函数在区域内解析的条件及应用(1)

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解析函数

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2、微分 dz(t) dx(t) idy(t) (x(t) iy(t))dt z(t)dt 。
2、复变复值函数的导数与微分
定 义 3 : 设 复 变 函 数 w f (z) 在 区 域 E 内 有 定 义 ,
z0, z0 z E ,如果极限
lim f (z0 z) f (z0 )
结论:所有多项式函数在整个复平面内是解析的,任何 一个有理分式函数 P(z) 在不含分母为零的点的区域内是解析
Q(z)
函数。
2.孤立奇点
定义 5:若函数 f (z) 在 z0 处不解析,但在 z0 的任一邻域内
都有 f (z) 的解析点,则 z0 称为 f (z) 的奇点。
若函数 f (z) 在点 z0 处不解析,而在 z0 的某一去心邻域内
t 0
t
t
即: z(t0 ) x(t0 ) iy(t0 ) ,
(B)实变复值函数可导必连续。连续不一定可导。
定义 2:如果实变复值函数 z(t) 在区间 I 处每 z(t) x(t) iy(t)。 注 1、四则运算由定义 2 推。
2) f (z) 2x3 i3y3 ,这个函数只在直线 2x 3y 0 上可
导,从而在 z 平面上处处不解析。
例 7:设函数 f (z) my3 nx2 y i(x3 lxy2 ) 。
问常数 m, n,l 取何值时, f (z) 在复平面内处处解析? 当 m 1,n l 3 时,此函数在复平面内处处解析。
即 (z2 ) 2z, 类似可得(zn ) nzn1.
注:a.定义中 z 0 方式是任意的。 b.连续函数不一定可导;但是容易证明:可导必连续。 在复变函数中,处处连续又处处不可导的函数几乎随手 可得,如 f (z) z ,而在实变函数中,要造一个这种函数却不 是一件容易的事情。 例 2:讨论函数 f (z) | z |2 和 f (x) | x |2 的可导性。可得 f (z) | z |2 只在 z0 0 处可导,而在其它点处都不可导。f (x) | x |2 处处可导。 可以证明: f (z) 可导与可微是等价的。

第一章 复变函数和解析函数解析

第一章 复变函数和解析函数解析
f (z) u(x, y) iv(x, y) u(,) iv(,) 在z点可导 C-R条件
u x u
v y
v

u
1
u
1
v
v
y x
是可导的必要条件.
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第一章 复变函数和解析函数
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据导数定义,沿实轴和虚轴的比值极限都存在且相等,即
z x, lim f lim u(x x, y) iv(x x, y) u(x, y) iv(x, y)
z0的邻域: z z0 (是任意小的正数)
内点z0:z0及邻域 E 点集 E外点z0:z0及邻域 E
边界点z0:z0的邻域中z有0 E也有 E的点
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第一章 复变函数和解析函数
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(开)区域Bba))具全有由连内通点性组成— B内任两点都可由内点组 成的折线连起来
闭区域B :区域B连同其境界线构成的点集
单连通:境线只有一线 区域的连通阶数 多连通:境界线在两条 及以上
境界线正向约定:沿正向前进,区域始终在左手一侧
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第一章 复变函数和解析函数
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2)复变函数: 存在一个点集E,zE有一个或多个w对应,
则称w为z的函数
w=f(z) (zE),z称为宗量.
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第一章 复变函数和解析函数
❖ z的共轭复数z*或
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第一章 复变函数和解析函数
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❖ 1.2复平面与复矢量 ❖ 复平面——横轴为实轴,纵轴为虚轴的平面
一个复数复平面上的一个点→复矢量
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第一章 复变函数和解析函数
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1.3三角及指数式

考点04 函数单调性的5种判断方法及3个应用方向(解析版)

考点04  函数单调性的5种判断方法及3个应用方向(解析版)

专题二函数考点4 函数单调性的5种判断方法及3个应用方向【方法点拨】一、函数单调性的判断及解决应用问题的方法1.判断函数单调性的常用方法(1)定义法;(2)图象法;(3)利用函数的性质“增+增=增,减+减=减”判断;(4)复合函数的单调性根据“同增异减”判断;(5)导数法2.求函数的单调区间先定定义域,在定义域内求单调区间.单调区间不连续时,要用“和”或“,“连接,不能用“U”连接.3.单调性的应用的三个方向(1)比较大小:将自变量转化到同一个单调区间内,利用函数的单调性比较大小;(2)解函数型不等式:利用函数单调性,由条件脱去“f”;(3)求参数值或取值范围:利用函数的单调性构建参数满足的方程(组)、不等式(组).【高考模拟】1.函数()||1f x x =-与()()2g x x x =-的单调递增区间分别为( ) A .[1,+∞),[1,+∞) B .(﹣∞,1],[1,+∞) C .(1,+∞),(﹣∞,1] D .(﹣∞,+∞),[1,+∞)【答案】A 【分析】先对()f x ,()g x 进行化简,再求单调区间即可. 【解析】 解:()1,111,1x x f x x x x -≥⎧=-=⎨-+<⎩,()f x ∴在[)1,+∞上单调递增,()()222()211g x x x x x x -=-==--, ()g x ∴在[)1,+∞上单调递增,故选:A.2.函数y =)A .3,2⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦B .3,2⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭C .[)0,+∞D .(],3-∞-【答案】D 【分析】求出函数y =y =.【解析】由题意,230x x +≥,可得3x ≤-或0x ≥,函数y =(][),30,-∞-⋃+∞,令23t x x =+,则外层函数y =[)0,+∞上单调递增,内层函数23t x x =+在上(],3-∞-单调递减,在[)0,+∞上单调递增,所以,函数y =(],3-∞-.故选:D. 【点睛】方法点睛:求解函数的单调区间一般有以下几种方法:一是图象法,主要适用与基本初等函数及其在基本初等函数的基础上进行简单变化后的函数以及分段函数,可以借助图像来得到函数的单调区间;二是复合函数法,主要适用于函数结构较为复杂的函数,采用换元的思想将函数解析式分解为多层,利用同增异减的原理来求解;三是导数法,对于可导函数,可以解相应的导数不等式来求解函数的单调区间.3.函数()f x 在区间()4,7-上是增函数,则使得()3=-y f x 为增函数的区间为( ) A .()2,3- B .()1,7-C .()1,10-D .()10,4--【答案】C 【分析】先将函数()3=-y f x 看作函数()f x 向右平移3个单位所得到,再判断增区间即可. 【解析】函数()3=-y f x 可以看作函数()f x 向右平移3个单位所得到,故由函数()f x 在区间()4,7-上是增函数,得()3=-y f x 在区间()1,10-上是增函数. 故选:C.4.函数()2f x x x =-的单调减区间是( ) A .[]1,2 B .[]1,0-C .[]0,2D .[2,)+∞【答案】A 【分析】将函数写成分段函数的形式,即()(2),2,(2),2,x x x f x x x x -⋅≥⎧=⎨-⋅<⎩再根据解析式得到函数的单调区间;【解析】()(2),2,(2),2,x x x f x x x x -⋅≥⎧=⎨-⋅<⎩∴直接通过解析式,结合二次函数图象得:(,1),(2,)-∞+∞递增,在[]1,2递减,故选:A.5.函数f (x )=x 2+2(a -1)x +2在区间(-∞,4)上递减,则a 的取值范围是( ) A .[3,)-+∞ B .(,3]-∞- C .(,5)-∞ D .[3,)+∞【答案】B 【分析】利用二次函数的性质,比较对称轴和区间端点的大小,列不等式可得a 的取值范围. 【解析】函数f(x)的对称轴是1x a =-,开口向上,则14a -≥,解得3a ≤- 故选:B6.若函数2()()f x ax a -=∈R 在(0,)+∞上单调递增,则实数a 的取值范围为( ). A .(1,)+∞ B .(,1)-∞ C .(0,)+∞ D .(,0)-∞【答案】D 【分析】直接由单调性的定义求解即可 【解析】解:任取12,(0,)x x ∈+∞,且12x x <,因为函数2()()f x ax a -=∈R 在(0,)+∞上单调递增,所以12()()f x f x <,即22120ax ax ---<,所以221211()0a x x -<,21212212()()0x x x x a x x +-⋅<⋅, 因为120x x <<,所以210x x +>,210x x ->,22120x x ⋅>,所以0a <. 故选:D7.如果函数2()2(1)2f x x a x =+-+在区间(],4-∞上单调递减,那么实数a 的取值范围是( ) A .3a ≤- B .3a ≥-C .5a ≤D .5a ≥【答案】A【分析】求出二次函数的对称轴,根据单调区间与对称轴之间的关系建立条件,即可求出a 的取值范围. 【解析】 解:二次函数2()2(1)2f x x a x =+-+的对称轴为2(1)(1)12a x a a -=-=--=-,抛物线开口向上,∴函数在(-∞,1]a -上单调递减,要使()f x 在区间(-∞,4]上单调递减, 则对称轴14a -, 解得3a-.故选:A . 【点睛】本题主要考查二次函数的图象和性质,根据二次函数单调性与对称轴之间的关系是解决本题的关键. 8.“1m ”是“函数1()2ln f x x mx x=-+单调递减”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】A 【分析】求出()y f x =的导函数,利用()y f x =单调递减,则()0f x '≤恒成立,求出m 的范围,比较所求范围和条件中给定范围的关系,得出结论. 【解析】 由221()f x m x x '=--,若函数()y f x =单调递减,必有当(0,)x ∈+∞时,2210m x x--≤恒成立,可化为2111m x ⎛⎫≥--+ ⎪⎝⎭,可得m 1≥.故“1m ”是“函数1()2ln f x x mx x =-+单调递减”的充分不必要条件. 故选:A. 9.若函数2()1f x x =-的定义域是(﹣∞,1)∪[2,5),则其值域为( ) A .(﹣∞,0)B .(﹣∞,2]C .10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦D .1(,0),22⎛⎤-∞⋃ ⎥⎝⎦【答案】D 【分析】分x<1和x ∈[2,5)两种情况,利用反比例函数的性质得出函数的值域. 【解析】由题意可得:当x<1时,则x ﹣1<0所以y ∈(﹣∞,0) 当x ∈[2,5)时,则x ﹣1∈[1,4),所以y ∈1,22⎛⎤⎥⎝⎦所以函数的值域为1(,0),22⎛⎤-∞⋃ ⎥⎝⎦.故选:D.10.若关于x 的不等式342xx a+-在[0x ∈,1]2上恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,1]2-B .(0,1]C .1[2-,1]D .[1,)+∞【答案】D 【分析】利用参数分离法进行转化,构造函数求函数的最大值即可得到结论. 【解析】解:由题意知,342xx a +-在(0x ∈,1]2上恒成立,设3()42x f x x =+-,则函数在102⎛⎤ ⎥⎝⎦,上为增函数,∴当12x =时,()12max 113()4211222f x f ==+-=-=, 则1a , 故选:D . 【点睛】 关键点睛:本题的关键是将已知不等式恒成立问题,通过参变分离得到参数的恒成立问题,结合函数的单调性求出最值.11.若01m n <<<且1mn =,则2m n +的取值范围是( )A.)+∞ B .[3,)+∞C.)+∞D .(3,)+∞【答案】D 【分析】先利用已知条件构造函数()2(),01f m m m m+<<=,再求其值域即得结果. 【解析】由01m n <<<且1mn =知,22m n m m +=+,故设()2(),01f m m m m+<<=, 设1201m m <<<,则()1212121212222()()1f m f m m m m m m m m m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=+-+=-- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 12120,01m m m m -<<<,即1222m m >,故()1212210m m m m ⎛⎫--> ⎪⎝⎭,即12()()f m f m >, 函数2()f m m m =+在()0,1上单调递减,2(1)131f =+=,故函数的值域为(3,)+∞. 故选:D. 【点睛】方法点睛:利用定义证明函数单调性的方法(1)取值:设12,x x 是该区间内的任意两个值,且12x x <; (2)作差变形:即作差,即作差12()()f x f x -,并通过因式分解、配方、有理化等方法,向有利于判断符号的方向变形; (3)定号:确定差12()()f x f x -的符号;(4)下结论:判断,根据定义作出结论. 即取值---作差----变形----定号----下结论. 12.函数()()2404xf x x x x x =++>+的最小值为( ) A .2 B .103C .174D .265【答案】C 【分析】 令4t x x =+,利用基本不等式求得4t ≥,构造函数()1g t t t=+,证明出函数()g t 在[)4,+∞上为增函数,由此可求得函数()f x 的最小值. 【解析】令4t x x =+,则21144x x t x x==++,因为0x >,所以44t x x =+≥=,又2414x y x t x x t =++=++,令()1g t t t=+,其中4t ≥, 任取1t 、[)24,t ∈+∞且12t t >,即124t t >≥,则()()()()()121221121212121212111t t t t t t g t g t t t t t t t t t t t --⎛⎫⎛⎫--=+-+=-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 124t t >≥,120t t ∴->,121t t >,()()120g t g t ∴->,即()()12g t g t >,所以,函数()g t 在[)4,+∞上为增函数,因此,()()min 1174444f xg ==+=. 故选:C. 【点睛】易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件: (1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方.13.若函数1y ax =+在区间[]1,3上的最大值是4,则实数a 的值为( ) A .-1 B .1C .3D .1或3【答案】B 【分析】分0a >和0a <两种情况求解,0a >时,1y ax =+在区间[]1,3上为增函数,从而可求出其最大值,当0a <时,1y ax =+在区间[]1,3上为减函数,从而可求出其最大值,进而可得答案 【解析】解:当0a >时,1y ax =+在区间[]1,3上为增函数,则当3x =时,y 取得最大值,即314a +=,解得1a =;当0a <时,1y ax =+在区间[]1,3上为减函数,则当1x =时,y 取得最大值,即14a +=,解得3a =舍去, 所以1a =, 故选:B14.函数2y ax =+在[1,2]上的最大值与最小值的差为3,则实数a 为( ) A .3 B .-3 C .0 D .3或-3【答案】D 【分析】讨论a 的取值,判断函数的单调性,求出函数的最值,作差即可求解. 【解析】解:①当0a =时,2=2y ax =+,不符合题意;②当0a >时,2y ax =+在[]1,2上递增,则()()2223a a +-+=,解得3a =; ③当0a <时,2y ax =+在[]1,2上递减,则()()2223a a +-+=,解得3a =-.综上,得3a =±, 故选:D .15.已知函数24()2tx t f x x --+=+在区间[1,2]-上的最大值为2,则实数t 的值为( )A .2或3B .1或3C .2D .3【答案】A 【分析】 函数()24422tx t f x t x x --+==-+++,4[1,2],[1,4]2x t t t x ∈--+∈--+,根据绝对值的最大值为2进行分类讨论检验即可. 【解析】 由题函数()24422tx t f x t x x --+==-+++,4[1,2],[1,4]2x t t t x ∈--+∈--+ ()24422tx t f x t x x --+==-+++的最大值为4t -或1t -当41t t -≥-时,即52t ≤时,最大值42t -=解得:2t =;当41t t -<-时,即52t >时,最大值12t -=解得:3t = 综上所述:t 的值等于2或3. 故选:A 【点睛】解决本题的关键是利用单调性求出42t x -++的范围,再结合绝对值的性质进行求解. 16.若函数12,02()(21)3,2log x x f x a x a x <<⎧⎪=⎨⎪-+⎩的值域为R ,则实数a 的取值范围为( ) A .1[2,1)B .1(0,)7C .1[7,1)2D .1[2,1]【答案】C 【分析】根据分段函数的值域为R ,具有连续性,由12log y x =是减函数,可得(21)3y a x a =-+也是减函数,故得210a -<,(21)231a a -⨯+-,可得答案. 【解析】解:函数12,02()(21)3,2log x x f x a x a x <<⎧⎪=⎨⎪-+⎩的值域为R , 由12log y x =是减函数,(21)3y a x a ∴=-+也是减函数,故得210a -<, 解得:12a <, 函数()f x 的值域为R ,12(21)23log 21a a -⨯+=-,解得:17a. ∴实数a 的取值范围是1[7,1)2.故选:C .17.若函数()f x 是R 上的减函数,0a >,则下列不等式一定成立的是( ) A .2()()f a f a < B .1()f a f a ⎛⎫<⎪⎝⎭C .()(2)f a f a <D .2()(1)f a f a <-【答案】D 【分析】根据函数单调性,以及题中条件,逐项判断,即可得出结果. 【解析】因为函数()f x 是R 上的减函数,0a >,A 选项,()21a a a a -=-,当1a >时,2a a >,所以2()()f a f a <;当01a <<时,2a a <,所以2()()f a f a >,即B 不一定成立; B 选项,当1a >时,1a a >,所以1()f a f a ⎛⎫< ⎪⎝⎭;当01a <<时,1a a <,所以1()f a f a ⎛⎫> ⎪⎝⎭,即B 不一定成立;C 选项,0a >时,2a a >,则()(2)f a f a >,所以C 不成立;D 选项,()2221311024a a a a a ⎛⎫--=-+=-+> ⎪⎝⎭,则21a a >-;所以2()(1)f a f a <-,即D一定成立. 故选:D.18.已知函数2()f x x bx c =++,且(2)()f x f x +=-,则下列不等式中成立的是( ) A .(4)(0)(4)f f f -<< B .(0)(4)(4)f f f <-< C .(0)(4)(4)f f f <<- D .(4)(0)(4)f f f <<-【答案】C 【分析】由(2)()f x f x +=-,即可得到()f x 图象的对称轴为1x =,所以根据图象上的点离对称轴的距离即可比较出(0),(4),(4)f f f -的大小关系. 【解析】由(2)()f x f x +=-得()f x 图象的对称轴为1x =,所以()f x 在(,1]-∞上单调递减,在[1,)+∞上单调递增,且(4)(2)f f =-, 所以(0)(2)(4)(4)f f f f <-=<-, 故选:C. 【点睛】方法点睛:该题考查的是有关函数值的比较大小的问题,解题方法如下:(1)首先根据题中所给的函数解析式,判断函数类型,根据题中所给的条件,判断出函数图象的对称轴;(2)利用对称性,将自变量所对应的函数值进行转换; (3)根据函数的单调性求得结果.19.若定义在R 上的偶函数()f x 在[)0,+∞上是减函数,则下列各式一定成立的是( ) A .()()06f f < B .()()32f f -> C .()()13f f -> D .()()58f f -<-【答案】C 【分析】由偶函数及在[)0,+∞上是减函数,知在(,0]-∞上是增函数,即可判断各项的正误. 【解析】A :在[)0,+∞上是减函数,即()()06f f >,错误;B :(3)(3)f f -=,()f x 在[)0,+∞上是减函数,有()()32f f <,即()()32f f -<,错误; C :(1)(1)f f -=,()f x 在[)0,+∞上是减函数,有()()31f f <,即()()13f f ->,正确; D :由题意,()f x 在(,0]-∞上是增函数,()()58f f ->-,错误; 故选:C20.设函数()f x 是(),-∞+∞上的减函数,又若a R ∈,则( ) A .()()2f a f a >B .()()2f a f a < C .()()2f a a f a +<D .()()211f a f +≤【答案】D 【分析】利用特殊值法可判断ABC 选项的正误,利用函数的单调性可判断D 选项的正误. 【解析】对于A 选项,取0a =,则2a a =,()()2f a f a ∴=,A 选项错误; 对于B 选项,取0a =,则2a a =,所以,()()2f af a =,B 选项错误;对于C 选项,取0a =,则2a a a +=,所以,()()2f a a f a +=,C 选项错误;对于D 选项,对任意的a R ∈,211a +≥,所以,()()211f a f +≤,D 选项正确.故选:D.21.函数()f x 的定义域为,(1)0,()f f x '=R 为()f x 的导函数,且()0f x '>,则不等式()()20x f x ->的解集是( )A .(,1)(2,)-∞⋃+∞B .(,1)(1,)-∞⋃+∞C .(0,1)(2,)+∞D .(,0)(1,)-∞⋃+∞【答案】A 【分析】依题意可得()f x 再定义域上单调递增,又()10f =,即可得到1x <时,()0f x <;1 x >时,()0f x >;再分类讨论分别计算最后取并集即可;【解析】解:由题意可知()f x 在(),-∞+∞单调递增,又()10f =,1x <时,()0f x <;1 x >时,()0f x >; 对于()()2 0x f x ->,当2x >时,不等式成立, 当12x <<时,()20, 0x f x -<>,不等式不成立; 当1x <时,20x -<,且()0f x <, 不等式成立不等式的解集(,1)(2,)-∞⋃+∞ 故选:A .22.已知定义在R 上的函数()f x 的导函数为'()f x ,且满足'()()0f x f x ->,()20212021f e =,则不等式1ln 3f x ⎛⎫<⎪⎝⎭)A .()6063,e +∞B .()20210,eC .()2021,e +∞D .()60630,e【答案】D 【分析】由题意构造新函数()()xf x F x e =,得到函数的单调性,对问题进行变形,由单调性转化为求解不等式问题,即可得到结果 【解析】 由题可设()()x f x F x e=,'()()0f x f x ->,则2'()()'()()'()0x x x xf x e f x e f x f x F x e e--==>, 所以函数()F x 在R 上单调递增,2021(2021)(2021)1f F e==,将不等式1ln 3f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭1ln 311ln ln 3311ln ln 33x x x f x f x e e e ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⋅=, 可得1ln 13F x ⎛⎫< ⎪⎝⎭,即1ln (2021)3F x F ⎛⎫< ⎪⎝⎭,有1ln 20213x <,故得60630x e <<,所以不等式1ln 3f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭()60630,e ,故选:D. 【点睛】关键点睛:本题的解题关键是构造新函数,然后运用函数单调性求解不等式,通常情况构造新函数的形式如:()()xf x F x e =、()()F x xf x =或者()()f x F x x =等,需要结合条件或者问题出发进行构造.23.已知函数2()121xf x =-+,且()41(3)xf f ->,则实数x 的取值范围是( ). A .(2,)+∞ B .(,2)-∞C .(1,)+∞D .(,1)-∞【答案】D 【分析】用导数判断函数()f x 的单调性,再解不等式即可. 【解析】 因为()()22ln 2021x xf x -=<+',所以函数2()121x f x =-+在R 上单调递减, 由于()41(3)xf f ->所以413x-<,得1x <故选:D 【点睛】关键点点晴:判断函数()f x 的单调性是解题的关键.24.已知定义在R 上的函数()f x 满足()13f =,对x ∀∈R 恒有()2f x '<,则()21f x x ≥+的解集为( ) A .[)1,+∞ B .(],1-∞C .()1,+∞D .(),1-∞【答案】B 【分析】构造新函数()()21F x f x x =--,利用导数判断()F x 单减,又(1)0F =可解1x ≤. 【解析】令()()21F x f x x =--,则()()2F x f x ''=-, 又因为对x ∀∈R 恒有()2f x '< 所以()()20F x f x ''=-<恒成立, 所以()()21F x f x x =--在R 上单减. 又(1)(1)210F f =--=, 所以()0F x ≥的解集为(],1-∞ 故选:B 【点睛】利用单调性解不等式通常用于: (1)分段函数型不等式; (2)复合函数型不等式;(3)抽象函数型不等式; (4)解析式较复杂的不等式;25.已知函数f (x ) f (2a 2-5a +4)<f (a 2+a +4) ,则实数a 的取值范围是( ) A .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭∪(2,+∞)B .[2,6)C .10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦∪[2,6)D .(0,6)【答案】C 【分析】由解析式知()f x 在定义域上递增,由已知函数不等式有2222544a a a a ≤-+<++,即可求解a 的取值范围. 【解析】由题意,()f x 在[2,)+∞上单调递增,∵22(254)(4)f a a f a a -+<++,即2222544a a a a ≤-+<++, ∴260a a -<或22520a a -+≥,可得26a ≤<或102a <≤. 故选:C 【点睛】关键点点睛:利用函数的单调性,列不等式求参数的范围.易错点是定义域容易被忽略.26.已知函数()f x 的图象关于y 轴对称,当0x ≥时,()f x 单调递增,则不等式(2)(1)f x f x >-的解集为__________. 【答案】1(,1)(,)3-∞-⋃+∞ 【分析】由题意可得()f x 为偶函数,再由偶函数的性质可将(2)(1)f x f x >-,转化为(2)(1)f x f x >-,再由当0x ≥时,()f x 单调递增,可得21x x >-,从而可求出x 的范围 【解析】解:依题意,()f x 为偶函数,当0x ≥时,()f x 单调递增,要满足(2)(1)f x f x >-,则要求21x x >-,两边平方得22412x x x >-+,即23210x x +->,即(1)(31)0x x +->,解得1(,1)(,)3x ∈-∞-⋃+∞. 故答案为:1(,1)(,)3-∞-⋃+∞.27.设()xf x a x =+,若()36f =,则不等式()()21f x f x ->的解集为____________.【答案】()1,+∞ 【分析】先由()36f =,解出a ,讨论()xf x a x =+的单调性,利用函数单调性解不等式即可.【解析】因为()xf x a x =+,且()36f =,,所以33a =,解得1a =>.()(),ln 1x x f x f a x a x a =+∴=+' ln 0,ln 111,x x a a a a a >∴>∴>+,()x f x a x ∴=+在R 上单增.()()21f x f x ->可化为:21x x ->解得:1x >.不等式()()21f x f x ->的解集为()1,+∞ 故答案为:()1,+∞ 【点睛】利用单调性解不等式通常用于: (1)分段函数型不等式;(2)复合函数型不等式;(3)抽象函数型不等式;(4)解析式较复杂的不等式;28.已知定义域为R 的奇函数()f x 在区间(0,)+∞上为严格减函数,且()20f =,则不等式(1)01f x x +≥-的解集为___________.【答案】[]3,1-- 【分析】先由定义域为R 的奇函数()f x 在区间(0,)+∞上为严格减函数,且()20f =,画出()f x 的草图,结合图像对(1)01f x x +≥-进行等价转化,解不等式即可.【解析】()f x 是定义域为R 的奇函数,且在区间(0,)+∞上为严格减函数,有()20f =,∴()f x 在区间(,0)-∞上为严格减函数且()20f =,可作出()f x 的草图:不等式(1)01f x x +≥-可化为:()1010x f x ->⎧⎨+≥⎩或()1010x f x -<⎧⎨+≤⎩对于()1010x f x ->⎧⎨+≥⎩,当1x >时()12,10x f x +>+<,无解;对于()1010x f x -<⎧⎨+≤⎩,当1x <时()12,10x f x +<+≤,由图像观察,210x -≤+≤解得:31x -≤≤- 所以不等式(1)01f x x +≥-的解集为[]3,1--.故答案为:[]3,1-- 【点睛】常见解不等式的类型:(1)解一元二次不等式用图像法或因式分解法; (2)分式不等式化为标准型后利用商的符号法则; (3)高次不等式用穿针引线法; (4)含参数的不等式需要分类讨论.29.已知函数()()23log 440f x ax x =-+>在x ∈R 上恒成立,则a 的取值范围是_________.【答案】4,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭【分析】由题意,把函数()()23log 440f x ax x =-+>在x ∈R 上恒成立转化为2430ax x -+>对x ∈R上恒成立,列不等式解得a 的范围. 【解析】()()23log 440f x x x α=-+>恒成立,即()2233log 44log 1430ax x ax x -+>⇔-+>恒成立,所以0a =时显然不成立.当0a ≠时()0Δ16120a a >⎧⎨=-<⎩得43a <,所以4,3a ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭.故答案为:4,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭【点睛】(1)求参数的范围是常见题型之一,处理的方法有两种:①不分离参数,直接求最大值或最小值,解不等式;②分离参数法.(2)解指、对数型的不等式,通常化为同底的结构,利用函数的单调性解不等式.30.设函数3,1()1+1,1x x f x x x x ≤⎧⎪=⎨->⎪⎩,则不等式()26()f x f x ->的解集为_________.【答案】()3,2- 【分析】先判断函数的单调性,再解抽象不等式. 【解析】当1x >时,31+1y x x=-是增函数,此时1y >; 当1x ≤时, y x =是增函数,此时1y ≤, 所以函数()f x 是单调递增函数,()()2266f x f x x x ->⇔->,解得:32x -<<,所以不等式的解集是()3,2-. 故答案为:()3,2-。

