2020届高考数学一轮复习第二章函数的概念与基本初等函数2.5函数的图象教师用书理(PDF,含解析)
高考数学一轮复习第二章函数的概念基本初等函数(Ⅰ)及函数的应用2.6函数与方程习题理

§2.6函数与方程1.函数的零点(1)定义:对于函数y=f(x),我们把使的实数x叫做函数y=f(x)的零点.函数y=f(x)的零点就是方程f(x)=0的________,也是函数y=f(x)的图象与x轴的________.(2)函数有零点的几个等价关系:方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴⇔函数y=f(x) .由此可知,求方程f(x)=0的实数根,就是确定函数y=f(x)的________.一般地,对于不能用公式求根的方程f(x)=0来说,我们可以将它与________联系起来,利用函数的性质找出零点,从而求出方程的根.2.函数的零点存在性定理如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有,那么,函数y=f(x)在区间内有零点,即存在c∈,使得,这个c 也就是方程f(x)=0的根.3.二次函数的零点分布(即一元二次方程根的分布,见2.4节“考点梳理”5)自查自纠1.(1)f(x)=0 实数根交点的横坐标(2)有交点有零点零点函数y=f(x)2.f(a)·f(b)<0 (a,b) (a,b) f(c)=0(2015·安徽)下列函数中,既是偶函数又存在零点的是( )A.y=cos x B.y=sin xC.y=ln x D.y=x2+1解:y=cos x是偶函数且有无数多个零点,y=sin x为奇函数,y=ln x既不是奇函数也不是偶函数,y=x2+1是偶函数但没有零点.故选A.函数f (x )=2x +x 3-2在区间(0,1)内的零点个数是( )A .0B .1C .2D .3解:易知函数f (x )=2x+x 3-2单调递增,∵f (0)=1-2=-1<0,f (1)=2+1-2=1>0,∴函数f (x )在区间(0,1)内零点的个数为1.故选B .(2014·山东)已知函数f (x )=|x -2|+1,g (x )=kx .若方程f (x )=g (x )有两个不相等的实根,则实数k 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12B.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1 C .(1,2)D .(2,+∞)解:在同一平面直角坐标系中分别画出函数y =f (x ),y =g (x )的图象.如图所示,方程f (x )=g (x )有两个不相等的实根,等价于两个函数的图象有两个不同的交点.结合图象可知,当直线y =kx 的斜率大于坐标原点与点(2,1)连线的斜率且小于直线y =x -1的斜率时符合题意,故12<k <1.故选B .方程ln x =8-2x 的实数根x ∈(k ,k+1),k ∈Z ,则k =________.解:构造函数f (x )=ln x +2x -8,∴f ′(x )=1x+2>0(x >0),则f (x )在(0,+∞)上单调递增,又f (1)=-6<0,f (2)=ln2-4<0,f (3)=ln3-2<0,f (4)=ln4>0,∴f (x )的唯一零点在(3,4)内,因此k =3.故填3.(2014·苏锡模拟)已知奇函数f (x )是R 上的单调函数,若函数y =f (x 2)+f (k -x )只有一个零点,则实数k 的值是________.解:由f (x 2)+f (k -x )=0得f (x 2)=-f (k -x ),因为f (x )是奇函数,有-f (k -x )=f (x -k ),故有f (x 2)=f (x -k ),又f (x )是R 上的单调函数,所以方程x 2=x -k 即x 2-x +k=0有唯一解,由Δ=0解得k =14,故填14.类型一 判断函数零点所在的区间(2014·北京)已知函数f (x )=6x-log 2x .在下列区间中,包含f (x )零点的区间是( )A .(0,1)B .(1,2)C .(2,4)D .(4,+∞)解:f (x )在(0,+∞)为减函数,又f (1)=6>0,f (2)=2>0,f (4)=32-2=-12<0.故选C .【点拨】要判断在给定区间连续的函数是否存在零点,只需计算区间端点的函数值是否满足零点存在性定理的条件;如果题目没有给出具体区间,则需要估算函数值并利用函数的单调性等性质来求.但应注意到:不满足f (a )·f (b )<0的函数也可能有零点,此时,应结合函数性质分析判断.(2013·北京朝阳检测)函数f (x )=ln x -2x的零点所在的大致区间是( )A .(1,2)B .(2,3)C .(1,e)和(3,4)D .(e ,+∞)解:∵f ′(x )=1x +2x 2>0(x >0),∴f (x )在(0,+∞)上单调递增,又f (3)=ln3-23>0,f (2)=ln2-1<0,∴f (2)·f (3)<0,∴f (x )唯一的零点在区间(2,3)内.故选B .类型二 零点个数的判断(2015·江苏)已知函数f (x )=|ln x |,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧0, 0<x ≤1,|x 2-4|-2,x >1,则方程|f (x )+g (x )|=1实根的个数为________.解:由题意知,方程|f (x )+g (x )|=1实根的个数即为函数y =f (x )与y =1-g (x )交点个数及函数y =f (x )与y =-1-g (x )交点个数之和,而y =1-g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1, 0<x ≤1,7-x 2,x ≥2,x 2-1,1<x <2,作图易知函数y =f (x )与y =1-g (x )有两个交点,又y =-1-g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-1, 0<x <1,5-x 2,x ≥2,x 2-3,1<x <2,作图易知函数y =f (x )与y =-1-g (x )有两个交点,因此共有4个交点.故填4.【点拨】(1)连续函数在区间[a ,b ]上满足f (a )·f (b )<0时,函数在(a ,b )内的零点至少有一个,但不能确定究竟有多少个.要更准确地判断函数在(a ,b )内零点的个数,还得结合函数在该区间的单调性、极值等性质进行判断;(2)对于解析式较复杂的函数,可根据解析式特征化为f (x )=g (x )的形式,通过考察两个函数图象的交点个数来求原函数的零点个数;(3)有时求两函数图象交点的个数,不仅要研究其走势(单调性、极值点、渐近线等),而且要明确其变化速度快慢.(2014·福建)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2, x ≤0,2x -6+ln x ,x >0的零点个数是________. 解: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 ,解法一: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,+∞)上的图象,易得两函数图象只有一个交点,即函数f (x )=2x -6+ln x (x >0)只有一个零点.解法二:f ′(x )=2+1x,由x >0知f ′(x )>0,∴f (x )在(0,+∞)上单调递增, 而f (1)=-4<0,f (e)=2e -5>0,f (1)f (e)<0,从而f (x )在(0,+∞)上只有一个零点.综上可知,函数f (x )的零点个数是2.故填2.类型三 已知零点情况求参数范围(2014·江苏)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________.解:函数y =f (x )-a 在区间[-3,4]上有互不相同的10个零点,即函数y =f (x ),x ∈[-3,4]与y =a 的图象有10个不同交点.在坐标系中作出函数f (x )在一个周期[0,3)上的图象如图,可知当0<a <12时满足题意.故填⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12. 【点拨】(1)解答本题的关键在于依据函数的对称性、周期性等知识作出函数图象,将函数的零点个数问题转化为求两个函数的交点个数问题;(2)对于含参数的函数零点问题,一般先分离参数,针对参数进行分类讨论,按照题目所给零点的条件,找出符合要求的参数值或范围,但讨论要注意全面及数形结合.(2015·河南模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2, x >a ,x 2+5x +2,x ≤a ,函数g (x )=f (x )-2x 恰有三个不同的零点,则实数a 的取值范围是( )A .[-1,1)B .[0,2]C .[-2,2)D .[-1,2)解:∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2, x >a ,x 2+5x +2,x ≤a ,∴g (x )=f (x )-2x =⎩⎪⎨⎪⎧-x +2, x >a ,x 2+3x +2,x ≤a .方程-x +2=0的解为x =2,方程x 2+3x +2=0的解为x =-1或-2.若函数g (x )=f (x )-2x 恰有三个不同的零点,则⎩⎪⎨⎪⎧a <2,-1≤a ,-2≤a ,解得-1≤a <2,即实数a的取值范围是[-1,2).故选D .1.函数y=f(x)的零点就是方程f(x)=0的实数根,也就是函数y=f(x)的图象与x 轴交点的横坐标,注意它是数而不是点.2.判断函数在给定区间零点的步骤(1)确定函数的图象在闭区间[a,b]上连续;(2)计算f(a),f(b)的值并判断f(a)·f(b)的符号;(3)若f(a)·f(b)<0,则有实数解.除了用上面的零点存在性定理判断外,有时还需结合相应函数的图象来作出判断.3.确定函数f(x)零点个数(方程f(x)=0的实根个数)的方法:(1)判断二次函数f(x)在R上的零点个数,一般由对应的二次方程f(x)=0的判别式Δ>0,Δ=0,Δ<0来完成;对于一些不便用判别式判断零点个数的二次函数,则要结合二次函数的图象进行判断.(2)对于一般函数零点个数的判断,不仅要用到零点存在性定理,还必须结合函数的图象和性质才能确定,如三次函数的零点个数问题.(3)若函数f(x)在[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,且是单调函数,又f(a)·f(b)<0,则y=f(x)在区间(a,b)内有唯一零点.1.函数y =x 12-⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 的零点个数为( ) A .0B .1C .2D .3解:在同一坐标系内分别做出y 1=x ,y 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x的图象,根据图象可以看出交点的个数为1.故选B .2.(2015·青岛模拟)若函数f (x )=3ax +1-2a 在区间(-1,1)上存在一个零点,则实数a 的取值范围是( )A .a >15B .a >15或a <-1C .-1<a <15D .a <-1解:由题可知函数f (x )的图象是一条直线,所以f (x )在区间(-1,1)上存在一个零点等价于f (-1)f (1)<0,即(1-5a )(a +1)<0.解得a >15或a <-1.故选B .3.(2013·天津)函数f (x )=2x|log 0.5x |-1的零点个数为( ) A .1B .2C .3D .4解:判断函数f (x )的零点个数可转化为判断方程f (x )=2x|log 0.5x |-1=0的根的个数,由此得到|log 0.5x |=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ,设y 1=|log 0.5x |,y 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x,则两个函数y 1与y 2的交点个数即为所求,如图所示,可知交点有两个.故选B .4.已知x 0是函数f (x )=2x+11-x的一个零点,若x 1∈(1,x 0),x 2∈(x 0,+∞),则( )A .f (x 1)<0,f (x 2)<0B .f (x 1)<0,f (x 2)>0C .f (x 1)>0,f (x 2)<0D .f (x 1)>0,f (x 2)>0解:由于函数g (x )=11-x =-1x -1在(1,+∞)上单调递增,函数h (x )=2x在(1,+∞)上单调递增,故函数f (x )=h (x )+g (x )在(1,+∞)上单调递增,所以函数在(1,+∞)上只有唯一的零点x 0,且在(1,x 0)上,f (x 1)<f (x 0)=0;在(x 0,+∞)上,f (x 2)>f (x 0)=0.故选B .5.(2014·黄冈九月质检)函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+x -x 22+x 33cos2x 在区间[-3,3]上零点的个数为( )A .3B .4C .5D .6解:令g (x )=1+x -x22+x33, 则g ′(x )=1-x +x 2>0,故g (x )在R 上单调递增,而g (-3)g (3)<0,故g (x )在(-3,3)上仅有1个零点.作图易知y =cos2x 在[-3,3]上有4个零点,且易判断这5个零点互不相同.故选C .6.(2015·浙江模拟)函数y =ln|x -1|的图象与函数y =-2cos πx (-2≤x ≤4)的图象所有交点的横坐标之和等于( )A .8B .6C .4D .2解:作出两函数的大致图象如图所示.两函数图象都关于直线x =1对称,且共有6个交点, 故所有交点的横坐标之和为6.故选B .7.设f (x )=2x-x -4,x 0是函数f (x )的一个正数零点,且x 0∈(a ,a +1),其中a ∈N ,则a = .解:∵x 0是函数f (x )的一个正数零点,即f (x 0)=2x 0-x 0-4=0,知f (2)=22-2-4<0,f (3)=23-3-4>0,∴x 0∈(2,3),再由y =2x与y =x +4在(0,+∞)上只有一个交点知a 值惟一.又∵a ∈N ,∴a =2.故填2.8.(2014·安庆六校联考)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x |, x >0,-x 2-2x +1,x ≤0, 若函数g (x )=f (x )+2m 有三个零点,则实数m 的取值范围是________.解:作出函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x |,x >0,-x 2-2x +1,x ≤0 的图象如图所示,令g (x )=f (x )+2m =0,则f (x )=-2m ,由图象知,当1≤-2m <2,即-1<m ≤-12时,直线y =-2m 与y =f (x )的图象有三个交点.故填⎝⎛⎦⎥⎤-1,-12.9.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≤0,log 2x ,x >0,求函数y =f (f (x ))+1的所有零点构成的集合.解:先解方程f (t )=-1,即⎩⎪⎨⎪⎧t ≤0,t +1=-1或⎩⎪⎨⎪⎧t >0,log 2t =-1. 得t =-2或t =12.再解方程f (x )=-2和f (x )=12.即⎩⎪⎨⎪⎧x ≤0,x +1=-2或⎩⎪⎨⎪⎧x >0,log 2x =-2和⎩⎪⎨⎪⎧x ≤0,x +1=12或⎩⎪⎨⎪⎧x >0,log 2x =12. 得x =-3或x =14和x =-12或x = 2.故所求为⎩⎨⎧⎭⎬⎫-3,-12,14,2.10.若函数f (x )=2ax 2-x -1在(0,1)上恰有一个零点,求实数a 的取值范围. 解:f (x )在(0,1)上恰有一个零点,显然a ≠0. ∴有两种情形:①f (0)f (1)<0,得(-1)·(2a -2)<0⇒a >1;②Δ=0且方程f (x )=0的根在(0,1)内,令Δ=0⇒1+8a =0⇒a =-18,得f (x )=-14(x 2+4x +4),此时f (x )=0的根x 0=-2∉(0,1).综上知a >1,即实数a 的取值范围为(1,+∞). 11.已知二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0). (1)若f (-1)=0,试判断函数f (x )的零点个数;(2)若对任意x 1,x 2∈R ,且x 1<x 2,f (x 1)≠f (x 2),试证明存在x 0∈(x 1,x 2),使f (x 0)=12[f (x 1)+f (x 2)]成立. 解:(1)∵f (-1)=0,∴a -b +c =0,b =a +c . ∵Δ=b 2-4ac =(a +c )2-4ac =(a -c )2, 当a =c 时,Δ=0,函数f (x )有一个零点; 当a ≠c 时,Δ>0,函数f (x )有两个零点.(2)证明:令g (x )=f (x )-12[f (x 1)+f (x 2)],则g (x 1)=f (x 1)-12[f (x 1)+f (x 2)]=f (x 1)-f (x 2)2,g (x 2)=f (x 2)-12[f (x 1)+f (x 2)]=f (x 2)-f (x 1)2,∴g (x 1)·g (x 2)=-14[f (x 1)-f (x 2)]2.∵f (x 1)≠f (x 2),∴g (x 1)·g (x 2)<0,即g (x )=0在(x 1,x 2)内必有一个实根.即存在x 0∈(x 1,x 2),使f (x 0)=12[f (x 1)+f (x 2)]成立.设函数f (x )(x ∈R )满足f (-x )=f (x ),f (x )=f (2-x ),且当x ∈[0,1]时,f (x )=x 3.又函数g (x )=||x cos (πx ),则函数h (x )=g (x )-f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,32上的零点个数为( ) A .5B .6C .7D .8解:原问题可转化为函数f (x )与g (x )的图象在[-12,32]上的交点个数问题.由题意知函数f (x )为偶函数,且周期为2.当x =32,12,0,-12时,g (x )=0,当x =1时,g (x )=1,且g (x )是偶函数,g (x )≥0,由此可画出函数y =g (x )和函数y =f (x )的大致图象如图所示,由图可知在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,32上两函数图象有6个交点,故选B .。
(江苏专用)高考数学一轮复习 第二章 函数概念与基本初等函数(Ⅰ)第5课 函数的单调性与最值教师用书

