.故當(dāng)BA時,實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-∞,-2)∪[,1]. [專家把脈] 由函
9、數(shù)的概念知函數(shù)的定義域?yàn)榉强占?,所以錯解中a=1時B= ,說明函數(shù)不存在, 因此 a=1不適合. [對癥下藥] (1)由2-≥0,得≥0,∴x<-1或x≥1.即A=(-∞,-1)∪[1,+∞]. (2)由(x-a-1)(2a-x)>0,得(x-a-1)(x-2a)<0, 當(dāng)a=1時,B= ,∵定義域?yàn)榉强占希郺≠1.當(dāng) a<1時,a+1>2a,∴B=(2a,a+1),∵BA, ∴2a≥1或a+1≤-1,即a≥或a≤-2.而a<1,∴≤a≤1或a≤-2, 故當(dāng)BA時,實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-∞,-2)∪[,1]. 3.記函數(shù)f(x)=lg(2x-3)的定義域?yàn)榧螹,函數(shù)g
10、(x)=的定義域?yàn)榧螻.求集合M,N; 集合M∩N.M∪N. [考場錯解] (1)由2x-3>0解得x>.∴M={x|x>}.由1-≥0 得x-1≤x-3∴-1≤-3.∴N= . (2)∴M∩N=.M∪N={x|x>}. [專家把脈] 求集合N時解不等式1-≥0兩邊同乘以(x-1)不等號不改變方向,不符合不等式性質(zhì),應(yīng)先移項(xiàng)化為≥0的形式再轉(zhuǎn)化為有理不等式,求解,另外定義域不可能為非空集合.∴N=顯然是錯誤的. [對癥下藥] (1)由2x-3>0,得x>.∴M={x|x>}.由1-≥0得 ∴x≥3或x<1.∴N={x|x≥3或x<1}. (2)∴M∩N={x|
11、x>}∩{x|x≥3或x>1}={x|x≥3}.M∪N={x|x>}∪{x|x≥3或x>1}={x|x>或x<1}. 4.若集合M={y|y=2-x},P={y|y=},則M∩P等于 ( ) A.{y|y>1} B.{y|y≥1} C.{y|y>0} D.{y|y≥0} [考場錯解] 選A或B [專家把脈]錯誤地認(rèn)為是求函數(shù)y=2-x和y=的定義域的交集.實(shí)際上是求兩函數(shù)的值域的交集. [對癥下藥] ∵集合中的代表元素為y,∴兩集合表示兩函數(shù)的值域,又∴M={y|y=2-x}={y|y>0},P={y|y=}={y|y≥
12、0}.∴M∩P={y|y>0},故選C. 專家會診1。對于含有字母的函數(shù)求定義域或已知其定義域求字母參數(shù)的取值范圍,必須對字母酌取值情況進(jìn)行討論,特別注意定義域不能為空集。2.求函數(shù)的值域,不但要重視對應(yīng)法則的作用,而且要特別注意定義域?qū)χ涤虻闹萍s作用. 命題角度2 函數(shù)單調(diào)性的應(yīng)用 1.已知a≥0,且函數(shù)f(x)=(x2-2ax)ex在[-1,1]上是單調(diào)函數(shù),求a的取值范圍. [考場錯解] ∵f′(x)=ex(x2-2ax)+ex(2x-2a)=ex[x2+2(1-a)x-2a] 又∵f(x)在[-1,1]上是單調(diào)函數(shù),f′(x)≥0在[-1,1]上恒成立.即 ex
13、[x2+2(1-a)x-2a≥0在[-1,1]上恒成立. ∵ex>0,g(x)=x2+2(1-a)x-2a≥0在[-1,1]上恒成立.即或△=4(1-a)2+8a<0或 解得:a∈.故f(x)在[-1,1]上不可能為單調(diào)函數(shù). [專家把脈] 上面解答認(rèn)為f(x)為單調(diào)函數(shù),f(x)就只能為單調(diào)增函數(shù),其實(shí)f(x)還有可能為單調(diào)減函數(shù),因此應(yīng)令f′(x)≥0或f′(x)≤0在[-1,1]上恒成立. [對癥下藥] f′(x)=ex(x2-2ax)+ex(2x-2a)=ex[x2+2(1-a)x-2a] ∵f(x)在[-1,1]上是單調(diào)函數(shù).(1)若f(x)在[-1,1]
14、上是單調(diào)遞增函數(shù). 則f′(x)≥0在[-1,1]上恒成立,即ex[x2+2(1-a)x-2a]≥0在[-1,1]上恒成立.∵ex>0.∴g(x)=x2+2(1-a)x-2a≥0在[-1,1]上恒成立,則有或△=4(1-a)2+8a<0或 解得,a∈. (2)若f(x)在[-1,1]上是單調(diào)遞減函數(shù),則f′(x)≤0在[-1,1]上恒成立. ∴ex[x2+2(1-a)x-2a]≤0在[-1,1]上恒成立. ∵ex>0.∴h(x)=x2+2(1-a)x-2a≤0在[-1,1]上恒成立.則有∴當(dāng)a∈[,+∞]時,f(x)在[-1,1]上是單調(diào)函數(shù). 2.已知函數(shù)f(
15、x)=ax+(a>1) (1)證明:函數(shù)f(x)在(-1,+∞)上為增函數(shù); (2)用反證法證明方程f(x)=0沒有負(fù)數(shù)根.