EXCEL条件求和与条件计数函数在学生成绩统计分析中的应用(原文)

EXCEL条件求和与条件计数函数在学生成绩统计分析中的应用(原文)

EXCEL条件求和与条件计数函数在学生成绩统计分析中的应用古蔺县蔺阳中学薛亮在学生成绩的统计与分析中,需要用到EXCEL条件求和函数和条件计数函数的地方非常之多,可以用的函数和方法也很多,但是有的简单有的复杂。

我们怎样才能事半功倍,用最简单的方法解决复杂的问题呢?现就个人在EXCEL条件求和和条件计数方面的一些体会,用一些实际操作的实例跟大家分享一下。

一、单条件计数——COUNTIF函数1.语法格式:=COUNTIF(区域,条件)2.函数作用:用来计算区域中满足给定条件的单元格的个数。

3.单条件计数实例——成绩表中班级参考人数统计,直接用相应的单元格地址代替班级数据。

例如:在上面的成绩表中要统计1、2、3、4班的参考人数。

也许有人会在C10、C11、C12、C13中分别输入公式“=COUNTIF(B2:B7,"=1")”、“=COUNTIF(B2:B7,"=2")”、“=COUNTIF(B2:B7,"=3")”、“=COUNTIF(B2:B7,"=4")”,这样做当然没有错,是常规方法,但是如果是30个班、40个班或者更多呢,那就有点麻烦了。

我们其实有更简单的方法——直接引用班级单元格地址。

首先,在C10中输入公式“=COUNTIF($B$2:$B$7,"="&B10)”,然后双击C10右下角填充句柄复制公式就可以了,C11、C12、C13中公式就直接变成了“=COUNTIF($B$2:$B$7,"="&B11)”、“=COUNTIF($B$2:$B$7,"="&B12”、“=COUNTIF($B$2:$B$7,"="&B13)”。

因为B2:B7这个区域是固定不变的,为了复制公式时不发生变化,我们就直接写成绝对引用形式$B$2:$B$7。

解析函数的主要性质综述

解析函数的主要性质综述

解析函数的主要性质综述作者:安辉燕来源:《科学导报》2017年第75期一、导引解析函数是一类具有某种特性的可微函数,它将我们所熟悉的数学分析中的一些内容推广到复数域上并研究其性质。

本文通过搜集材料,系统总结了解析函数的几个主要性质:解析函数的唯一性、零点的孤立性、零点的分布问题、解析函数在无穷远点的性质、解析变换的特征及解析函数、共轭解析函数和复调和函数之间的关系,并通过举例进行了深入、详细的分析。

二、预备知识1.定义如果函数在区域D内是可微的,则称为区域D内的解析函数。

复变函数中解析函数的充要条件有多种形式,最常见的有以下几种。

2.定理函数在区域D内解析的充要条件:A(1)二元函数在区域D内可微;(2)在D内满足方程。

B(3)在D内连续;(4)在D内满足方程。

C 在D内任意一点的邻域内可以展成的幂级数,也就是泰勒级数。

D C为D内任意一条周线,则。

三、解析函数的主要性质1.解析函数的唯一性定理(解析函数的唯一性)如果函数在区域D内解析,是D内彼此不同的点,并且点列的极限点,若有,则在D内必有。

根据定理我们可得到以下结论:推论1 如果函数在区域D内解析,且在区域内某点的邻域内有,则在D内必有。

推论2 如果函数在区域D内解析,且在区域D内某一曲线上有,则在内必有。

2.解析函数零点的孤立性定理如果在内的解析函数不恒为零,是的一个零点,则必存在的一个邻域使得在其中无其他零点。

(即:不恒为零的解析函数的零点具有孤立性)此性质是解析函数的特殊性质,实函数不具有此性质。

3. 解析函数零点的分布问题解析函数的零点的分布问题是复变函数论中的一个重要问题,一下就复多项式的零点可以全部分布在一个指定的区域内这个问题进行讨论。

定理1若复平面上多项式在虚轴上无零点,则它的零点全分布在右半平面上的充要条件为。

定理2若复平面上多项式在实轴上无零点,则它的零点全分布在上半平面的充要条件为。

四、解析变换的特性解析函数的特性是从几何的角度对解析函数的性质和应用进行讨论。

解析函数开映射定理的一个应用

解析函数开映射定理的一个应用
¨
件之 一 , 则 厂z 为常 数 。 ()
解析函数; 开映射定理 常数定理
i …
()I ( )为常数 ; 1 fzI
()f() 2 z 的实部 为常数 ; () / : 的虚 部为 常数 ; 3 ) (
() J 的辐 角为 常数 ; 4 、 ) ( ). : 解析 : 5 / ) 、 (
条直 线 或 者直 线 的 一部 分 , 从而 没
看, 解析 函数是从复平面到复平面的开映 射。 从开映射观点来研究解析函数性 质的 比较少 , 本文将利用这一观点来看解析 函
数 的常 数 定 理 。
有 内点 , }此 f z 必 为常 数 。 大 】 ( () 为 , : 的辐角 为常数 , 4 ¨) ( 所以 像 集ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,Q) 复半 面 中从 零 点 出发 的 ’ 为 (
将 Q 中的 开集 映射 为开集 。
数, 所 l’ ) =/【)一 ) l( l /: ! z l z 是解析 函数 , (

… 谭小江,伍胜健 。复变函数简明教 而 它 作 为 复 函数 时虚 部 为零 , 山 () 3 知 I ()为 常数 ,再 南() f z 为常 . zl f 1知 ( )
()冈 为 f z 的实部 为常 数, 以 2 () 所

像 集 , Q) 复 半 而 中年 于 实轴 的 ‘ 为 ( 条 直线 或 者 直线 的 一部 分 ,从 而 没 () 为 , z 的虚部 为常数 , 以 3 。) ( 所 像 集 f n) 复 甲 中垂 直 于 席 轴 的 ( 为

囊 … …一


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囊蠢
第 1 8 期
- 一

知识讲解三角函数的性质及其应用基础 (1)

知识讲解三角函数的性质及其应用基础 (1)

三角函数的性质及其应用 编稿:李霞 审稿:孙永钊【考纲要求】1、了解函数sin()y A x ωϕ=+的物理意义;能画出sin()y A x ωϕ=+的图象,了解参数A ,ω,ϕ对函数图象变化的影响.2、了解三角函数是描述周期变化现象的重要函数模型,会用三角函数解决一些简单实际问题. 【知识网络】【考点梳理】考点一、函数sin()y A x ωϕ=+(0A >,0ω>)的图象的作法1.五点作图法:作sin()y A x ωϕ=+的简图时,常常用五点法,五点的取法是设t x ωϕ=+,由t 取0、2π、π、32π、2π来求相应的x 值及对应的y 值,再描点作图。

2.图象变换法:(1)振幅变换:把sin y x =的图象上各点的纵坐标伸长(A>1)或缩短(0<A<1)到原来的A 倍(横坐标不变),得到sin y A x =的图象;(2)相位变换:把sin y A x =的图象上所有点向左(ϕ>0)或向右(ϕ<0)平行移动|ϕ|个单位,得到sin()y A x ϕ=+的图象;(3)周期变换:把sin()y A x ϕ=+的图象上各点的横坐标缩短(ω>1)或伸长(0<ω<1)到原来的ω1倍(纵坐标不变),可得到sin()y A x ωϕ=+的图象.(4)若要作sin()y A x b ϕ=++,可将sin()y A x ϕ=+的图象向上(0)b >或向下(0)b <平移b 个单位,可得到sin()y A x b ϕ=++的图象.记忆方法仍为“左加右减,上正下负,纵伸(A>1)横缩(ω>1)”。

