2021高考浙江版数学一轮讲义:第二章 专项强化练二 基本初等函数Ⅰ及其应用 Word版含解析
(浙江专版)高考数学一轮复习 第2章 函数、导数及其应用 重点强化课1 函数的图象与性质教师用书-人
重点强化课(一) 函数的图象与性质[复习导读] 函数是中学数学的核心概念,函数的图象与性质既是中学数学教学的重点,又是高考考查的重点与热点,题型以选择题、填空题为主,既重视三基,又注重思想方法的考查,备考时,要透彻理解函数,尤其是分段函数的概念,切实掌握函数的性质,并加强函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想的应用意识.重点1 函数图象的应用已知f (x )为偶函数,当x ≥0时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧cos πx ,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12,2x -1,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞,则不等式f (x -1)≤12的解集为( ) 【导学号:51062061】A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,23∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤43,74 B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-34,-13∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,23C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,34∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤43,74D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-34,-13∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,34A [画出函数f (x )的图象,如图,当0≤x ≤12时,令f (x )=cos πx ≤12,解得13≤x ≤12;当x >12时,令f (x )=2x -1≤12,解得12<x ≤34,故有13≤x ≤34.因为f (x )是偶函数,所以f (x )≤12的解集为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-34,-13∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,34,故f (x -1)≤12的解集为⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,23∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤43,74.][迁移探究1] 在本例条件下,若关于x 的方程f (x )=k 有2个不同的实数解,某某数k 的取值X 围.[解] 由函数f (x )的图象(图略)可知,当k =0或k >1时,方程f (x )=k 有2个不同的实数解,即实数k 的取值X 围是k =0或k >1.15分[迁移探究2] 在本例条件下,若函数y =f (x )-k |x |恰有两个零点,某某数k 的取值X 围.[解] 函数y =f (x )-k |x |恰有两个零点,即函数y =f (x )的图象与y =k |x |的图象恰有两个交点,借助函数图象(图略)可知k ≥2或k =0,即实数k 的取值X 围为k =0或k ≥2.15分[规律方法] 1.利用函数的图象研究函数的性质,一定要注意其对应关系,如:图象的左右X 围对应定义域,上下X 围对应值域,上升、下降趋势对应单调性,对称性对应奇偶性.2.有关方程解的个数问题常常转化为两个熟悉的函数图象的交点个数;利用此法也可由解的个数求参数值或X 围.3.有关不等式的问题常常转化为两个函数图象的上、下关系来解.[对点训练1] 已知函数y =f (x )的图象是圆x 2+y 2=2上的两段弧,如图1所示,则不等式f (x )>f (-x )-2x 的解集是________.图1(-1,0)∪(1,2] [由图象可知,函数f (x )为奇函数,故原不等式可等价转化为f (x )>-x ,在同一直角坐标系中分别画出y =f (x )与y =-x 的图象,由图象可知不等式的解集为(-1,0)∪(1,2].]重点2 函数性质的综合应用☞角度1 单调性与奇偶性结合(1)(2017·某某市质检(二))下列函数中,既是偶函数又在(0,+∞)上单调递增的是( )A .y =1xB .y =lg xC .y =|x |-1D .y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x |(2)已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增.若实数a 满足f (2|a -1|)>f (-2),则a 的取值X 围是( )A.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,12 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞ C.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32D.⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞ (1)C (2)C [(1)函数y =1x是奇函数,排除A ;函数y =lg x 既不是奇函数,也不是偶函数,排除B ;当x ∈(0,+∞)时,函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x |=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x单调递减,排除D ;函数y =|x |-1是偶函数,且在(0,+∞)上单调递增,故选C.(2)因为f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增,所以f (-x )=f (x ),且f (x )在(0,+∞)上单调递减.由f (2|a -1|)>f (-2),f (-2)=f (2)可得2|a-1|<2,即|a -1|<12,所以12<a <32.]☞角度2 奇偶性与周期性结合(2017·某某适应性考试(二))若函数f (x )=a sin 2x +b tan x +1,且f (-3)=5,则f (π+3)=________. 【导学号:51062062】-3 [令g (x )=a sin 2x +b tan x ,则g (x )是奇函数,且最小正周期是π,由f (-3)=g (-3)+1=5,得g (-3)=4,则g (3)=-g (-3)=-4,则f (π+3)=g (π+3)+1=g (3)+1=-4+1=-3.]☞角度3 单调性、奇偶性与周期性结合已知定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x -4)=-f (x ),且在区间[0,2]上是增函数,则( )A .f (-25)<f (11)<f (80)B .f (80)<f (11)<f (-25)C .f (11)<f (80)<f (-25)D .f (-25)<f (80)<f (11)D [因为f (x )满足f (x -4)=-f (x ),所以f (x -8)=f (x ),所以函数f (x )是以8为周期的周期函数,则f (-25)=f (-1),f (80)=f (0),f (11)=f (3).由f (x )是定义在R 上的奇函数,且满足f (x -4)=-f (x ),得f (11)=f (3)=-f (-1)=f (1).因为f (x )在区间[0,2]上是增函数,f (x )在R 上是奇函数, 所以f (x )在区间[-2,2]上是增函数,所以f (-1)<f (0)<f (1),即f (-25)<f (80)<f (11).] [规律方法] 函数性质综合应用问题的常见类型及解题方法(1)函数单调性与奇偶性结合.注意函数单调性及奇偶性的定义,以及奇、偶函数图象的对称性.(2)周期性与奇偶性结合.此类问题多考查求值问题,常利用奇偶性及周期性进行交换,将所求函数值的自变量转化到已知解析式的函数定义域内求解.(3)周期性、奇偶性与单调性结合.解决此类问题通常先利用周期性转化自变量所在的区间,然后利用奇偶性和单调性求解.重点3 函数图象与性质的综合应用(1)(2017·某某二检)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X 围是( )A .[-1,1)B .[0,2]C .[-2,2)D .[-1,2)(2)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x-1,x ≤0,f x -1,x >0,若方程f (x )=x +a 有且只有两个不相等的实数根,则实数a 的取值X 围是( )A .(-∞,0]B .[0,1)C .(-∞,1)D .[0,+∞)(1)D (2)C [(1)由题意知g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x >a ,x 2+3x +2,x ≤a .因为g (x )有三个不同的零点,所以2-x =0在x >a 时有一个解.由x =2,得a <2. 由x 2+3x +2=0,得x =-1或x =-2, 由x ≤a ,得a ≥-1.综上,a 的取值X 围为[-1,2).(2)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x-1,x ≤0,f x -1,x >0的图象如图所示,当a <1时,函数y =f (x )的图象与函数f (x )=x +a 的图象有两个交点,即方程f (x )=x +a 有且只有两个不相等的实数根.][规律方法] 解决分段函数与函数零点的综合问题的关键在于“对号入座”,即根据分段函数中自变量取值X 围的界定,代入相应的解析式求解零点,注意取值X 围内的大前提,以及函数性质和数形结合在判断零点个数时的强大功能.[对点训练2] (2017·某某一模)已知函数y =f (x +2)的图象关于直线x =-2对称,且当x ∈(0,+∞)时,f (x )=|log 2x |,若a =f (-3),b =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14,c =f (2),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a >b >cB .b >a >cC .c >a >bD .a >c >bB [由函数y =f (x +2)的图象关于直线x =-2对称,得函数y =f (x )的图象关于y 轴对称,即y =f (x )是偶函数.当x ∈(0,1)时,f (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =|log 2x |,且x ∈[1,+∞)时,f (x )=log 2x 单调递增,又a =f (-3)=f (3),b =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=f (4),所以b >a >c ,故选B.] 重点强化训练(一) 函数的图象与性质A 组 基础达标 (建议用时:30分钟)一、选择题1.设函数f (x )为偶函数,当x ∈(0,+∞)时,f (x )=log 2x ,则f (-2)=( )【导学号:51062063】A .-12B.12C .2D .-2B [因为函数f (x )是偶函数,所以f (-2)=f (2)=log 22=12.]2.已知f (x ),g (x )分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且f (x )-g (x )=x 3+x 2+1,则f (1)+g (1)=( )A .-3B .-1C .1D .3C [用“-x ”代替“x ”,得f (-x )-g (-x )=(-x )3+(-x )2+1,化简得f (x )+g (x )=-x 3+x 2+1,令x =1,得f (1)+g (1)=1,故选C.]3.函数f (x )=3x+12x -2的零点所在的一个区间是( )A .(-2,-1)B .(-1,0)C .(0,1)D .(1,2)C [因为函数f (x )在定义域上单调递增, 又f (-2)=3-2-1-2=-269<0,f (-1)=3-1-12-2=-136<0, f (0)=30+0-2=-1<0,f (1)=3+12-2=32>0,所以f (0)·f (1)<0,所以函数f (x )的零点所在区间是(0,1).]4.已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增.若实数a 满足f (log 2a )+f (log 12a )≤2f (1),则a 的取值X 围是( )A .[1,2]B.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12 C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2 D .(0,2]C [∵f (log 12a )=f (-log 2a )=f (log 2a ),∴原不等式可化为f (log 2a )≤f (1).又∵f (x )在区间[0,+∞)上单调递增,∴0≤log 2a ≤1,即1≤a ≤2.∵f (x )是偶函数,∴f (log 2a )≤f (-1).又f (x )在区间(-∞,0]上单调递减,∴-1≤log 2a ≤0,∴12≤a ≤1.综上可知12≤a ≤2.]5.(2017·某某质检(二))若f (x )是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,∀x 1,x 2∈[0,+∞)(x 1≠x 2),有f x 2-f x 1x 2-x 1<0,则( )A .f (3)<f (1)<f (-2)B .f (1)<f (-2)<f (3)C .f (-2)<f (1)<f (3)D .f (3)<f (-2)<f (1)D [由对任意的x 1,x 2∈[0,+∞),f x 2-f x 1x 2-x 1<0得函数f (x )为[0,+∞)上的减函数,又因为函数f (x )为偶函数,所以f (3)<f (2)=f (-2)<f (1),故选D.]二、填空题6.函数y =f (x )在x ∈[-2,2]上的图象如图2所示,则当x ∈[-2,2]时,f (x )+f (-x )=________. 【导学号:51062064】图20 [由题图可知,函数f (x )为奇函数, 所以f (x )+f (-x )=0.]7.若函数y =log 2(ax 2+2x +1)的值域为R ,则a 的取值X 围为________.[0,1] [设f (x )=ax 2+2x +1,由题意知,f (x )取遍所有的正实数.当a =0时,f (x )=2x +1符合条件;当a ≠0时,则⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ=4-4a ≥0,解得0<a ≤1,所以0≤a ≤1.]8.(2017·某某质检)已知y =f (x )是定义在R 上的奇函数,在(0,+∞)上是增函数,且f (2)=0,则满足f (x -1)<0的x 的取值X 围是________.(-∞,-1)∪(1,3) [依题意当x ∈(1,+∞)时,f (x -1)<0=f (2)的解集为x <3,即1<x <3;当x ∈(-∞,1)时,f (x -1)<0=f (-2)的解集为x <-1,即x <-1.综上所述,满足f (x -1)<0的x 的取值X 围是(-∞,-1)∪(1,3).]三、解答题9.已知函数f (x )=2x,当m 取何值时方程|f (x )-2|=m 有一个解,两个解? [解] 令F (x )=|f (x )-2|=|2x-2|,G (x )=m ,画出F (x )的图象如图所示.4分由图象看出,当m =0或m ≥2时,函数F (x )与G (x )的图象只有一个交点,原方程有一个解;10分当0<m <2时,函数F (x )与G (x )的图象有两个交点,原方程有两个解.15分 10.函数f (x )=m +log a x (a >0且a ≠1)的图象过点(8,2)和(1,-1). (1)求函数f (x )的解析式;(2)令g (x )=2f (x )-f (x -1),求g (x )的最小值及取得最小值时x 的值.【导学号:51062065】[解] (1)由⎩⎪⎨⎪⎧f8=2,f1=-1,得⎩⎪⎨⎪⎧m +log a 8=2,m +log a 1=-1,4分解得m =-1,a =2,故函数解析式为f (x )=-1+log 2x .6分 (2)g (x )=2f (x )-f (x -1)=2(-1+log 2x )-[-1+log 2(x -1)] =log 2x 2x -1-1(x >1).8分∵x 2x -1=x -12+2x -1+1x -1=(x -1)+1x -1+2≥2x -1·1x -1+2=4.12分当且仅当x -1=1x -1,即x =2时,等号成立. 而函数y =log 2x 在(0,+∞)上单调递增, 则log 2x 2x -1-1≥log 24-1=1,故当x =2时,函数g (x )取得最小值1.15分B 组 能力提升 (建议用时:15分钟)1.(2017·某某五校二联)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且在[0,+∞)上是增函数,则不等式⎪⎪⎪⎪⎪⎪f ln x -f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x 2<f (1)的解集为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1eB .(0,e) C.⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,e D .(e ,+∞)C [f (x )为R 上的奇函数,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x =f (-ln x )=-f (ln x ),所以⎪⎪⎪⎪⎪⎪f ln x -f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x 2=|f ln x +f ln x |2=|f (ln x )|,即原不等式可化为|f (ln x )|<f (1),所以-f (1)<f (ln x )<f (1),即f (-1)<f (ln x )<f (1).又由已知可得f (x )在R 上单调递增,所以-1<ln x <1,解得1e<x <e ,故选C.]2.已知函数f (x ),g (x )分别是定义在R 上的偶函数与奇函数,且g (x )=f (x -1),则f (2 019)的值为________.0 [g (-x )=f (-x -1),由f (x ),g (x )分别是偶函数与奇函数,得g (x )=-f (x +1),∴f (x -1)=-f (x +1),即f (x +2)=-f (x ),∴f (x +4)=f (x ),故函数f (x )是以4为周期的周期函数,则f (2 019)=f (505×4-1)=f (-1)=g (0)=0.]3.函数f (x )的定义域为D ={x |x ≠0},且满足对于任意x 1,x 2∈D ,有f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2).(1)求f (1)的值;(2)判断f (x )的奇偶性并证明你的结论;(3)如果f (4)=1,f (x -1)<2,且f (x )在(0,+∞)上是增函数,求x 的取值X 围. [解] (1)∵对于任意x 1,x 2∈D , 有f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2), ∴令x 1=x 2=1,得f (1)=2f (1), ∴f (1)=0.4分 (2)f (x )为偶函数.5分 证明如下:令x 1=x 2=-1, 有f (1)=f (-1)+f (-1), ∴f (-1)=12f (1)=0.令x 1=-1,x 2=x 有f (-x )=f (-1)+f (x ), ∴f (-x )=f (x ), ∴f (x )为偶函数.10分(3)依题设有f (4×4)=f (4)+f (4)=2, 由(2)知,f (x )是偶函数,∴f (x -1)<2⇔f (|x -1|)<f (16).12分 又f (x )在(0,+∞)上是增函数, ∴0<|x -1|<16,解得-15<x <17且x ≠1,14分∴x 的取值X 围是{x |-15<x <17且x ≠1}.15分。
2021高考浙江版数学一轮讲义:第二章 § 2.2 函数的单调性与最值 Word版含解析
§ 2.2 函数的单调性与最值1.函数的单调性(1)单调函数的定义设函数f(x)的定义域为I,如果对于定义域I 内某个区间D 上的① 任意 两个自变量的值x 1,x 2,当x 1<x 2时,(i)若② f(x 1)<f(x 2) ,则f(x)在区间D 上是增函数; (ii)若f(x 1)>f(x 2),则f(x)在区间D 上是③ 减函数 . (2)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.判断函数单调性的方法(1)定义法:利用定义严格判断.也可转化为判断f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2,[f(x 1)-f(x 2)](x 1-x 2)的符号.(2)利用函数的运算性质:若f(x)、g(x)为增函数,则在公共定义域内, (i)f(x)+g(x)为④ 增函数 ;(ii)1f (x )为⑤ 减函数 (f(x)恒为正或恒为负); (iii)√f (x )为⑥ 增函数 (f(x)≥0);(iv)f(x)·g(x)为⑦ 增函数 (f(x)>0,g(x)>0); (v)-f(x)为⑧ 减函数 .(3)奇函数在两个关于原点对称的区间内单调性⑨ 相同 ;偶函数在两个关于原点对称的区间内单调性⑩ 相反 .(4)导数法:利用导数理论研究函数的单调性.(5)图象法.(6)复合函数的单调性如果y=f(μ)和μ=g(x)单调性相同,则y=f(g(x))为增函数;如果y=f(μ)和μ=g(x)单调性相反,则y=f(g(x))为减函数.3.函数的最值(1)设函数y=f(x)的定义域为I,若存在实数M,满足:a.对于任意的x∈I,都有f(x)≤M,b.存在x0∈I,使得f(x)=M,则称M是f(x)的最大值.(2)设函数y=f(x)的定义域为I,若存在实数M,满足:a.对于任意的x∈I,都有f(x)≥M,b.存在x0∈I,使得f(x)=M,则称M是f(x)的最小值.4.对函数单调性的理解(1)单调性是与“区间”紧密相关的概念,一个函数在不同的区间上可以有不同的单调性.即使一个函数在几个不同的区间上具有相同的单调性,这些区间也应该用“,”隔开,而不能用“∪”连接.如函数y=1x分别在(-∞,0),(0,+∞)内单调递减,但不能说它在整个定义域,即(-∞,0)∪(0,+∞)上单调递减.(2)函数的单调区间是函数定义域的非空子集,求函数的单调区间必须先确定函数的定义域.求函数单调区间的运算必须在函数定义域内进行.(3)函数的单调性定义中的x1,x2有三个特征:一是任意性;二是有大小,即x1<x2(或x1>x2);三是同属于一个单调区间.三者缺一不可.(4)函数单调性的作用:已知函数f(x)的单调性,则可使自变量x1,x2的大小关系与函数值f(x1), f(x2)的大小关系相互转化.如已知f(x)为增函数,则x1<x2⇔f(x1)<f(x2).(5)将较为复杂的函数分解为一些基本初等函数的组合,则利用基本初等函数的单调性就可快速判断复杂函数的单调性.知识拓展函数y=ax+bx(a>0,b>0)的图象与性质(1)定义域:(-∞,0)∪(0,+∞).(2)值域:(-∞,-2√ab)∪(2√ab,+∞).(3)奇偶性:奇函数,函数图象整体呈两个“对勾”的形状,且函数图象关于原点呈中心对称,即f(x)+f(-x)=0.(4)图象在第一、三象限内,当x>0时,y=ax+bx ≥2√ab,当且仅当x=√ba时,取等号,即x=√ba时,取最小值,为2√ab.由奇函数的性质知,当x<0时, f(x)在x=-√ba时,取最大值,为-2√ab.(5)单调性:增区间为(√ba ,+∞),(-∞,-√ba),减区间为(0,√ba),(-√ba,0).1.下列函数中,在区间(1,+∞)上为增函数的是( )A.y=-x+1B.y=11-xC.y=-(x-1)2D.y=31-x1.答案 B2.若函数f(x)=x2+2(a-1)x+2在区间(-∞,4]上单调递减,则a的取值范围是( )A.[-3,+∞)B.(-∞,-3]C.(-∞,3]D.[3,+∞)2.答案 B3.若f(x)={a x,x>1,(4-a2)x+2,x≤1是R上的单调递增函数,则实数a的取值范围是( )A.(1,+∞)B.[4,8)C.(4,8)D.(1,8)3.答案 B4.求函数f(x)=(13)x-log 2(x+2)在区间[-1,1]上的最大值.4.解析 y=(13)x在[-1,1]上为减函数,y=log 2(x+2)在[-1,1]上为增函数,所以f(x)=(13)x-log 2(x+2)在[-1,1]上为减函数,所以所求最大值为f(-1)=3.考点一 单调性的判断与证明典例1 用函数单调性的定义证明:(1)f(x)=-2x 2+3x+c(c 为常数)在(-∞,34)上是增函数; (2)f(x)=x+ax+b (a>b>0)在(-b,+∞)上是减函数.证明 (1)设x 1,x 2是(-∞,34)上的任意两个实数,且x 1<x 2,则f(x 1)-f(x 2)=(-2x 12+3x 1+c)-(-2x 22+3x 2+c) =2x 22-2x 12+3x 1-3x 2=2(x 2+x 1)(x 2-x 1)-3(x 2-x 1) =[2(x 2+x 1)-3](x 2-x 1). 由x 1<x 2得x 2-x 1>0,由x 1,x 2∈(-∞,34)得x 1<34,x 2<34. 则2x 1<32,2x 2<32,2(x 2+x 1)<3, 即2(x 2+x 1)-3<0.于是f(x 1)-f(x 2)<0,即f(x 1)<f(x 2).∴f(x)在(-∞,34)上是增函数.(2)设x 1,x 2是(-b,+∞)上的任意两个实数,且x 1<x 2,则f(x 1)-f(x 2)=x 1+a x 1+b -x 2+a x 2+b =(x 1-x 2)(b -a )(x 1+b )(x2+b ).由x 1<x 2得x 1-x 2<0,由x 1,x 2∈(-b,+∞)得x 1>-b,x 2>-b. ∴x 1+b>0,x 2+b>0.又a>b>0, ∴b -a<0.于是f(x 1)-f(x 2)>0,即f(x 1)>f(x 2). ∴f(x)=x+a x+b(a>b>0)在(-b,+∞)上是减函数.