高中数学基本初等函数知识点梳理
基本初等函数知识点归纳
基本初等函数知识点归纳1.常值函数:常值函数是指在定义域上的值始终相同的函数。
常见的常值函数有恒等于0的零函数和恒等于1的单位函数。
常值函数的图像是一条与x轴平行的直线。
2.幂函数:幂函数是指形如y=x^n的函数,其中n是一个实数。
当n 为正偶数时,函数的图像在原点右侧递增;当n为正奇数时,图像在全定义域递增;当n为负数时,图像在全定义域递减。
特殊地,当n为0时,函数为常值函数13.指数函数:指数函数是形如y=a^x的函数,其中a为正实数且a≠1、指数函数的图像可以是递增或递减的曲线,具体取决于底数a的大小关系。
当a>1时,函数递增;当0<a<1时,函数递减。
指数函数特点是它们的图像都经过点(0,1)。
4. 对数函数:对数函数是指形如y = log_a(x)的函数,其中a为正实数且a ≠ 1、对数函数是指数函数的反函数,因此它们的图像是关于y = x对称的。
对数函数的图像在定义域上递增,对数函数的唯一一个特殊点是(1,0)。
5. 三角函数:三角函数包括正弦函数sin(x)、余弦函数cos(x)、正切函数tan(x)、余切函数cot(x)、正割函数sec(x)和余割函数csc(x)。
这些函数在三角学中起着重要的作用,并且它们的图像都是周期性的。
正弦函数和余弦函数的图像是一条在[-1,1]之间往复的波浪线,而正切函数和余切函数的图像是一条通过原点的无数个波浪线。
6. 反三角函数:反三角函数是三角函数的反函数。
反三角函数包括反正弦函数asin(x)、反余弦函数acos(x)、反正切函数atan(x)等。
它们的定义域和值域与所对应的三角函数的范围正好相反。
反三角函数的图像和所对应的三角函数的图像关于y = x对称。
以上是基本初等函数的主要内容,它们是数学中最常见的函数,不仅在实际问题中有着广泛的应用,而且还在高中数学的教学中起到了重要的作用。
通过对这些函数的学习与理解,可以更好地掌握数学知识,提高数学解题的能力。
高中数学知识点总结(第二章 函数的概念与基本初等函数Ⅰ第一节 函数及其表示)
第二章函数的概念与基本初等函数Ⅰ第一节函数及其表示一、基础知识1.函数与映射的概念2.函数的有关概念(1)函数的定义域、值域:在函数y=f(x),x∈A中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.求函数定义域的策略(1)确定函数的定义域常从解析式本身有意义,或从实际出发.(2)如果函数y=f(x)是用表格给出,则表格中x的集合即为定义域.(3)如果函数y=f(x)是用图象给出,则图象在x轴上的投影所覆盖的x的集合即为定义域.(2)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.(3)相等函数:如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,则这两个函数相等,这是判断两函数相等的依据.两函数值域与对应关系相同时,两函数不一定相同.(4)函数的表示法:表示函数的常用方法有:解析法、图象法、列表法.3.分段函数若函数在其定义域内,对于定义域内的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数通常叫做分段函数.关于分段函数的3个注意(1)分段函数虽然由几个部分构成,但它表示同一个函数.(2)分段函数的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集.(3)各段函数的定义域不可以相交.考点一 函数的定义域[典例] (1)(2019·长春质检)函数y =ln1-x x +1+1x的定义域是( ) A .[-1,0)∪(0,1) B .[-1,0)∪(0,1] C .(-1,0)∪(0,1]D .(-1,0)∪(0,1)(2)已知函数f (x )的定义域为(-1,0),则函数f (2x +1)的定义域为( ) A .(-1,1) B.⎝⎛⎭⎫-1,-12 C .(-1,0)D.⎝⎛⎭⎫12,1[解析] (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧1-x >0,x +1>0,x ≠0,解得-1<x <0或0<x <1.所以原函数的定义域为(-1,0)∪(0,1).(2)令u =2x +1,由f (x )的定义域为(-1,0),可知-1<u <0,即-1<2x +1<0, 得-1<x <-12.[答案] (1)D (2)B [解题技法]1.使函数解析式有意义的一般准则(1)分式中的分母不为0; (2)偶次根式的被开方数非负; (3)y =x 0要求x ≠0;(4)对数式中的真数大于0,底数大于0且不等于1; (5)正切函数y =tan x ,x ≠k π+π2(k ∈Z);(6)实际问题中除考虑函数解析式有意义外,还应考虑实际问题本身的要求. 2.抽象函数的定义域问题(1)若已知函数f (x )的定义域为[a ,b ],其复合函数f (g (x ))的定义域由不等式a ≤g (x )≤b 求出;(2)若已知函数f (g (x ))的定义域为[a ,b ],则f (x )的定义域为g (x )在x ∈[a ,b ]上的值域. [题组训练] 1.函数f (x )=1lnx +1+4-x 2的定义域为( ) A .[-2,0)∪(0,2] B .(-1,0)∪(0,2] C .[-2,2]D .(-1,2]解析:选B 由⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,ln x +1≠0,4-x 2≥0,得-1<x ≤2,且x ≠0.2.若函数y =f (x )的定义域是[1,2 019],则函数g (x )=f x +1x -1的定义域是________________.解析:因为y =f (x )的定义域是[1,2 019],所以若g (x )有意义,应满足⎩⎪⎨⎪⎧1≤x +1≤2 019,x -1≠0,所以0≤x ≤2 018,且x ≠1.因此g (x )的定义域是{x |0≤x ≤2 018,且x ≠1}. 答案:{x |0≤x ≤2 018,且x ≠1}考点二 求函数的解析式[典例] (1)已知二次函数f (2x +1)=4x 2-6x +5,求f (x ); (2)已知函数f (x )满足f (-x )+2f (x )=2x ,求f (x ). [解] (1)法一:待定系数法因为f (x )是二次函数,所以设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则f (2x +1)=a (2x +1)2+b (2x +1)+c =4ax 2+(4a +2b )x +a +b +c .因为f (2x +1)=4x 2-6x +5, 所以⎩⎪⎨⎪⎧4a =4,4a +2b =-6,a +b +c =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-5,c =9,所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R). 法二:换元法令2x +1=t (t ∈R),则x =t -12,所以f (t )=4⎝⎛⎭⎫t -122-6·t -12+5=t 2-5t +9(t ∈R),所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R). 法三:配凑法因为f (2x +1)=4x 2-6x +5=(2x +1)2-10x +4=(2x +1)2-5(2x +1)+9, 所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R).(2)解方程组法由f (-x )+2f (x )=2x , ① 得f (x )+2f (-x )=2-x ,② ①×2-②,得3f (x )=2x +1-2-x . 即f (x )=2x +1-2-x3.故f (x )的解析式是f (x )=2x +1-2-x3(x ∈R).[解题技法] 求函数解析式的4种方法及适用条件 (1)待定系数法先设出含有待定系数的解析式,再利用恒等式的性质,或将已知条件代入,建立方程(组),通过解方程(组)求出相应的待定系数.(2)换元法对于形如y =f (g (x ))的函数解析式,令t =g (x ),从中求出x =φ(t ),然后代入表达式求出f (t ),再将t 换成x ,得到f (x )的解析式,要注意新元的取值范围.(3)配凑法由已知条件f (g (x ))=F (x ),可将F (x )改写成关于g (x )的表达式,然后以x 替代g (x ),便得f (x )的解析式.(4)解方程组法已知关于f (x )与f ⎝⎛⎭⎫1x 或f (-x )的表达式,可根据已知条件再构造出另外一个等式组成方程组,通过解方程组求出f (x ).[提醒] 由于函数的解析式相同,定义域不同,则为不相同的函数,因此求函数的解析式时,如果定义域不是R ,一定要注明函数的定义域.[题组训练]1.[口诀第2句]已知f (x )是二次函数,且f (0)=0,f (x +1)=f (x )+x +1,则f (x )=________________.解析:设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 由f (0)=0,知c =0,f (x )=ax 2+bx . 又由f (x +1)=f (x )+x +1,得a (x +1)2+b (x +1)=ax 2+bx +x +1, 即ax 2+(2a +b )x +a +b =ax 2+(b +1)x +1,所以⎩⎪⎨⎪⎧2a +b =b +1,a +b =1,解得a =b =12.所以f (x )=12x 2+12x (x ∈R).答案:12x 2+12x (x ∈R)2.[口诀第3句]已知f ⎝⎛⎭⎫2x +1=lg x ,则f (x )=________________.解析:令2x +1=t ,得x =2t -1,则f (t )=lg 2t -1,又x >0,所以t >1,故f (x )的解析式是f (x )=lg2x -1(x >1). 答案:lg2x -1(x >1) 3.[口诀第4句]已知f (x )满足2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,则f (x )=________. 解析:∵2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,①把①中的x 换成1x ,得2f ⎝⎛⎭⎫1x +f (x )=3x.② 联立①②可得⎩⎨⎧2f x +f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,2f ⎝⎛⎭⎫1x +f x =3x,解此方程组可得f (x )=2x -1x(x ≠0).答案:2x -1x (x ≠0)考点三 分段函数考法(一) 求函数值[典例] (2019·石家庄模拟)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3x ,x >0,a x +b ,x ≤0(0<a <1),且f (-2)=5,f (-1)=3,则f (f (-3))=( )A .-2B .2C .3D .-3[解析] 由题意得,f (-2)=a -2+b =5,①f (-1)=a -1+b =3,②联立①②,结合0<a <1,得a =12,b =1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3x ,x >0,⎝⎛⎭⎫12x +1,x ≤0,则f (-3)=⎝⎛⎭⎫12-3+1=9,f (f (-3))=f (9)=log 39=2. [答案] B[解题技法] 求分段函数的函数值的策略(1)求分段函数的函数值时,要先确定要求值的自变量属于哪一区间,然后代入该区间对应的解析式求值;(2)当出现f (f (a ))的形式时,应从内到外依次求值;(3)当自变量的值所在区间不确定时,要分类讨论,分类标准应参照分段函数不同段的端点.考法(二) 求参数或自变量的值(或范围)[典例] (2018·全国卷Ⅰ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤0,1,x >0,则满足f (x +1)<f (2x )的x 的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(0,+∞)C .(-1,0)D .(-∞,0)[解析] 法一:分类讨论法①当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x ≤0,即x ≤-1时,f (x +1)<f (2x ),即为2-(x +1)<2-2x,即-(x +1)<-2x ,解得x <1. 因此不等式的解集为(-∞,-1].②当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x >0时,不等式组无解.