[考場錯解] (1)設(shè)-1<x1<x2,f(x2)-f(x1)=ax2+ax2-ax1+>0.
∴f(x)在(-1,+∞)上是增函數(shù).
(2)設(shè)x0為方程f(x)=0的負(fù)數(shù)根,則有ax0+=0.即ax0==-1+, ①
∵x0≠-1,∴當(dāng)-1
16、)>f(x1).而只是象征性地令f(x2)-f(x1)>0這是許多學(xué)生解這類題的一個通?。?2)問錯在把第(1)問的條件當(dāng)成第(2)問的條件,因而除了上述證明外,還需證明x0<-1時,方程也沒有負(fù)根.
[對癥下藥] (1)設(shè)-1
17、=-1+
顯然x0≠-1, 當(dāng)0>x0>-1時,1>x0+1>0,>3,-1+>2.而
18、≥0 a≥.綜合得a∈[,1].當(dāng)a>1時,x3-ax>0在(-,0)上不可能成立. 函數(shù),不能說 f(x)在(a,b)∪(c,d)上一定是增(減)函數(shù). 3.設(shè)函數(shù)y=f(u),u=g(x)都是單調(diào)函數(shù),那么復(fù)合函數(shù)y=f[g(x)]在其定義域上也是單調(diào)函數(shù).若y=f(u)與u=g(x)的單調(diào)性相同,則復(fù)合函數(shù)y=f[g(x)]是增函數(shù);若y=f(u),u=g(x)的單調(diào)性相反,則復(fù)合函數(shù)y=f[g(x)]是減函數(shù).列出下表以助記憶. y=f(u) u=g(x) y=f[g(x)] ↗ ↗ ↗ ↗ ↘ ↘ ↘ ↘ ↗ ↘ ↗ ↘ 上述規(guī)律可概括為“同
19、性則增,異性則減”. 命題角度3 函數(shù)的奇偶性和周期性的應(yīng)用 1.定義在R上的偶函數(shù)f(x)滿足f(x)=f(x+2),當(dāng)x∈ [3,4]時,f(x)=x-2.則 ( ) A.f(sin)<f(cos) B.f(sin)>f(cos) C.f(sin1)<f(cos1) D.f(sin)<f(cos) [考場錯解] A 由f(x)=f(x+2)知T=2為f(x)的一個周期.設(shè)x∈[-1,0]知x+4∈[3,4] ∴f(x)=f(x+4)=x+4-2=x+2.∴f(x)在[-1,0]上是增函數(shù)又f(x)為偶函數(shù).∴f(x)=f(-x)
20、∴x∈[0,1]時,f(x)=x+2,即f(x)在[0,1]上也是增函數(shù).又∵sin<cosf(sin)<f(cos).
[專家把脈] 上面解答錯在由f(x)=f(-x)得f(x)=x+2這一步上,導(dǎo)致錯誤的原因主要是對偶函數(shù)圖像不熟悉.
[對癥下藥] C 由f(x)=f(x+2)知T=2為f(x)的一個周期,設(shè)x∈[-1,0],知x+4∈[3,4]
∴f(x)=f(x+4)=x+4-2=x+2. ∴f(x)在[-1,0]上是增函數(shù).又∵f(x)為偶函數(shù),∴f(x)的圖像關(guān)于y軸對稱. ∴f(x)在[0,1]上是減函數(shù).
A:sin 21、)>f(cos) B:sin>cosf(sin)>f(cos).
C:sin1>cos1f(sin1) 22、x)在[0,+∞]上仍是減函數(shù),導(dǎo)致答案選錯.
[對癥下藥] D ∵f(x)是偶函數(shù),∴f(-x)=f(x)=f(|x|).∴f(x)<0.f(|x|)<f(2).又∵f(x)在(-∞,0)上是減函數(shù),∴f(x)在[0,+∞]上是增函數(shù),|x|<2-2 23、=0. ∴f(x)+f(x-1)=0
∴f(5)+f(4)=0.f(3)+f(2)=0.f(1)+f(0)=0.∴f(5)+f(4)+f(3)+f(2)+f(1)=-f(0)
[專家把脈] 上面解答忽視了奇函數(shù)性質(zhì)的運(yùn)用.即f(x)在x=0處有定義f(0)=0.
