2014届高三数学一轮复习专讲专练 (抢分热点串讲):第六讲 函数、导数与不等式(35张PPT)(2014高考)
高考数学一轮复习专题一函数与导数课件文
函数、导数及其应用
专题一 高考解答题鉴赏 ——函数与导数
函数与导数作为高中数学的核心内容,常常与其他知识结合起 来,形成层次丰富的各类综合题,常涉及的问题:研究函数的性质(如 求单调区间、求极值、最值),研究函数的零点(或方程的根)、求参 数的取值范围、不等式的证明或恒成立问题,运用导数解决实际问 题是函数应用的延伸,由于传统数学应用题的位置被概率统计解答 题占据,因此很少出现单独考查函数应用题的问题,但结合其他知 识综合考查用导数求解最值的问题在每年的高考试题中都有体 现.试题类型齐全,中、高档难度,突出四大数学思想方法的考查.
解:f′(x)=x(2+cosx), 令 f′(x)=0,得 x=0. ∴当 x>0 时,f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上递增. 当 x<0 时,f′(x)<0,f(x)在(-∞,0)上递减. ∴f(x)的最小值为 f(0)=1.
∴f(x)的最小值为 f(0)=1. ∵函数 f(x)在区间(-∞,0)和(0,+∞)上均单调,∴当 b>1 时, 曲线 y=f(x)与直线 y=b 有且仅有两个不同交点. 综上可知,b 的取值范围是(1,+∞).
(Ⅱ)(ⅰ)设 a>0,则由(Ⅰ)知,f(x)在(-∞,1)单调递减,在(1, +∞)单调递增.
又 f(1)=-e,f(2)=a,取 b 满足 b<0 且 b<lna2,则 f(b)>a2(b-2) +a(b-1)2=a(b2-32b)>0.
所以 f(x)有两个零点.(10 分)
(ⅱ)设 a=0,则 f(x)=(x-2)ex,所以 f(x)只有一个零点. (ⅲ)设 a<0,若 a≥-2e,则由(Ⅰ)知,f(x)在(1,+∞)单调递 增,又当 x≤1 时,f(x)<0,故 f(x)不存在两个零点;若 a<-2e,则 由(Ⅰ)知,f(x)在(1,ln(-2a))单调递减,在(ln(-2a),+∞)单调 递增,又当 x≤1 时,f(x)<0,故 f(x)不存在两个零点. 综上,a 的取值范围为(0,+∞).(12 分)
2014高考数学一轮复习课件第二篇函数与导数第2讲(精)
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(1)证明 设x1<x2,∴x2-x1>0, 当x>0时,f(x)>1, ∴f(x2-x1)>1. f(x2)=f[(x2-x1)+x1]=f(x2-x1)+f(x1)-1, ∴f(x2)-f(x1)=f(x2-x1)-1>0⇒f(x1)<f(x2), ∴f(x)在R上为增函数.
1 1 (2)∵f(x)在2,2上的值域是2,2,
又由(1)得
1 f(x)在2,2上是单调增函数,
1 1 ∴f2=2,f(2)=2,
1 1 1 1 2 即a-2=2,a-2=2.解得 a=5.
考向二 函数单调性与最值 【例 2】►(1)函数 f(x)=x3-3x+1 在区间[-3,0]上最大值、最 小值分别是________. (2)对 a, b∈R, 记
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解析 由增函数的定义可得①②④正确. 答案 B
3. (2013· 泉州月考)已知函数 f(x)为 R 上的减函数, 则满足 <f(1)的实数 x 的取值范围是 A.(-1,1) C.(-1,0)∪(0,1) B.(0,1) (
1 fx
).
D.(-∞,-1)∪(1,+∞) 1 1 >1, 解析 由 f(x)为 R 上的减函数且 fx <f(1), 得x 即 x≠0,
1 3 1 当 x= 时,f(x)min=f2= . 2 2 3 答案 (1)3,-17 (2)2
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[方法锦囊] 求函数最值的常用方法 (1)单调性法:先确定函数的单调性,再 由单调性求最值;(2)图象法:先作出函数的 图象,再观察其最高点、最低点,求出最值; (3)基本不等式法:先对解析式变形,使之具 备“一正二定三相等”的条件后用基本不等 式求出最值;(4)导数法:先求导,然后求出 在给定区间上的极值,最后结合端点值,求 出最值;(5)换元法:对比较复杂的函数可通 过换元转化为熟悉的函数,再用相应的方法 求最值.
2014版高考命题探究数学知识点讲座10导数的概念、导数的计算(解析版)
考点十:导数的概念、导数的计算2014年河北省某重点中学高三补习理科快班知识点讲座内部资料,请勿外传主讲人:孟老师加(*)号的知识点为了解内容,供学有余力的学生学习使用一、考纲目标了解导数概念的实际背景;理解导数的几何意义;能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数;能求简单的复合函数(仅限于形如f(ax+b)的复合函数的导数)二、知识梳理1.导数的定义:设函数在处附近有定义,如果时,与的比(也叫函数的平均变化率)有极限即无限趋近于某个常数,我们把这个极限值叫做函数在处的导数,记作,即2.导数的几何意义:是曲线上点()处的切线的斜率因此,如果在点可导,则曲线在点()处的切线方程为3.导函数(导数):如果函数在开区间内的每点处都有导数,此时对于每一个,都对应着一个确定的导数,从而构成了一个新的函数, 称这个函数为函数在开区间内的导函数,简称导数,4.求函数的导数的一般方法:(1)求函数的改变量(2)求平均变化率(3)取极限,得导数=5.常见函数的导数公式:;;;;;6.和差的导数:.7.积的导数: ,8.商的导数:9.复合函数的导数设u=v(x)在点x处可导,y=f(u)在点u处可导,则复合函数f[v(x)]在点x处可导,且y′x =f′(u)·v′(x)三、考点逐个突破1.导数运算例1.求下列函数的导数(1)y=2x3+x-6; (2)y=x+x5+sinxx2;(3)y=(x+1)(x+2)(x+3); (4)y=-sinx2⎝⎛⎭⎪⎫1-2cos2x4;解(1)y′=6x2+1.(2)∵y=x12+x5+sinxx2=x-32+x3+sinxx2,∴y′=(x-32)′+(x3)′+(x-2sinx)′=-32x-52+3x2-2x-3sinx+x-2cosx.(3)方法一:y=(x2+3x+2)(x+3)=x3+6x2+11x+6,∴y′=3x2+12x+11.方法二:y′=[(x+1)(x+2)]′(x+3)+(x+1)(x+2)(x+3)′=[(x+1)′(x+2)+(x+1)(x+2)′](x+3)+(x+1)(x+2)=(x+2+x+1)(x+3)+(x+1)(x+2)=(2x+3)(x+3)+(x+1)(x+2)=3x2+12x+11.(4)∵y=-sinx2⎝⎛⎭⎪⎫-cosx2=12sinx,∴y′=⎝⎛⎭⎪⎫12sinx′=12(sinx)′=12cosx.2.求复合函数的导数例2.求下列函数的导数:(1)y =(1+sinx)2; (2)y =11+x2; (3)y =ln x 2+1; (4)y =xe1-cosx.解(1)y′=[(1+sinx)2]′=2(1+sinx)·(1+sinx)′ =2(1+sinx)·cosx=2cosx +sin2x.(2)y′=[(1+x 2) -12 ]′=(-12)(1+x 2) -32 ·(1+x 2)′=-x(1+x 2) -32 =-x 1+x 21+x2.(3)y′=(ln x 2+1)′=1x 2+1·(x 2+1)′=1x 2+1·12(x 2+1) -12 ·(x 2+1)′=x x 2+1.(4)y′=(xe 1-cosx)′=e1-cosx+x(e1-cosx)′=e 1-cosx+x[e 1-cosx·(1-cosx)′]=e1-cosx +xe1-cosx·sinx=(1+xsinx)e 1-cosx. 3.导数的几何意义 例3已知曲线y =13x 3+43.(1)求曲线在点P(2,4)处的切线方程; (2)求曲线过点P(2,4)的切线方程. 解(1)所求切线的斜率为y′|x =2=22=4,故所求曲线的切线方程为y -4=4(x -2),即4x -y -4=0.(2)设曲线y =13x 3+43与过点P(2,4)的切线相切于点A(x 0,13x 30+43),则切线的斜率为k =y′|x =x 0=x 2,切线方程为y -(13x 30+43)=x 20(x -x 0),因为点P(2,4)在切线上,所以4-(13x 30+43)=x 20(2-x 0),解得x 0=2或x 0=-1,故所求切线的方程为4x -y -4=0或x -y +2=0. 4.导数的几何意义的综合运用例4.设抛物线C 1:y 1=x 2-2x +2与抛物线C 2:y 2=-x 2+ax +b 在它们的一个公共点处的切线互相垂直.(1)求a 、b 之间的关系;(2)若a>0,b>0,求ab 的最大值.解(1)依题意y′1=2x -2,y′2=-2x +a ,设曲线C 1与C 2的公共点为P(x 0,y 0),∵在P 点切线互相垂直. ∴(2x 0-2)(-2x 0+a)=-1,⇒4x 20-2(a +2)x 0+2a -1=0① ⇒Δ=4[(a -2)2+4]>0,又∵y 0=x 20-2x 0+2,且y 0=-x 20+ax 0+b , 相减得:2x 20-(a +2)x 0+2-b =0.②由①②消去x 0得:2b +2a =5,即a +b =52.(2)由(1)得ab≤(a +b 2)2=(54)2=2516,当且仅当a =b =54时上式取等号,∴ab 的最大值为2516.5(*).导数的原始求法、几何意义的应用 例5.若f ′(x 0)=2,求分析:根据导数的定义解:f ′(x 0)= (这时Δx=-k ) ∴ =[-·]=-·=-f ′(x 0)=-1例6.运动曲线方程为,求t=3时的速度分析:根据导数的几何意义及导数的物理意义可知,函数y=f(x)在处的导数就是曲线y=f(x)在点处的切线的斜率瞬时速度是位移函数S(t)对时间的导数 解:。
2014届高三 二轮复习专题讲座六 函数与导数
【2014届第二轮复习专题讲座 】函数与导数函数是高中数学的一条主线,它的思想及其解决问题的方法贯穿整个高中数学.三角、极限与导数、数列、不等式、向量、概率与统计、解析几何等重要的数学内容都与函数有关.函数可能会与下面的重点知识交汇:(1)函数与导数,导数是作为工具出现在问题中的.(2)函数与不等式,这里的不等式是作为问题出现的,如解不等式、证明不等式以及不等式恒成立条件下的参数范围求解等.(3)函数与方程,这里的方程也是作为问题出现的,最典型的就是方程根的分布问题. (4)函数与数列,这种题往往以函数为背景,由函数派生出一个数列,实则是一个数列问题,这种题的综合性和难度都很大.题型一、曲线的切线问题归结:(1)题型结构:过某点向已知函数的图像引切线,探求切线方程;给出切线的信息,反过来研究函数的性质.(2)题型特点:切线的斜率有两种表现形式,第一,通过函数在切点处的导数来表现;第二,通过切线方程或斜率的坐标形式来表现.切点有三用,一用切点表示切线的斜率;二用切点表示切线方程;三用切点既在曲线上也在切线上.过某点引切线,该点不一定在曲线上.(3)一般解题思路:用导数表示切线的斜率→用斜率的不同表现形式列出等量关系(方程)→用方程..来解决切线问题. (4)重要技巧:①用函数解析式或曲线的方程来表示切点的坐标;②用/0()f x 来表示切线的斜率;③用/0()f x 和切点坐标00(,())x f x 来写切线方程;④用切线上的其他点和切点来表示切线的斜率;⑤用列、解方程组的方法来求切点坐标.例1.(2007天津卷)已知函数2221()()1ax a f x x x -+=∈+R ,其中a ∈R . (Ⅰ)当1a =时,求曲线()y f x =在点(2(2))f ,处的切线方程; (Ⅰ)解:当1a =时,22()1x f x x =+,4(2)5f =, 又2222222(1)2222()(1)(1)x x x x f x x x +--'==++·,6(2)25f '=-. 所以,曲线()y f x =在点(2(2))f ,处的切线方程为46(2)525y x -=--, 即62320x y +-=.例2.(2008年全国)已知函数.23)(23x x x x f -+-=(I)求曲线)(x f y =过点(0,1)-的切线方程;【解答】(I)曲线)())((:))(,()(a f a x a f y a f a x f y +-'==处的切线方程为在即a a a a x a a y 23))(263(232-+---+-=211,0132,)1,0(23-===+-∴-a a a a 或解得在切线上 ,14231)()1,0(--=-==-∴x y x y x f y 和的切线方程为作曲线过点例3.(2007湖北卷)已知定义在正实数集上的函数f (x )=21x 2+2ax ,g (x )=3a 2lnx+b ,其中a>0。
