高考数学二轮复习第二部分突破热点分层教学专项二专题一2第2讲基本初等函数函数与方程及函数的应用学案
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第 2 讲基本初等函数、函数与方程及函数的应用
年份2018 2017 2016卷别考察内容及考题地点命题剖析
卷Ⅰ函数的零点问题·T9 1.基本初等函数作为
卷Ⅱ指数型函数图象的辨别·T3高考的命题热门,多考卷Ⅲ对数的运算及不等式性质·T12查利用函数的性质比
卷Ⅰ
指数与对数的互化、对数运算、比较大较大小,一般出此刻第
小·T115~ 11 题的地点,有时卷Ⅲ函数的零点问题·T11难度较大.
卷Ⅰ
幂函数、指数函数、对数函数的单一性、2.函数的应用问题多
比较大小·T8表此刻函数零点与方
程根的综合问题上,近
几年全国课标卷考察
卷Ⅲ指数函数与幂函数的单一性、比较大小·T6
较少,但也要惹起重
视,题目可能较难.
基本初等函数的图象与性质(综合型 )
指数与对数式的8 个运算公式
m n m + nm n
= a mn m m m M
=
(1)a · a= a.(2)( a ).(3)( ab)= a b .(4)log a(MN) = log a M + log a N.(5)log a N
log a M- log a N.(6)log a M n= nlog a M.(7)a loga N=N.(8)log a N=log b N.
log b a
[注意 ](1)(2)(3) 中, a>0,b>0;(4)(5)(6)(7)(8) 中,a>0 且 a≠1,b>0 且 b≠1,M >0,N>0.
[ 典型例题 ]
1
(1)(2018 高·考天津卷 )已知 a= log 2e,b= ln 2 ,c=log 13,则 a,b,c 的大小关系为()
2
A . a>b>c
B . b>a>c
C.c>b>a D . c>a>b
1
(2)函数 y=x+ ln|x|的图象大概为 ()
1
【分析】(1)因为 a= log2e>1,b= ln 2 ∈(0,1),c= log 13= log2 3>log 2e>1,所以 c>a>b,
2
应选 D.
111
(2)当 x<0 时, y=x+ ln(- x),由函数y=x, y= ln(- x)单一递减,知函数y=x+ ln( - x)单一递减,清除C, D;
当 x>0 时, y=1+ ln x,此时f(1) = 1+ ln 1 =1,而选项
A 中函数的最小值为2,故清除
x1
A ,只有
B 正确.应选
【答案】(1)D B.
(2)B
基本初等函数的图象与性质的应用技巧
(1)对数函数与指数函数的单一性都取决于其底数的取值,当底数 a 的值不确准时,要
注意分 a>1 和 0<a<1 两种状况议论:当a>1 时,两函数在定义域内都为增函数;当
时,两函数在定义域内都为减函数.
0<a<1
(2)由指数函数、对数函数与其余函数复合而成的函数,其性质的研究常常经过换元法
转变为两个基本初等函数的有关性质,而后依据复合函数的性质与有关函数的性质之间的关
系进行判断.
α
(3)对于幂函数y= x 的性质要注意α>0和α<0两种状况的不一样.
[ 对点训练 ]
1.(2018 ·武汉模拟 )已知定义在R 上的函数f(x) = 2|x-m|- 1 为偶函数,记 a= f(log 0.53),b =f(log 25), c= f(2m),则 ()
A . a<b<c
B . a<c<b C.c<a<b D . c<b<a
|x -
m||x|log 3
分析:选 C.函数 f(x)= 2- 1为偶函数,则 m= 0,则 f( x)= 2- 1,a= f(log 0.53)= 22-1= 2, b= f(log 25)= 2log25- 1= 4, c= f(0)= 20- 1= 0.故 c<a<b,选 C.
x1
2.已知 a 是大于 0 的常数,把函数y= a 和 y=ax+ x 的图象画在同一平面直角坐标系
中,不行能出现的是()
分析:选 D. 因为a>0,所以y=1 +x
是对勾函数,若0<a≤1,则当x>0时, y=
1 + x ax ax
的值大于等于2,函数y= a x和y= ax1+ x 的图象不行能有两个交点,应选
D.