③当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x ≤0,即-1<x ≤0时,f (x +1)<f (2x ),即为1<2-2x,解得x <0.因此不等式的解集为(-1,0).④当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x >0,即x >0时,f (x +1)=1,f (2x )=1,不合题意.综上,不等式f (x +1)<f (2x )的解集为(-∞,0). 法二:数形结合法∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤0,1,x >0,∴函数f (x )的图象如图所示. 结合图象知,要使f (x +1)<f (2x ), 则需⎩⎪⎨⎪⎧x +1<0,2x <0,2x <x +1或⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥0,2x <0, ∴x <0,故选D. [答案] D[解题技法]已知函数值(或范围)求自变量的值(或范围)的方法(1)根据每一段的解析式分别求解,但要注意检验所求自变量的值(或范围)是否符合相应段的自变量的取值范围,最后将各段的结果合起来(求并集)即可;(2)如果分段函数的图象易得,也可以画出函数图象后结合图象求解.[题组训练]1.设f (x )=⎩⎨⎧x ,0<x <1,2x -1,x ≥1,若f (a )=f (a +1),则f ⎝⎛⎭⎫1a =( ) A .2 B .4 C .6D .8解析:选C 当0<a <1时,a +1>1,f (a )=a ,f (a +1)=2(a +1-1)=2a , ∵f (a )=f (a +1),∴a =2a , 解得a =14或a =0(舍去).∴f ⎝⎛⎭⎫1a =f (4)=2×(4-1)=6.当a ≥1时,a +1≥2,f (a )=2(a -1),f (a +1)=2(a +1-1)=2a , ∵f (a )=f (a +1),∴2(a -1)=2a ,无解. 综上,f ⎝⎛⎭⎫1a =6.2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x ≤1,f x -1,x >1,则f (f (3))=________.解析:由题意,得f (3)=f (2)=f (1)=21=2, ∴f (f (3))=f (2)=2. 答案:23.(2017·全国卷Ⅰ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≤0,2x ,x >0,则满足f (x )+f ⎝⎛⎭⎫x -12>1的x 的取值范围是________.解析:由题意知,可对不等式分x ≤0,0<x ≤12,x >12讨论.①当x ≤0时,原不等式为x +1+x +12>1,解得x >-14,故-14<x ≤0.②当0<x ≤12时,原不等式为2x +x +12>1,显然成立.③当x >12时,原不等式为2x +2x -12>1,显然成立.综上可知,所求x 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-14,+∞. 答案:⎝⎛⎭⎫-14,+∞ 4.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x -7,x <0,x ,x ≥0,若f (a )<1,则实数a 的取值范围是____________.解析:若a <0,则f (a )<1⇔⎝⎛⎭⎫12a-7<1⇔⎝⎛⎭⎫12a <8,解得a >-3,故-3<a <0; 若a ≥0,则f (a )<1⇔a <1,解得a <1,故0≤a <1. 综上可得-3<a <1. 答案:(-3,1)[课时跟踪检测]1.下列所给图象是函数图象的个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:选B ①中当x >0时,每一个x 的值对应两个不同的y 值,因此不是函数图象;②中当x =x 0时,y 的值有两个,因此不是函数图象;③④中每一个x 的值对应唯一的y 值,因此是函数图象.故选B.2.函数f (x )=2x -1+1x -2的定义域为( ) A .[0,2)B .(2,+∞)C .[0,2)∪(2,+∞)D .(-∞,2)∪(2,+∞)解析:选C 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2x -1≥0,x -2≠0,解得x ≥0,且x ≠2.3.已知f ⎝⎛⎭⎫12x -1=2x -5,且f (a )=6,则a 等于( ) A.74 B .-74C.43D .-43解析:选A 令t =12x -1,则x =2t +2,f (t )=2(2t +2)-5=4t -1,则4a -1=6,解得a =74.4.(2019·贵阳检测)下列函数中,同一个函数的定义域与值域相同的是( ) A .y =x -1 B .y =ln x C .y =13x -1D .y =x +1x -1解析:选D 对于A ,定义域为[1,+∞),值域为[0,+∞),不满足题意;对于B ,定义域为(0,+∞),值域为R ,不满足题意;对于C ,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),值域为(-∞,-1)∪(0,+∞),不满足题意;对于D ,y =x +1x -1=1+2x -1,定义域为(-∞,1)∪(1,+∞),值域也是(-∞,1)∪(1,+∞).5.(2018·福建期末)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x +a ,x >0,4x -2-1,x ≤0.若f (a )=3,则f (a -2)=( )A .-1516B .3C .-6364或3D .-1516或3解析:选A 当a >0时,若f (a )=3,则log 2a +a =3,解得a =2(满足a >0);当a ≤0时,若f (a )=3,则4a -2-1=3,解得a =3,不满足a ≤0,所以舍去.于是,可得a =2.故f (a -2)=f (0)=4-2-1=-1516.6.已知函数y =f (2x -1)的定义域是[0,1],则函数f 2x +1log 2x +1的定义域是( )A .[1,2]B .(-1,1] C.⎣⎡⎦⎤-12,0 D .(-1,0)解析:选D 由f (2x -1)的定义域是[0,1], 得0≤x ≤1,故-1≤2x -1≤1, ∴f (x )的定义域是[-1,1], ∴要使函数f 2x +1log 2x +1有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧-1≤2x +1≤1,x +1>0,x +1≠1,解得-1<x <0.7.下列函数中,不满足f (2 018x )=2 018f (x )的是( ) A .f (x )=|x | B .f (x )=x -|x | C .f (x )=x +2D .f (x )=-2x解析:选C 若f (x )=|x |,则f (2 018x )=|2 018x |=2 018|x |=2 018f (x );若f (x )=x -|x |,则f (2 018x )=2 018x -|2 018x |=2 018(x -|x |)=2 018f (x );若f (x )=x +2,则f (2 018x )=2 018x +2,而2 018f (x )=2 018x +2 018×2,故f (x )=x +2不满足f (2 018x )=2 018f (x );若f (x )=-2x ,则f (2 018x )=-2×2 018x =2 018×(-2x )=2 018f (x ).故选C.8.已知具有性质:f ⎝⎛⎭⎫1x =-f (x )的函数,我们称为满足“倒负”变换的函数,下列函数: ①f (x )=x -1x ;②f (x )=x +1x ;③f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x ,0<x <1,0,x =1,-1x ,x >1.其中满足“倒负”变换的函数是( ) A .①② B .①③ C .②③D .①解析:选B 对于①,f (x )=x -1x ,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x-x =-f (x ),满足题意;对于②,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x +x=f (x ),不满足题意;对于③,f ⎝⎛⎭⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧ 1x ,0<1x <1,0,1x =1,-x ,1x >1,即f ⎝⎛⎭⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧ 1x ,x >1,0,x =1,-x ,0<x <1,故f ⎝⎛⎭⎫1x =-f (x ),满足题意.综上可知,满足“倒负”变换的函数是①③. 9.(2019·青岛模拟)函数y =ln ⎝⎛⎭⎫1+1x +1-x 2的定义域为________. 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧ 1+1x >0,1-x 2≥0⇒⎩⎪⎨⎪⎧x <-1或x >0,-1≤x ≤1⇒0<x ≤1. 所以该函数的定义域为(0,1].答案:(0,1]10.(2019·益阳、湘潭调研)若函数f (x )=⎩⎨⎧ lg 1-x ,x <0,-2x ,x ≥0,则f (f (-9))=________. 解析:∵函数f (x )=⎩⎨⎧ lg 1-x ,x <0,-2x ,x ≥0,∴f (-9)=lg 10=1,∴f (f (-9))=f (1)=-2. 答案:-211.(2018·张掖一诊)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x >0,x +1,x ≤0,若f (a )+f (1)=0,则实数a 的值等于________.解析:∵f (1)=2,且f (1)+f (a )=0,∴f (a )=-2<0,故a ≤0. 依题知a +1=-2,解得a =-3.答案:-312.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 12x +1,x ≤0,-x -12,x >0,使f (x )≥-1成立的x 的取值范围是________. 解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤0,12x +1≥-1或⎩⎪⎨⎪⎧ x >0,-x -12≥-1,解得-4≤x ≤0或0<x ≤2,故所求x 的取值范围是[-4,2].答案:[-4,2]13.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax +b ,x <0,2x ,x ≥0,且f (-2)=3,f (-1)=f (1). (1)求函数f (x )的解析式;(2)在如图所示的直角坐标系中画出f (x )的图象.解:(1)由f (-2)=3,f (-1)=f (1),得⎩⎪⎨⎪⎧ -2a +b =3,-a +b =2, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =-1,b =1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +1,x <0,2x ,x ≥0. (2)函数f (x )的图象如图所示.。
高中数学基本初等函数自学知识要点
,向下
;
3.函数 y= 2 的图像自左至右呈
趋势; 趋势.
1 函数 y= ( ) x 的图像自左至右呈 2
整体建构 理论升华
指数函数 y a x
a<0且a 1 具有下列性质:
1
函数的定义域是 , .值域为 (0, ) ;
2 3
函数图像经过点(0,1);
当 a >1 时,函数在 , 内是增函数; 当 0<a <1 时,函数在 , 内是减函数.
巩固知识
典型例题
3 (2) a 5
3 2
例 1 将下列各分数指数幂写成根式的形式
4 (1) a 7
;
; (3) a
.
例 2 将下列各根式写成分数指数幂的形式: (1) x ; (2) a ; (3)
3 2 3 4
1
5
.
a3
将根式写成分数指数幂的形式或将分数指数幂写成根式的形式时, 要注意的m、n的对应位置关系,分数指数的分母为根式的根指数,
概念
其中底 a 为常量( a 0且 a 1 ). 指数函数的定义域为 R .值域为 (0, ) .
思 考
举出几个指数函数例子.
动脑思考 探索新知
问 题
1 利用“描点法”作指数函数 y= 2 x 和 y= ( ) x 的图像. 2
演 示
1.函数图像都在 x 轴的 2.函数图像都经过点
x
,向上 ;
2. 你会解决哪些新问题?
3. 在学习方法上你有哪些体会?