[對癥下藥] 填0 依題意f(-x)=-f(x).f(x)=f(1-x).∴f(-x)=-f(1-x) 即f(-x)+f(1-x)= 0 f(x)+f(x-1)=0 ∴f(5)+f(4)=0,f(3)+f(2)=0.f(1)+f(0)=0.又∵f(x)在x=0處有定義,∴f(0)=0∴f(5)+f(4)+ 24、f(3)+f(2)+f(1)=f(1)=-f(0)=O.
4.設(shè)函數(shù)f(x)在(-∞,+∞)上滿足f(2-x)=f(2+x).f(7-x)=f(7+x),且在閉區(qū)間[0,7]上,只有f(1)=f(3)=0. (1)試判斷函數(shù)y=f(x)的奇偶性; (2)試求方程f(x)=0在閉區(qū)間[-2005,2005]上根的個數(shù),并證明你的結(jié)論.
[考場錯解] 依題意f(x)=f(4-x).f(x)=f(14-x).∴f(4-x)=f(14-x),∴f(x)=f(x+10)∴f(x)是以 10為周期的函數(shù),f(3)=0.∴f(-3)=f(7)=0.∴f(3)=f(-3)=-f(3).∴f(x 25、)既是奇函數(shù)又是偶函數(shù).
(2)由(1)知f(x)是周期為10的周期函數(shù),又f(3)=f(1)=0,∴f(11)=f(13)=f(-)=f(-9)=0.
故f(x)在[0,10]上有兩個解,從而可知函數(shù)y=f(x)在[0,2005]上有401個解.[-2005,0]上有401個解,所以函數(shù)丁y=f(x)在[-2005,2005]上有802個解.
[專家把脈] (1)對題意理解錯誤,題設(shè)中“在閉區(qū)間[0,7]上,只有f(1)=f(3)=0”說明除了f(1)、f(3)等于 0外再不可能有f(7)=0.(2)因f(x)在R上既不是奇函數(shù),又不是偶函數(shù).不能認(rèn)為x∈[0 26、,10],[-10,0]上各有兩個解,則認(rèn)為在[0,2005]與在[-2005,0]上解的個數(shù)相同是錯誤的,并且f(x)=0在[0,2005]上解的個數(shù)不是401個,而是402個.
反函數(shù).當(dāng)a∈[2,+∞).對稱軸x=a在區(qū)間[1,2]的右側(cè),∴f(x)在 [1,2]上是減函數(shù).∴f(x)存在反函數(shù).
[專家把脈] 上面解答只能說明A或B是f(x)存在反函數(shù)的充分條件,并不是充要條件.
[對癥下藥] ∵一個函數(shù)在某區(qū)間上存在反函數(shù)的充要條件是此函數(shù)在這個區(qū)間上是單調(diào)函數(shù).
∴對稱軸x=a不應(yīng)在(1,2)內(nèi),∴a≤1或a≥2.故選C.
2. y=(1≤x≤2)的 27、反函數(shù)是 ( )
A.y=1+(-1≤x≤1) B.y=1+(0≤x≤1)
C.y=1-(-1≤x≤1) D.y=1-(0≤x≤1)
[考場錯解] C ∵y2=2x-x2.∴(x-1)2=1-y2.∴x-1=-,∴x=1-.x、y對換得y=1- 又1-x2≥0.∴-1≤x≤1.因而f(x)的反函數(shù)為y=1-(-1≤x≤1).
[專家把脈] 上面解答有兩處錯誤(一)∵1≤x≤2,∴x-1≥0.由(x-1)2=1-y2開方取“正號”而不是取“負(fù)號”;(二)反函數(shù)的定義域應(yīng)通過求原函數(shù)的值域而得到,而不是由反函數(shù)解析式確定.
[ 28、對癥下藥] B 由y=(x-1)2=1-y2.∴x∈[1,2]x-1∈[0,+∞].
∴x-1==1+.x、y對換得y=1+ 又∵y=(1≤x≤2).
∴0≤y≤1即原函數(shù)值域?yàn)閇0,1].所以反函數(shù)為y=1-(0≤x≤1).選B.