(考黄金)高考数学一轮检测 第6讲 导数及其应用精讲 精析 新人教A版
(考黄金)2014届高考数学一轮检测 第6讲 导数及其应用精讲 精析 新人教A 版2013年考题1.(2013安徽高考)设,函数的图像可能是( )【解析】选C.可得2,()()0x a x b y x a x b ===--=为的两个零解. 当x a <时,则()0x b f x <∴<当a x b <<时,则()0,f x <当x b >时,则()0.f x >选C 。
2.(2013广东高考)函数xe x xf )3()(-=的单调递增区间是A. )2,(-∞B.(0,3)C.(1,4)D. ),2(+∞ 【解析】选D.()()(3)(3)(2)x x xf x x e x e x e '''=-+-=-,令()0f x '>,解得2x >,故选D3.(2013湖南高考)设函数()y f x =在(-∞,+)内有定义。
对于给定的正数K ,定义函数(),()(),()k f x f x Kf x K f x K ≤⎧=⎨>⎩取函数()f x =x 2x e ---。
若对任意的(,)x ∈-∞+∞,恒有()k f x =()f x ,则A .K 的最大值为2 B. K 的最小值为2C .K 的最大值为1 D. K 的最小值为1【解析】选D 。
由'()10,xf x e -=-=知0x =,所以(,0)x ∈-∞时,'()0f x >,当(0,)x ∈+∞时,'()0f x <,所以max ()(0)1,f x f ==即()f x 的值域是(,1]-∞,而要使()()k f x f x =在上恒成立,结合条件分别取不同的值,可得D 符合,此时()()k f x f x =。
故选D 项。
4.(2013湖南高考)若函数()y f x =的导函数在区间[,]a b 上是增函数,则函数()y f x =在区间[,]a b 上的图象可能是( ) A . B . C . D .【解析】选A 因为函数()y f x =的导函数y '()y f x '=在区间[,]a b 上是增函数,即在区间[,]a b 上各点处的斜率k 是递增的,由图易知选A. 注意C 中y k '=为常数5.(2013天津高考)设函数1()ln (0),3f x x x x =->则()y f x =A 在区间1(,1),(1,)e e 内均有零点。
高考数学串讲(一)函数.doc
高考数学串讲(一) 函数一,基础知识1,函数的基本性质:(1)函数的单调性:①'()0f x >(或0<)⇒()f x 单调递增(或单调递减); ②()f x 单调递增(或单调递减)⇒'()0f x ≥(或0≤)。
(2)函数的周期性:()()f x T f x +=,则称T 为()f x 的一个为期;若0T 是所有 周期中一个最小的正周期,则称()f x 的周期是0T 。
(3)函数的奇偶性:①()()()f x f x f x -=⇔是偶函数;②()()()f x f x f x -=-⇔是奇函数。
(注:定义域需关于原点对称)。
(4)函数的连续性:()f x 在0x x =处连续⇔00lim ()()x x f x f x →=(常数)。
(5)函数图像的对称性:若()y f x =满足()()f x a f b x +=-⇒()y f x =的图像 关于直线2a bx +=对称。
2,函数的图像:①y ax b =+,②2y ax bx c =++,③xy a =,④log a y x =, ⑤sin y x =,⑥cos y x =,⑦tan y x =,⑧cot y x =的图像。
3,函数的定义域与值域:①定义域与值域的关系:x 与y 互换;②极值:0x 是()f x 的一个极值⇒'0()0f x =;③最值:(i)对于定义域D 内的任意x ,存在0x D ∈,使得0()()f x f x ≤,则max 0()()f x f x =; 对于定义域D 内的任意x ,存在0x D ∈,使得0()()f x f x ≥,则min 0()()f x f x =(ii)()f x 在闭区间[,]a b 内连续,则()f x 必有最大值与最小值. (iii) ()()f x g x ≥恒成立min ()()man f x g x ⇔≥或min [()()]0f x g x -≥4,根的分布:若()f x 在闭区间[,]a b 内连续,且()()0f a f b ⋅<, 则至少存在一点0[,]x a b ∈,使得0()0f x =。
高三数学一轮复习 函数与导数解析版
数 学B 单元 函数与导数B1 函数及其表示 14.、[2014·安徽卷] 若函数f (x )(x ∈R )是周期为4的奇函数,且在[0,2]上的解析式为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x (1-x ),0≤x ≤1,sin πx ,1<x ≤2,则f ⎝⎛⎭⎫294+f ⎝⎛⎭⎫416=______. 14.516 [解析] 由题易知f ⎝⎛⎭⎫294+f ⎝⎛⎭⎫416=f ⎝⎛⎭⎫-34+f ⎝⎛⎭⎫-76=-f ⎝⎛⎭⎫34-f ⎝⎛⎭⎫76=-316+sin π6=516. 2.、[2014·北京卷] 下列函数中,定义域是R 且为增函数的是( )A .y =e -x B .y =x 3 C .y =ln x D .y =|x |2.B [解析] 由定义域为R ,排除选项C ,由函数单调递增,排除选项A ,D. 21.、、[2014·江西卷] 将连续正整数1,2,…,n (n ∈N *)从小到大排列构成一个数123…n ,F (n )为这个数的位数(如n =12时,此数为123456789101112,共有15个数字,F (12)=15),现从这个数中随机取一个数字,p (n )为恰好取到0的概率.(1)求p (100);(2)当n ≤2014时,求F (n )的表达式;(3)令g (n )为这个数中数字0的个数,f (n )为这个数中数字9的个数,h (n )=f (n )-g (n ),S ={n |h (n )=1,n ≤100,n ∈N *},求当n ∈S 时p (n )的最大值.21.解:(1)当n =100时,这个数中总共有192个数字,其中数字0的个数为11,所以恰好取到0的概率为p (100)=11192.(2)F (n )=⎩⎪⎨⎪⎧n ,1≤n ≤9,2n -9,10≤n ≤99,3n -108,100≤n ≤999,4n -1107,1000≤n ≤2014.(3)当n =b (1≤b ≤9,b ∈N *),g (n )=0;当n =10k +b (1≤k ≤9,0≤b ≤9,k ∈N *,b ∈N )时,g (n )=k ; 当n =100时,g (n )=11,即g (n )= ⎩⎪⎨⎪⎧0,1≤n ≤9,k ,n =10k +b ,11,n =100.1≤k ≤9,0≤b ≤9,k ∈N *,b ∈N , 同理有f (n )= ⎩⎪⎨⎪⎧0,1≤n ≤8,k ,n =10k +b -1,1≤k ≤8,0≤b ≤9,k ∈N *,b ∈N ,n -80,89≤n ≤98,20,n =99,100.由h (n )=f (n )-g (n )=1,可知n =9,19,29,39,49,59,69,79,89,90, 所以当n ≤100时,S ={9,19,29,39,49,59,69,79,89,90}. 当n =9时,p (9)=0.当n =90时,p (90)=g (90)F (90)=9171=119.当n =10k +9(1≤k ≤8,k ∈N *)时,p (n )=g (n )F (n )=k 2n -9=k 20k +9,由y =k20k +9关于k单调递增,故当n =10k +9(1≤k ≤8,k ∈N *)时,p (n )的最大值为p (89)=8169.又8169<119,所以当n ∈S 时,p (n )的最大值为119. 3.[2014·山东卷] 函数f (x )=1log 2x -1的定义域为( )A .(0,2)B .(0,2]C .(2,+∞)D .[2,+∞)3.C [解析] 若函数f (x )有意义,则log 2x -1>0,∴log 2x >1,∴x >2.B2 反函数5.[2014·全国卷] 函数y =ln(3x +1)(x >-1)的反函数是( ) A .y =(1-e x )3(x >-1) B .y =(e x -1)3(x >-1) C .y =(1-e x )3(x ∈R ) D .y =(e x -1)3(x ∈R )5.D [解析] 因为y =ln(3x +1),所以x =(e y -1)3.因为x >-1,所以y ∈R ,所以函数y =ln(3x +1)(x >-1)的反函数是y =(e x -1)3(x ∈R ).B3 函数的单调性与最值 2.、[2014·北京卷] 下列函数中,定义域是R 且为增函数的是( )A .y =e -x B .y =x 3 C .y =ln x D .y =|x |2.B [解析] 由定义域为R ,排除选项C ,由函数单调递增,排除选项A ,D. 4.、[2014·湖南卷] 下列函数中,既是偶函数又在区间(-∞,0)上单调递增的是( )A .f (x )=1x2 B .f (x )=x 2+1C .f (x )=x 3D .f (x )=2-x4.A [解析] 由偶函数的定义,可以排除C ,D ,又根据单调性,可得B 不对.19.、、、[2014·江苏卷] 已知函数f (x )=e x +e -x ,其中e 是自然对数的底数. (1)证明:f (x )是R 上的偶函数.(2)若关于x 的不等式mf (x )≤e -x +m -1在(0,+∞)上恒成立,求实数m 的取值范围.(3)已知正数a 满足:存在x 0∈[1,+∞),使得f (x 0)<a (-x 30+3x 0)成立.试比较e a -1与a e -1的大小,并证明你的结论.19.解: (1)证明:因为对任意 x ∈R ,都有f (-x )=e -x +e -(-x )=e -x +e x =f (x ), 所以f (x )是R 上的偶函数.(2)由条件知 m (e x +e -x -1)≤e -x -1在(0,+∞)上恒成立.令 t =e x (x >0),则 t >1,所以 m ≤-t -1t 2-t +1=-1t -1+1t -1+ 1对任意 t >1成立. 因为t -1+1t -1+ 1≥2(t -1)·1t - 1+1=3, 所以 -1t -1+1t -1+ 1≥-13,当且仅当 t =2, 即x = ln 2时等号成立. 