高考数学基本初等函数函数与方程及函数的应用教师用书理

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第3讲 基本初等函数、函数与方程及函数的应用

题型一| 指数函数、对数函数及幂函数的图象和性质

(1)已知a =2

,b =log 213,c =log 121

3

,则将a ,b ,c 按从大到小的顺序

排列为________.

(2)当0

时,4x

【导学号:19592007】

(1)c >a >b (2)⎝

⎛⎭

⎪⎫

22,1 [(1)由指数函数及对数函数的单调性易知0<2<1,log 2

1

3

log 121

2

=1,故c >a >b .

(2)显然0

与y =log a x 的图象(图略). 依据图象特征,只需满足log a 1

2>4=2,

∴12

2

比较指数函数值、对数函数值、幂函数值的大小有三种方法:一是根据同类函数的单调性进行比较;二是采用中间值0或1等进行比较;三是将对数式转化为指数式,或将指数式转化为对数式,通过转化进行比较.

1.(2016·南通二调)已知函数f (x )=log a (x +b )(a >0,a ≠1,b ∈R )的图象如图

3-1所示,则a +b 的值是________.

图3-1

9

2

[由题图可知 ⎩

⎪⎨

⎪⎧

log a b -=0,log a b =-2,解得b =4,a =12,∴a +b =9

2

.]

2.(2016·镇江期中)若4x

-5×2x

+6≤0,则函数f (x )=2x

-2-x

的值域是________.

⎣⎢⎡⎦

⎥⎤32,83 [由4x -5×2x +6≤0得2≤2x ≤3,

令2x

=t ,则t ∈[2,3], ∴f (t )=t -1t

.

又f (t )在[2,3]上单调递增,故

f (2)≤f (t )≤f (3),即f (t )∈⎣

⎢⎡⎦

⎥⎤32,8

3

.] 题型二| 函数的零点问题

(1)(2016·镇江模拟)若函数f (x )=cos x -x 的零点在区间(k -1,k )(k ∈Z )

内,则k =________.

(2)(2016·南京一模)设f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (x )=2x

+m

2

x ,设g (x )=

⎩⎪⎨⎪⎧

f x ,x >1,

f

-x ,x ≤1,

若函数y =g (x )-t 有且只有一个零点,则实数t 的取值范围是

________.

(1)1 (2)⎣⎢⎡⎦

⎥⎤-32,32 [(1)∵f (x )=cos x -x ,

∴f ′(x )=-sin x -1≤0,

∴f (x )在R 上是单调递减函数,∴f (x )至多有一个零点,

又f (0)=1,f (1)=cos 1-1<0,∴f (x )在(0,1)内存在唯一零点,由题意可知k =1. (2)由f (x )为R 上的奇函数可知,f (0)=0,即1+m =0,m =-1. ∴f (x )=2x

-12

x ,

∴g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧

2x

-1

2

x ,x >1,1

2x

-2x

,x ≤1.

又当x >1时,g (x )为增函数, ∴g (x )>g (1)=2-12=3

2,

当x ≤1时,g (x )为减函数, ∴g (x )≥g (1)=-⎝ ⎛⎭

⎪⎫2-12=-32. 要使g (x )-t =0有且只有一解,即函数y =g (x )与y =t 的图象只有一个交点(图略),故-32≤t ≤3

2

.]

【名师点评】 1.确定函数零点存在区间及个数的两个方法: (1)利用零点存在性判定定理;

(2)利用数形结合法.当方程两端所对应的函数类型不同或对应的函数解析式为绝对值、分式、指数、对数及三角函数式时,常用数形结合法求解.

2.解决由函数零点的存在情况求参数的值或取值范围问题,关键是利用函数方程思想或数形结合思想,构建关于参数的方程或不等式求解.

1.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧

2x

,x ≥2,x -3,0

实根,则实数k 的取值范围是________.

0

在R 上单调递增;函数y =2x 在[2,+∞)上单调递减,

又因为x =2时,(x -1)3

=1且2x

=1,所以f (x )的最大值为1,对应点为(2,1),

又y =kx 过原点(0,0),所以k =1-02-0=12.可见0

2.]

2.函数f (x )=2x

|log 0.5x |-1有________个零点.

2 [令f (x )=2x

|log 0.5x |-1=0,可得|log 0.5x |=⎝ ⎛⎭

⎪⎫12x .

在同一坐标系下分别画出函数y =|log 0.5x |与y =⎝ ⎛⎭

⎪⎫12x

的图象,如图所示.由图象知,

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