函数的零点(综合型)
函数的零点及其与方程根的关系
对于函数 f(x),使 f(x)= 0 的实数 x 叫做函数 f(x)的零点.函数 F(x)= f(x)-g(x)的零点就是方程f(x) =g( x)的根,即函数 y= f(x)的图象与函数 y= g(x) 的图象交点的横坐标.
零点存在性定理
假如函数y= f(x)在区间 [a, b]上的图象是连续不停的一条曲线,而且有f(a) ·f(b)<0,那么函数 y= f(x)在区间 (a, b) 内有零点,即存在c∈ (a, b),使得 f( c)= 0,这个c 也就是方程f(x)= 0 的根.
[ 典型例题 ]
命题角度一确立函数零点的个数或其存在状况
(1)已知实数 a>1, 0<b<1,则函数 f( x)= a x+ x- b 的零点所在的区间是 ()
A.(-2,- 1)B.(-1,0)
C.(0, 1)D.(1,2)
(2)设函数 f(x)的定义域为R, f(- x)= f(x) , f(x)= f(2- x),当 x∈ [0, 1]时, f(x)= x3,则
函数 g(x)= |cos πx|- f(x)在区间-
1
,
3
上零点的个数为 ()
2 2
A . 3
B . 4 C.5 D . 6
【分析】(1) 因为 a>1, 0<b<1,f(x)= a x+x- b,
1
所以 f(- 1)=-1- b<0, f(0)= 1- b>0,
所以 f(- 1) ·f(0)<0 ,则由零点存在性定理可知f(x) 在区间 (- 1, 0) 上存在零点.
(2)由 f(- x)= f(x),得 f(x)的图象对于 y 轴对称.由 f(x)= f(2- x),得 f(x)的图象对于直线x =1 对称.当 x∈ [0, 1]时, f(x)= x3,所以 f(x)在 [- 1, 2]上的图象如图.
令 g(x)= |cos x|π-f(x)= 0,得 |cos x|π= f(x),两函数 y= f(x)与 y=|cos x|π的图象在-1
,
3 22
上的交点有 5 个.
【答案】(1)B(2)C
判断函数零点个数的方法
(1)直接求零点:令f(x) =0,则方程解的个数即为零点的个数.
(2)利用零点存在性定理:利用该定理还一定联合函数的图象和性质(如单一性)才能确立函数有多少个零点.
(3)数形联合法:对于给定的函数不可以直接求解或画出图形时,常会经过分解转变为
两个能画出的函数图象交点问题.
命题角度二已知函数零点的个数或存在状况求参数的取值范围
(2018 高·考全国卷Ⅰ )已知函数 f(x)=e x, x≤0
,g( x)= f(x)+ x+ a.若 g(x)存在 2 ln x, x>0
个零点,则 a 的取值范围是 ()
A.[-1,0)B.[0,+∞)
C.[ -1,+∞ ) D .[1,+∞)
【分析】函数 g(x)= f( x)+ x+a 存在 2 个零点,即对于 x 的方程 f(x)=- x- a 有 2 个不一样的实根,即函数f(x) 的图象与直线y=- x- a 有 2 个交点,作出直线y=- x-a 与函数f(x)的图象,如下图,由图可知,-a≤1,解得 a≥- 1,应选 C.
【答案】C
利用函数零点的状况求参数值或取值范围的方法
(1)利用零点存在的判断定理建立不等式求解.
(2)分别参数后转变为求函数的值域(最值 )问题求解.
(3)转变为两熟习的函数图象的地点关系问题,进而建立不等式求解.
[ 对点训练]
1.(2018 ·阳第一次统考洛
x
时, f(x)= 2 - 1,则方程 |cos )已知函数f(x)知足 f(1- x)= f(1+ x)= f(x- 1)( x∈R ),且当
π x|-f(x)= 0 在 [- 1, 3]上的所有根的和为()
0≤x≤1
A . 8
B . 9 C.10D.11
分析:选 D.方程 |cos π x|- f(x)= 0 在[ -1,3]上的图象交点的横坐标的和.