要点诠释:由sin y x =的图象利用图象变换作函数sin()y A x ωϕ=+的图象时要特别注意:当周期变换和相位变换的先后顺序不同时,原图象沿x 轴的伸缩量有区别.图象的作法三角函数的性质及其应用图象的性质考点二、sin()y A x ωϕ=+的解析式 1. sin()y A x ωϕ=+的解析式sin()y A x ωϕ=+(0A >, 0ω>),[0,)x ∈+∞表示一个振动量时,A 叫做振幅,2T πω=叫做周期,12f T ωπ==叫做频率,x ωϕ+叫做相位,0x =时的相位ϕ称为初相. 2. 根据图象求sin()y A x ωϕ=+的解析式求法为待定系数法,突破口是找准五点法中的第一零点(,0)ϕω-. 求解步骤是先由图象求出A 与T ,再由2Tπω=算出ω,然后将第一零点代入0x ωϕ+=求出ϕ. 要点诠释:若图象未标明第一零点,就只能找特殊点用待定系数法计算. 考点三、函数sin()y A x ωϕ=+(0A >,0ω>)的性质1. 定义域: x R ∈,值域:y ∈[-A,A]. 2.周期性: 2T πω=3. 奇偶性:2k πϕπ=+时为偶函数;k ϕπ=时为奇函数,k Z ∈.4.单调性:单调增区间:[ωϕππωϕππ-+--22,22k k ] , k Z ∈ 单调减区间:[ωϕππωϕππ-+-+232,22k k ] , k Z ∈ 5. 对称性:对称中心(ωϕπ-k ,0), k Z ∈;对称轴x=ωϕππ-+2k ,k Z ∈6.最值: 当22x k πωϕπ+=+即22k x ππϕω+-=时,y 取最大值A当22x k πωϕπ+=-即22k x ππϕω--=时,y 取最小值-A .(k Z ∈).要点诠释:①求周期、单调区间、最值时一般先将函数式化为sin()y A x ωϕ=+,要特别注意A 、ω的正负,再把x ωϕ+看作一个整体,并结合基本三角函数的图象和性质解出即可;利用单调性比较三角函数大小一般要化为同名函数,并且在同一单调区间;②整体代换和数形结合是三角函数学习中重要的思想方法,在学习中,很多三角函数的问题都是通过整体代换并观察基本三角函数的图象而得到的。

chapter1_偏微分方程定解问题

chapter1_偏微分方程定解问题

.
(2)
若取 为齐次一阶线性偏微分方程
a ( x, y )
b ( x, y ) 0 x y
(3)
的解,则新方程 (2) 成为 (1) 型的方程
(a u b ) cu f x y

(Hale Waihona Puke ”)对 积分便可求出通解。 由于对 只要求它是 a( x, y)
1.2 定解问题及其适定性:
1.2.1 通解和特解
偏微分方程的解族很大,可以包含任意函数,例如: 例 1.2.1:求解二阶偏微分方程
2u 0 ,u u ( , ) 。
解:两边依次对 , 积分,得
u f ( ) g ( ) ,
对于任意C 1 ( R) 函数 f 和 g ,都是方程在全平面的解。
r
u x 2 y 2 等。
1.2.2 定解条件
方程的解中可以出现任意函数, 不能确定一个真实的运动, 这是因为在建立方程的过程中, 仅仅考虑了系统内部的各部分之间的相互作用,以及外界对系统内部的作用。而一个确定的 物理过程还要受到历史情况的影响和周围环境通过边界对系统内部运动的制约。通常把反映 系统内部作用导出的偏微分方程称为泛定方程,把确定运动的制约条件称为定解条件。泛定 方程配以适当的定解条件构成一个偏微分方程的定解问题。 常见的定解条件有: 1. 初始条件:如果方程中关于时间自变量 t 的最高阶导数是 m 阶的,则
当n 时,初始条件一致趋于 0,但对任意固定的 y,当n 时,解u ( x, y ) 无界,因而解 不稳定。这说明调和方程的混合问题是不适定的。
1.3 一阶线性(拟线性)偏微分方程的通解法和特征线法
1.3.1 两个自变量的一阶线性偏微分方程的解法:

数学物理方法1-3

数学物理方法1-3

4.若函数在点a不解析,则称点a是f (z)的奇点。 例: 在z=0点无定义,故z=0是f (z)的奇点。
说明:下述情况之一的点z0都是奇点: a. f(z)在点z0无定义或无确定值; b. f(z)在点z0不连续; c. f(z)在点z0不可导; d. f(z)在点z0可导,但找不到某个邻域在其内处处可导。
补充:全微分
对于一元函数 y=f (x),y关于x微分的特性:
1. 它与自变量的改变成正比;
2. 当自变量的改变趋于零时,它与函数的改变量之差是较
自变量的改变量更高阶的无穷小。 函数的改变量
dy Ax
对于二元函数 u=f(x,y)
函数的微分
定义:若函数 u=f(x,y) 的全改变量Δu可表示为
u( x, y) (4 x 1)dy C 4 xy y C
0
y
与式(3)完全一致,求f (z)的方法与式(5)相同。
(c) 不定积分法。 ux= –4y 对 x 作不定积分,由于被积函数
是二元函数,故“积分常数”应与积分变量x无关,但它 可以是另一变量y的函数,即
(5)
(b) 曲线积分法。由式(2)得
u ( x, y )
( x, y ) (0,0) ( x, y )
(u x dx u y dy ) C [4 ydx (4 x 1)dy] C
(6)
(0,0)
积分分两段进行,即由(0,0)到(x,0),再到(x, y )在(0,0)段, y=0,dy=0;在(x,0)到(x, y )段,dx=0。由此得
还要求它在某个区域中处处可导。
2.解析函数的实部和虚部通过柯西—黎曼条件互相联 系,并不独立。
例1:讨论f(z)=x + i xy的解析性,即求解其解析区域。 解:1. f (z)可导区域,即u, v可微并满足C–R条件的区域

2-1,2-2复变函数的导数与解析函数

2-1,2-2复变函数的导数与解析函数
第二章 解析函数
1
§2.1 解析函数的概念
1、复变函数的导数与微分 2、解析函数及其简单性质 3、柯西—黎曼条件 4、小结与思考
高数里,我们学习了实函数y f ( x)的导数定义,
f x0
y lim x0 x
lim
x 0
f
x0
x
x
f
x0
f x lim y lim f x x f x
x x 0
x0
x
3
1、 复变函数的导数与微分
1.导数的定义:
设函数 w f (z) 定义于区域 D, z0为D中的一
点, z0 z D
如果极限 lim f = lim f (z0 z) f (z0 ) 存在,
z z0
z0
z
那末就称 f (z) 在z0可导.这个极限值称为 f (z) 在 z0 的导数,
y
lim
z0 x yi
o
设z沿着平行于 x 轴的直线趋向于0,
y 0
x
lim x 2yi lim x 1, z0 x yi x0 x
设z z沿着平行于 y 轴的直线趋向于0,
lim x 2yi lim 2yi 2,
z0 x yi y0 yi
y
所以f (z) x 2 yi的导数
(2) 设函数 h g(z) 在 z 平面上的区域 D内解析, 函数 w f (h) 在 h 平面上的区域G 内解析. 如果 对 D内的每一个点z ,函数 g(z)的对应值h 都属 于 G , 那末复合函数w f [g(z)]在 D内解析.
dw df (h) dh(z) dz dh dz
以上定理的证明, 可利用求导法则.
称 f (z) 在 z0 解析.Analysis

高一数学必修一函数题型与解法

高一数学必修一函数题型与解法

高一数学必修一函数题型与解法函数的定义函数是一种描述两个数集之间关系的规则,它将自变量的值对应到因变量的值上。

通常用符号y=f(x)表示,其中x是自变量,y是因变量,f(x)表示函数的运算规则。

函数的解题方法1.函数的图象与解析式之间的转化函数可以用图象表示,也可以用解析式表示。

图象可以帮助我们更直观地理解函数的性质和特点,而解析式则便于计算和推导。

因此,函数的图象与解析式之间的转化是十分重要的。

对于已知函数的图象,要根据图象求出函数的解析式,可以通过观察图象上点的坐标来找到函数的规律。

例如,对于线性函数y=kx+b,可以通过观察函数图象上两个点的坐标来确定k和b的值。

对于其他函数,我们可以通过观察函数图象的特点,如最值、对称轴、零点等来确定函数的解析式。

对于已知函数的解析式,要根据解析式求出函数的图象,可以通过转换解析式的形式,如改变k和b的值、对解析式加减乘除等操作,来确定函数的图象。

例如,对于一次函数y=kx+b,可以通过改变k和b的值来确定函数的斜率和截距,从而确定函数图象的性质。

2.函数的性质与判断在解题过程中,我们常常需要根据已知条件判断函数的一些性质。

下面介绍一些常见的函数性质及其判断方法。

奇偶性:若对于函数中的任意一个数a,都有f(-a)=-f(a),则函数f(x)是奇函数;若对于函数中的任意一个数a,都有f(-a)=f(a),则函数f(x)是偶函数;若对于函数中的任意一个数a,都有f(-a)≠-f(a),且存在一些点b,有f(-b)=f(b),则函数f(x)既不是奇函数也不是偶函数。

判断奇偶性的方法很简单,只需要将函数的自变量用负号代入函数中计算即可。

单调性:若对于任意的x1<x2,有f(x1)<f(x2),则函数f(x)是递增函数;若对于任意的x1<x2,有f(x1)>f(x2),则函数f(x)是递减函数;若对于任意的x1<x2,总存在x1'和x2',有x1<x1'<x2'<x2,使得f(x1')<f(x2'),则函数f(x)是不单调函数。

第1节 解析的概念与C-R方程

第1节 解析的概念与C-R方程

复合函数求导法则 设函数 f ( z )在区域D内解析,
函数w g ( )在区域G内解析,又f ( D) G,
则复合函数w g ( f ( z)) h( z)在D内解析,并且有:
h' ( z) [ g ( f ( z))]' g ' ( f ( z)) f ' ( z)
f ( z ) f ( 0) xy k , 随 k 变化, z0 1 ik x iy f ( z ) f ( 0) 故 lim 不存在, z 0 z0
函数 f ( z ) xy 在点 z 0 不可导.
2.可微的充要条件
定理2.2 设函数f ( z ) u( x, y) iv( x, y)在区域D内有 定义,则f ( z )在D内一点z x iy可微的充要条件是
1 z i, 故在全平面除点z 1 i的区域内f ( z )解析,且 2 2
(2 z 5 z 3)' (4 z 2 1) (2 z 5 z 3)(4 z 2 1)' ' f ( z) (4 z 25 1)2 (10 z 4 1)(4 z 2 1) (2 z z 3)(8z ) (4 z 2 1)2 24 z 6 10 z 4 4 z 2 24 z 1 2 2 (4 z 1)
反函数求导法则 设函数w f ( z )在区域D内解析,
且f '( z ) 0,又反函数
z f 1 (w) (w)存在且为连续,则有:
1 1 '( w) f '( z ) z ( w) f '( ( w))

利用这些法则,我们可以计算常数、多项式以

函数问题的灵魂-定义域问题-学会解题之高三数学多题一解(解析版)

函数问题的灵魂-定义域问题-学会解题之高三数学多题一解(解析版)