方法指导判断函数单调性的常用方法:(1)定义法;(2)两个增(减)函数的和仍为增(减)函数;一个增(减)函数与一个减(增)函数的差是增(减)函数;(3)互为反函数的两个函数具有相同的单调性;(4)奇函数在对称的两个区间上具有相同的单调性,偶函数在对称的两个区间上具有相反的单调性;(5)利用导数研究函数的单调性.1-1 试讨论函数f(x)=axx -1(a≠0)在(-1,1)上的单调性. 解析 f '(x)=(ax )'(x -1)(x -1)2-ax (x -1)'(x -1)2=a (x -1)-ax (x -1)2=-a (x -1)2.当a>0时,在(-1,1)上, f '(x)<0,函数f(x)单调递减; 当a<0时,在(-1,1)上, f '(x)>0,函数f(x)单调递增.考点二 求函数的单调区间典例2 函数f(x)=ln(x 2-2x-8)的单调递增区间是( ) A.(-∞,-2) B.(-∞,1)C.(1,+∞)D.(4,+∞)答案 D解析 (1)由x 2-2x-8>0可得x>4或x<-2, 所以函数f(x)的定义域为(-∞,-2)∪(4,+∞),令u=x 2-2x-8,则其在x∈(-∞,-2)上单调递减, 在x∈(4,+∞)上单调递增.又因为y=ln u 在u∈(0,+∞)上单调递增,所以y=ln(x 2-2x-8)在x∈(4,+∞)上单调递增.故选D. 方法指导求函数单调区间的常用方法 1.利用基本初等函数的单调区间.2.图象法:对于基本初等函数及其变形函数,可以通过作函数图象求函数的单调区间.3.复合函数法:对于函数y=f[g(x)],可设内层函数为u=g(x),外层函数为y= f(u),可以利用复合函数法来进行求解,遵循“同增异减”的法则,即若内层函数与外层函数在区间D 上的单调性相同,则函数y=f[g(x)]在区间D 上单调递增;若内层函数与外层函数在区间D 上的单调性相反,则函数y=f[g(x)]在区间D 上单调递减.4.导数法:不等式f '(x)>0的解集与函数f(x)的定义域的交集即为函数f(x)的单调递增区间,不等式f '(x)<0的解集与函数f(x)的定义域的交集即为函数f(x)的单调递减区间.2-1 函数y=lo g 12(x 2-3x+2)的单调递增区间是( )A.(-∞,1)B.(2,+∞)C.(-∞,32)D.(32,+∞)答案 A 由x 2-3x+2>0,解得x<1或x>2, 由二次函数的性质和复合函数的单调性可得,函数y=lo g 12(x 2-3x+2)的单调递增区间为(-∞,1),故选A.考点三 分段函数的单调性典例3 函数f(x)={ax 2+x -1(x >2),ax -1(x ≤2)是R 上的单调递减函数,则实数a 的取值范围是( )A.-14≤a<0 B.a≤-14 C.-1≤a≤-14 D.a≤-1答案 D解析 ∵f(x)={ax 2+x -1(x >2),ax -1(x ≤2)是R 上的单调递减函数,∴{a <0,-12a ≤2,2a -1≥4a +2-1,解得a≤-1,故选D.方法指导若分段函数在其定义域内单调,则该函数在每一段定义域内具有相同的单调性,同时要注意在各段定义域的交界处的函数值,保证函数整体的单调性.3-1 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)答案 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的图象的开口向上,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 a 1-1,即{0<a <1,0<a ≤12,a ≥14.所以a∈[14,12].故选B.考点四函数单调性的应用命题方向一利用函数单调性比较大小典例4 (2019江苏扬州中学模拟)设f(x)={x+1,x≥0,-x2-1,x<0,a=0.7-0.5,b=log0.50.7,c=log0.75,则f(a), f(b), f(c)的大小关系为.答案f(a)>f(b)>f(c)解析当x≥0时, f(x)=x+1是单调增函数,所以有f(x)≥f(0)=1;当x<0时, f(x)=-x2-1是单调增函数,所以有f(x)<-1,所以函数f(x)是R上的增函数.因为a=0.7-0.5>0.70=1,0=log0.51<log0.50.7<log0.50.5=1,c=log0.75<log0.71=0,所以a>b>c,又函数f(x)是R上的增函数,所以f(a)>f(b)>f(c).命题方向二利用函数单调性解决不等式问题典例5 (2019浙江模拟)已知f(x)=x|x|,则满足f(2x-1)+f(x)≥0的x的取值范围是.答案[13,+∞)解析f(x)=x|x|={x2,x≥0, -x2,x<0,则f(x)为奇函数且在R上为增函数,则f(2x-1)+f(x)≥0⇒f(2x-1)≥-f(x)⇒f(2x-1)≥f(-x)⇒2x-1≥-x, 解得x≥13,即x的取值范围是[13,+∞).命题方向三利用函数单调性求最值典例6 若∃x≥0,使得2x+x-a≤0,则实数a的取值范围是( )A.a>1B.a≥1C.a<1D.a≤1答案 B解析由题意可知,∃x≥0,使得a≥2x+x,则a≥(2x+x)min.由于函数y=2x+x在[0,+∞)上单调递增,故当x=0时,函数取得最小值20+0=1,所以实数a的取值范围是a≥1.命题方向四利用函数单调性求参数在区间[1,+∞)上为增函数,则实数a的取值范典例7 (2019镇海中学月考)函数f(x)=x+ax围是.答案a≤1解析 f '(x)=1-a,x2∵函数f(x)在[1,+∞)上是增函数,∴当x∈[1,+∞)时,1-a≥0恒成立,即a≤x2恒成立,x2故a≤1.规律总结1.利用函数单调性比较大小将自变量转化到同一个单调区间,然后利用函数的单调性解答.2.利用函数单调性解决不等式问题对于“f[g(x)]>f[h(x)]”型不等式问题,一般先研究f(x)的单调性,再利用单调性获得更具体的不等式,从而求解问题.此时注意,g(x),h(x)的取值必须在f(x)的定义域内.3.利用函数单调性求最值若函数在区间[a,b]上单调,则必在区间[a,b]的端点处取得最值;若函数在区间[a,b]上不单调,则最小值为函数在该区间内的极小值和区间端点值中最小的一个,最大值为函数在该区间内的极大值和区间端点值中最大的一个.4.利用函数单调性求参数当已知函数在某个区间上单调时,说明这个区间是函数单调区间的子区间,根据集合间的关系得出参数应满足的不等式(组),从而求出参数的取值范围.)的x的取值范围是4-1 已知函数f(x)是定义在[0,+∞)上的增函数,则满足f(2x-1)<f(13( )A.(13,23)B.[13,23) C.(12,23) D.[12,23) 答案 D4-2 已知函数f(x)={log a x ,0<x <1,(4a -1)x +2a ,x ≥1满足对任意x 1,x 2∈(0,+∞),且x 1≠x 2,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0成立,则实数a 的取值范围是( )A.(0,16)B.(0,16]C.(0,14) D.(1,+∞)答案 B 因为函数f(x)对任意x 1,x 2∈(0,+∞),且x 1≠x 2,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0成立,所以函数f(x)在定义域内单调递减,所以{0<a <1,4a -1<0,log a 1≥(4a -1)×1+2a ,解得0<a≤16.考点五 函数的值域(最值)典例8 函数y=√1-x +√x +3的值域是 . 答案 [2,2√2]解析 易知函数的定义域为[-3,1], y 2=4+2√2当-3≤x≤1时,0≤-x 2-2x+3≤4, 则4≤y 2≤8.又y≥0,故函数的值域为[2,2√2]. 方法指导求函数值域(最值)的方法(1)单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求值域;(2)图象法:先作出函数图象,再根据图象求值域;(3)换元法:通过代数换元或三角换元等,简化函数表达形式,再用相应方法求解,但换元过程中一定要注意新变量的取值范围对解题的影响;(4)不等式法:先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后再用基本不等式求最值;(5)几何法:若所求式具有明显的几何特征,则可利用数形结合求解.变式练函数f(x)={a2+lnx(x>1),2x+a(x≤1)的值域为R,则实数a的取值范围是( )A.[-2,1]B.(-∞,-2]∪[1,+∞)C.[-1,2]D.(-∞,-1]∪[2,+∞)答案 C 依题意,知y=2x+a(x≤1),y=a2+ln x(x>1)在各自的定义域上单调递增,由函数f(x)的值域为R,得2+a≥a2,解得-1≤a≤2,故选C.深化练a为实数,函数f(x)=|x2-ax|在区间[0,1]上的最大值记为g(a).当a=时,g(a)的值最小.答案2√2-2解析当a=0时, f(x)=x2,此时f(x)在区间[0,1]上为增函数,g(a)=f(1)=1;当a>0时, f(x)的图象如图所示.(i)当a≥2时,a2≥1,此时f(x)在[0,1]上为增函数,g(a)=f(1)=a-1;(ii)当1<a<2时,a2<1<a,此时g(a)=f(a2)=a24;(iii)当0<a≤1时,a2<a≤1,此时g(a)=max{f(a2), f(1)},f(a2)- f(1)=a24-(1-a)=a2+4a-44,当0<a≤2√2-2时, f (a2)≤f(1),g(a)=f(1)=1-a, 当2√2-2<a≤1时, f (a2)>f(1),g(a)=a 24;当a<0时, f(x)的图象与a>0时f(x)的图象关于y 轴对称,所以求a>0时的最值即可. ∴g(a)={1,a =0,1-a ,0<a ≤2√2-2,a 24,2√2-2<a <2,a -1,a ≥2,其图象如图所示.∴当a=2√2-2时,g(a)的值最小.A 组 基础题组1.(教材习题改编)若函数y=(2m-1)x+b 在R 上是减函数,则( ) A.m>12 B.m<12 C.m>-12 D .m<-12 1.答案 B2.(2019慈溪中学模拟)“函数f(x)=-x 2-2(a+1)x+3在(-∞,2]上单调递增”是“a≤-4”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件 2.答案 B3.已知函数f(x)是定义在(0,+∞)上的单调函数,且对任意x∈(0,+∞)都有f (f (x )+2x )=-1成立,则f(1)=( ) A.-1 B.-4 C.-3 D.0 3.答案 A4.(2019金华模拟)已知a>0且a≠1,函数f(x)={a x ,x ≥1,ax +a -2,x <1在R 上单调递增,那么实数a的取值范围是( ) A.(1,+∞) B.(0,1)C.(1,2)D.(1,2]4.答案 D 由题意得{a >1,a ≥2a -2,解得a∈(1,2].故选D.5.(2019衢州质检)已知函数f(x)=x 3-3x,若在△ABC 中,角C 是钝角,则( ) A.f(sin A)>f(cos B)B.f(sin A)<f(cos B)C.f(sin A)>f(sin B)D.f(sin A)<f(sin B)5.答案 A ∵f(x)=x 3-3x,∴f '(x)=3x 2-3=3(x+1)(x-1),故函数f(x)在区间(-1,1)上是减函数,又在△ABC 中,角C 是钝角,∴角A 、B 都是锐角,且A+B<π2,∴0<A<π2-B<π2,∴sin A<sin (π2-B)=cos B,故f(sin A)>f(cos B),选A.6.(2018衢州高三联考)函数y=x-|1-x|的单调递增区间为 . 6.答案 (-∞,1]解析 y=x-|1-x|={1,x ≥1,2x -1,x <1.作出该函数的图象如图所示.由图象可知,该函数的单调递增区间是(-∞,1].7.定义:函数f(x)在区间[a,b]上的最大值与最小值的差为f(x)在区间[a,b]上的极差,记作d(a,b).(1)若f(x)=x2-2x+2,则d(1,2)= ;(2)若f(x)=x+mx,且d(1,2)≠|f(2)-f(1)|,则实数m的取值范围是.7.答案(1)1 (2)(1,4)解析(1)由题意知f(x)=(x-1)2+1,x∈[1,2],所以f(x)∈[1,2],所以d(1,2)=1.(2)当m>0时,函数f(x)在区间(0,√m)上单调递减,在区间(√m,+∞)上单调递增,要使d(1,2)≠|f(2)-f(1)|,只需1<√m<2,即1<m<4;当m≤0时,函数f(x)在区间(0,+∞)上单调递增,不符合题意.综上所述,1<m<4.8.(2018杭州学军中学高三模拟)已知函数f(x)=x-1x+2,x∈[3,5].(1)判断函数f(x)的单调性,并证明;(2)求函数f(x)的最大值和最小值.8.解析(1)f(x)在[3,5]上为增函数.证明如下:任取x1,x2∈[3,5]且x1<x2, f(x1)-f(x2)=x1-1x1+2-x2-1x2+2=3(x1-x2)(x1+2)(x2+2),因为3≤x1<x2≤5,所以x1-x2<0,(x1+2)(x2+2)>0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),所以f(x)在[3,5]上为增函数.(2)由(1)知f(x)在[3,5]上为增函数,则f(x)max =f(5)=47, f(x)min=f(3)=25.9.(2018金丽衢十二校联考)已知函数f(x)=a-1|x|.(1)求证:函数y=f(x)在(0,+∞)上是增函数;(2)若f(x)<2x在(1,+∞)上恒成立,求实数a的取值范围.9.解析(1)证明:当x∈(0,+∞)时, f(x)=a-1x,设0<x1<x2,则x1x2>0,x2-x1>0,f(x2)-f(x1)=(a-1x2)-(a-1x1)=1x1-1x2=x2-x1x1x2>0,所以f(x)在(0,+∞)上是增函数.(2)由题意知a-1x<2x在(1,+∞)上恒成立,设h(x)=2x+1x,则a<h(x)在(1,+∞)上恒成立.任取x1,x2∈(1,+∞)且x1<x2,h(x1)-h(x2)=(x1-x2)(2-1x1x2).因为1<x1<x2,所以x1-x2<0,x1x2>1,所以2-1x1x2>0,所以h(x1)<h(x2),所以h(x)在(1,+∞)上单调递增.故a≤h(1),即a≤3,所以实数a的取值范围是(-∞,3].B组提升题组1.(2018宁波五校联考)已知f(x)=2x-1,g(x)=1-x2,规定:当|f(x)|≥g(x)时,h(x)=|f(x)|;当|f(x)|<g(x)时,h(x)=-g(x),则h(x)( )A.有最小值-1,最大值1B.有最大值1,无最小值C.有最小值-1,无最大值D.有最大值-1,无最小值1.答案 C 画出函数y=|f(x)|,y=g(x)的图象如图,而h(x)={|f(x)|,|f(x)|≥g(x), -g(x),|f(x)|<g(x),故h(x)有最小值-1,无最大值.2.(2019浙江温州高三适应性测试)已知f(x)=x2-ax,若对任意的aÎR,存在 xÎ[0,2],使得|f(x)|≥k成立,则实数k的最大值是.2.答案12-8√2解析①当a2≤0,即a≤0时, f(x)=x2-ax≥0在[0,2]上恒成立,∴|f(x)|=f(x),此时函数f(x)在[0,2]上单调递增,∴|f(x)|max =f(x)max=f(2)=22-2a=4-2a,∴k≤4-2a对任意的a≤0成立,∴k≤4.②当a2≥2,即a≥4时, f(x)=x2-ax≤0在[0,2]上恒成立,∴|f(x)|=-f(x),此时f(x)在[0,2]上单调递减,∴|f(x)|max =-f(x)min=-f(2)=-22+2a=-4+2a,∴k≤-4+2a对任意的a≥4成立,∴k≤4.③当0<a2≤1,即0<a≤2时,f(x)在[0,a2]上单调递减,在(a2,2]上单调递增,且f(x)≤0在[0,a]上恒成立, f(x)>0在(a,2]上恒成立,∴|f(x)|max =max{f(2),-f(a2)}.当-f(a2)-f(2)=a24+2a-4≥0,即2≥a≥-4+4√2时,|f(x)|max=a24,∴k≤a 24对任意的2≥a≥-4+4√2成立,∴k≤12-8√2;当-f(a2)-f(2)<0,即0<a<-4+4√2时,|f(x)|max=4-2a,∴k≤4-2a对任意的0<a<-4+4√2成立,∴k≤12-8√2.④当1<a2<2,即2<a<4时, f(x)max=-f(a2)=a24,∴k≤a 24对任意的2<a<4成立,∴k≤1.综上所述,k≤12-8√2.3.(2019绍兴一中月考)已知函数f(x)=x2-ax-4(a∈R)的两个零点分别为x1,x2,设x1<x2.(1)当a>0时,求证:-2<x1<0;(2)若函数g(x)=x2-|f(x)|在区间(-∞,-2)和(2,+∞)上均单调递增,求a的取值范围.3.解析(1)证明:由x1x2=-4<0且x1<x2知x1<0.因为f(x)在区间(-∞,a2)上单调递减,在区间(a2,+∞)上单调递增,所以,当a>0时, f(x)在区间(-2,0)上单调递减. 又因为f(-2)·f(0)=2a×(-4)<0, 所以-2<x 1<0.(2)g(x)={ax +4,x <x 1,2x 2-ax -4,x 1≤x ≤x 2,ax +4,x >x 2.易知当a≤0时,g(x)在区间(-∞,-2)上不可能单调递增,所以a>0. 当a>0时,由(1)知-2<x 1<0,于是,g(x)在(-∞,-2)上是单调递增的.又因为g(x)在(a4,x 2)和(x 2,+∞)上均单调递增,结合函数图象可知,g(x)在(a4,+∞)上单调递增,于是,欲使g(x)在(2,+∞)上单调递增, 只需2≥a4,即a≤8.综上所述,a 的取值范围是(0,8].1.(2019课标全国Ⅱ理,6,5分)若a>b,则( ) A.ln(a-b)>0 B.3a <3b C.a 3-b 3>0D.|a|>|b|答案 C ∵a>b,∴a -b>0,取a-b=1,则ln(a-b)=0.故A 错误. 由y=3x 在R 上单调递增可知3a >3b ,故B 错误. 由y=x 3在R 上是增函数可知a 3>b 3,故C 正确. 取a=0,b=-1,则|a|<|b|, 故D 错误.2.(2018课标全国Ⅱ,10,5分)若f(x)=cos x-sin x 在[-a,a]是减函数,则a 的最大值是( ) A.π4B.π2C.3π4 D.π答案 A f(x)=cos x-sin x=√2cos (x +π4), 由题意得a>0,故-a+π4<π4,因为f(x)=√2cos(x+π4)在[-a,a]上是减函数,所以{-a+π4≥0,a+π4≤π, a>0,解得0<a≤π4,所以a的最大值是π4,故选A.。
(浙江专用)新高考数学一轮复习 第二章 函数概念与基本初等函数 1 第1讲 函数及其表示教学案-人教
第二章 函数概念与基本初等函数知识点最新考纲函数及其表示了解函数、映射的概念.了解函数的定义域、值域及三种表示法(解析法、图象法和列表法). 了解简单的分段函数,会用分段函数解决简单的问题.函数的基本性质 理解函数的单调性、奇偶性,会判断函数的单调性、奇偶性. 理解函数的最大(小)值的含义,会求简单函数的最大(小)值. 指数函数了解指数幂的含义,掌握有理指数幂的运算.理解指数函数的概念,掌握指数函数的图象、性质及应用. 对数函数理解对数的概念,掌握对数的运算,会用换底公式.理解对数函数的概念,掌握对数函数的图象、性质及应用. 幂函数了解幂函数的概念.掌握幂函数y =x ,y =x 2,y =x 3,y =1x,y =x 12的图象和性质.函数与方程 了解函数零点的概念,掌握连续函数在某个区间上存在零点的判定方法. 函数模型及其应用了解指数函数、对数函数以及幂函数的变化特征.能将一些简单的实际问题转化为相应的函数问题,并给予解决.第1讲 函数及其表示1.函数与映射的概念函数映射两集合A 、B设A ,B 是两个非空的数集设A ,B 是两个非空的集合 对应关系f :A →B如果按照某种确定的对应关系f ,使对于集合A 中的任意一个数x ,在集合B 中都有唯一确定的数f (x )和它对应如果按某一个确定的对应关系f ,使对于集合A 中的任意一个元素x ,在集合B 中都有唯一确定的元素y 与之对应名称称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数称对应f:A→B为从集合A到集合B的一个映射记法y=f(x)(x∈A) 对应f:A→B是一个映射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.显然,值域是集合B的子集.(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.(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.[疑误辨析]判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)函数y=f(x)的图象与直线x=a最多有2个交点.( )(2)函数f(x)=x2-2x与g(t)=t2-2t是同一函数.( )(3)若两个函数的定义域与值域相同,则这两个函数是相等函数.( )(4)若A=R,B={x|x>0},f:x→y=|x|,则对应关系f是从A到B的映射.( )(5)分段函数是由两个或几个函数组成的.( )(6)分段函数的定义域等于各段定义域的并集,值域等于各段值域的并集.( )答案:(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√[教材衍化]1.(必修1P18例2改编)下列函数中,与函数y=x+1是相等函数的是( )A.y=(x+1)2B.y=3x3+1C .y =x 2x+1D .y =x 2+1解析:选B.对于A ,函数y =(x +1)2的定义域为{x |x ≥-1},与函数y =x +1的定义域不同,不是相等函数;对于B ,定义域和对应关系都相同,是相等函数;对于C ,函数y=x 2x+1的定义域为{x |x ≠0},与函数y =x +1的定义域不同,不是相等函数;对于D ,定义域相同,但对应关系不同,不是相等函数,故选B.2.(必修1P25B 组T1改编)函数y =f (x )的图象如图所示,那么f (x )的定义域是________;值域是________;其中只有唯一的x 值与之对应的y 值的范围是________.答案:[-3,0]∪[2,3] [1,5] [1,2)∪(4,5]3.(必修1P19T1(2)改编)函数y =x -2·x +2的定义域是________.解析:⎩⎪⎨⎪⎧x -2≥0,x +2≥0,⇒x ≥2.答案:[2,+∞) [易错纠偏](1)对函数概念理解不透彻; (2)换元法求解析式,反解忽视范围.1.已知集合P ={x |0≤x ≤4},Q ={y |0≤y ≤2},下列从P 到Q 的各对应关系f 中不是函数的是________.(填序号)①f :x →y =12x ;②f :x →y =13x ;③f :x →y =23x ;④f :x →y =x .解析:对于③,因为当x =4时,y =23×4=83∉Q ,所以③不是函数.答案:③2.已知f (x )=x -1,则f (x )=________.解析:令t =x ,则t ≥0,x =t 2,所以f (t )=t 2-1(t ≥0),即f (x )=x 2-1(x ≥0). 答案:x 2-1(x ≥0)函数的定义域(1)(2020·杭州学军中学月考)函数f (x )=x +2x 2lg (|x |-x )的定义域为________.(2)若函数y =f (x )的定义域是[0,2],则函数g (x )=f (2x )x -1的定义域为________. (3)若函数f (x )=2x 2+2ax -a -1的定义域为R ,则a 的取值范围为________. 【解析】 (1)要使函数f (x )有意义,必须使⎩⎪⎨⎪⎧x +2x 2≥0,|x |-x >0,|x |-x ≠1,解得x <-12.所以函数f (x )的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x <-12.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x -1≠0,0≤2x ≤2,得0≤x <1,即定义域是[0,1).(3)因为函数f (x )的定义域为R ,所以2x 2+2ax -a -1≥0对x ∈R 恒成立,即2x 2+2ax -a ≥20,x 2+2ax -a ≥0恒成立,因此有Δ=(2a )2+4a ≤0,解得-1≤a ≤0.【答案】 (1)⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x <-12 (2)[0,1) (3)[-1,0](变条件)若将本例(2)中“函数y =f (x )”改为“函数y =f (x +1)”,其他条件不变,如何求解?解:由函数y =f (x +1)的定义域为[0,2], 得函数y =f (x )的定义域为[1,3],令⎩⎪⎨⎪⎧1≤2x ≤3,x -1≠0,得12≤x ≤32且x ≠1.所以g (x )的定义域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,1∪⎝ ⎛⎦⎥⎤1,32.函数定义域的求解策略(1)求给定函数的定义域往往转化为解不等式(组)的问题.在解不等式组取交集时可借助于数轴,要特别注意端点值的取舍.(2)求抽象函数的定义域:①若y =f (x )的定义域为(a ,b ),则解不等式a <g (x )<b 即可求出y =f (g (x ))的定义域;②若y =f (g (x ))的定义域为(a ,b ),则求出g (x )在(a ,b )上的值域即得y =f (x )的定义域.(3)已知函数定义域求参数范围,可将问题转化成含参数的不等式(组),然后求解. [提醒] (1)求函数定义域时,对函数解析式先不要化简; (2)求出定义域后,一定要将其写成集合或区间的形式.1.(2020·浙江新高考优化卷)函数f (x )=3x21-x+lg(-3x 2+5x +2)的定义域是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,+∞B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,1 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,13 D.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-13 解析:选B.依题意可得,要使函数有意义,则有⎩⎪⎨⎪⎧1-x >0-3x 2+5x +2>0,解得-13<x <1.故选B. 2.(2020·浙江新高考预测卷)已知集合A ={x |y =x -x 2},B ={x |y =ln(1-x )},则A ∪B =( )A .[0,1]B .[0,1)C .(-∞,1]D .(-∞,1)解析:选C.因为由x -x 2≥0得0≤x ≤1, 所以A ={x |0≤x ≤1}. 由1-x >0得x <1,所以B ={x |x <1},所以A ∪B ={x |x ≤1}. 故选C.3.若函数f (x )=mx 2+mx +1的定义域为实数集,则实数m 的取值范围是________. 解析:由题意可得mx 2+mx +1≥0恒成立. 当m =0时,1≥0恒成立; 当m ≠0时,则⎩⎪⎨⎪⎧m >0,Δ=m 2-4m ≤0,解得0<m ≤4.综上可得0≤m ≤4. 答案:[0,4]求函数的解析式(1)已知f ⎝⎛⎭⎪⎫x +1x =x 2+1x2,求f (x )的解析式;(2)已知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x+1=lg x ,求f (x )的解析式;(3)已知f (x )是二次函数,且f (0)=0,f (x +1)=f (x )+x +1,求f (x ); (4)已知函数f (x )满足f (-x )+2f (x )=2x,求f (x )的解析式.