第5课函数的单调性与最值[最新考纲]内容要求A B C函数的单调性√函数的最值√1.函数的单调性(1)单调函数的定义增函数减函数定义一般地,设函数y=f(x)的定义域为A,区间I⊆A,如果对于区间I内的任意两个值x1,x2当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间I上是增函数当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间I上是减函数图象描述自左向右看图象是上升的自左向右看图象是下降的(2)单调区间的定义如果函数y=f(x)在区间I上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在区间I上具有单调性,区间I叫作y=f(x)的单调区间.2.函数的最值前提设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足条件①对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M①对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M结论M是y=f(x)的最大值M是y=f(x)的最小值1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)对于函数f (x ),x ∈D ,若对任意x 1,x 2∈D ,x 1≠x 2且(x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]>0,则函数f (x )在区间D 上是增函数.( )(2)函数y =1x的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).( )(3)函数y =|x |是R 上的增函数.( ) (4)所有的单调函数都有最值.( ) [答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×2.(2016·高考改编)下列函数中,在区间(-1,1)上为减函数的是________.(填序号) ①y =11-x ;②y =cos x ; ③y =ln(x +1); ④y =2-x.④ [①中,y =11-x 在(-∞,1)和(1,+∞)上为增函数,故y =11-x 在(-1,1)上为增函数;②中,y =cos x 在(-1,1)上先增后减;③中,y =ln(x +1)在(-1,+∞)上为增函数,故y =ln(x +1)在(-1,1)上为增函数;④中,y =2-x =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 在R 上为减函数,故y =2-x在(-1,1)上是减函数.]3.(教材改编)已知函数f (x )=2x -1,x ∈[2,6],则f (x )的最大值为________,最小值为________.2 25 [可判断函数f (x )=2x -1在[2,6]上为减函数,所以f (x )max =f (2)=2,f (x )min =f (6)=25.]4.设函数f (x )=x 2-2x ,x ∈[-2,a ],若函数的最小值为g (a ),则g (a )=________.⎩⎪⎨⎪⎧a 2-2a ,-2<a <1-1,a ≥1 [∵f (x )=x 2-2x =(x -1)2-1,∴当a ≥1时,函数在[-2,1]上递减,在[-1,a ]上递增,g (a )=-1.当-2<a <1时,函数在[-2,a ]上递减,∴g (a )=a 2-2a ,综上可知,g (a )=⎩⎪⎨⎪⎧a 2-2a ,-2<a <1,-1,a ≥1.]5.(教材改编)已知函数f (x )=x 2-2ax -3在区间[1,2]上具有单调性,则实数a 的取值X 围为________.(-∞,1]∪[2,+∞) [∵f (x )=x 2-2ax -3=(x -a )2-a 2-3, ∴f (x )关于x =a 对称.要使y =f (x )在区间[1,2]上具有单调性, 只需a ≥2或a ≤1.]函数单调性的判断(1)函数f (x )=log 2(x 2-1)的单调递减区间为________. (2)试讨论函数f (x )=x +k x(k >0)的单调性.(1)(-∞,-1) [由x 2-1>0得x >1或x <-1,即函数f (x )的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞).令t =x 2-1,因为y =log 2t 在t ∈(0,+∞)上为增函数,t =x 2-1在x ∈(-∞,-1)上是减函数,所以函数f (x )=log 2(x 2-1)的单调递减区间为(-∞,-1).](2)法一:由解析式可知,函数的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞).在(0,+∞)内任取x 1,x 2,令0<x 1<x 2,那么f (x 2)-f (x 1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+k x 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+k x 1=(x 2-x 1)+k ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2-1x 1=(x 2-x 1)x 1x 2-kx 1x 2.因为0<x 1<x 2,所以x 2-x 1>0,x 1x 2>0. 故当x 1,x 2∈(k ,+∞)时,f (x 1)<f (x 2), 即函数在(k ,+∞)上单调递增. 当x 1,x 2∈(0,k )时,f (x 1)>f (x 2), 即函数在(0,k )上单调递减.考虑到函数f (x )=x +k x(k >0)是奇函数,在关于原点对称的区间上具有相同的单调性,故在(-∞,-k )上单调递增,在(-k ,0)上单调递减.综上,函数f (x )在(-∞,-k )和(k ,+∞)上单调递增,在(-k ,0)和(0,k )上单调递减.法二:f ′(x )=1-k x2.令f ′(x )>0得x 2>k ,即x ∈(-∞,-k )或x ∈(k ,+∞),故函数的单调增区间为(-∞,-k )和(k ,+∞).令f ′(x )<0得x 2<k ,即x ∈(-k ,0)或x ∈(0,k ),故函数的单调减区间为(-k ,0)和(0,k ).故函数f (x )在(-∞,-k )和(k ,+∞)上单调递增,在(-k ,0)和(0,k )上单调递减.[规律方法] 1.利用定义判断或证明函数的单调性时,作差后应注意差式的分解变形要彻底.2.利用导数法证明函数的单调性时,求导运算及导函数符号判断要准确.易错警示:求函数的单调区间,应先求定义域,在定义域内求单调区间,如本题(1). [变式训练1] 讨论函数f (x )=axx 2-1(a >0)在x ∈(-1,1)上的单调性.【导学号:62172024】[解] 设-1<x 1<x 2<1, 则f (x 1)-f (x 2)=ax 1x 21-1-ax 2x 22-1=ax 1x 22-ax 1-ax 2x 21+ax 2x 21-1x 22-1=a x 2-x 1x 1x 2+1x 21-1x 22-1.∵-1<x 1<x 2<1,a >0,∴x 2-x 1>0,x 1x 2+1>0,(x 21-1)(x 22-1)>0. ∴f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2), 故函数f (x )在(-1,1)上为减函数.利用函数的单调性求最值已知f (x )=x 2+2x +ax,x ∈[1,+∞),且a ≤1.(1)当a =12时,求函数f (x )的最小值;(2)若对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立,试某某数a 的取值X 围.[思路点拨] (1)先判断函数f (x )在[1,+∞)上的单调性,再求最小值;(2)根据f (x )min>0求a 的X 围,而求f (x )min 应对a 分类讨论.[解] (1)当a =12时,f (x )=x +12x +2,f ′(x )=1-12x 2>0,x ∈[1,+∞),即f (x )在[1,+∞)上是增函数,∴f (x )min =f (1)=1+12×1+2=72.(2)f (x )=x +ax+2,x ∈[1,+∞).法一:①当a ≤0时,f (x )在[1,+∞)内为增函数.f (x )min =f (1)=a +3.要使f (x )>0在x ∈[1,+∞)上恒成立,只需a +3>0, ∴-3<a ≤0.②当0<a ≤1时,f (x )在[1,+∞)内为增函数,f (x )min =f (1)=a +3,∴a +3>0,a >-3,∴0<a ≤1.综上所述,f (x )在[1,+∞)上恒大于零时,a 的取值X 围是(-3,1]. 法二:f (x )=x +a x+2>0,∵x ≥1,∴x 2+2x +a >0,∴a >-(x 2+2x ),而-(x 2+2x )在x =1时取得最大值-3,∴-3<a ≤1,即a 的取值X 围为(-3,1].[规律方法] 利用函数的单调性求最值是求函数最值的重要方法,若函数f (x )在闭区间[a ,b ]上是增函数,则f (x )在[a ,b ]上的最大值为f (b ),最小值为f (a ).请思考,若函数f (x )在闭区间[a ,b ]上是减函数呢? [变式训练2] (2016·高考)函数f (x )=xx -1(x ≥2)的最大值为________.2 [法一:∵f ′(x )=-1x -12,∴x ≥2时,f ′(x )<0恒成立,∴f (x )在[2,+∞)上单调递减,∴f (x )在[2,+∞)上的最大值为f (2)=2. 法二:∵f (x )=xx -1=x -1+1x -1=1+1x -1, ∴f (x )的图象是将y =1x的图象向右平移1个单位,再向上平移1个单位得到的.∵y =1x在[2,+∞)上单调递减,∴f (x )在[2,+∞)上单调递减,故f (x )在[2,+∞)上的最大值为f (2)=2.法三:由题意可得f (x )=1+1x -1. ∵x ≥2,∴x -1≥1,∴0<1x -1≤1, ∴1<1+1x -1≤2,即1<x x -1≤2. 故f (x )在[2,+∞)上的最大值为2.]函数单调性的应用☞角度1 比较大小设a =0.60.6,b =0.61.5,c =1.50.6,则a ,b ,c 的大小关系是________.【导学号:62172025】b <a <c [因为函数y =0.6x 是减函数,0<0.6<1.5,所以1>0.60.6>0.61.5,即b <a <1.因为函数y =x 0.6在(0,+∞)上是增函数,1<1.5,所以1.50.6>10.6=1,即c >1.综上,b <a <c .]☞角度2 解不等式已知函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的函数,且在该区间上单调递增,则不等式f (2x -1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13的x 的解集是________. ⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,23 [由题意知⎩⎪⎨⎪⎧2x -1≥0,2x -1<13,即⎩⎪⎨⎪⎧x ≥12,x <23,所以12≤x <23.]☞角度3 求参数的取值X 围(1)如果函数f (x )=ax 2+2x -3在区间(-∞,4)上是单调递增的,则实数a的取值X 围是________.(2)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a -2x -1,x ≤1,log a x ,x >1,若f (x )在(-∞,+∞)上单调递增,则实数a 的取值X 围为________.(1)⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,0 (2)(2,3] [(1)当a =0时,f (x )=2x -3,在定义域R 上是单调递增的,故在(-∞,4)上单调递增;当a ≠0时,二次函数f (x )的对称轴为x =-1a,因为f (x )在(-∞,4)上单调递增, 所以a <0,且-1a ≥4,解得-14≤a <0.综上所述,实数a 的取值X 围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,0.(2)要使函数f (x )在R 上单调递增,则有⎩⎪⎨⎪⎧a >1,a -2>0,f 1≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧a >1,a >2,a -2-1≤0,解得2<a≤3,即实数a的取值X围是(2,3].][规律方法] 1.比较大小.比较函数值的大小,应将自变量转化到同一个单调区间内,然后利用函数的单调性解决.2.解不等式.在求解与抽象函数有关的不等式时,往往是利用函数的单调性将“f”符号脱掉,使其转化为具体的不等式求解.此时应特别注意函数的定义域.3.利用单调性求参数.视参数为已知数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参数.易错警示:(1)若函数在区间[a,b]上单调,则该函数在此区间的任意子区间上也是单调的;(2)分段函数的单调性,除注意各段的单调性外,还要注意衔接点的取值.[思想与方法]1.判断函数单调性的四种方法(1)定义法:取值、作差、变形、定号、下结论.(2)复合法:同增异减,即内外函数的单调性相同时为增函数,不同时为减函数.(3)图象法:如果f(x)是以图象形式给出的,或者f(x)的图象易作出,可由图象的直观性判断函数单调性.(4)导数法:利用导函数的正负判断函数单调性. 2.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)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. [易错与防X]1.易混淆两个概念:“函数的单调区间”和“函数在某区间上单调”,前者指函数具备单调性的“最大”的区间,后者是前者“最大”区间的子集.2.分段函数单调性不仅要考虑各段的单调性,还要注意衔接点.3.函数在两个不同的区间上单调性相同,要分开写,用“,”隔开,不能用“∪”连结.课时分层训练(五) A 组 基础达标 (建议用时:30分钟)一、填空题1.函数y =(2k +1)x +b 在R 上是减函数,则k 的取值X 围是________.【导学号:62172026】⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-12 [由题意知2k +1<0,得k <-12.] 2.给定函数:①y =x ;②y =log 12(x +1);③y =|x -1|;④y =2x +1,其中在区间(0,1)上单调递减的函数序号是________.②③ [①y =x 在区间(0,1)上单调递增;②y =log 12(x +1)在区间(0,1)上单调递减;③y =|x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧x -1,x ≥1,1-x ,x <1,在区间(0,1)上单调递减;④y =2x +1在区间(0,1)上单调递增.]3.已知函数f (x )=|x +a |在(-∞,-1)上是单调函数,则a 的取值X 围是________. 【导学号:62172027】(-∞,1] [函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +a ,x ≥-a ,-x -a ,x <-a ,即函数f (x )在(-∞,-a )上是减函数,在[-a ,+∞)上是增函数,要使函数f (x )在(-∞,-1)上单调递减,则-a ≥-1,即a ≤1.]4.函数f (x )=2xx +1在[1,2]上的最大值和最小值分别是________.43,1 [f (x )=2x x +1=2x +1-2x +1=2-2x +1在[1,2]上是增函数,∴f (x )max =f (2)=43,f (x )min =f (1)=1.]5.设函数f (x )=ln(1+|x |)-11+x 2,则使得f (x )>f (2x -1)成立的x 的取值X 围为________.⎝ ⎛⎭⎪⎫13,1 [由已知得函数f (x )为偶函数,所以f (x )=f (|x |), 由f (x )>f (2x -1),可得f (|x |)>f (|2x -1|). 当x >0时,f (x )=ln(1+x )-11+x 2,因为y =ln(1+x )与y =-11+x2在(0,+∞)上都单调递增,所以函数f (x )在(0,+∞)上单调递增.由f (|x |)>f (|2x -1|),可得|x |>|2x -1|,两边平方可得x 2>(2x -1)2,整理得3x 2-4x +1<0,解得13<x <1.所以符合题意的x 的取值X 围为⎝ ⎛⎭⎪⎫13,1.] 6.函数f (x )=-(x -3)|x |的递增区间是________.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32 [f (x )=-(x -3)|x |=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+3x ,x >0,x 2-3x ,x ≤0.作出该函数的图象,观察图象知递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32.]7.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 12x ,x ≥1,2x ,x <1的值域为________.(-∞,2) [当x ≥1时,f (x )=log 12x ≤log 121=0.当x <1时,f (x )=2x∈(0,2), ∴f (x )的值域为(-∞,2).]8.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a -2x ,x ≥2,⎝ ⎛⎭⎪⎫12x-1,x <2,满足对任意的实数x 1≠x 2,都有f x 1-f x 2x 1-x 2<0成立,则实数a 的取值X 围为________.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,138 [由f x 1-f x 2x 1-x 2<0可知f (x )在R 上是减函数,故⎩⎪⎨⎪⎧a -2<0,⎝ ⎛⎭⎪⎫122-1≥2a -2,解得a ≤138.]9.已知函数y =f (x )的图象关于x =1对称,且在(1,+∞)上单调递增,设a =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,b =f (2),c =f (3),则a ,b ,c 的大小关系为________. 【导学号:62172028】b <a <c [∵y =f (x )的图象关于x =1对称,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52. 又2<52<3,且f (x )在(1,+∞)上单调递增,∴f (2)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f (3), ∴f (2)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12<f (3), 即b <a <c .]10.f (x )是定义在(0,+∞)上的单调增函数,满足f (xy )=f (x )+f (y ),f (3)=1,则不等式f (x )+f (x -8)≤2的解集为________.(8,9] [因为2=1+1=f (3)+f (3)=f (9),由f (x )+f (x -8)≤2可得f [x (x -8)]≤f (9),f (x )是定义在(0,+∞)上的增函数,所以有⎩⎪⎨⎪⎧x >0,x -8>0,x x -8≤9,解得8<x ≤9.]二、解答题11.(2017·某某模拟)已知函数f (x )=1a -1x(a >0,x >0),(1)求证:f (x )在(0,+∞)上是增函数;(2)若f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2,求a 的值. [解] (1)证明:任取x 1>x 2>0,则f (x 1)-f (x 2)=1a -1x 1-1a +1x 2=x 1-x 2x 1x 2,∵x 1>x 2>0,∴x 1-x 2>0,x 1x 2>0,∴f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2),∴f (x )在(0,+∞)上是增函数.(2)由(1)可知f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上为增函数,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=1a -2=12,f (2)=1a -12=2,解得a =25.12.已知f (x )=xx -a (x ≠a ). (1)若a =-2,试证f (x )在(-∞,-2)上单调递增;(2)若a >0且f (x )在(1,+∞)上单调递减,求a 的取值X 围.【导学号:62172029】[解] (1)证明:设x 1<x 2<-2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1+2-x 2x 2+2 =2x 1-x 2x 1+2x 2+2. ∵(x 1+2)(x 2+2)>0,x 1-x 2<0,∴f (x 1)<f (x 2),∴f (x )在(-∞,-2)内单调递增.(2)f (x )=xx -a =x -a +a x -a =1+a x -a , 当a >0时,f (x )在(-∞,a ),(a ,+∞)上是减函数,又f (x )在(1,+∞)内单调递减,∴0<a ≤1,故实数a 的取值X 围是(0,1].B 组 能力提升(建议用时:15分钟)1.定义新运算⊕:当a ≥b 时,a ⊕b =a ;当a <b 时,a ⊕b =b 2,则函数f (x )=(1⊕x )x -(2⊕x ),x ∈[-2,2]的最大值等于________.6 [由已知得当-2≤x ≤1时,f (x )=x -2,当1<x ≤2时,f (x )=x 3-2. ∵f (x )=x -2,f (x )=x 3-2在定义域内都为增函数,∴f (x )的最大值为f (2)=23-2=6.]2.(2017·某某模拟)已知函数y =log 12(x 2-ax +a )在区间(-∞,2]上是增函数,则实数a 的取值X 围是________.[22,22+2) [设y =log 12t ,t =x 2-ax +a . 因为y =log 12t 在(0,+∞)上是单调减函数,要想满足题意,则t =x 2-ax +a 在(-∞,2]上为单调减函数,且t min >0,故需⎩⎪⎨⎪⎧ a 2≥2,22-2a +a >0,解得22≤a <2+2 2.] 3.规定符号“*”表示一种两个正实数之间的运算,即a *b =ab +a +b ,a ,b 是正实数,已知1*k =3,求函数f (x )=k *x 的值域.[解] 由题意知1]k )+1+k =3,解得k =1或k =-2(舍去),所以f (x )=k *x =1]x )+x +1=⎝⎛⎭⎪⎫x +122+34,因为x >0,所以f (x )>1,即f (x )的值域是(1,+∞).4.已知定义在区间(0,+∞)上的函数f (x )满足f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1x 2=f (x 1)-f (x 2),且当x >1时,f (x )<0.(1)求f (1)的值;(2)证明:f (x )为单调递减函数;(3)若f (3)=-1,求f (x )在[2,9]上的最小值.[解] (1)令x 1=x 2>0,代入得f (1)=f (x 1)-f (x 1)=0,故f (1)=0.(2)证明:任取x 1,x 2∈(0,+∞),且x 1>x 2,则x 1x 2>1,当x >1时,f (x )<0,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1x 2<0,即f (x 1)-f (x 2)<0,因此f (x 1)<f (x 2),∴函数f (x )在区间(0,+∞)上是单调递减函数.(3)∵f (x )在(0,+∞)上是单调递减函数,∴f (x )在[2,9]上的最小值为f (9). 由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1x 2=f (x 1)-f (x 2),得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫93=f (9)-f (3), 而f (3)=-1,∴f (9)=-2.∴f (x )在[2,9]上的最小值为-2.。
