江苏高考数学专题练习函数(含解析)
高考数学专题《对数与对数函数》习题含答案解析
专题3.6 对数与对数函数1.(2021·安徽高三其他模拟(理))函数()ln ||f x x x =+的图象大致是()A .B .C .D .【答案】D 【解析】确定函数的奇偶性,排除两个选项,再由0x >时的单调性排除一个选项,得正确选项.【详解】易知()ln ||f x x x =+是非奇非偶函数,所以排除选项A ,C ;当x >0时,()f x 单调递増、所以排除选项B.故选:D .2.(2021·江西南昌市·高三三模(文))若函数()3log ,12,1x x x f x x ≥⎧=⎨<⎩.则()0f f ⎡⎤=⎣⎦( )A .0B .1C .2D .3【答案】A 【解析】利用函数()f x 的解析式由内到外逐层计算可得()0f f ⎡⎤⎣⎦的值.练基础()3log ,12,1x x x f x x ≥⎧=⎨<⎩,则()0021f ==,因此,()()301log 10f f f ===⎡⎤⎣⎦.故选:A.3.(2021·浙江高三其他模拟)已知a 为正实数,则“1a >”是“32212log log a a ->”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】利用充分、必要条件的定义,即可推出“1a >”与“32212log log a a ->”的充分、必要关系.【详解】因为32212log log a a ->等价于3222log log a a >,由a 为正实数且1a >,故有32a a >,所以3222log log a a >成立;由a 为正实数,3222log log a a >且函数2log y x =是增函数,有32a a >,故()210aa ->,所以1a >成立.故选:C .4.(2021·浙江高三专题练习)已知函数f (x )=1331,,log 1x x x x ⎧≤⎪⎨>⎪⎩则函数y =f (1-x )的大致图象是( )A .B .C .D .【答案】D 【解析】由()f x 得到()1f x -的解析式,根据函数的特殊点和正负判断即可.因为函数()f x 133,1log ,1x x x x ⎧≤⎪=⎨>⎪⎩,所以函数()1f x -()1133,0log 1,0x x x x -⎧≥⎪=⎨-<⎪⎩,当x =0时,y =f (1)=3,即y =f (1-x )的图象过点(0,3),排除A ;当x =-2时,y =f (3)=-1,即y =f (1-x )的图象过点(-2,-1),排除B ;当0x <时,()1311,(1)log 10x f x x ->-=-<,排除C ,故选:D .5.(2021·江苏南通市·高三三模)已知1331311log 5,,log 26a b c ⎛⎫=== ⎪⎝⎭,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a b c >>B .b a c >>C .c b a>>D .c a b>>【答案】D 【解析】由于1331log g 66lo c ==,再借助函数3log y x =的单调性与中间值1比较即可.【详解】1331log g 66lo c ==,因为函数3log y x =在()0,∞上单调递增,所以333131log 31log 5log 6log 6a c =<=<<=,因为函数12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭在R 上单调递减,所以10312112b <⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎝⎭=⎭,所以c a b >>故选:D6.(2021·辽宁高三月考)某果农借助一平台出售水果,为了适当地给鲜杏保留空气呼吸,还会在装杏用的泡沫箱用牙签戳上几个小洞,同时还要在鲜杏中间放上冰袋,来保持泡沫箱内部的温度稳定,这样可以有效延长水果的保鲜时间.若水果失去的新鲜度h 与其采摘后时间t (小时)满足的函数关系式为t h m a =⋅.若采摘后20小时,这种杏子失去的新鲜度为10%,采摘后40小时,这种杏子失去的新鲜度为20%.在这种条件下,杏子约在多长时间后会失去一半的新鲜度( )(已知lg 20.3≈,结果取整数)A .42小时B .53小时C .56小时D .67小时【答案】D 【解析】利用指数的运算得出1202a =,再利用对数的运算即可求解.【详解】由题意可得200010m a =⋅,①400020m a =⋅,②②÷①可得202a =,解得1202a =,所以0050t m a =⋅,③ ③÷①可得205t a -=,所以202025t -=,即20lg 2lg 51lg 20.720t -==-=,解得67t ≈(小时).故选:D7.【多选题】(2021·辽宁高三月考)已知2log 3a =,34b =,22log 31c =+,则下列结论正确的是( )A .a c <B .2ab =C .1abc a =+D .22bc b =+【答案】BCD 【解析】先判断1a >,即可判断A ; 利用222log 3b a==判断B ;利用B 的结论判断C ;利用C 的结论判断D.【详解】因为2log 31a =>,所以22log 3112c a a c a =+=+<⇒<,即A 不正确;因为33222log 42log 2log 3b a====,所以2ab =,即B 正确;由2ab =可知,21abc c a ==+,C 正确;由1abc a =+可知,2ab c ab b =+,则22bc b =+,即D 正确.故选:BCD.8.【多选题】(2021·山东日照市·高三一模)已知113log 0x x +=,222log 0xx +=,则( )A .2101x x <<<B .1201x x <<<C .2112lg lg 0x x x x -<D .2112lg lg 0x x x x ->【答案】BC 【解析】根据对数函数的性质可判断AB 正误,由不等式的基本性质可判断CD 正误.【详解】由131log 0x x =->可得101x <<,同理可得201x <<,因为(0,1)x ∈时,恒有23log log x x<所以122231log log 0x x x x -=-<,即12x x <,故A 错误B 正确;因为1201x x <<<,所以12lg lg 0x x <<,即210lg lg x x <-<-,由不等式性质可得1221lg lg x x x x -<-,即2112lg lg 0x x x x -<,故C 正确D 错误.故选:BC9.(2021·浙江高三期末)已知2log 3a =,则4a =________.【答案】9【解析】把2log 3a =代入4a 可得答案.【详解】因为2log 3a =,所以222log 3log 34429a ===.故答案为:9.10.(2021·河南高三月考(理))若41log 32a =,则39a a +=___________;【答案】6【解析】首先利用换底公式表示3log 2a =,再代入39a a +求值.【详解】由条件得331log 4log 22a ==,所以3333log 2log 2log 2log 4393933246a a +=+=+=+=.故答案为:61.(2021·浙江高三专题练习)如图,直线x t =与函数()3log f x x =和()3log 1g x x =-的图象分别交于点A ,B ,若函数()y f x =的图象上存在一点C ,使得ABC V 为等边三角形,则t 的值为( )ABCD.3+【答案】C 【解析】由题意得()3,log A t t ,()3,log 1B t t -,1AB =,根据等边三角形的性质求得C点的横坐标x t =-,结合A ,B两点的纵坐标和中点坐标公式列方程t =,解方程即可求得t 的值.【详解】由題意()3,log A t t ,()3,log 1B t t -,1AB =.设()3,log C x x ,因为ABC V 是等边三角形,所以点C 到直线AB所以t x -=,x t =-根据中点坐标公式可得练提升33333log log 11log log log 22t t t t ⎛+-==-= ⎝,所以t -=,解得t =故选:C2.(2021·安徽高三其他模拟(文))已知函数()()14,12ln 1,1xx f x x x ⎧⎛⎫-≤-⎪ ⎪=⎨⎝⎭⎪+>-⎩,若()0f f x <⎡⎤⎣⎦,则x 的取值范围为( )A .()2,0-B .21,1e ⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭C .212,1e ⎛⎫-- ⎪⎝⎭D .()212,11,0e ⎛⎫--⋃-⎪⎝⎭【答案】D 【解析】先由()0f f x <⎡⎤⎣⎦可得出()20f x -<<,然后再分1x ≤-、1x >-两种情况解不等式()20f x -<<,即可得解.【详解】若()1f x ≤-,则()()1402f x f f x ⎛⎫=-<⎡⎤ ⎪⎣⎦⎝⎭,解得()2f x >-,此时,()21f x -<≤-;若()1f x >-,则()()ln 10f f x f x =+<⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦,可得()011f x <+<,解得()10f x -<<.综上,()20f x -<<.若1x ≤-,由()20f x -<<可得12402x ⎛⎫-<-< ⎪⎝⎭,可得1242x⎛⎫<< ⎪⎝⎭,解得21x -<<-,此时21x -<<-;若1x >-,由()20f x -<<可得()2ln 10x -<+<,可得2111x e <+<,解得2110x e -<<,此时,2110x e -<<.综上,满足()0f f x <⎡⎤⎣⎦的x 的取值范围为()212,11,0e ⎛⎫--⋃- ⎪⎝⎭.故选:D.3.(2021·全国高三三模)已知函数()xxf x e e-=+,若()()4561log ,log 6,log 45a f b f c f ⎛⎫=== ⎪⎝⎭,则,,a b c 的大小关系正确的是( )A .b a c >>B .a b c >>C .c b a >>D .c a b>>【答案】B 【解析】先判断函数的奇偶性,再利用导数判断函数的单调性,最后根据对数函数的性质,结合基本不等式、比较法进行判断即可.