【解】 (1)(配凑法)由于f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x =x 2+1x 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x 2-2,所以f (x )=x 2-2,x ≥2或x ≤-2,故f (x )的解析式是f (x )=x 2-2,x ≥2或x ≤-2. (2)(换元法)令2x +1=t 得x =2t -1,代入得f (t )=lg2t -1,又x >0,所以t >1, 故f (x )的解析式是f (x )=lg2x -1,x >1. (3)(待定系数法)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 .(4)(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. 所以f (x )的解析式是f (x )=2x +1-2-x3,x ∈R .求函数解析式的4种方法(1)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 )的表达式.(2)待定系数法:若已知函数的类型(如一次函数、二次函数)可用待定系数法. (3)换元法:已知复合函数f (g (x ))的解析式,可用换元法,此时要注意新元的取值范围.(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] 求解析式时要注意新元的取值范围.1.(2020·杭州学军中学月考)已知f (x +1)=x +2x ,则f (x )的解析式为f (x )=__________.解析:法一:设t =x +1,则x =(t -1)2(t ≥1);代入原式有f (t )=(t -1)2+2(t -1)=t 2-2t +1+2t -2=t 2-1.故f (x )=x 2-1(x ≥1).法二:因为x +2x =(x )2+2x +1-1=(x +1)2-1,所以f (x +1)=(x +1)2-1(x +1≥1),即f (x )=x 2-1(x ≥1). 答案:x 2-1(x ≥1)2.设y =f (x )是二次函数,方程f (x )=0有两个相等的实根,且f ′(x )=2x +2,则f (x )的解析式为f (x )=________.解析:设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 则f ′(x )=2ax +b =2x +2, 所以a =1,b =2,f (x )=x 2+2x +c . 又因为方程f (x )=0有两个相等的实根,所以Δ=4-4c =0,c =1,故f (x )=x 2+2x +1. 答案:x 2+2x +1分段函数(高频考点)分段函数是一类重要的函数,是高考的命题热点,多以选择题或填空题的形式呈现,试题多为容易题或中档题.主要命题角度有:(1)分段函数求值;(2)已知函数值,求参数的值(或取值范围); (3)与分段函数有关的方程、不等式问题. 角度一 分段函数求值(2020·杭州萧山中学高三适应性考试)若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,f (x +2),x ≤0,g (x )=x 2,则f (8)=________;g [f (2)]=________;f ⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=________.【解析】 f (8)=log 28=3,g [f (2)]=g (log 22)=g (1)=1,f ⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫log 212=f (-1)=f (1)=log 21=0.【答案】 3 1 0角度二 已知函数值求参数的值(或取值范围)(2020·瑞安市龙翔高中高三月考)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x 2+1(x ≥1)log 2(1-x )(x <1),若f (f (a ))=3,则a =________.【解析】 函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x 2+1(x ≥1)log 2(1-x )(x <1),若f (f (a ))=3,当a ≥1时,可得f (-2a 2+1)=3,可得log 2(2a 2)=3,解得a =2.当a <1时,可得f (log 2(1-a ))=3,log 2(1-a )≥1时,可得-2(log 2(1-a ))2+1=3,解得a ∈∅.log 2(1-a )<1时,可得log 2(1-log 2(1-a ))=3,即1-log 2(1-a )=8,log 2(1-a )=-7,1-a =1128,可得a =127128.综上得a 的值为2或127128.【答案】 2或127128角度三 与分段函数有关的方程、不等式问题(2020·镇海中学5月模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫12x-2,x ≤-1,(x -2)(|x |-1),x >-1,则f (f (-2))=________,若f (x )≥2,则x 的取值范围为________.【解析】 由分段函数的表达式得f (-2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12-2-2=4-2=2,f (2)=0,故f (f (-2))=0.若x ≤-1,由f (x )≥2得⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -2≥2,得⎝ ⎛⎭⎪⎫12x≥4,则2-x≥4,得-x ≥2,则x ≤-2,此时x ≤-2.若x >-1,由f (x )≥2得(x -2)(|x |-1)≥2, 即x |x |-x -2|x |≥0,若x ≥0,得x 2-3x ≥0,则x ≥3或x ≤0,此时x ≥3或x =0; 若-1<x <0,得-x 2+x ≥0,得x 2-x ≤0,得0≤x ≤1,此时无解. 综上得x ≥3或x =0或x ≤-2. 【答案】 0 x ≥3或x =0或x ≤-2(1)根据分段函数解析式,求函数值的解题思路先确定要求值的自变量属于哪一段区间,然后代入该段的解析式求值,当出现f (f (a ))的形式时,应从内到外依次求值.(2)已知分段函数的函数值,求参数值的解题思路先假设所求的值在分段函数定义区间的各段上,构造关于参数的方程.然后求出相应自变量的值,切记要代入检验.(3)已知分段函数的函数值满足的不等式,求自变量取值范围的解题思路 依据不同范围的不同段分类讨论求解,最后将讨论结果并起来.1.(2020·浙江教育评价高三第二次联考))设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x 2+1,x ≥1log 2(1-x ),x <1,则f (f (4))=( )A .2B .3C .5D .6解析:选C.f (f (4))=f (-31)=log 2 32=5.故选C.2.(2020·Z20联盟开学联考)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x +2|-1,x ≤0log 2 x ,x >0,若f (a )≤1,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-4]∪[2,+∞)B .[-1,2]C .[-4,0)∪(0,2]D .[-4,2]解析:选D.f (a )≤1⇔⎩⎪⎨⎪⎧a ≤0,|a +2|-1≤1,或⎩⎪⎨⎪⎧a >0,log 2 a ≤1,解得-4≤a ≤0或0<a ≤2,即a ∈[-4,2],故选D.核心素养系列2 数学抽象——函数的新定义问题以学习过的函数相关知识为基础,通过一类问题共同特征的“数学抽象”,引出新的概念,然后在快速理解的基础上,解决新问题.在平面直角坐标系中,横坐标、纵坐标均为整数的点称为整点,若函数f (x )的图象恰好经过n (n ∈N *)个整点,则称函数f (x )为n 阶整点函数.给出下列函数:①f (x )=sin 2x ;②g (x )=x 3; ③h (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x;④φ(x )=ln x .其中是一阶整点函数的是( ) A .①②③④ B .①③④ C .①④D .④【解析】 对于函数f (x )=sin 2x ,它的图象(图略)只经过一个整点(0,0),所以它是一阶整点函数,排除D ;对于函数g (x )=x 3,它的图象(图略)经过整点(0,0),(1,1),…,所以它不是一阶整点函数,排除A ;对于函数h (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x,它的图象(图略)经过整点(0,1),(-1,3),…,所以它不是一阶整点函数,排除B.故选C.【答案】 C本题意在考查考生的数学抽象、逻辑推理、数学运算、直观想象等核心素养.破解新定义函数题的关键是:紧扣新定义的函数的含义,学会语言的翻译、新旧知识的转化,便可使问题顺利获解.如本例,若能把新定义的一阶整点函数转化为函数f (x )的图象恰好经过1个整点,问题便迎刃而解.1.若一系列函数的解析式相同,值域相同,但定义域不同,则称这些函数为“同族函数”,则函数解析式为y =x 2+1,值域为{1,3}的同族函数有( )A .1个B .2个C .3个D .4个解析:选C.由x 2+1=1得x =0,由x 2+1=3得x =±2,所以函数的定义域可以是{0,2},{0,-2},{0,2,-2},故值域为{1,3}的同族函数共有3个.2.若定义在R 上的函数f (x )当且仅当存在有限个非零自变量x ,使得f (-x )=f (x ),则称f (x )为“类偶函数”,则下列函数中为类偶函数的是( )A .f (x )=cos xB .f (x )=sin xC .f (x )=x 2-2xD .f (x )=x 3-2x解析:选D.A 中函数为偶函数,则在定义域内均满足f (x )=f (-x ),不符合题意;B 中,当x =k π(k ∈Z )时,满足f (x )=f (-x ),不符合题意;C 中,由f (x )=f (-x ),得x2-2x =x 2+2x ,解得x =0,不符合题意;D 中,由f (x )=f (-x ),得x 3-2x =-x 3+2x ,解得x =0或x =±2,满足题意,故选D.[基础题组练]1.函数f (x )=1x -2+ln(3x -x 2)的定义域是( ) A .(2,+∞) B .(3,+∞) C .(2,3)D .(2,3)∪(3,+∞)解析:选C.由⎩⎪⎨⎪⎧x -2>0,3x -x 2>0,解得2<x <3,则该函数的定义域为(2,3),故选C. 2.(2020·嘉兴一模)已知a 为实数,设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -2a,x <2,log 2(x -2),x ≥2,则f (2a+2)的值为( )A .2aB .aC .2D .a 或2解析:选B.因为函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -2a,x <2,log 2(x -2),x ≥2,所以f (2a +2)=log 2(2a+2-2)=a ,故选B. 3.下列哪个函数与y =x 相等( )A .y =x 2xB .y =2log 2xC .y =x 2D .y =(3x )3解析:选D.y =x 的定义域为R ,而y =x 2x的定义域为{x |x ∈R 且x ≠0},y =2log 2x 的定义域为{x |x ∈R ,且x >0},排除A 、B ;y =x 2=|x |的定义域为x ∈R ,对应关系与y =x 的对应关系不同,排除C ;而y =(3x )3=x ,定义域和对应关系与y =x 均相同,故选D.4.(2020·杭州七校联考)已知函数f (x )=x 3+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x +1,若f (a )=2,则f (-a )的值为( )A .3B .0C .-1D .-2解析:选B.因为函数f (x )=x 3+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x +1,所以f (x )=x 3+sin x +1,因为f (a )=2,所以f (a )=a 3+sin a +1=2,所以a 3+sin a =1,所以f (-a )=(-a )3+sin(-a )+1=-1+1=0.故选B. 5.已知a ,b 为两个不相等的实数,集合M ={a 2-4a ,-1},N ={b 2-4b +1,-2},f :x →x 表示把M 中的元素x 映射到集合N 中仍为x ,则a +b 等于( )A .1B .2C .3D .4解析:选D.由已知可得M =N ,故⎩⎪⎨⎪⎧a 2-4a =-2b 2-4b +1=-1⇒⎩⎪⎨⎪⎧a 2-4a +2=0,b 2-4b +2=0, 所以a ,b 是方程x 2-4x +2=0的两根,故a +b =4.6.存在函数f (x )满足:对于任意x ∈R 都有( ) A .f (sin 2x )=sin x B .f (sin 2x )=x 2+x C .f (x 2+1)=|x +1| D .f (x 2+2x )=|x +1| 解析:选D.取特殊值法.取x =0,π2,可得f (0)=0,1,这与函数的定义矛盾,所以选项A 错误;取x =0,π,可得f (0)=0,π2+π,这与函数的定义矛盾, 所以选项B 错误;取x =1,-1,可得f (2)=2,0,这与函数的定义矛盾, 所以选项C 错误;取f (x )=x +1,则对任意x ∈R 都有f (x 2+2x )=x 2+2x +1=|x +1|,故选项D 正确.7.已知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 1+x =1-x 21+x 2,则f (x )的解析式为( )A .f (x )=x1+x 2B .f (x )=-2x1+x 2C .f (x )=2x1+x2 D .f (x )=-x1+x2解析:选C.令1-x 1+x =t ,则x =1-t 1+t ,所以f (t )=(1+t )2-(1-t )2(1+t )2+(1-t )2=2t1+t 2,故函数f (x )的解析式为f (x )=2x1+x2,故选C.8.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-1,x >0,1,x <0,则(a +b )+(a -b )·f (a -b )2(a ≠b )的值为( )A .aB .bC .a ,b 中较小的数D .a ,b 中较大的数解析:选C.若a -b >0,即a >b ,则f (a -b )=-1, 则(a +b )+(a -b )·f (a -b )2=12[(a +b )-(a -b )]=b (a >b );若a -b <0,即a <b ,则f (a -b )=1,则(a +b )+(a -b )·f (a -b )2=12[(a +b )+(a -b )]=a (a <b ).综上,选C.9.(2020·绍兴高三教学质量调研)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +n ,x <1log 2x ,x ≥1,若f (f (34))=2,则实数n 为( )A .-54B .-13C.14D.52解析:选D.因为f (34)=2×34+n =32+n ,当32+n <1,即n <-12时,f (f (34))=2(32+n )+n =2,解得n =-13,不符合题意;当32+n ≥1,即n ≥-12时,f (f (34))=log 2(32+n )=2,即32+n =4,解得n =52,故选D. 10.设f (x ),g (x )都是定义在实数集上的函数,定义函数(f ·g )(x ):对任意的x ∈R ,(f ·g )(x )=f (g (x )).若f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x ,x >0,x 2,x ≤0,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x,x ≤0,ln x ,x >0,则( )A .(f ·f )(x )=f (x )B .(f ·g )(x )=f (x )C .(g ·f )(x )=g (x )D .(g ·g )(x )=g (x )解析:选A.对于A ,(f ·f )(x )=f (f (x ))=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),f (x )>0,f 2(x ),f (x )≤0,当x >0时,f (x )=x >0,(f ·f )(x )=f (x )=x ;当x <0时,f (x )=x 2>0,(f ·f )(x )=f (x )=x 2;当x =0时,(f ·f )(x )=f 2(x )=0=02,因此对任意的x ∈R ,有(f ·f )(x )=f (x ),故A 正确,选A.11.若函数f (x )在闭区间[-1,2]上的图象如图所示,则此函数的解析式为________.解析:由题图可知,当-1≤x <0时,f (x )=x +1;当0≤x ≤2时,f (x )=-12x ,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,-1≤x <0,-12x ,0≤x ≤2.答案:f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,-1≤x <0,-12x ,0≤x ≤212.若f (x )对于任意实数x 恒有2f (x )-f (-x )=3x +1,则f (1)=________. 解析:令x =1,得2f (1)-f (-1)=4,①令x =-1,得2f (-1)-f (1)=-2,② 联立①②得f (1)=2. 答案:213.函数f (x ),g (x )分别由下表给出.>g (f 解析:因为g (1)=3,f (3)=1,所以f (g (1))=1.当x =1时,f (g (1))=f (3)=1,g (f (1))=g (1)=3,不合题意. 当x =2时,f (g (2))=f (2)=3,g (f (2))=g (3)=1,符合题意. 当x =3时,f (g (3))=f (1)=1,g (f (3))=g (1)=3,不合题意. 答案:1 214.设函数f (x )=⎩⎨⎧(x +1)2,x <1,4-x -1,x ≥1,则使得f (x )≥1的自变量x 的取值范围是________.解析:f (x )≥1等价于⎩⎪⎨⎪⎧x <1,(x +1)2≥1或⎩⎨⎧x ≥1,4-x -1≥1. 由⎩⎪⎨⎪⎧x <1,(x +1)2≥1,得x ≤-2或0≤x <1. 由⎩⎨⎧x ≥1,4-x -1≥1,得1≤x ≤10. 综上所述,x 的取值范围是x ≤-2或0≤x ≤10. 答案:(-∞,-2]∪[0,10]15.已知实数a ≠0,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +a ,x <1,-x -2a ,x ≥1.若f (1-a )=f (1+a ),则a 的值为________.解析:当a >0时,1-a <1,1+a >1,此时f (1-a )=2(1-a )+a =2-a ,f (1+a )=-(1+a )-2a =-1-3a .由f (1-a )=f (1+a )得2-a =-1-3a ,解得a =-32.不合题意,舍去.当a <0时,1-a >1,1+a <1,此时f (1-a )=-(1-a )-2a =-1-a ,f (1+a )=2(1+a )+a =2+3a ,由f (1-a )=f (1+a )得-1-a =2+3a ,解得a =-34.综上可知,a 的值为-34.答案:-3416.(2020·杭州市富阳二中高三(上)开学考试)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ≤1x +6x -6,x >1,则f (f (-2))=________,f (x )的最小值是________.解析:由题意可得f (-2)=(-2)2=4, 所以f (f (-2))=f (4)=4+64-6=-12;因为当x ≤1时,f (x )=x 2,由二次函数可知当x =0时,函数取最小值0; 当x >1时,f (x )=x +6x-6,由基本不等式可得f (x )=x +6x-6≥2x ·6x-6 =26-6,当且仅当x =6x即x =6时取到等号,即此时函数取最小值26-6;因为26-6<0,所以f (x )的最小值为26-6. 答案:-1226-617.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x ≥0,-3x ,x <0.若a [f (a )-f (-a )]>0,则实数a 的取值范围为________.解析:易知a ≠0.由题意得,当a >0时,则-a <0,故a [f (a )-f (-a )]=a (a 2+a -3a )>0,化简可得a 2-2a >0,解得a >2或a <0.又因为a >0,所以a >2.当a <0时,则-a >0,故a [f (a )-f (-a )]=a [-3a -(a 2-a )]>0,化简可得a 2+2a >0,解得a >0或a <-2,又因为a <0,所以a <-2.综上可得,实数a 的取值范围为(-∞,-2)∪(2,+∞).答案:(-∞,-2)∪(2,+∞)[综合题组练]1.设x ∈R ,定义符号函数sgn x =⎩⎪⎨⎪⎧1,x >0,0,x =0,-1,x <0,则( )A .|x |=x |sgn x |B .|x |=x sgn|x |C .|x |=|x |sgn xD .|x |=x sgn x解析:选D.当x <0时,|x |=-x ,x |sgn x |=x ,x ·sgn|x |=x ,|x |sgn x =(-x )·(-1)=x ,排除A ,B ,C ,故选D.2.(2020·宁波市九校期末联考)已知下列各式:①f (|x |+1)=x 2+1;②f (1x 2+1)=x ;③f (x 2-2x )=|x |;④f (|x |)=3x +3-x.其中存在函数f (x )对任意的x ∈R 都成立的序号为________.解析:①f (|x |+1)=x 2+1,由t =|x |+1(t ≥1),可得|x |=t -1,则f (t )=(t -1)2+1,即有f (x )=(x -1)2+1对x ∈R 均成立;②f (1x 2+1)=x ,令t =1x 2+1(0<t ≤1),x =±1t-1,对0<t ≤1,y =f (t )不能构成函数,故不成立;③f (x 2-2x )=|x |,令t =x2-2x ,若t <-1时,x ∈∅;t ≥-1,可得x =1±1+t (t ≥-1),y =f (t )不能构成函数;④f (|x |)=3x +3-x ,当x ≥0时,f (x )=3x +3-x ;当x <0时,f (-x )=3x +3-x;将x 换为-x 可得f (x )=3x+3-x;故恒成立.综上可得①④符合条件.答案:①④3.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax +b ,x <0,2x ,x ≥0,且f (-2)=3,f (-1)=f (1).(1)求f (x )的解析式; (2)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)f (x )的图象如图:4.已知f (x )=x 2-1,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -1,x >0,2-x ,x <0.(1)求f (g (2))与g (f (2)); (2)求f (g (x ))与g (f (x ))的表达式.解:(1)g (2)=1,f (g (2))=f (1)=0;f (2)=3,g (f (2))=g (3)=2. (2)当x >0时,f (g (x ))=f (x -1)=(x -1)2-1=x 2-2x ; 当x <0时,f (g (x ))=f (2-x )=(2-x )2-1=x 2-4x +3.所以f (g (x ))=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x ,x >0,x 2-4x +3,x <0.同理可得g (f (x ))=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2,x <-1或x >1,3-x 2,-1<x <1. 5.设计一个水渠,其横截面为等腰梯形(如图),要求满足条件AB +BC +CD =a (常数),∠ABC =120°,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.解:如图,因为AB +BC +CD =a ,所以BC =EF =a -2x >0, 即0<x <a2,因为∠ABC =120°,所以∠A =60°,所以AE =DF =x 2,BE =32x ,y =12(BC +AD )·BE =3x 4⎣⎢⎡⎦⎥⎤2(a -2x )+x 2+x 2 =34(2a -3x )x =-34(3x 2-2ax ) =-334⎝ ⎛⎭⎪⎫x -a 32+312a 2,故当x =a 3时,y 有最大值312a 2,它的定义域为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,a 2,值域为⎝ ⎛⎦⎥⎤0,312a 2. 6.已知函数f (x )对任意实数x 均有f (x )=-2f (x +1),且f (x )在区间[0,1]上有表达式f (x )=x 2.(1)求f (-1),f (1.5);(2)写出f (x )在区间[-2,2]上的表达式.解:(1)由题意知f (-1)=-2f (-1+1)=-2f (0)=0,f (1.5)=f (1+0.5)=-12f (0.5)=-12×14=-18.(2)当x ∈[0,1]时,f (x )=x 2;当x ∈(1,2]时,x -1∈(0,1],f (x )=-12f (x -1)=-12(x -1)2;当x ∈[-1,0)时,x +1∈[0,1),f (x )=-2f (x +1)=-2(x +1)2;当x ∈[-2,-1)时,x +1∈[-1,0),f (x )=-2f (x +1)=-2×[-2(x +1+1)2]=4(x +2)2.所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-12(x -1)2,x ∈(1,2]x 2,x ∈[0,1]-2(x +1)2,x ∈[-1,0)4(x +2)2,x ∈[-2,-1).。
最新-2021版数学高考大一轮复习备考浙江专用课件:第二章 函数概念与基本初等函数Ⅰ25 精品
数幂的形式.正数的负分数指数幂的意义与负整数指数幂的意义相仿,我
1
m
m
们规定a n= a n (a>0,m,n∈N*,且n>1).0的正分数指数幂等于 0 ;0的
负分数指数幂 没有意义 .