在 [ - 1,3] 上的所有根的和即 y= |cos π x|与 y= f(x) 由 f(1- x)= f(1+ x)得 f(x)的图象对于直线 x= 1 对称,
由 f(1- x)= f(x- 1)得 f(x) 的图象对于y 轴对称,由f(1+ x)= f(x- 1)得 f(x)的一个周期为 2,而当 0≤x≤1时,f(x)= 2x- 1,在同一坐标系中作出y= f( x)和y= |cosπ x|在 [- 1,3]上的大概图象,如下图,
易知两图象在 [- 1,3]上共有 11个交点,又 y= f(x), y= |cos π x|的图象都对于直线 x
=1 对称,故这 11 个交点也对于直线x= 1 对称,故所有根的和为11.应选 D.
2.已知函数 f(x)=e x
- kx(e 为自然对数的底数 )有且只有一个零点,则实数k 的取值范x
围是 ________.
分析:由题意,知x≠0,函数 f(x)有且只有一个零点等价
e x e x
于方程x-kx= 0 只有一个根,即方程x2=k只有一个根,设
e x e x
g(x)=x2,函数g(x)=x2的象与直y= k 只有一个交点.
因 g′(x)=( x- 2) e x
,所以函数g(x)在 (-∞, 0)上增函数,在 (0, 2)上减函数,3
x
2
在(2 ,+∞)上增函数, g(x)的极小 g(2)=e
,且 x→0 ,g(x) →+∞,x→-∞ , g(x) →0,
4
2
e
2
答案:0,e4
函数的用(合型 )
[ 典型例 ]
某食品的保y(位: h)与存温度x(位:℃ )足的函数关系式y= e kx +b
(e= 2.718 ⋯自然数的底数,k, b 常数 ).若食品在0 ℃的保是192 h,在22 ℃的保是48 h,食品在33 ℃的保是________ h.
【分析】由已知,得e b= 192, e22k+b= 48,两式相除得e22k=1
4,所以 e11k=
1
2,
所以 e33k+b= (e11k)3e b=1
× 192= 24,即食品在33 ℃的保是24 h.
8
【答案】24
用函数模型解决的一般程序和解关
建模求解反
(1)一般程序:文字言?数学言?数学用?作答.
(2)解关:解答的关是切实地成立有关函数分析式,而后用函数、方程、不等式和数的有关知加以合解答.
[ 点]
1.某企业激励新,划逐年加大研金投入.金 130 万元,在此基上,每年投入的研金比上一年增若企业2018 年整年投入研12%,企业整年投入的
研金开始超200 万元的年份是
(参照数据: lg 1.12 ≈ 0.05, lg 1.3 ≈ 0.11,lg 2 ≈ 0.30)()
A.2021 年B.2022 年
C.2023年D.2024 年
分析: B.依据意,知每年投入的研金增的百分率同样,所以,从 2018 年起,每年投入的研金成一个等比数列{ a n} ,此中,首 a1= 130,公比 q= 1+ 12%=1.12,
所以a n= 130×1.12n
-
1n
-
1
n- 1>
lg 2- lg 1.3
,又. 由 130 ×1.12>200 ,两同取数,得lg 1.12
lg 2 -lg 1.3
≈
0.30-0.11
= 3.8,则 n>4.8,即 a 5 开始超出 200,所以
2022 年投入的研发资本
lg 1.12
0.05
开始超出 200 万元,应选 B.