因此实数 m 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,-13. (3)令函数 g (x )=e x +1e x - a (-x 3+3x ),则g ′ (x ) =e x -1ex +3a (x 2-1).当 x ≥1时,e x -1e x >0,x 2-1≥0.又a >0,故 g ′(x )>0,所以g (x )是[1,+∞)上的单调递增函数, 因此g (x )在[1,+∞)上的最小值是 g (1)= e +e -1-2a .由于存在x 0∈[1,+∞),使e x 0+e -x 0-a (-x 30+ 3x 0 )<0 成立,当且仅当最小值g (1)<0, 故 e +e -1-2a <0, 即 a >e +e -12.令函数h (x ) = x -(e -1)ln x -1,则 h ′(x )=1-e -1x . 令 h ′(x )=0, 得x =e -1.当x ∈(0,e -1)时,h ′(x )<0,故h (x )是(0,e -1)上的单调递减函数;当x ∈(e -1,+∞)时,h ′(x )>0,故h (x )是(e -1,+∞)上的单调递增函数. 所以h (x )在(0,+∞)上的最小值是h (e -1).注意到h (1)=h (e)=0,所以当x ∈(1,e -1)⊆(0,e -1)时,h (e -1)≤h (x )<h (1)=0; 当x ∈(e -1,e)⊆(e -1,+∞)时, h (x )<h (e)=0.所以h (x )<0对任意的x ∈(1,e)成立. 故①当a ∈⎝⎛⎭⎫e +e -12,e ⊆(1,e)时, h (a )<0,即a -1<(e -1)ln a ,从而e a -1<a e -1;②当a =e 时,e a -1=a e -1;③当a ∈(e ,+∞)⊆(e -1,+∞)时,h (a )>h (e)=0,即a -1>(e -1)ln a ,故e a -1>a e -1. 综上所述,当a ∈⎝⎛⎭⎫e +e -12,e 时,e a -1<a e -1;当a =e 时,e a -1=a e -1;当a ∈(e ,+∞)时,e a -1>a e -1.15.、、[2014·四川卷] 以A 表示值域为R 的函数组成的集合,B 表示具有如下性质的函数φ(x )组成的集合:对于函数φ(x ),存在一个正数M ,使得函数φ(x )的值域包含于区间[-M ,M ].例如,当φ1(x )=x 3,φ2(x )=sin x 时,φ1(x )∈A ,φ2(x )∈B .现有如下命题:①设函数f (x )的定义域为D ,则“f (x )∈A ”的充要条件是“∀b ∈R ,∃a ∈D ,f (a )=b ”; ②若函数f (x )∈B ,则f (x )有最大值和最小值;③若函数f (x ),g (x )的定义域相同,且f (x )∈A ,g (x )∈B ,则f (x )+g (x )∈/B ;④若函数f (x )=a ln(x +2)+xx 2+1(x >-2,a ∈R )有最大值,则f (x )∈B .其中的真命题有________.(写出所有真命题的序号)15.①③④ [解析] 若f (x )∈A ,则函数f (x )的值域为R ,于是,对任意的b ∈R ,一定存在a ∈D ,使得f (a )=b ,故①正确.取函数f (x )=x (-1<x <1),其值域为(-1,1),于是,存在M =1,使得函数f (x )的值域包含于[-M ,M ]=[-1,1],但此时函数f (x )没有最大值和最小值,故②错误.当f (x )∈A 时,由①可知,对任意的b ∈R ,存在a ∈D ,使得f (a )=b ,所以,当g (x )∈B 时,对于函数f (x )+g (x ),如果存在一个正数M ,使得f (x )+g (x )的值域包含于[-M ,M ],那么对于该区间外的某一个b 0∈R ,一定存在一个a 0∈D ,使得f (x )+f (a 0)=b 0-g (a 0),即f (a 0)+g (a 0)=b 0∉[-M ,M ],故③正确.对于f (x )=a ln(x +2)+xx 2+1(x >-2),当a >0或a <0时,函数f (x )都没有最大值.要使得函数f (x )有最大值,只有a =0,此时f (x )=xx 2+1(x >-2).易知f (x )∈⎣⎡⎦⎤-12,12,所以存在正数M =12,使得f (x )∈[-M ,M ],故④正确21.、[2014·四川卷] 已知函数f (x )=e x -ax 2-bx -1,其中a ,b ∈R ,e =2.718 28…为自然对数的底数.(1)设g (x )是函数f (x )的导函数,求函数g (x )在区间[0,1]上的最小值; (2)若f (1)=0,函数f (x )在区间(0,1)内有零点,证明:e -2<a <1.21.解:(1)由f (x )=e x -ax 2-bx -1,得g (x )=f ′(x )=e x -2ax -b ,所以g ′(x )=e x -2a . 当x ∈[0,1]时,g ′(x )∈[1-2a ,e -2a ].当a ≤12时,g ′(x )≥0,所以g (x )在[0,1]上单调递增,因此g (x )在[0,1]上的最小值是g (0)=1-b ;当a ≥e2时,g ′(x )≤0,所以g (x )在[0,1]上单调递减,因此g (x )在[0,1]上的最小值是g (1)=e -2a -b ; 当12<a <e2时,令g ′(x )=0,得x =ln(2a )∈(0,1), 所以函数g (x )在区间[0,ln(2a )]上单调递减,在区间(ln(2a ),1]上单调递增, 于是,g (x )在[0,1]上的最小值是g (ln(2a ))=2a -2a ln(2a )-b .综上所述,当a ≤12时,g (x )在[0,1]上的最小值是g (0)=1-b ;当12<a <e2时,g (x )在[0,1]上的最小值是g (ln(2a ))=2a -2a ln(2a )-b ; 当a ≥e2时,g (x )在[0,1]上的最小值是g (1)=e -2a -b .(2)证明:设x 0为f (x )在区间(0,1)内的一个零点,则由f (0)=f (x 0)=0可知, f (x )在区间(0,x 0)上不可能单调递增,也不可能单调递减. 则g (x )不可能恒为正,也不可能恒为负. 故g (x )在区间(0,x 0)内存在零点x 1.同理g (x )在区间(x 0,1)内存在零点x 2.故g (x )在区间(0,1)内至少有两个零点.由(1)知,当a ≤12时,g (x )在[0,1]上单调递增,故g (x )在(0,1)内至多有一个零点;当a ≥e2时,g (x )在[0,1]上单调递减,故g (x )在(0,1)内至多有一个零点,都不合题意.所以12<a <e 2.此时g (x )在区间[0,ln(2a )]上单调递减,在区间(ln(2a ),1]上单调递增. 因此x 1∈(0,ln(2a )),x 2∈(ln(2a ),1),必有 g (0)=1-b >0,g (1)=e -2a -b >0. 由f (1)=0有a +b =e -1<2,有 g (0)=a -e +2>0,g (1)=1-a >0. 解得e -2<a <1.所以,函数f (x )在区间(0,1)内有零点时,e -2<a <1.B4 函数的奇偶性与周期性 4.[2014·重庆卷] 下列函数为偶函数的是( ) A .f (x )=x -1 B .f (x )=x 2+xC .f (x )=2x -2-xD .f (x )=2x +2-x4.D [解析] A 中,f (-x )=-x -1,f (x )为非奇非偶函数;B 中,f (-x )=(-x )2-x =x 2-x ,f (x )为非奇非偶函数;C 中,f (-x )=2-x -2x =-(2x -2-x )=-f (x ),f (x )为奇函数;D 中,f (-x )=2-x +2x =f (x ),f (x )为偶函数.故选D.14.、[2014·安徽卷] 若函数f (x )(x ∈R )是周期为4的奇函数,且在[0,2]上的解析式为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x (1-x ),0≤x ≤1,sin πx ,1<x ≤2,则f ⎝⎛⎭⎫294+f ⎝⎛⎭⎫416=______. 14.516 [解析] 由题易知f ⎝⎛⎭⎫294+f ⎝⎛⎭⎫416=f ⎝⎛⎭⎫-34+f ⎝⎛⎭⎫-76=-f ⎝⎛⎭⎫34-f ⎝⎛⎭⎫76=-316+sin π6=516. 5.[2014·广东卷] 下列函数为奇函数的是( ) A .2x -12x B .x 3sin xC .2cos x +1D .x 2+2x5.A [解析] 对于A 选项,令f (x )=2x -12x =2x -2-x ,其定义域是R ,f (-x )=2-x -2x=-f (x ),所以A 正确;对于B 选项,根据奇函数乘奇函数是偶函数,所以x 3sin x 是偶函数;C 显然也是偶函数;对于D 选项,根据奇偶性的定义,该函数显然是非奇非偶函数.9.、[2014·湖北卷] 已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 2-3x ,则函数g (x )=f (x )-x +3的零点的集合为( )A .{1,3}B .{-3,-1,1,3}C .{2-7,1,3}D .{-2-7,1,3}9.D [解析] 设x <0,则-x >0,所以f (x )=-f (-x )=-[(-x )2-3(-x )]=-x 2-3x . 求函数g (x )=f (x )-x +3的零点等价于求方程f (x )=-3+x 的解. 当x ≥0时,x 2-3x =-3+x ,解得x 1=3,x 2=1;当x <0时,-x 2-3x =-3+x ,解得x 3=-2-7.故选D. 4.、[2014·湖南卷] 下列函数中,既是偶函数又在区间(-∞,0)上单调递增的是( )A .f (x )=1x2 B .f (x )=x 2+1C .f (x )=x 3D .f (x )=2-x4.A [解析] 由偶函数的定义,可以排除C ,D ,又根据单调性,可得B 不对. 15.[2014·湖南卷] 若f (x )=ln(e 3x +1)+ax 是偶函数,则a =________.15.-32[解析] 由偶函数的定义可得f (-x )=f (x ),即ln(e -3x +1)-ax =ln(e 3x +1)+ax ,∴2ax =-ln e 3x =-3x ,∴a =-32.19.、、、[2014·江苏卷] 已知函数f (x )=e x +e -x ,其中e 是自然对数的底数. (1)证明:f (x )是R 上的偶函数.(2)若关于x 的不等式mf (x )≤e -x +m -1在(0,+∞)上恒成立,求实数m 的取值范围.(3)已知正数a 满足:存在x 0∈[1,+∞),使得f (x 0)<a (-x 30+3x 0)成立.试比较e a -1与a e -1的大小,并证明你的结论.19.解: (1)证明:因为对任意 x ∈R ,都有f (-x )=e -x +e -(-x )=e -x +e x =f (x ),所以f (x )是R 上的偶函数.(2)由条件知 m (e x +e -x -1)≤e -x -1在(0,+∞)上恒成立. 令 t =e x (x >0),则 t >1,所以 m ≤-t -1t 2-t +1=-1t -1+1t -1+ 1对任意 t >1成立. 因为t -1+1t -1+ 1≥2(t -1)·1t - 1+1=3, 所以 -1t -1+1t -1+ 1≥-13,当且仅当 t =2, 即x = ln 2时等号成立. 因此实数 m 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,-13. (3)令函数 g (x )=e x +1e x - a (-x 3+3x ),则g ′ (x ) =e x -1ex +3a (x 2-1).