3. 設(shè)f-1(x)是函數(shù)f(x)=(ax-a-x)(a>1)的反函數(shù),則使f-1(x)>1成立的x的取值范圍為 ( )
A.(,+∞) B.(-∞,) C.(,a) D.(a,+∞)
[考場錯解] C ∵y= (ax-a-x),∴a2x-2yax-1=0.a(chǎn)x==y+.∴x=loga(y+),x 29、、y對換.∴f-1(x)=loga(x+)(x∈R)又∵f-1(x)>1,∴l(xiāng)oga(x+)>1x +>a. >a-x∴ 30、1時,f(x)=(ax-a-x)的值域,∴f(x)=(ax-a-x)在R上單調(diào)遞增.∴f(x)>(a-)=.選A.
4. 設(shè)函數(shù)f(x)的圖像關(guān)于點(diǎn)(1,2)對稱,且存在反函數(shù)f-1(x),f(4)=0,f-1(4)=________.
[考場錯解] 填0 ∵y=f(x)的圖像關(guān)于點(diǎn)(1,2)對稱,又∵f(4)=0,∴f(0)=4,∴f-1(4)=0
[專家把脈] 上面解答錯在由圖像過點(diǎn)(4,0)得到圖像過點(diǎn)(4,0)上,因?yàn)閒(x)圖像關(guān)于點(diǎn)(1,2)對稱不是關(guān)于y=x對稱,因此應(yīng)找出圖像過點(diǎn)(-2,4)是關(guān)鍵.
[對癥下藥] 填-2.
解 31、法1 ∵f(4)=0,∴f(x)的圖像過點(diǎn)(4,0).又∵f(x)的圖像關(guān)于點(diǎn)(1,2)對稱,∴f(x)的圖像過點(diǎn) (2-4,4-0)即(-2,4).∴f(-2)=4.∴f-1(4)=-2.
解法2 設(shè)y=f(x)上任一點(diǎn)P(x、y)關(guān)于點(diǎn)(1,2)對稱的點(diǎn)為P′(2-x,4-y).依題意4-y=f(2-x),∴4-f(x)=f(2-x)f(x)+f(2-x)=4.令x=4.∴f(4) +f(-2)=4.又f(4)=0,∴f(-2)=4.∴f-1(4)=-2.
專家會診 1.求反函數(shù)時必須注意:(1)由原解析式解出x=f-1(y),如求出的x不唯一,3x2-2x在(-1,1)上恒成立. 32、 設(shè)g(x)=3x2-2x=3(x-)2-.∵對稱軸為x=.∴g(x) 33、值不大于,又當(dāng)x∈時,f(x)≥.
(1)求a的值; (2)設(shè)0 34、癥下藥] (1)由于f(x)=ax-x2=-(x-)2+
∴f(x)的最大值為.∴≤,即a2≤1.∴-1≤a≤1
又x∈時,f(x)≥,即f(x)≥在上恒成立.∴≤[f(x)]min.由①得-1≤a≤1.∴-≤a≤.∴f(x)在上的最小值為f()=-.∴-≥.解得a≥1 ②
由①,②得a=1.
(2)(i)當(dāng)n=1時,0<a1<,不等式0 35、f(ak) 36、程f(x)+6a=0得ax2-(2+4a)x+9a=0 ②
∵方程②有兩個相等的根,∴△=[-(2+4a)]2-4a9a=0即 5a2-4a-1=0,解得a=1或a=-.
∴f(x)的解析式為f(x)=x2-6x+9或f(x)=- x2-x-.
(2)由f(x)=ax2-(2+4a)x+3a=a(x-)2-可得f(x)的最大值為-.
令->0a(a+2+)(a+2-)<0解得0<-2-或-2+
37、隱含條件a<0.所以(1)應(yīng)舍去a=1.另外第(2)問若沒有a<0這個條件,也不能說f(x)的最大值是-,從而很不容易求得a的范圍.
②區(qū)間端點(diǎn)函數(shù)值的正負(fù);③對稱軸x=-與區(qū)間端點(diǎn)的關(guān)系.另外,對于二次函數(shù)在閉區(qū)間上的最值要抓住頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)與閉區(qū)間的相對位置確定二次函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)行求解.
命題角度6 指數(shù)函數(shù)與對數(shù)函數(shù)的圖象和性質(zhì)的應(yīng)用
1.函數(shù)y=e|lnx|-|x-1|的圖像大致是 ( )
[考場錯解] 選A或B或C
[專家把脈] 選A,主要是化簡函數(shù)y=e|lnx|-|x-1|不注意分x≥1和x<1兩種情況討論,選B,主要是化簡時錯誤地認(rèn) 38、為當(dāng),x<1時,e|lnx|-|x-1|=-.選C,主要時當(dāng)x≥1時化簡錯誤.
[對癥下藥] D ∵f(x)=e|lnx|-|x-1|=作出其圖像即可
2.(典型例題)在y=2x,y=log2x,y=x2,y=cos2x這四個函數(shù)中,當(dāng)0 39、在(,1)是凹函數(shù).