函数问题的灵魂——定义域【高考地位】在函数的三要素中,函数的定义域是函数的灵魂,对应法则相同的函数只有在定义域相同时才算同一函数.定义域问题始终是函数中最重要的问题,许多问题的解决都是必须先解决定义域,不要就会出现问题.通过对近几年高考试题的分析看出,本课时内容也是高考考查的重点之一,题型是选择题、填空题.试题难度较小.方法一 直接法万能模板 内 容使用场景 函数()f x 的解析式已知的情况下解题模板第一步 找出使函数()f x 所含每个部分有意义的条件,主要考 虑以下几种情形:(1) 分式中分母不为0; (2) 偶次方根中被开方数非负; (3) 0x 的底数不为零;(4) 对数式中的底数大于0、且不等于1,真数大于0; (5) 正切函数tan y x =的定义域为{|,}2x x k k Z ππ≠+∈.第二步 列出不等式(组);第三步 解不等式(组),即不等式(组)的解集即为函数()f x 的定义域.【例1】(2023·全国·高三专题练习)函数()21f x x x =-- ) A .[]1,2 B .()1,2C .(]1,2D .[)1,2【答案】C【分析】根据二次根式的性质以及分数分母不为0求出函数的定义域即可.【详解】解:由题意得:1020x x ->⎧⎨-≥⎩ 解得12x x >⎧⎨≤⎩,即()f x 的定义域为(]1,2.故选:C.【变式演练1】(2023·全国·高三专题练习)函数()261xf x x x x =-++-的定义域为( )A .(][)23∞∞--⋃+,,B .[)(]3112-⋃,,C .[)(]2113-⋃,,D .()()2113-⋃,,【答案】C【分析】由具体函数的定义域列出方程式即可得出答案.【详解】由26010x x x ⎧-++≥⎨-≠⎩,解得:23x -≤≤且1x ≠.故选:C例2.(2023·全国·高三专题练习)函数f (x 2sin 12x π- )A .54,433k k πππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦ (k ∈Z ) B .154,433k k ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦ (k ∈Z )C .54,466k k πππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦(k ∈Z ) D .154,466k k ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦(k ∈Z )【答案】B【分析】由题意可得2sin 102x π-≥,然后利用正弦函数的性质求解即可 【详解】由题意,得2sin102x π-≥,1sin22x π≥,所以522,Z 626k x k k πππππ≤+≤≤+∈, 解得1544,Z 33k x k k +≤≤+∈,所以函数的定义域为()154,4Z 33k k k ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦,故选:B【变式演练2】5.(2023·全国·高三专题练习)若函数()22ln 2y x x a x =+++的定义域为[)1,+∞,则=a ( ) A .-3 B .3C .1D .-1【答案】A【分析】根据题意可知1x =为方程220x x a ++=的一个根,从而可求出a 的值【详解】由22020x x a x ⎧++≥⎨+>⎩,得2202x x a x ⎧++≥⎨>-⎩,由题意可知上式的解集为[)1,+∞,所以1x =为方程220x x a ++=的一个根,所以120a ++=,得3a =-, 故选:A例3.(2022·全国·高三专题练习)若函数()21f x ax ax =-+R ,则a 的范围是( ) A .()0,4 B .[)0,4 C .(]0,4D .[]0,4【答案】D【分析】分0a =、0a >、0a <讨论即可求解.【详解】若()f x 的定义域为R ,则当0a =时,()1f x =满足题意;当0a ≠时,20Δ40a a a >⎧⎨=-≤⎩,解得:04a <≤; 当0a <时,无法满足定义域为R . 综上所述:04a ≤≤,D 正确. 故选:D【变式演练3】(2022·全国·高三专题练习)已知函数()221f x ax x =++R ,则实数a 的取值范围是__.【答案】[1,+∞)【分析】等价于ax 2+2x +1≥0恒成立,再对a 分类讨论得解. 【详解】解:函数()221f x ax x =++的定义域为R , 即为ax 2+2x +1≥0恒成立, 若a =0,则2x +1≥0不恒成立; 当a >0,∆=4﹣4a ≤0, 解得a ≥1;当a <0,ax 2+2x +1≥0不恒成立. 综上可得,a 的取值范围是[1,+∞). 故答案为:[1,+∞).方法二 抽象复合法 万能模板 内 容使用场景涉及到抽象函数求定义域解题模板 利用抽象复合函数的性质解答:(1)已知函数的定义域为,求复合函数的定义域:只需解不等式,不等式的解集即为所求函数的定义域.(2)已知复合函数的定义域为,求函数的定义域: 只需根据求出函数的值域,即为函数的定义域.例4.(2022·全国·高三专题练习)已知函数(1)y f x +=的定义域为112⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,,则函数2(log )y f x =的定义域为( ) A .(0,)+∞ B .(0,1)C .22⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .2⎡⎤⎣⎦,【答案】D【分析】根据(1)y f x +=的定义域可知1122x ≤+≤,故21log 22x ≤≤,即可求出答案. 【详解】解:∈函数(1)y f x +=的定义域为112⎡⎤-⎢⎥⎣⎦, ∈112x -≤≤,1122x ≤+≤∈函数2(log )y f x =中,21log 22x ≤≤ ∈24x ≤≤所以函数2(log )y f x =的定义域为[24,]. 故选:D【变式演练4】(2023·全国·高三专题练习)已知函数()2f x +的定义域为()3,4-,则函数()()31g x x =-的定义域为( ) A .1,43⎛⎫⎪⎝⎭B .1,23⎛⎫ ⎪⎝⎭C .1,63⎛⎫ ⎪⎝⎭D .1,13⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】C【分析】根据抽象函数的定义域的求解,结合具体函数单调性的求解即可.【详解】因为函数()2f x +的定义域为()3,4-,所以()f x 的定义域为()1,6-.又因为310x ->,即13x >,所()f x (,)a b [()]f g x ()a g x b <<[()]f g x [()]f g x (,)a b ()f x a x b <<()g x ()f x以函数()g x 的定义域为1,63⎛⎫⎪⎝⎭.故选:C.【变式演练5】11.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()21log xf x x-=,()1f x +的定义域为M ,()2f x 的定义域为N ,则( ) A .M N B .M N ⋂=∅C .M ⊆ND .N ⊆M【答案】B【分析】分别求出()1f x +的定义域为M 和()2f x 的定义域为N 即可求解. 【详解】()21log 1xf x x -+=+,则{}10M x x =-<<, ()2122log 2xf x x -=,则102N x x ⎧⎫=<<⎨⎬⎩⎭,所以M N ⋂=∅,故选:B .方法三 实际问题的定义域万能模板 内 容使用场景 函数的实际应用问题解题模板第一步 求函数的自变量的取值范围; 第二步 考虑自变量的实际限制条件;第三步 取前后两者的交集,即得函数的定义域.例5.(2022·全国·高三专题练习)已知等腰三角形的周长为40cm ,底边长()y cm 是腰长()x cm 的函数,则函数的定义域为( ) A .()10,20 B .()0,10C .()5,10D .[)5,10【答案】A【分析】利用两边之和大于第三边及边长为正数可得函数的定义域. 【详解】由题设有402y x =-,由4020402x x x x ->⎧⎨+>-⎩得1020x <<,故选A.【点睛】本题考查应用题中函数的定义域,注意根据实际意义和几何图形的性质得到自变量的取值范围. 【变式演练7】(2021·全国课时练习)一枚炮弹发射后,经过26s 落到地面击中目标,炮弹的射高为845m ,且炮弹距地面的高度h (单位:m )与时间t (单位:s )的关系为.①21305h t t =-求①所表示的函数的定义域与值域,并用函数的定义描述这个函数. 【答案】定义域为{|026}t t ≤≤,值域为{|0845}h h ,描述见解析. 【解析】定义域为{|026}t t ≤≤,值域为{|0845}h h ≤≤, 对于数集{|026}t t ≤≤中的任一个数t ,在数集{|0845}h h ≤≤中都有唯一确定的数21305h t t =-与之对应. 【点睛】本题考查函数的定义域、值域以及函数的定义,需要对函数概念及三要素的灵活掌握,属于基础题.【高考再现】1.【2017山东理】设函数的定义域A ,函数的定义域为B ,则A B ⋂=(A )(1,2) (B ) (C )(-2,1) (D )[-2,1)【答案】D【考点】 1.集合的运算2.函数的定义域3.简单不等式的解法.【名师点睛】集合的交、并、补运算问题,应先把集合化简再计算,常常借助数轴或韦恩图进行处理. 2.【2016·全国卷①】 下列函数中,其定义域和值域分别与函数y =10lg x 的定义域和值域相同的是( )A .y =xB .y =lg xC .y =2xD .y =1x【答案】D【解析】 y =10lg x =x ,定义域与值域均为(0,+∞),只有选项D 满足题意. 3.【2014山东.理3】 函数1)(log 1)(22-=x x f 的定义域为( )A .)21,0(B .),2(+∞C .),2()21,0(+∞D .),2[]21,0(+∞ 【答案】C【解析】由已知得22(log )10,x ->即2log 1x >或2log -1x <,解得2x >或102x <<,故选C . 【名师点睛】本题考查函数的概念、函数的定义域.解答本题关键是利用求函数定义域的基本方法,建立不等式组求解.本题属于基础题,注意基本概念的正确理解以及计算的准确性. 4.【2015高考重庆,文3】函数的定义域是( )(A) (B) (C) (D)【答案】D【解析】由解得或,故选D . 【考点定位】函数的定义域与二次不等式.【名师点睛】本题考查对数函数的定义域与一元二次不等式式的解法,由对数的真数大于零得不等式求解.本题属于基础题,注意不等式只能是大于零不能等于零.5.【2015高考湖北,文6】函数的定义域为( )A .B .C .D .【答案】.【解析】由函数的表达式可知,函数的定义域应满足条件:,解之得,即函数的定义域为,故应选.【考点定位】本题考查函数的定义域,涉及根式、绝对值、对数和分式、交集等内容.【名师点睛】本题看似是求函数的定义域,实质上是将根式、绝对值、对数和分式、交集等知识联系在一起,重点考查学生思维能力的全面性和缜密性,凸显了知识之间的联系性、综合性,能较好的考查学生的计算能力和思维的全面性.6.【2020年高考北京卷11】函数1()=ln 1f x x x ++的定义域是__________. 【答案】(0,)+∞【解析】要使得函数1()ln 1f x x x =++有意义,则100x x +≠⎧⎨>⎩,即0x >,∴定义域为(0,)+∞. 【专家解读】本题考查了分式函数、对数函数定义域的求法,考查数学运算学科素养.22(x)log (x 2x 3)f [3,1](3,1)(,3][1,)-∞-+∞(,3)(1,)-∞-+∞0)1)(3(0322>-+⇒>-+x x x x 3-<x 1>x 256()4||lg 3x x f x x x -+=--(2,3)(2,4](2,3)(3,4](1,3)(3,6]-C ()y f x =()f x 2564||0,03x x x x -+-≥>-22,2,3x x x -≤≤>≠()f x (2,3)(3,4]C7.【2015高考山东,理14】已知函数()(0,1)xf x a b a a =+>≠ 的定义域和值域都是[]1,0-,则a b += .【答案】32-【解析】若1a >,则()f x 在[]1,0-上为增函数,所以1110a b b -⎧+=-⎨+=⎩,此方程组无解;若01a <<,则()f x 在[]1,0-上为减函数,所以1011a b b -⎧+=⎨+=-⎩,解得122a b ⎧=⎪⎨⎪=-⎩,所以32a b +=-.【考点定位】指数函数的性质.【名师点睛】本题考查了函数的有关概念与性质,重点考查学生对指数函数的性质的理解与应用,利用方程的思想解决参数的取值问题,注意分类讨论思想方法的应用. 8.【2019年高考江苏】函数276y x x =+-的定义域是 ▲ . 【答案】[1,7]-【解析】由题意得到关于x 的不等式,解不等式可得函数的定义域.由已知得2760x x +-≥,即2670x x --≤,解得17x -≤≤,故函数的定义域为[1,7]-.【名师点睛】求函数的定义域,其实质就是以函数解析式有意义为准则,列出不等式或不等式组,然后求出它们的解集即可.【反馈练习】1.(2021·天津高三期末)函数的定义域为( ) A . B . C . D .【答案】D【解析】要使函数有意义,只需21020x x x -≠⎧⎨->⎩,解得102x x ≠⎧⎨<<⎩,即函数定义域为{|01x x <<或12}x <<.故选D.2.【云南省昆明市第一中学2020届高三考前第九次适应性训练】设函数21y x =-A ,函数12x y -=的值域为B ,则A B =( )()()221log 21f x x x x =+--()1,2()(),02,-∞+∞()(),11,2-∞()()0,11,2A .()0,1B .(]0,1C .()1,1-D .[]1,1-【答案】A【解析】函数定义域满足:210x ->,即11x -<<,所以{}11A x x =-<<, 函数12x y -=的值域{}0B y y =>,所以()0,1A B =,故选:A. 【名师点睛】本题考查了函数定义域,值域,交集运算,意在考查学生的计算能力和综合应用能力. 3.(2023·全国·高三专题练习)若函数()y f x =的定义域是[]1,3,则函数()()21ln f x h x x-=的定义域是( )A .[]1,3B .(]1,3C .(]1,2D .[]1,2【答案】C【分析】利用复合函数的定义及给定函数式列出不等式组,求出其解集即可作答. 【详解】函数()y f x =的定义域是[1,3], ∈1213x ≤-≤,解得12x ≤≤. 又0x >,且1x ≠,∈(]1,2x ∈. 故函数()h x 的定义域是(]1,2. 故选:C.4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()21f x -的定义域为{}1|0x x <<,则函数()211f x x --的定义域为( ) A .(0,1) B .(1,2)C .()()0,11,2 D .()(),11,1-∞--【答案】C【分析】先求出()f x 的定义域,再根据分母不为零和前者可求题设中函数的定义域. 【详解】因为函数()21f x -的定义域为{}1|0x x <<,故1211x -<-<, 所以()f x 的定义域为()1,1-, 故函数()211f x x --中的x 需满足:211110x x -<-<⎧⎨-≠⎩, 故02,1x x <<≠,故函数()211f x x --的定义域为()()0,11,2.故选:C5.(2021·广东深圳中学高三期中)已知等腰三角形的周长为,底边长是腰长的函数,则函数的定义域为( ) A . B .C .D .【答案】A【解析】由题设有402y x =-,由4020402x x x x ->⎧⎨+>-⎩得1020x <<,故选A.【点睛】本题考查应用题中函数的定义域,注意根据实际意义和几何图形的性质得到自变量的取值范围.6.(2022·福建·上杭一中高三阶段练习)已知函数()f x 的定义域为B ,函数()13f x -的定义域为1,14A ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,若x B ∃∈,使得21a x x >-+成立,则实数a 的取值范围为( ) A .13,16⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .130,16⎛⎫⎪⎝⎭C .13,16⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭D .1313,1616⎛⎫- ⎪⎝⎭【答案】C【分析】由复合函数的定义域求得集合B ,记2()1g x x x =-+,问题转化为求()g x 在x B ∈时的最小值,从而得参数范围.【详解】∈()13f x -的定义域为1,14A ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,∈114x ≤≤,12134x -≤-≤,则12,4B ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦.令()21g x x x =-+,x B ∃∈,使得21a x x >-+成立,即a 大于()g x 在12,4⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的最小值.∈213()24g x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,∈()g x 在12,4⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的最小值为113416g ⎛⎫= ⎪⎝⎭,∈实数a 的取值范围是13,16⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭.故选:C .7.(2019·河北张家口中学月考)若函数2()2f x mx mx =-+的定义域为R ,则实数m 取值范围是( )A .[0,8)B .(8,)+∞C .(0,8)D .(,0)(8,)-∞⋃+∞ 【答案】A【解析】∵函数f (x )的定义域为R ,∴不等式mx 2-mx +2>0的解集为R , ①m =0时,2>0恒成立,满足题意;40cm ()y cm ()x cm ()10,20()0,10()5,10[)5,10②m ≠0时,则2080m m m ⎧⎨=-<⎩>,解得0<m <8. 综上得,实数m 的取值范围是[0,8),故选A .【名师点睛】考查函数定义域的概念及求法,以及一元二次不等式的解集为R 时,判别式△需满足的条件.8.(2022·全国·高三专题练习)函数()1ln 34y x x=-+的定义域是________ 【答案】()3,00,4∞⎛⎫-⋃ ⎪⎝⎭【分析】根据题意可知3400x x ->⎧⎨≠⎩,由此即可求出结果. 【详解】由题意可知3400x x ->⎧⎨≠⎩,所以()3,00,4x ∞⎛⎫∈-⋃ ⎪⎝⎭. 所以函数的定义域为()3,00,4∞⎛⎫-⋃ ⎪⎝⎭. 故答案为:()3,00,4∞⎛⎫-⋃ ⎪⎝⎭. 9.(2022·全国·高三专题练习)函数()()02112y x x x =++-的定义域是________. 【答案】(3,1)(1,2)--⋃- 【分析】要使该函数表达式有意义,只需20x ->,2120x x +->,10x +≠同时成立,解不等式即可求出结果.【详解】函数()()02lg 2112x y x x x -=+++-的解析式有意义, 由22012010x x x x ->⎧⎪+->⎨⎪+≠⎩,即2341x x x <⎧⎪-<<⎨⎪≠-⎩,所以31x -<<-或12x -<<,故该函数的定义域为(3,1)(1,2)--⋃-.故答案为:(3,1)(1,2)--⋃-10.(2022·北京市第二十二中学高三开学考试)函数()1f x x=-的定义域为___________. 【答案】(0,1)【分析】根据对数、分式及根式的性质列不等式组求定义域. 【详解】由解析式知:010x x >⎧⎨->⎩可得01x <<, 所以函数定义域为(0,1).故答案为:(0,1)11.(2023·全国·高三专题练习)函数()2lg 1tan π14y x x =+-___________. 【答案】11,42⎛⎫- ⎪⎝⎭【分析】使对数的真数大于零,二次根式的被开方数大于等于零列出不等式组,结合正切函数的性质求解.【详解】由题意得:21tan π0πππ,2140x x k k x +>⎧⎪⎪≠+∈⎨⎪-≥⎪⎩Z ,解得1142x -<<. 故答案为:11,42⎛⎫- ⎪⎝⎭. 12.(2023·全国·高三专题练习)函数()()21lg 2f x x x +-的定义域是_______.【答案】1[,2)2- 【分析】依据题意列出不等式组,解之即可得到函数的定义域【详解】由题意可得,21020x x +≥⎧⎨->⎩,解之得122x -≤< 则函数()()21lg 2f x x x =++-的定义域是1[,2)2- 故答案为:1[,2)2- 13.(2023·全国·高三专题练习)函数()()22log 29142f x x x =-+-的定义域为___________. 【答案】()5,2,2⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭ 【分析】根据偶次根号下的被开方数大于等于零,分母不为0,根据真数列出不等式,进行求解再用集合或区间的形式表示出来.【详解】由题意可知()22log 291420x x -+->,而以2为底的对数函数是单调递增的,因此229144x x -+>,求解可得2x <或52x >. 故答案为:()5,2,2⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭. 14.(2023·全国·高三专题练习)函数()2lgcos 25f x x x =-的定义域为______.【答案】335,,,52222ππππ⎡⎫⎛⎫⎛⎤---⎪ ⎪ ⎢⎥⎣⎭⎝⎭⎝⎦【分析】由题意可得2cos 0250x x >⎧⎨-≥⎩,解得22,2255k x k k Z x ππππ⎧-+<<+∈⎪⎨⎪-≤≤⎩,分别令k =-1、0、1,综合即可得答案.【详解】由题意得2cos 0250x x >⎧⎨-≥⎩,解得22,2255k x k k Z x ππππ⎧-+<<+∈⎪⎨⎪-≤≤⎩, 令k =-1,解得35,2x π⎡⎫∈--⎪⎢⎣⎭, 令k =0,解得,22x ππ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭, 令k =1,解得3,52x π⎛⎤∈ ⎥⎝⎦, 综上,定义域为335,,,52222ππππ⎡⎫⎛⎫⎛⎤---⎪ ⎪ ⎢⎥⎣⎭⎝⎭⎝⎦. 故答案为:335,,,52222ππππ⎡⎫⎛⎫⎛⎤---⎪ ⎪ ⎢⎥⎣⎭⎝⎭⎝⎦ 15.(2021·全国)设计一个水渠,其横截面为等腰梯形(如图),要求满足条件(常数),,写出横截面的面积y 关于腰长x 的函数,并求它的定义域和值域.【答案】定义城为0,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,值域为23⎛⎤ ⎥ ⎝⎦. 【解析】如图,连接AD ,过,B C 分别作AD 的垂线,垂足为,E F ,因为AB BC CD a ++=,所以20BC EF a x ==->,即02a x <<, 因为120ABC ︒∠=,所以60A ︒∠=,所以2x AE DF ==, 3BE x =,13()2(2)222x x x y BC AD BE a x ⎤=+⋅=-++=⎥⎣⎦)222333333)323a a x x x ax x ⎫-=-=-⎪⎝⎭, 故当3a x =时,y 23,故它的定义城为0,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,值域为23⎛⎤ ⎥ ⎝⎦. AB BC CD a ++=120ABC ︒∠=【点睛】本题考查了求函数的解析式、定义域和值域的问题,解题时应认真解析题意,建立函数的解析式,求出函数的定义域和值域,是中档题.16.(2023·全国·高三专题练习)如图,某地有三家工厂,分别位于矩形ABCD 的两个顶点A 、B 及CD 的中点P 处.20AB =km ,10BC =km .为了处理这三家工厂的污水,现要在该矩形区域内(含边界)且与A 、B 等距的一点O 处,建造一个污水处理厂,并铺设三条排污管道AO ,BO ,PO .记铺设管道的总长度为y km .(1)设BAO θ∠=(弧度),将y 表示成θ的函数并求函数的定义域;(2)假设铺设的污水管道总长度是(10103+km ,请确定污水处理厂的位置. 【答案】(1)2010sin π10,0cos 4y θθθ-=+≤≤ (2)位置是在线段AB 的中垂线上且离AB 的距离是1033km 【分析】(1)依据题给条件,先分别求得OA OB OP 、、的表达式,进而得到管道总长度y 的表达式,再去求其定义域即可解决;(2)先解方程2010sin 1010103cos θθ-+=+,求得π6θ=,再去确定污水处理厂的位置. (1)矩形ABCD 中,20AB =km ,10BC =km ,DP PC =,DC PO ⊥,BAO ABO θ∠=∠=,则()10km,1010tan km cos OA OB OP θθ===-, 201010tan cos y OA OB OP θθ∴=++=+-,则2010sin π10,0cos 4y θθθ-=+≤≤ (2)令2010sin 1010103cos θθ-+=+ π10sin 103cos 20,20sin 20,3θθθ⎛⎫∴+=∴+= ⎪⎝⎭则πsin 1,3θ⎛⎫+= ⎪⎝⎭又π04θ≤≤,即ππ7π3312θ≤+≤,则ππ32θ+=,则π6θ= 此时π101010tan103(km)63OP =-=- 所以确定污水处理厂的位置是在线段AB 的中垂线上且离AB 的距离是1033 km 17.(2022·浙江·高三专题练习)如图,点D 是曲线()22104y x y +=≥上的动点(点D 在y 轴左侧),以点D 为顶点作等腰梯形ABCD ,使点C 在此曲线上,点,A B 为曲线与x 轴的交点.(1)若直线l 过原点,且斜率为-2,与曲线交于点D ,求此时等腰梯形ABCD 的面积;(2)若设2CD x =,等腰梯形ABCD 的面积为()S x ,写出函数()S x 的解析式,并求出函数的定义域. 【答案】(1)12+;(2)()()2211S x x x =+-,定义域为()0,1【分析】(1)联立方程得到2,22D ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,再计算面积得到答案.(2)计算得到()2,21D x x --,根据面积公式得到解析式,再计算定义域得到答案. (1)直线l 方程为:2y x =-,22214y x y x =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,解得222x y ⎧=-⎪⎨⎪=⎩,222x y ⎧=⎪⎨⎪=-⎩(舍去), 故2,22D ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,2AB =,()1222122S =+⨯=+(2)2CD x =,()2,21D x x --,故()()()22122212112S x x x x x =+⨯-=+-, ()22104y x y +=≥,2CD x =,故01x <<,故定义域为()0,1.。

热点2-1 函数的定义域、解析式与值域8大题型(解析版)

热点2-1 函数的定义域、解析式与值域8大题型(解析版)

热点2-1 函数定义域、解析式与值域8大题型函数的定义域、解析式与值域问题是高考数学的必考内容。

函数问题定义域优先,在解答函数问题时切记要先考虑定义域;函数解析式在高考中较少单独考查,多在解答题中出现;函数的值域在整个高考范畴应用的非常广泛,例如恒成立问题、有解问题、数形结合问题;基本不等式及“耐克函数”、“瘦腰函数”模型;数列的最大项、最小项;向量与复数的四则运算及模的最值;向量与复数的几何意义的最值;解析几何的函数性研究问题等;都需要转化为求最值问题。

在复习过程中,在熟练掌握基本的解题方法的同时,要多加训练综合性题目。

一、求函数的定义域的依据函数的定义域是指使函数有意义的自变量的取值范围 1、分式的分母不能为零.2、偶次方根的被开方数的被开方数必须大于等于零,(2,)n x n k k N *=∈其中中0,x ≥奇次方根的被开方数取全体实数,即(21,)n xn k k N *=+∈其中中,x R ∈.3、零次幂的底数不能为零,即0x 中0x ≠.4、如果函数是一些简单函数通过四则运算复合而成的,那么它的定义域是各个简单简单函数定义域的交集。