第四章 4.1
指数函数与对数函数 实数指数幂(二)
回顾知识
知 识 点
复习导入
; . ;
m n
基本初等函数知识总结
基本初等函数知识总结含义:常数函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数和反三角函数统称为基本初等函数1.常数函数(y=C)(1)定义域: D(f)=(-∞,+∞)(2)值域: Z(f)=C(3) 性质: 它的图像是一条平行于x轴并通过点(0,C)在y轴上截距为C的直线(4 )图像:(5)周期性:常值函数是一个周期函数. 因对于任何x∈(-∞,+∞)和实数T,f(x+T)=f(x)=T,但并无最小正周期【注】常值函数不含自变量且不存在反函数2.幂函数(1)定义:形如y=x^a(a为常数)的函数,即以底数为自变量,幂为因变量,指数为常量的函数称为幂函数.(2)性质:在(0,+∞)内总有意义①当α>0时函数图像过点(0,0)和(1,1),在(0,+∞)内单调增加且无界②当α<0时函数图像过点(1,1),在(0,+∞)内单调减少且无界(3)图像:3.指数函数y=a^x(a>0且a≠1)(1)定义域:x∈R(2)值域:(0,+∞)(3)性质:①单调性:1.当0<a<1时,在(-∞,+∞)内单调减少 2.当a >1时,在(-∞,+∞)内单调增加②奇偶性:非奇非偶函数③周期性:非周期函数④有界性:无界函数(4)图像:①由指数函数y=a^x与直线x=1相交于点(1,a)可知:在y轴右侧,图像从下到上相应的底数由小变大。
②由指数函数y=a^x与直线x=-1相交于点(-1,1/a)可知:在y轴左侧,图像从下到上相应的底数由大变小。
③指数函数的底数与图像间的关系可概括的记忆为:在y轴右边“底大图高”;在y轴左边“底大图低” 如图:(5)运算法则:①②③④4.对数函数y=logax(a>0 且a≠1)(1)定义:如果a^x=N(a>0,且a ≠1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作x=logaN,读作以a为底N的对数,其中a叫做对数的底数,N叫做真数一般地,函数y=logax(a>0,且a ≠1)叫做对数函数,也就是说以幂(真数)为自变量,指数为因变量,底数为常量的函数,叫对数函数(2)定义域:(0,+∞),即x>0(3)值域:R(4)性质:①单调性:1.当0<a<1时,在(0,+∞)内单调减少 2.当a >1时,在(0,+∞)内单调增加②奇偶性:非奇非偶函数③周期性:非周期函数④有界性:无界函数(5)图像:【注】①负数和零没有对数②1的对数是零③底数的对数等于1(6)常用法则/公式:5.三角函数⑴正弦函数y=sin x(1)定义:对边与斜边的比(2)定义域:R(3)值域:【-1,1】(4)最值:1.当X=2Kπ(K∈Z)时,Y 取最大值1 2.当X=2Kπ+3π/2(K∈Z时,Y取最小值-1(5)性质:①周期性:最小正周期都是2πT=2π②奇偶性:奇函数③对称性:对称中心是(Kπ,0),K ∈Z;对称轴是直线x=Kπ+π/2,K ∈Z④单调性:在[2Kπ-π/2,2Kπ+π/2],K∈Z上单调递增;在[2Kπ+π/2,2Kπ+3π/2],K∈Z上单调递减⑤有界性:有界函数(6)图像:(2)余弦函数y=cos x(1)定义:邻边与斜边之比(2)定义域:R(3)值域:【-1,1】(4)最值:1.当X=2Kπ +π /2(K∈Z)时,Y取最大值1 2.当X=2Kπ +π (K∈Z)时,Y取最小值-1(5)性质:①周期性:最小正周期都是2πT=2π②奇偶性:偶函数③对称性:对称中心是(Kπ+π/2,0),K∈Z;对称轴是直线x=Kπ,K∈Z④单调性:在[2Kπ,2Kπ+π],K∈Z上单调递减;在[2Kπ+π,2Kπ+2π],K∈Z上单调递增⑤有界性:有界函数(6)图像:(3)正切函数y=tan x(1)定义:对边与邻边之比(2)定义域:{x∣x≠Kπ+π/2,K∈Z}(3)值域:R(4)最值:无最大值和最小值(5)性质:①周期性:最小正周期都是πT=π②奇偶性:奇函数③对称性:对称中心是(Kπ/2,0),K∈Z④单调性:在[Kπ-π/2,Kπ+π/2],K∈Z上单调递增⑤有界性:无界函数(6)图像:(4)余切函数y=cot x(1)定义:在直角三角形中,某锐角的相邻直角边和相对直角边的比,叫做该锐角的余切。
高中数学必修一基本初等函数知识点与典型例题总结
( a ,c ( 0 ,1 ) U ( 1 , ) ,b 0 )
c
2) 对数恒等式
a lo g a N N ( a 0 且 a 1 , N 0 )
3) 四个重要推论
①logabllggabllnnab; ②logamNnm nlogaN;
③logablog1ba;
④ lo g ab lo g bc lo g ac.
由f x是奇函数,图像关于原点对称.
所以f x在( ,- a )是增函数,
在(- a ,0)是减函数.
综上,函数 f x x a(a>0)的单调
区间是
x f x在(- a ,0),(0, a )是减函数.
在( ,- a ),( a ,+)是增函数,
单调区间的分界点为: a的平方根
5.函数f x x a (a>0)的值域
①找不到证明问题的切入口.如第(1)问,很 多考生不知道求其定义域.
②不能正确进行分类讨论.若对数或指数的 底数中含有参数,一般要进行分类讨论.
一般地,函数 y x x 是 自 变 量 , 是 常 数
叫做幂函数
y
y x, y x2, y x3,
1
y x2, y x1
的图象.
O
x
幂函数的性质
当x1x2 >a时,由x1,x2是任意的,知x1,x2可 无限接近.而x1,x2在同一个区间取值, 知x1,x2 ( a,+)时,x1x2 >a都成立. 此时,f(x2 )>f (x1). 所以x ( a,+)时,f(x)是增函数.
同时可知,x (0, a )时,f(x)是减函数.
⑵. 当x∈ (-∞,0)时,确定某单调区间
基本初等函数知识点
基本初等函数知识点一、函数的定义和性质函数是一种特殊的关系,它将一个集合中的每个元素对应到另一个集合中的唯一元素。
函数通常用f(x)表示,其中x是自变量,f(x)是因变量。
函数有以下性质:1. 定义域和值域:函数的定义域是所有可输入的自变量的集合,值域是所有对应的因变量的集合。
2. 奇偶性:一个函数可以是奇函数或偶函数,奇函数满足f(-x)=-f(x),偶函数满足f(-x)=f(x)。
3. 单调性:函数可以是单调递增或单调递减的。
单调递增函数满足当x1小于x2时,f(x1)小于f(x2);单调递减函数则相反。
二、常见的基本初等函数1. 幂函数:指数函数是形如y=x^n的函数,其中n是一个实数。
根据n的不同取值,幂函数可以分为多种情况,如正幂函数、负幂函数、倒数函数等。
2. 指数函数:指数函数是以指数为自变量的函数,常见的指数函数有以e为底的自然指数函数(y=e^x)和以10为底的常用对数函数(y=log(x))。
3. 对数函数:对数函数是指以某个正实数为底的函数,常见的对数函数有以e为底的自然对数函数(y=ln(x))和以10为底的常用对数函数。
4. 三角函数:三角函数是以角度或弧度为自变量的函数,常见的三角函数有正弦函数(y=sin(x))、余弦函数(y=cos(x))、正切函数(y=tan(x))等。
5. 反三角函数:反三角函数是三角函数的逆函数,常见的反三角函数有反正弦函数(y=arcsin(x))、反余弦函数(y=arccos(x))、反正切函数(y=arctan(x))等。
三、基本初等函数的图像和性质1. 幂函数的图像与性质:平方函数(y=x^2)的图像是一个开口上的抛物线,立方函数(y=x^3)的图像则是一个S形曲线。
幂函数的性质与指数n的奇偶性、正负有关。
2. 指数函数的图像与性质:自然指数函数(y=e^x)具有递增的特点,其图像是一条通过原点且向上增长的曲线。
常用对数函数(y=log(x))的图像则是一条斜率逐渐减小的曲线。
高中数学必修一基本初等函数知识点+练习题含答案解析(非常详细)
第一部分基本初等函数知识点整理第二章 基本初等函数一、指数函数 (一)指数1、 指数与指数幂的运算:复习初中整数指数幂的运算性质: a m *a n =a m+n(a m )n=a mn(a*b)n =a n b n2、根式的概念:一般地,若a x n =,那么x 叫做a 的n 次方根,其中n >1,且n ∈N *.当n 是奇数时,正数的n 次方根是一个正数,负数的n 次方根是一个负数。
此时,a 的n 次方根用符号 表示。
当n 为偶数时,正数的n 次方根有两个,这两个数互为相反数。
此时正数a 的正的n 次方根用符号 表示,负的n 的次方根用符号 表示。
正的n 次方根与负的n 次方根可以合并成 (a>0)。
注意:负数没有偶次方根;0的任何次方根都是0,记作00=n。
当n 是奇数时,a a n n =,当n 是偶数时,⎩⎨⎧<≥-==)0()0(||a a a a a a nn 式子n a 叫做根式,这里n 叫做根指数,a 叫做被开方数。
3、 分数指数幂正数的分数指数幂的)1,,,0(*>∈>=n N n m a a an m nm ,)1,,,0(11*>∈>==-n N n m a a aanmnm nm0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义4、 有理数指数米的运算性质(1)r a ·s r ra a+=),,0(R s r a ∈>; (2)rss r a a =)( ),,0(R s r a ∈>;(3)s r r a a ab =)(),,0(R s r a ∈>.5、无理数指数幂一般的,无理数指数幂a a(a>0,a 是无理数)是一个确定的实数。
有理数指数幂的运算性质同样使用于无理数指数幂。
(二)、指数函数的性质及其特点1、指数函数的概念:一般地,函数)1,0(≠>=a a a y x 且叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域为R .注意:指数函数的底数的取值范围,底数不能是负数、零和1.为什么?(1)在[a ,b]上,值域是)]b (f ),a (f [或)]a (f ),b (f [;(2)若0x ≠,则1)x (f ≠;)x (f 取遍所有正数当且仅当R x ∈; (3)对于指数函数)1a 0a (a )x (f x ≠>=且,总有a )1(f =; (4)当a>1时,若X 1<X 2 ,则有f(X 1)<f(X 2)。
知识点整理-[高中数学]第三章 基本初等函数(I)
如果 a=1,y=1x=1,是一个常量,对它就没有研究的必要。
为了避免上述各种情况,所以规定 a>0 且 a≠1。
1
③如 y=2·3x,y= 2 x ,y= 3 x2 ,y=3x+1 等函数都不是指数函数,要注意区分。
(2)指数函数的图象和性质
y=ax
0<a<1
a>1
图 象
定义域为 R,值域为(0,+∞)
质对于无理指数幂也适用,这样,指数概念就扩充到了整个实数范围。
(3)利用分数指数进行根式与幂的计算
在进行幂和根式的化简时,一般是先将根式化成幂的形式,并化小数指数幂为分数指
数幂,并尽可能的统一成分数指数幂形式,再利用幂的运算性质进行化简、求值、计算,
以利于运算、达到化繁为简的目的。
对于根式计算结果,并不强求统一的表示形式,一般用分数指数幂的形式来表示,如
a0=1,即 x=0 时,y=1,图像都过点(0,1)
性 a1=a,即 x=1 时,y 等于底数 a,图像都经过点(1,a)
质 在定义域上是单调减函数
在定义域上是单调增函数
x<0 时,ax>1;
x<0 时,0<ax<1;
x>0 时,0<ax<1
x>0 时,ax>1
既不是奇函数,也不是偶函数
4
学习指数函数的图象和性质,需要注意的几个问题: ①当底数 a 大小不定时,必须分“a>1”和“0<a<1”两种情况讨论。 ②当 0<a<1 时,x→+∞,y→0;当 a>1 时,x→-∞,y→0。当 a>1 时 a 的值越大, 图象越靠近 y 轴,递增速度越快;当 0<a<1 时,a 的值越小,图象越靠近 y 轴,递减的 速度越快。(其中“x→+∞”意义是:“x 接近于正无穷大”)。 ③在同一直角坐标系中指数函数图象的位置与底数大小的关系:在 y 轴右侧,图象从 上到下相应的底数由大变小;在 y 轴左侧,图象从下到上相应的底数由大变小。 规律:当 a>1,b>1 时,指数函数 y=ax,y=bx 的图象在同一坐标系中,在直线 x=0 的右边,当 a>b 时,y=ax 的图象在 y=bx 的图象上方,在直线 x=0 的左边正好相反。 当 0<a<1,0<b<1 时,指数函数 y=ax,y=bx 的图象的关系与 a>1,b>1 正好相反。 (3)指数函数的定义域与值域 指数函数 y=ax(a>0 且 a≠1)的定义域是(-∞,+∞),值域是(0,+∞)。 求由指数函数构成的复合函数的定义域时,可能涉及解指数不等式(即未知数在指数 上的不等式)。解指数不等式的基本方法是把不等式两边化为同底的幂的形式,利用指数 函数的单调性脱去幂的形式,从而转化为熟悉的不等式。同时还应注意负数不能开偶次方, 分母不能为零,限制 x 的取值。 求由指数函数构成的复合函数的值域,一般用换元法即可,但应注意在中间变量的值 域以及指数函数的单调性的双重作用下,函数值域的变化情况。 (4)指数函数图象的变换规律 ①平移规律 若已知 y=ax 的图象,则把 y=ax 的图象向左平移 b(b>0)个单位,则得到 y=ax+b 的图 象,向右平移 b(b>0)个单位,则得到 y=ax-b 的图象,向上平移 b(b>0)个单位,则得 到 y=ax+b 的图象,向下平移 b(b>0)个单位,则得到 y=ax-b 的图象。 一般的,把函数 y=f(x)图象向右平移 m 个单位得到函数 y=f(x-m)的图象(m∈R,m< 0,就是向左平移|m|个单位);把函数 y=f(x)的图象向上平移 n 个单位,得函数 g(x)=f(x)+n 的图象(n∈R,n<0,就是向下平移|n|个单位)。
高中数学知识点:基本初等函数的单调性
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1.正比例函数(0)y kx k =≠
当k>0时,函数y kx =在定义域R 是增函数;当k<0时,函数y kx =在定义域R 是减函数.