(2)有理数指数幂的运算性质:aras= ar+s ,(ar)s=ars,(ab)r= arb,r 其中
a>0,b>0,r,s∈Q.
题型二 指数函数的图象及应用 典例 (1)函数f(x)=1-e|x|的图象大致是
师生共研
√
解析 f(x)=1-e|x|是偶函数,图象关于y轴对称,
又e|x|≥1,∴f(x)≤0.符合条件的图象只有A.
(2)已知函数f(x)=|2x-1|,a<b<c且f(a)>f(c)>f(b),则下列结论中,一
现场纠错 解 令t=x2+2x=(x+1)2-1, ∵x∈-32,0, ∴t∈[-1,0]. ①若a>1,函数f(t)=at在[-1,0]上为增函数,
∴at∈1a,1,b ax2 2x ∈b+1a,b+1,
依题意得b+1a=25, b+1=3,
2.指数函数的图象与性质 几何画板展示
y=ax
a>1
0<a<1
图象Biblioteka 定义域 值域性质(1)_R_ (2)_(_0_,__+__∞__)_
(3)过定点_(_0_,1_)_
(4)当x>0时, y>1 ;
(5)当x>0时, 0<y<1 ;
当x<0时,_0_<_y_<_1_
当x<0时,_y_>_1_
(6)在(-∞,+∞)上是_增__函__数__ (7)在(-∞,+∞)上是_减__函__数__
2021高考浙江版数学一轮讲义:第二章 § 2.7 函数图象 Word版含解析
§ 2.7函数图象1.函数的图象2.平移变换(1)y=f(x)的图象向⑤左平移a(a>0)个单位长度得到函数y=f(x+a)的图象.(2)y=f(x-b)(b>0)的图象可由y=f(x)的图象向⑥右平移b个单位长度得到.对于左右平移变换,往往容易出错,在实际判断中可熟记口诀:⑦左加右减.而对于上下平移变换,相比较更容易掌握,原则是⑧上加下减,但要注意加减指的是在f(x)整体上.如:h>0,y=f(x)±h的图象可由y=f(x)的图象向上(下)平移⑨h 个单位长度而得到.3.对称变换(1)y=f(-x)与y=f(x)的图象关于⑩y轴对称;(2)y=-f(x)与y=f(x)的图象关于x轴对称;(3)y=-f(-x)与y=f(x)的图象关于原点对称;(4)y=|f(x)|的图象:将y=f(x)的图象在x轴下方的部分关于x轴翻折,其余部分不变;(5)y=f(|x|)的图象:先作出y=f(x)(x≥0)的图象,再利用偶函数的图象关于y轴对称,作出y=f(|x|)(x≤0)的图象.4.伸缩变换(1)y=Af(x)(A>0)的图象:将y=f(x)的图象上所有点的纵坐标变为原来的A倍,横坐标不变;(2)y=f(ax)(a>0)的图象:将y=f(x)的图象上所有点的横坐标变为原来的1,纵坐标不a变.5.作函数图象的一般步骤(1)求出函数的定义域;(2)化简函数解析式;(3)讨论函数的性质(如奇偶性、周期性等)和图象上的特殊点、线(如渐近线、对称轴等);(4)利用基本函数的图象画出所给函数的图象.6.掌握基本函数(一次函数、二次函数、反比例函数、指数函数、对数函数、三角函数)的图象,它们是图象变换的基础.7.函数图象是对函数关系的一种直观、形象的表示,是体现数形结合思想的基础,关于函数图象的知识,应解决好以下三个方面的问题:(1)作图:在定义域内依据函数的性质选取关键的一部分点;(2)识图:在观察、分析图象时,要注意图象的分布、变化趋势、具有的性质,以及解析式与图象的关系等;(3)用图:利用函数的图象可以讨论函数的性质,确定方程根的个数,等等.8.证明图象的对称性时应注意:(1)证明函数图象的对称性,即证明图象上的任意一点关于对称中心(或对称轴)的对称点仍在图象上;(2)证明曲线C1与C2的对称性,即证明C1上任一点关于对称中心(或对称轴)的对称点在C2上,反之亦然.知识拓展(1)y=f(x)为偶函数⇔函数图象关于y轴(即直线x=0)对称⇔f(-x)=f(x)对定义域内任意x 成立.(2)y=f(x+a)为偶函数⇔y=f(x)的图象关于直线x=a对称⇔f(a-x)=f(a+x) 对定义域内任意x成立,或f(2a-x)=f(x), f(2a+x)=f(-x)对定义域内任意x成立.(3)y=f(x)的图象关于直线x=a+b2对称⇔f(a+x)=f(b-x)对定义域内任意x成立,或f(a+b-x)=f(x), f(a+b+x)=f(-x)对定义域内任意x成立.(4)y=f(x)为奇函数⇔函数图象关于O(0,0)对称⇔f(-x)+f(x)=0对定义域内任意x成立.(5)y=f(x+a)为奇函数⇔y=f(x)的图象关于点(a,0)对称⇔f(a-x)+f(a+x)=0 对定义域内任意x成立,或 f(2a-x)+f(x)=0, f(2a+x)+f(-x)=0对定义域内任意x成立.1.(教材习题改编)函数y={x2,x<0,x-1,x≥0的大致图象是( )1.答案 C2.(教材习题改编)小明骑车上学,开始时匀速行驶,途中因交通堵塞停留了一段时间后,为了赶时间加快速度行驶,与以上事件较为符合的图象是( )2.答案 C3.下列函数中,其图象与函数y=ln x的图象关于直线x=1对称的是( )A.y=ln(1-x)B.y=ln(2-x)C.y=ln(1+x)D.y=ln(2+x)3.答案 B的图象是( )4.函数f(x)=11+|x|4.答案 Cf(x)的定义域5.(2019上海崇明检测)已知函数f(x)的图象如图所示,则函数g(x)=lo g√2是.5.答案(2,8]考点一 作函数图象典例1 作出下列函数的图象: (1)y=(12)|x+1|;(2)y=x 2-2|x|-1; (3)y=|log 2(x+1)|. 解析 (1)函数y=(12)|x+1|的图象可由y=(12)x的图象变换而来,如图①所示.(2)y={x 2-2x -1,x ≥0,x 2+2x -1,x <0,图象如图②所示.(3)将函数y=log 2x 的图象向左平移1个单位长度,再将x 轴下方的部分沿x 轴翻折上去,即可得到函数y=|log 2(x+1)|的图象,如图③所示. 方法技巧函数图象的常见画法(1)直接法:当函数解析式(或变形后的解析式)是熟悉的基本函数时,可根据这些函数的特征描出图象的关键点,进而作出图象.(2)转化法:含有绝对值符号的函数,可去掉绝对值符号,转化为分段函数来画图象. (3)图象变换法:若函数图象可由某个基本函数的图象经过平移、伸缩、翻折、对称得到,则可利用图象变换作出. 易错警示(1)画函数的图象一定要注意定义域.(2)利用图象变换法时要注意变换顺序,对不能直接找到熟悉的基本函数的要先变形,并应注意平移变换与伸缩变换的顺序对变换单位及解析式的影响.1-1 分别作出下列函数的图象.(1)y=|lg x|;(2)y=sin|x|.解析(1)先作出y=lg x的图象,再将x轴下方的部分沿x轴翻折上去,即可得函数y=|lg x|的图象,如图①中的实线部分所示.(2)当x≥0时,y=sin|x|与y=sin x的图象完全相同,又y=sin|x|为偶函数,所以图象关于y轴对称,如图②所示.考点二函数图象的识辨典例2 函数f(x)=e x-e-xx2的图象大致为( )答案 B解析因为f(x)的定义域关于原点对称且f(-x)=-f(x), 所以f(x)为奇函数,排除A选项.由f(2)=e2-1e24>1,排除C、D选项.故选B.方法指导识图、辨图的思想方法(1)知图选式①从图象的左右、上下分布观察函数的定义域、值域;②从图象的变化趋势观察函数的单调性;③从图象的对称性观察函数的奇偶性;④从图象的循环往复观察函数的周期性.利用上述方法,排除错误的选项,筛选正确的选项.(2)知式选图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;④从函数的周期性判断图象的循环往复.利用上述方法,排除错误的选项,筛选正确的选项.2-1 (2019浙江金华十校调研)已知函数y=f(x)的图象如图所示,则函数f(x)的解析式可能是( )A.f(x)=(x+1x )cos x B.f(x)=(x+1x)sin xC.f(x)=xcos xD.f(x)=cosxx答案 A 由题图可知,函数f(x)为奇函数,因此排除B.对于选项C,当x=0时,函数值为0,与图象不符,因此排除C.对于选项D,当x→+∞时, f(x)→0,与图象不符,因此排除D.故选A.考点三函数图象的应用命题方向一研究函数的性质典例3 已知函数f(x)=x|x|-2x,则下列结论正确的是( )A. f(x)是偶函数,递增区间是(0,+∞)B. f(x)是偶函数,递减区间是(-∞,1)C. f(x)是奇函数,递减区间是(-1,1)D. f(x)是奇函数,递增区间是(-∞,0)答案 C解析将函数f(x)=x|x|-2x去掉绝对值得f(x)={x2-2x,x≥0,-x2-2x,x<0,画出函数f(x)的图象,如图所示,观察图象可知,函数f(x)的图象关于原点对称,故函数f(x)为奇函数,且在(-1,1)上单调递减.命题方向二求不等式的解集典例4 已知函数y=f(x)的图象是如图所示的折线ACB,且函数g(x)=log2(x+1),则不等式f(x)≥g(x)的解集是( )A.{x|-1<x≤0}B.{x|-1≤x≤1}C.{x|-1<x≤1}D.{x|-1<x≤2}答案 C解析令y=g(x)=log2(x+1),作出函数g(x)的图象,如图,由{x+y=2,y=log2(x+1),得{x=1,y=1.结合图象知,不等式f(x)≥g(x)的解集为{x|-1<x≤1}.命题方向三求参数的取值范围典例5 (2019合肥一中质检)已知函数f(x)={|x|,x≤m,x2-2mx+4m,x>m,其中m>0.若存在实数b,使得关于x的方程f(x)=b有三个不同的根,则m的取值范围是.答案(3,+∞)解析f(x)的大致图象如图所示,若存在b∈R,使得方程f(x)=b有三个不同的根,只需A点在B点的下方, 即4m-m2<m,又m>0,所以m>3.命题方向四确定方程根的个数典例6 已知函数f(x)={|log5(1-x)|(x<1),-(x-2)2+2(x≥1),则关于x的方程f(x+1x-2)=a的实根个数不可能为( )A.5B.6C.7D.8答案 A解析如图所示,在不同的平面直角坐标系中分别画出函数f(x)以及g(x)=x+1x-2的大致图象.当a<0时,方程f(x)=a有1个正根,∴方程f(x+1x-2)=a有2个根;当a=0时,方程f(x)=a有1个正根,另一个根为0,∴f(x+1x-2)=a有3个根;当0<a<1时,方程f(x)=a有2个正根和1个大于-4的负根,∴f(x+1x-2)=a有4个根;当a=1时,方程f(x)=a有1个负根-4和3个正根,∴f(x+1x-2)=a有7个根;当1<a<2时,方程f(x)=a有3个正根和1个小于-4的负根,∴f(x+1x-2)=a有8个根;当a=2时,方程f(x)=a有2个正根和1个小于-4的负根,∴f(x+1x-2)=a有6个根;当a>2时,方程f(x)=a有1个正根和1个小于-4的负根,∴f(x+1x -2)=a有4个根.故f(x+1x-2)=a的实根个数可能为2,3,4,6,7,8.故选A.规律方法1.利用函数的图象研究函数的性质对于已知或易画出在给定区间上图象的函数,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.2.利用函数的图象可解决某些方程和不等式的求解问题,方程f(x)=g(x)的根就是函数f(x)与g(x)图象交点的横坐标;不等式f(x)<g(x)的解集是函数f(x)的图象位于g(x)图象下方的点的横坐标的集合,体现了数形结合思想.3-1 下列区间中,函数f(x)=|lg(2-x)|在其上为增函数的是( )A.(-∞,1]B.[-1,43]C.[0,32) D.[1,2)答案 D 用图象法解决,将y=lg x 的图象关于y 轴对称得到y=lg(-x)的图象,再向右平移两个单位长度,得到y=lg[-(x-2)]的图象,将得到的图象在x 轴下方的部分翻折上来,即得到f(x)=|lg(2-x)|的图象,由图象知,函数f(x)在[1,2)上是增函数,故选D.3-2 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.(0,12) B.(12,1)C.(1,2)D.(2,+∞)答案 B f(x)={x -1,x ≥2,3-x ,x <2.如图,作出y=f(x)的图象,其中A(2,1),则k OA =12.要使方程f(x)=g(x)有两个不相等的实根,则函数f(x)与g(x)的图象有两个不同的交点,由图可知,12<k<1.3-3 已知函数f(x)={-x 2-2x ,x ≥0,x 2-2x ,x <0.若f(3-a 2)<f(2a),则实数a 的取值范围是 .答案 -3<a<1解析 根据所给的分段函数画出函数图象如下:由图象可知函数f(x)在整个定义域上是单调递减的,由f(3-a 2)<f(2a)可得3-a 2>2a,解得-3<a<1.A 组 基础题组1.(2019山西大学附中月考)要得到g(x)=log 22x 的图象,只需将函数f(x)=log 2x 的图象( ) A.向左平移1个单位长度 B.向右平移1个单位长度 C.向上平移1个单位长度 D.向下平移1个单位长度 1.答案 C2.函数f(x)=e 2x +1e 的图象( )A.关于原点对称B.关于直线y=x 对称C.关于x 轴对称D.关于y 轴对称2.答案 D3.(2019绍兴一中月考)函数y=xsin x(x∈[-π,π])的图象可能是( )3.答案 C4.函数f(x)=lg(|x|-1)的大致图象是( )4.答案 B5.(2018浙江,5,4分)函数y=2|x|sin 2x的图象可能是( )5.答案 D 因为y=2|x|sin 2x为奇函数,所以排除A,B;因为2|x|>0,且当0<x<π2时,sin 2x>0,当π2<x<π时,sin 2x<0,所以x∈(0,π2)时,y>0,x∈(π2,π)时,y<0,所以排除C.故选D.6.(2019安徽滁州质检)已知函数y=f(x)的定义域为{x|x∈R,x≠0},且满足f(x)-f(-x)=0,当x>0时, f(x)=ln x-x+1,则函数y=f(x)的大致图象为( )6.答案 D 由f(x)-f(-x)=0得函数f(x)为偶函数,排除A,B;当x>0时, f(x)=ln x-x+1,由f(1)=0, f(e)=2-e<0排除C.故选D.7.已知图①中的图象是函数y=f(x)的图象,则图②中的图象对应的函数可能是( )A.y=f(|x|)B.y=|f(x)|C.y=f(-|x|)D.y=-f(-|x|)7.答案 C ∵图②中的图象是在图①的基础上,去掉函数y=f(x)的图象在y 轴右侧的部分,然后将y 轴左侧的图象翻折到y 轴右侧得来的,∴图②中的图象对应的函数可能是y=f(-|x|).故选C.8.(2019江苏南京模拟)若函数y=(12)|1-x |+m 的图象与x 轴有交点,则m 的取值范围是 . 8.答案 -1≤m<0 解析 作出函数y=(12)|1-x |的图象(如图所示),欲使y=(12)|1-x |+m 的图象与x 轴有交点,则-1≤m<0.9.已知函数f(x)={log 2x ,x >0,2x ,x ≤0,且关于x 的方程f(x)-a=0有两个实根,则实数a 的取值范围是 . 9.答案 (0,1]解析 画出f(x)的图象,由图象可知,要使方程f(x)-a=0有两个实根,即函数y=f(x)的图象与直线y=a 有两个交点,则0<a≤1.10.定义在R上的函数f(x)={lg|x|,x≠0,1,x=0,若关于x的方程f(x)=c(c为常数)恰有三个不同的实数根x1,x2,x3,则x1+x2+x3= .10.答案0解析作出函数y=f(x)的图象,如图,方程f(x)=c有三个不同的实数根,即y=f(x)的图象与直线y=c有三个交点,易知c=1,且一个实数根为0,由lg|x|=1知另两个实数根分别为-10和10,所以x1+x2+x3=0.11.已知函数f(x)=x|m-x|(x∈R),且f(4)=0.(1)求实数m的值;(2)作出函数f(x)的图象;(3)若方程f(x)=a只有一个实数根,求a的取值范围.11.解析(1)因为f(4)=0,所以4|m-4|=0,即m=4.(2)f(x)=x|x-4|={x(x-4)=(x-2)2-4,x≥4,-x(x-4)=-(x-2)2+4,x<4,f(x)的图象如图所示.(3)由f(x)的图象可知,当a>4或a<0时, f(x)的图象与直线y=a只有一个交点,方程f(x)=a只有一个实数根,即a的取值范围是(-∞,0)∪(4,+∞).12.已知函数f(x)的图象与函数h(x)=x+1x+2的图象关于点A(0,1)对称.(1)求f(x)的解析式;(2)若g(x)=f(x)+ax,且g(x)在区间(0,2]上为减函数,求实数a的取值范围.12.解析(1)设f(x)的图象上任一点的坐标为(x,y),则点(x,y)关于点A(0,1)的对称点(-x,2-y)在h(x)的图象上,∴2-y=-x+1-x+2,即y=x+1x,∴f(x)=x+1x.(2)g(x)=f(x)+ax =x+a+1x,则g'(x)=1-a+1x2.∵g(x)在(0,2]上递减,∴g'(x)≤0在(0,2]上恒成立,即a≥x2-1在(0,2]上恒成立,∴a≥(x2-1)max,x∈(0,2],∴a≥3.∴实数a的取值范围是[3,+∞).B组提升题组1.(2019浙江嘉兴高三上期末)函数f(x)=(x+1)ln|x-1|的大致图象是( )1.答案 B 当x>2时, f(x)=(x+1)ln(x-1)>0,可排除A 选项,当x<-1时, f(x)=(x+1)ln(1-x)<0,可排除C 、D 选项,故选B.2.已知f(x)=1-3x1+3x cos(2x+α),x∈R,则当α∈[0,π]时, f(x)的图象不可能是( )2.答案 A 记g(x)=1-3x1+3x ,则g(-x)=1-3-x 1+3-x =3x -13x +1=-g(x),所以g(x)为奇函数.对于A 、B,图象关于y 轴对称,所以f(x)是偶函数,则有α=π2,所以f(x)=-1-3x1+3x sin 2x,当x∈(0,π2)时,f(x)>0,所以A 不可能,B 有可能.对于C 、D,图象关于原点对称,所以f(x)是奇函数,则有α=0或α=π,所以f(x)=1-3x1+3x cos 2x 或f(x)=-1-3x1+3x cos 2x,C 、D 都有可能.故选A.3.(2019绵阳诊断)下图分别为函数y=f(x)及y=g(x)的图象,若方程f(g(x))=0和g(f(x))=0的实根个数分别为a 和b,则a+b= .3.答案10解析由题图可知f(x)=0有3个根,其中一根为0,设另两根为±m,1<m<2,g(x)=0有2个根,设为n,p,且-2<n<-1,0<p<1,由f(g(x))=0得g(x)=0或±m,由题图可知当g(x)所对应的值为0,±m时,其都有2个根,因而a=6;由g(f(x))=0知f(x)=n或p,由题图可知,当f(x)=n时,有1个根,当f(x)=p时,有3个根,即b=1+3=4.所以a+b=6+4=10.4.设函数f(x)的图象与函数y=lg(x+a)的图象关于直线y=x+1对称,且f(-1)+f(0)=1,则实数a= .4.答案 6解析设(x,y)为函数y=f(x)图象上任意一点,其关于直线y=x+1的对称点(y-1,x+1)在函数y=lg(x+a)的图象上,所以x+1=lg(y-1+a),即y=10x+1+1-a,故f(x)=10x+1+1-a,又 f(-1)+f(0)=1,所以1+1-a+10+1-a=1,解得a=6.5.已知定义域为R的函数f(x),对任意的x∈R,均有f(x+1)=f(x-1),且当x∈(-1,1]时,f(x)={x2+2,x∈[0,1],2-x2,x∈(-1,0),则方程f(f(x))=3在区间(-3,3]上的所有实根之和为.5.答案 3解析∵f(x+1)=f(x-1),∴f(x+2)=f(x),∴f(x)是以2为周期的函数.作出函数f(x)在(-3,3]上的图象如图所示.∵f(f(x))=3,∴f(x)=1+2k,k∈Z. ∵1<f(x)≤3,∴f(x)=3, ∵x∈(-3,3], ∴x=-1或x=1或x=3.∴f(f(x))=3在区间(-3,3]上的所有实根之和为(-1)+1+3=3.1.(2018课标全国Ⅱ理,3,5分)函数f(x)=e x -e -x x 的图象大致为( )答案 B 本题主要考查函数的图象.因为f(x)的定义域关于原点对称且f(-x)=-f(x), 所以f(x)为奇函数,排除A 选项; 由f(2)=e 2-1e 24>1,排除C 、D 选项.故选B.2.(2019课标全国Ⅰ,5,5分)函数f(x)=sinx+xcosx+x 在[-π,π]的图象大致为( )答案 D ∵f(-x)=sin(-x)-xcos(-x)+(-x)2=-sinx+xcosx+x2=-f(x),∴f(x)是奇函数.又f(π)=sinπ+πcosπ+π=π-1+π>0,故选D.3.(2019课标全国Ⅲ,7,5分)函数y=2x 32+2-x在[-6,6]的图象大致为( )答案 B 本题考查函数图象的识辨及函数的性质,考查学生“识图”的应用意识和能力,考查的核心素养是逻辑推理.设f(x)=2x 32+2-x(x∈[-6,6]),则f(-x)=2(-x)32-x+2x=-f(x),∴f(x)为奇函数,排除选项C;当x=-1时, f(-1)=-45<0,排除选项D;当x=4时, f(4)=12816+116≈7.97,排除选项A.故选B.。