【注意】定义域用集合或区间表示,若用区间表示熟记,不能用“或”连接,而应用并集符号“∪”连接。

二、抽象函数及定义域求法1、已知)(x f 的定义域为A ,求))((x g f 的定义域,其实质是)(x g 的取值范围为A ,求x 的取值范围;2、已知))((x g f 的定义域为B ,求)(x f 的定义域,其实质是已知))((x g f 中的x 的取值范围为B ,求)(x g 的范围(值域),此范围就是)(x f 的定义域.3、已知))((x g f 的定义域,求))((x h f 的定义域,要先按(2)求出)(x f 的定义域.三、函数解析式的四种求法1、待定系数法:若已知函数的类型(如一次函数、二次函数等),可用待定系数法.(1)确定所有函数问题含待定系数的一般解析式; (2)根据恒等条件,列出一组含有待定系数的方程; (3)解方程或消去待定系数,从而使问题得到解决。

《复变函数论》第四章

《复变函数论》第四章

第四章 解析函数的幂级数表示方法第一节 级数和序列的基本性质 1、复数项级数和复数序列: 复数序列就是:111222,,...,,...n n n z a ib z a ib z a ib =+=+=+在这里,n z 是复数,,Im ,Re n n n n b z a z ==一般简单记为}{n z 。

按照|}{|n z 是有界或无界序列,我们也称}{n z 为有界或无界序列。

设0z 是一个复常数。

如果任给0ε>,可以找到一个正数N ,使得当n>N 时ε<-||0z z n ,那么我们说{}n z 收敛或有极限0z ,或者说{}n z 是收敛序列,并且收敛于0z ,记作0lim z z n n =+∞→。

如果序列{}n z 不收敛,则称{}n z 发散,或者说它是发散序列。

令0z a ib =+,其中a 和b 是实数。

由不等式0||||||||||n n n n n a a b b z z a a b b --≤-≤-+-及容易看出,0lim z z n n =+∞→等价于下列两极限式: ,lim ,lim b b a a n n n n ==+∞→+∞→因此,有下面的注解:注1、序列{}n z 收敛(于0z )的必要与充分条件是:序列{}n a 收敛(于a )以及序列{}n b 收敛(于b )。

注2、复数序列也可以解释为复平面上的点列,于是点列{}n z 收敛于0z ,或者说有极限点0z 的定义用几何语言可以叙述为:任给0z 的一个邻域,相应地可以找到一个正整数N ,使得当n N >时,n z在这个邻域内。

注3、利用两个实数序列的相应的结果,我们可以证明,两个收敛复数序列的和、差、积、商仍收敛,并且其极限是相应极限的和、差积、商。

定义4.1复数项级数就是12......n z z z ++++或记为1n n z +∞=∑,或n z ∑,其中n z 是复数。

定义其部分和序列为:12...n n z z z σ=+++如果序列{}n σ收敛,那么我们说级数n z ∑收敛;如果{}n σ的极限是σ,那么说n z ∑的和是σ,或者说n z ∑收敛于σ,记作1nn zσ+∞==∑,如果序列{}n σ发散,那么我们说级数n z ∑发散。

微专题 三角函数的范围与最值(解析版)(1)

微专题 三角函数的范围与最值(解析版)(1)