当 x ≥1时,e x -1e x >0,x 2-1≥0.又a >0,故 g ′(x )>0,所以g (x )是[1,+∞)上的单调递增函数, 因此g (x )在[1,+∞)上的最小值是 g (1)= e +e -1-2a .由于存在x 0∈[1,+∞),使e x 0+e -x 0-a (-x 30+ 3x 0 )<0 成立,当且仅当最小值g (1)<0, 故 e +e -1-2a <0, 即 a >e +e -12.令函数h (x ) = x -(e -1)ln x -1,则 h ′(x )=1-e -1x . 令 h ′(x )=0, 得x =e -1.当x ∈(0,e -1)时,h ′(x )<0,故h (x )是(0,e -1)上的单调递减函数;当x ∈(e -1,+∞)时,h ′(x )>0,故h (x )是(e -1,+∞)上的单调递增函数. 所以h (x )在(0,+∞)上的最小值是h (e -1).注意到h (1)=h (e)=0,所以当x ∈(1,e -1)⊆(0,e -1)时,h (e -1)≤h (x )<h (1)=0; 当x ∈(e -1,e)⊆(e -1,+∞)时, h (x )<h (e)=0.所以h (x )<0对任意的x ∈(1,e)成立. 故①当a ∈⎝⎛⎭⎫e +e -12,e ⊆(1,e)时, h (a )<0,即a -1<(e -1)ln a ,从而e a -1<a e -1;②当a =e 时,e a -1=a e -1;③当a ∈(e ,+∞)⊆(e -1,+∞)时,h (a )>h (e)=0,即a -1>(e -1)ln a ,故e a -1>a e -1. 综上所述,当a ∈⎝⎛⎭⎫e +e -12,e 时,e a -1<a e -1;当a =e 时,e a -1=a e -1;当a ∈(e ,+∞)时,e a -1>a e -1.12.[2014·全国卷] 奇函数f (x )的定义域为R .若f (x +2)为偶函数,且f (1)=1,则f (8)+f (9)=( )A .-2B .-1C .0D .112.D [解析] 因为f (x +2)为偶函数,所以其对称轴为直线x =0,所以函数f (x )的图像的对称轴为直线x =2.又因为函数f (x )是奇函数,其定义域为R ,所以f (0)=0,所以f (8)=f (-4)=-f (4)=-f (0)=0,故f (8)+f (9)=0+f (-5)=-f (5)=-f (-1)=f (1)=1.15.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 偶函数y =f (x )的图像关于直线x =2对称,f (3)=3,则f (-1)=________.15.3 [解析] 因为函数图像关于直线x =2对称,所以f (3)=f (1),又函数为偶函数,所以f (-1)=f (1),故f (-1)=3.5.[2014·全国新课标卷Ⅰ] 设函数f (x ),g (x )的定义域都为R ,且f (x )是奇函数,g (x )是偶函数,则下列结论中正确的是( )A .f (x )g (x )是偶函数B .|f (x )|g (x )是奇函数C .f (x )|g (x )|是奇函数D .|f (x )g (x )|是奇函数5.C [解析] 因为f (x )是奇函数,g (x )是偶函数,所以有f (-x )=-f (x ),g (-x )=g (x ),于是f (-x )·g (-x )=-f (x )g (x ),即f (x )g (x )为奇函数,A 错;|f (-x )|g (-x )=|f (x )|g (x ),即|f (x )|g (x )为偶函数,B 错;f (-x )|g (-x )|=-f (x )|g (x )|,即f (x )|g (x )|为奇函数,C 正确; |f (-x )g (-x )|=|f (x )g (x )|,即f (x )g (x )为偶函数,所以D 也错. 13.[2014·四川卷] 设f (x )是定义在R 上的周期为2的函数,当x ∈[-1,1)时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-4x 2+2,-1≤x <0,x , 0≤x <1,则f ⎝⎛⎭⎫32=________. 13.1 [解析] 由题意可知,f ⎝⎛⎭⎫32=f ⎝⎛⎭⎫2-12f ⎝⎛⎭⎫-12=-4⎝⎛⎭⎫-122+2=1.B5 二次函数 10.[2014·江苏卷] 已知函数f (x )=x 2+mx -1,若对于任意x ∈[m ,m +1],都有f (x )<0成立,则实数m 的取值范围是________.10.⎝⎛⎭⎫-22,0 [解析] 因为f (x )=x 2+mx -1是开口向上的二次函数,所以函数的最大值只能在区间端点处取到,所以对于任意x ∈[m ,m +1],都有f (x )<0,只需⎩⎪⎨⎪⎧f (m )<0,f (m +1)<0,解得⎩⎨⎧-22<m <22,-32<m <0,即m ∈⎝⎛⎭⎫-22,0.14.、[2014·全国卷] 函数y =cos 2x +2sin x 的最大值为________.14.32 [解析] 因为y =cos 2x +2sin x =1-2sin x 2+2sin x =-2⎝⎛⎭⎫sin x -122+32,所以当sin x =12时函数y =cos 2x +2sin x 取得最大值,最大值为32.B6 指数与指数函数 5.[2014·安徽卷] 设a =log 37,b =21.1,c =0.83.1,则( ) A .b <a <c B .c <a <b C .c <b <a D .a <c <b5.B [解析] 因为2>a =log 37>1,b =21.1>2,c =0.83.1<1,所以c <a <b . 8.,,[2014·福建卷] 若函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图像如图1-2所示,则下列函数图像正确的是( )图1-2A BC D 图1-38.B [解析] 由函数y =log a x 的图像过点(3,1),得a =3.选项A 中的函数为y =⎝⎛⎭⎫13x,其函数图像不正确;选项B 中的函数为y =x 3,其函数图像正确;选项C 中的函数为y =(-x )3,其函数图像不正确;选项D 中的函数为y =log 3(-x ),其函数图像不正确,故选B.3.、[2014·辽宁卷] 已知a =2-13,b =log 213,c =log 1213,则( )A .a >b >cB .a >c >bC .c >b >aD .c >a >b3.D [解析] 因为0<a =2-13<1,b =log 213<0,c =log 1213>log 1212=1,所以c >a >b .15.、[2014·全国新课标卷Ⅰ] 设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x -1,x <1,x 13,x ≥1,则使得f (x )≤2成立的x 的取值范围是________.15.(-∞,8] [解析] 当x <1时,由e x -1≤2,得x <1;当x ≥1时,由x 13≤2,解得1≤x ≤8,综合可知x 的取值范围为x ≤8.5.,[2014·山东卷] 已知实数x ,y 满足a x <a y (0<a <1),则下列关系式恒成立的是( ) A .x 3>y 3 B .sin x >sin yC .ln(x 2+1)>ln(y 2+1)D.1x 2+1>1y 2+15.A [解析] 因为a x <a y (0<a <1),所以x >y ,所以x 3>y 3恒成立.故选A. 7.[2014·陕西卷] 下列函数中,满足“f (x +y )= f (x )f (y )”的单调递增函数是( )A .f (x )=x 3B .f (x )=3xC .f (x )=x 12D .f (x )=⎝⎛⎭⎫12x7.B [解析] 由于f (x +y )=f (x )f (y ),故排除选项A ,C.又f (x )=⎝⎛⎭⎫12x为单调递减函数,所以排除选项D. 12.[2014·陕西卷] 已知4a =2,lg x =a ,则x =________.12.10 [解析] 4a =2,即22a =2,可得a =12,所以lg x =12,所以x =1012=10.7.、[2014·四川卷] 已知b >0,log 5b =a ,lg b =c ,5d =10,则下列等式一定成立的是( )A .d =acB .a =cdC .c =adD .d =a +c7.B [解析] 因为5d =10,所以d =log 510,所以cd =lg b ·log 510=log 5b =a ,故选B.9.、[2014·四川卷] 设m ∈R ,过定点A 的动直线x +my =0和过定点B 的动直线mx -y -m +3=0交于点P (x ,y ),则|P A |+|PB |的取值范围是( )A .[5,2 5 ]B .[10,2 5 ]C .[10,4 5 ]D .[25,4 5 ]9.B [解析] 由题意可知,定点A (0,0),B (1,3),且两条直线互相垂直, 则其交点P (x ,y )落在以AB 为直径的圆周上,所以|P A |2+|PB |2=|AB |2=10,即|P A |+|PB |≥|AB |=10. 又|P A |+|PB |=(|P A |+|PB |)2= |P A |2+2|P A ||PB |+|PB |2≤ 2(|P A |2+|PB |2)=2 5,所以|P A |+|PB |∈[10,2 5],故选B.4.[2014·天津卷] 设a =log 2π,b =log 12π,c =π-2,则( )A .a >b >cB .b >a >cC .a >c >bD .c >b >a4.C [解析] ∵a =log 2π>1,b =log 12π<0,c =1π2<1,∴b <c <a .B7 对数与对数函数 12.[2014·天津卷] 函数f (x )=lg x 2的单调递减区间是________.12.(-∞,0) [解析] 函数f (x )=lg x 2的单调递减区间需满足x 2>0且y =x 2单调递减,故x ∈(-∞,0).11.[2014·安徽卷] ⎝⎛⎭⎫1681-34+log 354+log 345=________.11.278 [解析] 原式=⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫234-34 +log 3⎝⎛⎭⎫54×45=⎝⎛⎭⎫23-3=278. 8.、[2014·浙江卷] 在同一直角坐标系中,函数f (x )=x a (x >0),g (x )=log a x 的图像可能是( )A BC D图1-28.D [解析] 只有选项D 符合,此时0<a <1,幂函数f (x )在(0,+∞)上为增函数,且当x ∈(0,1)时,f (x )的图像在直线y =x 的上方,对数函数g (x )在(0,+∞)上为减函数.故选D.8.,,[2014·福建卷] 若函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图像如图1-2所示,则下列函数图像正确的是( )图1-2A BC D 图1-38.B [解析] 由函数y =log a x 的图像过点(3,1),得a =3.选项A 中的函数为y =⎝⎛⎭⎫13x,其函数图像不正确;选项B 中的函数为y =x 3,其函数图像正确;选项C 中的函数为y =(-x )3,其函数图像不正确;选项D 中的函数为y =log 3(-x ),其函数图像不正确,故选B.13.、[2014·广东卷] 等比数列{a n }的各项均为正数,且a 1a 5=4,则log 2a 1+log 2a 2+log 2a 3+log 2a 4+log 2a 5=________.13.5 [解析] 在等比数列中,a 1a 5=a 2a 4=a 23=4.