2.一次函数(0)y kx b k =+≠
当k>0时,函数y kx b =+在定义域R 是增函数;当k<0时,函数y kx b =+在定义域R 是减函数.
3.反比例函数(0)k y k x =≠
当0k >时,函数k y x =的单调递减区间是()(),0,0,-∞+∞,不存在单调增区间;
当0k <时,函数k y x
=的单调递增区间是()(),0,0,-∞+∞,不存在单调减区间.
4.二次函数2(0)y ax bx c a =++≠
若a>0,在区间(]2b a -∞-
,,函数是减函数;在区间[)2b a -∞,+,函数是增函数;
若a<0,在区间(]2b a -∞-
,,函数是增函数;在区间[)2b a -∞,+,函数是减函数.。
高中数学函数知识点详细
第二章 函数一.函数1、函数的概念:(1)定义:设A 、B 是非空的数集,如果按照某个确定的对应关系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)(x f 和它对应,那么就称f :A →B 为从集合A 到集合B 的一个函数.记作:y =)(x f ,x ∈A .其中,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{)(x f | x ∈A }叫做函数的值域.(2)函数的三要素:定义域、值域、对应法则(3)相同函数的判断方法:①表达式相同(与表示自变量和函数值的字母无关);②定义域一致 (两点必须同时具备)2、定义域:(1)定义域定义:函数)(x f 的自变量x 的取值范围。
(2)确定函数定义域的原则:使这个函数有意义的实数的全体构成的集合。
(3)确定函数定义域的常见方法:①若)(x f 是整式,则定义域为全体实数②若)(x f 是分式,则定义域为使分母不为零的全体实数 例:求函数xy 111+=的定义域。
③若)(x f 是偶次根式,则定义域为使被开方数不小于零的全体实数例1. 求函数 ()2143432-+--=x x xy 的定义域。
例2. 求函数()02112++-=x x y 的定义域。
④对数函数的真数必须大于零⑤指数、对数式的底必须大于零且不等于1 ⑥若)(x f 为复合函数,则定义域由其中各基本函数的定义域组成的不等式组来确定⑦指数为零底不可以等于零,如)0(10≠=x x⑧实际问题中的函数的定义域还要保证实际问题有意义. (4)求抽象函数(复合函数)的定义域已知函数)(x f 的定义域为[0,1]求)(2x f 的定义域已知函数)12(-x f 的定义域为[0,1)求)31(x f -的定义域3、值域 :(1)值域的定义:与x 相对应的y 值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域。
(2)确定值域的原则:先求定义域 (3)常见基本初等函数值域: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(正余弦、正切)(4)确定函数值域的常见方法:①直接法:从自变量x 的范围出发,推出()y f x =的取值范围。
高中数学知识点总结(第二章 函数的概念与基本初等函数Ⅰ第五节 函数的图象)
第五节 函数的图象一、基础知识1.利用描点法作函数图象 其基本步骤是列表、描点、连线. 首先:(1)确定函数的定义域; (2)化简函数解析式;(3)讨论函数的性质(奇偶性、单调性、周期性、对称性等);其次,列表,描点,连线. 2.函数图象的变换 (1)平移变换①y =f (x )的图象――――――――→a >0,右移a 个单位a <0,左移|a |个单位y =f (x -a )的图象; ②y =f (x )的图象――――――――→b >0,上移b 个单位b <0,下移|b |个单位y =f (x )+b 的图象. “左加右减,上加下减”,左加右减只针对x 本身,与x 的系数,无关,上加下减指的是在f x 整体上加减.(2)对称变换①y =f (x )的图象―――――→关于x 轴对称 y =-f (x )的图象; ②y =f (x )的图象―――――→关于y 轴对称 y =f (-x )的图象; ③y =f (x )的图象――――――→关于原点对称y =-f (-x )的图象; ④y =a x (a >0且a ≠1)的图象―――――――→关于直线y =x 对称y =log a x (a >0且a ≠1)的图象. (3)伸缩变换①y =f (x )的图象―――――――――――――――――――→a >1,横坐标缩短为原来的1a 纵坐标不变0<a <1,横坐标伸长为原来的1a倍,纵坐标不变y =f (ax )的图象. ②y =f (x )的图象――――――――――――――――――――→a >1,纵坐标伸长为原来的a 倍,横坐标不变0<a <1,纵坐标缩短为原来的a 倍,横坐标不变y =af (x )的图象. (4)翻折变换 ①y =f (x )的图象――→x 轴下方部分翻折到上方x 轴及上方部分不变y =|f (x )|的图象;②y =f (x )的图象――→y 轴右侧部分翻折到左侧原y 轴左侧部分去掉,右侧不变y =f (|x |)的图象.二、常用结论1.函数图象自身的轴对称(1)f (-x )=f (x )⇔函数y =f (x )的图象关于y 轴对称;(2)函数y =f (x )的图象关于x =a 对称⇔f (a +x )=f (a -x )⇔f (x )=f (2a -x )⇔f (-x )=f (2a +x );(3)若函数y =f (x )的定义域为R ,且有f (a +x )=f (b -x ),则函数y =f (x )的图象关于直线x =a +b 2对称.2.函数图象自身的中心对称(1)f (-x )=-f (x )⇔函数y =f (x )的图象关于原点对称;(2)函数y =f (x )的图象关于(a,0)对称⇔f (a +x )=-f (a -x )⇔f (x )=-f (2a -x )⇔f (-x )=-f (2a +x );(3)函数y =f (x )的图象关于点(a ,b )成中心对称⇔f (a +x )=2b -f (a -x )⇔f (x )=2b -f (2a -x ).3.两个函数图象之间的对称关系(1)函数y =f (a +x )与y =f (b -x )的图象关于直线x =b -a 2对称(由a +x =b -x 得对称轴方程);(2)函数y =f (x )与y =f (2a -x )的图象关于直线x =a 对称; (3)函数y =f (x )与y =2b -f (-x )的图象关于点(0,b )对称; (4)函数y =f (x )与y =2b -f (2a -x )的图象关于点(a ,b )对称. 考点一 作函数的图象[典例] 作出下列函数的图象.(1)y =⎩⎪⎨⎪⎧-2x +3,x ≤1,-x 2+4x -2,x >1;(2)y =2x +2; (3)y =x 2-2|x |-1.[解] (1)分段分别画出函数的图象,如图①所示.(2)y =2x+2的图象是由y =2x 的图象向左平移2个单位长度得到的,其图象如图②所示.(3)y =⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x -1,x ≥0,x 2+2x -1,x <0,其图象如图③所示.[变透练清]1.[变条件]若本例(2)变为y =⎝⎛⎭⎫12x -2,试作出其图象.解:y =⎝⎛⎭⎫12x -2的图象是由y =⎝⎛⎭⎫12x 的图象向右平移2个单位长度得到的,其图象如图 所示.2.[变条件]若本例(3)变为y =|x 2-2x -1|,试作出其图象.解:y =⎩⎨⎧x 2-2x -1,x ≥1+2或x ≤1-2,-x 2+2x +1,1-2<x <1+2,其图象如图所示.考点二 函数图象的识辨[例1] (2018·全国卷Ⅱ)函数f (x )=e x -e -xx 2的图象大致为( )[解析] ∵y =e x -e -x 是奇函数,y =x 2是偶函数,∴f (x )=e x -e -xx 2是奇函数,图象关于原点对称,排除A 选项;当x =1时,f (1)=e -1e >0,排除D 选项;又e>2,∴1e <12,∴e -1e >1,排除C 选项.故选B.[答案] B[例2] 已知定义在区间[0,4]上的函数y =f (x )的图象如图所示,则y =-f (2-x )的图象为( )[解析] 法一:先作出函数y =f (x )的图象关于y 轴的对称图象,得到y =f (-x )的图象; 然后将y =f (-x )的图象向右平移2个单位,得到y =f (2-x )的图象;再作y =f (2-x )的图象关于x 轴的对称图象,得到y =-f (2-x )的图象.故选D.法二:先作出函数y =f (x )的图象关于原点的对称图象,得到y =-f (-x )的图象;然后将y =-f (-x )的图象向右平移2个单位,得到y =-f (2-x )的图象.故选D.[答案] D [解题技法]1.函数图象与解析式之间的4种对应关系(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置,从函数的值域(或有界性),判断图象的上下位置;(2)从函数的单调性,判断图象的升降变化趋势;(3)从函数的奇偶性,判断图象的对称性:奇函数的图象关于原点对称,在对称的区间上单调性一致,偶函数的图象关于y 轴对称,在对称的区间上单调性相反;(4)从函数的周期性,判断图象是否具有循环往复特点. 2.通过图象变换识别函数图象要掌握的两点(1)熟悉基本初等函数的图象(如指数函数、对数函数等函数的图象); (2)了解一些常见的变换形式,如平移变换、翻折变换. 3.借助动点探究函数图象解决此类问题可以根据已知条件求出函数解析式后再判断函数的图象,也可以采用“以静观动”,即将动点处于某些特殊的位置处考察图象的变化特征,从而作出选择.[题组训练]1.(2019•郑州调研)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ≥01x ,x <0,g (x )=-f (-x ),则函数g (x )的图象是( )解析:选D 法一:由题设得函数g (x )=-f (-x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2,x ≤0,1x ,x >0,据此可画出该函数的图象,如题图选项D 中图象.故选D.法二:先画出函数f (x )的图象,如图1所示,再根据函数f (x )与-f (-x )的图象关于坐标原点对称,即可画出函数-f (-x ),即g (x )的图象,如图2所示.故选D.2.如图,不规则四边形ABCD 中,AB 和CD 是线段,AD 和BC 是圆弧,直线l ⊥AB 交AB 于E ,当l 从左至右移动(与线段AB 有公共点)时,把四边形ABCD 分成两部分,设AE =x ,左侧部分的面积为y ,则y 关于x 的图象大致是( )解析:选C 当l 从左至右移动时,一开始面积的增加速度越来越快,过了D 点后面积保持匀速增加,图象呈直线变化,过了C 点后面积的增加速度又逐渐减慢.故选C.考点三 函数图象的应用考法(一) 研究函数的性质[典例] 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)[解析] 将函数f (x )=x |x |-2x 去掉绝对值得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x ,x ≥0,-x 2-2x ,x <0,画出函数f (x )的图象,如图,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.[答案] C[解题技法] 利用函数的图象研究函数的性质对于已知或解析式易画出其在给定区间上图象的函数,其性质常借助图象研究: (1)从图象的最高点、最低点,分析函数的最值、极值; (2)从图象的对称性,分析函数的奇偶性;(3)从图象的走向趋势,分析函数的单调性、周期性.考法(二) 在不等式中的应用[典例] 若不等式(x -1)2<log a x (a >0,且a ≠1)在x ∈(1,2)内恒成立,则实数a 的取值范围为( )A .(1,2] B.⎝⎛⎭⎫22,1C .(1,2)D .(2,2)[解析] 要使当x ∈(1,2)时,不等式(x -1)2<log a x 恒成立,只需函数y =(x -1)2在(1,2)上的图象在y =log a x 的图象的下方即可.当0<a <1时,显然不成立;当a >1时,如图,要使x ∈(1,2)时,y =(x -1)2的图象在y =log a x 的图象的下方,只需(2-1)2≤log a 2,即log a 2≥1,解得1<a ≤2,故实数a 的取值范围是(1,2].