微专题三角函数的范围与最值【秒杀总结】一、三角函数f(x)=A sin(ωx+φ)中ω的大小及取值范围1.任意两条对称轴之间的距离为半周期的整数倍,即k T2(k∈Z);2.任意两个对称中心之间的距离为半周期的整数倍,即k T2(k∈Z);3.任意对称轴与对称中心之间的距离为14周期加半周期的整数倍,即T4+k T2(k∈Z);4.f(x)=A sin(ωx+φ)在区间(a,b)内单调⇒b-a≤T2且kπ-π2≤aω+φ≤bω+φ≤kπ+π2(k∈Z)5.f(x)=A sin(ωx+φ)在区间(a,b)内不单调⇒(a,b)内至少有一条对称轴,aω+φ≤kπ+π2≤bω+φ(k∈Z)6.f(x)=A sin(ωx+φ)在区间(a,b)内没有零点⇒b-a≤T2且kπ≤aω+φ≤bω+φ≤(k+1)π(k∈Z)7.f(x)=A sin(ωx+φ)在区间(a,b)内有n个零点⇒(k-1)π≤aω+φ<kπ(k+n-1)π<bω+φ≤(k+n)π(k∈Z) .二、三角形范围与最值问题1.坐标法:把动点转为为轨迹方程2.几何法3.引入角度,将边转化为角的关系4.最值问题的求解,常用的方法有:(1)函数法;(2)导数法;(3)数形结合法;(4)基本不等式法.要根据已知条件灵活选择方法求解.【典型例题】例1.(2023·全国·高三专题练习)在△ABC中,cos A=725,△ABC的内切圆的面积为16π,则边BC长度的最小值为( )A.16B.24C.25D.36【答案】A【解析】因为△ABC的内切圆的面积为16π,所以△ABC的内切圆半径为4.设△ABC内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.因为cos A=725,所以sin A=2425,所以tan A=247.因为S△ABC=12bc sin A=12(a+b+c)×4,所以bc=256(a+b+c).设内切圆与边AC切于点D,由tan A=247可求得tan A 2=34=4AD,则AD =163.又因为AD =b +c -a 2,所以b +c =323+a .所以bc =256323+2a =253163+a .又因为b +c ≥2bc ,所以323+a ≥2253163+a ,即323+a 2≥1003163+a ,整理得a 2-12a -64≥0.因为a >0,所以a ≥16,当且仅当b =c =403时,a 取得最小值.故选:A .例2.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f (x )=sin (ωx +φ),其中ω>0,|φ|≤π2,-π4为f (x )的零点:且f (x )≤f π4 恒成立,f (x )在-π12,π24区间上有最小值无最大值,则ω的最大值是( )A.11 B.13C.15D.17【答案】C【解析】由题意,x =π4是f (x )的一条对称轴,所以f π4 =±1,即π4ω+φ=k 1π+π2,k 1∈Z ①又f -π4 =0,所以-π4ω+φ=k 2π,k 2∈Z ②由①②,得ω=2k 1-k 2 +1,k 1,k 2∈Z 又f (x )在-π12,π24 区间上有最小值无最大值,所以T ≥π24--π12 =π8即2πω≥π8,解得ω≤16,要求ω最大,结合选项,先检验ω=15当ω=15时,由①得π4×15+φ=k 1π+π2,k 1∈Z ,即φ=k 1π-13π4,k 1∈Z ,又|φ|≤π2所以φ=-π4,此时f (x )=sin 15x -π4 ,当x ∈-π12,π24 时,15x -π4∈-3π2,3π8 ,当15x -π4=-π2即x =-π60时,f (x )取最小值,无最大值,满足题意.故选:C例3.(2023·高一课时练习)如图,直角ΔABC 的斜边BC 长为2,∠C =30°,且点B ,C 分别在x 轴,y 轴正半轴上滑动,点A 在线段BC 的右上方.设OA =xOB +yOC ,(x ,y ∈R ),记M =OA ⋅OC,N =x +y ,分别考查M ,N 的所有运算结果,则A.M 有最小值,N 有最大值B.M 有最大值,N 有最小值C.M 有最大值,N 有最大值D.M 有最小值,N 有最小值【答案】B【解析】依题意∠BCA =30∘,BC =2,∠A =90∘,所以AC =3,AB =1.设∠OCB =α,则∠ABx =α+30∘,0∘<α<90∘,所以A 3sin α+30∘ ,sin α+30∘,B 2sin α,0 ,C 0,2cos α ,所以M =OA ⋅OC =2cos αsin α+30∘ =sin 2α+30∘ +12,当2α+30∘=90∘,α=30∘时,M 取得最大值为1+12=32.OA =xOB +yOC ,所以x =3sin α+30∘ 2sin α,y =sin α+30∘2cos α,所以N =x +y =3sin α+30∘2sin α+sin α+30∘ 2cos α=1+32sin2α,当2α=90∘,α=45∘时,N 有最小值为1+32.故选B .例4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x =a sin x +b cos x +cx 图象上存在两条互相垂直的切线,且a 2+b 2=1,则a +b +c 的最大值为( )A.23 B.22C.3D.2【答案】D【解析】由a 2+b 2=1,令a =sin θ,b =cos θ,由f x =a sin x +b cos x +cx ,得f x =a cos x -b sin x +c =sin θcos x -cos θsin x +c =sin θ-x +c ,所以c -1≤f x ≤c +1由题意可知,存在x 1,x 2,使得f (x 1)f (x 2)=-1,只需要c -1 c +1 =c 2-1 ≥1,即c 2-1≤-1,所以c 2≤0,c =0,a +b +c =a +b =sin θ+cos θ=2sin θ+π4≤2所以a +b +c 的最大值为2.故选:D .例5.(2023·全国·高三专题练习)已知m >0,函数f (x )=(x -2)ln (x +1),-1<x ≤m ,cos 3x +π4,m <x ≤π,恰有3个零点,则m 的取值范围是( )A.π12,5π12 ∪2,3π4B.π12,5π12 ∪2,3π4C.0,5π12 ∪2,3π4D.0,5π12 ∪2,3π4【答案】A【解析】设g x =(x -2)ln (x +1),h x =cos 3x +π4,求导g x =ln (x +1)+x -2x +1=ln (x +1)+1-3x +1由反比例函数及对数函数性质知g x 在-1,m ,m >0上单调递增,且g 12<0,g 1 >0,故gx 在12,1 内必有唯一零点x 0,当x ∈-1,x 0 时,g (x )<0,g x 单调递减;当x ∈x 0,m 时,g (x )>0,g x 单调递增;令g x =0,解得x =0或2,可作出函数g x 的图像,令h x =0,即3x +π4=π2+k π,k ∈Z ,在0,π 之间解得x =π12或5π12或3π4,作出图像如下图数形结合可得:π12,5π12∪2,3π4,故选:A例6.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x =cos ωx -π3(ω>0)在π6,π4 上单调递增,且当x ∈π4,π3 时,f x ≥0恒成立,则ω的取值范围为( )A.0,52 ∪223,172B.0,43 ∪8,172C.0,43 ∪8,283D.0,52 ∪223,8【答案】B【解析】由已知,函数fx =cos ωx -π3(ω>0)在π6,π4 上单调递增,所以2k 1π-π≤ωx -π3≤2k 1πk 1∈Z ,解得:2k 1πω-2π3ω≤x ≤2k 1πω+π3ωk 1∈Z ,由于π6,π4 ⊆2k 1πω-2π3ω,2k 1πω+π3ω k 1∈Z ,所以π6≥2k 1πω-2π3ωπ4≤2k 1πω+π3ω,解得:12k 1-4≤ω≤8k 1+43k 1∈Z ①又因为函数f x =cos ωx -π3(ω>0)在x ∈π4,π3上f x ≥0恒成立,所以2k 2π-π2≤ωx -π3≤2k 2π+π2k 2∈Z ,解得:2k 2πω-π6ω≤x ≤2k 2πω+5π6ωk 2∈Z ,由于π4,π3 ⊆2k 2πω-π6ω,2k 2πω+5π6ω k 2∈Z ,所以π4≥2k 2πω-π6ωπ3≤2k 2πω+5π6ω,解得:8k 2-23≤ω≤6k 2+52k 2∈Z ②又因为ω>0,当k 1=k 2=0时,由①②可知:ω>0-4≤ω≤43-23≤ω≤52,解得ω∈0,43;当k 1=k 2=1时,由①②可知:ω>08≤ω≤283223≤ω≤172,解得ω∈8,172.所以ω的取值范围为0,43 ∪8,172.故选:B .例7.(2023·全国·高三专题练习)在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,△ABC 的面积为S ,若sin (A +C )=2S b 2-a2,则tan A +13tan (B -A )的取值范围为( )A.233,+∞ B.233,43C.233,43D.233,43【答案】C【解析】在△ABC 中,sin (A +C )=sin B ,S =12ac sin B ,故题干条件可化为b 2-a 2=ac ,由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,故c =2a cos B +a ,又由正弦定理化简得:sin C =2sin A cos B +sin A =sin A cos B +cos A sin B ,整理得sin (B -A )=sin A ,故B -A =A 或B -A =π-A (舍去),得B =2A △ABC 为锐角三角形,故0<A <π20<2A <π20<π-3A <π2 ,解得π6<A <π4,故33<tan A <1tan A +13tan (B -A )=tan A +13tan A ∈233,43故选:C例8.(2023·上海·高三专题练习)在钝角△ABC 中,a ,b ,c 分别是△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边,点G 是△ABC 的重心,若AG ⊥BG ,则cos C 的取值范围是( )A.0,63B.45,63C.63,1D.45,1【答案】C【解析】延长CG 交AB 于D ,如下图所示:∵G 为△ABC 的重心,∴D 为AB 中点且CD =3DG ,∵AG ⊥BG ,∴DG =12AB ,∴CD =32AB =32c ;在△ADC 中,cos ∠ADC =AD 2+CD 2-AC 22AD ⋅CD=52c 2-b 232c 2=5c 2-2b 23c 2;在△BDC 中,cos ∠BDC =BD 2+CD 2-BC 22BD ⋅CD =52c 2-a 232c 2=5c 2-2a 23c 2;∵∠BDC +∠ADC =π,∴cos ∠BDC =-cos ∠ADC ,即5c 2-2a 23c 2=-5c 2-2b 23c 2,整理可得:a 2+b 2=5c 2>c 2,∴C 为锐角;设A 为钝角,则b 2+c 2<a 2,a 2+c 2>b 2,a >b ,∴a 2>b 2+a 2+b 25b 2<a 2+a 2+b 25,∴b a 2+15+15b a 2<1b a 2<1+15+15b a2,解得:b a 2<23,∵a >b >0,∴0<b a <63,由余弦定理得:cos C =a 2+b 2-c 22ab =25⋅a 2+b 2ab =25a b +b a >25×63+36 =63,又C 为锐角,∴63<cos C <1,即cos C 的取值范围为63,1.故选:C .例9.(2023·全国·高三专题练习)设锐角△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若A =π3,a =3,则b 2+c 2+bc 的取值范围为( )A.(1,9] B.(3,9]C.(5,9]D.(7,9]【答案】D 【解析】因为A =π3,a =3,由正弦定理可得asin A=332=2=b sin B =csin 2π3-B ,则有b =2sin B ,c =2sin 2π3-B ,由△ABC 的内角A ,B ,C 为锐角,可得0<B <π2,0<2π3-B <π2,,∴π6<B <π2⇒π6<2B -π6<5π6⇒12<sin 2B -π6 ≤1⇒2<4sin 2B -π6≤4, 由余弦定理可得a 2=b 2+c 2-2bc cos A ⇒3=b 2+c 2-bc ,因此有b 2+c 2+bc =2bc +3=8sin B sin 2π3-B+3=43sin B cos B +4sin 2B +3=23sin2B -2cos2B +5=5+4sin 2B -π6∈7,9 故选:D .例10.(2023·上海·高三专题练习)某公园有一个湖,如图所示,湖的边界是圆心为O 的圆,已知圆O 的半径为100米.为更好地服务游客,进一步提升公园亲水景观,公园拟搭建亲水木平台与亲水玻璃桥,设计弓形MN ,NP ,PQ ,QM 为亲水木平台区域(四边形MNPQ 是矩形,A ,D 分别为MN ,PQ 的中点,OA =OD =50米),亲水玻璃桥以点A 为一出入口,另两出入口B ,C 分别在平台区域MQ ,NP 边界上(不含端点),且设计成∠BAC =π2,另一段玻璃桥F -D -E 满足FD ⎳AC ,FD =AC ,ED ⎳AB ,ED =AB .(1)若计划在B ,F 间修建一休闲长廊该长廊的长度可否设计为70米?请说明理由;(附:2≈1.414,3≈1.732)(2)设玻璃桥造价为0.3万元/米,求亲水玻璃桥的造价的最小值.(玻璃桥总长为AB +AC +DE +DF ,宽度、连接处忽略不计).【解析】(1)由题意,OA =50,OM =100,则MQ =100,AM =503,∠BAC =π2,设∠MAB =θ,∠NAC =α=π2-θ.若C ,P 重合,tan α=100503=23,tan θ=1tan α=32=MB503,得MB =75,∴75<MB <100,32<tan θ<23,MB =AM ⋅tan θ=503tan θ,NC =AN ⋅tan α=503tan θ,而MF =CP =100-NC =100-503tan θ,∴BF =MB -MF =503tan θ+1tan θ -100≥100(3-1),当tan θ=1(符合题意)时取等号,又100(3-1)>70,∴可以修建70米长廊.(2)AB =AM cos θ=503cos θ,AC =AN cos α=503sin θ,则AB +AC =503cos θ+503sin θ=503(sin θ+cos θ)sin θcos θ.设t =sin θ+cos θ=2sin θ+π4 ,则t 2=1+2sin θcos θ,即sin θcos θ=t 2-12.AB +AC =1003t t 2-1=1003t -1t,由(1)知32<tan θ<23,而33<32<1<23<3,∴∃θ使θ+π4=π2且π4<θ+π4<3π4,即1<t ≤2,0<t -1t ≤22,∴AB +AC =1003t -1t≥1006,当且仅当t =2,θ=π4时取等号.由题意,AB +AC =DE +DF ,则玻璃桥总长的最小值为2006米,∴铺设好亲水玻璃桥,最少需2006×0.3=606万元.例11.(2023·全国·高三专题练习)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,满足b sin A =a sin B +π3(1)设a =3,c =2,过B 作BD 垂直AC 于点D ,点E 为线段BD 的中点,求BE ⋅EA的值;(2)若△ABC 为锐角三角形,c =2,求△ABC 面积的取值范围.【解析】(1)b sin A =a sin B +π3,由正弦定理得:sin B sin A =sin A sin B +π3 =12sin A sin B +32sin A cos B ,所以12sin A sin B -32sin A cos B =0,因为A ∈0,π ,所以sin A ≠0,所以12sin B -32cos B =0,即tan B =3,因为B ∈0,π ,所以B =π3,因为a =3,c =2,由余弦定理得:b 2=a 2+c 2-2ac cos B =9+4-6=7,因为b >0,所以b =7,其中S △ABC =12ac sin B =12×3×2×32=332,所以BD =2S △ABC AC =337=3217,因为点E 为线段BD 的中点,所以BE =32114,由题意得:EA =ED +DA =BE +DA,所以BE ⋅EA =BE ⋅BE +DA =BE 2+0=2728.(2)由(1)知:B =π3,又c =2,由正弦定理得:a sin A =c sin C =2sin A +π3,所以a =2sin A sin A +π3 =2sin A 12sin A +32cos A =41+3tan A,因为△ABC 为锐角三角形,所以A ∈0,π2C =2π3-A ∈0,π2,解得:A ∈π6,π2 ,则tan A ∈33,+∞,3tan A ∈0,3 ,1+3tan A∈1,4 ,故a =41+3tan A∈1,4 ,△ABC 面积为S =12ac sin B =32a ∈32,23 故△ABC 面积的取值范围是32,23.【过关测试】一、单选题1.(2023·全国·高三专题练习)已知a ,b ∈R ,设函数f 1(x )=cos2x ,f 2(x )=a -b cos x ,若当f 1(x )≤f 2(x )对x ∈[m ,n ](m <n )恒成立时,n -m 的最大值为3π2,则( )A.a ≥2-1 B.a ≤2-1C.b ≥2-2D.b ≤2-2【答案】A【解析】设t =cos x ,x ∈[m ,n ],因为n -m 的最大值为3π2>π=T2,所以x ∈[m ,n ]时,t =cos x 必取到最值,当n -m =3π2时,根据余弦函数对称性得cos m +n 2=1⇒m +n2=2k π,k ∈Z ,此时cos m =cos m +n 2-n -m 2=cos 2k π-3π4 =cos 3π4=-22cos n =cos m +n 2+n -m 2 =cos 2k π+3π4 =cos 3π4=-22或者cos m +n 2=-1⇒m +n 2=π+2k π,k ∈Z ,此时cos m =cos m +n 2-n -m2 =cos 2k π+π-3π4 =-cos 3π4=22cos n =cos m +n 2+n -m 2=cos 2k π+π+3π4 =-cos 3π4=22由f 1(x )≤f 2(x )⇒2cos 2x -1≤a -b cos x ⇒2cos 2x +b cos x -1+a ≤0,设t =cos x ,x ∈[m ,n ]时 2t 2+bt -1+a ≤0对应解为t 1≤t ≤t 2,由上分析可知当t 1=-22,t 2≥1或t 1≤-1,t 2=22时,满足n -m 的最大值为3π2,所以t 1t 2≤-22,即-1+a 2≤-22,所以a ≥2-1.-b 2=t 1+t 2≥1-22或-b 2=t 1+t 2≤-1+22,即b ≤2-2或b ≥2-2,故选:A .2.(2023·全国·高三专题练习)△ABC 中,AB =2,∠ACB =π4,O 是△ABC 外接圆圆心,是OC ⋅AB+CA ⋅CB的最大值为( )A.0 B.1C.3D.5【答案】C【解析】过点O 作OD ⊥AC ,OE ⊥BC ,垂足分别为D ,E ,如图,因O 是△ABC 外接圆圆心,则D ,E 分别为AC ,BC 的中点,在△ABC 中,AB =CB -CA ,则|AB |2=|CA |2+|CB|2-2CA ⋅CB ,即CA ⋅CB =|CA |2+|CB|2-22,CO ⋅CA =CO CA cos ∠OCA = CD ⋅ CA =12CA 2,同理CO ⋅CB =12|CB |2,因此,OC ⋅AB +CA ⋅CB =OC ⋅CB -CA+CA ⋅CB =CO ⋅CA -CO ⋅CB +CA ⋅CB=12|CA |2-12|CB |2+|CA |2+|CB |2-22=|CA |2-1,由正弦定理得:|CA |=|AB|sin B sin ∠ACB =2sin B sin π4=2sin B ≤2,当且仅当B =π2时取“=”,所以OC ⋅AB +CA ⋅CB的最大值为3.故选:C3.(2023·全国·高三专题练习)在锐角△ABC 中,若3sin A cos A a +cos Cc=sin B sin C ,且3sin C +cos C =2,则a +b 的取值范围是( )A.23,4 B.2,23C.0,4D.2,4【答案】A【解析】由3sin C +cos C =2sin C +π6 =2,得C +π6=π2+2k π,k ∈Z ,∵C ∈0,π2 ,∴C =π3.由题cos A a +cos C c =sin B sin C 3sin A,由正弦定理有cos A a +cos Cc =b ⋅323a=b 2a ,故cos A sin A +cos C sin C =b 2sin A,即cos A ⋅sin C +sin A ⋅cos C =b sin C 2=3b 4,故sin A +C =sin B =3b 4,即b sin B =433,由正弦定理有a sin A=b sin B =c sin C =433,故a =433sin A ,b =433sin B ,又锐角△ABC ,且C =π3,∴A ∈0,π2 ,B =2π3-A ∈0,π2 ,解得A ∈π6,π2 ,∴a +b =433(sin A +sin B )=433sin A +sin 2π3-A =433sin A +32cos A +12sin A =4sin A +π6,∵A ∈π6,π2,∴A +π6∈π3,2π3 ,sin A +π6 ∈32,1 ,∴a +b 的取值范围为23,4 .故选:A .4.(2023·全国·高三专题练习)设ω∈R ,函数f x =2sin ωx +π6 ,x ≥0,32x 2+4ωx +12,x <0,g x =ωx .若f (x )在-13,π2 上单调递增,且函数f x 与g (x )的图象有三个交点,则ω的取值范围是( )A.14,23B.33,23C.14,33D.-43,0 ∪14,23【答案】B 【解析】当x ∈0,π2 时,ωx +π6∈π6,πω2+π6 ,因为f (x )在-13,π2 上单调递增,所以πω2+π6≤π2-4ω3≤-132sin π6≥12 ,解得14≤ω≤23,又因函数f x 与g (x )的图象有三个交点,所以在x ∈-∞,0 上函数f x 与g (x )的图象有两个交点,即方程32x 2+4ωx +12=ωx 在x ∈-∞,0 上有两个不同的实数根,即方程3x 2+6ωx +1=0在x ∈-∞,0 上有两个不同的实数根,所以Δ=36ω2-12>0-ω<032×02+6ω×0+1>0 ,解得ω>33,当ω∈33,23时,当x ≥0时,令f x -g x =2sin ωx +π6-ωx ,由f x -g x =1>0,当ωx +π6=5π2时,ωx =7π3,此时,f x -g x =2-7π3<0,结合图象,所以x ≥0时,函数f x 与g (x )的图象只有一个交点,综上所述,ω∈33,23.故选:B .5.(2023秋·湖南长沙·高三长郡中学校考阶段练习)已知函数f (x )=sin ωx +π3 (ω>0)在π3,π上恰有3个零点,则ω的取值范围是( )A.83,113 ∪4,143 B.113,4 ∪143,173C.113,143 ∪5,173D.143,5 ∪173,203【答案】C 【解析】x ∈π3,π,ωx +π3∈π3ω+π3,πω+π3 ,其中2πω≤π-π3<4πω,解得:3≤ω<6,则π3ω+π3≥4π3,要想保证函数在π3,π 恰有三个零点,满足①π+2k 1π≤π3ω+π3<2π+2k 1π4π+2k 1π<πω+π3≤5π+2k 1π,k 1∈Z ,令k 1=0,解得:ω∈113,143 ;或要满足②2k 2π≤π3ω+π3<π+2k 2π2k 2π+3π<πω+π3≤2k 2π+4π,k 2∈Z ,令k 2=1,解得:ω∈5,173;经检验,满足题意,其他情况均不满足3≤ω<6条件,综上:ω的取值范围是113,143 ∪5,173.故选:C6.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f (x )=sin ωx +π4(ω>0)在区间[0,π]上有且仅有4条对称轴,给出下列四个结论:①f (x )在区间(0,π)上有且仅有3个不同的零点;②f (x )的最小正周期可能是π2;③ω的取值范围是134,174;④f (x )在区间0,π15上单调递增.其中所有正确结论的序号是( )A.①④ B.②③C.②④D.②③④【答案】B【解析】由函数f (x )=sin ωx +π4 (ω>0), 令ωx +π4=π2+k π,k ∈Z ,则x =1+4k π4ω,k ∈Z 函数f (x )在区间[0,π]上有且仅有4条对称轴,即0≤1+4k π4ω≤π有4个整数k 符合,由0≤1+4k π4ω≤π,得0≤1+4k4ω≤1⇒0≤1+4k ≤4ω,则k =0,1,2,3,即1+4×3≤4ω<1+4×4,∴134≤ω<174,故③正确;对于①,∵x ∈(0,π),∴ωx +π4∈π4,ωπ+π4,∴ωπ+π4∈7π2,9π2当ωx +π4∈π4,7π2时,f (x )在区间(0,π)上有且仅有3个不同的零点;当ωx +π4∈π4,9π2时,f (x )在区间(0,π)上有且仅有4个不同的零点;故①错误;对于②,周期T =2πω,由134≤ω<174,则417<1ω≤413,∴8π17<T ≤8π13,又π2∈8π17,8π13,所以f (x )的最小正周期可能是π2,故②正确;对于④,∵x ∈0,π15 ,∴ωx +π4∈π4,ωπ15+π4 ,又ω∈134,174 ,∴ωπ15+π4∈7π15,8π15 又8π15>π2,所以f (x )在区间0,π15 上不一定单调递增,故④错误.故正确结论的序号是:②③故选:B7.(2023·全国·高三专题练习)函数y =sin ωx -π6ω>0 在0,π 有且仅有3个零点,则下列说法正确的是( )A.在0,π 不存在x 1,x 2使得f x 1 -f x 2 =2B.函数f x 在0,π 仅有1个最大值点C.函数f x 在0,π2上单调进增D.实数ω的取值范围是136,196 【答案】D【解析】对于A ,f (x )在0,π 上有且仅有3个零点,则函数的最小正周期T <π ,所以在0,π 上存在x 1,x 2 ,且f (x 1)=1,f (x 2)=-1 ,使得f x 1 -f x 2 =2,故A 错误;由图象可知,函数在0,π 可能有两个最大值,故B 错误;对于选项D ,令ωx -π6=k π,k ∈Z ,则函数的零点为x =1ωk π+π6 ,k ∈Z ,所以函数在y 轴右侧的四个零点分别是:π6ω,7π6ω,13π6ω,19π6ω,函数y =sin ωx -π6ω>0 在0,π 有且仅有3个零点,所以13π6ω≤π19π6ω>π,解得ω∈136,196 ,故D 正确;由对选项D 的分析可知,ω的最小值为136,当0<x <π2 时,ωx -π6∈-π6,11π12 ,但-π6,11π12 不是0,π2的子集,所以函数f x 在0,π2上不是单调进增的,故C 错,故选:D .8.(2023·上海·高三专题练习)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若sin (A +C )cos B b +cos C c =sin A sin C ,B =π3,则a +c 的取值范围是( )A.32,3B.32,3C.32,3 D.32,3【答案】A【解析】由题知sin (A +C )cos B b+cos C c=sin A sin C ,B =π3∴sin B cos B b +cos C c =sin Asin C 即cos B b +cos C c =23sin A3sin C由正弦定理化简得∴c ⋅cos B +b ⋅cos C =23bc sin A 3sin C=23ab3∴sin C cos B +cos C sin B =23b sin A3∴sin (B +C )=sin A =23b sin A3∴b =32∵B =π3∴a sin A =b sin B =c sin C =1∴a +c =sin A +sin C =sin A +sin 2π3-A =32sin A +32cos A =3sin A +π6∵0<A <2π3∴π6<A +π6<5π6∴32<3sin A +π6≤3即32<a +c ≤3故选:A .二、多选题9.(2023秋·山东济南·高三统考期中)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且tan A +B 1-tan A tan B =3ca cos B,则下列结论正确的是( )A.A =π6B.若b -c =33a ,则△ABC 为直角三角形C.若△ABC 面积为1,则三条高乘积平方的最大值为33D.若D 为边BC 上一点,且AD =1,BD :DC =2c :b ,则2b +c 的最小值为977【答案】BCD【解析】对于A ,因为tan A +B 1-tan A tan B =3c a cos B ,所以tan A +tan B =3ca cos B,则由正弦定理得3sin C =sin A cos B tan A +tan B =sin A cos B ⋅sin A cos B +cos A sin Bcos A cos B =sin A ⋅sin A +B cos A =sin A ⋅sin Ccos A ,则3sin C cos A =sin A sin C ,因为0<C <π,所以sin C >0,故tan A =3,又0<A <π,所以A =π3,故A 错误;对于B ,由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A =b 2+c 2-bc ,因为b -c =33a ,即b =33a +c ,代入上式得a 2=33a +c 2+c 2-33a +c c ,整理得3c 2+3ac -2a 2=0,解得a =3c 或a =-32c (舍去),则b =2c ,所以b 2=a 2+c 2,故B 正确;对于C ,设AB ,AC ,BC 边上的高分别是CE ,BF ,AD ,则由三角形面积公式易得AD =2a ,BF =2b ,CE =2c ,则AD ×BF ×CE 2=8abc2,因为1a +1b +1c ≥331abc ,当且仅当1a =1b=1c ,即a =b =c 时,等号成立,此时S =12bc sin A =34b 2=1,得b 2=433,所以AD ×BF ×CE 2=8abc2≤33,故C 正确;对于D ,因为BD :DC =2c :b ,所以AD =AB +BD =AB+2c b +2c BC =AB +2cb +2c AC -AB=b b +2c AB +2c b +2cAC,可得1=b 2(b +2c )2c 2+4c 2(b +2c )2b 2+22bc (b +2c )2cb cos60°,整理得b +2c 2=7b 2c 2,故1c +2b=7,所以2b +c =2b +c ×171c +2b =172b c +2c b +5 ≥1722b c ⋅2c b+5=977,当且仅当2b c =2c b 且1c +2b=7,即b =c =377时,等号成立,所以2b +c ≥977,即2b +c 的最小值为977,故D 正确.故选:BCD .10.(2023秋·江苏苏州·高三苏州中学校考阶段练习)已知函数f x =sin2x1+2cos 2x,则下列说法中正确的是( )A.f x +π =f xB.f x 的最大值是33C.f x 在-π2,π2上单调递增D.若函数f x 在区间0,a 上恰有2022个极大值点,则a 的取值范围为60643π,60673π【答案】ABD 【解析】f x =sin2x 1+2cos 2x =sin2x 1+21+cos2x 2=sin2x2+cos2x ,A 选项:f x +π =sin 2x +2π 2+cos 2x +2π=sin2x 2+cos2x =f x ,A 选项正确;B 选项:设f x =sin2x2+cos2x=t ,则sin2x -t cos2x =2t =1+t 2sin 2x +φ ≤1+t 2,解得t 2≤13,-33≤t ≤33,即t max =33,即f x 的最大值为33,B 选项正确;C 选项:因为f -π2 =f π2 =0,所以f x 在-π2,π2 上不单调,C 选项错误;D 选项:f x =2cos2x 2+cos2x -sin2x -2sin2x 2+cos2x 2=4cos2x +22+cos2x2,令f x =0,解得cos2x =-12,即x =π3+k π或x =2π3+k π,k ∈Z ,当x ∈π3+k π,2π3+k π ,k ∈Z 时,f x <0,函数单调递减,当当x ∈2π3+k π,4π3+k π ,k ∈Z 时,f x >0,函数单调递增,所以函数f x 的极大值点为π3,4π3,⋯,π3+n-1π,又函数f x 在区间0,a上恰有2022个极大值点,则a∈π3+2021π,π3+2022π,即a∈6064π3,6067π3,D选项正确;故选:ABD.11.(2023·全国·高三专题练习)在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,面积为S,有以下四个命题中正确的是( )A.Sa2+2bc的最大值为3 12B.当a=2,sin B=2sin C时,△ABC不可能是直角三角形C.当a=2,sin B=2sin C,A=2C时,△ABC的周长为2+23D.当a=2,sin B=2sin C,A=2C时,若O为△ABC的内心,则△AOB的面积为3-13【答案】ACD【解析】对于选项A:Sa2+2bc =12bc sin Ab2+c2-2bc cos A+2bc=12×sin Abc+cb+2-2cos A≤-14×sin Acos A-2(当且仅当b=c时取等号).令sin A=y,cos A=x,故Sa2+2bc≤-14×yx-2,因为x2+y2=1,且y>0,故可得点x,y表示的平面区域是半圆弧上的点,如下图所示:目标函数z=yx-2上,表示圆弧上一点到点A2,0点的斜率,数形结合可知,当且仅当目标函数过点H12,32,即A=60∘时,取得最小值-3 3,故可得z=yx-2∈-33,0,又Sx2+2bc≤-14×yx-2,故可得Sa2+2bc≤-14×-33=312,当且仅当A=60∘,b=c,即三角形为等边三角形时,取得最大值,故选项A正确;对于选项B:因为sin B=2sin C,所以由正弦定理得b=2c,若b是直角三角形的斜边,则有a2+c2= b2,即4+c2=4c2,得c=233,故选项B错误;对于选项C,由A=2C,可得B=π-3C,由sin B=2sin C得b=2c,由正弦定理得,bsin B=csin C,即2csinπ-3C=csin C,所以sin3C=2sin C,化简得sin C cos2C+2cos2C sin C=2sin C,因为sin C≠0,所以化简得cos2C=3 4,因为b=2c,所以B>C,所以cos C=32,则sin C=12,所以sin B=2sin C=1,所以B=π2,C=π6,A=π3,因为a=2,所以c=233,b=433,所以△ABC的周长为2+23,故选项C正确;对于选项D,由C可知,△ABC为直角三角形,且B=π2,C=π6,A=π3,c=233,b=433,所以△ABC的内切圆半径为r=122+233-433=1-33,所以△ABC的面积为12cr=12×233×1-33=3-13所以选项D正确,故选:ACD12.(2023·全国·高三专题练习)在锐角△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且c-b=2b cos A,则下列结论正确的有( )A.A=2BB.B的取值范围为0,π4C.a b的取值范围为2,2D.1tan B-1tan A+2sin A的取值范围为533,3【答案】AD【解析】在△ABC中,由正弦定理可将式子c-b=2b cos A化为sin C-sin B=2sin B cos A,把sin C=sin A+B=sin A cos B+cos A sin B代入整理得,sin A-B=sin B,解得A-B=B或A-B+B=π,即A=2B或A=π(舍去).所以A=2B.选项A正确.选项B:因为△ABC为锐角三角形,A=2B,所以C=π-3B.由0<B<π2,0<2B<π2,0<π-3B<π2解得B∈π6,π4,故选项B错误.选项C :a b =sin A sin B =sin2Bsin B =2cos B ,因为B ∈π6,π4 ,所以cos B ∈22,32,2cos B ∈2,3 ,即ab的取值范围2,3 .故选项C 错误.选项D :1tan B -1tan A +2sin A =sin A -B sin A sin B +2sin A =1sin A +2sin A .因为B ∈π6,π4,所以A =2B ∈π3,π2 ,sin A ∈32,1.令t =sin A ,t ∈32,1,则f t =2t +1t.由对勾函数的性质知,函数f t =2t +1t 在32,1上单调递增.又f 32 =533,f 1 =3,所以f t ∈533,3 .即1tan B -1tan A+2sin A 的取值范围为533,3 .故选项D 正确.故选:AD .三、填空题13.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f (x )=sin ωx +π6,ω>0,若f π4 =f 5π12 且f (x )在区间π4,5π12 上有最小值无最大值,则ω=_______.【答案】4或10【解析】∵f (x )满足f π4 =f 5π12 ,∴x =π4+5π122=π3是f (x )的一条对称轴,∴π3⋅ω+π6=π2+k π,∴ω=1+3k ,k ∈Z ,∵ω>0,∴ω=1,4,7,10,13,⋯.当x ∈π4,5π12时,ωx +π6∈π4ω+π6,5π12ω+π6 ,y =sin x 图像如图:要使f (x )在区间π4,5π12上有最小值无最大值,则:π2≤π4ω+π6<3π23π2<5π12ω+π6≤5π2⇒4≤ω<163 或5π2≤π4ω+π6<7π27π2<5π12ω+π6≤9π2⇒283≤ω<525 ,此时ω=4或10满足条件;区间π4,5π12 的长度为:5π12-π4=5π12-3π12=π6,当ω≥13时,f (x )最小正周期T =2πω≤2π13<π6,则f (x )在π4,5π12 既有最大值也有最小值,故ω≥13不满足条件.综上,ω=4或10.故答案为:4或10.14.(2023·全国·高三专题练习)函数f x =3sin ωx +φ ω>0,φ <π2,已知f π3 =3且对于任意的x ∈R 都有f -π6+x +f -π6-x =0,若f x 在5π36,2π9上单调,则ω的最大值为______.【答案】5【解析】因为函数f x =3sin ωx +φ ω>0,φ <π2 ,f π3=3,所以f π3=33sin ω·π3+φ =3,所以πω3+φ=π2+k π(k ∈Z ),φ=π2-k π3+k 1π(k 1∈Z ),因为于任意的x ∈R 都有f -π6+x +f -π6-x =0,所以f -π6+x =-f -π6-x ,所以sin x -π6 ⋅ω+φ =-sin -ω⋅x +π6 +φ ,所以sin ωx -ωπ6+φ =sin ωx +ωπ6-φ ,所以ωx -ωπ6+φ=ωx +ωπ6-φ+2k 2π(k 2∈Z )或ωx -ωπ6+φ+ωx +ωπ6-φ=k 3π(k 3∈Z ),所以φ=ωπ6+k 2π(k 2∈Z )或2ωx =k 3π(k 3∈Z ),即x =k 3π2ω(k 3∈Z )(舍去),所以φ=ωπ6+k 2π(k 2∈Z ),因为φ=π2-k π3+k 1π(k 1∈Z ),所以π2-k π3+k 1π=ωπ6+k 2π(k 1∈Z ),即ω=1+2(k 1-k 2),令t =k 1-k 2,所以ω=1+2t (t ∈Z ),f x 在5π36,2π9上单调,所以π12≤T 2=πω,所以ω≤12,而ω=1+2t (t ∈Z ),当ω=11,φ=-π6,所以f x =3sin 11x -π6 ,函数在5π36,2π9不单调,舍去;当ω=9,φ=3π2+k π(k ∈Z ),舍去;当ω=7,φ=π6,所以f x =3sin 7x +π6 ,函数在5π36,2π9 不单调,舍去;当ω=5,φ=-π6,所以f x =3sin 5x -π6 ,函数在5π36,2π9 单调,所以ω的最大值为5.故答案为:5.15.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f (x )=sin (ωx +φ),其中ω>0,|φ|≤π2,-π4为f (x )的零点,且f (x )≤f π4恒成立,f (x )在区间-π12,π24 上有最小值无最大值,则ω的最大值是_______【答案】15【解析】由题意知函数f x =sin ωx +φ ω>0,φ ≤π2 ,x =π4为y =f (x )图象的对称轴,x =-π4为f (x )的零点,∴2n +14•2πω=π2,n ∈Z ,∴ω=2n +1.∵f (x )在区间-π12,π24 上有最小值无最大值,∴周期T ≥π24+π12 =π8,即2πω≥π8,∴ω≤16.∴要求ω的最大值,结合选项,先检验ω=15,当ω=15时,由题意可得-π4×15+φ=k π,φ=-π4,函数为y =f (x )=sin 15x -π4,在区间-π12,π24 上,15x -π4∈-3π2,3π8 ,此时f (x )在x =-π12时取得最小值,∴ω=15满足题意.则ω的最大值为15.故答案为:15.16.(2023·全国·高三对口高考)在△ABC 中,AB =3cos x ,cos x ,AC =cos x ,sin x ,则△ABC 面积的最大值是____________【答案】34【解析】S △ABC =12AB⋅AC sin AB ,AC =12AB 2⋅AC 21-cos 2AB ,AC =12AB 2⋅AC 2-AB ⋅AC 2=124cos 2x -3cos 2x +sin x cos x 2=123cos x sin x -cos 2x =12sin 2x -π6 -12 ≤34,当sin 2x -π6 =-1时等号成立.此时2x -π6=-π2,即x =-π6时,满足题意.故答案为:34.17.(2023·高一课时练习)用M I 表示函数y =sin x 在闭区间I 上的最大值.若正数a 满足M [0,a ]≥2M [a ,2a ],则a 的最大值为________.【答案】1312π【解析】①当a ∈0,π2时,2a ∈[0,π),M [0,a ]=sin a ,M [a ,2a ]=1,若M [0,a ]≥2M [a ,2a ],则sin a ≥2,此时不成立;②当a ∈π2,π时,2a ∈[π,2π),M [0,a ]=1,M [a ,2a ]=sin a ,若M [0,a ]≥2M [a ,2a ],则1≥2sin a ⇒sin a ≤12,又a ∈π2,π ,解得a ∈5π6,π ;③当a ∈π,3π2时,2a ∈[2π,3π),M [0,a ]=1,M [a ,2a ]=sin2a ,若M [0,a ]≥2M [a ,2a ],则1≥2sin2a ⇒sin2a ≤12,又a ∈π,3π2 ,解得a ∈π,13π12;④当a ∈3π2,+∞时,2a ∈[3π,+∞),M [0,a ]=1,M [a ,2a ]=1,不符合题意.综上所述,a ∈5π6,13π12 ,即a 的最大值为1312π.故答案为:1312π18.(2023·上海·高三专题练习)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知a =2,b cos C -c cos B =4,π4≤C ≤π3,则tan A 的最大值为_______.【答案】12【解析】在△ABC 中,因为a =2,b cos C -c cos B =4,所以b cos C -c cos B =4=2a ,所以sin B cos C -sin C cos B =2sin A 所以sin B cos C -sin C cos B =2sin (B +C ),所以sin B cos C -sin C cos B =2sin B cos C +2cos B sin C ,所以sin B cos C +3cos B sin C =0,所以sin B cos C +cos B sin C +2cos B sin C =0,所以sin (B +C )+2cos B sin C =0,所以sin A +2cos B sin C =0,所以由正弦定理得a +2c cos B =0,所以cos B =-1c<0,所以角B 为钝角,角A 为锐角,所以要tan A 取最大值,则A 取最大值,B ,C 取最小值,从而b ,c 取最小值.又b cos C =c cos B +4=c ×-1c +4=3,∴cos C =3b,由π4≤C ≤π3,得12≤cos C ≤22,∴12≤3b≤22,∴32≤b ≤6,由cos B =a 2+c 2-b 22ac =-1c,∴b 2-c 2=8,∴10≤c ≤27,∴tan A 取最大值时,b =32,c =10,此时由余弦定理可得cos A =b 2+c 2-a 22bc =18+10-42×32×10=255,从而求得tan A =1cos 2A-1=12,即tan A 最大值为12.故答案为:1219.(2023·全国·高三专题练习)在△ABC 中,若∠BAC =120°,点D 为边BC 的中点,AD =1,则AB⋅AC的最小值为______.【答案】-2【解析】AB ⋅AC =AD +DB ⋅AD +DC=AD 2+AD ⋅DC +DB +DB ⋅DC,因为D 为边BC 的中点,AD =1,故AB ⋅AC =1-DB 2,故求DB 的最大值.设DB =DC =x ,AC =a ,AB =c ,则由余弦定理,cos ∠BDA =x 2+12-c 22x ,cos ∠CDA =x 2+12-b 22x,因为∠BDA +∠CDA=180∘,故x 2+12-c 22x +x 2+12-b 22x=0,即2x 2+2=b 2+c 2,又2x 2=b 2+c 2+bc ≥3bc ,故2x 2+2=4x 2-bc ,即2x 2=2+bc ≤2+43x 2,此时x 2≤3,故AB ⋅AC =1-x 2≥-2,当且仅当b =c 时取等号.即AB ⋅AC的最小值为-2故答案为:-220.(2023·全国·高三专题练习)△ABC 中,角A ,B ,C 所对的三边分别为a ,b ,c ,c =2b ,若△ABC 的面积为1,则BC 的最小值是________.【答案】3【解析】因为△ABC 的面积为1,所12bc sin A =12b ×2b sin A =b 2sin A =1,可得b 2=1sin A,由BC =AC -AB ,可得|BC |2=|AC |2+|AB |2-2AC ⋅AB =b 2+c 2-2bc cos A =b 2+2b2-2b ×2b cos A =5b 2-4b 2cos A =5sin A -4cos A sin A =5-4cos Asin A,设m =sin A -4cos A +5=-14×sin A cos A -54,其中A ∈(0,π),因为sin A cos A -54=sin A -0cos A -54表示点P 54,0 与点(cos A,sinA )连线的斜率,如图所示,当过点P 的直线与半圆相切时,此时斜率最小,在直角△OAP 中,OA =1,OP =54,可得PA =34,所以斜率的最小值为k PA =-tan ∠APO =-43,所以m 的最大值为-14×-43 =13,所以|BC |2≥3,所以|BC |≥3,即BC 的最小值为3,故答案为:3.21.(2023·全国·高三专题练习)已知θ>0,对任意n ∈N *,总存在实数φ,使得cos (nθ+φ)<32,则θ的最小值是___【答案】2π5【解析】在单位圆中分析,由题意,nθ+φ的终边要落在图中阴影部分区域(其中∠AOx =∠BOx =π6),必存在某个正整数n ,使得nθ+φ终边在OB 的下面,而再加上θ,即跨越空白区域到达下一个周期内的阴影区域内,∴θ>∠AOB =π3,∵对任意n ∈N *要成立,所以必存在某个正整数n ,使得以后的各个角的终边与前面的重复(否则终边有无穷多,必有两个角的终边相差任意给定的角度比如1°,进而对于更大的n ,次差的累积可以达到任意的整度数,便不可能在空白区域中不存在了),故存在正整数m ,使得2m πθ∈N *,即θ=2m πk ,k ∈N *,同时θ>π3,∴θ的最小值为2π5,故答案为:2π5.22.(2023·上海·高三专题练习)已知函数f (x )=sin (ωx +φ),其中ω>0,0<φ<π,f (x )≤f π4恒成立,且y =f (x )在区间0,3π8上恰有3个零点,则ω的取值范围是______________.【答案】6,10【解析】由已知得:f (x )≤f π4恒成立,则f (x )max =f π4 ,π4ω+φ=π2+2k π,k ∈Z ⇒φ=π2-πω4+2k π,k ∈Z ,由x ∈0,3π8 得ωx +φ∈φ,3π8ω+φ ,由于y =f (x )在区间0,3π8上恰有3个零点,故0<φ<π3π<3π8ω+φ≤4π,则0<π2-πω4+2k π<π3π<3πω8+π2-πω4+2k π≤4π,k ∈Z ,则8k -2<ω<8k +220-16k <ω≤28-16k,k ∈Z ,只有当k =1时,不等式组有解,此时6<ω<104<ω≤12 ,故6<ω<10,故答案为:6,1023.(2023·全国·高三专题练习)已知锐角三角形ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,且A >B ,若sin C =2cos A sin B +725,则tan B 的取值范围为_______.【答案】34,247【解析】∵sin C =2cos A sin B +725,∴sin A +B =sin A cos B +cos A sin B =2cos A sin B +725,即sin A -B =725,∵又A >B ,且A ,B 都为锐角,故cos A -B =2425,tan A -B =724,因为锐角三角形ABC ,所以tan A >0,tan B >0,tan C >0,所以tan A =tan A -B +B =tan A -B +tan B 1-tan A -B ⋅tan B =724+tan B1-724⋅tan B >0所以1-724⋅tan B>0,所以tan B<247,又因为tan C=-tan A+B=tan A+tan Btan A⋅tan B-1>0所以tan A⋅tan B-1=724+tan B1-724⋅tan B⋅tan B-1>0所以12tan2B+7tan B-12>0,解得tan B>34或tan B<-43(舍去)故34<tan B<247.故答案为:3 4,247.24.(2023·全国·高三专题练习)若函数f x =43x-13sin2x+a cos x在-∞,+∞内单调递增,则实数a的取值范围是___________.【答案】-423,423【解析】因函数f(x)在-∞,+∞内单调递增,则∀x∈R,f (x)=43-23cos2x-a sin x≥0,即a sin x≤43-23cos2x,整理得a sin x≤43sin2x+23,当sin x=0时,则0≤23成立,a∈R,当sin x>0时,a≤43sin x+23sin x,而43sin x+23sin x=232sin x+1sin x≥432,当且仅当2sin x=1sin x,即sin x=22时取“=”,则有a≤423,当sin x<0时,a≥43sin x+23sin x,而43sin x+23sin x=-23(-2sin x)+1-sin x≤-432,当且仅当-2sin x=1-sin x,即sin x=-22时取“=”,则有a≥-423,综上得,-423≤a≤423所以实数a的取值范围是-423,423.故答案为:-423,42325.(2023秋·湖南衡阳·高一衡阳市八中校考期末)设函数f x =2sinωx+φ-1(ω>0),若对于任意实数φ,f x 在区间π4,3π4上至少有2个零点,至多有3个零点,则ω的取值范围是________.【答案】4,16 3【解析】令f x =0,则sinωx+φ=12,令t=ωx+φ,则sin t12,。