因为a n >0,所以a 3=2,所以a 1a 2a 3a 4a 5=(a 1a 5)(a 2a 4)a 3=a 53=25,所以log 2a 1+log 2a 2+log 2a 3+log 2a 4+log 2a 5=log 2(a 1a 2a 3a 4a 5)=log 225=5.3.、[2014·辽宁卷] 已知a =2-13,b =log 213,c =log 1213,则( )A .a >b >cB .a >c >bC .c >b >aD .c >a >b3.D [解析] 因为0<a =2-13<1,b =log 213<0,c =log 1213>log 1212=1,所以c >a >b .6.,[2014·山东卷] 已知函数y =log a (x +c )(a ,c 为常数,其中a >0,a ≠1)的图像如图1-1所示,则下列结论成立的是( )图1-1A .a >1,x >1B .a >1,0<c <1C .0<a <1,c >1D .0<a <1,0<c <16.D [解析] 由该函数的图像通过第一、二、四象限,得该函数是减函数,∴0<a <1.∵图像与x 轴的交点在区间(0,1)之间,∴该函数的图像是由函数y =log a x 的图像向左平移不到1个单位后得到的,∴0<c <1.7.、[2014·四川卷] 已知b >0,log 5b =a ,lg b =c ,5d =10,则下列等式一定成立的是( ) A .d =ac B .a =cd C .c =ad D .d =a +c7.B [解析] 因为5d =10,所以d =log 510,所以cd =lg b ·log 510=log 5b =a ,故选B.9.、[2014·重庆卷] 若log 4(3a +4b )=log 2ab ,则a +b 的最小值是( ) A .6+2 3 B .7+2 3 C .6+4 3 D .7+4 39.D [解析] 由log 4(3a +4b )=log 2ab ,得3a +4b =ab ,则4a +3b=1,所以a +b =(a+b )⎝⎛⎭⎫4a +3b =7+4b a +3a b ≥7+2 4b a ·3a b =7+4 3,当且仅当4b a =3a b ,即a =4+2 3,b =2 3+3时等号成立,故其最小值是7+4 3.B8 幂函数与函数的图像 8.、[2014·浙江卷] 在同一直角坐标系中,函数f (x )=x a (x >0),g (x )=log a x 的图像可能是( )A BC D图1-28.D [解析] 只有选项D 符合,此时0<a <1,幂函数f (x )在(0,+∞)上为增函数,且当x ∈(0,1)时,f (x )的图像在直线y =x 的上方,对数函数g (x )在(0,+∞)上为减函数.故选D.8.,,[2014·福建卷] 若函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图像如图1-2所示,则下列函数图像正确的是( )图1-2A BC D 图1-38.B [解析] 由函数y =log a x 的图像过点(3,1),得a =3.选项A 中的函数为y =⎝⎛⎭⎫13x,其函数图像不正确;选项B 中的函数为y =x 3,其函数图像正确;选项C 中的函数为y =(-x )3,其函数图像不正确;选项D 中的函数为y =log 3(-x ),其函数图像不正确,故选B.15.[2014·湖北卷] 如图1-4所示,函数y =f (x )的图像由两条射线和三条线段组成. 若∀x ∈R ,f (x )>f (x -1),则正实数a 的取值范围为________.15.⎝⎛⎭⎫0,16 [解析] “∀x ∈R ,f (x )>f (x -1)”等价于“函数y =f (x )的图像恒在函数y =f (x -1)的图像的上方”,函数y =f (x -1)的图像是由函数y =f (x )的图像向右平移一个单位得到的,如图所示.因为a >0,由图知6a <1,所以a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫0,16.13.、[2014·江苏卷] x ∈[0,3)时,f (x )=⎪⎪⎪⎪x 2-2x +12.若函数y =f (x )-a 在区间[-3,4]上有10个零点(互不相同),则实数a 的取值范围是________.13.⎝⎛⎭⎫0,12 [解析] 先画出y =x 2-2x +12在区间[0,3]上的图像,再将x 轴下方的图像对称到x 轴上方,利用周期为3,将图像平移至区间[-3,4]内,即得f (x )在区间[-3,4]上的图像如下图所示,其中f (-3)=f (0)=f (3)=0.5,f (-2)=f (1)=f (4)=0.5.函数y =f (x )-a 在区间[-3,4]上有10个零点(互不相同)等价于y =f (x )的图像与直线y =a 有10个不同的交点,由图像可得a ∈⎝⎛⎭⎫0,12.15.、[2014·全国新课标卷Ⅰ] 设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x 1,x <1,x 13,x ≥1,则使得f (x )≤2成立的x 的取值范围是________.15.(-∞,8] [解析] 当x <1时,由e x -1≤2,得x <1;当x ≥1时,由x 13≤2,解得1≤x ≤8,综合可知x 的取值范围为x ≤8.6.,[2014·山东卷] 已知函数y =log a (x +c )(a ,c 为常数,其中a >0,a ≠1)的图像如图1-1所示,则下列结论成立的是( )图1-1A .a >1,x >1B .a >1,0<c <1C .0<a <1,c >1D .0<a <1,0<c <16.D [解析] 由该函数的图像通过第一、二、四象限,得该函数是减函数,∴0<a <1.∵图像与x 轴的交点在区间(0,1)之间,∴该函数的图像是由函数y =log a x 的图像向左平移不到1个单位后得到的,∴0<c <1.B9 函数与方程6.[2014·北京卷] 已知函数f (x )=6x -log 2x ,在下列区间中,包含f (x )的零点的区间是( )A .(0,1)B .(1,2)C .(2,4)D .(4,+∞)6.C [解析] 方法一:对于函数f (x )=6x -log 2x ,因为f (2)=2>0,f (4)=-0.5<0,根据零点的存在性定理知选C.方法二:在同一坐标系中作出函数h (x )=6x 与g (x )=log 2x 的大致图像,如图所示,可得f (x )的零点所在的区间为(2,4).7.[2014·浙江卷] 已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,且0<f (-1)=f (-2)=f (-3)≤3,则( )A .c ≤3B .3<c ≤6C .6<c ≤9D .c >97.C [解析] 由f (-1)=f (-2)=f (-3)得⎩⎪⎨⎪⎧-1+a -b +c =-8+4a -2b +c ,-8+4a -2b +c =-27+9a -3b +c ⇒⎩⎪⎨⎪⎧-7+3a -b =0,19-5a +b =0⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =6,b =11, 则f (x )=x 3+6x 2+11x +c ,而0<f (-1)≤3,故0<-6+c ≤3,∴6<c ≤9,故选C.10.[2014·重庆卷] 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x +1-3,x ∈(-1,0],x ,x ∈(0,1],且g (x )=f (x )-mx -m 在(-1,1]内有且仅有两个不同的零点,则实数m 的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎤-94,-2∪⎝⎛⎦⎤0,12B.⎝⎛⎦⎤-114,-2∪⎝⎛⎦⎤0,12C.⎝⎛⎦⎤-94,-2∪⎝⎛⎦⎤0,23D.⎝⎛⎦⎤-114,-2∪⎝⎛⎦⎤0,23 10.A [解析] 作出函数f (x )的图像,如图所示.函数g (x )=f (x )-mx -m 的零点为方程f (x )-mx -m =0的根,即为函数y =f (x )与函数y =m (x +1)图像的交点.而函数y =m (x +1)的图像恒过定点P (-1,0),由图易知有两交点的边界有四条,其中k PO =0,k P A =12,k PB =-2,第四条为过P 点的曲线y =1x +1-3的切线PC .将y =m (x +1)(m ≠0)代入y =1x +1-3,得mx 2+(2m +3)x +m +2=0,则由Δ=(2m +3)2-4m (m +2)=4m +9=0,得m =-94,即k PC=-94,所以由图可知满足条件的实数m 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-94,-2∪⎝⎛⎭⎫0,12.15.[2014·福建卷] 函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2,x ≤0,2x -6+ln x ,x >0的零点个数是________.15.2 [解析] 当x ≤0时,f (x )=x 2-2,令x 2-2=0,得x =2(舍)或x =-2,即在区间(-∞,0)上,函数只有一个零点. 当x >0时,f (x )=2x -6+ln x , 令2x -6+ln x =0,得ln x =6-2x .作出函数y =ln x 与y =6-2x 在区间(0,+∞)上的图像,则两函数图像只有一个交点,即函数f (x )=2x -6+ln x (x >0)只有一个零点. 综上可知,函数f (x )的零点的个数是2. 9.、[2014·湖北卷] 已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 2-3x ,则函数g (x )=f (x )-x +3的零点的集合为( )A .{1,3}B .{-3,-1,1,3}C .{2-7,1,3}D .{-2-7,1,3}9.D [解析] 设x <0,则-x >0,所以f (x )=-f (-x )=-[(-x )2-3(-x )]=-x 2-3x . 求函数g (x )=f (x )-x +3的零点等价于求方程f (x )=-3+x 的解. 当x ≥0时,x 2-3x =-3+x ,解得x 1=3,x 2=1;当x <0时,-x 2-3x =-3+x ,解得x 3=-2-7.故选D. 13.、[2014·江苏卷] 已知f (x )是定义在R 上且周期为3的函数,当x ∈[0,3)时,f (x )=⎪⎪⎪⎪x 2-2x +12.若函数y =f (x )-a 在区间[-3,4]上有10个零点(互不相同),则实数a 的取值范围是________.13.⎝⎛⎭⎫0,12 [解析] 先画出y =x 2-2x +12在区间[0,3]上的图像,再将x 轴下方的图像对称到x 轴上方,利用周期为3,将图像平移至区间[-3,4]内,即得f (x )在区间[-3,4]上的图像如下图所示,其中f (-3)=f (0)=f (3)=0.5,f (-2)=f (1)=f (4)=0.5.函数y =f (x )-a 在区间[-3,4]上有10个零点(互不相同)等价于y =f (x )的图像与直线y =a 有10个不同的交点,由图像可得a ∈⎝⎛⎭⎫0,12.4.[2014·江西卷] 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x <0(a ∈R ).若f [f (-1)]=1,则a =( )A.14B.12C .1D .2 4.A [解析] 因为f (-1)=21=2,f (2)=a ·22=4a =1,所以a =14.15.