【详解】因为()()xx f x ee f x --=+=,所以()f x 为偶函数,()21x xxxe x ee f e --=='-,当0x >时,()0f x '>,函数单调递增,当0x <时,()0f x '<,函数单调递减,()()()()444561log log 5log 5,log 6,log 45a f f f b f c f ⎛⎫==-=== ⎪⎝⎭,因为lg4lg6+>故2222lg4lg6lg 24lg25lg4lg6(lg5)242+⎛⎫⎛⎫⋅<=<= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭245lg5lg6lg 5lg4lg6log 5log 60lg4lg5lg4lg5-⋅-=-=>⋅所以456log 5log 61log 40>>>>,则.a b c >>故选:B.4.【多选题】(2021·辽宁高三月考)若1a b >>,则( )A .log 3log 3a b <B .33a b <C .11log ()log 21ab ab a b+≥-D .11+11a b <+【答案】ACD 【解析】由已知,A 选项,借助对数换底公式及对数函数单调性可判断;B 选项,利用幂函数单调性可判断;C 选项,利用对数函数单调性可判断;D 选项,利用反比例函数单调性可判断.【详解】对于A 选项:3log y x =在(0,+∞)上单调递增,1a b >>,则333311log log 0log log a b a b>>⇒<,即log 3log 3a b <,A 正确;对于B 选项:函数y =x 3在R 上递增,则33a b >,B 错误;对于C 选项:1a b >>,则ab >1,a +b >2,11log ()log log ()1ab ab ab a ba b a b ab++==+-log 21ab >-,有11log (log 21ab ab a b+≥-成立,即C 正确;对于D 选项:1112a b a b >>⇒+>+>,而函数1y x =在(0,+∞)上递减,则有11+11a b <+,即D 正确.故选:ACD5.【多选题】(2021·全国高三专题练习(理))已知0a b >>,且4ab =,则( )A .21a b ->B .22log log 1a b ->C .228a b +>D .22log log 1a b ⋅<【答案】ACD 【解析】利用不等式的性质和基本不等式的应用,结合指数函数与对数函数的单调性,对选项逐一分析判断.【详解】因为0a b >>,且4ab =,对A ,0a b ->,所以0221a b ->=,故A 正确;对B ,取83,32a b ==,所以2222216log log log log log 219a ab b -==<=,故B 错误;对C,22a b ≥+,当且仅当a b =取等号,又因为4a b +≥=,当且仅当a b =取等号,所以228a b ≥≥=+,当且仅当a b =取等号,因为0a b >>,所以不能取等号,故C 正确;对D ,当10>>>a b ,22log 0,log 0a b ><,所以22log log 1a b ⋅<;当1a b >>,22log 0,log 0a b >>,所以()()2222222log log log log log 144a b ab a b +⋅≤==,当且仅当a b =取等号,因为0a b >>,所以不能取等号,故D 正确.故选:ACD.6.【多选题】(2021·湖南高三二模)若正实数a ,b 满足a b >且ln ln 0a b ⋅>,下列不等式恒成立的是( )A .log 2log 2a b >B .ln ln a a b b ⋅>⋅C .122ab a b ++>D .log 0a b >【答案】CD 【解析】由已知不等式,求出,a b 之间的关系,结合选项一一判断即可.【详解】由ln ln 0a b ⋅>有01b a <<< 或1a b >> ,对于选项A ,当01b a <<<或1a b >>都有log 2log 2a b < ,选项A 错误;对于选项B ,比如当11,24a b == 时,有211111111ln ln 2ln ln 44424222⎛⎫==⨯= ⎪⎝⎭故ln ln a a b b ⋅>⋅不成立,选项B 错误;对于C ,因为()()1110ab a b a b +--=-->,所以1ab a b +>+ ,则122ab a b ++> ,选项C 正确;对于选项D ,因为ln ln 0a b ⋅>,所以ln log 0ln a bb a=>,选项D 正确,故选:CD .7.【多选题】(2021·山东临沂市·高三二模)若5log 2a =,1ln 22b =,1ln 55c =,则( )A .a b >B .b c>C .c a>D .2a b>【答案】AB 【解析】对四个选项一一验证:对于A :利用换底公式,化为同底结构,利用函数的单调性比较大小;对于B :利用换底公式,化为同底结构,利用函数的单调性比较大小;对于C :利用不等式的传递性比较大小;对于D :利用换底公式,化为同底结构,利用函数的单调性比较大小;【详解】对于A :522221111ln o 21l g 2,log 522log log a b e e ====⨯=,又25e >,且2log y x =为增函数,所以222l l g 5og o e <,所以22251l og 1l og e <,即a b >.故A 正确;对于B:1ln 22b ==,1ln 55c ==因为101052232,525,ln y x =====为增函数,所以b c >;故B 正确;对于C :因为a b >,b c >,所以a c >,故C 错误;对于D :因为1ln 22b =,所以212ln 2log b e ==,而521log 2,log 5a ==又5e <,所以22log log 5e <,所以2211log log 5e >,所以2b a >,故D 错误.故选:AB.8.(2021·浙江高三专题练习)已知函数()f x 满足()(1)f x f x =-+,当(0,1)x ∈时,函数()3x f x =,则13(log 19)f =__________.【答案】2719-【解析】由()(1)f x f x =-+得函数的周期为2,然后利用周期和()(1)f x f x =-+对13(log 19)f 化简可得13(log 19)f 33927(log 1)(log 1919f f =-+=-,从而可求得结果【详解】解:由题意,函数()f x 满足()(1)f x f x =-+,化简可得()(2)f x f x =+,所以函数()f x 是以2为周期的周期函数,又由(0,1)x ∈时,函数()3x f x =,且()(1)f x f x =-+,则133339(log 19)(log 19)(log 192)(log 19f f f f =-=-+=327log 193392727(log 1)(log 3191919f f =-+=-=-=-.故答案为:2719-.9.(2021·千阳县中学高三其他模拟(文))已知函数()()()11330log 0x x f x x x +⎧≤⎪=⎨>⎪⎩,则不等式()1f x >的解集为___________.【答案】11,3⎛⎫- ⎪⎝⎭【解析】根据分段函数的定义,分段讨论即可求解.【详解】解:()()()11330log 0x x f x x x +⎧≤⎪=⎨>⎪⎩ ,()10131x x f x +≤⎧∴>⇔⎨>⎩或130log 1x x >⎧⎪⎨>⎪⎩,解得10-<≤x 或103x <<,即113x -<<,∴不等式()1f x >的解集为11,3⎛⎫- ⎪⎝⎭.故答案为:11,3⎛⎫- ⎪⎝⎭.10.(2021·浙江丽水市·高三期末)已知()()()1log 1log 01a a a a a ++<<<,则a 的取值范围是__________.【答案】⎫⎪⎪⎭【解析】通过作差将()()()1log 1log 01a a a a a ++<<<转化为(1)log (1)log 0++-<a a a a ,利用换底公式计算可得[][](1)lg(1)lg lg(1)lg log (1)log lg lg(1)++-+++-=+a a a a a a a a a a ,分别判断每个因式的正负,最终转化为211()124+->a 成立,结合二次函数图像,即可求得a 的取值范围.【详解】∵(1)lg(1)lg log (1)log lg lg(1)a a a aa a a a +++-=-+22lg (1)lg lg (1)a aalg a +-=+[][]lg(1)lg lg(1)lg lg lg(1)a a a a a a +-++=+而当01a <<时,lg 0a <,g(0)l 1a +>,1lg(1)lg lglg10a a a a++-=>=211lg(1)lg lg (1)lg (24a a a a a ⎡⎤++=+=+-⎢⎥⎣⎦,所以()()()1log 1log 01a a a a a ++<<<即为211lg ()024⎡⎤+->⎢⎥⎣⎦a ,由于lg u 单调递增,所以211(124+->a .211()24u a =+-的图象如图,当1u =时,0a =,1a <<时,12u <<,lg 0u >,可得()()log 1log 10a a a a a +-+<.故答案为:⎫⎪⎪⎭1.(2020·全国高考真题(文))设3log 42a =,则4a-=( )练真题A .116B .19C .18D .16【答案】B 【解析】由3log 42a =可得3log 42a=,所以49a =,所以有149a-=,故选:B.2.(2020·全国高考真题(理))设函数()ln |21|ln |21|f x x x =+--,则f (x )( )A .是偶函数,且在1(,)2+∞单调递增B .是奇函数,且在11(,22-单调递减C .是偶函数,且在1(,)2-∞-单调递增D .