[對癥下藥] B 根據(jù)條件,當(dāng)0 40、域?qū)е洛e誤;選C,求復(fù)合函數(shù)的單調(diào)區(qū)間時沒有注意內(nèi)、外層函數(shù)均遞減時,原函數(shù)才是增函數(shù).事實(shí)上 (0,+∞)是f(x)的遞減區(qū)間.
[對癥下藥] D ∵f(x)=loga(2x2+x)(a>0且a≠1)在區(qū)間(0,)內(nèi)恒有f(x)>0,若a>1,則由f(x)>0 x>或x<-1.與題設(shè)矛盾.∴00x>0或x<-.∴f(x)在(-∞,-)內(nèi)是增函數(shù).
4.已知函數(shù)f(x)=ln(ex+a)(a>0) (1)求函數(shù)y=f(x)的反函數(shù)y=f-1(x)及f(x)的導(dǎo)數(shù)f′(x). (2)假設(shè)對任意x∈[ln(3a),ln(4a) 41、].不等式|m-f-1(x)|lnf′(x)<0成立.求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
[考場錯解] (1)由y=f(x)=ln(ex+a)得x=ln(ey-a).∴f-1(x)=ln(ex-a)(x>lna),f′(x)=[ln(ex+a)]′=
(2)由|m-f-1(x)|+ln[f′(x)]<0得-ln+ln(ex-a) 42、n(3a),ln(4a)]上是增函數(shù).∴[h(x)]min=ln(2a)+ln=ln(a). [S(x)]max=ln(3a)-ln=ln(a) ∴l(xiāng)n(a) 43、x-a)+ln.即對于x∈[ln(3a),ln(4a)]恒有0
∴u(t),v(t)在[3a,4a]上是增函數(shù).
因此,當(dāng)t∈[3a,4a]時,u(t)的最大值為u(4a)= a,v(t)的最小值為v(3a)=a,而不等式②成立,當(dāng)且僅當(dāng)u(4a)
44、|m-f-1(x)|+ln(f′(x))<0得ln(ex-a)-ln(ex+a)+x 45、
專家會診
論由指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)構(gòu)成的復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性時,首先要弄清復(fù)合函數(shù)的構(gòu)成,然后轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為基本初等函數(shù)的單調(diào)性加以解決,注意不可忽視定義域,忽視指數(shù)和對數(shù)的底數(shù)對它們的圖像和性質(zhì)起的作用.
命題角度 7 函數(shù)的應(yīng)用
1.某公司在甲,乙兩地銷售一種品牌車,利潤(單位:萬元)分別為L1=5.06x-0.15x2,和L2=2x,其中x為銷售量(單位:輛).若該公司在這兩地共銷售15輛車,則能獲得的最大利潤為 ( )
A.45.606 B.45.6 C.46.8 D.46.806
[考場錯解] D 設(shè)甲地銷售x軸,則乙地銷售15-x輛.總 46、利潤L=L1+L2=5.06x-0.15x2+2(15-x)=
-0.15x2+3.06x+30=-O.15(x-)2+46.806
∴當(dāng)x=時,獲得最大利潤46.806萬元.故選D.
[專家把脈] 上面解答中x=不為整數(shù),在實(shí)際問題中是不可能的,因此x應(yīng)根據(jù)拋物線取與x=接近的整數(shù)才符合題意.
[對癥下藥] B 設(shè)甲地銷售x輛.則乙地銷售(15-x)輛,則總利潤L=L1+L2=5.06x-0.15x2+2(15-x)=
-0.15x2+3.06x+30=-0.15(x-10.2)2+46.806. 根據(jù)二次函數(shù)圖像和x∈N*,∴當(dāng)x=10時,獲得最大利 47、潤L=-0.15102+3.0610+30=45.6萬元.選B.
2.甲方是一農(nóng)場,乙方是一工廠,由于乙方生產(chǎn)須占用甲方的資源,因此甲方有權(quán)向乙方索賠以彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)損失并獲得一定凈收入,在乙方不賠付甲方的情況下,乙方的年利潤x(元)與年產(chǎn)量t(噸)滿足函數(shù)關(guān)系x=2000,若乙方每生產(chǎn)一噸產(chǎn)品必須賠付甲方S元(以下稱S為賠付價格).
(1)將乙方的年利潤W(元)表示為年產(chǎn)量t(噸)的函數(shù),并求出乙方獲得最大利潤的年產(chǎn)量.
(2)甲方每年受乙方生產(chǎn)影響的經(jīng)濟(jì)損失余額y=0.002t2.在乙方按照獲得最大利潤的產(chǎn)量進(jìn)行生產(chǎn)的前提下,甲方要在索賠中獲得最大凈收入,應(yīng)向乙方要求的賠 48、付價格S是多少?