[2014·浙江卷] 设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x +2,x ≤0,-x 2, x >0.若f (f (a ))=2,则a =________.15.2 [解析] 令t =f (a ),若f (t )=2,则t 2+2t +2=2 满足条件,此时t =0或t =-2,所以f (a )=0或f (a )=-2,只有-a 2=-2满足条件,故a = 2.21.[2014·全国卷] 函数f (x )=ax 3+3x 2+3x (a ≠0). (1)讨论f (x )的单调性;(2)若f (x )在区间(1,2)是增函数,求a 的取值范围.21.解:(1)f ′(x )=3ax 2+6x +3,f ′(x )=0的判别式Δ=36(1-a ).(i)若a ≥1,则f ′(x )≥0,且f ′(x )=0当且仅当a =1,x =-1时成立.故此时f (x )在R 上是增函数.(ii)由于a ≠0,故当a <1时,f ′(x )=0有两个根;x 1=-1+1-a a ,x 2=-1-1-a a.若0<a <1,则当x ∈(-∞,x 2)或x ∈(x 1,+∞)时,f ′(x )>0,故f (x )分别在(-∞,x 2),(x 1,+∞)是增函数;当x ∈(x 2,x 1)时,f ′(x )<0,故f (x )在(x 2,x 1)是减函数.若a <0,则当x ∈(-∞,x 1)或(x 2,+∞)时,f ′(x )<0,故f (x )分别在(-∞,x 1),(x 2,+∞)是减函数;当x ∈(x 1,x 2)时f ′(x )>0,故f (x )在(x 1,x 2)是增函数.(2)当a >0,x >0时,f ′(x )=3ax 2+6x +3>0,故当a >0时,f (x )在区间(1,2)是增函数.当a <0时,f (x )在区间(1,2)是增函数当且仅当f ′(1)≥0且f ′(2)≥0,解得-54≤a <0.综上,a 的取值范围是⎣⎡⎭⎫-54,0∪(0,+∞). 14.[2014·天津卷] 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x 2+5x +4|,x ≤0,2|x -2|,x >0.若函数y =f (x )-a |x |恰有4个零点,则实数a 的取值范围为________.14.(1,2) [解析] 在同一坐标系内分别作出y =f (x )与y =a |x |的图像,如图所示,当y =a |x |与y =f (x )的图像相切时,联立⎩⎪⎨⎪⎧-ax =-x 2-5x -4,a >0,整理得x 2+(5-a )x +4=0,则Δ=(5-a )2-4×1×4=0,解得a =1或a =9(舍去),∴当y =a |x |与y =f (x )的图像有四个交点时,有1<a <2.B10 函数模型及其应用 8.[2014·北京卷] 加工爆米花时,爆开且不糊的粒数占加工总粒数的百分比称为“可食用率”.在特定条件下,可食用率p 与加工时间t (单位:分钟)满足函数关系p =at 2+bt +c (a ,b ,c 是常数),图1-2记录了三次实验的数据.根据上述函数模型和实验数据,可以得到最佳加工时间为( )图1-2A .3.50分钟B .3.75分钟C .4.00分钟D .4.25分钟8.B [解析] 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧0.7=9a +3b +c ,0.8=16a +4b +c ,0.5=25a +5b +c ,解之得⎩⎪⎨⎪⎧a =-0.2,b =1.5,c =-2,∴p =-0.2t 2+1.5t -2=-0.2(t -3.75)2+0.8125,即当t =3.75时,p 有最大值.10.[2014·陕西卷] 如图1-2所示,修建一条公路需要一段环湖弯曲路段与两条直道平滑连接(相切).已知环湖弯曲路段为某三次函数图像的一部分,则该函数的解析式为( )图1-2A .y =12x 3-12x 2-xB .y =12x 3+12x 2-3xC .y =14x 3-xD .y =14x 3+12x 2-2x10.A [解析] 由题意可知,该三次函数的图像过原点,则其常数项为0,不妨设其解析式为y =f (x )=ax 3+bx 2+cx ,则f ′(x )=3ax 2+2bx +c ,∴f ′(0)=-1,f ′(2)=3,可得c =-1,3a +b =1.又y =ax 3+bx 2+cx 过点(2,0),∴4a +2b =1,∴a =12,b =-12,c =-1,∴y =f (x )=12x 3-12x 2-x .B11 导数及其运算21.、、[2014·陕西卷] 设函数f (x )=ln x +mx ,m ∈R .(1)当m =e(e 为自然对数的底数)时,求f (x )的极小值; (2)讨论函数g (x )=f ′(x )-x3零点的个数;(3)若对任意b >a >0,f (b )-f (a )b -a <1恒成立,求m 的取值范围.21.解:(1)由题设,当m =e 时,f (x )=ln x +ex ,则f ′(x )=x -e x 2,∴当x ∈(0,e)时,f ′(x )<0,f (x )在(0,e)上单调递减;当x ∈(e ,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )在(e ,+∞)上单调递增. ∴x =e 时,f (x )取得极小值f (e)=ln e +ee =2,∴f (x )的极小值为2.(2)由题设g (x )=f ′(x )-x 3=1x -m x 2-x3(x >0),令g (x )=0,得m =-13x 3+x (x >0),设φ(x )=-13x 3+x (x ≥0),则φ′(x )=-x 2+1=-(x -1)(x +1),当x ∈(0,1)时,φ′(x )>0,φ(x )在(0,1)上单调递增;当x ∈(1,+∞)时,φ′(x )<0,φ(x )在(1,+∞)上单调递减.∴x =1是φ(x )的唯一极值点,且是极大值点,因此x =1也是φ(x )的最大值点, ∴φ(x )的最大值为φ(1)=23.又φ(0)=0,结合y =φ(x )的图像(如图所示),可知①当m >23时,函数g (x )无零点;②当m =23时,函数g (x )有且只有一个零点;③当0<m <23时,函数g (x )有两个零点;④当m ≤0时,函数g (x )有且只有一个零点. 综上所述,当m >23时,函数g (x )无零点;当m =23或m ≤0时,函数g (x )有且只有一个零点;当0<m <23时,函数g (x )有两个零点.(3)对任意的b >a >0,f (b )-f (a )b -a <1恒成立,等价于f (b )-b <f (a )-a 恒成立.(*) 设h (x )=f (x )-x =ln x +mx -x (x >0),∴(*)等价于h (x )在(0,+∞)上单调递减. 由h ′(x )=1x -mx 2-1≤0在(0,+∞)上恒成立,得m ≥-x 2+x =-⎝⎛⎭⎫x -122+14(x >0)恒成立, ∴m ≥14⎝⎛⎭⎫对m =14,h ′(x )=0仅在x =12时成立, ∴m 的取值范围是⎣⎡⎭⎫14,+∞.20.、[2014·安徽卷] 设函数f (x )=1+(1+a )x -x 2-x 3,其中a >0. (1)讨论f (x )在其定义域上的单调性;(2)当x ∈[0,1]时,求f (x )取得最大值和最小值时的x 的值. 20.解: (1)f (x )的定义域为(-∞,+∞), f ′(x )=1+a -2x -3x 2.令f ′(x )=0,得x 1=-1-4+3a3,x 2=-1+4+3a 3,且x 1<x 2,所以f ′(x )=-3(x -x 1)(x -x 2).当x <x 1或x >x 2时,f ′(x )<0; 当x 1<x <x 2时,f ′(x )>0.故f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-1-4+3a 3和 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1+4+3a 3,+∞内单调递减,在⎝⎛⎭⎪⎫-1-4+3a 3,-1+4+3a 3内单调递增.(2)因为a >0,所以x 1<0,x 2>0,①当a ≥4时,x 2≥1,由(1)知,f (x )在[0,1]上单调递增,所以f (x )在x =0和x =1处分别取得最小值和最大值.②当0<a <4时,x 2<1,由(1)知,f (x )在[0,x 2]上单调递增,在[x 2,1]上单调递减,因此f (x )在x =x 2=-1+4+3a3处取得最大值.又f (0)=1,f (1)=a ,所以当0<a <1时,f (x )在x =1处取得最小值;当a =1时,f (x )在x =0和x =1处同时取得最小值; 当1<a <4时,f (x )在x =0处取得最小值. 20.、[2014·北京卷] 已知函数f (x )=2x 3-3x . (1)求f (x )在区间[-2,1]上的最大值;(2)若过点P (1,t )存在3条直线与曲线y =f (x )相切,求t 的取值范围;(3)问过点A (-1,2),B (2,10),C (0,2)分别存在几条直线与曲线y =f (x )相切?(只需写出结论)20.解:(1)由f (x )=2x 3-3x 得f ′(x )=6x 2-3.令f ′(x )=0,得x =-22或x =22. 因为f (-2)=-10,f ⎝⎛⎭⎫-22=2,f ⎝⎛⎭⎫22=-2,f (1)=-1, 所以f (x )在区间[-2,1]上的最大值为f ⎝⎛⎭⎫-22= 2. (2)设过点P (1,t )的直线与曲线y =f (x )相切于点(x 0,y 0),则y 0=2x 30-3x 0,且切线斜率为k =6x 20-3, 所以切线方程为y -y 0=(6x 20-3)(x -x 0), 因此t -y 0=(6x 20-3)(1-x 0),整理得4x 30-6x 20+t +3=0, 设g (x )=4x 3-6x 2+t +3,则“过点P (1,t )存在3条直线与曲线y =f (x )相切”等价于“g (x )有3个不同零点”. g ′(x )=12x 2-12x =12x (x -1).当x 变化时,g (x )与g ′(x )的变化情况如下:所以,g (0)=t +3是g (x )的极大值,g (1)=t +1是g (x )的极小值.结合图像知,当g (x )有3个不同零点时,有⎩⎪⎨⎪⎧g (0)=t +3>0,g (1)=t +1-0,解得-3<t <-1.故当过点P (1,t )存在3条直线与曲线y =f (x )相切时,t 的取值范围是(-3,-1). (3)过点A (-1,2)存在3条直线与曲线y =f (x )相切; 过点B (2,10)存在2条直线与曲线y =f (x )相切; 过点C (0,2)存在1条直线与曲线y =f (x )相切. 22.、[2014·福建卷] 已知函数f (x )=e x -ax (a 为常数)的图像与y 轴交于点A ,曲线y =f (x )在点A 处的切线斜率为-1.(1)求a 的值及函数f (x )的极值; (2)证明:当x >0时,x 2<e x ;(3)证明:对任意给定的正数c ,总存在x 0,使得当x ∈(x 0,+∞)时,恒有x <c e x . 22.解:方法一:(1)由f (x )=e x -ax , 得f ′(x )=e x -a .又f ′(0)=1-a =-1,得a =2. 所以f (x )=e x -2x ,f ′(x )=e x -2. 令f ′(x )=0,得x =ln 2.