高考数学一轮复习考点与题型总结:第二章 函数的概念与基本初等函数
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精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!第二章函数的概念与基本初等函数Ⅰ第一节函数及其表示一、基础知识1.函数与映射的概念2.函数的有关概念(1)函数的定义域、值域:在函数y=f(x),x∈A中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.求函数定义域的策略(1)确定函数的定义域常从解析式本身有意义,或从实际出发.(2)如果函数y=f(x)是用表格给出,则表格中x的集合即为定义域.(3)如果函数y=f(x)是用图象给出,则图象在x轴上的投影所覆盖的x的集合即为定义域.(2)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.(3)相等函数:如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,则这两个函数相等,这是判断两函数相等的依据.两函数值域与对应关系相同时,两函数不一定相同.(4)函数的表示法:表示函数的常用方法有:解析法、图象法、列表法.3.分段函数若函数在其定义域内,对于定义域内的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数通常叫做分段函数.关于分段函数的3个注意(1)分段函数虽然由几个部分构成,但它表示同一个函数.(2)分段函数的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集.(3)各段函数的定义域不可以相交.考点一函数的定义域[典例] (1)(2019·长春质检)函数y =ln (1-x )x +1+1x 的定义域是( )A .[-1,0)∪(0,1)B .[-1,0)∪(0,1]C .(-1,0)∪(0,1]D .(-1,0)∪(0,1)(2)已知函数f (x )的定义域为(-1,0),则函数f (2x +1)的定义域为( ) A .(-1,1) B.⎝⎛⎭⎫-1,-12 C .(-1,0)D.⎝⎛⎭⎫12,1[解析] (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧1-x >0,x +1>0,x ≠0,解得-1<x <0或0<x <1.所以原函数的定义域为(-1,0)∪(0,1).(2)令u =2x +1,由f (x )的定义域为(-1,0),可知-1<u <0,即-1<2x +1<0, 得-1<x <-12.[答案] (1)D (2)B [解题技法]1.使函数解析式有意义的一般准则 (1)分式中的分母不为0; (2)偶次根式的被开方数非负; (3)y =x 0要求x ≠0;(4)对数式中的真数大于0,底数大于0且不等于1; (5)正切函数y =tan x ,x ≠k π+π2(k ∈Z);(6)实际问题中除考虑函数解析式有意义外,还应考虑实际问题本身的要求. 2.抽象函数的定义域问题(1)若已知函数f (x )的定义域为[a ,b ],其复合函数f (g (x ))的定义域由不等式a ≤g (x )≤b 求出;(2)若已知函数f (g (x ))的定义域为[a ,b ],则f (x )的定义域为g (x )在x ∈[a ,b ]上的值域.[题组训练]1.函数f (x )=1ln (x +1)+4-x 2的定义域为( )A .[-2,0)∪(0,2]B .(-1,0)∪(0,2]C .[-2,2]D .(-1,2]解析:选B 由⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,ln (x +1)≠0,4-x 2≥0,得-1<x ≤2,且x ≠0.2.若函数y =f (x )的定义域是[1,2 019],则函数g (x )=f (x +1)x -1的定义域是________________.解析:因为y =f (x )的定义域是[1,2 019],所以若g (x )有意义,应满足⎩⎪⎨⎪⎧1≤x +1≤2 019,x -1≠0,所以0≤x ≤2 018,且x ≠1.因此g (x )的定义域是{x |0≤x ≤2 018,且x ≠1}. 答案:{x |0≤x ≤2 018,且x ≠1}考点二 求函数的解析式[典例] (1)已知二次函数f (2x +1)=4x 2-6x +5,求f (x ); (2)已知函数f (x )满足f (-x )+2f (x )=2x ,求f (x ). [解] (1)法一:待定系数法因为f (x )是二次函数,所以设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则f (2x +1)=a (2x +1)2+b (2x +1)+c =4ax 2+(4a +2b )x +a +b +c .因为f (2x +1)=4x 2-6x +5, 所以⎩⎪⎨⎪⎧4a =4,4a +2b =-6,a +b +c =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-5,c =9,所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R). 法二:换元法令2x +1=t (t ∈R),则x =t -12,所以f (t )=4⎝⎛⎭⎫t -122-6·t -12+5=t 2-5t +9(t ∈R),所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R). 法三:配凑法因为f (2x +1)=4x 2-6x +5=(2x +1)2-10x +4=(2x +1)2-5(2x +1)+9, 所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R).(2)解方程组法由f (-x )+2f (x )=2x , ① 得f (x )+2f (-x )=2-x ,② ①×2-②,得3f (x )=2x +1-2-x . 即f (x )=2x +1-2-x3.故f (x )的解析式是f (x )=2x +1-2-x3(x ∈R).[解题技法] 求函数解析式的4种方法及适用条件 (1)待定系数法先设出含有待定系数的解析式,再利用恒等式的性质,或将已知条件代入,建立方程(组),通过解方程(组)求出相应的待定系数.(2)换元法对于形如y =f (g (x ))的函数解析式,令t =g (x ),从中求出x =φ(t ),然后代入表达式求出f (t ),再将t 换成x ,得到f (x )的解析式,要注意新元的取值范围.(3)配凑法由已知条件f (g (x ))=F (x ),可将F (x )改写成关于g (x )的表达式,然后以x 替代g (x ),便得f (x )的解析式.(4)解方程组法已知关于f (x )与f ⎝⎛⎭⎫1x 或f (-x )的表达式,可根据已知条件再构造出另外一个等式组成方程组,通过解方程组求出f (x ).[提醒] 由于函数的解析式相同,定义域不同,则为不相同的函数,因此求函数的解析式时,如果定义域不是R ,一定要注明函数的定义域.[题组训练]1.[口诀第2句]已知f (x )是二次函数,且f (0)=0,f (x +1)=f (x )+x +1,则f (x )=________________.解析:设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 由f (0)=0,知c =0,f (x )=ax 2+bx . 又由f (x +1)=f (x )+x +1,得a (x +1)2+b (x +1)=ax 2+bx +x +1, 即ax 2+(2a +b )x +a +b =ax 2+(b +1)x +1,所以⎩⎪⎨⎪⎧2a +b =b +1,a +b =1,解得a =b =12.所以f (x )=12x 2+12x (x ∈R).答案:12x 2+12x (x ∈R)2.[口诀第3句]已知f ⎝⎛⎭⎫2x +1=lg x ,则f (x )=________________.解析:令2x +1=t ,得x =2t -1,则f (t )=lg 2t -1,又x >0,所以t >1,故f (x )的解析式是f (x )=lg2x -1(x >1). 答案:lg2x -1(x >1) 3.[口诀第4句]已知f (x )满足2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,则f (x )=________. 解析:∵2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,①把①中的x 换成1x ,得2f ⎝⎛⎭⎫1x +f (x )=3x.② 联立①②可得⎩⎨⎧2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,2f ⎝⎛⎭⎫1x +f (x )=3x,解此方程组可得f (x )=2x -1x(x ≠0).答案:2x -1x (x ≠0)考点三 分段函数考法(一) 求函数值[典例] (2019·石家庄模拟)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3x ,x >0,a x +b ,x ≤0(0<a <1),且f (-2)=5,f (-1)=3,则f (f (-3))=( )A .-2B .2C .3D .-3[解析] 由题意得,f (-2)=a -2+b =5,① f (-1)=a -1+b =3,②联立①②,结合0<a <1,得a =12,b =1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3x ,x >0,⎝⎛⎭⎫12x +1,x ≤0,则f (-3)=⎝⎛⎭⎫12-3+1=9,f (f (-3))=f (9)=log 39=2. [答案] B[解题技法] 求分段函数的函数值的策略(1)求分段函数的函数值时,要先确定要求值的自变量属于哪一区间,然后代入该区间对应的解析式求值;(2)当出现f (f (a ))的形式时,应从内到外依次求值;(3)当自变量的值所在区间不确定时,要分类讨论,分类标准应参照分段函数不同段的端点.考法(二) 求参数或自变量的值(或范围)[典例] (2018·全国卷Ⅰ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤0,1,x >0,则满足f (x +1)<f (2x )的x 的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(0,+∞)C .(-1,0)D .(-∞,0)[解析] 法一:分类讨论法①当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x ≤0,即x ≤-1时,f (x +1)<f (2x ),即为2-(x +1)<2-2x,即-(x +1)<-2x ,解得x <1. 因此不等式的解集为(-∞,-1].②当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x >0时,不等式组无解.③当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x ≤0,即-1<x ≤0时,f (x +1)<f (2x ),即为1<2-2x,解得x <0.因此不等式的解集为(-1,0).④当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x >0,即x >0时,f (x +1)=1,f (2x )=1,不合题意.综上,不等式f (x +1)<f (2x )的解集为(-∞,0). 法二:数形结合法∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤0,1,x >0,∴函数f (x )的图象如图所示. 结合图象知,要使f (x +1)<f (2x ), 则需⎩⎪⎨⎪⎧x +1<0,2x <0,2x <x +1或⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥0,2x <0,∴x <0,故选D. [答案] D[解题技法]已知函数值(或范围)求自变量的值(或范围)的方法(1)根据每一段的解析式分别求解,但要注意检验所求自变量的值(或范围)是否符合相应段的自变量的取值范围,最后将各段的结果合起来(求并集)即可;(2)如果分段函数的图象易得,也可以画出函数图象后结合图象求解.[题组训练]1.设f (x )=⎩⎨⎧x ,0<x <1,2(x -1),x ≥1,若f (a )=f (a +1),则f ⎝⎛⎭⎫1a =( ) A .2 B .4 C .6D .8解析:选C 当0<a <1时,a +1>1,f (a )=a ,f (a +1)=2(a +1-1)=2a , ∵f (a )=f (a +1),∴a =2a , 解得a =14或a =0(舍去).∴f ⎝⎛⎭⎫1a =f (4)=2×(4-1)=6.当a ≥1时,a +1≥2,f (a )=2(a -1),f (a +1)=2(a +1-1)=2a , ∵f (a )=f (a +1),∴2(a -1)=2a ,无解. 综上,f ⎝⎛⎭⎫1a =6.2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x ≤1,f (x -1),x >1,则f (f (3))=________.解析:由题意,得f (3)=f (2)=f (1)=21=2,∴f (f (3))=f (2)=2. 答案:23.(2017·全国卷Ⅲ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≤0,2x ,x >0,则满足f (x )+f ⎝⎛⎭⎫x -12>1的x 的取值范围是________.解析:由题意知,可对不等式分x ≤0,0<x ≤12,x >12讨论.①当x ≤0时,原不等式为x +1+x +12>1,解得x >-14,故-14<x ≤0.②当0<x ≤12时,原不等式为2x +x +12>1,显然成立.③当x >12时,原不等式为2x +2x -12>1,显然成立.综上可知,所求x 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-14,+∞. 答案:⎝⎛⎭⎫-14,+∞ 4.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x -7,x <0,x ,x ≥0,若f (a )<1,则实数a 的取值范围是____________.解析:若a <0,则f (a )<1⇔⎝⎛⎭⎫12a-7<1⇔⎝⎛⎭⎫12a <8,解得a >-3,故-3<a <0; 若a ≥0,则f (a )<1⇔a <1,解得a <1,故0≤a <1. 综上可得-3<a <1. 答案:(-3,1)[课时跟踪检测]1.下列所给图象是函数图象的个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:选B ①中当x >0时,每一个x 的值对应两个不同的y 值,因此不是函数图象;②中当x =x 0时,y 的值有两个,因此不是函数图象;③④中每一个x 的值对应唯一的y 值,因此是函数图象.故选B.2.函数f (x )=2x -1+1x -2的定义域为( ) A .[0,2)B .(2,+∞)C .[0,2)∪(2,+∞)D .(-∞,2)∪(2,+∞)解析:选C 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2x -1≥0,x -2≠0,解得x ≥0,且x ≠2.3.已知f ⎝⎛⎭⎫12x -1=2x -5,且f (a )=6,则a 等于( ) A.74 B .-74C.43D .-43解析:选A 令t =12x -1,则x =2t +2,f (t )=2(2t +2)-5=4t -1,则4a -1=6,解得a =74.4.(2019·贵阳检测)下列函数中,同一个函数的定义域与值域相同的是( ) A .y =x -1 B .y =ln x C .y =13x -1D .y =x +1x -1解析:选D 对于A ,定义域为[1,+∞),值域为[0,+∞),不满足题意;对于B ,定义域为(0,+∞),值域为R ,不满足题意;对于C ,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),值域为(-∞,-1)∪(0,+∞),不满足题意;对于D ,y =x +1x -1=1+2x -1,定义域为(-∞,1)∪(1,+∞),值域也是(-∞,1)∪(1,+∞).5.(2018·福建期末)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x +a ,x >0,4x -2-1,x ≤0.若f (a )=3,则f (a -2)=( )A .-1516B .3C .-6364或3D .-1516或3解析:选A 当a >0时,若f (a )=3,则log 2a +a =3,解得a =2(满足a >0);当a ≤0时,若f (a )=3,则4a -2-1=3,解得a =3,不满足a ≤0,所以舍去.于是,可得a =2.故f (a -2)=f (0)=4-2-1=-1516.6.已知函数y =f (2x -1)的定义域是[0,1],则函数f (2x +1)log 2(x +1)的定义域是( )A .[1,2]B .(-1,1] C.⎣⎡⎦⎤-12,0 D .(-1,0)解析:选D 由f (2x -1)的定义域是[0,1], 得0≤x ≤1,故-1≤2x -1≤1, ∴f (x )的定义域是[-1,1], ∴要使函数f (2x +1)log 2(x +1)有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧-1≤2x +1≤1,x +1>0,x +1≠1,解得-1<x <0.7.下列函数中,不满足f (2 018x )=2 018f (x )的是( ) A .f (x )=|x | B .f (x )=x -|x | C .f (x )=x +2D .f (x )=-2x解析:选C 若f (x )=|x |,则f (2 018x )=|2 018x |=2 018|x |=2 018f (x );若f (x )=x -|x |,则f (2 018x )=2 018x -|2 018x |=2 018(x -|x |)=2 018f (x );若f (x )=x +2,则f (2 018x )=2 018x +2,而2 018f (x )=2 018x +2 018×2,故f (x )=x +2不满足f (2 018x )=2 018f (x );若f (x )=-2x ,则f (2 018x )=-2×2 018x =2 018×(-2x )=2 018f (x ).故选C.8.已知具有性质:f ⎝⎛⎭⎫1x =-f (x )的函数,我们称为满足“倒负”变换的函数,下列函数: ①f (x )=x -1x ;②f (x )=x +1x ;③f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x ,0<x <1,0,x =1,-1x ,x >1.其中满足“倒负”变换的函数是( ) A .①② B .①③ C .②③D .①解析:选B 对于①,f (x )=x -1x ,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x-x =-f (x ),满足题意;对于②,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x +x =f (x ),不满足题意;对于③,f ⎝⎛⎭⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧1x ,0<1x<1,0,1x =1,-x ,1x >1,即f ⎝⎛⎭⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧1x,x >1,0,x =1,-x ,0<x <1,故f ⎝⎛⎭⎫1x =-f (x ),满足题意.