是奇函数,且在1(,2-∞-单调递减【答案】D 【解析】由()ln 21ln 21f x x x =+--得()f x 定义域为12x x ⎧⎫≠±⎨⎬⎩⎭,关于坐标原点对称,又()()ln 12ln 21ln 21ln 21f x x x x x f x -=----=--+=-,()f x ∴为定义域上的奇函数,可排除AC ;当11,22x ⎛⎫∈-⎪⎝⎭时,()()()ln 21ln 12f x x x =+--,()ln 21y x =+Q 在11,22⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增,()ln 12y x =-在11,22⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递减,()f x ∴在11,22⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增,排除B ;当1,2x ⎛⎫∈-∞-⎪⎝⎭时,()()()212ln 21ln 12ln ln 12121x f x x x x x +⎛⎫=----==+ ⎪--⎝⎭,2121x μ=+- 在1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭上单调递减,()ln f μμ=在定义域内单调递增,根据复合函数单调性可知:()f x 在1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭上单调递减,D 正确.故选:D.3.(2020·天津高考真题)设0.80.70.713,,log 0.83a b c -⎛⎫=== ⎪⎝⎭,则,,a b c 的大小关系为( )A .a b c <<B .b a c <<C .b c a<<D .c a b<<【答案】D 【解析】因为0.731a =>,0.80.80.71333b a -⎛⎫==>= ⎪⎝⎭,0.70.7log 0.8log 0.71c =<=,所以1c a b <<<.故选:D.4.(2019年高考全国Ⅲ卷理)设是定义域为R 的偶函数,且在单调递减,则A .(log 3)>()>()B .(log 3)>()>()C .()>()>(log 3)D .()>()>(log 3)【答案】C【解析】是定义域为的偶函数,.,又在(0,+∞)上单调递减,∴,即.故选C .5.(2020·全国高考真题(理))若2233x y x y ---<-,则( )()f x ()0,+∞f 14f 322-f 232-f 14f 232-f 322-f 322-f 232-f 14f 232-f 322-f 14()f x R 331(log (log 4)4f f ∴=223303322333log 4log 31,1222,log 422---->==>>∴>> ()f x 23323(log 4)22f f f --⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭23323122log 4f f f --⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭A .ln(1)0y x -+>B .ln(1)0y x -+<C .ln ||0x y ->D .ln ||0x y -<【答案】A 【解析】由2233x y x y ---<-得:2323x x y y ---<-,令()23t t f t -=-,2x y = 为R 上的增函数,3x y -=为R 上的减函数,()f t ∴为R 上的增函数,x y ∴<,0y x ->Q ,11y x ∴-+>,()ln 10y x ∴-+>,则A 正确,B 错误;x y -Q 与1的大小不确定,故CD 无法确定.故选:A.6.(2019·天津高考真题(文))已知a =log 27,b =log 38,c =0.30.2,则a ,b ,c 的大小关系为( )A.c <b <a B.a <b <c C.b <c <a D.c <a <b【答案】A 【解析】c =0.30.2<0.30=1;log 27>log 24=2;1<log 38<log 39=2.故c <b <a .故选A.。
高考数学函数专题习题及详细答案
函数专题练习【1】1.函数1()x y ex R +=∈的反函数是( )A .1ln (0)y x x =+>B .1ln (0)y x x =->C .1ln (0)y x x =-->D .1ln (0)y x x =-+>2.已知(31)4,1()log ,1a a x a x f x x x -+<⎧=⎨>⎩是(,)-∞+∞上的减函数,那么a 的取值范围是(A )(0,1)(B )1(0,)3(C )11[,)73(D )1[,1)73.在下列四个函数中,满足性质:“对于区间(1,2)上的任意1212,()x x x x ≠,1221|()()|||f x f x x x -<-恒成立”的只有(A )1()f x x=(B )()||f x x = (C )()2xf x =(D )2()f x x =4.已知()f x 是周期为2的奇函数,当01x <<时,()lg .f x x =设63(),(),52a f b f ==5(),2c f =则(A )a b c << (B )b a c << (C )c b a << (D )c a b <<5.函数2()lg(31)f x x =++的定义域是 A .1(,)3-+∞B . 1(,1)3-C . 11(,)33-D . 1(,)3-∞-6、下列函数中,在其定义域内既是奇函数又是减函数的是A .3 ,y x x R =-∈B . sin ,y x x R =∈C . ,y x x R =∈D . x 1() ,2y x=∈7、函数()y f x =的反函数1()y f x -=的图像与y 轴交于点(0,2)P (如右图所示),则方程()0f x =在[1,4]上的根是x =A .4B .3C . 2D .18、设()f x 是R 上的任意函数,则下列叙述正确的是(A )()()f x f x -是奇函数 (B )()()f x f x -是奇函数 (C ) ()()f x f x --是偶函数 (D ) ()()f x f x +-是偶函数9、已知函数xy e =的图象与函数()y f x =的图象关于直线y x =对称,则A .()22()xf x e x R =∈B .()2ln 2ln (0)f x x x =>)C .()22()xf x e x R =∈D .()2ln ln 2(0)f x x x =+>10、设1232,2()((2))log (1) 2.x e x f x f f x x -⎧⎪=⎨-≥⎪⎩<,则的值为, (A )0(B )1 (C )2 (D )3 11、对a ,b ∈R ,记max {a ,b }=⎩⎨⎧≥ba b ba a <,,,函数f (x )=max {|x +1|,|x -2|}(x ∈R )的最小值是(A )0 (B )12 (C ) 32(D )3 12、关于x 的方程222(1)10x x k ---+=,给出下列四个命题: ①存在实数k ,使得方程恰有2个不同的实根;②存在实数k ,使得方程恰有4个不同的实根; ③存在实数k ,使得方程恰有5个不同的实根; ④存在实数k ,使得方程恰有8个不同的实根; 其中假.命题的个数是 A .0B .1C .2D .3 (一) 填空题(4个)1.函数()f x 对于任意实数x 满足条件()()12f x f x +=,若()15,f =-则()()5f f =_______________。
高考数学复习重点知识专题讲解与练习05 函数图象的辨析(解析版)
高考数学复习重点知识专题讲解与练习专题05 函数图象的辨析1.(2021·江西赣州·高三期中(文))已知函数||()122x xx f x =+,则函数()y f x =的大致图象为( )A .B .C .D .【答案】D 【分析】函数图像的识别,通常利用性质+排除法进行判断: 利用函数的奇偶性排除B ,利用特殊点的坐标排除A 、C. 【详解】 由||()22x xx f x -=+,得()f x 的定义域为R ,(0)0f =,排除A 选项. 而||()()22x xx f x f x --==+,所以()f x 为偶函数,图像关于y 轴对称,排除B 选项.()1141421,1152522f f ⎛⎫====< ⎪⎝⎭+,排除C 选项. 故选:D .2.(2021·浙江·高三月考)函数sin 2x y x=的图象可能是( )A .B .C .D .【答案】B 【分析】判断当3,22x x ππ==的符号,可排除AC ,求导,判断函数在()0,π上的单调性,可排除D ,即可得出答案. 【详解】解:由()()sin 02x y f x x x==≠得,1310,0223f f ππππ⎛⎫⎛⎫=>=-< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故排除AC , ()2cos sin 2x x x f x x -'=,令()cos sin g x x x x =-,则()sin g x x x '=-,当0πx <<时,()0g x '<, 所以函数()g x 在()0,π上递减, 所以()()00g x g <=在()0,π上恒成立, 即()2cos sin 02x x xf x x-'=<在()0,π上恒成立, 所以函数()f x 在()0,π上递减,故排除D. 故选:B.3.(2021·江苏省前黄高级中学高三月考)已知215()sin ,()42f x x x f x π⎛⎫+⎪⎭'=+ ⎝为()f x 的导函数,则()f x '的图象是( )A .B .C .D .【答案】A 【分析】求出导函数,判断导函数的奇偶性,再利用特殊值即可得出选项. 【详解】22co 151()si s n424f x x x x x π⎛⎫=++= +⎪⎝⎭, ()1sin 2f x x x '∴=-,∴函数()f x '为奇函数,排除B 、D.又1024f ππ⎛⎫'=-< ⎪⎝⎭,排除C.