当x <ln 2时,f ′(x )<0,f (x )单调递减; 当x >ln 2时,f ′(x )>0,f (x )单调递增. 所以当x =ln 2时,f (x )有极小值,且极小值为f (ln 2)=e ln 2-2ln 2=2-ln 4, f (x )无极大值.(2)证明:令g (x )=e x -x 2,则g ′(x )=e x -2x . 由(1)得,g ′(x )=f (x )≥f (ln 2)=2-ln 4>0, 即g ′(x )>0.所以g (x )在R 上单调递增,又g (0)=1>0, 所以当x >0时,g (x )>g (0)>0,即x 2<e x .(3)证明:对任意给定的正数c ,取x 0=1c ,由(2)知,当x >0时,x 2<e x .所以当x >x 0时,e x >x 2>1cx ,即x <c e x .因此,对任意给定的正数c ,总存在x 0,当x ∈(x 0,+∞)时,恒有x <c e x . 方法二:(1)同方法一. (2)同方法一.(3)证明:令k =1c (k >0),要使不等式x <c e x 成立,只要e x >kx 成立.而要使e x >kx 成立,则只需要x >ln(kx ), 即x >ln x +ln k 成立.①若0<k ≤1,则ln k ≤0,易知当x >0时,x >ln x ≥ln x +ln k 成立. 即对任意c ∈[1,+∞),取x 0=0, 当x ∈(x 0,+∞)时,恒有x <c e x .②若k >1,令h (x )=x -ln x -ln k ,则h ′(x )=1-1x =x -1x ,所以当x >1时,h ′(x )>0,h (x )在(1,+∞)上单调递增.取x 0=4k ,h (x 0)=4k -ln(4k )-ln k =2(k -ln k )+2(k -ln 2), 易知k >ln k ,k >ln 2,所以h (x 0)>0.因此对任意c ∈(0,1),取x 0=4c ,当x ∈(x 0,+∞)时,恒有x <c e x .综上,对任意给定的正数c ,总存在x 0,当x ∈(x 0,+∞)时,恒有x <c e x . 方法三:(1)同方法一. (2)同方法一.(3)证明:①若c ≥1,取x 0=0, 由(2)的证明过程知,e x >2x ,所以当x ∈(x 0,+∞)时,有c e x ≥e x >2x >x , 即x <c e x .②若0<c <1,令h (x )=c e x -x ,则h ′(x )=c e x -1. 令h ′(x )=0得x =ln 1c.当x >ln 1c 时,h ′(x )>0,h (x )单调递增.取x 0=2ln 2c,则h (x 0)=c e2ln 2c -2ln 2c=2⎝⎛⎭⎫2c -ln 2c , 易知2c -ln 2c>0,又h (x )在(x 0,+∞)内单调递增,所以当x ∈(x 0,+∞)时,恒有h (x )>h (x 0)>0, 即x <c e x .综上,对任意给定的正数c ,总存在x 0,当x ∈(x 0,+∞)时,恒有x <c e x . 11.、[2014·广东卷] 曲线y =-5e x +3在点(0,-2)处的切线方程为________.11.5x +y +2=0 [解析] ∵y ′=-5e x ,∴所求切线斜是k =-5e 0=-5,∴切线方程是y -(-2)=-5(x -0),即5x +y +2=0.11.[2014·江苏卷] 在平面直角坐标系xOy 中,若曲线y =ax 2+bx (a ,b 为常数)过点P (2,-5),且该曲线在点P 处的切线与直线7x +2y +3=0平行,则a +b 的值是________.11.-3 [解析] 易知y ′=2ax -bx 2.根据题意有⎩⎨⎧-5=4a +b2,4a -b 4=-72,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =-2, 故a +b =-3.23.、[2014·江苏卷] 已知函数f 0(x )=sin xx (x >0),设f n (x )为f n -1(x )的导数,n ∈N *.(1)求2f 1⎝⎛⎭⎫π2+π2f 2⎝⎛⎭⎫π2的值;(2)证明:对任意的n ∈N *,等式⎪⎪⎪⎪nf n -1⎝⎛⎭⎫π4+π4f n ⎝⎛⎭⎫π4=22都成立.23.解: (1)由已知,得f 1(x )=f ′0(x )=⎝⎛⎭⎫sin x x ′=cos x x -sin xx2,于是f 2(x )=f 1′(x )=⎝⎛⎭⎫cos x x ′-⎝⎛⎭⎫sin x x 2′= -sin x x -2cos x x 2+2sin xx3, 所以f 1⎝⎛⎭⎫π2=-4π2,f 2⎝⎛⎭⎫π2=-2π+16π3.故2f 1⎝⎛⎭⎫π2+π2f 2⎝⎛⎭⎫π2=-1.(2)证明:由已知得,xf 0(x )=sin x ,等式两边分别对x 求导,得f 0(x )+xf 0′(x )=cos x , 即f 0(x )+xf 1(x )=cos x =sin ⎝⎛⎭⎫x +π2.类似可得2f 1(x )+xf 2(x )=-sin x =sin(x +π), 3f 2(x )+xf 3(x )=-cos x =sin ⎝⎛⎭⎫x +3π2,4f 3(x )+xf 4(x )=sin x =sin(x +2π).下面用数学归纳法证明等式nf n -1(x )+xf n (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +n π2对所有的n ∈N *都成立.(i)当n =1时,由上可知等式成立.(ii)假设当n =k 时等式成立,即kf k -1(x )+xf k (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +k π2.因为[kf k -1(x )+xf k (x )]′=kf k -1′(x )+f k (x )+xf k ′(x )=(k +1)f k (x )+xf k +1(x ),⎣⎡⎦⎤sin ⎝⎛⎭⎫x +k π2′=cos ⎝⎛⎭⎫x +k π2·⎝⎛⎭⎫x +k π2′=sin ⎣⎡⎦⎤x +(k +1)π2,所以(k +1)f k (x )+xf k +1(x )=sin ⎣⎡⎦⎤x +(k +1)π2, 因此当n =k +1时,等式也成立.综合(i)(ii)可知,等式nf n -1(x )+xf n (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +n π2对所有的n ∈N *都成立.令x =π4,可得nf n -1⎝⎛⎭⎫π4+π4f n ⎝⎛⎭⎫π4=sin ⎝⎛⎭⎫π4+n π2(n ∈N *),所以⎪⎪⎪⎪nf n -1⎝⎛⎭⎫π4+π4f n ⎝⎛⎭⎫π4=(n ∈N *).21.、[2014·全国新课标卷Ⅰ] 设函数f (x )=a ln x +1-a 2x 2-bx (a ≠1),曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为0. (1)求b ;(2)若存在x 0≥1,使得f (x 0)<aa -1,求a 的取值范围. 21.解:(1)f ′(x )=ax +(1-a )x -b .由题设知f ′(1)=0,解得b =1, (2)f (x )的定义域为(0,+∞),。
高考数学一轮总复习专题一函数与导数课件理
图 1-1
结合 f(x)的单调(dāndiào)性知,m 的取值范围是(-3,1). 如图 1-1,若直线 y=m 与函数 y=f(x)的
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【规律方法】可以(kěyǐ)继续探讨:①直线 y=m 与 y=f(x)的图 象有一个交点,则 m 的取值范围为(-∞,-3)∪(1,+∞);
a
(a,+∞)
f′(x)
-
0
+
0
-
0
+
f(x)
↘
极小值
↗
极大值 ↘ 极小值
↗
所以 f(x)的单调递增(dìzēng)区间为(-2a,0)和(a,+∞), f(x)的单调递减区间为(-∞,-2a)和(0,a).
(2)由(1),得 f(x)极小值=f(-2a)=-53a4<0, f(x)极小值=f(a)=172a4,f(x)极大值=f(0)=a4.
(2)任意 x1∈[0,2],总存在x2∈[0,2],使f(x1)=g(x2)的本质 就是函数 f(x)的值域是函数 g(x)值域的子集.
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【互动(hù dònɡ)探究】 1.(2015年新课标Ⅰ)设函数f(x)=e2x-alnx. (1)讨论(tǎolùn)f(x)的导函数f′(x)的零点的个数;
7 点,则 a 的取值范围为 1<a< 4 12 [如图 1-2(3)].
7
图 1-2
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(2)请结合(jiéhé)例2 一起学习,例2 中函数图象确定,直线 y=m 在动(变化);而本题中直线 y=1 确定,函数图象在动(变化), 数形结合(jiéhé)中蕴含运动变化的思想.
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2014年高考数学一轮复习 热点难点精讲精析 2.11导数及其应用
2014年高考一轮复习热点难点精讲精析:2.11导数及其应用一、变化率与导数、导数的运算 (一)利用导数的定义求函数的导数 1、相关链接(1)根据导数的定义求函数()y f x =在点0x 处导数的方法: ①求函数的增量00()()y f x x f x ∆=+∆-;②求平均变化率00()()f x x f x y x x+∆-∆=∆∆; ③得导数00()lim x yf x x∆→∆'=∆,简记作:一差、二比、三极限。
(2)函数的导数与导数值的区间与联系:导数是原来函数的导函数,而导数值是导函数在某一点的函数值,导数值是常数。
2、例题解析 〖例1〗求函数x=1处的导数。
解析:y∆=-=x 0x 0x 1y x y 1limlim[.x 21y |.2∆→∆→==∆=∆∆==-∆∴'=-〖例2〗一质点运动的方程为283s t =-。
(1) 求质点在[1,1+Δt]这段时间内的平均速度;(2) 求质点在t=1时的瞬时速度(用定义及求求导两种方法)分析(1)平均速度为s t∆∆; (2)t=1时的瞬时速度即283s t =-在t=1处的导数值。
解答:(1)∵283s t =-∴Δs=8-3(1+Δt)2-(8-3×12)=-6Δt-3(Δt)2,63sv t t-∆==--∆∆. (3) 定义法:质点在t=1时的瞬时速度00lim lim(63)6t t sv t t ∆→∆→∆==--∆=-∆(4) 求导法:质点在t 时刻的瞬时速度2()(83)6v s t t t ''==-=,当t=1时,v=-6×1=-6.注:导数的物理意义建立了导数与物体运动的瞬时速度之间的关系。
对位移s 与时间t 的关系式求导可得瞬时速度与时间t 的关系。
根据导数的定义求导数是求导数的基本方法,请按照“一差、二比、三极限”的求导步骤来求。
(二)导数的运算 1、相关链接(1)运用可导函数求导法则和导数公式,求函数()y f x =在开区间(a,b )内的导数的基本步骤: ①分析函数()y f x =的结构和特征; ②选择恰当的求导法则和导数公式求导; ③整理得结果。
人教版高考总复习一轮数学精品课件 函数 第四章 函数与导数中的综合问题-第1课时 利用导数证明不等式
所以 在 0,2 上单调递减.又由 0 = 0,得 < 0,所以ℎ′ < 0,所以ℎ
在 0,2 上单调递减.又由ℎ 0 = 0,得ℎ < 0,所以当0 < < 2时, <
9
.
+6
方法二:令 = + 1,由0 < < 2得 ∈ 1, 3 ,则
9
−
式成立.