综上可知,满足“倒负”变换的函数是①③.9.(2019·青岛模拟)函数y =ln ⎝⎛⎭⎫1+1x +1-x 2的定义域为________. 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧1+1x >0,1-x 2≥0⇒⎩⎪⎨⎪⎧x <-1或x >0,-1≤x ≤1⇒0<x ≤1.所以该函数的定义域为(0,1]. 答案:(0,1]10.(2019·益阳、湘潭调研)若函数f (x )=⎩⎨⎧lg (1-x ),x <0,-2x ,x ≥0,则f (f (-9))=________.解析:∵函数f (x )=⎩⎨⎧lg (1-x ),x <0,-2x ,x ≥0,∴f (-9)=lg 10=1,∴f (f (-9))=f (1)=-2.答案:-211.(2018·张掖一诊)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x >0,x +1,x ≤0,若f (a )+f (1)=0,则实数a 的值等于________.解析:∵f (1)=2,且f (1)+f (a )=0,∴f (a )=-2<0,故a ≤0. 依题知a +1=-2,解得a =-3. 答案:-312.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧12x +1,x ≤0,-(x -1)2,x >0,使f (x )≥-1成立的x 的取值范围是________.解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x ≤0,12x +1≥-1或⎩⎪⎨⎪⎧x >0,-(x -1)2≥-1, 解得-4≤x ≤0或0<x ≤2, 故所求x 的取值范围是[-4,2]. 答案:[-4,2]13.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax +b ,x <0,2x ,x ≥0,且f (-2)=3,f (-1)=f (1).(1)求函数f (x )的解析式;(2)在如图所示的直角坐标系中画出f (x )的图象.解:(1)由f (-2)=3,f (-1)=f (1),得⎩⎪⎨⎪⎧-2a +b =3,-a +b =2,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =-1,b =1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +1,x <0,2x ,x ≥0.(2)函数f (x )的图象如图所示.第二节函数的单调性与最值一、基础知识1.增函数、减函数定义:设函数f(x)的定义域为I:(1)增函数:如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数.(2)减函数:如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数.增(减)函数定义中的x1,x2的三个特征一是任意性;二是有大小,即x1<x2(x1>x2);三是同属于一个单调区间,三者缺一不可.2.单调性、单调区间若函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,则称函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做函数y=f(x)的单调区间.有关单调区间的两个防范(1)单调区间只能用区间表示,不能用不等式表示.(2)有多个单调区间应分别写,不能用符号“∪”连接,也不能用“或”连接,只能用“逗号”或“和”连接.3.函数的最值设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足:(1)对于任意的x∈I,都有f(x)≤M或f(x)≥M.(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M.那么,我们称M是函数y=f(x)的最大值或最小值.函数最值存在的两条结论(1)闭区间上的连续函数一定存在最大值和最小值.当函数在闭区间上单调时最值一定在端点取到.(2)开区间上的“单峰”函数一定存在最大(小)值.二、常用结论在公共定义域内:(1)函数f(x)单调递增,g(x)单调递增,则f(x)+g(x)是增函数;(2)函数f (x )单调递减,g (x )单调递减,则f (x )+g (x )是减函数; (3)函数f (x )单调递增,g (x )单调递减,则f (x )-g (x )是增函数; (4)函数f (x )单调递减,g (x )单调递增,则f (x )-g (x )是减函数;(5)若k >0,则kf (x )与f (x )单调性相同;若k <0,则kf (x )与f (x )单调性相反; (6)函数y =f (x )(f (x )>0)在公共定义域内与y =-f (x ),y =1f (x )的单调性相反;(7)复合函数y =f [g (x )]的单调性与y =f (u )和u =g (x )的单调性有关.简记:“同增异减”.考点一 确定函数的单调性(区间))[典例] (1)求函数f (x )=-x 2+2|x |+1的单调区间. (2)试讨论函数f (x )=ax x -1(a ≠0)在(-1,1)上的单调性.[解] (1)易知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x +1,x ≥0,-x 2-2x +1,x <0=⎩⎪⎨⎪⎧-(x -1)2+2,x ≥0,-(x +1)2+2,x <0. 画出函数图象如图所示,可知单调递增区间为(-∞,-1]和[0,1],单调递减区间为[-1,0]和[1,+∞).(2)法一:定义法 设-1<x 1<x 2<1, f (x )=a ⎝⎛⎭⎪⎫x -1+1x -1=a ⎝⎛⎭⎫1+1x -1,则f (x 1)-f (x 2)=a ⎝⎛⎭⎫1+1x 1-1-a ⎝⎛⎭⎫1+1x 2-1=a (x 2-x 1)(x 1-1)(x 2-1).由于-1<x 1<x 2<1,所以x 2-x 1>0,x 1-1<0,x 2-1<0, 故当a >0时,f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2), 函数f (x )在(-1,1)上单调递减;当a <0时,f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 函数f (x )在(-1,1)上单调递增. 法二:导数法f ′(x )=(ax )′(x -1)-ax (x -1)′(x -1)2=a (x -1)-ax (x -1)2=-a(x -1)2. 当a >0时,f ′(x )<0,函数f (x )在(-1,1)上单调递减; 当a <0时,f ′(x )>0,函数f (x )在(-1,1)上单调递增.[解题技法] 判断函数单调性和求单调区间的方法(1)定义法:一般步骤为设元―→作差―→变形―→判断符号―→得出结论.(2)图象法:如果f (x )是以图象形式给出的,或者f (x )的图象易作出,则可由图象的上升或下降确定单调性.(3)导数法:先求导数,利用导数值的正负确定函数的单调性及区间.(4)性质法:对于由基本初等函数的和、差构成的函数,根据各初等函数的增减性及复合函数单调性性质进行判断;复合函数单调性,可用同增异减来确定.[题组训练]1.下列函数中,满足“∀x 1,x 2∈(0,+∞)且x 1≠x 2,(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]<0”的是( ) A .f (x )=2x B .f (x )=|x -1| C .f (x )=1x-xD .f (x )=ln(x +1)解析:选C 由(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]<0可知,f (x )在(0,+∞)上是减函数,A 、D 选项中,f (x )为增函数;B 中,f (x )=|x -1|在(0,+∞)上不单调;对于f (x )=1x -x ,因为y =1x 与y=-x 在(0,+∞)上单调递减,因此f (x )在(0,+∞)上是减函数.2.函数f (x )=log 12(x 2-4)的单调递增区间是( )A .(0,+∞)B .(-∞,0)C .(2,+∞)D .(-∞,-2)解析:选D 令t =x 2-4,则y =log 12t .因为y =log 12t 在定义域上是减函数,所以求原函数的单调递增区间,即求函数t =x 2-4的单调递减区间,结合函数的定义域,可知所求区间为(-∞,-2).3.判断函数f (x )=x +ax (a >0)在(0,+∞)上的单调性.解:设x 1,x 2是任意两个正数,且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=⎝⎛⎭⎫x 1+a x 1-⎝⎛⎭⎫x 2+a x 2=x 1-x 2x 1x 2(x 1x 2-a ). 当0<x 1<x 2≤a 时,0<x 1x 2<a ,x 1-x 2<0,所以f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2), 所以函数f (x )在(0,a ]上是减函数; 当a ≤x 1<x 2时,x 1x 2>a ,x 1-x 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 所以函数f (x )在[a ,+∞)上是增函数.综上可知,函数f (x )=x +ax (a >0)在(0,a ]上是减函数,在[a ,+∞)上是增函数.考点二 求函数的值域(最值))[典例] (1)(2019•深圳调研)函数y =|x +1|+|x -2|的值域为________.(2)若函数f (x )=-ax+b (a >0)在⎣⎡⎦⎤12,2上的值域为⎣⎡⎦⎤12,2,则a =________,b =________. (3)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-4x ,x ≤0,sin x ,x >0的最大值为________.[解析] (1)图象法函数y =⎩⎪⎨⎪⎧-2x +1,x ≤-1,3,-1<x <2,2x -1,x ≥2.作出函数的图象如图所示.根据图象可知,函数y =|x +1|+|x -2|的值域为[3,+∞). (2)单调性法∵f (x )=-ax +b (a >0)在⎣⎡⎦⎤12,2上是增函数, ∴f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫12=12,f (x )max =f (2)=2.即⎩⎨⎧-2a +b =12,-a2+b =2,解得a =1,b =52.(3)当x ≤0时,f (x )=-x 2-4x =-(x +2)2+4,而-2∈(-∞,0],此时f (x )在x =-2处取得最大值,且f (-2)=4;当x >0时,f (x )=sin x ,此时f (x )在区间(0,+∞)上的最大值为1.综上所述,函数f (x )的最大值为4.[答案] (1)[3,+∞) (2)1 52 (3)4[提醒] (1)求函数的最值时,应先确定函数的定义域.(2)求分段函数的最值时,应先求出每一段上的最值,再选取其中最大的作为分段函数的最大值,最小的作为分段函数的最小值.[题组训练]1.函数f (x )=x 2+4x 的值域为________.解析:当x >0时,f (x )=x +4x ≥4,当且仅当x =2时取等号; 当x <0时,-x +⎝⎛⎭⎫-4x ≥4, 即f (x )=x +4x ≤-4,当且仅当x =-2取等号,所以函数f (x )的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞). 答案:(-∞,-4]∪[4,+∞)2.若x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,2π3,则函数y =4sin 2x -12sin x -1的最大值为________,最小值为________.解析:令t =sin x ,因为x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,2π3, 所以t ∈⎣⎡⎦⎤-12,1,y =f (t )=4t 2-12t -1, 因为该二次函数的图象开口向上,且对称轴为t =32,所以当t ∈⎣⎡⎦⎤-12,1时,函数f (t )单调递减,所以当t =-12时,y max =6;当t =1时,y min =-9. 答案:6 -93.已知f (x )=x 2+2x +ax ,x ∈[1,+∞),且a ≤1.若对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析:对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立等价于x 2+2x +a >0在x ∈[1,+∞)上恒成立,即a >-x 2-2x 在x ∈[1,+∞)上恒成立.又函数y =-x 2-2x 在[1,+∞)上单调递减, ∴(-x 2-2x )max =-3,故a >-3,又∵a ≤1,∴-3<a ≤1. 答案:(-3,1]考点三 函数单调性的应用考法(一) 比较函数值的大小[典例] 设偶函数f (x )的定义域为R ,当x ∈[0,+∞)时,f (x )是增函数,则f (-2),f (π),f (-3)的大小关系是( )A .f (π)>f (-3)>f (-2)B .f (π)>f (-2)>f (-3)C .f (π)<f (-3)<f (-2)D .f (π)<f (-2)<f (-3)[解析] 因为f (x )是偶函数,所以f (-3)=f (3),f (-2)=f (2). 又因为函数f (x )在[0,+∞)上是增函数. 所以f (π)>f (3)>f (2),即f (π)>f (-3)>f (-2). [答案] A[解题技法] 比较函数值大小的解题思路比较函数值的大小时,若自变量的值不在同一个单调区间内,要利用其函数性质,转化到同一个单调区间内进行比较,对于选择题、填空题能数形结合的尽量用图象法求解.考法(二) 解函数不等式[典例] 设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x <2,x 2,x ≥2.若f (a +1)≥f (2a -1),则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,1]B .(-∞,2]C .[2,6]D .[2,+∞)[解析] 易知函数f (x )在定义域(-∞,+∞)上是增函数,∵f (a +1)≥f (2a -1), ∴a +1≥2a -1,解得a ≤2.故实数a 的取值范围是(-∞,2]. [答案] B[解题技法] 求解含“f ”的函数不等式的解题思路先利用函数的相关性质将不等式转化为f (g (x ))>f (h (x ))的形式,再根据函数的单调性去掉“f ”,得到一般的不等式g (x )>h (x )(或g (x )<h (x )).考法(三) 利用单调性求参数的范围(或值)[典例] (2019•南京调研)已知函数f (x )=x -a x +a2在(1,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是________.[解析] 设1<x 1<x 2,∴x 1x 2>1. ∵函数f (x )在(1,+∞)上是增函数, ∴f (x 1)-f (x 2)=x 1-a x 1+a2-⎝⎛⎭⎫x 2-a x 2+a 2 =(x 1-x 2)⎝⎛⎭⎫1+a x 1x 2<0.∵x 1-x 2<0,∴1+ax 1x 2>0,即a >-x 1x 2.∵1<x 1<x 2,x 1x 2>1,∴-x 1x 2<-1,∴a ≥-1. ∴a 的取值范围是[-1,+∞). [答案] [-1,+∞)[解题技法]利用单调性求参数的范围(或值)的方法(1)视参数为已知数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参数;(2)需注意若函数在区间[a ,b ]上是单调的,则该函数在此区间的任意子集上也是单调的.[题组训练]1.已知函数f (x )的图象向左平移1个单位后关于y 轴对称,当x 2>x 1>1时,[f (x 2)-f (x 1)]·(x 2-x 1)<0恒成立,设a =f ⎝⎛⎭⎫-12,b =f (2),c =f (3),则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .c >a >b B .c >b >a C .a >c >bD .b >a >c解析:选D 由于函数f (x )的图象向左平移1个单位后得到的图象关于y 轴对称,故函数y =f (x )的图象关于直线x =1对称,所以a =f ⎝⎛⎭⎫-12=f ⎝⎛⎭⎫52.当x 2>x 1>1时,[f (x 2)-f (x 1)](x 2-x 1)<0恒成立,等价于函数f (x )在(1,+∞)上单调递减,所以b >a >c .2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax 2-x -14,x ≤1,log a x -1,x >1是R 上的单调函数,则实数a 的取值范围是( )A.⎣⎡⎭⎫14,12 B.⎣⎡⎦⎤14,12 C.⎝⎛⎦⎤0,12 D.⎣⎡⎭⎫12,1解析:选B 由对数函数的定义可得a >0,且a ≠1.又函数f (x )在R 上单调,而二次函数y =ax 2-x -14的图象开口向上,所以函数f (x )在R 上单调递减,故有⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,12a≥1,a ×12-1-14≥log a1-1,即⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,0<a ≤12,a ≥14.所以a ∈⎣⎡⎦⎤14,12.[课时跟踪检测]A 级1.下列四个函数中,在x ∈(0,+∞)上为增函数的是( ) A .f (x )=3-x B .f (x )=x 2-3x C .f (x )=-1x +1D .f (x )=-|x |解析:选C 当x >0时,f (x )=3-x 为减函数;当x ∈⎝⎛⎭⎫0,32时,f (x )=x 2-3x 为减函数,当x ∈⎝⎛⎭⎫32,+∞时,f (x )=x 2-3x 为增函数;当x ∈(0,+∞)时,f (x )=-1x +1为增函数;当x ∈(0,+∞)时,f (x )=-|x |为减函数.2.若函数f (x )=ax +1在R 上单调递减,则函数g (x )=a (x 2-4x +3)的单调递增区间是( )A .(2,+∞)B .(-∞,2)C .(4,+∞)D .(-∞,4)解析:选B 因为f (x )=ax +1在R 上单调递减,所以a <0. 而g (x )=a (x 2-4x +3)=a (x -2)2-a .因为a <0,所以g (x )在(-∞,2)上单调递增.3.已知函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的函数,且在该区间上单调递增,则满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13的x 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫13,23 B.⎣⎡⎭⎫13,23 C.⎝⎛⎭⎫12,23D.⎣⎡⎭⎫12,23解析:选D 因为函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的增函数,满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13. 所以0≤2x -1<13,解得12≤x <23.4.(2019·菏泽模拟)定义新运算⊕:当a ≥b 时,a ⊕b =a ;当a <b 时,a ⊕b =b 2,则函数f (x )=(1⊕x )x -(2⊕x ),x ∈[-2,2]的最大值等于( )A .-1B .1C .6D .12解析:选C 由题意知当-2≤x ≤1时,f (x )=x -2,当1<x ≤2时,f (x )=x 3-2,又f (x )=x -2,f (x )=x 3-2在相应的定义域内都为增函数,且f (1)=-1,f (2)=6,∴f (x )的最大值为6.5.已知函数f (x )是R 上的增函数,A (0,-3),B (3,1)是其图象上的两点,那么不等式-3<f (x +1)<1的解集的补集是(全集为R)( )A .(-1,2)B .(1,4)C .(-∞,-1)∪[4,+∞)D .(-∞,-1]∪[2,+∞)解析:选D 由函数f (x )是R 上的增函数,A (0,-3),B (3,1)是其图象上的两点,知不等式-3<f (x +1)<1即为f (0)<f (x +1)<f (3),所以0<x +1<3,所以-1<x <2,故不等式-3<f (x +1)<1的解集的补集是(-∞,-1]∪[2,+∞).6.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-ax -5,x ≤1,a x ,x >1是R 上的增函数,则实数a 的取值范围是( )A .[-3,0)B .(-∞,-2]C .[-3,-2]D .(-∞,0)解析:选C 若f (x )是R 上的增函数,则应满足⎩⎪⎨⎪⎧-a2≥1,a <0,-12-a ×1-5≤a 1,解得-3≤a ≤-2.7.