[考場錯解] (1)因?yàn)橘r付價格為S元/噸,所以乙方的實(shí)際利潤為:
W=2000-St=(2000-S)=S(2000-)≤S=10003S.當(dāng)且僅當(dāng)=2000-.即t=106(噸)時.W取得最大值.
(2)設(shè)甲方凈收入為v元,則v=St-0.002t2,將t=106代入上式v=106S-10120.002=106(S-2103).
∵v在(0,+∞)上是增函數(shù).即S越大,v越大,故甲方要在索賠中獲得最大凈收入,應(yīng)向乙方要求的賠付價格S是任意大的數(shù)字.
[專家把脈] 上面解答主要在第(1)問求w的最值時,變形出了錯誤,即由w=2000-St=S(2000-)正 49、確的變形為w=2000-St=S(-).這一步出錯導(dǎo)致后面結(jié)果都是錯誤的.
[對癥下藥] (1)解法1
因?yàn)橘r付價格為S元/噸,所以乙方的實(shí)際年利潤為:W=2000-St
∵W=2000-St=S(-)≤S=()2當(dāng)且僅當(dāng)=-即t=()2時,W取得最大值. ∴乙方取得最大年利潤的年產(chǎn)量t=()2噸.
解法2 因?yàn)橘r付價格為S元/噸,所以乙方的實(shí)際年利潤為W=2000-St.
∴W=2000-St=-S(-)2+ ∴當(dāng)t=()2時,w取得最大值.
∴乙方取得最大年利潤的年產(chǎn)量t=()2 (噸)
解法3 因?yàn)橘r付價格為S元/噸, 50、所以乙方的實(shí)際年利潤為:w=2000-St.
由w′=-S=,令w′=0得t=t0=()2.當(dāng)t 51、時刻表上,規(guī)定列車8時整從A站發(fā)車,8時07分到達(dá)B站并停車1分鐘,8時12分到達(dá)C站,在實(shí)際運(yùn)行時,假設(shè)列車從A站正點(diǎn)發(fā)車,在B站停留1分鐘,并在行駛時以同一速度vkm/h,勻速行駛,列車從A站到達(dá)某站的時間與時刻表上相應(yīng)時間之差的絕對值稱為列車在該站的運(yùn)行誤差. (1)分別寫出列車在B、C兩站的運(yùn)行誤差; (2)若要求列車在B,C兩站的運(yùn)行誤差之和不超過2分鐘,求v的取值范圍.
[考場錯解] (1)列車在B、C兩站的運(yùn)行誤差(單位:分鐘)分別是|-7|和|-11|
(2)由于列車在B、C兩站的誤差之和不超過2分鐘,所以|-7|+|-11|≤2(*)
當(dāng)0 52、形為-y+-11≤2 解得≤v≤.當(dāng) 53、2,解得 54、的水平距離為x,
則P(x,)(x>200),由經(jīng)過兩點(diǎn)的直線的斜率公式
kPC==kPB=.由直線PC到直線PB的角的公式得:
tan ∠BPC=
設(shè)u=∴ux2-(288u-64)x+160640u=0 ①
∵u≠0∵x∈R.△=(288u-64)2-4160640u2≥0. 解得 u≤2.
當(dāng)u=2時,x=320.即此人距山崖320米時,觀看鐵塔的視角∠BPC最大.
[專家把脈] 上述解答過程中利用x∈R由判別式法求u的最大值是錯誤的,因?yàn)閤>200,即由判別式求得u的最大值,還必須檢驗(yàn)方程①的根在(200,+∞)內(nèi).
[對癥下藥] 如圖所示,建立平 55、面直角坐標(biāo)系,則A(200,0),B(0,220),C(0,300).直線l的方程為y=(x-200)tanα,即y=.
設(shè)此人距山崖的水平距離為x,則P(x,)(x>200).由經(jīng)過兩點(diǎn)的直線的斜率公式
kPC=,kPB=.由直線PC到直線PB的角的公式得
tan∠BPC==
要使tan∠BPC達(dá)到最大,只須x+達(dá)到最?。删挡坏仁?
x+≥2,當(dāng)且僅當(dāng)x=時上式取得等號.故當(dāng)x=320時tan∠BPC最大.由此實(shí)際問題知,0<∠BPC<,所以tan∠BPC最大時,∠BPC最大,故當(dāng)此人距山崖水平距離為320米時,觀看鐵塔的視角∠BPC最大.