故选:A. 【点睛】思路点睛:函数图象的辨识可从以下方面入手:(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)从函数的特征点,排除不合要求的图象.4.(2021·浙江·高二开学考试)函数())ln cos f x x x x =+⋅在[]2,2ππ-上的图象可能是( )A .B .C .D .【答案】C 【分析】确定奇偶性,可排除两个选项,然后确定函数在3[,2]2ππ上的单调性可再排除一个选项,从而得正确选项. 【详解】())cos())cos ()f x x x x x x x f x -=-+-=--=-,()f x 是奇函数,排除AB ,在3[,2]2x ππ∈时,由复合函数单调性知)y x =是增函数,且)0y x =>,又cos y x =增函数,且cos 0y x =>,所以)cos y x x =是增函数,而y x =是增函数,所以()f x 是增函数,排除D . 故选:C .5.(2021·浙江金华·高三月考)函数|ln()|x ay x a +=-的图象,不可能是( )A .B .C .D .【答案】D 【分析】通过函数的定义域、值域以及特殊值对四个选项中的函数图像一一分析即可判断.【详解】对于A ,当0a =时,ln xy x=,其定义域为{}0,1x x x >≠,且0y >恒成立,故A 正确; 对于B ,由函数定义域可知,0a <,当0y =,x a =-,当x a >-时,0y >,当x a <-时,0y <,故B 正确;对于C ,由函数定义域可知,0a >,当1x a -=时,函数无意义,且0y ≥恒成立,故C 正确;对于D ,由函数定义域可知,0a <,当0y =,x a =-,当x a <-时,0y <,但图中0y >,不满足条件,故D 错误; 故选:D.6.(2021·全国·高三专题练习)函数2x y π=的图像大致是( )A .B .C .D .【答案】A 【分析】由02x <<时()0f x >,排除B 和C ;再探究出函数()f x 的图象关于直线1x =对称,排除D. 【详解】当02x <<时,sin 02x π>,所以()sin02xy f x π==>,故排除B 和C ;又(2)(2)sinsin()22x xf x f x ππ--===,所以函数()f x 的图象关于直线1x =对称,排除D. 故选:A. 【点睛】方法点睛:解决函数图象的识别问题的技巧:一是活用性质,常利用函数的定义域、值域、单调性与奇偶性来排除不合适的选项;二是取特殊点,根据函数的解析式选择特殊点,即可排除不合适的选项,从而得出正确的选项.7.(2021·天津市新华中学高三月考)函数23sin ()x x x x x f x e e--=+的图象大致为( )A .B .C .D .【答案】B 【分析】先判断函数的奇偶性排除A,D,再根据(1)0f >,排除C 即得解. 【详解】解:根据题意,23sin ()x x x x x f x e e--=+,其定义域为R ,有23sin ()()x xx x xf x f x e e---==+,则函数f (x )为偶函数,排除A ,D , 3sin11(1)01f e e-=>+,排除C , 故选:B . 【点睛】方法点睛:根据函数的解析式找图象,一般先找差异,再验证. 8.(2021·全国·高三专题练习)函数2()1cos e 1x f x x ⎛⎫=+⎪-⎝⎭的大致图象为( ) A . B .C .D .【答案】B 【分析】判断图像类问题,首先求定义域,其次判断函数的奇偶性()()f x f x -=-;再次通过图像或函数表达式找特殊值代入求值,()0f x =时,即e 1cos 0e 1x x x +⋅=-,此时只能是cos 0x =;也可通过单调性来判断图像.主要是通过排除法得解. 【详解】函数()f x 的定义域为{}0x x ≠,因为2e 12e 1()1cos cos cos e 1e 1e 1x x x x x f x x x x ⎛⎫⎛⎫-++⎛⎫=+⋅=⋅=⋅ ⎪ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭⎝⎭,并且()()00e 1e e 1e ()cos cos cos e 1e e 1ex x xx x xf x x x x f x --+++-=⋅-=⋅=⋅=----, 所以函数()f x 为奇函数,其图象关于原点对称,可排除A C ,;当()0f x =时,即e 1cos 0e 1x x x +⋅=-,此时只能是cos 0x =,而cos 0x =的根是2x x k k ππ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭Z ,,可排除D . 故选:B 【点睛】函数的定义域,奇偶性,特殊值,单调性等是解决这类问题的关键,特别是特殊值的选取很重要,要结合图像的特征来选取.9.(2022·全国·高三专题练习(理))函数()232sin log y x x x π=⋅⋅的图象大致为( )A .B .C .D .【答案】B 【分析】分析函数()232sin log y x x x π=⋅⋅的定义域、奇偶性及其在()0,1上的函数值符号,结合排除法可得出合适的选项. 【详解】设()()()2322sin log sin log f x x x x x x ππ=⋅⋅=⋅,该函数的定义域为{}0x x ≠,()()()()22sin log sin log f x x x x x f x ππ-=-⋅-=⋅=-,函数()f x 为奇函数,排除AC 选项;当01x <<时,0x ππ<<,()sin 0x π>,则()0f x <,排除D 选项. 故选:B. 【点睛】思路点睛:函数图象的辨识可从以下方面入手: (1)从函数的定义域,判断图象的左右位置; (2)从函数的值域,判断图象的上下位置. (3)从函数的单调性,判断图象的变化趋势; (4)从函数的奇偶性,判断图象的对称性; (5)函数的特征点,排除不合要求的图象.10.(2022·全国·高三专题练习)函数()3log 01a y x ax a =-<<的图象可能是( )A .B .C .D .【答案】B 【分析】先求出函数的定义域,判断函数的奇偶性,构造函数,求函数的导数,利用是的导数和极值符号进行判断即可. 【详解】根据题意,()3loga f x x ax =-,必有30x ax -≠,则0x ≠且x ≠, 即函数的定义域为{|0x x ≠且x ≠,()()()()33log log a a x a x x f f x ax x ---=--==,则函数3log a y x ax =-为偶函数,排除D ,设()3g x x ax =-,其导数()23g x x a '=-,由()0g x '=得x =,当x 时,()0g x '>,()g x 为增函数,而()f x 为减函数,排除C ,在区间⎛⎝⎭上,()0g x '<,则()g x 在区间⎛ ⎝⎭上为减函数,在区间⎫+∞⎪⎪⎝⎭上,()0g x '>,则()g x 在区间⎫+∞⎪⎪⎝⎭上为增函数,0g =,则()g x 存在极小值3g a =-=⎝⎭⎝⎭,此时()g x ()0,1,此时()0f x >,排除A ,故选:B. 【点睛】函数图象的辨识可以从以下方面入手:(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)从函数的特征点,排除不合要求的图象.11.(2022·全国·高三专题练习)函数()122cos cos 4421x x f x x x ππ+-⎛⎫⎛⎫=+- ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭的图象为( ) A . B .C .D .【答案】D【分析】先将()f x 的解析式化简,然后判断()f x 的奇偶性,再根据()f π的取值特点判断出对应的函数图象. 【详解】因为()12221cos cos 2442121x x x x f x x x x x x x ππ+⎫⎫--⎛⎫⎛⎫=+-=⋅⋅⋅+⎪⎪ ⎪ ⎪⎪⎪++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭()222121cos sin cos22121x x x x x x x --=⋅-=⋅++, 所以()()()2112cos 2cos22112x xx x f x x x f x -----=⋅-=⋅=-++且定义域为R 关于原点对称, 所以()f x 为奇函数,排除A 和C ;由()21cos2021f ππππ-=>+,排除B , 故选:D . 【点睛】思路点睛:函数图象的辨识可从以下方面入手:(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)从函数的特征点,排除不合要求的图象.12.(2021·河南·温县第一高级中学高三月考(理))函数()ln |||sin |,(f x x x x ππ=+-≤≤且0)x ≠的图象大致是( )A .B .C .D .【答案】B 【分析】根据解析式判断奇偶性,在0x π>>上0x +→有()f x →-∞,利用导函数,结合函数图象分析0x π>>内极值点的个数,即可确定正确函数图象. 【详解】函数()ln |||sin()|ln |||sin |()f x x x x x f x -=-+-=+=,(x ππ-≤≤且0)x ≠是偶函数,A 不合要求. 当0x π>>时,()ln sin f x x x =+:当0x +→,()f x →-∞,C 不合要求;而1()cos 0f x x x'=+=时,1,cos y y x x==-在0x π>>上只有一个交点(如下图示),即区间内只有一个极值点. D不合要求,B 符合要求.故选:B. 【点睛】关键点点睛:利用导函数,应用数形结合分析函数的交点情况,判断函数在区间上极值点个数.13.(2021·全国·高三专题练习(文))已知函数()f x ,()g x 满足()()()()x x f x g x e f x g x e -⎧+=⎪⎨-=⎪⎩,则()()()sin 2x h x f x g x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭=⋅的图像大致是( ) A . B .C .D .