《数学物理方法》第1章复变函数与解析函数

《数学物理方法》第1章复变函数与解析函数
成绩:
平时考勤:5%; 平时作业:10%; 期中考试:15% (第一篇的教学考核成绩) 期终考试:70% (期末考试成绩)
本课程的考试均以闭卷方式进行 。
2021/1/14
4
教材与参考书
教材:汪德新,《数学物理方法》,第三版,科学出
版社,2006年8月
参考书:
[1]吴崇试,数学物理方法,北京大学出版社 2003-12-26出版
zz1 (x1iy1) (x1iy1)(x2iy2) z2 (x2iy2) (x2iy2)(x2iy2)
x1xx222
y1y2 y22
i
x2y1x1y2 x22 y22
同样,利用复数的指数表示式将更方便.
z
z1 z2
1ei1 2ei2
e 1 i(12)
2
35
(6)开方 复数的开方是乘方的逆运算。
为共轭复数。 常用z* 表示z的共扼复数。 (z* )* =z 例: z1=2+3i与z2=2-3i 称z1与z2互为共轭复数。
17
复数能不能比较大小?!
18
§1.1.2 复数的几何表示
复数可以用平面上的点来表示,称为复 数的平面表示法;
球面上的点来表示,称为球面表示法。
19
1. 复数平面表示法
利用复数的指数表示式计算复数的乘积,往往更为
方便 z z 1 z 2 1 e i 12 e i 2 12 e i( 1 2 )
两复数乘积的几何意义是将两复数的模相乘而辐角
相加.
30
(4)乘方 乘方可由乘法规则得到,用n个z相乘
zn nein
31
【例1.1.1-A】试证明棣莫弗(De Moivre)公式
9

复变函数解析的条件(一)

复变函数解析的条件(一)

复变函数解析的条件(一)复变函数解析的条件什么是复变函数?复变函数是指定义在复数域上的函数。

与实变函数不同,复变函数既有实部也有虚部,可以用一个复数公式表示。

复变函数的解析性复变函数在某一个区域内解析指函数连续且可导。

解析性是复变函数的重要性质。

复变函数解析的条件复变函数解析的条件有以下几个方面:1.连续性:在某一个区域内,复变函数必须连续。

也就是说,函数在该区域内的实部和虚部分别都必须连续。

2.可导性:在某一个区域内,复变函数必须可导。

也就是说,函数在该区域内的实部和虚部分别都必须可导,且满足柯西—黎曼方程。

3.开区域:复变函数的解析性要求函数定义在某一个开区域内,即不包含边界上的点。

4.解析区域的连接性:复变函数解析的区域必须是连接的,不能存在不连续的点。

复变函数解析的充要条件通过以上条件的讨论,我们可以得出复变函数解析的充要条件为:在某一个区域内,复变函数的实部和虚部都是连续可导的,并且满足柯西—黎曼方程,该区域是一个开区域且连接。