5.某公司生產(chǎn)一種 56、產(chǎn)品的固定成本(即固定投入)為0.5萬元,但每生產(chǎn)100件需要增加投入0.25萬元,市場對此產(chǎn)品的需要量為500件,銷售收入為函數(shù)為R(x)=5x-(0≤x≤5),其中x是產(chǎn)品售出的數(shù)量(單位:百件). (1)把利潤表示為年產(chǎn)量的函數(shù)f(x).(2)年產(chǎn)量是多少時,當(dāng)年公司所得利潤最大? (3)年產(chǎn)量是多少時,當(dāng)年公司不虧本?(取=4.65).
即年產(chǎn)量是475件時,當(dāng)年公司所得利潤最大.
(3)當(dāng)0≤x≤5時,由f(x)≥0,-(x-4.75)2+≥0
∴0.1≤x≤5.(ⅱ)當(dāng)x>5時,12-0.25x≥05 57、件不虧本.
專家會診
與函數(shù)有關(guān)的應(yīng)用題經(jīng)常涉及到物價、路程、產(chǎn)值、環(huán)保、稅收、市場信息等實(shí)際問題,也可涉及角度、面積、體積、造價的最優(yōu)化問題,解答這類問題的關(guān)鍵是建立相關(guān)函數(shù)的解析式,然后應(yīng)用函數(shù)知識加以解決.在求得數(shù)學(xué)模型的解后應(yīng)回到實(shí)際問題中去,看是否符合實(shí)際問題.
四、典型習(xí)題導(dǎo)練
1、則的值為 .
【解析】.
2、已知是定義在上的單調(diào)遞增函數(shù),且滿足,則實(shí)數(shù)的取值范圍是
A. B. C. D.
4、若關(guān)于的不等式的解集為非空集,則實(shí)數(shù)的取值范圍是_________
【解析】當(dāng)時即所以解 58、得;當(dāng)時即所以解得故實(shí)數(shù)的取值范圍是
5、已知,,規(guī)定:當(dāng)時, ;當(dāng)時, ,則
A. 有最小值,最大值1 B. 有最大值1,無最小值
C. 有最小值,無最大值 D. 有最大值,無最小值
【解析】畫出與的圖象,它們交于A、B兩點(diǎn).
由“規(guī)定”,在A、B兩側(cè), 故;在A、B之間,
,故.綜上可知, 的圖象是圖中的實(shí)線部分,
因此有最小值-1,無最大值
6、下列函數(shù)中,滿足“對任意的,當(dāng)時,總有”的是( )
A. B. C. D.
【解析】本題考查了函數(shù)單調(diào)性的定義,以及基本初等函數(shù)的單調(diào),即反比例函數(shù)、二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)單調(diào) 59、性的應(yīng)用.∵對任意x1、x2∈,當(dāng)x1<x2時,都有f(x1)>f(x2),∴函數(shù)在上是減函數(shù);A、由于,由二次函數(shù)的性質(zhì)知,在上是減函數(shù),在上是增函數(shù),故A不對; B、根據(jù)對數(shù)的真數(shù)大于零得函數(shù)的定義域?yàn)?,故B不對; C、由反比例函數(shù)的性質(zhì)知,此函數(shù)函數(shù)在上是減函數(shù),故C正確; D、由于e>1,則由指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性知,在上是增函數(shù),故D不對;故選C.
7、已知的展開式中的常數(shù)項(xiàng)為,是以為周期的 偶函數(shù),且當(dāng)時,,若在區(qū)間內(nèi),函數(shù)有4個零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是 .
【解析】按二項(xiàng)式公式展開得,函數(shù)有4個零點(diǎn),等價于函數(shù)與,再利用數(shù)形結(jié)合可得.
當(dāng)x∈[0,2)時,=log2 60、(x+1),則的值為( )
A.-2 B.-1 C.2 D.1
【解析】由=知是周期為2的函數(shù),
∴===log22+log21=1.
10、如果直線和函數(shù)的圖像恒過同一個定點(diǎn),且該定點(diǎn)始終落在圓的內(nèi)部或圓上,那么的取值范圍是________.
【解析】根據(jù)指數(shù)函數(shù)的性質(zhì),可知函數(shù)恒過定點(diǎn).將點(diǎn)代入,可得. 由于始終落在所給圓的內(nèi)部或圓上,所以. 由,解得或,這說明點(diǎn)在以和為端點(diǎn)的線段上運(yùn)動,所以的取值范圍是.
:11、設(shè)集合函數(shù)
且, 則的取值范圍是 .
【解析】本題考查分段函數(shù)及不等式綜合應(yīng)用。則,由得即,所 61、以,解得,又因?yàn)?,所以故答案為?