【答案】C 【分析】依题意得()()()221=4x x f x g x e e --⋅,根据奇偶性定义知()h x 为奇函数,再结合特征点即可得答案. 【详解】因为()()()()x x f x g x e f x g x e -⎧+=⎪⎨-=⎪⎩解得()()()()11=,=22x x x xf x e eg x e e --+- 所以()()()221=4x x f x g x e e --⋅,则()()()22sin 4cos 2=x xx x h x f x g x e e π-⎛⎫+ ⎪⎝⎭=⋅- ()h x 定义域为{}0x x ≠因为()()224cos x xxh x h x e e --==--,故()h x 是奇函数,则B ,D 错;当02x π<<时,()224cos 0x xxh x e e -=>-,则C 正确,故选:C 【点睛】思路点睛:函数图象的识别可以以下方面入手: (1)从函数定义域判断; (2)从函数单调性判断; (3)从函数奇偶性判断; (4)从函数特征点判断.14.(2021·湖南·长郡中学二模)函数sin cos 4411()x x f x ee ππ⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的图像可能是( )A .B .C .D .【答案】A 【分析】本题首先可通过()()f x f x -=-判断出函数()f x 为奇函数,C 、D 错误,然后取04x π<≤,通过sin cos 44x x ππ⎛⎫⎛⎫+>+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭判断出此时()0f x <,即可得出结果.【详解】 因为sin cos cos sin 44441111()()x x x x f x f x ee e e ππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝==-⎭⎝⎭,x ∈R ,所以函数()f x 为奇函数,C 、D 错误,当04x π<≤,442x πππ<+≤,sin cos 44x x ππ⎛⎫⎛⎫+>+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,sin cos 4411x x e e ππ⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭<⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,sin cos 4411()0x x f x ee ππ⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭⎭<⎝,B 错误,故选:A. 【点睛】方法点睛:本题考查函数图像的判断,在判断函数的图像的时候,可以通过函数的单调性、奇偶性、周期性、函数值的大小、是否过定点等函数性质来判断,考查数形结合思想,是中档题.15.(2021·福建龙岩·高一期末)已知函数()cos6x xxf x e e -=-,则()f x 的图象大致是( )A .B .C .D .【答案】C 【分析】分析函数()f x 的奇偶性及其在区间0,12π⎛⎫⎪⎝⎭上的函数值符号,由此可得出合适的选项.【详解】 对于函数()cos6x xxf x e e-=-,0x x e e --≠,解得0x ≠,函数()f x 的定义域为{}0x x ≠, ()()()cos 6cos6x xx xx xf x f x e e e e----==-=---,所以,函数()f x 为奇函数,排除BD 选项, 当0,12x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,60,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则cos60x >且0x x e e -->,此时,()0f x >,排除A 选项. 故选:C. 【点睛】思路点睛:函数图象的辨识可从以下方面入手: (1)从函数的定义域,判断图象的左右位置; (2)从函数的值域,判断图象的上下位置. (3)从函数的单调性,判断图象的变化趋势; (4)从函数的奇偶性,判断图象的对称性; (5)函数的特征点,排除不合要求的图象.16.(2021·湖北武汉·高一期末)函数()32241x xxx y -=+的部分图像大致为( )A .B .C .D .【答案】A 【分析】研究函数奇偶性和区间(的函数值的正负,利用排除法即得结果. 【详解】函数()33222()4122x x xxxx x x y f x ---===++,定义域为R , 对于任意的自变量x ,()333222()()222222x xx x x x x xx x x x f x f x -------===++-=-+++,故函数()y f x =是奇函数,图象关于原点中心对称,故CD 错误;又(32()2222x x x xx x x x x y f x --+-===++,故(x ∈时,00,0,202x x x x x ->+>+>,,即()0y f x =<,故A 正确,B 错误. 故选:A. 【点睛】思路点睛:函数图象的辨识可从以下方面入手:(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)从函数的特征点,排除不合要求的图象. 17.(2021·全国·高三专题练习(理))函数()x x f x -=的图象大致为( )A .B .C .D .【答案】A 【分析】分析函数()f x 的奇偶性,以及当0x >时,()f x 的符号,进而可得出合适的选项. 【详解】 设())lng x x =,对任意的x ∈Rx x >≥-0x >,则函数()g x 的定义域为R ,())ln xxg x x-==)()lnx g x ==-=-,所以,函数())ln g x x =为奇函数,令())ln0g x x ==1x =1x =-,所以,10x -≥,可得1x ≤1x =-可得()2211x x +=-,解得0x =. 所以,函数()x x f x -=的定义域为{}0x x ≠,()()()()2222x x x xf x f xg x g x --++-==-=--,所以,函数()f x 为奇函数,排除BD 选项,当0x >时,)ln ln10x >=,220x x -+>,所以,()0f x >,排除C 选项.故选:A. 【点睛】思路点睛:函数图象的辨识可从以下方面入手: (1)从函数的定义域,判断图象的左右位置; (2)从函数的值域,判断图象的上下位置. (3)从函数的单调性,判断图象的变化趋势; (4)从函数的奇偶性,判断图象的对称性; (5)函数的特征点,排除不合要求的图象.18.(2021·全国全国·高三月考(理))已知函数()31sin f x x x x ⎛⎫=-⋅ ⎪⎝⎭,则其图象为( ) A . B .C .D .【答案】A 【分析】分析函数()f x 的定义域、奇偶性以及该函数在()0,1上的函数值符号,结合排除法可得出合适的选项. 【详解】 函数()31sin f x x x x ⎛⎫=-⋅ ⎪⎝⎭的定义域为{}0x x ≠,排除D 选项; ()()()()()()333111sin sin sin f x x x x x x x f x x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥-=--⋅-=-+⋅-=-⋅= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥-⎣⎦, 所以,函数()f x 为偶函数,排除B 选项;当01x <<时,433110x x x x--=<,sin 0x >,此时()0f x <,排除C 选项.故选:A. 【点睛】思路点睛:函数图象的辨识可从以下方面入手: (1)从函数的定义域,判断图象的左右位置; (2)从函数的值域,判断图象的上下位置. (3)从函数的单调性,判断图象的变化趋势; (4)从函数的奇偶性,判断图象的对称性; (5)函数的特征点,排除不合要求的图象.19.(2020·全国全国·模拟预测(文))函数()()ee sin 32xx xf x -+⋅=在55,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的图象大致是( )A .B .C .D .【答案】B 【分析】先判断函数奇偶性得函数为奇函数,故排除A,再结合π0,3x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0f x >排除C ,最后讨论函数在对应区间内的零点个数即可得答案. 【详解】∵()()()()()e e sin 3e e sin 322xx xx x f f xx x --+⋅-+⋅==-=--,∴()f x 是奇函数,排除A .当π0,3x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0f x >,排除C .由()0f x =得sin30x =,又15153,22x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦, ∴30x =或π±或2π±,∴()f x 在55,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上有5个零点,排除D .故选:B . 【点睛】本题考查利用函数性质确定函数图象,考查了函数的奇偶性,考查数形结合思想,属于基础题.思路点睛:函数图象的辨识可从以下方面入手:(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)从函数的特征点,排除不合要求的图象.20.