[答案] A [解题技法]当不等式问题不能用代数法求解但其与函数有关时,常将不等式问题转化为两函数图象的上下关系问题,从而利用数形结合法求解.[题组训练]1.设奇函数f (x )在(0,+∞)上为增函数,且f (1)=0,则不等式f x -f -x x <0的解集为( )A .(-1,0)∪(1,+∞)B .(-∞,-1)∪(0,1)C .(-∞,-1)∪(1,+∞)D .(-1,0)∪(0,1)解析:选D 因为f (x )为奇函数, 所以不等式f x-f -xx<0可化为f xx<0, 即xf (x )<0,f (x )的大致图象如图所示. 所以xf (x )<0的解集为(-1,0)∪(0,1).2.对a ,b ∈R ,记max{a ,b }=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≥b ,b ,a <b ,函数f (x )=max{|x +1|,|x -2|}(x ∈R)的最小值是________.解析:函数f (x )=max{|x +1|,|x -2|}(x ∈R)的图象如图所示, 由图象可得,其最小值为32.答案:323.已知函数f (x )=⎩⎨⎧log 2⎝⎛⎭⎫-x2,x ≤-1,-13x 2+43x +23,x >-1,若f (x )在区间[m,4]上的值域为[-1,2],则实数m 的取值范围为________.解析:作出函数f (x )的图象,当x ≤-1时,函数f (x )=log 2⎝⎛⎭⎫-x2单调递减,且最小值为f (-1)=-1,则令log 2⎝⎛⎭⎫-x 2=2,解得x =-8;当x >-1时,函数f (x )=-13x 2+43x +23在(-1,2)上单调递增,在[2,+∞)上单调递减,则最大值为f (2)=2,又f (4)=23<2,f (-1)=-1,故所求实数m的取值范围为[-8,-1].答案:[-8,-1][课时跟踪检测]A级1.为了得到函数y=2x-2的图象,可以把函数y=2x的图象上所有的点()A.向右平行移动2个单位长度B.向右平行移动1个单位长度C.向左平行移动2个单位长度D.向左平行移动1个单位长度解析:选B因为y=2x-2=2(x-1),所以只需将函数y=2x的图象上所有的点向右平移1个单位长度,即可得到y=2(x-1)=2x-2的图象.2.若函数y=f(x)的图象如图所示,则函数y=-f(x+1)的图象大致为()解析:选C要想由y=f(x)的图象得到y=-f(x+1)的图象,需要先将y=f(x)的图象关于x轴对称得到y=-f(x)的图象,然后向左平移1个单位长度得到y=-f(x+1)的图象,根据上述步骤可知C正确.3.(2018·浙江高考)函数y=2|x|sin 2x的图象可能是()解析:选D 由y =2|x |sin 2x 知函数的定义域为R , 令f (x )=2|x |sin 2x ,则f (-x )=2|-x |sin(-2x )=-2|x |sin 2x . ∵f (x )=-f (-x ),∴f (x )为奇函数. ∴f (x )的图象关于原点对称,故排除A 、B. 令f (x )=2|x |sin 2x =0,解得x =k π2(k ∈Z),∴当k =1时,x =π2,故排除C ,选D.4.下列函数y =f (x )图象中,满足f ⎝⎛⎭⎫14>f (3)>f (2)的只可能是( )解析:选D 因为f ⎝⎛⎭⎫14>f (3)>f (2),所以函数f (x )有增有减,排除A 、B.在C 中,f ⎝⎛⎭⎫14<f (0)=1,f (3)>f (0),即f ⎝⎛⎭⎫14<f (3),排除C ,选D.5.已知函数f (x )的图象如图所示,则f (x )的解析式可以是( ) A .f (x )=ln|x |xB .f (x )=e xxC .f (x )=1x2-1D .f (x )=x -1x解析:选A 由函数图象可知,函数f (x )为奇函数,应排除B 、C.若函数为f (x )=x -1x ,则x →+∞时,f (x )→+∞,排除D.6.已知函数y =f (x +1)的图象过点(3,2),则函数y =f (x )的图象关于x 轴的对称图形一定过点________.解析:因为函数y =f (x +1)的图象过点(3,2),所以函数y =f (x )的图象一定过点(4,2),所以函数y =f (x )的图象关于x 轴的对称图形一定过点(4,-2).答案:(4,-2)7.如图,定义在[-1,+∞)上的函数f (x )的图象由一条线段及抛物线的一部分组成,则f (x )的解析式为________.解析:当-1≤x ≤0时,设解析式为f (x )=kx +b (k ≠0),则⎩⎪⎨⎪⎧ -k +b =0,b =1,得⎩⎪⎨⎪⎧k =1,b =1.∴当-1≤x ≤0时,f (x )=x +1.当x >0时,设解析式为f (x )=a (x -2)2-1(a ≠0), ∵图象过点(4,0), ∴0=a (4-2)2-1,∴a =14.故函数f (x )的解析式为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,-1≤x ≤0,14x -22-1,x >0. 答案:f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,-1≤x ≤0,14x -22-1,x >0 8.如图,函数f (x )的图象为折线ACB ,则不等式f (x )≥log 2(x +1)的解集为________.解析:令y =log 2(x +1),作出函数y =log 2(x +1)图象如图所示.由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,y =log 2x +1得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1. ∴结合图象知不等式f (x )≥log 2(x +1)的解集为{x |-1<x ≤1}. 答案:{x |-1<x ≤1} 9.画出下列函数的图象. (1)y =e ln x ; (2)y =|x -2|·(x +1).解:(1)因为函数的定义域为{x |x >0}且y =e ln x =x (x >0), 所以其图象如图所示. (2)当x ≥2,即x -2≥0时,y =(x -2)(x +1)=x 2-x -2=⎝⎛⎭⎫x -122-94; 当x <2,即x -2<0时,y =-(x -2)(x +1)=-x 2+x +2=-⎝⎛⎭⎫x -122+94. 所以y =⎩⎨⎧⎝⎛⎭⎫x -122-94,x ≥2,-⎝⎛⎭⎫x -122+94,x <2.这是分段函数,每段函数的图象可根据二次函数图象作出(其图象如图所示).10.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3-x 2,x ∈[-1,2],x -3,x ∈2,5].(1)在如图所示给定的直角坐标系内画出f (x )的图象;(2)写出f (x )的单调递增区间;(3)由图象指出当x 取什么值时f (x )有最值.解:(1)函数f (x )的图象如图所示.(2)由图象可知,函数f (x )的单调递增区间为[-1,0],[2,5].(3)由图象知当x =2时,f (x )min =f (2)=-1,当x =0时,f (x )max =f (0)=3.B 级1.若函数f (x )是周期为4的偶函数,当x ∈[0,2]时,f (x )=x -1,则不等式xf (x )>0在 (-1,3)上的解集为( )A .(1,3)B .(-1,1)C .(-1,0)∪(1,3)D .(-1,0)∪(0,1)解析:选C 作出函数f (x )的图象如图所示.当x ∈(-1,0)时,由xf (x )>0得x ∈(-1,0);当x ∈(0,1)时,由xf (x )>0得x ∈∅;当x ∈(1,3)时,由xf (x )>0得x ∈(1,3).故x ∈(-1,0)∪(1,3).2.(2019·山西四校联考)已知函数f (x )=|x 2-1|,若0<a <b 且f (a )=f (b ),则b 的取值范围是( )A .(0,+∞)B .(1,+∞)C .(1,2)D .(1,2) 解析:选C 作出函数f (x )=|x 2-1|在区间(0,+∞)上的图象如图所示,作出直线y =1,交f (x )的图象于点B ,由x 2-1=1可得x B =2,结合函数图象可得b 的取值范围是(1,2).3.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 )+a x,且g (x )在区间(0,2]上为减函数,求实数a 的取值范围. 解:(1)设f (x )图象上任一点P (x ,y ),则点P 关于(0,1)点的对称点P ′(-x,2-y )在h (x )的图象上,即2-y =-x -1x +2,∴y =f (x )=x +1x(x ≠0). (2)g (x )=f (x )+a x =x +a +1x ,∴g ′(x )=1-a +1x2. ∵g (x )在(0,2]上为减函数,∴1-a +1x2≤0在(0,2]上恒成立,即a +1≥x 2在(0,2]上恒成立, ∴a +1≥4,即a ≥3,故实数a 的取值范围是[3,+∞).4.若关于x 的不等式4a x -1<3x -4(a >0,且a ≠1)对于任意的x >2恒成立,求a 的取值范围.解:不等式4a x -1<3x -4等价于a x -1<34x -1. 令f (x )=a x -1,g (x )=34x -1, 当a >1时,在同一坐标系中作出两个函数的图象如图(1)所示,由图知不满足条件; 当0<a <1时,在同一坐标系中作出两个函数的图象如图(2)所示,当x ≥2时,f (2)≤g (2),即a 2-1≤34×2-1, 解得a ≤12,所以a 的取值范围是⎝⎛⎦⎤0,12.。
五类基本初等函数知识点总结
五类基本初等函数知识点总结初等函数是由基本初等函数经过有限次的四则运算和复合运算所得到的函数。
基本初等函数和初等函数在其定义区间内均为连续函数。
不是初等函数的函数,称为非初等函数,如狄利克雷函数和黎曼函数。
有两种分类方法:数学分析有六种基本初等函数,高等数学只有五种。
高等数学将基本初等函数归为五类:幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数。
数学分析将基本初等函数归为六类:幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数、常数函数。
1.幂函数一般地,形如y=xα(α为有理数)的函数,即以底数为自变量,幂为因变量,指数为常数的函数称为幂函数。
例如函数y=x0 、y=x1、y=x2、y=x-1(注:y=x-1=1/x y=x0时x≠0)等都是幂函数。
一般形式如下:(α为常数,且可以是自然数、有理数,也可以是任意实数或复数。
)2.指数函数指数函数是数学中重要的函数。
应用到值e上的这个函数写为exp(x)。
还可以等价的写为ex,这里的e是数学常数,就是自然对数的底数,近似等于2.718281828,还称为欧拉数。
一般形式如下:(a>0, a≠1)3.对数函数一般地,函数y=logax(a>0,且a≠1)叫做对数函数,也就是说以幂(真数)为自变量,指数为因变量,底数为常量的函数,叫对数函数。
其中x是自变量,函数的定义域是(0,+∞),即x>0。
它实际上就是指数函数的反函数,可表示为x=ay。
因此指数函数里对于a 的规定,同样适用于对数函数。
一般形式如下:(a>0, a≠1,x>0,特别当α=e时,记为y=ln x)4.三角函数以角度为自变量,角度对应任意两边的比值为因变量的函数叫三角函数,三角函数将直角三角形的内角和它的两个边长度的比值相关联,也可以等价地用与单位圆有关的各种线段的长度来定义。
三角函数在研究三角形和圆等几何形状的性质时有重要作用,也是研究周期性现象的基础数学工具。
高中数学知识点总结(第二章 函数的概念与基本初等函数Ⅰ第二节 函数的单调性与最值)