2021高考数学一轮复习 第二章 函数概念与基本初等函数 Ⅰ 强化训练 函数的性质 理
强化训练函数的性质1.下列函数中,与函数y=-3|x|的奇偶性相同,且在(-∞,0)上的单调性也相同的是( )A.y=1-x2B.y=log2|x|C.y=-错误!D.y=x3-1答案A解析根据题意,函数y=-3|x|为偶函数,在(-∞,0)上为增函数,对于选项A,函数y=1-x2为偶函数,在(-∞,0)上为增函数,符合题意;对于选项B,函数y=log2|x|是偶函数,在(-∞,0)上为减函数,不符合题意;对于选项C,函数y=-错误!为奇函数,不符合题意;对于选项D,函数y=x3-1为非奇非偶函数,不符合题意.故选A。
2.函数f (x)=x+错误!(x≠0)是( )A.奇函数,且在(0,3)上是增函数B.奇函数,且在(0,3)上是减函数C.偶函数,且在(0,3)上是增函数D.偶函数,且在(0,3)上是减函数答案B解析因为f (-x)=-x+错误!=-错误!=-f (x),所以函数f (x)=x+错误!为奇函数.又f′(x)=1-9x2,在(0,3)上f′(x)<0恒成立,∴f (x)在(0,3)上是减函数.3.若函数f (x)=ax2+bx+8(a≠0)是偶函数,则g(x)=2ax3+bx2+9x是( )A.奇函数B.偶函数C.非奇非偶函数D.既奇又偶函数答案A解析由f (x)是偶函数可得b=0,∴g(x)=2ax3+9x,∴g(x)是奇函数.4.(2020·湖北武汉重点中学联考)已知偶函数f (x)在[0,+∞)上单调递减,f (1)=-1,若f (2x-1)≥-1,则x的取值范围为( ) A.(-∞,-1] B.[1,+∞)C.[0,1] D.(-∞,0]∪[1,+∞)答案C解析由题意,得f (x)在(-∞,0]上单调递增,且f (1)=-1,所以f (2x-1)≥f (1),则|2x-1|≤1,解得0≤x≤1.故选C.5.若定义在R上的奇函数f (x)满足对任意的x∈R,都有f (x+2)=-f (x)成立,且f (1)=8,则f (2019),f (2020),f (2021)的大小关系是()A.f (2019)<f (2020)〈f (2021)B.f (2019)〉f (2020)〉f (2021)C.f (2020)>f (2019)>f (2021)D.f (2020)〈f (2021)<f (2019)答案A解析因为定义在R上的奇函数f (x)满足对任意的x∈R,都有f (x+2)=-f (x)成立,所以f (x+4)=f (x),即函数f (x)的周期为4,且f (0)=0,f (2)=-f (0)=0,f (3)=-f (1)=-8,所以f (2019)=f (4×504+3)=f (3)=-8,f (2020)=f (4×505)=f (0)=0,f (2021)=f (4×505+1)=f (1)=8,即f (2019)〈f (2020)〈f (2021).6.(2020·北京大兴模拟)给出下列函数:①f (x)=sin x;②f (x)=tan x;③f (x)=错误!④f (x)=错误!则它们共同具有的性质是()A.周期性B.偶函数C.奇函数D.无最大值答案C解析 f (x)=sin x为奇函数,周期为2π且有最大值;f (x)=tan x为奇函数且周期为π,但无最大值;作出f (x)=错误!的图象(图略),由图象可知此函数为奇函数但无周期性和最大值;作出f (x)=错误!的图象(图略),由图象可知此函数为奇函数但无周期性和最大值.所以这些函数共同具有的性质是奇函数.7.(2019·衡水中学调研)已知定义在R上的函数f (x)满足f (x)=-f 错误!,且f (3)=3,则f (2022)=________.答案3解析∵f (x)=-f 错误!,∴f (x+3)=f 错误!=-f 错误!=f (x).∴f (x)是以3为周期的周期函数.则f (2022)=f (673×3+3)=f (3)=3。
2021高考浙江版数学一轮讲义:第二章 § 2.9 函数模型及其应用 Word版含解析
§ 2.9 函数模型及其应用1.几种常见的函数模型函数模型 函数解析式一次函数模型 f(x)=ax+b(a,b 为常数,且a≠0)反比例函数模型 f(x)=kx (k 为常数且k≠0)二次函数模型f(x)=ax 2+bx+c (a,b,c 为常数,且a≠0)指数函数模型f(x)=ba x +c(a,b,c 为常数,b≠0,a>0且a≠1)对数函数模型 f(x)=blog a x+c(a,b,c 为常数,b≠0,a>0且a≠1) 幂函数模型f(x)=ax n +b(a,b 为常数,且a≠0)2.三种增长型函数模型的图象与性质函数性质 y=a x (a>1)y=log a x (a>1)y=x α (α>0)在(0,+∞) 上的增减性 ① 增函数 ② 增函数 ③ 增函数 增长速度 ④ 越来越快⑤ 越来越慢相对平稳 图象的 变化 随x 增大逐渐表现为与⑥ y 轴 平行随x 增大逐渐表现为与⑦ x 轴 平行取决于α值值的比较 存在一个x 0,当x>x 0时,有log a x<x α<a x3.解函数应用题的步骤(四步八字)(1)审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择函数模型;(2)建模:将自然语言转化为数学语言,将文字语言转化为符号语言,利用数学知识建立相应的函数模型;(3)求模:求解函数模型,得出数学结论;(4)还原:将用数学方法得到的结论还原为实际问题的意义.以上过程用框图表示如下:4.解函数应用题的关键是建立数学模型,顺利地建立数学模型,重点要过好三关:(1)事理关:通过阅读、理解,明白问题讲的是什么,熟悉实际背景,为解题打开突破口;(2)文理关:将实际问题的文字语言转化为数学的符号语言,用数学式子表达数量关系;(3)数理关:在构建数学模型的过程中,用已有数学知识进行检验,从而认定或构建相应的数学模型,完成由实际问题向数学问题的转化.1.有一组实验数据,如下表:t 1.99 3.0 4.0 5.1 6.12v 1.5 4.04 7.5 12 18.01则体现这些数据关系的最佳函数模型是( )A.v=log2t B.v=2t-2C.v=t 2-12D.v=2t-21.答案 C2.某位股民购进某只股票,在接下来的交易时间内,他的这只股票先经历了n次涨停(每次上涨10%),又经历了n次跌停(每次下跌10%),则该股民这只股票的盈亏情况(不考虑其他费用)为( )A.略有盈利B.略有亏损C.没有盈利也没有亏损D.无法判断盈亏情况2.答案 B3.在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积不小于300 m2的内接矩形花园(阴影部分),则其边长x(单位:m)的取值范围是( )A.[15,20]B.[12,25]C.[10,30]D.[20,30]3.答案 C4.某出租车公司规定乘车收费标准如下:3千米以内为起步价8元(即行程不超过3千米,一律收费8元);若超过3千米,则除起步价外,超过的部分再按1.5元/千米计价.司机与某乘客约定按四舍五入以元计费不找零钱.已知该乘客下车时乘车里程数为7.4千米,则该乘客应付的车费为.4.答案15元5.某公司为了业务发展制订了一个激励销售人员的奖励方案,当销售额为8万元时,奖励1万元;x+b(其中y为奖金,x为销当销售额为64万元时,奖励4万元.若公司拟定的奖励模型为y=alog4售额).某业务员要得到8万元奖励,则他的销售额应为万元.5.答案 1 024考点一函数模型的选择典例1 (1)下表是在某个投资方案中,整理到的投入资金x(万元)与收益y(万元)的统计表.投入资金x(万元) 1 2 3 4 5 6收益y(万元) 0.4 0.81.63.1 6.2 12.3你认为体现投入资金x与收益y之间关系的最佳函数模型是( )A.y=ax+bB.y=a·b xC.y=ax2+bx+cD.y=blogax+c(2)某研究所对人体在成长过程中,年龄与身高的关系进行研究,根据统计,某地区未成年人,从1岁到16岁的年龄x(岁)与身高y(米)的散点图如图,则该关系较适宜的函数模型为( )A.y=ax+bB.y=a+logbxC.y=a·b xD.y=ax2+b答案(1)B (2)B解析(1)画出大致散点图,如图所示,根据散点图可知选B.(2)根据散点图可知,较适宜的函数模型为y=a+logbx,故选B.规律方法选择函数模型的基本思想(1)根据数据描绘出散点图;(2)将散点根据趋势“连接”起来,得到大致走势图象;(3)根据图象与常见的基本函数的图象进行联想对比,选择最佳函数模型.但必须注意实际意义与基本图形的平移性相结合.1-1 某地西红柿上市后,通过市场调查,得到西红柿种植成本Q(单位:元/100 kg)与上市时间t(单位:天)的数据如下表:时间t 60 100 180 种植成本Q 116 84 116 根据上表数据,从下列函数中选取一个函数描述西红柿种植成本Q与上市时间t的变化关系:Q=at+b,Q=at2+bt+c,Q=a·b t,Q=a·logbt.利用你选取的函数,求:(1)西红柿种植成本最低时的上市天数是;(2)最低种植成本是元/100 kg.答案(1)120 (2)80解析因为随着时间的增加,种植成本先减少后增加,而且当t=60和t=180时种植成本相等,再结合题中给出的四种函数关系可知,种植成本与上市时间的变化关系应该用二次函数Q=at2+bt+c,即Q=a(t-120)2+m描述,将表中数据代入可得{a(60-120)2+m=116,a(100-120)2+m=84,解得{a=0.01,m=80,所以Q=0.01(t-120)2+80,故当上市天数为120时,种植成本取到最低值80元/100 kg.考点二函数模型的应用典例2 已知炮弹发射后的轨迹在方程y=kx-120(1+k2)·x2(k>0)表示的曲线上,其中k与发射方向有关.炮的射程是指炮弹落地点的横坐标.(1)求炮的最大射程;(2)设在第一象限内有一飞行物(忽略其大小),其飞行高度为3.2千米,问:它的横坐标a 不超过多少时,炮弹可以击中飞行物?请说明理由.解析 (1)在y=kx-120(1+k 2)x 2(k>0)中,令y=0,得kx-120(1+k 2)x 2=0.由实际意义和题设条件知x>0,k>0,解以上关于x 的方程得x=20k 1+k 2=201k+k≤202=10,当且仅当k=1时取等号.所以炮的最大射程是10千米.(2)因为a>0,所以炮弹可以击中目标⇔存在k>0,使得ka-120(1+k 2)a 2=3.2成立⇔关于k 的方程a 2k 2-20ak+a 2+64=0有正根,得{Δ=(-20a )2-4a 2(a 2+64)≥0,k 1+k 2=20a a >0,k 1k 2=a 2+64a 2>0,解得0<a≤6.所以当a 不超过6千米时,炮弹可以击中飞行物. 规律方法已知函数模型求解实际问题的三个步骤(1)根据已经给出的实际问题的函数模型,分清自变量与函数表达式的实际意义,注意单位名称,并注意相关量之间的关系.(2)根据实际问题的需求,研究函数的单调性、最值等,从而得出实际问题的变化趋势和最优问题.(3)最后回归问题的结论.2-1 (2018金华模拟)一个容器装有细沙a cm 3,细沙从容器底部一个细微的小孔慢慢地漏出,t min 后剩余的细沙量(单位:cm 3)为y=ae -bt ,经过8 min 后发现容器内还有一半的细沙,则再经过 min,容器中的细沙只有开始时的八分之一.答案 16解析 当t=8时,y=ae -8b =12a,∴e -8b =12,当容器中的细沙只有开始时的八分之一时,ae -bt =18a,则e -bt =18=(e -8b )3=e -24b ,则t=24,所以再经过16 min,容器中的细沙只有开始时的八分之一.考点三 构建函数模型解决实际问题命题方向一 一次函数与分段函数模型典例3 (2019山西高三期末)为响应“低碳环保,绿色出行”的号召,某市推出“新能源分时租赁汽车”活动,其中一款新能源分时租赁汽车,每次租车收费的标准由以下两部分组成:①根据行驶里程数按1元/千米计费;②当租车时间不超过40分钟时,按0.12元/分钟计费;当租车时间超过40分钟时,超出的部分按0.20元/分钟计费;③租车时间不足1分钟,按1分钟计算.已知张先生从家里到公司的距离为15千米,每天租用该款汽车上下班各一次,且每次租车时间tÎ[20,60](单位:分钟).现统计了他50次的租车时间,整理后得到下表:租车时间t(分钟) [20,30] (30,40] (40,50] (50,60] 频数2182010将上述租车时间的频率视为概率.(1)写出张先生一次租车费用y(元)与租车时间t(分钟)的函数关系式;(2)公司规定,员工上下班可以免费乘坐公司接送车,若不乘坐公司接送车,则每月(按22天计算)给800元车补.从经济收入的角度分析,张先生上下班应该选择公司接送车,还是租用该款新能源汽车?解析 (1)根据题意知,当20≤t≤40时,y=0.12t+15, 当40<t≤60时,y=40×0.12+0.2(t -40)+15=0.2t+11.8, 所以租车费用y(元)与租车时间t(分钟)的函数关系式为 y={0.12t +15,20≤t ≤40,0.2t +11.8,40<t ≤60.(2)由题意知,租赁一次该款汽车的平均费用的估计值为(25×0.12+15)×250+(35×0.12+15)×1850+(45×0.2+11.8)×2050+(55×0.2+11.8)×1050=20.512(元),所以一个月上下班租车费用约为20.512×22×2=902.528(元), 因为902.528>800,所以从经济收入的角度分析,张先生上下班应该选择公司接送车. 规律方法1.确定一次函数模型时,一般是借助两个点来确定,常用待定系数法.2.分段函数模型的求解策略(1)实际问题中有些变量间的关系不能用同一个关系式给出,而是由几个不同的关系式构成,如出租车票价与路程之间的关系,应构建分段函数模型求解.(2)构造分段函数时,要做到分段合理、不重不漏.(3)分段函数的最值是各段最大值(或最小值)中的最大者(或最小者).3-1 国家规定个人稿费纳税办法:不超过800元的不纳税;超过800元而不超过4 000元的按超过800元部分的14%纳税;超过4 000元的按全部稿酬的11.2%纳税,已知某人出版一本书共纳税420元,则这个人应得稿费(扣税前)为( )A.2 800元B.3 000元C.3 800元D.3 818元答案 C 由题意知,纳税额y(元)与稿费x(元)之间的函数关系式为y={0,x ≤800,0.14(x -800),800<x ≤4 000,0.112x ,x >4 000.令0.14(x-800)=420, 解得x=3 800,令0.112x=420,得x=3 750(舍去), 故这个人应得稿费(扣税前)为3 800元.命题方向二 二次函数模型典例4 山东省寿光市绿色富硒产品和特色农产品在国际市场上颇具竞争力,其中香菇远销日本和韩国等地.上市时,外商李经理按市场价格10元/千克在本市收购了2 000千克香菇存放入冷库中.据预测,香菇的市场价格每天每千克将上涨0.5元,但冷库存放这批香菇时每天需要支出各种费用共计340元,而且香菇在冷库中最多保存110天,同时,平均每天有6千克的香菇变质不能出售.(1)若存放x天后,将这批香菇一次性出售,设这批香菇的销售总金额为y元,试写出y与x 之间的函数关系式;(2)李经理如果想获得利润22 500元,需将这批香菇存放多少天后出售?(提示:利润=销售总金额-收购成本-各种费用)(3)李经理将这批香菇存放多少天后出售可获得最大利润?最大利润是多少?解析(1)由题意得,y与x之间的函数关系式为y=(10+0.5x)(2 000-6x)=-3x2+940x+20 000(1≤x≤110).(2)由题意得,(-3x2+940x+20 000)-(10×2 000+340x)=22 500,化简得x2-200x+7 500=0,解得x1=50,x2=150(不符合题意,舍去).因此,李经理如果想获得利润22 500元,需将这批香菇存放50天后出售.(3)设利润为W元,则W=(-3x2+940x+20 000)-(10×2 000+340x)=-3x2+600x=-3(x-100)2+30 000,所以当x=100时,Wmax=30 000.故李经理将这批香菇存放100天后出售可获得最大利润,最大利润为30 000元.易错提醒二次函数的最值一般利用配方法与函数的单调性解决,但一定要密切注意函数的定义域,否则极易出错.3-2 (2019湖北孝感八校联考)共享单车是城市慢行系统的一种创新模式,对于解决民众出行“最后一千米”的问题特别有效,由于停取方便、租用价格低,因此共享单车受到人们的热爱.某自行车厂为共享单车公司生产新样式的单车,已知生产新样式单车的固定成本为20 000元,每生产一辆新样式单车需要多投入100元.根据初步计算,自行车厂的总收益(单位:元)满足分段函数h(x)={400x -12x 2,0<x ≤400,80 000,x >400,其中x 是新样式单车的月产量(单位:辆),利润=总收益-总成本.(1)试将自行车厂获得的利润y(元)表示为月产量x(辆)的函数; (2)当月产量为多少辆时,自行车厂获得的利润最大?最大利润是多少元? 解析 (1)依题意知,总成本为(20 000+100x)元,则 y={-12x 2+300x -20 000,0<x ≤400,60 000-100x ,x >400.(2)当0<x≤400时,y=-12(x-300)2+25 000,故当x=300时,y max =25 000;当x>400时,y=60 000-100x 是减函数,故y<60 000-100×400=20 000.所以当月产量为300辆时,自行车厂获得的利润最大,最大利润为25 000元.命题方向三 指数函数模型典例5 (2019北京人大附中模拟)某种物质在时刻t(min)的浓度M(mg/L)与t 的函数关系式为M(t)=ar t +24(a,r 为常数).在t=0 min 和t=1 min 时,测得该物质的浓度分别为124 mg/L 和64 mg/L,那么在t=4 min 时,该物质的浓度为 mg/L;若该物质的浓度小于24.001 mg/L,则最小的整数t 的值为 .(参考数据:lg 2≈0.301 0)答案 26.56;13解析 t=0时,M=124,即a+24=124,解得a=100. t=1时,M=64,即ar+24=64,∴r=25, 即M(t)=100×(25)t+24, 将t=4代入得M(4)=26.56. 由题意得100×(25)t +24<24.001, 即100×(25)t<0.001,即(25)t<10-5,两边取以10为底的对数得tlg 25<-5, t(lg 2-lg 5)<-5,t[lg 2-(1-lg 2)]<-5, t(2lg 2-1)<-5,∴t>-52lg2-1,∴t min =13. 规律方法1.指数函数模型常与增长率相结合进行考查,在实际问题中有人口增长、银行利率、细胞分裂等增长问题可以利用指数函数模型来表示.2.应用指数函数模型时,关键是对模型的判断,先设定模型,将有关数据代入验证,确定参数,从而确定函数模型.3.y=a(1+x)n 通常利用指数运算与对数函数的性质求解.4.对于直线上升、指数增长、对数增长的特点要注意区分.直线上升:匀速增长,其增长量固定不变;指数增长:先慢后快,其增长量成倍增加,常用“指数爆炸”来形容;对数增长:先快后慢,其增长速度缓慢.3-3 某食品的保鲜时间y(单位:小时)与储存温度x(单位:℃)满足函数关系y=e kx+b (e=2.718…为自然对数的底数,k,b 为常数),若该食品在0 ℃的保鲜时间是192小时,在22 ℃的保鲜时间是48小时,则该食品在33 ℃的保鲜时间是( )A.22小时B.23小时C.33小时D.24小时答案 D 由题意可得x=0时,y=192,x=22时,y=48,分别代入y=e kx+b 可得e b =192,e 22k+b =48,即有e 11k =12,则当x=33时,y=e 33k+b =18×192=24.