1
cos 2
+ 1 − 2 ≥
π
, ∈ [0, ),
2
2cos
2sin
sin ⋅
−
2
=
−
cos 2
cos
1
=
− 1. ∵ 0 < cos 2 ≤
2
cos
2
π
tan − , ∈ [0, ),∴ ′
2
π
≥ 0,∴函数 在[0, )上单调递增,又 0
2
π
≥ 0,∴函数ℎ 在区间[0, )上单调递增.又ℎ
2
2 = 2 tan − .令
1,∴
1
cos 2
≥ 1,
= 0,∴ ≥ 0,
0 = 0,∴ ℎ ≥ 0,故原不等
[对点训练1]已知函数 = − 1 ln +
+ ,
∈ .
(1)讨论函数 的单调性.
0, − , 1, +∞ 上单调递增,在 −, 1 上单调递减;当 = −1时,′ =
−1 2
2
≥ 0,
函数 在 0, +∞ 上单调递增;当 < −1时,− > 1,函数 在 0,1 , −, +∞ 上单调
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[例 4]
的目标
函数 z=x+y 的最大值是
A.1 C.2 3 B. 2 D.3
)
解析:由线性约束条件画出可行域 如图,A、B、C 的坐标分别为
3 A2,0,
3 B(1,1),C0,2,由图可知 zmax=1+1
=2.
答案:C
x+y≤1, (2)已知不等式组x-y≥-1, y≥0
答案:C
(2)定义在(-∞, +∞)上的偶函数 f(x)满足 f(x+1)=-f(x), 且 f(x)在[-1,0]上是增函数, 下面五个关于 f(x)的命题中: ①f(x) 是周期函数;②f(x)的图象关于直线 x=1 对称;③f(x)在[0,1]上 是增函数;④f(x)在[1,2]上为减函数;⑤f(2)=f(0),正确命题的 个数是 ( )
1 的取值范围是8,+∞.
(2)由(1)知,当且仅当 点 x2,且 x1+x2=
1 a∈0,8时,f(x)有极小值点
x1 和极大值
1 1 ,x1x2= . 2a 2a 2 f(x1)+f(x2)=-ln x1-ax1+x1-ln x2-ax2+x2=-(ln x1+ln x2) 2 1 1 - (x1-1)- (x2-1)+(x1+x2) 2 2 1 1 =-ln x1x2+ (x1+x2)+1=ln 2a+ +1. 2 4a 1 1 令 g(a)=ln 2a+ +1,a∈0,8, 4a 1 1 1 1 4a-1 则当 a∈0,8时, g′(a)=a- 2= <0, g(a)在0,8上单 4a 4a2 1 调递减,∴g(a)>g8=3-2ln 2,即 f(x1)+f(x2)>3-2ln 2.
表示的平面区域为 M,
若直线 y=kx-3k 与平面区域 M 有公共点,则 k 的取值范围 是
1 A.-3,0 1 C.0,3 1 B.-∞,3 1 D.-∞,-3
(
)
解析:如图所示,画出可行域,直线 y=kx-3k 过定点(3,0),由数形结合,知该 直线的斜率的最大值为 k=0,最小值为 0-1 1 k= =- . 3 3-0
A.1
B.2
C.3
D.4
解析:由于 f(x+1)=-f(x),所以 f(x+2)=-f(x+1)=f(x), 函数 f(x)是以 2 为最小正周期的周期函数,故命题①正确;由于 f(2-x)=f(-x)=f(x),故函数 f(x)的图象关于直线 x=1 对称, 命题②正确; 偶函数在定义域上关于坐标原点对称的区间上的单 调性相反,故命题③不正确;根据周期性,函数在[1,2]上的单调 性与[-1,0]上的单调性相同,故命题④不正确;根据周期性,命 题⑤正确. 答案:C
x+1 (1)若函数 φ(x)=f(x)- ,求函数 φ(x)的单调区间; x-1
(2)设直线 l 为函数 f(x)的图象上一点 A(x0, 0))处的切线. f(x 证 明: 在区间(1, +∞)上存在惟一的 x0, 使得直线 l 与曲线 y=g(x) 相切.
[解]
x+1 x+1 (1)∵φ(x)=f(x)- =ln x- , x-1 x-1
①当 x<1 时,
原不等式等价于 x+(x+1)x≤3,解得-3≤x≤1,又 x<1, 所以-3≤x<1;②当 x≥1 时,原不等式等价于 x+(x+1)(- x)≤3,即 x2≥-3 恒成立,所以 x≥1,综合①②可知,不等 式的解集为{x|x≥-3}.
答案:A
(2)(2012· 安徽质检)已知不等式 ax2+bx+c<0 的解集 为{x|-2<x<1}, 则不等式 cx2+bx+a>c(2x-1)+b 的解集 为________.
x2+1 1 2 ∴φ′(x)=x+ 2= 2. x-1 x· x-1 ∵x>0 且 x≠1, ∴φ′(x)>0. ∴函数 φ(x)的单调递增区间为(0,1)和(1,+∞).
1 1 (2)证明:∵f′(x)=x,∴f′(x0)= , x0 1 ∴切线 l 的方程为 y-ln x0= (x-x0), x0 1 即 y= x+ln x0-1,① x0 设直线 l 与曲线 y=g(x)相切于点(x1,ex1), 1 ∵g′(x)=e ,∴ex1= ,∴x1=-ln x0. x0
1 1 0, 上必有实数根,即任意“ -同伴函数”至少有一 在 2 2
个零点.
B 错误, 用反证法, 假设 f(x)=x2 是一个“λ-同伴函数”, 则(x+λ)2+λx2=0,即(1 +λ)x2+2λx+λ2=0 对任意实数 x 成 立,所以 λ+1=2λ=λ2=0,而此式无解,所以 f(x)=x2 不是一 个“λ-同伴函数”. C 错误,因为 f(x)=log2x 的定义域不是 R. D 错误,设 f(x)=C 是一个“λ-同伴函数”,则(1+λ)C =0,当 λ=-1 时,可以取遍实数集,因此 f(x)=0 不是唯一 一个常值“λ-同伴函数”.
(3)若对于定义在 R 上的函数 f(x),其图像是连续的,且存 在常数 λ(λ∈R),使得 f(x+λ)+λf(x)=0 对任意的实数 x 成立, 则称 f(x)是“λ-同伴函数”. 下列关于“λ-同伴函数”的叙述 中正确的是
1 A.“ -同伴函数”至少有一个零点 2 B.f(x)=x2 是一个“λ-同伴函数” C.f(x)=log2x 是一个“λ-同伴函数” D.f(x)=0 是唯一一个常值“λ-同伴函数”
解析: A 正确,令 x=0,得
1 1 1 f2+ f(0)=0,所以 f2= 2
1 1 - f(0). f(0)=0, 若 显然 f(x)=0 有实数根; f(0)≠0,2· 若 f f(0) 2
1 =- (f(0))2<0.又因为函数 f(x)的图像是连续不断的,所以 f(x) 2 =0
2
1 x| <x<2. ∴原不等式的解集为 2
[答案]
1 x| <x<2 2
[方法总结]
解不等式的常见策略:
1.解一元二次不等式的策略:先化为一般形式ax2+ bx+c>0(a>0),再结合相应二次方程的根及二次函数图象 确定一元二次不等式的解集.
[例 6]
1 已知函数 f(x)=lnx-ax2+x(a>0).
(1)若 f(x)是单调函数,求 a 的取值范围; (2)若 f(x)有两个极值点 x1,x2,证明:f(x1)+f(x2)>3-2ln 2.
1 解:(1)由 f(x)=lnx-ax2+x=-ln x-ax2+x 得, 2ax2-x+1 1 f′(x)=-x-2ax+1=- . x 令 g(x)=2ax2-x+1, Δ=(-1)2-4×2a×1=1-8a.
不等式的解法及应用
[例 2]
x+1x<0, (1)已知函数 f(x)= -x-1x≥0,
则不等式 x ( )
+(x+1)f(x-1)≤3 的解集是
A.{x|x≥-3}
B.{x|x≥1}
C.{x|-3≤x≤1}
D.{x|x≥1或x≤-3}
xx<1, 解析: 由函数 f(x)可知 f(x-1)= -xx≥1.
函数图象与性质
[例 1]
(1)(2012· 唐山模拟)若函数 y=ax
1 +b 的图象如图,则函数 y=b+ 的图象 x+a 为 ( ).
解析:由函数 y=ax+b 的图象可知,函数 y=ax+b 在 R 上单调递减,故 0<a<1.因为函数 y=ax+b 的图象是由函数 y= ax 的图象向下平移了|b|个单位而得到的,且函数 y=ax+b 的图 1 象与 y 轴的交点在负半轴上,故 b<0.函数 y=b+ 的图象可 x+a 1 以看作是由函数 y=x的图象向左平移 a 个单位,然后向下平移 -b 个单位得到的,结合反比例函数的图象和 a、b 的范围可知 选 C.
2.解简单的分式不等式的策略:将不等式一边化为0,
再将不等式等价转化为整式不等式(组)求解.
基本不等式
[例 3] (2012· 福建质检)设 a>0,若关于 x 的不等式 x
a + ≥5 在 x∈(1,+∞)上恒成立,则 a 的最小值为 x-1 ( a a 解析:当 x>1,a>0 时,x+ =(x-1)+ +1≥2 x-1 x-1 a x-1× +1=2 a+1(当且仅当(x-1)2=a 时取等号), x-1 a 即此时 x+ 的最小值是 2 a+1. x-1 由 2 a+1≥5 得 a≥4, 即 a 的最小值为 4.
[解析]
由题意可知 a>0,且-2,1 是方程 ax2+bx+c=
b=a, 解得 c=-2a,
b -a=-1, 0 的两个根,则 c=-2, a
所以不等式 cx2+bx+a>c(2x-1)+b 可化为-2ax2+ax +a>-2a(2x-1)+a, 1 整理得 2x -5x+2<0,解得 <x<2. 2
1 1 =8当且仅当m=4,n=2时取等号.
答案:D
[方法总结]
利用基本不等式求最值是考查重点,
多以填空题形式考查,解决此类问题时要注意抓住“一
正、二定、三相等”的步骤及常见函数的变形方法,如 拆项、变符号、凑系数等.
线性规划
2x+y≤3, x+2y≤3, (1)满足线性约束条件 x≥0, y≥0 (
x
1 1 ∴直线 l 的方程为 y- = (x+ln x0), x0 x0 1 ln x0 1 即 y= x+ + ,② x0 x0 x0
x0+1 ln x0 1 ①-②,得 ln x0-1= + ,∴ln x0= . x0 x0 x0-1 下证:在区间(1,+∞)上 x0 存在且惟一. x+1 由(1)可知,φ(x)=ln x- 在区间(1,+∞)上递增. x-1 e+1 -2 e2+1 e2-3 又 φ(e)=ln e- = <0, 2)=ln e2- 2 φ(e = 2 >0, e-1 e-1 e -1 e -1 结合零点存在性定理,说明方程 φ(x)=0 必在区间(e,e2)上 有唯一的根,这个根就是所求的惟一的 x0.故结论成立.