已知函数f (x )=x 2-2x -3,则该函数的单调递增区间为________.解析:设t =x 2-2x -3,由t ≥0,即x 2-2x -3≥0,解得x ≤-1或x ≥3,所以函数f (x )的定义域为(-∞,-1]∪[3,+∞).因为函数t =x 2-2x -3的图象的对称轴为x =1,所以函数t =x 2-2x -3在(-∞,-1]上单调递减,在[3,+∞)上单调递增,所以函数f (x )的单调递增区间为[3,+∞).答案:[3,+∞)8.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x ,x ≥1,-x 2+2,x <1的最大值为________.解析:当x ≥1时,函数f (x )=1x 为减函数,所以f (x )在x =1处取得最大值,为f (1)=1;当x <1时,易知函数f (x )=-x 2+2在x =0处取得最大值,为f (0)=2.故函数f (x )的最大值为2.答案:29.若函数f (x )=1x 在区间[2,a ]上的最大值与最小值的和为34,则a =________.解析:由f (x )=1x 的图象知,f (x )=1x 在(0,+∞)上是减函数,∵[2,a ]⊆(0,+∞),∴f (x )=1x 在[2,a ]上也是减函数,∴f (x )max =f (2)=12,f (x )min =f (a )=1a ,∴12+1a =34,∴a =4. 答案:410.(2019·甘肃会宁联考)若f (x )=x +a -1x +2在区间(-2,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是________.解析:f (x )=x +a -1x +2=x +2+a -3x +2=1+a -3x +2,要使函数在区间(-2,+∞)上是增函数,需使a -3<0,解得a <3.答案:(-∞,3)11.已知函数f (x )=1a -1x (a >0,x >0).(1)求证:f (x )在(0,+∞)上是增函数;(2)若f (x )在⎣⎡⎦⎤12,2上的值域是⎣⎡⎦⎤12,2,求a 的值. 解:(1)证明:任取x 1>x 2>0, 则f (x 1)-f (x 2)=1a -1x 1-1a +1x 2=x 1-x 2x 1x 2,∵x 1>x 2>0,∴x 1-x 2>0,x 1x 2>0, ∴f (x 1)-f (x 2)>0, 即f (x 1)>f (x 2),∴f (x )在(0,+∞)上是增函数.(2)由(1)可知,f (x )在⎣⎡⎦⎤12,2上是增函数, ∴f ⎝⎛⎭⎫12=1a -2=12,f (2)=1a -12=2, 解得a =25.12.已知f (x )=xx -a(x ≠a ).(1)若a =-2,试证f (x )在(-∞,-2)内单调递增;(2)若a >0且f (x )在(1,+∞)内单调递减,求a 的取值范围. 解:(1)证明:当a =-2时,f (x )=xx +2.任取x 1,x 2∈(-∞,-2),且x 1<x 2, 则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1+2-x 2x 2+2=2(x 1-x 2)(x 1+2)(x 2+2). 因为(x 1+2)(x 2+2)>0,x 1-x 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 所以f (x )在(-∞,-2)内单调递增. (2)任取x 1,x 2∈(1,+∞),且x 1<x 2, 则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1-a -x 2x 2-a =a (x 2-x 1)(x 1-a )(x 2-a ). 因为a >0,x 2-x 1>0,又由题意知f (x 1)-f (x 2)>0, 所以(x 1-a )(x 2-a )>0恒成立,所以a ≤1. 所以0<a ≤1.所以a 的取值范围为(0,1].B 级1.若f (x )=-x 2+4mx 与g (x )=2mx +1在区间[2,4]上都是减函数,则m 的取值范围是( )A .(-∞,0)∪(0,1]B .(-1,0)∪(0,1]C .(0,+∞)D .(0,1]解析:选D 函数f (x )=-x 2+4mx 的图象开口向下,且以直线x =2m 为对称轴,若在区间[2,4]上是减函数,则2m ≤2,解得m ≤1;g (x )=2m x +1的图象由y =2mx 的图象向左平移一个单位长度得到,若在区间[2,4]上是减函数,则2m >0,解得m >0.综上可得,m 的取值范围是(0,1].2.已知函数f (x )=ln x +x ,若f (a 2-a )>f (a +3),则正数a 的取值范围是________. 解析:因为f (x )=ln x +x 在(0,+∞)上是增函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2-a >a +3,a 2-a >0,a +3>0,解得-3<a <-1或a >3.又a >0,所以a >3. 答案:(3,+∞)3.已知定义在R 上的函数f (x )满足:①f (x +y )=f (x )+f (y )+1,②当x >0时,f (x )>-1. (1)求f (0)的值,并证明f (x )在R 上是单调增函数; (2)若f (1)=1,解关于x 的不等式f (x 2+2x )+f (1-x )>4. 解:(1)令x =y =0,得f (0)=-1.在R 上任取x 1>x 2,则x 1-x 2>0,f (x 1-x 2)>-1. 又f (x 1)=f [(x 1-x 2)+x 2]=f (x 1-x 2)+f (x 2)+1>f (x 2), 所以函数f (x )在R 上是单调增函数. (2)由f (1)=1,得f (2)=3,f (3)=5.由f (x 2+2x )+f (1-x )>4得f (x 2+x +1)>f (3), 又函数f (x )在R 上是增函数,故x 2+x +1>3, 解得x <-2或x >1,故原不等式的解集为{x |x <-2或x >1}.第三节 函数的奇偶性与周期性一、基础知1.函数的奇偶性函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的前提条件.若f (x )≠0,则奇(偶)函数定义的等价形式如下:(1)f (-x )=f (x )⇔f (-x )-f (x )=0⇔f (-x )f (x )=1⇔f (x )为偶函数;(2)f (-x )=-f (x )⇔f (-x )+f (x )=0⇔f (-x )f (x )=-1⇔f (x )为奇函数.2.函数的周期性 (1)周期函数对于函数f (x ),如果存在一个非零常数T ,使得当x 取定义域内的任何值时,都有f (x +T )=f (x ),那么就称函数f (x )为周期函数,称T 为这个函数的周期.周期函数定义的实质存在一个非零常数T ,使f (x +T )=f (x )为恒等式,即自变量x 每增加一个T 后,函数值就会重复出现一次.(2)最小正周期如果在周期函数f (x )的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f (x )的最小正周期.二、常用结论1.函数奇偶性常用结论(1)如果函数f (x )是奇函数且在x =0处有定义,则一定有f (0)=0;如果函数f (x )是偶函数,那么f (x )=f (|x |).(2)奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.(3)在公共定义域内有:奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.2.函数周期性常用结论 对f (x )定义域内任一自变量x : (1)若f (x +a )=-f (x ),则T =2a (a >0). (2)若f (x +a )=1f (x ),则T =2a (a >0). (3)若f (x +a )=-1f (x ),则T =2a (a >0).3.函数图象的对称性(1)若函数y =f (x +a )是偶函数,即f (a -x )=f (a +x ),则函数y =f (x )的图象关于直线x =a 对称.(2)若对于R 上的任意x 都有f (2a -x )=f (x )或f (-x )=f (2a +x ),则y =f (x )的图象关于直线x =a 对称.(3)若函数y =f (x +b )是奇函数,即f (-x +b )+f (x +b )=0,则函数y =f (x )关于点(b,0)中心对称.考点一 函数奇偶性的判断[典例] 判断下列函数的奇偶性: (1)f (x )=36-x 2|x +3|-3;(2)f (x )=1-x 2+x 2-1; (3)f (x )=log 2(1-x 2)|x -2|-2;(4)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x <0,x 2-x ,x >0.[解] (1)由f (x )=36-x 2|x +3|-3,可知⎩⎪⎨⎪⎧ 36-x 2≥0,|x +3|-3≠0⇒⎩⎪⎨⎪⎧-6≤x ≤6,x ≠0且x ≠-6,故函数f (x )的定义域为(-6,0)∪(0,6],定义域不关于原点对称,故f (x )为非奇非偶函数.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2≥0,x 2-1≥0⇒x 2=1⇒x =±1,故函数f (x )的定义域为{-1,1},关于原点对称,且f (x )=0,所以f (-x )=f (x )=-f (x ),所以函数f (x )既是奇函数又是偶函数.(3)由⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2>0,|x -2|-2≠0⇒-1<x <0或0<x <1,定义域关于原点对称.此时f (x )=log 2(1-x 2)|x -2|-2=log 2(1-x 2)2-x -2=-log 2(1-x 2)x ,故有f (-x )=-log 2[1-(-x )2]-x =log 2(1-x 2)x =-f (x ),所以函数f (x )为奇函数. (4)法一:图象法画出函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x <0,x 2-x ,x >0的图象如图所示,图象关于y 轴对称,故f (x )为偶函数.法二:定义法易知函数f (x )的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,当x >0时,f (x )=x 2-x ,则当x <0时,-x >0,故f (-x )=x 2+x =f (x );当x <0时,f (x )=x 2+x ,则当x >0时,-x <0,故f (-x )=x 2-x =f (x ),故原函数是偶函数.法三:f (x )还可以写成f (x )=x 2-|x |(x ≠0),故f (x )为偶函数.[题组训练]1.(2018·福建期末)下列函数为偶函数的是( ) A .y =tan ⎝⎛⎭⎫x +π4 B .y =x 2+e |x | C .y =x cos xD .y =ln|x |-sin x解析:选B 对于选项A ,易知y =tan ⎝⎛⎭⎫x +π4为非奇非偶函数;对于选项B ,设f (x )=x 2+e |x |,则f (-x )=(-x )2+e |-x |=x 2+e |x |=f (x ),所以y =x 2+e |x |为偶函数;对于选项C ,设f (x )=x cos x ,则f (-x )=-x cos(-x )=-x cos x =-f (x ),所以y =x cos x 为奇函数;对于选项D ,设f (x )=ln|x |-sin x ,则f (2)=ln 2-sin 2,f (-2)=ln 2-sin(-2)=ln 2+sin 2≠f (2),所以y =ln|x |-sin x 为非奇非偶函数,故选B.2.设函数f (x )=e x -e -x2,则下列结论错误的是( )A .|f (x )|是偶函数B .-f (x )是奇函数C .f (x )|f (x )|是奇函数D .f (|x |)f (x )是偶函数解析:选D ∵f (x )=e x -e -x2,则f (-x )=e -x -e x2=-f (x ).∴f (x )是奇函数. ∵f (|-x |)=f (|x |),∴f (|x |)是偶函数,∴f (|x |)f (x )是奇函数.考点二 函数奇偶性的应用[典例] (1)(2019·福建三明模拟)函数y =f (x )是R 上的奇函数,当x <0时,f (x )=2x ,则当x >0时,f (x )=( )A .-2xB .2-x C .-2-xD .2x(2)(2018·贵阳摸底考试)已知函数f (x )=a -2e x +1(a ∈R)是奇函数,则函数f (x )的值域为( )A .(-1,1)B .(-2,2)C .(-3,3)D .(-4,4)[解析] (1)当x >0时,-x <0,∵x <0时,f (x )=2x ,∴当x >0时,f (-x )=2-x .∵f (x )是R 上的奇函数,∴当x >0时,f (x )=-f (-x )=-2-x .(2)法一:由f (x )是奇函数知f (-x )=-f (x ),所以a -2e -x+1=-a +2e x +1,得2a =2e x+1+2e -x +1,所以a =1e x +1+e x e x +1=1,所以f (x )=1-2e x +1.因为e x +1>1,所以0<1e x +1<1,-1<1-2e x +1<1,所以函数f (x )的值域为(-1,1).法二:函数f (x )的定义域为R ,且函数f (x )是奇函数,所以f (0)=a -1=0,即a =1,所以f (x )=1-2e x +1.因为e x +1>1,所以0<1e x +1<1,-1<1-2e x +1<1,所以函数f (x )的值域为(-1,1).[答案] (1)C (2)A[解题技法]应用函数奇偶性可解决的四类问题及解题方法(1)求函数值将待求值利用奇偶性转化为已知区间上的函数值求解.(2)求解析式先将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用奇偶性求解,或充分利用奇偶性构造关于f (x )的方程(组),从而得到f (x )的解析式.(3)求函数解析式中参数的值利用待定系数法求解,根据f (x )±f (-x )=0得到关于待求参数的恒等式,由系数的对等性得参数的值或方程(组),进而得出参数的值.(4)画函数图象和判断单调性利用奇偶性可画出另一对称区间上的图象及判断另一区间上的单调性.[题组训练]1.(2019·贵阳检测)若函数f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=log 2(x +2)-1,则f (-6)=( )A .2B .4C .-2D .-4解析:选C 根据题意得f (-6)=-f (6)=1-log 2(6+2)=1-3=-2.2.已知函数f (x )为奇函数,当x >0时,f (x )=x 2-x ,则当x <0时,函数f (x )的最大值为________.解析:法一:当x <0时,-x >0,所以f (-x )=x 2+x .又因为函数f (x )为奇函数,所以f (x )=-f (-x )=-x 2-x =-⎝⎛⎭⎫x +122+14,所以当x <0时,函数f (x )的最大值为14. 法二:当x >0时,f (x )=x 2-x =⎝⎛⎭⎫x -122-14,最小值为-14,因为函数f (x )为奇函数,所以当x <0时,函数f (x )的最大值为14.答案:143.(2018·合肥八中模拟)若函数f (x )=x ln(x +a +x 2)为偶函数,则a =________. 解析:∵f (x )=x ln(x +a +x 2)为偶函数,∴f (-x )=f (x ),即-x ln(a +x 2-x )=x ln(x +a +x 2),从而ln[(a +x 2)2-x 2]=0,即ln a =0,故a =1.答案:1考点三 函数的周期性[典例] (1)(2018·开封期末)已知定义在R 上的函数f (x )满足f (x )=-f (x +2),当x ∈(0,2]时,f (x )=2x +log 2x ,则f (2 019)=( )A .5 B.12C .2D .-2(2)(2018·江苏高考)函数f (x )满足f (x +4)=f (x )(x ∈R),且在区间(-2,2]上,f (x )=⎩⎨⎧cos πx2,0<x ≤2,⎪⎪⎪⎪x +12,-2<x ≤0,则f (f (15))的值为________.[解析] (1)由f (x )=-f (x +2),得f (x +4)=f (x ),所以函数f (x )是周期为4的周期函数,所以f (2 019)=f (504×4+3)=f (3)=f (1+2)=-f (1)=-(2+0)=-2.(2)由函数f (x )满足f (x +4)=f (x )(x ∈R), 可知函数f (x )的周期是4, 所以f (15)=f (-1)=⎪⎪⎪⎪-1+12=12, 所以f (f (15))=f ⎝⎛⎭⎫12=cos π4=22. [答案] (1)D (2)22[题组训练]1.(2019·山西八校联考)已知f (x )是定义在R 上的函数,且满足f (x +2)=-1f (x ),当2≤x ≤3时,f (x )=x ,则f ⎝⎛⎭⎫-112=________. 解析:∵f (x +2)=-1f (x ),∴f (x +4)=f (x ), ∴f ⎝⎛⎭⎫-112=f ⎝⎛⎭⎫52,又2≤x ≤3时,f (x )=x , ∴f ⎝⎛⎭⎫52=52,∴f ⎝⎛⎭⎫-112=52. 答案:522.(2019·哈尔滨六中期中)设f (x )是定义在R 上的周期为3的函数,当x ∈[-2,1)时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧4x 2-2,-2≤x ≤0,x ,0<x <1,则f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫214=________. 解析:由题意可得f ⎝⎛⎭⎫214=f ⎝⎛⎭⎫6-34=f ⎝⎛⎭⎫-34=4×⎝⎛⎭⎫-342-2=14,f ⎝⎛⎭⎫14=14.答案:14[课时跟踪检测]A 级1.下列函数为奇函数的是( ) A .f (x )=x 3+1 B .f (x )=ln 1-x1+xC .f (x )=e xD .f (x )=x sin x解析:选B 对于A ,f (-x )=-x 3+1≠-f (x ),所以其不是奇函数;对于B ,f (-x )=ln 1+x 1-x=-ln1-x 1+x=-f (x ),所以其是奇函数;对于C ,f (-x )=e -x ≠-f (x ),所以其不是奇函数;对于D ,f (-x )=-x sin(-x )=x sin x =f (x ),所以其不是奇函数.故选B.2.(2019·南昌联考)函数f (x )=9x +13x 的图象( )A .关于x 轴对称B .关于y 轴对称C .关于坐标原点对称D .关于直线y =x 对称解析:选B 因为f (x )=9x +13x =3x +3-x ,易知f (x )为偶函数,所以函数f (x )的图象关于y轴对称.3.设函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2(x +1),x ≥0,g (x ),x <0,则f (-7)=( )A .3B .-3C .2D .-2解析:选B 因为函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2(x +1),x ≥0,g (x ),x <0,所以f (-7)=-f (7)=-log 2(7+1)=-3.4.若定义在R 上的偶函数f (x )和奇函数g (x )满足f (x )+g (x )=e x ,则g (x )=( ) A .e x -e -x B.12(e x +e -x )C.12(e -x -e x ) D.12(e x -e -x )解析:选D 因为f (x )+g (x )=e x ,所以f (-x )+g (-x )=f (x )-g (x )=e -x , 所以g (x )=12(e x -e -x ).。
高考数学一轮总复习 第2章 函数的概念与基本初等函数 第二节 函数的基本性质课件(理)
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奇偶性
定义
图象特点
如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x, 偶函数 都有 f(-x)=f(x) ,那么函数f(x)是偶 关于
y轴
对
称
函数
奇函数
如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x, 都有 f(-x)=-f(x) ,那么函数f(x)是奇 关于
原点
对
称
函数
2.周期性 (1)周期函数:对于函数y=f(x),如果存在一个非零常数T,使 得当x取定义域内的任何值时,都有f(x+T)= f(x) ,那么就 称函数y=f(x)为周期函数,称T为这个函数的周期. (2)最小正周期:如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最 小的正数,那么这个 最小 正数就叫做f(x)的最小正周期.