第二节函数的单调性与最值一、基础知识1.增函数、减函数定义:设函数f(x)的定义域为I:(1)增函数:如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数.(2)减函数:如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数.增(减)函数定义中的x1,x2的三个特征一是任意性;二是有大小,即x1<x2(x1>x2);三是同属于一个单调区间,三者缺一不可.2.单调性、单调区间若函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,则称函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做函数y=f(x)的单调区间.有关单调区间的两个防范(1)单调区间只能用区间表示,不能用不等式表示.(2)有多个单调区间应分别写,不能用符号“∪”连接,也不能用“或”连接,只能用“逗号”或“和”连接.3.函数的最值设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足:(1)对于任意的x∈I,都有f(x)≤M或f(x)≥M.(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M.那么,我们称M是函数y=f(x)的最大值或最小值.函数最值存在的两条结论(1)闭区间上的连续函数一定存在最大值和最小值.当函数在闭区间上单调时最值一定在端点取到.(2)开区间上的“单峰”函数一定存在最大(小)值.二、常用结论在公共定义域内:(1)函数f(x)单调递增,g(x)单调递增,则f(x)+g(x)是增函数;(2)函数f (x )单调递减,g (x )单调递减,则f (x )+g (x )是减函数; (3)函数f (x )单调递增,g (x )单调递减,则f (x )-g (x )是增函数; (4)函数f (x )单调递减,g (x )单调递增,则f (x )-g (x )是减函数;(5)若k >0,则kf (x )与f (x )单调性相同;若k <0,则kf (x )与f (x )单调性相反; (6)函数y =f (x )(f (x )>0)在公共定义域内与y =-f (x ),y =1f x的单调性相反;(7)复合函数y =f [g (x )]的单调性与y =f (u )和u =g (x )的单调性有关.简记:“同增异减”. 考点一 确定函数的单调性区间)[典例] (1)求函数f (x )=-x 2+2|x |+1的单调区间. (2)试讨论函数f (x )=ax x -1(a ≠0)在(-1,1)上的单调性.[解] (1)易知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x +1,x ≥0,-x 2-2x +1,x <0=⎩⎪⎨⎪⎧-x -12+2,x ≥0,-x +12+2,x <0.画出函数图象如图所示,可知单调递增区间为(-∞,-1]和[0,1],单调递减区间为[-1,0]和[1,+∞).(2)法一:定义法 设-1<x 1<x 2<1, f (x )=a ⎝⎛⎭⎪⎫x -1+1x -1=a ⎝⎛⎭⎫1+1x -1,则f (x 1)-f (x 2)=a ⎝⎛⎭⎫1+1x 1-1-a ⎝⎛⎭⎫1+1x 2-1=a x 2-x 1x 1-1x 2-1.由于-1<x 1<x 2<1,所以x 2-x 1>0,x 1-1<0,x 2-1<0, 故当a >0时,f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2), 函数f (x )在(-1,1)上单调递减;当a <0时,f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 函数f (x )在(-1,1)上单调递增. 法二:导数法 f ′(x )=ax ′x -1-ax x -1′x -12=ax -1-ax x -12=-ax -12.当a >0时,f ′(x )<0,函数f (x )在(-1,1)上单调递减; 当a <0时,f ′(x )>0,函数f (x )在(-1,1)上单调递增.[解题技法] 判断函数单调性和求单调区间的方法(1)定义法:一般步骤为设元―→作差―→变形―→判断符号―→得出结论.(2)图象法:如果f (x )是以图象形式给出的,或者f (x )的图象易作出,则可由图象的上升或下降确定单调性.(3)导数法:先求导数,利用导数值的正负确定函数的单调性及区间.(4)性质法:对于由基本初等函数的和、差构成的函数,根据各初等函数的增减性及复合函数单调性性质进行判断;复合函数单调性,可用同增异减来确定.[题组训练]1.下列函数中,满足“∀x 1,x 2∈(0,+∞)且x 1≠x 2,(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]<0”的是( ) A .f (x )=2x B .f (x )=|x -1| C .f (x )=1x-xD .f (x )=ln(x +1)解析:选C 由(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]<0可知,f (x )在(0,+∞)上是减函数,A 、D 选项中,f (x )为增函数;B 中,f (x )=|x -1|在(0,+∞)上不单调;对于f (x )=1x -x ,因为y =1x 与y =-x在(0,+∞)上单调递减,因此f (x )在(0,+∞)上是减函数.2.函数f (x )=log 12(x 2-4)的单调递增区间是( )A .(0,+∞)B .(-∞,0)C .(2,+∞)D .(-∞,-2)解析:选D 令t =x 2-4,则y =log 12t .因为y =log 12t 在定义域上是减函数,所以求原函数的单调递增区间,即求函数t =x 2-4的单调递减区间,结合函数的定义域,可知所求区间为(-∞,-2).3.判断函数f (x )=x +ax (a >0)在(0,+∞)上的单调性.解:设x 1,x 2是任意两个正数,且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=⎝⎛⎭⎫x 1+a x 1-⎝⎛⎭⎫x 2+a x 2=x 1-x 2x 1x 2(x 1x 2-a ). 当0<x 1<x 2≤a 时,0<x 1x 2<a ,x 1-x 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2), 所以函数f (x )在(0,a ]上是减函数;当a ≤x 1<x 2时,x 1x 2>a ,x 1-x 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 所以函数f (x )在[a ,+∞)上是增函数.综上可知,函数f (x )=x +ax (a >0)在(0,a ]上是减函数,在[a ,+∞)上是增函数.考点二 求函数的值域最值)[典例] (1)(2019•深圳调研)函数y =|x +1|+|x -2|的值域为________.(2)若函数f (x )=-ax+b (a >0)在⎣⎡⎦⎤12,2上的值域为⎣⎡⎦⎤12,2,则a =________,b =________. (3)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-4x ,x ≤0,sin x ,x >0的最大值为________.[解析] (1)图象法函数y =⎩⎪⎨⎪⎧-2x +1,x ≤-1,3,-1<x <2,2x -1,x ≥2.作出函数的图象如图所示.根据图象可知,函数y =|x +1|+|x -2|的值域为[3,+∞). (2)单调性法∵f (x )=-ax +b (a >0)在⎣⎡⎦⎤12,2上是增函数, ∴f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫12=12,f (x )max =f (2)=2.即⎩⎨⎧-2a +b =12,-a2+b =2,解得a =1,b =52.(3)当x ≤0时,f (x )=-x 2-4x =-(x +2)2+4,而-2∈(-∞,0],此时f (x )在x =-2处取得最大值,且f (-2)=4;当x >0时,f (x )=sin x ,此时f (x )在区间(0,+∞)上的最大值为1.综上所述,函数f (x )的最大值为4.[答案] (1)[3,+∞) (2)1 52(3)4[提醒] (1)求函数的最值时,应先确定函数的定义域.(2)求分段函数的最值时,应先求出每一段上的最值,再选取其中最大的作为分段函数的最大值,最小的作为分段函数的最小值.[题组训练]1.函数f (x )=x 2+4x 的值域为________.解析:当x >0时,f (x )=x +4x ≥4,当且仅当x =2时取等号; 当x <0时,-x +⎝⎛⎭⎫-4x ≥4, 即f (x )=x +4x ≤-4,当且仅当x =-2取等号,所以函数f (x )的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞). 答案:(-∞,-4]∪[4,+∞)2.若x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,2π3,则函数y =4sin 2x -12sin x -1的最大值为________,最小值为________.解析:令t =sin x ,因为x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,2π3, 所以t ∈⎣⎡⎦⎤-12,1,y =f (t )=4t 2-12t -1, 因为该二次函数的图象开口向上,且对称轴为t =32,所以当t ∈⎣⎡⎦⎤-12,1时,函数f (t )单调递减,所以当t =-12时,y max =6;当t =1时,y min =-9. 答案:6 -93.已知f (x )=x 2+2x +ax ,x ∈[1,+∞),且a ≤1.若对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析:对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立等价于x 2+2x +a >0在x ∈[1,+∞)上恒成立,即a >-x 2-2x 在x ∈[1,+∞)上恒成立.又函数y =-x 2-2x 在[1,+∞)上单调递减, ∴(-x 2-2x )max =-3,故a >-3, 又∵a ≤1,∴-3<a ≤1. 答案:(-3,1]考点三 函数单调性的应用考法(一) 比较函数值的大小[典例] 设偶函数f (x )的定义域为R ,当x ∈[0,+∞)时,f (x )是增函数,则f (-2),f (π),f (-3)的大小关系是( )A .f (π)>f (-3)>f (-2)B .f (π)>f (-2)>f (-3)C .f (π)<f (-3)<f (-2)D .f (π)<f (-2)<f (-3)[解析] 因为f (x )是偶函数,所以f (-3)=f (3),f (-2)=f (2). 又因为函数f (x )在[0,+∞)上是增函数. 所以f (π)>f (3)>f (2),即f (π)>f (-3)>f (-2). [答案] A[解题技法] 比较函数值大小的解题思路比较函数值的大小时,若自变量的值不在同一个单调区间内,要利用其函数性质,转化到同一个单调区间内进行比较,对于选择题、填空题能数形结合的尽量用图象法求解.考法(二) 解函数不等式[典例] 设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x <2,x 2,x ≥2.若f (a +1)≥f (2a -1),则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,1]B .(-∞,2]C .[2,6]D .[2,+∞)[解析] 易知函数f (x )在定义域(-∞,+∞)上是增函数,∵f (a +1)≥f (2a -1), ∴a +1≥2a -1,解得a ≤2.故实数a 的取值范围是(-∞,2]. [答案] B[解题技法] 求解含“f ”的函数不等式的解题思路先利用函数的相关性质将不等式转化为f (g (x ))>f (h (x ))的形式,再根据函数的单调性去掉“f ”,得到一般的不等式g (x )>h (x )(或g (x )<h (x )).考法(三) 利用单调性求参数的范围(或值)[典例] (2019•南京调研)已知函数f (x )=x -a x +a2在(1,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是________.[解析] 设1<x 1<x 2,∴x 1x 2>1. ∵函数f (x )在(1,+∞)上是增函数,∴f (x 1)-f (x 2)=x 1-a x 1+a2-⎝⎛⎭⎫x 2-a x 2+a 2 =(x 1-x 2)⎝⎛⎭⎫1+a x 1x 2<0.∵x 1-x 2<0,∴1+ax 1x 2>0,即a >-x 1x 2.