2.某工厂某种产品的年固定成本为 250 万元,每生产 x 千件该产品需另投入的成本为
G(x)( 单位:万元 ),当年产量不足
80 千件时, G(x)=1
x 2+ 10x ;当年产量不小于 80 千件时,
3
G(x)= 51x + 10 000 - 1 450.已知每件产品的售价为
0.05 万元.经过市场剖析,该工厂生产的
x
产品能所有售完,则该工厂在这一产品的生产中所获年收益的最大值是
________万元.
分析:因为每件产品的售价为 0.05 万元,
所以 x 千件产品的销售额为 0.05 ×1 000x = 50x 万元. ①当 0< x<80 时,年收益 L(x)= 50x
1 2
1
2
1 (x -60) 2
+950,
- x
-10x - 250=- x + 40x -250=-
3
3
3
所以当 x = 60 时, L(x)获得最大值,且最大值为 L(60)= 950 万元;
②当 x ≥80时, L(x)= 50x - 51x -
10 000
+ 1
450-250= 1 200- x +
10 000
≤ 1 200-
x
x
2
x ·
10 000
=1 200- 200= 1 000,当且仅当 x =
10 000
,即 x = 100 时,L(x)获得最大值 1 000
x
x
万元.因为 950<1 000 ,
所以当产量为 100 千件时, 该工厂在这一产品的生产中所获年收益最大,
最大年收益为
1 000 万元.
答案: 1 000
一、选择题
1.函数 y =
1
的定义域为 ()
(4x - 3)
log 0.5
A. 3
, 1
B.
3
,+ ∞
4
4
3
C .(1,+ ∞ )
D.
4, 1 ∪ (1,+ ∞)
4x - 3>0 ,
解得 3
分析:选 A. 要使函数存心义需知足
<x<1.
log 0.5( 4x - 3) >0, 4
2.已知函数 f( x)= (m 2- m -5) x m 是幂函数,且在 x ∈ (0,+ ∞)时为增函数,则实数 m 的
值是 ( )
A .- 2
B . 4
C .3
D .-2 或 3
分析:选 C. f(x)= (m 2- m - 5)x m 是幂函数 ? m 2- m - 5= 1? m =- 2 或 m = 3.
又在 x ∈(0,+ ∞)上是增函数,
所以 m = 3.
π
π
3.若 a = log 1 1
, b = e 3 , c = log 3cos
)
5,则 (
π 3
A . b>c>a
B . b>a>c
C .a>b>c
D . c>a>b
分析:选 B. 因为 0<
1
1
1
1 π
>e 0
< <1,所以 1= log 1 >log 1
>0,所以 0<a<1,因为 b = e 3
π 3
π π
π 3
π
π
= 1,所以 b>1. 因为 0<cos 5 <1,所以 log 3cos 5 <log 31= 0,所以 c<0.故 b>a>c ,选 B.
4.函数 f(x)= 2e x -
1 ,x<2,
则不等式 f(x)>2 的解集为 ()
log 3( x 2- 1), x ≥ 2,
A .(-2,4)
B . (- 4,- 2)∪ (- 1, 2)
C .(1, 2)∪ ( 10,+ ∞ )
D .( 10,+ ∞)
x -
1
,解得 1<x<2;
分析:选 C. 令 2e >2( x<2)
令 log 3(x 2- 1)>2( x ≥2),解得 x> 10. 故不等式 f(x)>2 的解集为 (1,2) ∪(
10,+ ∞).
5.若函数 y = a |x|(a>0 且 a ≠ 1)的值域为 { y|0<y ≤ 1},则函数 y = log a |x|的图象
大概是
( )
分析:选 A. 若函数 y = a |x|(a>0 且 a ≠ 1)的值域为 { y|0<y ≤ 1},则 0<a<1,故 log a |x|是偶函数
且在 (0,+ ∞)上单一递减,由此可知
y = log a |x|的图象大概为 A.
6. (2018 贵·阳模拟 )20 世纪 30 年月,为了防备地震带来的灾祸,里克特
(C.F.Richter) 制
定了一种表示地震能量大小的尺度,就是使用测震仪权衡地震能量的等级,地震能量越大,
测震仪记录的地震曲线的振幅就越大,
这就是我们常说的里氏震级 M ,其计算公式为 M = lg
A - lg A 0,此中 A 是被测地震的最大振幅, A 0 是 “标准地震 ”的振幅.已知 5 级地震给人的震 感已经比较明显,则
7 级地震的最大振幅是 5 级地震的最大振幅的 (
)
A .10 倍
B .20 倍
C .50 倍
D .100 倍
7
lg A = lg A 0+ lg 10M = lg (A 0·10M ) .所以 A =A 0·10M ,则 A 0×
10
5
A 0× 10
=100.应选 D.