故选D.命题方向四 对数函数模型典例6 我们知道,燕子每年秋天都要从北方飞往南方过冬,研究燕子的科学家发现,两岁燕子的飞行速度(单位:m/s)可以表示为函数v=5log 2O10,其中O 表示燕子的耗氧量.则当燕子静止时的耗氧量单位和当一只燕子的耗氧量是80个单位时的飞行速度分别是( )A.10个 15 m/sB.10 个 8 m/sC.15 个 15 m/sD.50 个 15 m/s答案 A解析由题意知,当燕子静止时,它的速度v=0,代入v=5log2O10,得0=5log2O10,解得O=10,故燕子静止时的耗氧量为10个单位.当O=80时,v=5log28010=5log28=15,所以当一只燕子的耗氧量是80个单位时的飞行速度为15 m/s.总结提升指数函数、对数函数两类函数模型的应用技巧(1)与指数函数、对数函数两类函数模型有关的实际问题,在求解时,要先学会合理选择模型,在两类模型中,指数函数模型是增长速度越来越快(底数大于1)的一类函数模型,与增长率、银行利率有关的问题都属于指数函数模型.(2)在解决指数函数、对数函数模型问题时,一般需要先通过待定系数法确定函数解析式,再借助函数的图象求解最值,必要时可借助导数.3-4 某种放射性元素的原子数N随时间t的变化规律是N=N0e-λt,其中N、λ为常数且为正数. 由放射性元素的这种性质,可以制造高精度的时钟,用原子数表示时间t为.答案t=-1λln NN0解析因为N=N0e-λt,所以NN0=e-λt,两边同时取以e为底的对数,得ln NN0=-λt,所以t=-1λln NN0.A组基础题组1.某学校开展研究性学习活动,一组同学获得了下面的一组数据:x 1.99 2.8 4 5.1 8y 0.99 1.58 2.01 2.35 3.00现有如下4个函数:①y=0.6x-0.2;②y=x2-55x+8;③y=log2x;④y=2x-3.02.请从中选择一个函数,使它比较近似地反映这些数据的规律,应选( )A.①B.②C.③D.④1.答案 C2.已知三个变量y1,y2,y3随变量x变化的数据如下表:x 1 2 4 6 8 …y12 4 16 64 256 …y21 4 16 36 64 …y30 1 22.5853 …则与y1,y2,y3随x变化情况拟合较好的一组函数模型是( )A.y1=x2,y2=2x,y3=log2xB.y1=2x,y2=x2,y3=log2xC.y1=log2x,y2=x2,y3=2xD.y1=2x,y2=log2x,y3=x22.答案 B3.国家相继出台多项政策控制房地产行业,现在规定房地产行业收入税如下:年收入在280万元及以下的税率为p%;超过280万元的部分按(p+2)%征税.现有一家公司的实际缴税比例为(p+0.25)%,则该公司的年收入是( )A.560万元B.420万元C.350万元D.320万元3.答案 D4.某高校为提升科研能力,计划逐年加大科研经费投入.若该高校2017年全年投入科研经费1 300万元,在此基础上,每年投入的科研经费比上一年增长12%,则该高校全年投入的科研经费开始超过2 000万元的年份是(参考数据:lg 1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11,lg 2≈0.30)() A.2020年 B.2021年C.2022年D.2023年4.答案 B 若2018年是第一年,则第n 年投入的科研经费为1 300×1.12n万元,由1 300×1.12n >2 000,可得lg 1.3+nlg 1.12>lg 2,得0.05n>0.19,n>3.8,所以4年后,即到2021年,该高校投入的科研经费超过2 000万元,故选B.5.一个放射性物质不断衰变为其他物质,每经过一年就有34的质量发生衰变,剩余的质量为原来的14.若该物质剩余的质量不超过原有的1%,则至少需要的年数是( ) A.3 B.4C.5D.65.答案 B 设原物质的质量为单位1,一年后剩余的质量为原来的14,两年后变为原来的(14)2,依次类推,n 年后的质量是原来的(14)n,则(14)n≤1100⇒n>3,故至少需要4年,故选B.6.生产一定数量的商品的全部费用称为生产成本,某企业一个月生产某种商品x 万件时的生产成本为f(x)=(12x 2+2x +20)(万元),商品的售价是每件20元,为获取最大利润(利润=收入-成本),该企业一个月应生产该商品的数量为( ) A.9万件B.18万件C.22万件D.36万件6.答案 B 由题意可得,获得最大利润时的收入是20x 万元,成本是(12x 2+2x +20)万元,设此时的利润为M 万元,则M=20x-(12x 2+2x +20)=-12x 2+18x-20=-12(x-18)2+142≤142,当且仅当x=18时取等号.故选B.7.扶贫小组帮助某农户建造一个面积为100 m 2的矩形养殖区,有一面利用旧墙不花钱,正面用铁栅栏,每米长造价40元,两侧墙砌砖,每米长造价45元,顶部每平方米造价20元,则总造价最低为 元. 7.答案 3 200解析 设正面铁栅栏长为x m,两侧墙长为y m,总造价为z 元,则xy=100, z=40x+90y+20xy,则z=40x+90y+20xy≥2√40x·90y+20xy=120√xy+20xy=1 200+2 000=3 200,当且仅当40x=90y,xy=100,即x=15,y=203时取等号,故总造价最低为3 200元.8.某种产品的产量及销量情况如图所示,其中l1表示产品各年年产量的变化规律,l2表示产品各年的销量变化情况.有以下叙述:①产品产量、销量均以直线上升,仍可按原生产计划进行下去;②产品已经出现了供大于求的情况;③产品的库存积压将越来越严重,应压缩产量或扩大销量;④产品的产、销情况将一直以一定的年增长率递增.你认为较合理的是(填上所有你认为合理的结论的序号).8.答案②③解析产品产量、销量均以直线上升,但直线l1斜率大,上升快,l2斜率小,上升慢,所以随着x的增加,两者差距加大,出现了供大于求的情况,库存积压越来越严重.9.美国对中国芯片的技术封锁,这却激发了中国“芯”的研究热潮.某公司已经成功研发出了A,B两种芯片,该公司研发这两种芯片耗费资金2千万元,现在准备投入资金进行生产.经市场调查与预测,生产A芯片的毛收入与投入的资金成正比,已知每投入1千万元,公司获得毛收入0.25千万元;生产B芯片的毛收入y(千万元)与投入的资金x(千万元)的函数关系为y=kx a(x>0),其图象如图所示.(1)试分别求出生产A,B两种芯片的毛收入y(千万元)与投入资金x(千万元)的函数关系式;(2)如果该公司只生产一种芯片,生产哪种芯片毛收入更大?(3)现在该公司准备投入4亿元资金同时生产A,B两种芯片,设投入x千万元生产B芯片,用f(x)表示公司所得的利润,当x为多少时,可以获得最大利润?并求出最大利润.(利润=A芯片毛收入+B芯片毛收入-研发耗费资金)9.解析 (1)由已知易得生产A 芯片的毛收入与投入资金的函数关系式为y=x4(x>0). 将(1,1),(4,2)代入y=kx a , 得{k =1,k ×4a =2,∴{k =1,a =12, 所以,生产B 芯片的毛收入与投入资金的函数关系式为y=√x (x>0). (2)由x4>√x ,得x>16; 由x4=√x ,得x=16; 由x 4<√x ,得0<x<16.所以,当投入资金大于16千万元时,生产A 芯片的毛收入更大; 当投入资金等于16千万元时,生产A 、B 芯片的毛收入相等; 当投入资金小于16千万元时,生产B 芯片的毛收入更大.(3)由题易得该公司投入(40-x)千万元资金生产A 芯片,所获利润f(x)=40-x 4+√x -2=-14(√x -2)2+9,故当√x =2,即x=4时,公司所获利润最大,最大利润为9千万元.10.某电动小汽车生产企业,年利润=(出厂价-投入成本)×年销售量.已知上年度生产电动小汽车的投入成本为1万元/辆,出厂价为1.2万元/辆,年销售量为10 000辆,本年度为生产绿色环保电动小汽车,提高产品档次,计划增加投入成本,若每辆电动小汽车投入成本增加的比例为x(0<x<1),则出厂价相应提高的比例为0.75x,同时年销售量增加的比例为0.6x. (1)写出本年度预计的年利润y(万元)与投入成本增加的比例x 的函数关系式;(2)为了使本年度的年利润最大,每辆车投入成本增加的比例应为多少?最大年利润是多少? 10.解析 (1)由题意,得y=[1.2×(1+0.75x)-1×(1+x)]×10 000×(1+0.6x)(0<x<1),即y=-600x 2+200x+2 000(0<x<1). (2)y=-600x 2+200x+2 000 =-600(x -16)2+6 0503.∴当x=16时,y 取得最大值,为6 0503,∴每辆车投入成本增加的比例为16时,本年度的年利润最大,最大年利润是6 0503万元.11.在热学中,物体在常温下的温度变化可以用牛顿冷却定律来描述,如果物体的初始温度是T 0,经过一定时间t 后,温度T 将满足T-T a =(12)tℎ(T 0-T a ),其中T a 是环境温度,h 称为半衰期.现有一杯用195 °F 热水冲的速溶咖啡,放在75 °F 的房间内,如果咖啡降到105 °F 需要20分钟,那么降温到95 °F 需要多少分钟?(°F 为华氏温度单位,答案精确到0.1,参考数据:lg 2=0.301 0,lg 3=0.477 1)11.解析 依题意,可令T 0=195,T=105,T a =75,t=20,代入式子得105-75=(195-75)(12)20ℎ,解得h=10.当T=95时,代入式子得95-75=(195-75)·(12)t 10,则(12)t 10=16.∴t=10log 1216=10log 26=10(log 23+1)=10×(lg3lg2+1)=10×(0.477 10.301 0+1)≈25.9.答:降温到95 °F 约需要25.9分钟.12.习总书记在十九大报告中,提出新时代坚持和发展中国特色社会主义的基本方略,包括“坚持人与自然和谐共生,加快生态文明体制改革,建设美丽中国”. 目前我国一些高耗能低效产业(煤炭、钢铁、有色金属、炼化等)的产能过剩,将严重影响生态文明建设,“去产能”将是一项重大任务.十九大后,某行业计划从 2018 年开始,每年的产能比上一年减少的百分比为x(0<x<1).(1)设n 年后(2018 年记为第 1 年)年产能为 2017 年的a 倍,请用a,n 表示x; (2)若x=10%,则至少要到哪一年才能使年产能不超过 2017 的 25%? 参考数据:lg 2=0.301,lg 3=0.477.12.解析 (1)依题意得(1-x)n=a,则1-x=√a n ,则x=1-√a n.(2)设n 年后年产能不超过2017年的25%,则(1-10%)n≤25%,即(910)n≤14,即nlg 910≤lg 14,n(2lg 3-1)≤-2lg 2,则n≥2lg21-2lg3,即n≥30123, ∵13<30123<14,且n∈N *, ∴n 的最小值为14.答:至少要到2031年才能使年产能不超过2017年的25%.13.某创业投资公司拟投资开发某种新能源产品,估计能获得25万元~1 600万元的投资收益,现准备制订一个对科研课题组的奖励方案:奖金y(单位:万元)随投资收益x(单位:万元)的增加而增加,奖金不超过75万元,同时奖金不超过投资收益的20%.即:设奖励方案的函数模型为y=f (x),则公司对函数模型的基本要求是当x∈[25,1 600]时,①f(x)是增函数;②f(x)≤75恒成立;③f(x)≤x5恒成立(1)判断函数f(x)=x30+10是否符合公司奖励方案函数模型的要求,并说明理由;(2)已知函数g(x)=a √x -5(a≥1)符合公司奖励方案函数模型的要求,求实数a 的取值范围. 13.解析 (1)对于函数模型f(x)=x30+10, 当x∈[25,1 600]时, f (x)是单调递增函数, 则f (x) ≤f (1 600) ≤75,显然成立, 令f(x)≤x5,即x30+10≤x5,解得x≥60, ∴f(x)≤x 5不恒成立.综上所述,函数模型f(x)=x30+10满足基本要求①②,但是不满足③, 故函数模型f(x)=x30+10不符合公司要求.(2)当x∈[25,1 600]时,g(x)=a √x -5(a≥1)单调递增, ∴最大值g(1 600)=a √1 600-5=40a-5≤75,∴a≤2,设g(x)=a √x -5≤x5恒成立,则a 2x≤(5+x 5)2恒成立,即a 2≤25x +2+x25,∵25x +x25≥2,当且仅当x=25时取等号, ∴a 2≤2+2=4, ∵a≥1,∴1≤a≤2, 故a 的取值范围是[1,2].B 组 提升题组1.某市生产总值连续两年持续增加,第一年的增长率为p,第二年的增长率为q,则该市这两年生产总值的年平均增长率为( ) A.p+q 2B.(p+1)(q+1)-12C.√pqD.√(p +1)(q +1)-11.答案 D 设两年前的年底该市的生产总值为a,则第二年年底的生产总值为a(1+p)(1+q).设这两年生产总值的年平均增长率为x,则a(1+x)2=a(1+p)(1+q),由于连续两年持续增加,所以x>0,所以x=√(1+p )(1+q )-1,故选D.2.某乡镇现在人均一年占有粮食360千克,如果该乡镇人口平均每年增长1.2%,粮食总产量平均每年增长4%,那么x 年后,若人均一年占有y 千克粮食,则y 关于x 的解析式为( ) A.y=360(1.041.012)x -1B.y=360×1.04xC.y=360×1.04x 1.012D.y=360(1.041.012)x2.答案 D 设该乡镇现在人口总量为M,则该乡镇现在一年的粮食总产量为360M 千克,1年后,该乡镇粮食总产量为360M(1+4%)千克,人口总量为 M(1+1.2%),则人均占有粮食360M (1+4%)M (1+1.2%)千克,2年后,人均占有粮食360M (1+4%)2M (1+1.2%)2千克,……,x 年后,人均占有粮食360M (1+4%)xM (1+1.2%)x千克,即所求解析式为y=360(1.041.012)x.3.(2018杭州八校联考)一艘轮船在匀速行驶过程中每小时的燃料费与速度v 的平方成正比,且比例系数为k,除燃料费外其他费用为每小时96元.当速度为10海里/时时,每小时的燃料费是6元.若匀速行驶10海里,则当这艘轮船的速度为 海里/时时,总费用最小. 3.答案 40解析 设每小时的总费用为y 元,行驶10海里的总费用为W 元,则y=kv 2+96,当v=10时,k×102=6,解得k=0.06,所以y=0.06v 2+96,又匀速行驶10海里所用的时间为10v 小时,故W=10v y=10v (0.06v 2+96)=0.6v+960v≥2√0.6v ·960v=48,当且仅当0.6v=960v,即v=40时等号成立.故总费用最小时轮船的速度为40海里/时.4.(2019镇海中学月考)小王大学毕业后,决定利用所学专业进行自主创业.经过市场调查,生产某小型电子商品需投入年固定成本3万元,每生产x 万件,需另投入流动成本W(x)万元.在年产量不足8万件时,W(x)=13x 2+x;在年产量不小于8万件时,W(x)=6x+100x-38.每件商品售价为5元.通过市场分析,小王生产的商品当年能全部售完.(1)写出年利润L(x)(万元)关于年产量x(万件)的函数解析式;(注:年利润=年销售收入-固定成本-流动成本)(2)年产量为多少万件时,小王在这一商品的生产中所获利润最大?最大利润是多少? 4.解析 (1)因为每件商品售价为5元, 所以x 万件商品销售收入为5x 万元. 依题意得,当0<x<8时,L(x)=5x-(13x 2+x)-3= -13x 2+4x-3;当x≥8时,L(x)=5x-(6x +100x-38)-3=35-(x +100x).所以L(x)={-13x 2+4x -3,0<x <8,35-(x +100x ),x ≥8. (2)当0<x<8时,L(x)=-13(x-6)2+9,。
浙江专用2021版新高考数学一轮复习第二章函数概念与基本初等函数2第2讲函数的单调性与最值课件
??-2≤a+1≤2, ??-3≤a≤1,
解析:由题意得?-2≤2a≤2, 即?-1≤a≤1,
??a+1>2a,
??a<1.
所以-1≤a<1.
答案:[-1,1)
3.(1)若函数 f(x)=x2+2(a-1)x+2 在区间(-∞,4]上是减函数,则实数 a 的取值范围 是________; (2)若函数 f(x)=x2+2(a-1)x+2 的单调递减区间为 (-∞,4],则 a 的值为________.
第二章 函数概念与基本初等函数
第2识 自主回顾
02
核心考点 深度剖析
03
高效演练 分层突破
1.函数的单调性
(1)单调函数的定义
增函数
减函数
一般地,设函数 f(x)的定义域为 I:如果对于定义域 I 内某个区间 D 上的任意两个
定 自变量的值 x1,x2
义 当 x1<x2 时,都有_f_(_x_1)_<_f_(_x_2)__,那么就说函 当 x1<x2 时,都有__f(_x_1_)>__f(_x_2_)_,那么
【解】 f(x)=?????- -xx22+ -22xx+ +11, ,xx≥<00,, =?????--((xx-+11) )22+ +22, ,xx≥ <00. , 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,+∞).
(变条件)若将本例中函数变为 f(x)=|-x2+2x+1|,如何求解? 解:函数 y=|-x2+2x+1|的图象如图所示.由图象可知,函数 y=|-x2 +2x+1|的单调递增区间为 (1- 2,1)和(1+ 2,+∞);单调递减区间 为(-∞,1- 2)和(1,1+ 2).
最新-2021版数学高考大一轮复习备考浙江专用课件:第二章 函数概念与基本初等函数Ⅰ27 精品
题组三 易错自纠 5.下列图象是函数 y=xx2-,1x,<0x,≥0 的图象的是
√
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6.将函数y=f(-x)的图象向右平移1个单位得到函数_f_(_-__x+__1_)_的图象. 解析 图象向右平移1个单位,是将f(-x)中的x变成x-1.
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7.设f(x)=|lg(x-1)|,若0<a<b且f(a)=f(b),则ab的取值范围是_(4_,__+__∞__)_. 解析 画出函数f(x)=|lg(x-1)|的图象如图所示. 由f(a)=f(b)可得-lg(a-1)=lg(b-1), 解得 ab=a+b>2 ab(由于 a<b,故取不到等号), 所以ab>4.
f(x)+k
(1)平移变换
f(x+h)
f(x-h)
f(x)-k
(2)对称变换 ①y=f(x)――关―于――x―轴――对―称―→y=-f(x) ; ②y=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= logax(a>0且a≠1) .
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题型分类 深度剖析
题型一 作函数的图象
作出下列函数的图象: (1)y=12|x|; 解 作出 y=12x 的图象,保留 y=12x 的图象中 x≥0 的部分, 再作出 y=12x 的图象中 x>0 的部分关于 y 轴的对称部分, 即得 y=12|x|的图象,如图①实线部分.
自主演练
基础自测 题组一 思考辨析 1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)当x∈(0,+∞)时,函数y=|f(x)|与y=f(|x|)的图象相同.( × ) (2)函数y=af(x)与y=f(ax)(a>0且a≠1)的图象相同.( × ) (3)函数y=f(x)与y=-f(x)的图象关于原点对称.( × ) (4)若函数y=f(x)满足f(1+x)=f(1-x),则函数f(x)的图象关于直线x=1对称.