总结复变函数的解析性是指函数在某一区域内连续且可导。

解析的条件包括连续性、可导性、开区域和区域的连接性。

充要条件是函数的实部和虚部都是连续可导,并满足柯西—黎曼方程,该区域是开区域且连接。

复变函数解析的条件是复变函数理论研究和实际应用的基础。

复变函数解析的条件详解1. 连续性在复变函数的解析性中,连续性是首要的条件之一。

连续性要求函数在某一个区域内的实部和虚部都必须连续。

连续函数在数学中是一个基本的概念,它表示函数在取某个点的极限时会无限接近这个点的函数值。

在复变函数的连续性中,实部和虚部的连续性都是必需的,只有实部和虚部都连续,复变函数才能在该区域内连续。

2. 可导性在复变函数的解析性中,可导性是另一个重要的条件。

可导性要求函数在某一个区域内的实部和虚部都必须可导,且满足柯西—黎曼方程。

柯西—黎曼方程是指复变函数的实部和虚部的偏导数满足一定关系,即实部的y偏导数等于虚部的x偏导数的相反数,实部的x偏导数等于虚部的y偏导数。

函数在区域内解析的条件及应用(1)

函数在区域内解析的条件及应用(1)

目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Keywords (1)引言 (1)1.函数解析的定义 (1)1.1定义 (1)1.2初等函数的解析性 (2)2. 函数解析的理论 (3)2.1函数在区域D内解析的定理 (3)2.2函数在区域D内解析的第一个等价定理 (4)2.3函数在区域D内解析的第二个等价定理 (5)2.4函数在区域D内解析的第三个等价定理 (5)2.5函数在区域D内解析的第四个等价定理 (7)结语 (8)参考文献 (8)函数在区域内解析的条件及应用学生姓名:杨玉亲 学号:20095031161数学与信息科学学院 数学与应用数学专业指导教师:张萍 职称:讲师摘 要:本文总结了函数解析的5种等价定理,研讨了它们的应用关键词:初等函数;解析函数;函数在区域D 内解析Function in the region and application of analytical conditionsAbstract: This paper summarizes the analysis of five kinds of function equivalence theorem, and discusses their applications. Key Words :Elementary Functions ;Analytic functions ;Analytic function within the regional D.引言在区域上处处可导的复变函数,我们称这类函数为解析函数,这类函数具有一系列非常重要的特征.虽然单变量复函数可导的概念与单变量实函数可导的概念在形式上完全一样,但在区域上处处可导的复函数与在区间上处处可导的实函数相比较,前者所具有的特征比后者更为深刻和丰富.本课题主要研究了函数在区域D 内解析的条件及应用问题,以下从六个方面给予了分析与概括.1. 函数解析的定义1.1定义 若()f z 在0z 点的某一个邻域0()u z 内处处可导,则称()f z 在0z 点解析,并称0z 是()f z 的解析点.由定义可以推出:若函数()f z 在0z 点解析,则一定存在一个邻域0()u z ,在0()u z 内任意一点1z 处()f z 解析,事实上1z 是0()u z 的内点,因而存在邻域1()u z 0()u z ,使()f z 在1()u z 内处处可导,于是按定义()f z 在1z 点解析.由以上结果进而可以推出:若函数()f z 在一区域D 内处处可导,则根据定义,()f z 在D 内每一点都解析,这样的函数我们称之为解析函数,而D 称为()f z 的解析性区域,按照这一称呼,()f z 若在一点0z 解析,则()f z 是0z 的某一邻域0()u z 上的解析函数.更一般的说,若()f z 是点集E 上的解析函数,按定义()f z 应在复盖点集E 的一个领域集上处处解析,例如E 是某一光滑曲线L ,则“()f z 在L 上解析”实际上表明()f z 在包含L 的一个区域上处处解析.再如E 是一闭区域D ,则“()f z 在闭区域D 上解析”实际上表明()f z 在包含D 的一个区域D '上处处解析.1.2 初等函数的解析性由解析定义及导数性质可知:区域D 上两个解析函数的和、差、积、商(分母不为零)仍是解析函数.另外解析函数的复合函数仍是解析函数;单叶解析函数的反函数一定是解析函数.(1)多项式,指数函数z e ,正弦和余弦函数sin z ,cos z 等函数在整个复平面上处处可导,因而按定义它们在整个复平面上处处解析,在整个复平面上解析的函数称之为整函数.(2)既约分式函数()()()P z R z Q z =显然在整个复平面上除去的全部零点处处解析。

柯西-黎曼的四种不同形式

柯西-黎曼的四种不同形式

1 研究柯西-黎曼不同形式的目的1.1 柯西-黎曼定义在一对实值函数),(y x u 和),(y x v 上的柯西-黎曼方程组包括两个方程:u v x y ∂∂=∂∂ (1) u v y x ∂∂=-∂∂ (2)柯西-黎曼方程是函数在一点可微的必要条件。

通常,u 和v 取为一个复函数的实部和虚部:),(),()(y x iv y x u iy x f +=+。

假设u 和v 在开集C 上连续可微。

则iv u f +=是全纯的,当且仅当u 和v 的偏微分满足柯西-黎曼方程组(1)和(2) [1]。

1.2 柯西-黎曼不同形式形式一:在复变函数中,设函数),(),()(y x iv y x u z f +=,则柯西-黎曼方程形式是y v x u ∂∂=∂∂, xvy u ∂∂-=∂∂,简称..R C -方程,是它的实形式[1]。

形式二:设函数)sin (cos ),(),()(θθi R y x iv y x u z f +=+=是)sin (cos ϕϕi r z +=在D 区域的解析函数,..R C -也可写成,1ϕ∂∂=∂∂u r v u ϕ∂∂-=∂∂ur r v 1, 称之为它的极坐标形式[1]。

形式三:设函数),(),()(y x iv y x u z f +=,iy x z +=,iy x z -=_则)(21),(21__z z iy z z x -=+=于是有).2,2(),()(__i zz z z f y x f z f -+===ωz 和_z 视为独立变量且为函数,最终形式为0_=∂∂zf ,称之为它的复形式[1]。

形式四:设函数),(),()(y x iv y x u z f +=,其可写成(,)0gradu gradv gradu gradv =⎧⎪⎨=⎪⎩的形式,称之为它梯度形式[1]。

分析出了柯西-黎曼方程的四种不同形式,为我们进一步探讨复变函数中柯西-黎曼方程的应用奠定坚实的基础[2]。

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目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Keywords (1)引言 (1)1.函数解析的定义 (1)1.1定义 (1)1.2初等函数的解析性 (2)2. 函数解析的理论 (3)2.1函数在区域D内解析的定理 (3)2.2函数在区域D内解析的第一个等价定理 (4)2.3函数在区域D内解析的第二个等价定理 (5)2.4函数在区域D内解析的第三个等价定理 (5)2.5函数在区域D内解析的第四个等价定理 (7)结语 (8)参考文献 (8)函数在区域内解析的条件及应用学生姓名:杨玉亲 学号:20095031161数学与信息科学学院 数学与应用数学专业指导教师:张萍 职称:讲师摘 要:本文总结了函数解析的5种等价定理,研讨了它们的应用关键词:初等函数;解析函数;函数在区域D 内解析Function in the region and application of analytical conditionsAbstract: This paper summarizes the analysis of five kinds of function equivalence theorem, and discusses their applications. Key Words :Elementary Functions ;Analytic functions ;Analytic function within the regional D.引言在区域上处处可导的复变函数,我们称这类函数为解析函数,这类函数具有一系列非常重要的特征.虽然单变量复函数可导的概念与单变量实函数可导的概念在形式上完全一样,但在区域上处处可导的复函数与在区间上处处可导的实函数相比较,前者所具有的特征比后者更为深刻和丰富.本课题主要研究了函数在区域D 内解析的条件及应用问题,以下从六个方面给予了分析与概括.1. 函数解析的定义1.1定义 若()f z 在0z 点的某一个邻域0()u z 内处处可导,则称()f z 在0z 点解析,并称0z 是()f z 的解析点.由定义可以推出:若函数()f z 在0z 点解析,则一定存在一个邻域0()u z ,在0()u z 内任意一点1z 处()f z 解析,事实上1z 是0()u z 的内点,因而存在邻域1()u z 0()u z ,使()f z 在1()u z 内处处可导,于是按定义()f z 在1z 点解析.由以上结果进而可以推出:若函数()f z 在一区域D 内处处可导,则根据定义,()f z 在D 内每一点都解析,这样的函数我们称之为解析函数,而D 称为()f z 的解析性区域,按照这一称呼,()f z 若在一点0z 解析,则()f z 是0z 的某一邻域0()u z 上的解析函数.更一般的说,若()f z 是点集E 上的解析函数,按定义()f z 应在复盖点集E 的一个领域集上处处解析,例如E 是某一光滑曲线L ,则“()f z 在L 上解析”实际上表明()f z 在包含L 的一个区域上处处解析.再如E 是一闭区域D ,则“()f z 在闭区域D 上解析”实际上表明()f z 在包含D 的一个区域D '上处处解析.1.2 初等函数的解析性由解析定义及导数性质可知:区域D 上两个解析函数的和、差、积、商(分母不为零)仍是解析函数.另外解析函数的复合函数仍是解析函数;单叶解析函数的反函数一定是解析函数.(1)多项式,指数函数z e ,正弦和余弦函数sin z ,cos z 等函数在整个复平面上处处可导,因而按定义它们在整个复平面上处处解析,在整个复平面上解析的函数称之为整函数.(2)既约分式函数()()()P z R z Q z =显然在整个复平面上除去的全部零点处处解析。

即在其定义域上解析,其他单值初等函数也都在其定义域上解析,例如sin tan cos zz z =则在整个复平面除去使cos z 为零的点之处处处解析,以后称使函数()f z 不解析的点为的奇点.(3)对于初等多值函数,我们已知其每一个单值连续分支在其可单值分解区域上处处可导,因而由定义可知多值函数在其可单值分解区域中的每一个单值连续分支都是解析函数,我们称之为多值函数的单值解析分支,例如Lnz ω=在沿负半实轴 割开的平面区域D 上可划分为单值解析分支()ln ||arg 2(0,1,1,)k Lnz z i z k i k ωπ==++=-+⋅⋅⋅ 它们的导函数都相同,为1zω'=. 显然负半实轴上的点都是每一个单值解析分支的奇点,在0z =的任一领域内Lnz ω=不可能划分为单值连续分支,当然也不能划分为单值解析分支,我们称0z =为函数的多值性奇点.例1 函数()f z z =在平面上处处不可微.证 很显然()f z 在z 平面上处处连续.但 f z z z z z z z z z z z∆+∆-+∆-∆===∆∆∆∆, 当0z ∆→时,上式极限不存在.因为让z ∆取实数而趋于零时,其极限为1;z ∆取纯虚数而趋于零时,其极限为-1.例 2 试证:函数()nf z z = (n 为正整数)在z 平面上处处可微,且1nn dz nz dz -=. 证 设z 是随意固定的点,我们有12100()(1)lim lim[()]2n n n n n z z z z z n n nz z z z ---∆→∆→+∆--=+++∆∆ 1n nz -=.如函数()f z 在区域D 内处处可微,则称在区域D 内可微.2.函数解析的理论2.1 函数在区域D 内解析的定理定理2.4 函数()(,)(,)f z u x y iv x y =+在区域D 内解析的充要条件是:(1) 二元函数(,)u x y ,(,)v x y 在区域D 内可微;(2) (,)u x y ,(,)v x y 在D 内满足..C R -方程.例3 函数222()()(2)f z x y x i xy y =--+-在何处可导?何处解析?解 22()u x y x =--,2(2)v xy y =- 21u x x ∂=-∂, 2u y y∂=-∂,2v y x ∂=∂ ,22v x y y ∂=-∂. 上述偏导在平面上连续,令 u v x y∂∂=∂∂⇒21x -22x y =-,12y =. u v y x∂∂=-∂∂⇒2y -= 2y -故当且仅当12y =时, ..C R -条件成立,由定理知: ()f z 仅在直线12y =上可导.在直线12y =上,不存在某点的一个领域,使得()f z 在此领域上可导,故由解析的定义知: ()f z 在复平面内处处不解析.2.2函数在区域D 内解析的第一个等价定理定理3.15 函数()(,)(,)f z u x y iv x y =+在区域D 内解析的充要条件是:(1) x u , y u , x v y v 在D 内连续;(2) (,)u x y , (,)v x y 在D 内满足..C R -方程.证 充分性 即定理2.5,必要性 条件(2)的必要性已由定理2.1得出,现在由于解析函数()f z 的无穷可微性, ()f z '必在D 内连续,因而x u , y u , x v y v 必在D 内连续.例4 讨论函数2()||f z z =的解析性.解 因 22(,)u x y x y =+,(,)0v x y =,故 2x u x =,2y u y =,0x y v v ==.这四个偏导数在z 平面上处处连续,但只在0z =处满足..C R -方程,故函数只在0z =可微,从而,此函数在z 平面上处处不解析.例5 讨论函数2()f z x iy =-的可微性和解析性.解 因 2(,)u x y x =,(,)v x y y =-,故 2x u x =,0y u =,0x v =,1y v =-,所以 0y x u v ==-.要21x y u x v ===-,必须12x =-,故仅在直线12x =-上, ..C R -方程成立,且偏导数连续.从而仅在直线12x =-上可微,但在z 平面上, ()f z 却处处不解析. 注 上述两例,由于函数()f z 只在一个孤立点或只在一条直线上可微,各点都未形成由可微点构成的圆领域,故()f z 在其上都不解析,从而在z 平面上处处不解析.2.3 函数在区域D 内解析的第二个等价定理定理3.17 函数()f z 在区域G 内解析的充要条件是:(1)()f z 在G 内连续;(2) 对任一周线C ,只要C 及其内部全部含于G 内,就有()0cf z dz =⎰. 证 必要性可由柯西积分定理导出.至于充分性,我们可在G 内任一点0z 的一个领域k : 0||z ξρ-<来证明,只要ρ充分小,就知道()f z 在圆k 内解析,特别说来,在0z 解析,因为0z 可在G 内任意取,故()f z 在G 内解析.例6 如果函数()f z 为一整函数,且有使Re ()f z M <的实数M 存在,试证()f z 为常数.证 令()()f z F z e =,则()F z 为整函数.又在z 平面上Re ()|()|f z M F z e e =< ,故有界,由刘维尔定理可见()F z 是常数,因此()f z 也是常数.2.4函数在区域D 内解析的第三个等价定理()(,)(,f z u x y i v x y =+在区域D 内解析的充要条件是:在区域D 内(,)v x y 是(,)u x y 的共轭调和函数.例 7 验证32(,)3u x y x xy =-是z 平面上的调和函数,并求以(,)u x y 为实部的解析函数()f z ,使得(0)f i =.解 因在z 平面上任一点2233x u x y =-, 6y u xy =-, 6xx u x =, 6yy u x =-.故(,)u x y 在z 平面上为调和函数.解法一 由 x y y x dv v dx v dy u dx u dy =+=-+(,0)(,)2222(0,0)(,0)(,)6(33)6(33)x x y x v x y xydx x y dy xydx x y dy c ⇒=+-++-+⎰⎰220(33)y x y dy c =-+⎰ 233x y y c =-+,故 3223()3(3)f z u iv x xy i x y y c =+=-+-+33()x iy ic z ic =++++.要合 (0)f i =, 必1c =, 故3()f z z i =+.解法二 先由..C R -方程中的一个得 x y u v = 2233x y =-,由 x y y x dv v dx v dy u dx u dy =+=-+⇒ ()x v u dy x ϕ=+⎰故 233()v x y y x ϕ=-+,再由..C R -方程中的另一个得6()6x y v xy x u xy ϕ'=+=-=,故 ()0x ϕ'=,即 ()x ϕc =,因此 23(,)3v x y x y y c =-+. (下同解法一)例8 验证(,)arctan(0)y v x y x x=>在右半z 平面内是调和函数,并求以此为虚部的解析函数()f z . 解 222221x yy x v y x y x -==-++(0)x >, 2222211y x x v y x y x==++(0)x >,2222()xx xy v x y =+ , 2222()yy xy v x y =-+(0)x >, 于是 0xx yy v v +=(0)x >,故在右半z 平面内, (,)v x y 是调和函数.(,)()()x y u x y u dx y v dx y ϕϕ=+=+⎰⎰22221()ln()()2x dx y x y y x y ϕϕ=+=+++⎰,两端对求导得 222212()2y x y y y u v x y x y ϕ'⋅+==-=++,所以 ()0y ϕ'=,从而()y c ϕ= (任意常数),(,)u x y =221ln()2x y ++c , 故 ()f z =221ln()2x y c ++arctan (0)y i x x+> ln ||arg z i z c =++ln z c =+,它在右半z 平面内单值解析.2.5函数在区域D 内解析的第四个等价定理定理4.15 函数在区域内解析的充要条件为:在内任一点的领域内可展成的幂级数.例9 将1ze z-在0z =内展开成幂级数. 解 因1ze z-在||1z <内解析,故展开后的幂级数在||1z <内收敛. 已经知道 2312!3!zz z e z =++++ (||)z <+∞, 23111z z z z=++++- (||1)z <, 在||1z <时,将两式相乘得231111111(1)(1)(1)11!1!2!1!2!3!z e z z z z =++++++++++- . 例 10 试将函数()2z f z z =+按1z -的幂展开,并指明其收敛范围. 解 因()f z 是解析的,故2()1122(1)3z z f z z z z ==-=-++-+ 2111313z =-⋅-+ 0211(1)()33n n n z ∞=-=--∑ 1121()(1)333n nn z ∞==---∑ (|1|3)z -<. 结语 以上对在区域D 内解析的条件及应用做了简单归纳,由于复变函数主要讨论解析函数,因此判定一个函数是不是解析函数就十分重要.我们在学习的过程中,都要进行归纳总结,以便灵活运用.参考文献:[1] 复旦大学数学系.复变函数论[M ].上海:上海科学技术出版社,1987.[2] 陈方权 蒋绍惠.解析函数论基础[M ].北京:北京师范大学出版社,1987.[3] 钟玉泉.复变函数论(第三版)[M ].北京:高等教育出版社,2004.[4] 复变函数学习指导书. 北京: 高等教育出版社,1996.[5] 一个解析函数定理的推广.四川大学学报(自然科学版),1990.。

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