(2020·山西·河津中学高三月考(理))函数(),()sin f x x g x x x ==+,则()()()h x f x g x =的图象大致为( )A .B .C .D .【答案】A 【分析】由()h x 为偶函数,故排除选项B ,当0x >时,()0,f x >且()f x 为增函数,()g x 在(0,)+∞上为增函数,所以当0x >时,()()00g x g >=,所以当0x >时,()()()0h x f x g x =>,排除选项D ,从而可得出()h x 在(0,)+∞上为增函数,排除选项C ,得到答案.【详解】()(sin )h x x x x =+,则()()()()sin sin h x x x x x x x h x -=---=+=,所以()h x 为偶函数,故排除选项B. 当0x >时,()0,f x >且()f x 为增函数.()1cos 0g x x '=+≥恒成立,所以()g x 在(0,)+∞上为增函数,所以当0x >时,()()00g x g >=所以当0x >时,()()()0h x f x g x =>,排除选项D. 设120x x <<,则()()120f x f x <<,()()120g x g x << 则()()()()()()121122g g h x h x f x x f x x -=-()()()()()()()()11121222g g g g f x x f x x f x x f x x =-+- ()()()()()()()()112212g g g f x x x x f x f x =-+- ()()()()()()()()112212g g g f x x x x f x f x =-+-由条件()10f x >,()()12g g 0x x -<,则()()()()112g g 0f x x x -<()2g 0x >,()()120f x f x -<,则()()()()212g 0x f x f x -<所以()()()()()()()()112212g g g 0f x x x x f x f x -+-<,即()()12h x h x < 因此()h x 在(0,)+∞上为增函数,排除选项C 故选:A 【点睛】思路点睛:函数图象的辨识可从以下方面入手:(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)从函数的特征点,排除不合要求的图象.。
(完整)2019-2020年高考数学大题专题练习——三角函数(一)(含解析).doc
2019-2020 年高考数学大题专题练习 —— 三角函数(一)1. 【山东肥城】 已知函数 f ( x) 2sin 2 x 2sin 2 ( x) , x R .( 1)求函数 yf ( x) 的对称中心;6( 2)已知在 △ABC 中,角 A 、B 、C 所对的边分别为 a , b , c ,且f (B6 ) b c, ABC 的外接圆半径为 3 ,求 △ABC 周长的最大值 . 22a【解析】f ( x) 1 cos2 x1 cos2( x) cos(2 x) cos2 x6313 sin 2x cos 2xcos2x223sin 2x1cos2x sin(2 x 6 ) . 22(1)令 2xk ( k Z ),则 xk( kZ ),6212所以函数 yf ( x) 的对称中心为 (k,0) k Z ;212(2)由 f (B)b c,得 sin( B ) bc ,即 3 sin B 1cos B b c ,262a6 2a 2 2 2a整理得 3a sin B a cos B b c ,由正弦定理得:3 sin A sin B sin A cos B sin B sin C ,化简得 3 sin A sin B sin B cos Asin B ,又因为 sin B0 ,所以 3 sin A cos A1,即sin( A1 ,6 )2由 0A,得A5 ,6 66所以 A,即 A3 ,6 6又 ABC 的外接圆的半径为3 ,所以 a 2 3 sin A 3 ,由余弦定理得222222232(b c) 2abc2bc cos A bcbc (b c)3bc (b c)(b c)44,即 ,当且仅当 bc 时取等号,所以周长的最大值为 9.2.【河北衡水】 已知函数 f x2a sin x cosx2b cos 2 x c a 0,b 0 ,满足 f 0 ,且当 x0,时, f x 在 x 取得最大值为 5.26 2( 1)求函数 f x 在 x0, 的单调递增区间;( 2)在锐角 △ABC 的三个角 A ,B ,C 所对的边分别为 a ,b ,c ,且2 22 f C3,求a2b 2c 2 的取值范围 .2ab c【解析】(1)易得 f x5sin 2x 5,整体法求出单调递增区间为0, , 2 ,;3 666 3 (2)易得 C,则由余弦定理可得 a2b 2c 2 2a 2 2b 2 ab2 b a 1,3a 2b 2c 2aba bbsin 2 A3 1 1由正弦定理可得sin B 3,所以asin Asin A2tan A2 ,22a 2b 2c 23,4 .a2b2c2rcos x, 1 r( 3 sin x,cos 2x) , xR ,设函数3.【山东青岛】 已知向量 a, b 2r rf ( x) a b .( 1)求 f(x)的最小正周期;( 2)求函数 f(x)的单调递减区间;( 3)求 f(x)在 0,上的最大值和最小值 . 2【解析】f (x) cos x, 1( 3 sin x,cos 2x) 23 cos x sin x 1cos2x 23sin 2 x 1cos 2x2 2cos sin 2x sin cos 2x6 6sin 2x.6(1)f ( x)的最小正周期为T 2 2,即函数f ( x) 的最小正周期为.2(2)函数y sin(2 x ) 单调递减区间:62k 2x 32k , k Z ,2 6 2得:k x 5 k , k Z ,63∴所以单调递减区间是3 k ,5k , k Z .6(3)∵0 x ,2∴2x 5.6 6 6 由正弦函数的性质,当 2x6 2 ,即 x 时, f (x) 取得最大值1.3当x x 0 f (0) 1,即时,,6 6 2当 2x6 5 ,即 x2时, f21 ,6 2∴ f (x) 的最小值为1. 2因此, f (x) 在 0, 上的最大值是1,最小值是1 .2 224.【浙江余姚】已知函数 f ( x) sin x sin x cos( x ) .( 1)求函数 f(x)的最小正周期;( 2)求 f(x)在 0,上的最大值和最小值.2【解析】( 1) 由题意得 f ( x) sin 2 x sin x cos x6sin 2 xsin x( 3 cos x 1sin x)2 23sin 2x3sin x cos x223(1 cos 2x)3sin 2x443 ( 1sin 2x3cos2x)3 2 2243sin( 2x) 32 34f (x) 的最小正周期为( 2) x0, ,22x23 3 3当 2x,即 x0时, f ( x) min0 ;33当 2x5 时, f ( x) max2 3 33,即 x4212综上,得 x0时, f ( x) 取得最小值,为 0;当 x5 2 3 3时, f ( x) 取得最大值,为4125.【山东青岛】 △ABC 的内角 A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知 b cos A 3a c .3( 1)求 cosB ;( 2)如图, D 为 △ABC 外一点,若在平面四边形ABCD中, D 2 B ,且 AD 1, CD3 , BC 6 ,求 AB 的长.【解析 】解:( 1)在ABC 中,由正弦定理得 sin B cos A3sin Asin C ,3又 C( A B) ,所以 sin B cos A3sin Asin( A B) ,3故 sin B cos A3sin Acos B cos Asin B ,sin A3所以 sin Acos B3sin A ,3又 A(0, ) ,所以 sin A30 ,故 cos B3(2) QD 2 B , cos D2cos 2 B 113又在ACD 中, AD 1, CD 3∴由余弦定理可得 AC2AD2CD22AD CD cosD 19 2 3 ( 1) 12 ,3∴ AC2 3 ,在 ABC 中, BC6 , AC 2 3 , cosB3,3∴由余弦定理可得 AC2AB 2 BC 2 2 AB BCcosB ,即 12 AB 2 6 2 AB63 ,化简得 AB 2 2 2 AB 6 0 ,解得 AB 3 2 .3故 AB 的长为 32 .6. 【江苏泰州】如图,在△ABC 中,ABC,2ACB, BC 1.P 是△ ABC 内一点,且BPC.3 2(1)若ABP,求线段AP的长度;6(2)若APB 2,求△ ABP 的面积 .3【解析】(1)因为PBC ,所以在 Rt PBC 中,6BPC , BC 1,PBC3 ,所以 PB 1 ,2 2在 APB 中,ABP , BP 13 ,所以, AB6 2AP2 AB 2 BP2 2AB BP cos PBA3 1 2 13 37,所以 AP 7 ;4 2 2 4 2(2)设PBA ,则PCB ,在 Rt PBC 中,BPC , BC 1,2PCB ,所以 PB sin ,在 APB 中,ABP , BP sin , AB 3 ,APB 2,3由正弦定理得:sin 3 1sin3cos1sinsin sin 2 2 2 23 3sin 3 cos ,又 sin 2 cos2 1 sin2 32 7SABP 1AB BP sin ABP 1 3 sin 2 3 3 .2 2 148.【辽宁抚顺】已知向量m sin x,1 , n cos x,3, f x m n4 4( 1)求出 f(x)的解析式,并写出f(x)的最小正周期,对称轴,对称中心;( 2)令 h xf x6,求 h(x)的单调递减区间;( 3)若 m // n ,求 f(x)的值.