数f(x)在区间D上是减函数
(2)单调性、单调区间的定义 若函数f(x)在区间D上是增函数或 减函数 ,则称函数f(x)在这 一区间上具有(严格的)单调性,区间D叫做f(x)的单调区间. 2.函数的最值
前提 设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足
条件
对于任意x∈I,都有 f(x)≤M ;
2
减函数,故 f(x)的单调递增区间为(-∞,-1).故选 C.
答案 C [点评] 判断函数的单调性,应首先求出函数的定义域,在定
义域内求解.
函数的奇偶性解题方略 奇偶性的判断 (1)定义法
答案 [-2,+∞)
►单调性的两个易错点:单调性;单调区间.
(2)[函数的单调递增(减)区间有多个时,不能用并集表示,:可
以 用 逗 号 或 “ 和 ”] 函 数
f(x)
=xBiblioteka +1 x的
单
调
递
增
数学课标通用(理科)一轮复习配套教师用书:第二章 函数概念与基本初等函数Ⅰ 函数的图象

§2.7 函数的图象考纲展示► 1.理解点的坐标与函数图象的关系.2.会利用平移、对称、伸缩变换,由一个函数图象得到另一个函数的图象.3.会运用函数图象理解和研究函数的性质,解决方程解的个数与不等式的解的问题.考点1 作函数的图象1。
描点法作图其基本步骤是列表、描点、连线,具体为:(1)①确定函数的定义域;②化简函数的解析式;③讨论函数的性质(奇偶性、单调性、周期性).(2)列表(注意特殊点、零点、最大值点、最小值点以及坐标轴的交点).(3)描点,连线.2.图象变换(1)平移变换:①y=f(x)的图象错误!y=________的图象;②y=f(x)的图象错误!y=________的图象.(2)对称变换:①y=f(x)的图象错误!y=________的图象;②y=f(x)的图象错误!y=________的图象;③y=f(x)的图象错误!y=________的图象;④y=a x(a>0且a≠1)的图象错误!y=log a x(a〉0且a≠1)的图象.(3)伸缩变换:①y=f(x)的图象y=________的图象;②y=f(x)的图象错误!y=________的图象.(4)翻转变换:①y=f(x)的图象错误!y=________的图象;②y=f(x)的图象错误!y=________的图象.答案:(1)①f(x-a) ②f(x)+b(2)①-f(x)②f(-x) ③-f(-x)(3)①f(ax) ②af(x)(4)①|f(x)|②f(|x|)(1)[教材习题改编]对于函数f(x)=错误!有下列三个说法:①图象是一个点和一条直线(去掉点(0,0));②图象是两条直线;③图象是一个点和两条射线.其中正确的说法是________.(填序号)答案:①解析:当x≠0时,图象是一条直线去掉点(0,0),当x=0时,图象是一个点.(2)[教材习题改编]为了得到函数y=log3(x+3)-2的图象,只需把函数y=log3x的图象上所有的点向________平移________个单位长度,再向________平移________个单位长度.答案:左 3 下2图象变换中的误区:平移的方向;平移的大小.(1)将函数y=f(-x)的图象向右平移1个单位长度得到函数________的图象.答案:y=f(-x+1)解析:将函数y=f(-x)的图象向右平移1个单位长度得到函数y=f(-(x-1))=f(-x+1)的图象(注意平移方向).(2)把函数y=f(2x)的图象向右平移________个单位长度得到函数y=f(2x-3)的图象.答案:错误!解析:本题易理解为向右平移3个单位长度,事实上把函数y =f(2x)的图象向右平移3个单位长度后得到的是函数y=f(2(x-3))=f(2x-6)的图象。
新人教A版版高考数学一轮复习第二章函数概念与基本初等函数函数与方程教案文
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一、知识梳理1.函数的零点函数零点的概念对于函数y =f(x)(x∈D),把使f(x)=0成立的实数x叫做函数y =f(x)(x∈D)的零点方程的根与函数零点的关系方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点函数零点的存在性定理函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,若f(a)·f (b)<0,则y=f(x)在(a,b)内存在零点2.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象与零点的关系Δ>0Δ=0Δ<0二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象与x轴的交点(x1,0),(x2,0)(x1,0)无交点零点个数两个一个零个有关函数零点的结论(1)若连续不断的函数f(x)在定义域上是单调函数,则f(x)至多有一个零点.(2)连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号.(3)连续不断的函数图象通过零点时,函数值可能变号,也可能不变号.二、习题改编1.(必修1P92A组T5改编)函数f(x)=ln x—错误!的零点所在的大致范围是()A.(1,2)B.(2,3)C.错误!和(3,4)D.(4,+∞)答案:B2.(必修1P88例1改编)f(x)=e x+3x的零点个数是()A.0 B.1C.2D.3答案:B3.(必修1P92A组T4改编)函数f(x)=x错误!—错误!错误!的零点个数为.答案:1一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)函数的零点就是函数的图象与x轴的交点.()(2)函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点(函数图象连续不断),则f(a)·f(b)<0.()(3)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)在b2—4ac<0时没有零点.()(4)若函数f(x)在(a,b)上单调且f(a)·f(b)<0,则函数f(x)在[a,b]上有且只有一个零点.()答案:(1)×(2)×(3)√(4)√二、易错纠偏错误!(1)忽略限制条件致误;(2)错用零点存在性定理致误.1.函数f(x)=(x—1)ln(x—2)的零点个数为()A.0 B.1C.2D.3解析:选B.由x—2>0,得x>2,所以函数f(x)的定义域为(2,+∞),所以当f(x)=0,即(x—1)ln(x—2)=0时,解得x=1(舍去)或x=3.2.已知函数f(x)=2ax—a+3,若∃x0∈(—1,1),使得f(x0)=0,则实数a的取值范围是.解析:依题意可得f(—1)·f(1)<0,即(—2a—a+3)(2a—a+3)<0,解得a<—3或a>1.答案:(—∞,—3)∪(1,+∞)函数零点所在区间的判断(师生共研)(一题多解)函数f(x)=log3x+x—2的零点所在的区间为()A.(0,1)B.(1,2)C.(2,3)D.(3,4)【解析】法一(定理法):函数f(x)=log3x+x—2的定义域为(0,+∞),并且f(x)在(0,+∞)上单调递增,图象是一条连续曲线.由题意知f(1)=—1<0,f(2)=log32>0,f(3)=2>0,根据零点存在性定理可知,函数f(x)=log3x+x—2有唯一零点,且零点在区间(1,2)内.法二(图象法):函数f(x)的零点所在的区间转化为函数g(x)=log3x,h(x)=—x+2图象交点的横坐标所在的范围.作出两个函数的图象如图所示,可知f(x)的零点所在的区间为(1,2).故选B.【答案】B错误!判断函数零点所在区间的方法方法解读适合题型定理法利用函数零点的存在性定理进行判断能够容易判断区间端点值所对应函数值的正负图象法画出函数图象,通过观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断容易画出函数的图象设f(x)=3x—x2,则在下列区间中,使函数f(x)有零点的区间是()A.[0,1] B.[1,2]C.[—2,—1] D.[—1,0]解析:选D.因为f(x)=3x—x2,所以f(—1)=3—1—1=—错误!<0,f(0)=30—0=1>0,所以f(—1)·f(0)<0.函数零点个数的判断(师生共研)(一题多解)函数f(x)=错误!的零点个数为()A.3B.2C.1D.0【解析】法一(方程法):由f(x)=0,得错误!或错误!解得x=—2或x=e.因此函数f(x)共有2个零点.法二(图形法):函数f(x)的图象如图所示,由图象知函数f(x)共有2个零点.【答案】B错误!判断函数零点个数的3种方法(1)方程法:令f(x)=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)定理法:利用定理不仅要求函数在区间[a,b]上是连续不断的曲线,且f(a)·f(b)<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性、周期性、对称性)才能确定函数有多少个零点.(3)图形法:转化为两个函数的图象的交点个数问题.先画出两个函数的图象,看其交点的个数,其中交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.已知函数f(x)=错误!则f(x)的零点个数为()A.0 B.1C.2D.3解析:选C.当x>1时,令f(x)=ln(x—1)=0,得x=2;当x≤1时,令f(x)=2x—1—1=0,得x=1.故选C.函数零点的应用(师生共研)设函数f(x)=错误!(1)若a=1,则f(x)的最小值为;(2)若f(x)恰有2个零点,则实数a的取值范围是.【解析】(1)若a=1,则f(x)=错误!作出函数f(x)的图象如图所示.由图可得f(x)的最小值为—1.(2)当a≥1时,要使f(x)恰有2个零点,需满足21—a≤0,即a≥2,所以a≥2;当a<1时,要使f(x)恰有2个零点,需满足错误!解得错误!≤a<1.综上,实数a的取值范围为错误!∪[2,+∞).【答案】(1)—1(2)错误!∪[2,+∞)错误!利用函数零点求参数取值范围的方法及步骤(1)常用方法(2)一般步骤1.函数f(x)=2x—错误!—a的一个零点在区间(1,2)内,则实数a的取值范围是()A.(1,3)B.(1,2)C.(0,3)D.(0,2)解析:选C.由题意,知函数f(x)在(1,2)上单调递增,又函数一个零点在区间(1,2)内,所以错误!即错误!解得0<a<3,故选C.2.已知函数f(x)=错误!若函数g(x)=f(x)—m有3个零点,则实数m的取值范围是.解析:画出函数f(x)=错误!的图象,如图所示.由于函数g(x)=f(x)—m有3个零点,结合图象得0<m<1,即m∈(0,1).答案:(0,1)3.若函数f(x)=4x—2x—a,x∈[—1,1]有零点,则实数a的取值范围是.解析:因为函数f(x)=4x—2x—a,x∈[—1,1]有零点,所以方程4x—2x—a=0在[—1,1]上有解,即方程a=4x—2x在[—1,1]上有解.方程a=4x—2x可变形为a=错误!错误!—错误!,因为x∈[—1,1],所以2x∈错误!,所以错误!错误!—错误!∈错误!.所以实数a的取值范围是错误!.答案:错误!核心素养系列5直观想象——用图形快速解决的常见几类题直观想象是指借助几何直观和空间想象感知事物的形态与变化,利用空间形式特别是图形,理解和解决数学问题的素养.主要包括:借助空间形式认识事物的位置关系、形态变化与运动规律;利用图形描述分析数学问题,建立形与数的联系,构建数学问题的直观模型,探索解决问题的思路.一、利用图形研究函数的性质【解析】由已知条件得f(x+2)=f(x),则y=f(x)是以2为周期的周期函数,1正确;当—1≤x≤0时,0≤—x≤1,f(x)=f(—x)=错误!错误!,函数y=f(x)的部分图象如图所示:由图象知2正确,3不正确;当3<x<4时,—1<x—4<0,f(x)=f(x—4)=错误!错误!,因此4正确,故正确命题的序号为124.【答案】124错误!作出函数图象,由图象观察可得函数的定义域、值域、最值、单调性、奇偶性、极值点等性质,并将这些性质用于转出条件求得结论.二、利用图形解不等式使log2(—x)<x+1成立的x的取值范围是.【解析】在同一直角坐标系内作出y=log2(—x),y=x+1的图象,知满足条件的x∈(—1,0).【答案】(—1,0)错误!f(x),g(x)之间大小不等关系表现为图象中的上下位置关系,画出两个函数的图象,根据函数图象的交点和图象的相对位置确定所求不等式的解集.三、利用图形求解不等式中的参数范围若不等式|x—2a|≥错误!x+a—1对x∈R恒成立,则a的取值范围是.【解析】作出y=|x—2a|和y=错误!x+a—1的简图,依题意知应有2a≤2—2a,故a≤错误!.【答案】错误!错误!对含有参数的函数不等式问题,一般将不等式化简,整理、重组、构造两个函数,一个含有参数,一个不含参数,研究两个函数的性质,画出两个函数的图象,观察参数的变化如何带动含参函数图象的变化,根据两函数图象的相对位置确定参数满足的不等式,解不等式得出参数a的取值范围.四、利用图形研究零点问题已知函数f(x)=2x+x,g(x)=log3x+x,h(x)=x—错误!的零点依次为a,b,c,则()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.b<a<c【解析】在同一直角坐标系下分别画出函数y=2x,y=log3x,y=—错误!的图象,如图,观察它们与y=—x的交点可知a<b<c,故选A.【答案】A错误!零点的个数等价于两函数图象交点的个数,零点的范围、大小可以转化为交点的横坐标的范围、大小,参数的取值范围通过图象的变化寻找建立不等式求解.1.函数f(x)=|x—2|—ln x在定义域内的零点的个数为()A.0 B.1C.2D.3解析:选C.由题意可知f(x)的定义域为(0,+∞),在同一直角坐标系中画出函数y1=|x—2|(x>0),y2=ln x(x>0)的图象,如图所示.由图可知函数f(x)在定义域内的零点个数为2.2.已知函数f(x)=错误!若f(a2)<f(2—a),则实数a的取值范围是.解析:函数f(x)的图象如图所示,由图象知函数f(x)在(—∞,+∞)上单调递增,所以a2<2—a,解得—2<a<1,故实数a的取值范围是(—2,1).答案:(—2,1)[基础题组练]1.(2020·福州期末)已知函数f(x)=错误!则函数y=f(x)+3x的零点个数是()A.0 B.1C.2D.3解析:选C.令f(x)+3x=0,则错误!或错误!解得x=0或x=—1,所以函数y=f(x)+3x 的零点个数是2.故选C.2.下列函数中,在(—1,1)内有零点且单调递增的是()A.y=log错误!xB.y=2x—1C.y=x2—错误!D.y=—x3解析:选B.函数y=log错误!x在定义域上单调递减,y=x2—错误!在(—1,1)上不是单调函数,y=—x3在定义域上单调递减,均不符合要求.对于y=2x—1,当x=0∈(—1,1)时,y=0且y=2x—1在R上单调递增.故选B.3.(2020·甘肃酒泉敦煌中学一诊)方程log4x+x=7的解所在区间是()A.(1,2)B.(3,4)C.(5,6)D.(6,7)解析:选C.令函数f(x)=log4x+x—7,则函数f(x)是(0,+∞)上的单调递增函数,且是连续函数.因为f(5)<0,f(6)>0,所以f(5)·f(6)<0,所以函数f(x)=log4x+x—7的零点所在区间为(5,6),所以方程log4x+x=7的解所在区间是(5,6).故选C.4.(2020·内蒙古月考)已知函数f(x)=x2—2|x|—m的零点有两个,则实数m的取值范围为()A.(—1,0)B.{—1}∪(0,+∞)C.[—1,0)∪(0,+∞)D.(0,1)解析:选B.在同一直角坐标系内作出函数y=x2—2|x|的图象和直线y=m,可知当m>0或m=—1时,直线y=m与函数y=x2—2|x|的图象有两个交点,即函数f(x)=x2—2|x|—m有两个零点.故选B.5.已知函数f(x)=x e x—ax—1,则关于f(x)的零点叙述正确的是()A.当a=0时,函数f(x)有两个零点B.函数f(x)必有一个零点是正数C.当a<0时,函数f(x)有两个零点D.当a>0时,函数f(x)只有一个零点解析:选B.f(x)=0⇔e x=a+错误!(x≠0),在同一直角坐标系中作出y=e x与y=错误!的图象,观察可知A,C,D选项错误,选项B正确.6.已知函数f(x)=错误!+a的零点为1,则实数a的值为.解析:由已知得f(1)=0,即错误!+a=0,解得a=—错误!.答案:—错误!7.(2020·新疆第一次适应性检测)设a∈Z,函数f(x)=e x+x—a,若x∈(—1,1)时,函数有零点,则a的取值个数为.解析:根据函数解析式得到函数f(x)是单调递增的.由零点存在性定理知若x∈(—1,1)时,函数有零点,需要满足错误!⇒错误!—1<a<e+1,因为a是整数,故可得到a的可能取值为0,1,2,3.答案:48.已知f(x)=x2+(a2—1)x+(a—2)的一个零点比1大,一个零点比1小,则实数a的取值范围是.