7.函数 y = x 2ln |x|的图象大概是 ()
|x|
分析:选 D. 易知函数 y =
x 2ln |x|
是偶函数,可清除 B ,
|x|
当 x>0 时, y = xln x , y ′= ln x + 1,令 y ′>0,得 x>e -
1,
- 1
D 正确,应选 D.
所以当 x>0 时,函数在 (e ,+ ∞)上单一递加,联合图象可知
8.设 x , y , z 为正数,且 2x = 3y =5z
,则 ()
A . 2x<3y<5 z
B . 5z<2x<3y
C .3y<5z<2x
D . 3y<2x<5z
分析:选 D. 设 2x =3y = 5z =k(k>1), 则 x = log 2k , y =log 3k , z =log 5 k ,
2x 2log 2 k 2lg k lg 3 2lg 3 lg 9
所以 3y = 3log 3 k = lg 2 · 3lg k =
3lg 2 = lg 8>1,即 2x>3y.① 2x = 2log 2k = 2lg k · lg 5 = 2lg 5= lg 25 5z 5log 5k lg 2 5lg k
5lg 2
lg 32 <1,
所以 2x<5z.②
由①②得 3y<2x<5 z.
9. (2018 高·考全国卷Ⅲ )设 a = log 0.20.3, b =log 20.3,则 ()
A . a + b < ab < 0
C .a + b < 0<ab
B . ab <a + b < 0 D . ab < 0< a + b
分析:选 B.由 a = log 0.20.3 得 1
= log 0.30.2,由 b = log 20.3 得 1=log 0.32,所以 1+1
= log 0.30.2
a b a b + l og 0.32= log 0.3 0.4,所以 0< 1+1< 1,得 0< a + b
< 1.又 a > 0,b < 0,所以 ab <0,所以 ab
a bab
< a + b < 0.
10.已知 f(x)是定义在R上的奇函数,且x>0 时, f(x)= ln x- x+ 1,则函数 g(x)= f(x)-e x(e 为自然对数的底数)的零点个数是 ()
A . 0
B . 1
C.2 D . 3
分析:选 C. 当 x>0 时, f(x)= ln x- x+ 1,f ′ (x)=1
-1=
1-x
,
x x
所以 x∈ (0, 1)时 f′( x)>0,此时 f(x)单一递加; x∈ (1,+∞)时, f′
(x)<0 ,此时 f(x)单一递减.所以,当x>0 时, f( x)max= f(1)= ln 1- 1
+1= 0.依据函数 f(x) 是定义在R上的奇函数作出函数 y=f(x)与 y=
e x的大概图象如下图,察看到函数 y= f(x)与 y= e x的图象有两个交点,所以函数 g(x)= f(x)-e x(e 为自然对数的底数)有 2 个零点.
11.已知函数 f(x)是定义在R 上的奇函数,且在区间[0 ,+∞)上单一递加,若
f( ln x)- f ln 1 x
2<f(1) ,则 x 的取值范围是 ()
1
A.0,e B . (0, e)
1
C. e, e D . (e,+∞)分析:选 C. 因为函数 f(x)是定义在R 上的奇函数,
1
所以 f(ln x)-f ln x= f(ln x)- f(-ln x)= f(ln x)+ f(ln x)=2f(ln x),
f( ln x)- f ln 1 x
所以<f(1)等价于 |f(ln x)|<f(1),
2
又 f(x) 在区间 [0,+∞)上单一递加,
1
所以- 1<ln x<1,解得e<x<e.