2021高考浙江版数学一轮复习讲义: 第2章 第1节 函数及其表示
第二章函数、导数及其应用[深研高考·备考导航]为教师备课、授课提供丰富教学资源[五年考情]考点2021年2021 年2021年2021年2021年函数的概念及其表示7,5分(理)18,15分(理)6,5分(理)10,5分(理)22,14分(理)10,5分(文)17,4分(理)21(2),7分(理)22(2),7分(理)11,4分(文)17,4分(文)21,约4分(文)22,约5分(文)22(1),4分(理)16,4分(文)22,约7分(文)分段函数及其应用10,6分(理)12,6分(文)15,4分(理)15,4分(文)8,5分(理)22(2),4分(理)函数的单调性18(2),约4分(理)20(1),约4分(文)7,5分(理)15,4分(理)8,5分(文)21,约4分(文)7,5分(理)9,5分(理)10,5分(文)21,约6分(文)函数的奇偶性与周期性5,5分(理)11,3分(理)4,5分(理)16,5分(文)二次函数与幂函数18,7分(理)18,15分(理)20,15分(文)10,5分(理)15,4分(理)7,5分(理)17,4分(理)7,5分(文)21,约4分(文)21,约4分(文)从近五年浙江高考试题来看,函数导数及其应用是每年高考命题的重点与热点,既有客观题,又有解答题,各种难度的题目均有.第一节函数及其表示1.函数与映射的概念函数映射两集合A,B设A,B是两个非空的数集设A,B是两个非空的集合对应关系f:A→B 如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应如果按某一个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个元素x,在集合B中都有唯一确定的元素y与之对应名称称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数称f:A→B为从集合A到集合B的一个映射记法函数y=f(x),x∈A映射:f:A→B(1)函数的定义域、值域在函数y=f(x),x∈A中,自变量x的取值范围(数集A)叫做函数的定义域;函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.(2)函数的三要素:定义域、对应关系和值域.(3)相等函数:如果两个函数的定义域一样,并且对应关系完全一致,那么这两个函数为相等函数.(4)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.(1)假设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.(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,分段函数虽由几个局部组成,但它表示的是一个函数.1.(思考辨析)判断以下结论的正误.(正确的打“√〞,错误的打“×〞) (1)函数是特殊的映射.( )(2)函数y =1与y =x 0是同一个函数.( )(3)与x 轴垂直的直线和一个函数的图象至多有一个交点.( ) (4)分段函数是两个或多个函数.( ) [答案] (1)√ (2)× (3)√ (4)× 2.(教材改编)函数y =2x -3+1x -3的定义域为( ) A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞ B .(-∞,3)∪(3,+∞) C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,3∪(3,+∞) D .(3,+∞)C [由题意知⎩⎨⎧2x -3≥0,x -3≠0,解得x ≥32且x ≠3.]3.(2021·金华十校联考)函数f (x )=⎩⎨⎧log 5x ,x >0,2x , x ≤0,那么f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫125=( )A .4 B.14 C .-4D .-14B [∵f ⎝ ⎛⎭⎪⎫125=log 5125=log 55-2=-2, ∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫125=f (-2)=2-2=14,应选B.] 4.函数f (x )=ax 3-2x 的图象过点(-1,4),那么a =________.【导学号:51062021】-2 [∵f (x )=ax 3-2x 的图象过点(-1,4), ∴4=a ×(-1)3-2×(-1),解得a =-2.] 5.给出以下四个命题:①函数是其定义域到值域的映射; ②f (x )=x -3+2-x 是一个函数; ③函数y =2x (x ∈N )的图象是一条直线; ④f (x )=lg x 2与g (x )=2lg x 是同一个函数. 其中正确命题的序号是________. ① [由函数的定义知①正确.∵满足⎩⎨⎧x -3≥0,2-x ≥0的x 不存在,∴②不正确.∵y =2x (x ∈N )的图象是位于直线y =2x 上的一群孤立的点,∴③不正确. ∵f (x )与g (x )的定义域不同,∴④也不正确.]求函数的定义域(1)函数y =3-2x -x 2的定义域是________.(2)(2021·浙江五校联考模拟)假设函数y =f (x )的定义域为[0,2],那么函数g (x )=f (2x )x -1的定义域是________. (1)[-3,1] (2)[0,1) [(1)要使函数有意义,需3-2x -x 2≥0,即x 2+2x -3≤0,得(x -1)(x +3)≤0,即-3≤x ≤1,故所求函数的定义域为[-3,1].(2)由0≤2x ≤2,得0≤x ≤1,又x -1≠0,即x ≠1, 所以0≤x <1,即g (x )的定义域为[0,1).][规律方法] 1.求给出解析式的函数的定义域,可构造使解析式有意义的不等式(组)求解.2.(1)假设f (x )的定义域为[a ,b ],那么f (g (x ))的定义域可由a ≤g (x )≤b 求出; (2)假设f (g (x ))的定义域为[a ,b ],那么f (x )的定义域为g (x )在x ∈[a ,b ]时的值域.[变式训练1] (1)函数f (x )=1-2x +1x +3的定义域为( ) A .(-3,0]B .(-3,1]C .(-∞,-3)∪(-3,0]D .(-∞,-3)∪(-3,1](2)函数f (2x )的定义域为[-1,1],那么f (x )的定义域为________.(1)A (2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2 [(1)由题意,自变量x 应满足⎩⎨⎧1-2x ≥0,x +3>0,解得⎩⎨⎧x ≤0,x >-3,∴-3<x ≤0. (2)∵f (2x )的定义域为[-1,1], ∴12≤2x ≤2,即f (x )的定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2.]求函数的解析式(1)f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +1=lg x ,求f (x )的解析式.(2)f (x )是二次函数且f (0)=2,f (x +1)-f (x )=x -1,求f (x )的解析式. (3)f (x )+2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =x (x ≠0),求f (x )的解析式.[解] (1)令2x +1=t ,由于x >0,∴t >1且x =2t -1,∴f (t )=lg2t -1,即f (x )=lg 2x -1(x >1).5分 (2)设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),由f (0)=2,得c =2,f (x +1)-f (x )=a (x +1)2+b (x +1)-ax 2-bx =x -1,即2ax +a +b =x -1,∴⎩⎨⎧2a =1,a +b =-1,即⎩⎪⎨⎪⎧a =12,b =-32,∴f (x )=12x 2-32x(3)∵f (x )+2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =x ,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +2f (x )=1x .联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧f (x )+2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =x ,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +2f (x )=1x ,解得f (x )=23x -x3(x ≠0).15分[规律方法] 求函数解析式的常用方法(1)待定系数法:假设函数的类型,可用待定系数法;(2)换元法:复合函数f (g (x ))的解析式,可用换元法,此时要注意新元的取值范围;(3)构造法:关于f (x )与f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 或f (-x )的表达式,可根据条件再构造出另外一个等式,通过解方程组求出f (x );(4)配凑法:由条件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 ),即得f (x )的表达式.[变式训练2] (1)f (x +1)=x +2x ,那么f (x )=________.(2)函数f (x )的定义域为(0,+∞),且f (x )=2·f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ·x -1,那么f (x )=________.【导学号:51062021】(1)x 2-1(x ≥1) (2)23 x +13(x >0) [(1)(换元法)设x +1=t (t ≥1),那么x =t -1,所以f (t )=(t -1)2+2(t -1)=t 2-1(t ≥1), 所以f (x )=x 2-1(x ≥1).(配凑法)f (x +1)=x +2x =(x +1)2-1, 又x +1≥1,∴f (x )=x 2-1(x ≥1). (2)在f (x )=2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ·x -1中,用1x 代替x ,得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =2f (x )·1x -1,由⎩⎪⎨⎪⎧f (x )=2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ·x -1,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =2f (x )·1x -1,得f (x )=23 x +13(x >0).]分段函数及其应用☞角度1 求分段函数的函数值(1)(2021·温州联考)假设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫13x ,x ≤0,log 3x ,x >0,那么f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫19=( )A .-2B .-3C .9D .-9(2)(2021·嘉兴市中学模拟)函数f (x )的定义域为(-∞,+∞),如果f (x +2 016)=⎩⎨⎧2sin x ,x ≥0,lg (-x ),x <0,那么f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 016+π4·f (-7 984)=( )A .2 016 B.14 C .4D.12 016(1)C (2)C [(1)∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫13x ,x ≤0,log 3x ,x >0,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫19=log 319=-2,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫19=f (-2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫13-2=9.应选C.(2)当x ≥0时,有f (x +2 016)=2sin x ,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 016+π4=2sin π4=1;当x <0时,f (x +2 016)=lg(-x ),∴f (-7 984)=f (-10 000+2 016)=lg 10 000=4,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 016+π4·f (-7 984)=1×4=4,应选C.] ☞角度2 分段函数的函数值求参数(1)(2021·台州二诊)函数f (x )=⎩⎨⎧log 2x ,x ≥1,x 2+m 2,x <1,假设f (f (-1))=2,那么实数m 的值为( )A .1B .1或-1 C. 3D.3或- 3(2)设函数f (x )=⎩⎨⎧3x -b ,x <1,2x ,x ≥1.假设f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫56=4,那么b =( )A .1 B.78 C.34 D.12(1)D (2)D [(1)f (f (-1))=f (1+m 2)=log 2(1+m 2)=2,m 2=3,解得m =±3,应选D.(2)f ⎝ ⎛⎭⎪⎫56=3×56-b =52-b ,假设52-b <1,即b >32,那么3×⎝ ⎛⎭⎪⎫52-b -b =152-4b =4,解得b =78,不符合题意,舍去;假设52-b ≥1,即b ≤32,那么2-b =4,解得b =12.]☞角度3 解与分段函数有关的方程或不等式(1)(2021·温州一模)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧sin πx 2,-1<x ≤0,log 2(x +1),0<x <1,且f (x )=-12,那么x 的值为________.(2)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x -1,x <1,x 13,x ≥1,那么使得f (x )≤2成立的x 的取值范围是________.(1)-13 (2)(-∞,8] [(1)当-1<x ≤0时,f (x )=sin πx 2=-12,解得x =-13; 当0<x <1时,f (x )=log 2(x +1)∈(0,1),此时f (x )=-12无解,故x 的值为-13. (2)当x <1时,x -1<0,e x -1<e 0=1≤2, ∴当x <1时满足f (x )≤2.当x ≥1时,x≤2,x ≤23=8,∴1≤x ≤8.综上可知x∈(-∞,8].][规律方法] 1.求分段函数的函数值,要先确定要求值的自变量属于定义域的哪一个子集,然后代入该段的解析式求值,当出现f(f(a))的形式时,应从内到外依次求值.2.函数值或函数值范围求自变量的值或范围时,应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.易错警示:当分段函数自变量的范围不确定时,应分类讨论.[思想与方法]1.在判断两个函数是否为同一函数时,要紧扣两点:一是定义域是否一样;二是对应关系是否一样.2.定义域优先原那么:函数定义域是研究函数的根底,对函数性质的讨论,必须在定义域内进展.3.求函数解析式的几种常用方法:待定系数法、换元法、配凑法、构造法.4.分段函数问题要分段求解.[易错与防范]1.求函数定义域时,不要对解析式进展化简变形,以免定义域发生变化.2.用换元法求函数解析式时,应注意元的范围,既不能扩大,又不能缩小,以免求错函数的定义域.3.在求分段函数的值f(x0)时,首先要判断x0属于定义域的哪个子集,然后再代入相应的关系式;如果x0的范围不确定,要分类讨论.课时分层训练(三)函数及其表示A组根底达标(建议用时:30分钟)一、选择题1.以下各组函数中,表示同一函数的是()A.f(x)=x,g(x)=(x)2B.f(x)=x2,g(x)=(x+1)2C.f(x)=x2,g(x)=|x|D.f(x)=0,g(x)=x-1+1-xC[在A中,定义域不同,在B中,解析式不同,在D中,定义域不同.] 2.(2021·浙江名校联考)设M={x|-2≤x≤2},N={y|0≤y≤2},函数f(x)的定义域为M,值域为N,那么f(x)的图象可以是()A B C DB[A项,定义域为[-2,0],D项,值域不是[0,2],C项,当x=0时有两个y值与之对应.应选B.]3.(2021·宁波市质检)f(x)是一次函数,且f[f(x)]=x+2,那么f(x)=() A.x+1B.2x-1C.-x+1 D.x+1或-x-1A[设f(x)=kx+b,那么由f[f(x)]=x+2,可得k(kx+b)+b=x+2,即k2x +kb+b=x+2,∴k2=1,kb+b=2,解得k=1,b=1,那么f(x)=x+1.应选A.] 4.以下函数中,其定义域和值域分别与函数y=10lg x的定义域和值域一样的是() 【导学号:51062021 】A.y=x B.y=lg xC .y =2xD .y =1xD [函数y =10lg x 的定义域与值域均为(0,+∞). 函数y =x 的定义域与值域均为(-∞,+∞).函数y =lg x 的定义域为(0,+∞),值域为(-∞,+∞). 函数y =2x 的定义域为(-∞,+∞),值域为(0,+∞). 函数y =1x的定义域与值域均为(0,+∞).应选D.] 5.函数f (x )=⎩⎨⎧2x -1-2,x ≤1,-log 2(x +1),x >1,且f (a )=-3,那么f (6-a )=( )A .-74B .-54C .-34D .-14A [由于f (a )=-3,①假设a ≤1,那么2a -1-2=-3,整理得2a -1=-1. 由于2x >0,所以2a -1=-1无解; ②假设a >1,那么-log 2(a +1)=-3, 解得a +1=8,a =7,所以f (6-a )=f (-1)=2-1-1-2=-74. 综上所述,f (6-a )=-74.应选A.] 二、填空题6.(2021·温州二次质检)假设函数f (x )=⎩⎨⎧f (x -2),x ≥2,|x 2-2|,x <2,那么f (5)=________.【导学号:51062021】1 [由题意得f (5)=f (3)=f (1)=|12-2|=1.]7.函数y =f (x 2-1)的定义域为[-3,3],那么函数y =f (x )的定义域为________.[-1,2] [∵y =f (x 2-1)的定义域为[-3,3],∴x ∈[-3,3],x 2-1∈[-1,2], ∴y =f (x )的定义域为[-1,2].]8.设函数f (x )=⎩⎨⎧x 2+x ,x <0,-x 2,x ≥0.假设f (f (a ))≤2,那么实数a 的取值范围是________.(-∞,2] [由题意得⎩⎨⎧ f (a )<0,f 2(a )+f (a )≤2或⎩⎨⎧f (a )≥0,-f 2(a )≤2,解得f (a )≥-2.由⎩⎨⎧ a <0,a 2+a ≥-2或⎩⎨⎧a ≥0,-a 2≥-2,解得a ≤ 2.] 三、解答题9.f (x )是一次函数,且满足3f (x +1)-2f (x -1)=2x +17,求f (x )的解析式. 【导学号:51062021】[解] 设f (x )=ax +b (a ≠0),那么3f (x +1)-2f (x -1)=3ax +3a +3b -2ax +2a -2b =ax +5a +b ,4分即ax +5a +b =2x +17不管x 为何值都成立, ∴⎩⎨⎧a =2,b +5a =17,8分 解得⎩⎨⎧a =2,b =7,∴f (x )=2x10.f (x )=x 2-1,g (x )=⎩⎨⎧x -1,x >0,2-x ,x <0.(1)求f (g (2))和g (f (2))的值; (2)求f (g (x ))的解析式. [解] (1)由,g (2)=1,f (2)=3, ∴f (g (2))=f (1)=0,g (f (2))=g (2)当x >0时,g (x )=x -1, 故f (g (x ))=(x -1)2-1=x 2-2x ;8分 当x <0时,g (x )=2-x , 故f (g (x ))=(2-x )2-1=x 2-4x +3.∴f (g (x ))=⎩⎨⎧x 2-2x ,x >0,x 2-4x +3,x <0.15分B 组 能力提升 (建议用时:15分钟)1.具有性质:f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =-f (x )的函数,我们称为满足“倒负〞变换的函数,以下函数: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 .①②B .①③C .②③D .①B [对于①,f (x )=x -1x ,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =1x -x =-f (x ),满足;对于②,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =1x +x =f (x ),不满足;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.综上可知,满足“倒负〞变换的函数是①③.]2.设函数f (x )=⎩⎨⎧3x -1,x <1,2x ,x ≥1,那么满足f (f (a ))=2f (a )的a 的取值范围是________. 【导学号:51062021】⎣⎢⎡⎭⎪⎫23,+∞ [由f (f (a ))=2f (a ),得f (a )≥a <1时,有3a -1≥1,∴a ≥23,∴23≤a <1. 当a ≥1时,有2a ≥1,∴a ≥0,∴a ≥1. 综上,a ≥23.]3.根据如图2-1-1所示的函数y =f (x )的图象,写出函数的解析式.图2-1-1[解] 当-3≤x <-1时,函数y =f (x )的图象是一条线段(右端点除外),设f (x )=ax +b (a ≠0),将点(-3,1),(-1,-2)代入,可得f (x )=-32x -72;3分当-1≤x <1时,同理可设f (x )=cx +d (c ≠0), 将点(-1,-2),(1,1)代入,可得f (x )=32x -12;8分 当1≤x <2时,f (x所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-32x -72,-3≤x <-1,32x -12,-1≤x <1,1,1≤x <2.15分。
2021高考浙江版数学一轮复习: 第2章 重点强化训练1
重点强化训练(一) 函数的图象与性质A 组 根底达标(建议用时:30分钟)一、选择题1.设函数f (x )为偶函数,当x ∈(0,+∞)时,f (x )=log 2x ,那么f (-2)=( )【导学号:51062063】A .-12B.12 C .2 D .-2B [因为函数f (x )是偶函数,所以f (-2)=f (2)=log 22=12.]2.f (x ),g (x )分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且f (x )-g (x )=x 3+x 2+1,那么f (1)+g (1)=( )A .-3B .-1C .1D .3C [用“-x 〞代替“x 〞,得f (-x )-g (-x )=(-x )3+(-x )2+1,化简得f (x )+g (x )=-x 3+x 2+1,令x =1,得f (1)+g (1)=1,应选C.]3.函数f (x )=3x +12x -2的零点所在的一个区间是( )A .(-2,-1)B .(-1,0)C .(0,1)D .(1,2)C [因为函数f (x )在定义域上单调递增,又f (-2)=3-2-1-2=-269<0, f (-1)=3-1-12-2=-136<0,f (0)=30+0-2=-1<0,f (1)=3+12-2=32>0,所以f (0)·f (1)<0,所以函数f (x )的零点所在区间是(0,1).]4.函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增.假设实数a 满足f (log 2a )+f (log 12a )≤2f (1),那么a 的取值范围是( )A .[1,2]B.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2 D .(0,2]C [∵f (log 12a )=f (-log 2a )=f (log 2a ),∴原不等式可化为f (log 2a )≤f (1).又∵f (x )在区间[0,+∞)上单调递增,∴0≤log 2a ≤1,即1≤a ≤2.∵f (x )是偶函数,∴f (log 2a )≤f (-1).又f (x )在区间(-∞,0]上单调递减,∴-1≤log 2a ≤0,∴12≤a ≤12≤a ≤2.]5.(2021·湖州质检(二))假设f (x )是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,∀x 1,x 2∈[0,+∞)(x 1≠x 2),有f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1<0,那么( ) A .f (3)<f (1)<f (-2) B .f (1)<f (-2)<f (3)C .f (-2)<f (1)<f (3)D .f (3)<f (-2)<f (1) D [由对任意的x 1,x 2∈[0,+∞),f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1<0得函数f (x )为[0,+∞)上的减函数,又因为函数f (x )为偶函数,所以f (3)<f (2)=f (-2)<f (1),应选D.]二、填空题6.函数y =f (x )在x ∈[-2,2]上的图象如图2所示,那么当x ∈[-2,2]时,f (x )+f (-x )=________. 【导学号:51062064】图20 [由题图可知,函数f (x )为奇函数,所以f (x )+f (-x )=0.]7.假设函数y =log 2(ax 2+2x +1)的值域为R ,那么a 的取值范围为________.[0,1] [设f (x )=ax 2+2x +1,由题意知,f (x )取遍所有的正实数.当a =0时,f (x )=2x +1符合条件;当a ≠0时,那么⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ=4-4a ≥0,解得0<a ≤1, 所以0≤a ≤1.]8.(2021·温州质检)y =f (x )是定义在R 上的奇函数,在(0,+∞)上是增函数,且f (2)=0,那么满足f (x -1)<0的x 的取值范围是________.(-∞,-1)∪(1,3) [依题意当x ∈(1,+∞)时,f (x -1)<0=f (2)的解集为x <3,即1<x <3;当x ∈(-∞,1)时,f (x -1)<0=f (-2)的解集为x <-1,即x <-1.综上所述,满足f (x -1)<0的x 的取值范围是(-∞,-1)∪(1,3).]三、解答题9.函数f (x )=2x ,当m 取何值时方程|f (x )-2|=m 有一个解,两个解?[解] 令F (x )=|f (x )-2|=|2x -2|,G (x )=m ,画出F (x由图象看出,当m =0或m ≥2时,函数F (x )与G (x )的图象只有一个交点,原方程有一个解;10分当0<m <2时,函数F (x )与G (x10.函数f (x )=m +log a x (a >0且a ≠1)的图象过点(8,2)和(1,-1).(1)求函数f (x )的解析式;(2)令g (x )=2f (x )-f (x -1),求g (x )的最小值及取得最小值时x 的值.【导学号:51062065】[解] (1)由⎩⎪⎨⎪⎧ f (8)=2,f (1)=-1,得⎩⎪⎨⎪⎧m +log a 8=2,m +log a 1=-1,4分 解得m =-1,a =2,故函数解析式为f (x )=-1+log 2x .6分(2)g (x )=2f (x )-f (x -1)=2(-1+log 2x )-[-1+log 2(x -1)]=log 2x 2x -1-1(x >1).8分 ∵x 2x -1=(x -1)2+2(x -1)+1x -1=(x -1)+1x -1+2≥2(x -1)·1x -1+2=4. 12分当且仅当x -1=1x -1,即x =2时,等号成立. 而函数y =log 2x 在(0,+∞)上单调递增,那么log 2x 2x -1-1≥log 24-1=1, 故当x =2时,函数g (xB 组 能力提升(建议用时:15分钟)1.(2021·浙江五校二联)函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且在[0,+∞)上是增函数,那么不等式⎪⎪⎪⎪⎪⎪f (ln x )-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x 2<f (1)的解集为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e B .(0,e) C.⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,e D .(e ,+∞)C [f (x )为R 上的奇函数,那么f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x =f (-ln x )=-f (ln x ),所以⎪⎪⎪⎪⎪⎪f (ln x )-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x 2=|f (ln x )+f (ln x )|2=|f (ln x )|,即原不等式可化为|f (ln x )|<f (1),所以-f (1)<f (ln x )<f (1),即f (-1)<f (ln x )<f (1).又由可得f (x )在R 上单调递增,所以-1<ln x <1,解得1e <x <e ,应选C.]2.函数f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数与奇函数,且g(x)=f(x-1),那么f(2 019)的值为________.0[g(-x)=f(-x-1),由f(x),g(x)分别是偶函数与奇函数,得g(x)=-f(x +1),∴f(x-1)=-f(x+1),即f(x+2)=-f(x),∴f(x+4)=f(x),故函数f(x)是以4为周期的周期函数,那么f(2 019)=f(505×4-1)=f(-1)=g(0)=0.]3.函数f(x)的定义域为D={x|x≠0},且满足对于任意x1,x2∈D,有f(x1·x2)=f(x1)+f(x2).(1)求f(1)的值;(2)判断f(x)的奇偶性并证明你的结论;(3)如果f(4)=1,f(x-1)<2,且f(x)在(0,+∞)上是增函数,求x的取值范围.[解](1)∵对于任意x1,x2∈D,有f(x1·x2)=f(x1)+f(x2),∴令x1=x2=1,得f(1)=2f(1),∴f(2)f(x证明如下:令x1=x2=-1,有f(1)=f(-1)+f(-1),∴f(-1)=12f(1)=0.令x1=-1,x2=x有f(-x)=f(-1)+f(x),∴f(-x)=f(x),∴f(x)为偶函数.10分(3)依题设有f(4×4)=f(4)+f(4)=2,由(2)知,f(x)是偶函数,∴f(x-1)<2⇔f(|x-1|)<f(16).12分又f(x)在(0,+∞)上是增函数,∴0<|x-1|<16,解得-15<x<17且x≠1,14分∴x的取值范围是{x|-15<x<17且x≠1}.15分。