解析:法一:设方程x2+(a2—1)x+(a—2)=0的两根分别为x1,x2(x1<x2),则(x1—1)(x2—1)<0,所以x1x2—(x1+x2)+1<0,由根与系数的关系,得(a—2)+(a2—1)+1<0,即a2+a—2<0,所以—2<a<1.故实数a的取值范围为(—2,1).法二:函数f(x)的图象大致如图,则有f(1)<0,即1+(a2—1)+a—2<0,得a2+a—2<0,所以—2<a<1.故实数a的取值范围是(—2,1).答案:(—2,1)9.设函数f(x)=ax2+bx+b—1(a≠0).(1)当a=1,b=—2时,求函数f(x)的零点;(2)若对任意b∈R,函数f(x)恒有两个不同的零点,求实数a的取值范围.解:(1)当a=1,b=—2时,f(x)=x2—2x—3,令f(x)=0,得x=3或x=—1.所以函数f(x)的零点为3或—1.(2)依题意,f(x)=ax2+bx+b—1=0有两个不同的实根,所以b2—4a(b—1)>0恒成立,即对于任意b∈R,b2—4ab+4a>0恒成立,所以有(—4a)2—4×(4a)<0⇒a2—a<0,解得0<a<1,因此实数a的取值范围是(0,1).10.已知函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0),满足f(0)=2,f(x+1)—f(x)=2x—1.(1)求函数f(x)的解析式;(2)若函数g(x)=f(x)—mx的两个零点分别在区间(—1,2)和(2,4)内,求m的取值范围.解:(1)由f(0)=2得c=2,又f(x+1)—f(x)=2x—1,得2ax+a+b=2x—1,故错误!解得a=1,b=—2,所以f(x)=x2—2x+2.(2)g(x)=x2—(2+m)x+2,若g(x)的两个零点分别在区间(—1,2)和(2,4)内,则满足错误!⇒错误!解得1<m<错误!.所以m的取值范围为错误!.[综合题组练]1.(一题多解)函数f(x)=2x—错误!零点的个数为()A.0 B.1C.2D.3解析:选B.法一:当x<0时,f(x)=2x—错误!>0恒成立,无零点;又易知f(x)=2x—错误!在(0,+∞)上单调递增,最多有一个零点.又f错误!=错误!—2<0,f(1)=2—1>0,所以有一个零点.故选B.法二:在同一平面直角坐标系中,作出函数y=2x和y=错误!的图象,如图所示.函数f(x)=2x—错误!的零点等价于2x=错误!的根等价于函数y=2x和y=错误!的交点.由图可知,有一个交点,所以有一个零点.故选B.2.已知命题p:“m=2”是“幂函数f(x)=(m2—m—1)x m在区间(0,+∞)上为增函数”的充要条件;命题q:已知函数f(x)=ln x+3x—8的零点x0∈[a,b],且b—a=1(a,b∈N*),则a+b=5.则下列命题为真命题的是()A.p∧qB.(﹁p)∧qC.﹁qD.p∧(﹁q)解析:选A.对于命题p,若幂函数f(x)=(m2—m—1)x m在区间(0,+∞)上为增函数,则错误!解得m=2,所以命题p是真命题,﹁p是假命题.对于命题q,函数f(x)=ln x+3x—8在(0,+∞)上单调递增,且f(2)=ln 2—2<0,f(3)=ln 3+1>0,所以零点x0∈[a,b],且b—a=1(a,b∈N*),则a=2,b=3,a+b=5,所以命题q为真命题,﹁q为假命题.所以p∧q 是真命题,(﹁p)∧q,﹁q,p∧(﹁q)都是假命题.故选A.3.设函数f(x)=错误!(x>0).(1)作出函数f(x)的图象;(2)当0<a<b,且f(a)=f(b)时,求错误!+错误!的值;(3)若方程f(x)=m有两个不相等的正根,求m的取值范围.解:(1)如图所示.(2)因为f(x)=错误!=错误!故f(x)在(0,1]上是减函数,而在(1,+∞)上是增函数,由0<a<b且f(a)=f(b),得0<a<1<b,且错误!—1=1—错误!,所以错误!+错误!=2.(3)由(1)中函数f(x)的图象可知,当0<m<1时,方程f(x)=m有两个不相等的正根.所以m的取值范围是(0,1).4.(创新型)已知函数f(x)=—x2—2x,g(x)=错误!(1)求g(f(1))的值;(2)若方程g(f(x))—a=0有4个实数根,求实数a的取值范围.解:(1)利用解析式直接求解得g(f(1))=g(—3)=—3+1=—2.(2)令f(x)=t,则原方程化为g(t)=a,易知方程f(x)=t在t∈(—∞,1)上有2个不同的解,则原方程有4个解等价于函数y=g(t)(t<1)与y=a的图象有2个不同的交点,作出函数y=g (t)(t<1)的图象,如图,由图象可知,当1≤a<错误!时,函数y=g(t)(t<1)与y=a有2个不同的交点,即所求a的取值范围是错误!.。
高考数学大一轮复习第2章函数的概念与基本初等函数Ⅰ第1讲函数及其表示课件理

理科数学 第二章:函数的概念与基本初等函数Ⅰ
C方法帮∙素养大提升
方法 分类讨论思想在函数中的应用
方法 分类讨论思想在函数中的应用
理科数学 第二章:函数概念与基本初等函数Ⅰ
素养提升 当自变量不确定时,要根据定义域分成的不同子集进行分类讨论.
理科数学 第二章:函数概念与基本初等函数Ⅰ
叫作函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫作值域. 定义域、对应关系、值域是构成函数的三要素.
说明 若两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,则这两个函数 是相同函数.
理科数学 第二章:函数的概念与基本初等函数Ⅰ
3.函数的表示法 函数的表示法有三种,分别为解析法、列表法和图象法.
注意 函数图象的特征:与x轴垂直的直线与其最多有一个公共点.利用 这个特征可以判断一个图形能否作为一个函数的图象.
注意 (1)函数f(g(x))的定义域指的是x的取值范围,而不是g(x)的取值 范围; (2)求函数的定义域时,对函数解析式先不要化简; (3)求出函数的定义域后,一定要将其写成集合或区间的形式;
归纳总结 y=f(x)的定义域的类型及方法
理科数学 第二章:函数概念与基本初等函数Ⅰ
注意 (1)分式中,分母不为0; (2)偶次方根中,被开方数非负;
示例3 已知二次函数f(2x+1)=4x2-6x+5,则f(x)=
.
思维导引 已知复合函数f(g(x))求f(x),可用换元法或配凑法求解.由于f(x)
是二次函数,也可采用待定系数法求解.
理科数学 第二章:函数概念与基本初等函数Ⅰ
理科数学 第二章:函数概念与基本初等函数Ⅰ
方法总结
理科数学 第二章:函数概念与基本初等函数Ⅰ
考点2 分段函数(重点)
届数学一轮复习第二章函数概念及基本初等函数Ⅰ第3节函数的奇偶性与周期性教学案含解析

第3节函数的奇偶性与周期性考试要求1。
结合具体函数,了解函数奇偶性的含义;2。
会运用函数的图象理解和研究函数的奇偶性;3.了解函数周期性、最小正周期的含义,会判断、应用简单函数的周期性.知识梳理1。
函数的奇偶性奇偶性定义图象特点偶函数如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数关于y轴对称奇函数如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数关于原点对称2。
函数的周期性(1)周期函数:对于函数y=f(x),如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的任何值时,都有f(x+T)=f(x),那么就称函数y=f(x)为周期函数,称T为这个函数的周期。
(2)最小正周期:如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期。
[常用结论与微点提醒]1。
(1)如果一个奇函数f(x)在原点处有定义,即f(0)有意义,那么一定有f(0)=0.(2)如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=f(|x|).2。
奇函数在两个关于原点对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个关于原点对称的区间上具有相反的单调性.3。
函数周期性常用结论对f(x)定义域内任一自变量的值x:(1)若f(x+a)=-f(x),则T=2a(a>0).(2)若f(x+a)=错误!,则T=2a(a>0)。
(3)若f(x+a)=-错误!,则T=2a(a〉0).(4)若f(x+a)+f(x)=c,则T=2a(a〉0,c为常数).4。
对称性的三个常用结论(1)若函数y=f(x+a)是偶函数,则函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称.(2)若对于R上的任意x都有f(2a-x)=f(x)或f(-x)=f(2a +x),则y=f(x)的图象关于直线x=a对称.(3)若函数y=f(x+b)是奇函数,则函数y=f(x)的图象关于点(b,0)中心对称.诊断自测1。
高三数学一轮复习 1.2 函数、基本初等函数的图象与性质学案
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专题一:集合、常用逻辑用语、不等式、函数与导数第二讲函数、基本初等函数的图象与性质【最新考纲透析】1.函数(1)了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域和值域;了解映射的概念。
(2)在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图象法、列表法、解析法)表示函数。
(3)了解简单的分段函数,并能简单应用。
(4)理解函数的单调性、最大值、最小值及其几何意义;结合具体函数,了解函数奇偶性的含义。
(5)会运用函数图象理解和研究函数的性质。
2.指数函数(1)了解指数函数模型的实际背景。
(2)理解有理指数幂的含义,了解褛指数幂的意义,掌握幂的运算。
(3)理解指数函数的概念,理解指数函数的单调性,掌握指数函数图象通过的特殊点。
(4)知道指数函数是一类重要的函数模型。
3.对数函数(1)理解对数的概念及其运算性质,知道用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数;了解对数在简化运算中的作用。
(2)理解对数函数的概念,理解对数函数的单调性,掌握对数函数图象通过的特殊点。
(3)知道对数函数是一类重要的函数模型。
(4)了解指数函数xy a=与对数函数log ay x=互为反函数(0,1a a>≠且)。
4.幂函数(1)了解幂函数的概念(2)结合函数12321,,,,y x y x y x y y xx=====的图象了解它们的变化情况。
【核心要点突破】要点考向一:基本初等函数问题考情聚焦:1.一元二次函数、指数函数、对数函数和幂函数是最重要的基本初等函数,在每年高考中都有涉及到直接考查它们定义、定义域和值域、图象和性质的问题。
2.常与函数的性质、方程、不等式综合命题,多以选择、填空题的形式出现,属容易题。
考向链接:1.一元二次、二次函数及指数\对数函数和幂函数的定义、定义域、值域、图象和性质是解决此类题目的关键,同时要注意数形结合、化归和分类讨论思想的应用。
2.熟记幂和对数的运算性质并能灵活运用。
例1:(2010·全国高考卷Ⅱ文科·T4)函数y=1+ln(x-1)(x>1)的反函数是(A)y=1xe+-1(x>0) (B) )y=1x e-+1(x>0)(C) y=1x e+-1(x ∈R) (D)y=1x e-+1 (x ∈R)【命题立意】本题考查了反函数的概念及其求法。
2025版高考数学一轮总复习知识梳理第2章函数概念与基本初等函数Ⅰ第1讲函数的概念及其表示
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第一讲函数的概念及其表示知识梳理学问点一函数的概念及其表示1.函数的概念函数两个集合A,B 设A,B是两个非空数集对应关系f:A→B 假如依据某种确定的对应关系f,使对于集合A中的随意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应名称称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数记法函数y=f(x),x∈A2.函数的定义域、值域(1)在函数y=f(x),x∈A中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.(2)假如两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一样,则这两个函数为相等函数.3.函数的表示法表示函数的常用方法有解析法、图象法和列表法.学问点二分段函数1.若函数在其定义域的不同子集上,因对应关系不同而分别用几个不同的式子来表示,这种函数称为分段函数.分段函数表示的是一个函数.2.分段函数的定义域等于各段函数的定义域的并集,其值域等于各段函数的值域的并集.学问点三函数的定义域函数y=f(x)的定义域1.求定义域的步骤(1)写出访函数式有意义的不等式(组);(2)解不等式(组);(3)写出函数定义域.(留意用区间或集合的形式写出)2.求函数定义域的主要依据(1)整式函数的定义域为R.(2)分式函数中分母 不等于0 .(3)偶次根式函数被开方式 大于或等于0 . (4)一次函数、二次函数的定义域均为 R . (5)函数f (x )=x 0的定义域为 {x |x ≠0} . (6)指数函数的定义域为 R . (7)对数函数的定义域为 (0,+∞) . 学问点四 函数的值域 基本初等函数的值域:1.y =kx +b (k ≠0)的值域是 R .2.y =ax 2+bx +c (a ≠0)的值域是:当a >0时,值域为 ⎩⎨⎧y ⎪⎪⎪⎭⎬⎫y ≥4ac -b 24a ;当a <0时,值域为 ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫y ⎪⎪⎪y ≤4ac -b24a . 3.y =kx (k ≠0)的值域是 {y |y ≠0} .4.y =a x (a >0且a ≠1)的值域是 (0,+∞) . 5.y =log a x (a >0且a ≠1)的值域是 R . [延长]6.y =x +ax (a >0)的值域为(-∞,-2a )∪(2a ,+∞). 7.y =x -ax (a >0)的值域为(-∞,+∞).8.y =cx +d ax +b (a ≠0,ad -bc ≠0)的值域为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,c a ∪⎝ ⎛⎭⎪⎫c a ,+∞. 归 纳 拓 展1.推断两个函数相等的依据是两个函数的定义域和对应关系完全一样. 2.分段函数虽由几个部分组成,但它表示的是一个函数. 3.与x 轴垂直的直线和一个函数的图象至多有1个交点.4.定义域是一个集合,要用集合或区间表示,若用区间表示,不能用“或”连接,而应当用并集符号“∪”连接.5.函数f (x )与f (x +a )(a 为常数a ≠0)的值域相同.双 基 自 测题组一 走出误区1.推断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)对于函数f :A →B ,其值域是集合B .( × )(2)A =N ,B =N ,f :x →y =|x -1|,表示从集合A 到集合B 的函数.( √ ) (3)已知f (x )=m (x ∈R ),则f (m 3)=m 3.( × ) (4)y =ln x 2与y =2ln x 表示同一函数.( × )(5)函数y =xx -1定义域为x >1.( × )题组二 走进教材2.(必修1P 67T1改编)若函数y =f (x )的定义域为M ={x |-2≤x ≤2},值域为N ={y |0≤y ≤2},则函数y =f (x )的图象可能是( B )[解析] A 中函数的定义域不是[-2,2];C 中图象不表示函数;D 中函数的值域不是[0,2].3.(必修1P 67T2改编)已知奇函数f (x )的图象经过点(1,3),则f (x )的解析式可能为( D ) A .f (x )=2x B .f (x )=-3x C .f (x )=3x 2D .f (x )=3x 3[解析] 依据f (1)=3以及函数的奇偶性确定正确答案.f (1)=2≠3,A 选项错误;f (1)=-3≠3,B 选项错误;f (x )=3x 2是偶函数,C 选项错误;f (1)=3,f (x )=3x 3为奇函数,符合题意.故选D.4.(必修1P 73T11改编)(多选题)函数y =f (x )的图象如图所示,则以下描述正确的是( BD )A .函数f (x )的定义域为[-4,4)B .函数f (x )的值域为[0,+∞)C .此函数在定义域内是增函数D .对于随意的y ∈(5,+∞),都有唯一的自变量x 与之对应[解析] 由图象得此函数定义域为[-4,0]∪[1,4),值域为[0,+∞),在定义域内不具备单调性,当y ∈(5,+∞)时都有唯一的x 与之对应.因此,A 、C 不正确.故选BD.5.(必修1P 67T2改编)由f (u )=u 2,u =2+x 复合而成的复合函数是y =_(2+x )2__.[解析] 利用复合函数的性质干脆求解.由f (u )=u 2,u =2+x 复合而成的复合函数是y =(2+x )2.题组三 走向高考6.(2024·北京卷)函数f (x )=1x +1-x 的定义域是 (-∞,0)∪(0,1] . [解析] 因为f (x )=1x +1-x ,所以x ≠0,1-x ≥0,解得x ∈(-∞,0)∪(0,1].7.(2024·浙江,12,4分)已知a ∈R ,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4,x >2,|x -3|+a ,x ≤2.若f [f (6)]=3,则a = 2 .[解析] 因为6>4=2,所以f (6)=(6)2-4=2,所以f [f (6)]=f (2)=|2-3|+a =1+a =3,解得a =2.。