12. (2018 ·阳教课质量监测沈)设函数 f(x)是定义在R 上的偶函数,且f(x+ 2)= f(2- x),
2
x
当 x∈ [ - 2,0]时,f(x)=-1,若对于x的方程f(x)-log a(x+2)=0(a>0且a≠ 1)在区间(-2
2, 6)内有且只有4 个不一样的实根,则实
数 a 的取值范围是 ()
1
A. 4,1B.(1,4)
C.(1, 8) D . (8,+∞)
分析:选 D. 因为 f( x)为偶函数,且f(2+x)=f(2- x),所以 f(4 +x) =f(- x)= f(x),所以 f(x)为偶函数且周期为4,
2 x
又当- 2≤x ≤0时, f(x)=
-1,
2
画出 f(x)在 (- 2, 6)上的大概图象,如下图.
若 f(x)- log a (x + 2)= 0(a>0 且 a ≠ 1)在 (- 2, 6)内有 4 个不一样的实根,则
y = f(x)的图象与
y =log a (x + 2)的图象在 (- 2,6) 内有 4 个不一样的交点.
a>1,
所以
所以 a>8,应选 D.
log a (6+ 2) <1,
二、填空题
1
2 0
= ________.
13.计算: 2log 4
10- 3
2log 25 + 8 - (π - 3)
分析:2log 4 1 2 0
1
3
2
10 2
-1= 1
3
2
2
3
2 = 2×
2
5+ 2 10- 2log 25+ 8 - (π - 3)
2log 10- log 5+ (2 ) - 1= log
+4- 1= 4.
答案: 4
1
1 -x
;③ y = ln( x + 1);④ y = |1- x|.此中在区间 (0 , 1)
14.有四个函数:①
y = x 2
;② y = 2 内单一递减的函数的序号是 ________.
分析:剖析题意可知①③明显不知足题意,画出②④中的函数图象
(图略 ),易知②④中
的函数知足在 (0, 1)内单一递减.
答案:②④
15.(2018 高·考全国卷Ⅲ )已知函数 f(x)= ln( 1+ x 2
-x)+1, f(a)=4,则 f(- a)= ________.
分析:由 f(a)= ln(
1+a 2- a)+ 1= 4,得 ln( 1+ a 2- a)= 3,所以 f(- a)= ln( 1+ a 2+
a)+ 1=- ln
1
+ 1=- ln( 1+ a 2- a)+ 1=- 3+ 1=- 2.
1+a 2+ a
答案:- 2
16.某食品的保鲜时间 t(单位:小时 )与储蓄温度 x( 单位:℃ )知足函数关系式 t =
64, x ≤ 0,
且该食品在 4
℃时的保鲜时间是 16 小时.已知甲在某日 10 时购置了该食品,
kx +
6
2 , x>0,
并将其遗放在室外,且这天的室外温度随时间的变化如下图.给出以下四个结论:
①该食品在
6 ℃的保鲜时间是
8 小时;
②当
x ∈[ -6, 6]时,该食品的保鲜时间
t 跟着 x 的增大而渐渐减少;
③到了这天 13 时,甲所购置的食品还在保鲜时间内;
④到了这天 14 时,甲所购置的食品已过了保鲜时间.
此中,所有正确结论的序号是 ________.
分析:因为某食品的保鲜时间 t(单位:小时 )与储蓄温度 x(单位:℃ )知足函数关系式 t
=
64, x ≤0,
且该食品在 4 ℃时的保鲜时间是
4k +
6
+
16 小时,所以 2
= 16,即 4k +6= 4,
2kx 6, x>0,
64, x ≤ 0,
解得 k =- 1
,所以 t = -1x + 6
2 2 2 , x>0.
①当 x =6 时, t = 8,故①正确;
②当 x ∈[ -6,0]时,保鲜时间恒为 64 小时,当 x ∈ (0,6]时,该食品的保鲜时间 t 跟着
x 的增大而渐渐减少,故②错误;
③这天 10 时,温度为 8
℃,此时保鲜时间为 4 小时,而跟着时间的推移,到
11 时,
1
温度为 11 ℃,此时的保鲜时间
- ×
+
2≈ 1.414 小时,到 13 时,甲所购置的食品不
t = 2 2 11 6= 在保鲜时间内,故③错误;
④由③可知,到了这天
14 时,甲所购置的食品已过了保鲜时间,故④正确.
所以正确结论的序号为①④
.
答案:①④。