【解析】(1) f xm nsin x4cos x341sin 2 x4 3 1sin 2x231cos2x 3222所以 f x 的最小正周期 T ,对称轴为 xk , kZ2对称中心为k ,3 , kZ42(2) h xf x1 cos2 x 32 36令2k2x32k , kZ 得k x6k ,k Z3所以 h x 的单调减区间为3k ,k ,k Z6(3)若 m // n ,则 3sinxcos x即 tan x13444tan x 2f x1cos2x 3 1sin 2 x231 sin2 x cos 2 xcos x2 sin 2 xcos 2 322 x1 tan2 x 1 332 tan 2 x 31109.【辽宁抚顺】已知函数 f x 2 3 sin x cos x 2cos 2 x 1 , x R .( 1)求函数 f x 的最小正周期及在区间0,2 上的最大值和最小值;( 2)若 f x 06,x 0, 2 ,求 cos 2x 0 的值.54【解析】( 1) 由 f(x)= 2 3 sin xcos x + 2cos 2x - 1,得 f(x)= 3 (2sin xcos x)+(2cos2x-1)= 3 sin 2x+cos 2x=2sin 2x ,6所以函数 f(x)的最小正周期为π0 x , 2 x6 7 , 1 sin 2 x 12 6 6 2 6所以函数 f(x)在区间 0, 上的最大值为2,最小值为- 12( 2)由(1)可知f(x0)=2sin 2 x6又因为 f(x0 )=6,所以 sin 2 x6=3 .5 5由 x0∈, ,得 2x0+∈ 2,74 2 6 3 6从而 cos 2 x0 = 1 sin 2 2 x06 =-46 5所以 cos 2x0= cos 2 x06 6 = cos 2x0 cos + sin 2x06sin6 6 6=3 4 31010.【广西桂林】已知f x 4sin 24 x sin x cosx sin x cosx sin x 1 . 2( 1)求函数 f x 的最小正周期;( 2)常数0 ,若函数 y f x 在区间, 2上是增函数,求的取值2 3范围;( 3)若函数 g x 1 f 2 x af x af x a 1在,的最大值为2 2 4 22,求实数的值 .【解析】(1)f x 2 1 cos x sin x cos2 x sin 2 x 1 22 2sin x sin x 1 2sin 2 x 1 2sin x .∴ T 2 .(2) f x 2sinx .由 2kx 2k2kx2k2 得, k Z ,222 ∴ fx 的递增区间为2k2, 2k, k Z2∵ fx 在,2上是增函数,23∴当 k0 时,有2, 22,.320,∴, 解得 03242 22 ,3∴ 的取值范围是0,3.4(3) gx sin 2x a sin xa cos x 1 a 1.2 令 sin xcos x t ,则 sin 2x1 t2 .112a21 2att2aa∴ y 1 ta 1at2 t4a .222∵ t sin x cos x2 sin x,由x 得x,4 42244∴ 2 t 1 .①当a2 ,即 a2 2 时,在 t2 处 y max2 1 a 2 .22由21 a2 2 ,解得 a8 8 2 2 12 2 (舍去 ).22 2 1 7②当2 a 1,即2 2 a2 时, y maxa 21 a ,由 a 21a 22424 2得 a 2 2a 8 0 解得 a2 或 a 4 (舍去) .③当a1,即a 2 时,在 t 1处y max a 1 ,由a1 2 得a 6.2 2 2综上, a 2 或 a 6 为所求.11.【江苏无锡】如图所示,△ ABC 是临江公园内一个等腰三角形形状的小湖.....(假设湖岸是笔直的),其中两腰CA CB 60 米,cos CAB 2.为了给市民3营造良好的休闲环境,公园管理处决定在湖岸AC,AB 上分别取点E,F(异于线段端点),在湖上修建一条笔直的水上观光通道EF(宽度不计),使得三角形AEF 和四边形 BCEF 的周长相等 .(1)若水上观光通道的端点 E 为线段 AC 的三等分点(靠近点 C),求此时水上观光通道 EF 的长度;(2)当 AE 为多长时,观光通道 EF 的长度最短?并求出其最短长度 .【解析】(1)在等腰ABC 中,过点 C 作 CH AB 于 H ,在 Rt ACH 中,由 cosAH AH 240 , AB 80 ,CAB ,即,∴ AHAC 60 3∴三角形 AEF 和四边形 BCEF 的周长相等.∴ AE AF EF CE BC BF EF ,即 AE AF 60 AE 60 80 AF ,∴AE AF 100.∵ E 为线段 AC 的三等分点(靠近点 C ),∴ AE 40, AF 60,在AEF 中,EF 2 AE 2 AF 2 2 AE AF cos CAB 402 602 2 40 60 2 200 ,3∴ EF 2000 20 5 米.即水上观光通道EF 的长度为20 5米.(2)由( 1)知,AE AF 100 ,设 AE x ,AF y ,在AEF 中,由余弦定理,得EF 2 x2 y2 2x y cos CAB x2 y 24xy x y10xy .23 3∵ xy x y 2 1002 10 502 2 502 .502,∴EF22 3 350 6∴EF,当且仅当x y取得等号,3所以,当 AE 50 米时,水上观光通道EF 的长度取得最小值,最小值为50 6米.312.【江苏苏州】如图,长方形材料ABCD 中,已知AB 2 3 , AD4 .点P为材料ABCD 内部一点,PE AB 于 E , PF AD 于 F ,且 PE1 ,PF 3 .现要在长方形材料ABCD中裁剪出四边形材料AMPN,满足MPN 150 ,点M、N分别在边AB,AD上.( 1)设FPN,试将四边形材料AMPN 的面积表示为的函数,并指明的取值范围;(2)试确定点 N 在 AD 上的位置,使得四边形材料 AMPN 的面积 S 最小,并求出其最小值 .【解析】(1)在直角NFP 中,因为 PF 3 ,FPN ,所以 NF 3 tan ,所以 S NAP 1NA PF 1 1 3 tan 3 ,2 2在直角 MEP 中,因为 PE 1,EPM3,所以MEtan,3所以 S AMP1AM PE 1 3 tan31,2 2所以 SSNAPSAMP3tan1tan33 ,0, .2 23(2)因为S 3 1 tan33 tan3,tan2 33tan2 13 tan22令 t 13 tan,由0, ,得 t1,4,3所以S3 3t24t 4 3 t 43 3 t4 3 23 ,2 3t 2 3t 323t33当且仅当t2 3233 时,即 tan时等号成立,3此时,AN 2 3233,Smin3 ,答:当AN 2 3AMPN 的面积 S 最小,最小值为 233 时,四边形材料.313.【江苏苏州】 如图,在平面四边形ABCD 中, ABC3AD ,, AB4AB=1.uuur uuur3 ,求 △的面积;( 1)若 AB BCABCg( 2)若 BC 2 2 , AD 5 ,求 CD 的长度 .【解析】uuur uuur3 ,所以 uuur uuur,(1)因为 AB BCBAgBC 3guuur uuurABC3 ,即 BA BC cosABC 3 , AB 1 ,所以 1 uuur3 uuur3 2 ,又因为BC cos 3,则 BC44 1 uuur uuur ABC 3所以 S ABC AB BC sin .2 2(2)在 ABC 中,由余弦定理得:AC 2AB 2 BC 2 2 AB BC cos31 8 21 2 22 13 ,42解得: AC 13 ,在ABC 中,由正弦定理得:ACBC2 13sin ABC sin,即sin BAC,BAC13所以 cos CADcosBACsin BAC2 13 ,213在ACD 中,由余弦定理得:CD 2AD 2 AC 2 2AD AC cos CAD ,即 CD3 2 .14.【山东栖霞】 已知函数 f xA sin xA 0,0,的部分图象222如图所示, B , C 分别是图象的最低点和最高点,BC4 .4(1)求函数 f(x)的解析式; (2)将函数y f x 的图象向左平移个单位长度,再把所得图象上各点横坐标伸长到3原来的 2 倍(纵坐标不变)得到函数 yg x 的图象,求函数 yg 2 x 的单调递增区间 .13【解析】(1)由图象可得:3 T 5 ( ) ,所以 f (x) 的周期 T .4 12 3于是2,得2 ,C 524 A 22又 B, A , , A ∴ BC 4 ∴ A 1,12 1224又将 C (5,1) 代入 f (x)sin(2 x) 得, sin(2 5) 1,1212所以 25=2k,即=2k( k R ) ,1223由2 得, ,23∴ f (x)sin(2 x) .3(2)将函数 yf (x) 的图象沿 x 轴方向向左平移个单位长度,3得到的图象对应的解析式为:y sin(2 x) ,3再把所得图象上各点横坐标伸长到原来的 2 倍(纵坐标不变),得到的图象对应的解析式为 g( x)sin( x3 ) ,cos(2x2 )22(x13y g ( x) sin 3 )22由 2k22k, kZ 得, kx k , k Z ,2x336∴函数 yg 2 ( x) 的单调递增区间为 k,k (kZ ) .3615.【山东滕州】 已知函数 f ( x)Asin( x ) ( A 0, 0,) 的部分图象如 2图所示 .( 1)求函数 f (x) 的解析式;( 2)把函数 y f ( x) 图象上点的横坐标扩大到原来的 2 倍(纵坐标不变),再向左平移个单位,得到函数y g (x) 的图象,求611关于 x 的方程 g ( x) m(0 m 2) 在 x [,] 时3 3所有的实数根之和 .【解析】2(1)由图象知,函数 f ( x) 的周期T,故 2 .T点 (, A) 在函数图象上,6∴ Asin(26) A,∴ sin(3) 1,解得:3 2k2, k Z ,即2k6, k Z ,又2 ,从而.6点 (0,1) 在函数图象上,可得:Asin(2 0 ) 1 ,6∴ A 2 .故函数 f (x) 的解析式为: f ( x) 2sin(2 x ) .6 (2)依题意,得g (x) 2sin( x ) .3∵ g( x) 2sin( x ) 的周期T ,3∴ g( x) 2sin( x ) 在 x [11] 内有2个周期. ,3 3 3令x3 k , k Z ,2解得 x k , k Z ,6即函数 g (x) 2sin( x ) 的对称轴为 x k , k Z .3 6又 x [3 ,11 ] ,则 x3[0,4 ] ,3所以 g(x) m(0 m 2) 在 x [ , 11 ] 内有4个实根,3 3不妨从小到大依次设为x i (i 1,2,3, 4) .则x1x2 , x3 x4 13 ,2 6 2 6故 g( x) m(0 m 2) 在x [3 ,11 ] 时所有的实数根之和为:3x1 x2 x3 x4 14. 3。