∵1<x 1<x 2,x 1x 2>1,∴-x 1x 2<-1,∴a ≥-1. ∴a 的取值范围是[-1,+∞). [答案] [-1,+∞)[解题技法]利用单调性求参数的范围(或值)的方法(1)视参数为已知数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参数;(2)需注意若函数在区间[a ,b ]上是单调的,则该函数在此区间的任意子集上也是单调的.[题组训练]1.已知函数f (x )的图象向左平移1个单位后关于y 轴对称,当x 2>x 1>1时,[f (x 2)-f (x 1)]·(x 2-x 1)<0恒成立,设a =f ⎝⎛⎭⎫-12,b =f (2),c =f (3),则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .c >a >b B .c >b >a C .a >c >bD .b >a >c解析:选D 由于函数f (x )的图象向左平移1个单位后得到的图象关于y 轴对称,故函数y =f (x )的图象关于直线x =1对称,所以a =f ⎝⎛⎭⎫-12=f ⎝⎛⎭⎫52.当x 2>x 1>1时,[f (x 2)-f (x 1)](x 2-x 1)<0恒成立,等价于函数f (x )在(1,+∞)上单调递减,所以b >a >c .2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax 2-x -14,x ≤1,log a x -1,x >1是R 上的单调函数,则实数a 的取值范围是( )A.⎣⎡⎭⎫14,12 B.⎣⎡⎦⎤14,12 C.⎝⎛⎦⎤0,12 D.⎣⎡⎭⎫12,1解析:选B 由对数函数的定义可得a >0,且a ≠1.又函数f (x )在R 上单调,而二次函数y =ax 2-x -14的图象开口向上,所以函数f (x )在R 上单调递减,故有⎩⎪⎨⎪⎧ 0<a <1,12a≥1,a ×12-1-14≥log a1-1,即⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,0<a ≤12,a ≥14.所以a ∈⎣⎡⎦⎤14,12.[课时跟踪检测]A 级1.下列四个函数中,在x ∈(0,+∞)上为增函数的是( ) A .f (x )=3-x B .f (x )=x 2-3x C .f (x )=-1x +1D .f (x )=-|x |解析:选C 当x >0时,f (x )=3-x 为减函数;当x ∈⎝⎛⎭⎫0,32时,f (x )=x 2-3x 为减函数,当x ∈⎝⎛⎭⎫32,+∞时,f (x )=x 2-3x 为增函数;当x ∈(0,+∞)时,f (x )=-1x +1为增函数;当x ∈(0,+∞)时,f (x )=-|x |为减函数.2.若函数f (x )=ax +1在R 上单调递减,则函数g (x )=a (x 2-4x +3)的单调递增区间是( )A .(2,+∞)B .(-∞,2)C .(4,+∞)D .(-∞,4)解析:选B 因为f (x )=ax +1在R 上单调递减,所以a <0. 而g (x )=a (x 2-4x +3)=a (x -2)2-a .因为a <0,所以g (x )在(-∞,2)上单调递增.3.已知函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的函数,且在该区间上单调递增,则满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13的x 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫13,23 B.⎣⎡⎭⎫13,23 C.⎝⎛⎭⎫12,23D.⎣⎡⎭⎫12,23解析:选D 因为函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的增函数,满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13. 所以0≤2x -1<13,解得12≤x <23.4.(2019·菏泽模拟)定义新运算⊕:当a ≥b 时,a ⊕b =a ;当a <b 时,a ⊕b =b 2,则函数f (x )=(1⊕x )x -(2⊕x ),x ∈[-2,2]的最大值等于( )A .-1B .1C .6D .12解析:选C 由题意知当-2≤x ≤1时,f (x )=x -2,当1<x ≤2时,f (x )=x 3-2,又f (x )=x -2,f (x )=x 3-2在相应的定义域内都为增函数,且f (1)=-1,f (2)=6,∴f (x )的最大值为6.5.已知函数f (x )是R 上的增函数,A (0,-3),B (3,1)是其图象上的两点,那么不等式-3<f (x +1)<1的解集的补集是(全集为R)( )A .(-1,2)B .(1,4)C .(-∞,-1)∪[4,+∞)D .(-∞,-1]∪[2,+∞)解析:选D 由函数f (x )是R 上的增函数,A (0,-3),B (3,1)是其图象上的两点,知不等式-3<f (x +1)<1即为f (0)<f (x +1)<f (3),所以0<x +1<3,所以-1<x <2,故不等式-3<f (x +1)<1的解集的补集是(-∞,-1]∪[2,+∞).6.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-ax -5,x ≤1,a x ,x >1是R 上的增函数,则实数a 的取值范围是( )A .[-3,0)B .(-∞,-2]C .[-3,-2]D .(-∞,0)解析:选C 若f (x )是R 上的增函数,则应满足⎩⎪⎨⎪⎧-a2≥1,a <0,-12-a ×1-5≤a 1,解得-3≤a ≤-2.7.已知函数f (x )=x 2-2x -3,则该函数的单调递增区间为________.解析:设t =x 2-2x -3,由t ≥0,即x 2-2x -3≥0,解得x ≤-1或x ≥3,所以函数f (x )的定义域为(-∞,-1]∪[3,+∞).因为函数t =x 2-2x -3的图象的对称轴为x =1,所以函数t =x 2-2x -3在(-∞,-1]上单调递减,在[3,+∞)上单调递增,所以函数f (x )的单调递增区间为[3,+∞).答案:[3,+∞)8.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x ,x ≥1,-x 2+2,x <1的最大值为________.解析:当x ≥1时,函数f (x )=1x为减函数,所以f (x )在x =1处取得最大值,为f (1)=1;当x <1时,易知函数f (x )=-x 2+2在x =0处取得最大值,为f (0)=2.故函数f (x )的最大值为2.答案:29.若函数f (x )=1x 在区间[2,a ]上的最大值与最小值的和为34,则a =________.解析:由f (x )=1x 的图象知,f (x )=1x 在(0,+∞)上是减函数,∵[2,a ]⊆(0,+∞),∴f (x )=1x 在[2,a ]上也是减函数,∴f (x )max =f (2)=12,f (x )min =f (a )=1a ,∴12+1a =34,∴a =4. 答案:410.(2019·甘肃会宁联考)若f (x )=x +a -1x +2在区间(-2,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是________.解析:f (x )=x +a -1x +2=x +2+a -3x +2=1+a -3x +2,要使函数在区间(-2,+∞)上是增函数,需使a -3<0,解得a <3.答案:(-∞,3)11.已知函数f (x )=1a -1x (a >0,x >0).(1)求证:f (x )在(0,+∞)上是增函数;(2)若f (x )在⎣⎡⎦⎤12,2上的值域是⎣⎡⎦⎤12,2,求a 的值. 解:(1)证明:任取x 1>x 2>0, 则f (x 1)-f (x 2)=1a -1x 1-1a +1x 2=x 1-x 2x 1x 2,∵x 1>x 2>0,∴x 1-x 2>0,x 1x 2>0, ∴f (x 1)-f (x 2)>0, 即f (x 1)>f (x 2),∴f (x )在(0,+∞)上是增函数.(2)由(1)可知,f (x )在⎣⎡⎦⎤12,2上是增函数, ∴f ⎝⎛⎭⎫12=1a -2=12,f (2)=1a -12=2,解得a =25. 12.已知f (x )=x x -a(x ≠a ). (1)若a =-2,试证f (x )在(-∞,-2)内单调递增;(2)若a >0且f (x )在(1,+∞)内单调递减,求a 的取值范围.解:(1)证明:当a =-2时,f (x )=x x +2. 任取x 1,x 2∈(-∞,-2),且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1+2-x 2x 2+2=2x 1-x 2x 1+2x 2+2. 因为(x 1+2)(x 2+2)>0,x 1-x 2<0,所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2),所以f (x )在(-∞,-2)内单调递增.(2)任取x 1,x 2∈(1,+∞),且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1-a -x 2x 2-a =a x 2-x 1x 1-a x 2-a. 因为a >0,x 2-x 1>0,又由题意知f (x 1)-f (x 2)>0,所以(x 1-a )(x 2-a )>0恒成立,所以a ≤1.所以0<a ≤1.所以a 的取值范围为(0,1].B 级1.若f (x )=-x 2+4mx 与g (x )=2m x +1在区间[2,4]上都是减函数,则m 的取值范围是( ) A .(-∞,0)∪(0,1]B .(-1,0)∪(0,1]C .(0,+∞)D .(0,1]解析:选D 函数f (x )=-x 2+4mx 的图象开口向下,且以直线x =2m 为对称轴,若在区间[2,4]上是减函数,则2m ≤2,解得m ≤1;g (x )=2m x +1的图象由y =2m x 的图象向左平移一个单位长度得到,若在区间[2,4]上是减函数,则2m >0,解得m >0.综上可得,m 的取值范围是(0,1].2.已知函数f (x )=ln x +x ,若f (a 2-a )>f (a +3),则正数a 的取值范围是________. 解析:因为f (x )=ln x +x 在(0,+∞)上是增函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 2-a >a +3,a 2-a >0,a +3>0,解得-3<a <-1或a >3.又a>0,所以a>3.答案:(3,+∞)3.已知定义在R上的函数f(x)满足:①f(x+y)=f(x)+f(y)+1,②当x>0时,f(x)>-1.(1)求f(0)的值,并证明f(x)在R上是单调增函数;(2)若f(1)=1,解关于x的不等式f(x2+2x)+f(1-x)>4.解:(1)令x=y=0,得f(0)=-1.在R上任取x1>x2,则x1-x2>0,f(x1-x2)>-1.又f(x1)=f[(x1-x2)+x2]=f(x1-x2)+f(x2)+1>f(x2),所以函数f(x)在R上是单调增函数.(2)由f(1)=1,得f(2)=3,f(3)=5.由f(x2+2x)+f(1-x)>4得f(x2+x+1)>f(3),又函数f(x)在R上是增函数,故x2+x+1>3,解得x<-2或x>1,故原不等式的解集为{x|x<-2或x>1}.。
基本初等函数知识点
基本初等函数知识点基本初等函数是数学中常见的一类函数,包括常数函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数等。
它们在数学和科学领域应用广泛,对于理解和解决实际问题具有重要意义。
本文将介绍基本初等函数的定义、性质和应用,以帮助读者全面理解和掌握这些知识点。
一、常数函数常数函数是指函数的函数值始终保持不变的函数。
它的定义域是全体实数,通常表示为f(x) = c,其中c为常数。
常数函数的图像是一条水平的直线,平行于x轴。
无论自变量取何值,函数值始终为常数。
常数函数在数学中的应用较少,但在物理、经济学等学科中有时会用到。
二、幂函数幂函数是指自变量的指数和函数值之间的关系为幂关系的函数。
幂函数的表达式可以写作f(x) = x^a,其中a为实数。
幂函数的图像形状与指数a的正负、大小有关。