数学课标通用(理科)一轮复习配套教师用书:第二章 函数概念与基本初等函数Ⅰ 指数与指数函数
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§2。
5 指数与指数函数考纲展示► 1.了解指数函数模型的实际背景.2.理解有理数指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,掌握幂的运算.3.理解指数函数的概念,理解指数函数的单调性,掌握指数函数图象通过的特殊点.4.知道指数函数是一类重要的函数模型.考点1 指数幂的化简与求值1.根式(1)根式的概念若________,则x叫做a的n次方根,其中n>1且n∈N*.式子错误!叫做根式,这里n叫做根指数,a叫做被开方数.(2)a的n次方根的表示x n=a⇒错误!答案:(1)x n=a2.有理数指数幂(1)幂的有关概念①正分数指数幂:a错误!=________(a>0,m,n∈N*,且n>1);②负分数指数幂:a错误!=________=________(a>0,m,n∈N*,且n>1);③0的正分数指数幂等于________,0的负分数指数幂________.(2)有理数指数幂的性质①a r a s=________(a>0,r,s∈Q);②(a r)s=________(a>0,r,s∈Q);③(ab)r=________(a>0,b>0,r∈Q).答案:(1)①na m②错误!错误!③0 无意义(2)①a r+s②a rs③a r b r(1)[教材习题改编]若x+x-1=5,则x2-x-2=________.答案:±5错误!解析:把x+x-1=5两边平方,可得x2+x-2=23,所以(x-x-1)2=x2-2+x-2=21,所以x-x-1=±错误!,所以x2-x-2=(x+x-1)(x -x-1)=±5错误!.(2)[教材习题改编]若x错误!+x错误!=3,则错误!=________。
答案:错误!解析:由x错误!+x错误!=3,得(x错误!+x错误!)2=9,即x+x-1=7.错误!=错误!=错误!=错误!。
根式化简与指数运算的误区:混淆“na n”与“(错误!)n”;误用性质.(1)错误!=__________;答案:|a-b|=错误!解析:错误!=|a-b|=错误!(2)化简[(-2)6]错误!-(-1)0的结果为________.答案:7解析:[(-2)6]错误!-(-1)0=(26)错误!-1=8-1=7。
高考数学一轮复习第二章函数概念与基本初等函数第4课时二次函数与幂函数教案(1)
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二次函数与幂函数1.二次函数(1)二次函数解析式的三种形式①一般式:f(x )=ax2+bx+c(a≠0).②顶点式:f(x)=a(x-m)2+n(a≠0)。
③零点式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0)。
(2)二次函数的图像和性质解析式f(x)=ax2+bx+c(a>0)f(x)=ax2+bx+c(a<0)图像定义域(-∞,+∞)(-∞,+∞)值域错误!错误!单调性在x∈错误!上单调递减;在x∈错误!上单调递增在x∈错误!上单调递增;在x∈错误!上单调递减对称性函数的图像关于x=-错误!对称2.幂函数(1)定义:形如y=xα(α∈R)的函数称为幂函数,其中x是自变量,α是常数.(2)幂函数的图像比较(3)幂函数的性质①幂函数在(0,+∞)上都有定义;②幂函数的图像过定点(1,1);③当α>0时,幂函数的图像都过点(1,1)和(0,0),且在(0,+∞)上单调递增;④当α〈0时,幂函数的图像都过点(1,1),且在(0,+∞)上单调递减。
【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)二次函数y=ax2+bx+c,x∈[a,b]的最值一定是错误!。
(×)(2)二次函数y=ax2+bx+c,x∈R,不可能是偶函数.( ×)(3)在y=ax2+bx+c(a≠0)中,a决定了图像的开口方向和在同一直角坐标系中的开口大小.(√)(4)函数y=2x 12是幂函数。
( ×)(5)如果幂函数的图像与坐标轴相交,则交点一定是原点。
( √)(6)当n〈0时,幂函数y=x n是定义域上的减函数。
(×)1.已知a,b,c∈R,函数f(x)=ax2+bx+c。
若f(0)=f(4)〉f(1),则()A.a>0,4a+b=0B.a〈0,4a+b=0C.a>0,2a+b=0 D。
a〈0,2a+b=0答案A解析因为f(0)=f(4)〉f(1),所以函数图像应开口向上,即a>0,且其对称轴为x=2,即-错误!=2,所以4a+b=0,故选A.2.已知函数f(x)=ax2+x+5的图像在x轴上方,则a的取值范围是()A.错误!B.错误!C。
高考数学一轮复习第2章函数的概念及基本初等函数(Ⅰ)第1节函数及其表示课件理新人教A版
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●命题角度三 分段函数与不等式问题
【例 4】 (2019 届湖北四地七校联考)已知函数 f(x)=12x-7,x<0,
若
log2(x+1),x≥0,
f(a)<1,则实数 a 的取值范围是( )
A.(-∞,-3)∪[0,1)
B.(-3,0)
C.(-3,1)
D.(-∞,-3)∪(1,+∞)
[解析] 因为 f(a)<1,所以a12<0a,-7<1或alo≥g20(,a+1)<1,得-3<a<0 或 0≤a<1.所 以实数 a 的取值范围是(-3,1),故选 C.
|跟踪训练|
1.(2019 届定州模拟)下列函数中,满足 f(x2)=[f(x)]2 的是( )
A.f(x)=ln x
B.f(x)=|x+1|
C.f(x)=x3
D.f(x)=ex
解析:选 C 对于函数 f(x)=x3,有 f(x2)=(x2)3=x6,[f(x)]2=(x3)2=x6,所以 f(x2)=[f(x)]2,
考点一 函数解析式的求法 【例 1】 (1)若 f1+1x=x12-1,则 f(x)=________. (2)若 f(x)为有理函数,且 f(x+1)+f(x-1)=2x2-4x,则 f(x)=________. (3)已知 f(x)+2f1x=x+1,则 f(x)=________.
[解析] (1)解法一(配凑法):
考点二 分段函数——多维探究 高考对分段函数的考查多以选择题、填空题的形式出现,试题难度一般较小. 常见的命题角度有:(1)分段函数求值问题;(2)分段函数的自变量求值问题;(3)分段 函数与不等式问题.
●命题角度一 分段函数求值问题
【例 2】 (2020 届成都摸底)已知函数 f(x)=sinπx+π6,x≤0,则 f(-2)+f(1)= 2x+1,x>0,
2024年高考数学总复习第二章函数的概念与基本初等函数真题分类9函数的图象与变换
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A.5(exx2-+e2-x) C.5(exx2++e2-x)
B.5x2s+in 1x D.5xc2+os1x
第4页
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真题分类9 函数的图象与变换
高考·数学
答案:D 由图知函数图象关于 y 轴对称,其为偶函数,且 f(-2)=f(2)<0, 由5(si-n (x)-2+x)1 =-5x2s+in 1x 且定义域为 R,即 B 中函数为奇函数,排除; 当 x>0 时,5(exx2-+e2-x) >0,5(exx2++e2-x) >0,即 A,C 中函数在(0,+∞)上的函数 值为正数,排除. 故选 D.
第11页
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真题分类9 函数的图象与变换
5.(2021·天津,3,5 分)函数 y=xl2n+|x2| 的图象大致为(
)
高考·数学
A
B
C
D
第12页
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真题分类9 函数的图象与变换
高考·数学
答案:B 设 y=f(x)=xl2n+|x2| ,则函数 f(x)的定义域为xx≠0 ,关于原点对称, 又 f(-x)=(-lnx|-)x2+| 2 =f(x),所以函数 f(x)为偶函数,排除 A,C; 当 x∈(0,1)时,ln |x|<0,x2+2>0,所以 f(x)<0,排除 D. 故选 B.
真题分类9 函数的图象与变换
高考·数学
答案:A 设 f(x)=x cos x+sin x,f(x)的定义域为 R.因为 f(-x)=-x cos (-x)+sin (-x)=-f(x),所以 f(x)为奇函数,排除选项 C,D.又 f(π)=πcos π+sin π=-π<0,排除选 项 B,故选 A.
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C.f( x) = ex ln | x |
D.f( x) = e |x| ln | x |
答案 C
解析 由题图知,函数定义域中有负数,排除选项 A.函数
不是偶函数,排除选项 D.当 x→+∞ 时, f(x)增长速度越来越快,
与 B 选项不符合,故排除 B.故选 C.
( )
1-3
(2017 江西九江二模,6)函数 f(x)= sin
( 3) 伸缩变换
① y = f (x)
1 a>1,横坐标缩短为原来的 a ,纵坐标不变
→ 1 0<a<1,横坐标伸长为原来的 a 倍,纵坐标不变
y = f( ax) .
②y = f (x)
a>1,纵坐标伸长为原来的 a 倍,横坐标不变 →
0<a<1,纵坐标缩短为原来的 a,横坐标不变
y
=
af( x) .
( 4) 从函数的周期性判断图象的循环往复;
( 5) 分析函数解析式,取特值排除不合要求的图象.
(2019 河北衡水中学第二次调研,5) 函数 y = ( 2x-1) ex
的图象大致是
( )
答案 C
解析 显然原函数是偶函数,排除 B,D.取 x = 0,则 y = -1.
排除 A.故选 C.
( ) ∴ | x1 x2 x3 | = | x1 x2( 2 - x2 ) | =
x1 ·2
x2 -
1 2
x
2 2
= | 2x1(1-
2x1) | = | 2x1(2x1 -1) | , 易知 y = | 2x1(2x1 -1) | 在 x1 ∈( -1,0) 上单调递减, ∴ | x1 x2 x3 | <1 且 | x1 x2 x3 | >0,故 0< | x1 x2 x3 | <1.
与 g(x)= | x+a | + 1 的图象上存在关于 y 轴对称的点,则实数 a
的取值范围是
( )
A.R
B.( -∞ ,-e] C.[e,+∞ ) D.⌀
答案 C
解析 设 y = h(x)与 y = f(x)的图象关于 y 轴对称,
{ln( -x),x<0,
则 h(x)= f( -x)= - x ,x≥0,
{1 2
x2 -x+1,x≥0, 关于
x
的方程
f(x) -t
=
0( t∈R) 恰好有
x1 ,x2 ,
2x ,x<0,
x3 三个不同的实数解,则 | x1 x2 x3 | 的取值范围为
( )
A. ( 0,2)
B. ( 0,1)
C. ( 1,2)
D. ( 0,1]
答案 B
解析 由题可知 y = f(x)的图象如图,因为 y = t 与 y = f(x)
关于
y
轴对称 →y
=
f(
-x)
;
③y = f(x)
关于原点对称 →y
=
-f(
-x)
;
④y =ax(a>0 且 a≠1)
关于
y
=
x
对称 →y
=
loga
x(
a>0
且
a≠1)
;
⑤y = f(x)
保留 将x
x轴轴下上方及图x象轴翻上折方上图去象→y
=
|
f(
x)
|
;
⑥y = f( x) 作 y 轴保右留边y 轴图上象及关于y 轴y 右轴边对图称象的图象→y = f( | x | ) .
=
-f(x),函数是奇函数,排除 C;
( ) x = 2 时, f(x)= sin
ln
1 3
= -sin( ln 3) <0,排除 D.故选 B.
二、函数图象应用的解题方法
1.利用函数的图象研究函数的性质 对于已知或易画出图象的函数,其性质( 单调性、奇偶性、周
期性、最值(值域) 、零点) 常借助于图象研究,但一定要注意性质 与图象特征的对应关系.
1 6 5 年高考 3 年模拟 B 版( 教师用书)
§ 2.5 函数的图象
考 点 函数的图象
1.描点法作图 步骤:(1)确定函数的定义域;( 2) 化简函数的解析式;( 3)
讨论函数的性质,即奇偶性、周期性、单调性、最值( 甚至变化趋 势) ;( 4) 描点连线,画出函数的图象.
2.图象变换 ( 1) 平移变换
答案 D
解析 设 f(a)= f(b)= f( c) = m,作出函数 f( x) 的图象与
直线 y = m,如图所示,不妨设 a<b<c,当 0≤x≤1 时,函数 f( x) 的
图象与直线 y = m 的交点分别为 A,B,由正弦曲线的对称性,可得
A( a,m) 与 B( b,m) 关于直线 x =
作出 y = h(x)与 y = g(x)的函数图象,如图所示.
∵ f( x) 与 g( x) 图象上存在关于 y 轴对称的点,∴ y = h( x) 与
y = g( x) 的图象有交点,∴ -a≤-e,即 a≥e.故选 C.
2-3 (2019 广东佛山第三中学模拟,9) 已知函数 f( x) =
2.利用函数的图象研究不等式 当不等式问题不能用代数法求解,但其与函数有关时,常将
不等式问题转化为两函数图象的上下位置关系问题,从而利用 数形结合求解.������源自�����������������
1 8 5 年高考 3 年模拟 B 版( 教师用书)
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3.利用函数的图象研究方程根的个数
当方程与基本初等函数有关时,可以通过函数图象来研究
方程的根,方程 f(x)= 0 的根就是函数 f(x)的图象与 x 轴的交点
的横坐标,方程 f(x)= g(x)的根就是函数 f(x)与 g(x)图象的交
点的横坐标.
(2019 河北衡水中学第二次调研,7) 已知函数 f( x) 是
x<-
1 2
时,y′< 0,y
= ( 2x- 1) ex
在
( ) -∞
,-
1 2
上单调递减,所以 A 正确,B 错误,故选 A.
答案 A 1-1 (2019 山西太原名校联盟,4) 函数 y = x2 - 2 |x| ( x∈R)
的部分图象可能是
( )
A.f( x) = ex ln x B.f( x) = e-x ln | x |
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第二章 函数的概念与基本初等函数 1 7
对应学生用书起始页码 P30
一、函数图象识辨的解题方法
函数图象的识辨可从以下方面入手:
( 1) 从函数的定义域判断图象的左右位置;从函数的值域判
断图象的上下位置;
( 2) 从函数的单调性判断图象的变化趋势;
( 3) 从函数的奇偶性判断图象的对称性;
定义在 R 上的偶函数,且对任意的 x∈R,f( x+2)= f( x) ,当 0≤x ≤1 时,f( x) = x2 .若直线 y = x+a 与函数 f( x) 的图象在[0,2] 内恰
有两个不同的公共点,则实数 a 的值是
( )
A.0
B.0 或- 1
2
C.-
1 4
或
1 2
D.0
或-
1 4
Δ
=
1+4a =
0,即
a
=
0
或
a=
-
1 4
.故选
D.
答案 D
{
2-1
已知函数 f(x)=
sin πx,0≤x≤1, 若 a,b,c 互不相
log2 017 x,x>1,
等,且 f( a)= f( b)= f( c) ,则 a+b+c 的取值范围是
( )
A.(1,2 017) B.(1,2 018) C.[2,2 018] D.(2,2 018)
( 2) 对称变换
①y = f(x)
关于
x
轴对称 →y
=
-f(
x)
;
������������������������������������������������������������������������������������������������
对应学生用书起始页码 P30
②y = f(x)
1 2
对称,因此
a+b = 1.令
log2 017 x
= 1,解得 x = 2 017,结合图象可得 1<c<2 017,因此可得 2<a+b+c
<2 018,即 a+b+c∈(2,2 018) .故选 D.
{ln x(x>0),