2021高考浙江版数学一轮复习讲义: 第2章 第2节 函数的单调性与最值
第二节函数的单调性与最值1.增函数、减函数一般地,设函数f(x)的定义域为I,区间D⊆I,如果对于任意x1,x2∈D,且x1<x2,那么都有:(1)f(x)在区间D上是增函数⇔f(x1)<f(x2);(2)f(x)在区间D上是减函数⇔f(x1)>f(x2).2.单调性、单调区间的定义假设函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么称函数y=f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.3.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)判断以下结论的正误.(正确的打“√〞,错误的打“×〞)(1)对于函数f(x),x∈D,假设对任意x1,x2∈D,x1≠x2且(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0,那么函数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.以下函数中,在区间(-1,1)上为减函数的是( )A .y =11-xB .y =cos xC .y =ln(x +1)D .y =2-xD [选项A 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;选项B 中,y =cos x 在(-1,1)上先增后减;选项C 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;选项D 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)函数f (x )=2x -1,x ∈[2,6],那么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.函数y =(2k +1)x +b 在R 上是减函数,那么k 的取值范围是________.【导学号:51062021】⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-12 [由题意知2k +1<0,得k <-12.] 5.f (x )=x 2-2x ,x ∈[-2,3]的单调增区间为________,f (x )max =________.[1,3] 8 [f (x )=(x -1)2-1,故f (x )的单调增区间为[1,3],f (x )max =f (-2)=8.] 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-k x 1x 2.2分 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 ,+∞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一样的单调性,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法二:f′(x)=1-kx2.2分令f′(x)>0得x2>k,即x∈(-∞,-k)或x∈(k,+∞),故函数的单调增区间为(-∞,-k)和(k,+∞).6分令f′(x)<0得x2<k,即x∈(-k,0)或x∈(0,k),故函数的单调减区间为(-k,0)和(0,k).12分故函数f(x)在(-∞,-k)和(k,+∞)上单调递增,在(-k,0)和(0,k [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,如此题(1).[变式训练1](1)(2021·湖州二次调研)以下四个函数中,在定义域上不是单调函数的是()A.y=x3B.y=xC.y=1x D.y=⎝⎛⎭⎪⎫12x(2)函数f(x)=log 12(x2-4)的单调递增区间是()A.(0,+∞) B.(-∞,0)C.(2,+∞) D.(-∞,-2)(1)C(2)D[(1)选项A,B中函数在定义域内均为单调递增函数,选项D为在定义域内为单调递减函数,选项C中,设x1<x2(x1,x2≠0),那么y2-y1=1x2-1 x1=x1-x2x1x2,因为x1-x2<0,当x1,x2同号时x1x2>0,1x2-1x1<0,当x1,x2异号时x1x2<0,1x2-1x1>0,所以函数y=1x在定义域上不是单调函数,应选C.(2)由x2-4>0得x>2或x<-2,所以函数f(x)的定义域为(-∞,-2)∪(2,+∞),因为y=log12t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=x2-4的单调递减区间,可知所求区间为(-∞,-2).]利用函数的单调性求最值f(x)=x2+2x+ax,x∈[1,+∞),且a≤1.(1)当a=12时,求函数f(x)的最小值;(2)假设对任意x∈[1,+∞),f(x)>0恒成立,试求实数a的取值范围.[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的范围,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)=1-12x2>0,x∈[1,+∞),即f(x)在[1,+∞)上是增函数,∴f(x)min=f(1)=1+12×1+2=72.4分(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≤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的取值范围是(-3,1].15分法二:f(x)=x+ax+2>0,∵x≥1,∴x2+2x+a>0,8分∴a>-(x2+2x),而-(x2+2x)在x=1时取得最大值-3,∴-3<a≤1,即a 的取值范围为(-3,1].15分[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,假设函数f(x)在闭区间[a,b]上是增函数,那么f(x)在[a,b]上的最大值为f(b),最小值为f(a).请思考,假设函数f(x)在闭区间[a,b]上是减函数呢?[变式训练2]函数f(x)=xx-1(x≥2)的最大值为________.2[法一:∵f′(x)=-1(x-1)2,∴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<xx-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 比拟大小(2021·浙江冲刺卷四)定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x -2)=-f (x ),且在区间[0,1]上是增函数,那么( )A .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫54<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫53<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52B .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫53<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫54 C .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫54<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫53 D .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫53<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫54 D [由f (x -2)=-f (x ),得f (x +2)=-f (x ),又f (x )为R 上的奇函数,从而有f (x +2)=f (-x ).那么f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫53=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫54=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫34.因为f (x )在区间[0,1]上是增函数,且34>13>0,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫34>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13>f (0)=0,即有f ⎝ ⎛⎭⎪⎫54>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫53>0,又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12>f (0)=0,那么f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12<0,从而有f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫53<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫54.] ☞角度2 解不等式函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的函数,且在该区间上单调递增,那么不等式f (2x -1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13的x 的解集是________. 【导学号:51062021】 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫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 求参数的取值范围(1)如果函数f (x )=ax 2+2x -3在区间(-∞,4)上是单调递增的,那么实数a 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,+∞ B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-14,+∞ C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-14,0 D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,0 (2)函数f (x )=⎩⎨⎧ (a -2)x -1,x ≤1,log ax ,x >1,假设f (x )在(-∞,+∞)上单调递增,那么实数a 的取值范围为________.(1)D (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 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,0. (2)要使函数f (x )在R 上单调递增,那么有⎩⎪⎨⎪⎧ 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 的取值范围是(2,3].][规律方法] 1.比拟大小.比拟函数值的大小,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.视参数为数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与单调区间比拟求参数.易错警示:(1)假设函数在区间[a,b]上单调,那么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一样时为增函数,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:比照拟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.[易错与防范]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一样,要分开写,用“,〞隔开,不能用“∪〞连接.课时分层训练(四)函数的单调性与最值A组根底达标(建议用时:30分钟)一、选择题1.以下函数中,定义域是R且为增函数的是() 【导学号:51062021】A.y=2-x B.y=xC.y=log2x D.y=-1 xB[由题知,只有y=2-x与y=x的定义域为R,且只有y=x在R上是增函数.]2.假设函数y =ax 与y =-bx 在(0,+∞)上都是减函数,那么y =ax 2+bx 在(0,+∞)上是( )A .增函数B .减函数C .先增后减D .先减后增B [由题意知,a <0,b <0,那么-b2a <0,从而函数y =ax 2+bx 在(0,+∞)上为减函数.]3.函数f (x )=ln(4+3x -x 2)的单调递减区间是( ) A.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,32 B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞ C.⎝ ⎛⎦⎥⎤-1,32 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,4 D [要使函数有意义需4+3x -x 2>0, 解得-1<x <4,∴定义域为(-1,4). 令t =4+3x -x 2=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -322+254.那么t 在⎝ ⎛⎦⎥⎤-1,32上递增,在⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,4上递减,又y =ln t 在⎝ ⎛⎦⎥⎤0,254上递增, ∴f (x )=ln(4+3x -x 2)的单调递减区间为⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,4.]4.(2021·绍兴质检)函数f (x )=|x +a |在(-∞,-1)上是单调函数,那么a 的取值范围是( )A .(-∞,1]B .(-∞,-1]C .[-1,+∞)D .[1,+∞)A [因为函数f (x )在(-∞,-1)上是单调函数,所以-a ≥-1,解得a ≤1.] 5.(2021·台州调研)函数f (x )=⎩⎨⎧x 2+2x ,x ≥0,x 2-2x ,x <0.假设f (-a )+f (a )≤2f (1),那么a 的取值范围是( )A .[-1,0)B .[0,1]C .[-1,1]D .[-2,2]C [因为函数f (x )是偶函数,故f (-a )=f (a ),原不等式等价于f (a )≤f (1),即f (|a |)≤f (1),而函数在[0,+∞)上单调递增,故|a |≤1,解得-1≤a ≤1.]二、填空题6.(2021·温州一模)函数f (x )=log 2(-x 2+22)的值域为________.【导学号:51062022】⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,32 [∵0<-x 2+22≤22, ∴当x =0时,f (x )取得最大值, f (x )max =f (0)=log 222=32, ∴f (x )的值域为⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,32.]7.函数f (x )为R 上的减函数,假设m <n ,那么f (m )________f (n );假设f ⎝ ⎛⎭⎪⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪1x <f (1),那么实数x 的取值范围是________.> (-1,0)∪(0,1) [由题意知f (m )>f (n );⎪⎪⎪⎪⎪⎪1x >1,即|x |<1,且x ≠0.故-1<x <1且x ≠0.]8.(2021·宁波模拟)设函数f (x )=⎩⎨⎧-x +a ,x <1,2x ,x ≥1的最小值为2,那么实数a 的取值范围是________.[3,+∞) [当x ≥1时,f (x )≥2,当x <1时,f (x )>a -a -1≥2,∴a ≥3.] 三、解答题 9.函数f (x )=-2x +1,x ∈[0,2],用定义证明函数的单调性,并求函数的最大值和最小值. 【导学号:51062023】[解] 设0≤x 1<x 2≤2,那么f (x 1)-f (x 2)=-2x 1+1-⎝⎛⎭⎪⎫-2x 2+1=-2(x 2+1-x 1-1)(x 1+1)(x 2+1)=-2(x 2-x 1)(x 1+1)(x 2+1).3分由0≤x 1<x 2≤2,得x 2-x 1>0,(x 1+1)(x 2+1)>0,6分 所以f (x 1)-f (x 2)<0, 即f (x 1)<f (x 2), 故f (x )在区间[0,2] 因此,函数f (x )=-2x +1在区间[0,2]的左端点取得最小值,右端点取得最大值,即最小值是f (0)=-2,最大值是f (2)=-23.15分10.f (x )=xx -a(x ≠a ). (1)假设a =-2,试证f (x )在(-∞,-2)上单调递增;(2)假设a >0且f (x )在(1,+∞)上单调递减,求a 的取值范围. [解] (1)证明:设x 1<x 2<-2, 那么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).4分∵(x 1+2)(x 2+2)>0,x 1-x 2<0, ∴f (x 1)<f (x 2), ∴f (x )在(-∞(2)f (x )=x x -a =x -a +a x -a =1+ax -a,当a >0时,f (x )在(-∞,a ),(a ,+∞)上是减函数,10分又f (x )在(1,+∞)内单调递减,∴0<a ≤1,故实数a 的取值范围是(0,1].15分B 组 能力提升 (建议用时:15分钟)1.(2021·诸暨市一中模拟)函数f (x )=e x -1,g (x )=-x 2+4x -3,假设存在f (a )=g (b ),那么实数b 的取值范围为( )A .[0,3]B .(1,3)C .[2-2,2+2]D .(2-2,2+2)D [由题可知f (x )=e x -1>-1,g (x )=-x 2+4x -3=-(x -2)2+1≤1, 假设f (a )=g (b ),那么g (b )∈(-1,1], 即-b 2+4b -3>-1,即b 2-4b +2<0, 解得2-2<b <2+ 2.所以实数b 的取值范围为(2-2,2+2),应选D.]2.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,1] .(1,+∞) [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,+∞).]3.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)假设f (3)=-1,求f (x )在[2,9]上的最小值. 【导学号:51062024】 [解] (1)令x 1=x 2>0,代入得f (1)=f (x 1)-f (x 1)=0,故f(2)证明:任取x 1,x 2∈(0,+∞),且x 1>x 2,那么x 1x 2>1,当x >1时,f (x )<0,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1x 2<0,5分即f (x 1)-f (x 2)<0,因此f (x 1)<f (x 2), ∴函数f (x )在区间(0,+∞(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),12分而f (3)=-1,∴f (9)=-2. ∴f (x )在[2,9]。
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专项强化练二 基本初等函数Ⅰ及其应用
1.若函数f(x)=|x+1|+|x+a|的图象关于直线x=1对称,则a 的值为( ) A.1
B.-1
C.-3
D.-5
1.答案 C 若函数f(x)的图象关于直线x=1对称,则f(1+x)=f(1-x)对于任意实数x 恒成立,即|x+2|+|x+1+a|=|x-2|+|x-1-a|对于任意实数x 恒成立,从而有{-2=1+a ,
-1-a =2,解得a=-3,故选C.
2.若关于x 的方程7x 2-(m+13)x-m-2=0的一个根在区间(0,1)内,另一个根在区间(1,2)内,则实数m 的取值范围是( ) A.(-4,-2) B.(-3,-2)
C.(-4,0)
D.(-3,1)
2.答案 A 设函数f(x)=7x 2-(m+13)x-m-2,
∵方程7x 2-(m+13)x-m-2=0的一个根在区间(0,1)内,另一个根在区间(1,2)内, 又f(x)的图象开口向上, ∴{f (0)>0,f (1)<0,f (2)>0,即{-m -2>0,-2m -8<0,-3m >0,
解得-4<m<-2,
即实数m 的取值范围是(-4,-2).故选A. 3.函数f(x)=
ax+b (x+c )
2
的图象如图所示,则下列结论成立的是( )
A.a>0,b>0,c<0
B.a<0,b>0,c>0
C.a<0,b>0,c<0
D.a<0,b<0,c<0
3.答案 C 函数f(x)的定义域为{x|x≠-c},由题图可知-c=x P >0,即c<0,排除B.令f(x)=0,可得x=-b
a
,则x N =-b
a ,又x N >0,则b
a <0.所以a,
b 异号,排除A,D.故选C.
4.(2019浙江高三模拟)已知函数f(x)=x 2-bx+a 的部分图象如图所示,则函数g(x)=e x +f '(x)的零点所在的区间为( )
A.(-1,0)
B.(0,1)
C.(1,2)
D.(2,3)
4.答案 B 由题图可知,0<f(0)=a<1, f(1)=1-b+a=0,所以1<b<2.
又f '(x)=2x-b,所以g(x)=e x +2x-b,所以g'(x)=e x +2>0,所以g(x)在R 上单调递增, 又g(0)=1-b<0,g(1)=e+2-b>0,
所以根据零点存在性定理可知,函数g(x)的零点所在的区间是(0,1), 故选B.
5.(2018镇海中学期末)关于x 的方程x 2-(a-1)x+4=0在区间[1,3]内有两个不等实根,则实数a 的取值范围是( ) A.(4,5] B.[3,6]
C.(5,16
3]
D.[16
3,6)
5.答案 C ∵关于x 的方程x 2-(a-1)x+4=0在区间[1,3]内有两个不等实根, ∴{
Δ=(a -1)2
-16>0,1<a -12<3,1-(a -1)+4≥0,9-3(a -1)+4≥0,
解得5<a≤16
3,故选C. 6.(2019台州中学月考)已知x 1,x 2为一元二次方程x 2+(1+a)x+1+a+b=0的两个实根,且0<x 1<1,x 2>1,则b a 的取值范围是( ) A.(-1,-1
2]
B.(-1,-1
2)
C.(-2,-1
2]
D.(-2,-1
2)
6.答案 D 令f(x)=x 2+(1+a)x+1+a+b,易知函数f(x)的图象开口向上, ∵方程x 2+(1+a)x+1+a+b=0的两根满足0<x 1<1<x 2, ∴{
f (0)>0,f (1)<0,即{1+a +b >0,
3+2a +b <0,
其对应的平面区域如图中的阴影区域所示.
又b
a 表示阴影区域内一点与原点连线的斜率, 故由图可知
b a ∈(-2,-1
2), 故选D.
7.已知函数f(x)=x 2
-x-4x
x -1(x<0),g(x)=x 2
+bx-2(x>0),b∈R,若f(x)图象上存在两个不同的点A,B 分别与g(x)图象上A',B'两点关于y 轴对称,则b 的取值范围是( ) A.(-4√2-5,+∞) B.(4√2-5,+∞) C.(-4√2-5,1)
D.(4√2-5,1)
7.答案 D 设函数g(x)图象上任一点的坐标为(x,x 2+bx-2),其关于y 轴的对称点的坐标为(-x,x 2+bx-2),所以方程x 2+bx-2=x 2
+x--4x
-x -1,即(b-1)x 2+(b+1)x-2=0在(0,+∞)上有两个不等实根,所以{ Δ=(b +1)2
+8(b -1)>0,-2
b -1>0,-b+1
2(b -1)>0,
解得4√2-5<b<1,即实数b 的取值范围是(4√2-5,1),故选D.
8.函数f(x)={(x -1)2
,x ≥0,|e x
-2|,x <0,则f(-1)= ,若方程f(x)=m 有两个不同的实数根,则m 的取值范围是 . 8.答案 2-1
e ;(0,2)
解析 f(-1)=|1
e -2|=2-1
e .作出函数f(x)的图象,如图,当x<0时, f(x)=2-e x ∈(1,2),∴当x≤1时, f(x)∈[0,2),当x>1时, f(x)>0,若方程f(x)=m 有两个不同的实数根,则0<m<2,即实数m 的取值范围是(0,2).
9.(2019浙江三校第二次联考)定义max{a,b}={a ,a ≥b ,
b ,a <b ,
已知函数f(x)=max{|x|,-(x-1)2+b},b∈R, f(1)>1,则b 的取值范围是 ;若f(x)=2有四个不同的实根,则b 的取值范围是 . 9.答案 (1,+∞);(2,3)
解析 由题意得f(1)=max{1,b},当b≤1时, f(1)=1,不符合题意,当b>1时, f(1)=b>1,故b 的取值范围是(1,+∞).
如图所示,A(1,b),令-(x-1)2+b=x,解得x=1±√4b -3
2
, 则B (
1+√4b -3
2
,
1+√4b -3
2
) .
若f(x)=2有四个不同的实根,则1+√4b -3
2
<2<b,解得2<b<3,即b∈(2,3).
10.(2019浙江台州高三上期末)若函数f(x)=x 2+(1
3+a)x+b 在[-1,1]上有零点,则a 2-3b 的最小值为 . 10.答案 -1
3
解析 设函数f(x)的零点为x 0,x 0∈[-1,1],则由f(x 0)=0得b=-x 02
-(1
3+a)x 0, 所以a 2-3b=a 2+3x 02+(1+3a)x 0
=(a +3
2x 0)2+34(x 0+23)2-1
3, 当x 0=-2
3,a=1时,a 2-3b 有最小值-1
3.
11.(2019浙江金丽衢十二校高三第一次联考)偶函数f(x)满足f(x-1)=f(x+1),且当x∈[0,1]时, f(x)=x,则f (4
3)= ;若在区间[-1,3]内,函数g(x)=f(x)-kx-k 有4个零点,则实数k 的取值范围是 . 11.答案 2
3;(0,14]
解析 ∵偶函数f(x)满足f(x-1)=f(x+1), ∴f(x)=f(x+2),
即函数f(x)是周期为2的周期函数, ∴f (4
3)=f (4
3-2)=f (-2
3)=f (2
3)=2
3. 若-1≤x≤0,则0≤-x≤1, 则f(-x)=-x=f(x), 即f(x)=-x,-1≤x≤0, 令g(x)=f(x)-kx-k=0, 得f(x)=k(x+1),
函数g(x)=f(x)-kx-k 有4个零点,
即函数f(x)与h(x)=k(x+1)有四个不同的交点, 作出函数f(x),h(x)的图象,如图:
由图可知,h(x)的图象过定点A(-1,0), f(3)=1, 则0<h(3)≤1,
,
即0<4k≤1,得0<k≤1
4
].
即实数k的取值范围是(0,1
4。