12、已知函數(shù),且關(guān)于的方程有且只有一個實(shí)根,則實(shí)數(shù)的范圍是( )
A. B. C. D.
【解析】本題可采用數(shù)形結(jié)合的方法解答.如圖,在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別作出的圖象,其中表示直線在軸的截距,結(jié)合圖形可知當(dāng)時,直線與只有一個交點(diǎn). 即.
【答案】D
13、若函數(shù),則函數(shù)在,上的不同零點(diǎn)個數(shù)為
A.2 B.3 C.4 D.5
【解析】注意分段.,,
當(dāng)時,,則上恒成立.故在上為單調(diào)遞增函數(shù),又,,故在上有1個根.同理可分析得在,上各有1個根,在上無根.綜上可.
∵,
∴
62、
Q—. P=.【答案】C
15、設(shè),若,滿足,則的取值范圍是 .
【解析】的圖像關(guān)于軸對稱,且,,由得:.,.
16、已知函數(shù),則當(dāng)時,下列結(jié)論正確的是
A. B.C. D.
A.“同伴函數(shù)”至少有一個零點(diǎn) B. 是一個“同伴函數(shù)”
C. 是一個“同伴函數(shù)” D. 是唯一一個常值“同伴函數(shù)”
【解析】 A正確,令,得.所以.若,顯然有實(shí)數(shù)根;若,.又因?yàn)榈暮瘮?shù)圖象是連續(xù)不斷,所以在上必有實(shí)數(shù)根.因此任意的“同伴函數(shù)”必有根,即任意“同伴函數(shù)”至少有一個零點(diǎn).
B錯誤.用反證法,假設(shè)是一個“同伴函數(shù)”,則即
對任意實(shí)數(shù)x成立,所以 63、,而此式無解,所以不是一個“同伴函數(shù)”.
C錯誤.因?yàn)榈亩x域不是R.
D錯誤,設(shè)是一個“同伴函數(shù)”,則,當(dāng)時,可以取遍實(shí)數(shù)集,因此不是唯一一個常值“同伴函數(shù)”.
19、已知二次函數(shù)的最小值為且關(guān)于的不等式的解集為,(1)求函數(shù)的解析式;(2)求函數(shù)的零點(diǎn)個數(shù).
【解析】本題主要考查二次函數(shù)與一元二次不等式的關(guān)系,函數(shù)零點(diǎn)的概念,導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則、用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)圖像的意識、考查數(shù)形結(jié)合思想,考查考生的計(jì)算推理能力及分析問題、解決問題的能力.
(1)是二次函數(shù), 且關(guān)于的不等式的解集為
,, 且. 4分,
且,6分故函數(shù)的解析式為
(2) ,. 8分
的取值變化情況如下:
64、
單調(diào)增加
極大值
單調(diào)減少
極小值
單調(diào)增加
當(dāng)時, ;12分又.13分
故函數(shù)只有1個零點(diǎn),且零點(diǎn)14分
20、已知函數(shù)的定義域?yàn)榍?,對任意都?
數(shù)列滿足N.證明函數(shù)是奇函數(shù);求數(shù)列的通項(xiàng)公式;令N, 證明:當(dāng)時,.
(本小題主要考查函數(shù)、數(shù)列、不等式等知識, 考查化歸與轉(zhuǎn)化、分類與整合的數(shù)學(xué)思想方法,以及抽象概括能力、推理論證能力、運(yùn)算求解能力和創(chuàng)新意識)
【解析】(1)由于對任意,都有,
令,得,解得. …… 1分
令,得,∵,
∴,即.…… 2分 ∴ 65、函數(shù)是奇函數(shù). …… 3分
(2)解:先用數(shù)學(xué)歸納法證明.①當(dāng)時,,得, 結(jié)論成立.
②假設(shè)時, 結(jié)論成立, 即,當(dāng)時, 由于, ,
又.∴.即時, 結(jié)論也成立.
由①②知對任意N, .…… 4分
求數(shù)列的通項(xiàng)公式提供下面兩種方法.
法1:.…………… 5分
∵函數(shù)是奇函數(shù), ∴. ∴. …… 6分
∴數(shù)列是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列.
∴數(shù)列的通項(xiàng)公式為. ……… 7分
法2: ∵ …… 5分
, ∴.… 6分
∴數(shù)列是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列.
∴數(shù)列的通項(xiàng)公式為.………… 7分
(3)證法1:由(2)知,∵,
∴. … 8分∴N,且
∴N,且.… 9分當(dāng)且N時,
…… 10分
…… 11分 .
∴. … 12分∵,∴當(dāng)時,.… 13分
∴當(dāng)時,. 14分
………… 12分
右邊.……… 13 ∴時,不等式也成立.
由①②知,當(dāng)時,成立.………… 14分
證法3:由(2)知,故對,有
.… 8分
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