当a为正数时,函数图像是递增的曲线;当a为负数时,函数图像是递减的曲线;当a为0时,函数图像是一条常数函数的直线。
三、指数函数指数函数是自变量为指数的函数。
指数函数的一般形式为f(x) = a^x,其中a为正实数且不等于1。
指数函数的图像是一条递增或递减的曲线。
当a大于1时,函数图像是递增曲线;当a介于0和1之间时,函数图像是递减曲线。
指数函数在经济学、生物学、物理学等领域有广泛的应用。
四、对数函数对数函数是指自变量和函数值之间的关系为指数关系的函数。
对数函数的一般形式为f(x) = logₐ(x),其中a为正实数且不等于1。
对数函数的图像是一条递增或递减的曲线。
当a大于1时,函数图像是递增曲线;当a介于0和1之间时,函数图像是递减曲线。
对数函数在科学计算、数据处理等领域被广泛运用。
五、三角函数三角函数是指以角度或弧度为自变量的函数。
常见的三角函数包括正弦函数sin(x)、余弦函数cos(x)和正切函数tan(x)等。
三角函数的图像是周期性曲线。
它们的性质和图像形态与角度或弧度的取值范围有关。
三角函数在物理学、几何学、信号处理等领域具有重要应用价值。
高中数学函数知识点(详细)
第二章 函数一.函数1、函数的概念:(1)定义:设A 、B 是非空的数集,如果按照某个确定的对应关系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)(x f 和它对应,那么就称f :A →B 为从集合A 到集合B的一个函数.记作:y =)(x f ,x ∈A.其中,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{)(x f | x ∈A }叫做函数的值域. (2)函数的三要素:定义域、值域、对应法则 (3)相同函数的判断方法:①表达式相同(与表示自变量和函数值的字母无关);②定义域一致 (两点必须同时具备)2、定义域:(1)定义域定义:函数)(x f 的自变量x 的取值范围。
(2)确定函数定义域的原则:使这个函数有意义的实数的全体构成的集合。
(3)确定函数定义域的常见方法:①若)(x f 是整式,则定义域为全体实数②若)(x f 是分式,则定义域为使分母不为零的全体实数 例:求函数xy 111+=的定义域。
③若)(x f 是偶次根式,则定义域为使被开方数不小于零的全体实数例1. 求函数 ()2143432-+--=x x xy 的定义域。
例2. 求函数()02112++-=x x y 的定义域。
④对数函数的真数必须大于零⑤指数、对数式的底必须大于零且不等于1⑥若)(x f 为复合函数,则定义域由其中各基本函数的定义域组成的不等式组来确定⑦指数为零底不可以等于零,如)0(10≠=x x⑧实际问题中的函数的定义域还要保证实际问题有意义. (4)求抽象函数(复合函数)的定义域已知函数)(x f 的定义域为[0,1]求)(2x f 的定义域 已知函数)12(-x f 的定义域为[0,1)求)31(x f -的定义域3、值域 :(1)值域的定义:与x 相对应的y 值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域。
(2)确定值域的原则:先求定义域 (3)常见基本初等函数值域: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(正余弦、正切)(4)确定函数值域的常见方法:①直接法:从自变量x 的范围出发,推出()y f x =的取值范围。
高考数学复习基本初等函数知识点归纳
高考数学复习根本初等函数知识点归纳(一)指数与指数幂的运算1.根式的概念:一般地,如果,那么叫做的次方根(nthroot),其中1,且*.当是奇数时,正数的次方根是一个正数,负数的次方根是一个负数.此时,的次方根用符号表示.式子叫做根式(radical),这里叫做根指数(radicalexponent),叫做被开方数(radicand).当是偶数时,正数的次方根有两个,这两个数互为相反数.此时,正数的正的次方根用符号表示,负的次方根用符号-表示.正的次方根与负的次方根可以合并成(0).由此可得:负数没有偶次方根;0的任何次方根都是0,记作。
注意:当是奇数时,,当是偶数时,2.分数指数幂正数的分数指数幂的意义,规定:0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义指出:规定了分数指数幂的意义后,指数的概念就从整数指数推广到了有理数指数,那么整数指数幂的运算性质也同样可以推广到有理数指数幂.3.实数指数幂的运算性质(二)指数函数及其性质1、指数函数的概念:一般地,函数叫做指数函数(exponential),其中x是自变量,函数的定义域为R.注意:指数函数的底数的取值范围,底数不能是负数、零和1.2、指数函数的图象和性质a1图象特征函数性质向x、y轴正负方向无限延伸函数的定义域为R图象关于原点和y轴不对称非奇非偶函数函数图象都在x轴上方函数的值域为R+函数图象都过定点(0,1)自左向右看,图象逐渐上升自左向右看,图象逐渐下降增函数减函数在第一象限内的图象纵坐标都大于1在第一象限内的图象纵坐标都小于1在第二象限内的图象纵坐标都小于1在第二象限内的图象纵坐标都大于1图象上升趋势是越来越陡图象上升趋势是越来越缓函数值开始增长较慢,到了某一值后增长速度极快; 函数值开始减小极快,到了某一值后减小速度较慢; 注意:利用函数的单调性,结合图象还可以看出:(1)在[a,b]上,值域是或;(2)假设,那么;取遍所有正数当且仅当;(3)对于指数函数,总有;(4)当时,假设,那么;(一)对数1.对数的概念:一般地,如果,那么数叫做以为底的对数,记作:(底数,真数,对数式)说明:1注意底数的限制,且;2;3注意对数的书写格式.两个重要对数:1常用对数:以10为底的对数;2自然对数:以无理数为底的对数的对数.对数式与指数式的互化对数式指数式对数底数幂底数对数指数真数幂(二)对数函数1、对数函数的概念:函数,且叫做对数函数,其中是自变量,函数的定义域是(0,+).注意:1对数函数的定义与指数函数类似,都是形式定义,注意区分。
高中数学复习点睛—基本初等函数Ⅱ(三角函数)
高中数学复习点睛—基本初等函数Ⅱ(三角函数)一、考点(必考)概要:1、任意角的有关概念:(1)任意角:①角是旋转量,可以不论方向,不论大小;②正角的取值范围:(0,+∞),负角的取值范围:(-∞,0),零角=0;③任意角的取值范围:(-∞,+∞);(2)终边相同的角:①一条终边有无数个角,它们都相差360°的整数倍,∴终边相同的角是任意角;②表示为k×360°+α(k∈Z),或2kπ+α(k∈Z);③终边相同的角的集合是,或;(3)象限角:①象限角是任意角③半角:(4)界限角:也称为终边落在坐标轴上的角①界限角是任意角②终边落在x轴上的角:α=kπ(k∈Z);③终边落在y轴上的角:(k∈Z);(5)区间角:给定区间内的角,不是任意角,如锐角、钝角、(0°,360°)、(-π,π)等(6)角的度量:①角度制:角度制不是10进位制,∴用角度制所表示的角不是实数;②弧度制:,∵弧长 L与半径R都是实数,∴用弧度制表示的角是实数,且弧度数与实数是一一对应的;③两种制度的转换:180°=π弧度,1°≈0.01745弧度, 1弧度=57°18';④弧度制的意义:弧度把长度的单位和角度的单位统一起来;(7)三角函数线:单位圆中有向线段AT与MP、OM分别叫做角α的正切线、正弦线、余弦线。
2、任意角三角函数:(1)定义:①任意角α终边上一点P(x,y),P点到原点的距离为r,,三个量x、y、r两两相比,有六个比值。
角α与这一组比值之间是单值对应是关系,因此构成函数关系:三角函数是以角为自变量,以比值为函数值的函数,当角α取弧度制时,三角函数的定义域是R。
②角α与每一个比值之间也是单值对应是关系,因此也构成函数关系:③角α的正弦、余弦、正切、余切、正割、余割函数统称为三角函数。
(2)三角函数值的符号:规律记忆口诀:一全,二弦,三切,四余(只记正号);即:第一象限全为正,第二象限正弦为正,第三象限切(正切和余切)为正,第四象限余弦为正;(3)特殊角的三角函数值:(4)同角三角函数的基本关系:①倒数关系:ⅰ ;ⅱ ;ⅲ ;②商数关系:ⅰ ;ⅱ ;③平方关系:ⅰ ;ⅱ ;ⅲ ;(5)诱导公式:①表一:记忆口诀:“函数同名称,符号看象限”;例:,,其它的公式以此类推;②表二:③表一、表二合起来记忆的口诀:“奇变偶不变,符号看象限”;例:,,其它的公式以此类推;④诱导公式的作用:是把任意角的三角函数转化为锐角三角函数,然后求值;3、三角函数的图像和性质(1)正弦、余弦、正切函数的图像:①几何画法:利用单位圆和正弦线作图②“五点法”作正弦函数、余弦函数的图像:③正切、余切函数的图像:(2)正弦、余弦、正切函数的性质:4、正弦型函数的图像:(1)振幅:(2)周期:(3)初相:(4)函数的图像:(5)特殊点间的关系:①A、B间距离为周期T的,A、C间的距离为周期T的,A、D间距离为周期T的。
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第二章 基本初等函数(Ⅰ)
〖2.1〗指数函数 【2.1.1】指数与指数幂的运算
(1)根式的概念
①如果,,,1n
x a a R x R n =∈∈>,且n N +∈,那么x 叫做a 的n 次方根.当n 是奇
数时,a 的n n 是偶数时,正数a 的正的n
表示,负的n 次方根用符号0的n 次方根是0;负数a 没有n 次方根.
n 叫做根指数,a 叫做被开方数.当n 为奇数时,a 为任意实数;当n 为偶数时,0a ≥.
③根式的性质:n
a =;当n 为奇数时,
a =;当n 为偶数时,
(0)
|| (0)
a a a a a ≥⎧==⎨
-<⎩. (2)分数指数幂的概念
①正数的正分数指数幂的意义是:0,,,m n
a a m n N +=>∈且1)n >.0的正分
数指数幂等于0.
②正数的负分数指数幂的意义是: 1()0,,,m m n
n a
a m n N a -+==>∈且1)n >.0的负分数指数幂没有意义. 注意口诀:底数取倒数,指数取相反数.
(3)分数指数幂的运算性质
①(0,,)r
s
r s
a a a
a r s R +⋅=>∈ ②()(0,,)r s rs a a a r s R =>∈
③()(0,0,)r r r
ab a b a b r R =>>∈
【2.1.2】指数函数及其性质(4)指数函数
〖2.2〗对数函数 【2.2.1】对数与对数运算
(1)对数的定义
①若(0,1)x
a N a a =>≠且,则x 叫做以a 为底N 的对数,记作log a x N =,其中a 叫
做底数,N 叫做真数.
②负数和零没有对数.
③对数式与指数式的互化:log (0,1,0)x
a x N a N a a N =⇔=>≠>. (2)几个重要的对数恒等式:log 10a =,log 1a a =,log b
a a
b =.
(3)常用对数与自然对数
常用对数:lg N ,即10log N ;自然对数:ln N ,即log e N (其中 2.71828e =…). (4)对数的运算性质 如果0,1,0,0a a M N >≠>>,那么
①加法:log log log ()a a a M N MN += ②减法:log log log a a a
M M N N
-= ③数乘:log log ()n
a a n M M n R =∈ ④log a N a N =
⑤log log (0,)b n a a n
M M b n R b
=
≠∈ ⑥换底公式:log log (0,1)log b a b N N b b a =
>≠且
【2.2.2】对数函数及其性质
〖2.3〗幂函数
(1)幂函数的定义
=叫做幂函数,其中x为自变量,α是常数.一般地,函数y xα
(2)幂函数的图象
(3)幂函数的性质
①图象分布:幂函数图象分布在第一、二、三象限,第四象限无图象.幂函数是偶函数时,图象分布在第一、二象限(图象关于y 轴对称);是奇函数时,图象分布在第一、三象限(图象关于原点对称);是非奇非偶函数时,图象只分布在第一象限. ②过定点:所有的幂函数在(0,)+∞都有定义,并且图象都通过点(1,1).
③单调性:如果0α>,则幂函数的图象过原点,并且在[0,)+∞上为增函数.如果0α<,则幂函数的图象在(0,)+∞上为减函数,在第一象限内,图象无限接近x 轴与y 轴. ④奇偶性:当α为奇数时,幂函数为奇函数,当α为偶数时,幂函数为偶函数. ⑤图象特征:幂函数,(0,)y x x α
=∈+∞,当1α>时,若01x <<,其图象在直线y x =下方,若1x >,其图象在直线y x =上方,当1α<时,若01x <<,其图象在直线y x =上方,若1x >,其图象在直线y x =下方.。