(江苏版)高考数学一轮复习 专题4.4 三角函数图像与性质(讲)-江苏版高三全册数学试题
专题4.4 三角函数图像与性质【考纲解读】【直击考点】题组一 常识题1. 函数y =2sin 12x -3的最小正周期是________.【解析】最小正周期T =2π12=4π.2. 函数y =A sin x +1(A >0)的最大值是5,则它的最小值是________.【解析】依题意得A +1=5,所以A =4,所以函数y =4sin x +1的最小值为-4+1=-3. 3.判断函数y =2cos x 在[-π,0]上的单调性:____________.(填“增函数”或“减函数”) 【解析】由余弦函数的单调性,得函数y =2cos x 在[-π,0]上是增函数. 4.不等式2sin x >3的解集为______________________________. 【解析】不等式2sin x >3,即sin x >32,由函数y =sin x 的图像得所求解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x π3+2k π<x <2π3+2k π,k ∈Z .题组二 常错题5.函数y =1-2cos x 的单调递减区间是___________________________.【解析】函数y =1-2cos x 的单调递减区间即函数y =-cos x 的单调递减区间,也即函数y =cos x 的单调递增区间,即[2k π-π,2k π](k ∈Z ).6.若动直线x =a 与函数f (x )=sin x 和g (x )=cos x 的图像分别交于M ,N 两点,则|MN |的最大值为________.【解析】设直线x =a 与函数f (x )=sin x 的图像的交点为M (a ,y 1),直线x =a 与函数g (x )=cos x的图像的交点为N (a ,y 2),则|MN |=|y 1-y 2|=|sin a -cos a |=2⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎪⎫a -π4≤2,7.函数f (x )=2sin x4对任意的x ∈R ,都有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2),则|x 1-x 2|的最小值为________.题组三 常考题8.定义在区间[0,2π]上的函数y =sin 2x 的图像与y =sin x 的图像的交点个数是________. 【解析】由sin 2x =sin x 得sin x =0或cos x =12,因为x ∈[0,2π],所以x =0,π3,π,5π3,2π,交点个数是5.9. 在函数①y =cos|2x |,②y =|sin x |,③y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,④y =tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π5中,最小正周期为π的所有函数是________.(填序号)【解析】函数y =cos|2x |=cos 2x ,其最小正周期为π,①正确;将函数y =sin x 的图像中位于x 轴上方的图像不变,位于x 轴下方的图像对称地翻折至x 轴上方,即可得到y =|sin x |的图像,所以其最小正周期为π,②正确;函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的最小正周期为π,③正确;函数y =tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π5的最小正周期为π2,④不正确.【知识清单】1.正弦、余弦、正切函数的图像与性质 1.三角函数线三角函数线是通过有向线段直观地表示出角的各种三角函数值的一种图示方法。
高考数学模拟试题-第06讲 函数及其表示(解析版)
第6讲 函数及其表示学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________【基础巩固】1.(2022·江苏南通·模拟预测)若函数f (x )满足f (2x )=x ,则f (5)=( ) A .25 B .52C .log 52D .log 25【答案】D【解析】25x =.∴2log 5x =,∴()25log 5f =, 故选:D .2.(2022·重庆市朝阳中学高三开学考试)函数()f x = )A .(][),16,-∞-⋃+∞B .()[),16,⋃-∞-+∞C .(]1,6-D .[]2,3【答案】C【解析】256010x x x ⎧-++≥⎨+≠⎩,解得16x -<即函数()f x 的定义域(]1,6- 故选:C3.(2022·山东济南·二模)已知函数()1221,0,,0,x x f x x x ⎧-≤⎪=⎨⎪>⎩若()3f m =,则m 的值为( )AB .2C .9D .2或9【答案】C【解析】∴函数()1221,0,0x x f x x x ⎧-≤⎪=⎨⎪>⎩,()3f m =,∴2130m m ⎧-=⎨≤⎩或1230m m ⎧⎪=⎨⎪>⎩, 解得9m =. 故选:C.4.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()f x 的定义域为()0,∞+,且()121f x f x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则()f x =( )A ()203x > B ()103x >C ()10x >D ()10x >【答案】B【解析】∴()121f x f x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,∴,∴1()2()1f f x x =,∴,由∴∴联立解得1(),(0)3f x x =>. 故选:B .5.(2022·全国·高三专题练习)若函数234y x x =--的定义域为[]0,m ,值域为25,44⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,则m 的取值范围是( ) A . (0,4] B . 254,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦C . 3,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦D . 3,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【答案】C 【解析】223253424y x x x ⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭,当32x =时,254y =-;当0x =或3时,4y =-. 因此当332m ≤≤时,函数234y x x =--在区间[]0,m 上的最小值为254-, 最大值为4-,所以,实数m 的取值范围是3,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦.故选:C.6.(2022·全国·高三专题练习)若函数()f x 满足()122f x f x x ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭,则()2f =( )A .0B .2C .3D .3-【答案】D【解析】由()122f x f x x ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭,可得()1122f f x x x ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭,联立两式可得()1223f x x x ⎛⎫=-+- ⎪⎝⎭,代入2x =可得()23f =-.故选:D.7.(2022·江苏泰州·模拟预测)设函数f (x )={x 2+2x,x ≤0−x 2,x >0,若()()()20f f a f a -+=,则实数a 的值为( )A1 B .1- C 1 D .1【答案】B【解析】令()f a t =,()()()20f f a f a -+=,则()2f t t =- 1°0t ≤时,222t t t +=-,则220t t ++=无解. 2°0t >时,22t t -=-,∴1t =,∴()1f a =0a ≤时,221a a +=,则1a =;0a >时,21a -=无解综上:1a =. 故选:B .8.(2022·江苏南京·三模)已知()22,0,0x x f x x x ⎧≥=⎨-<⎩,若∴x ≥1,f (x +2m )+mf (x )>0,则实数m 的取值范围是( ) A .(-1,+∞) B .1,4⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭C .(0,+∞)D .1,12⎛⎫- ⎪⎝⎭【答案】B【解析】0m ≥时,()()()22220f x m mf x x m mx ++=++>,符合题意;0m <时,()()20f x m mf x ++>,即()())2f x m mf x f+>-=显然()f x 在R 上递增,则2x m +>对1x ∀≥恒成立(120x m +>对1x ∀≥恒成立则:10104120m m ⎧>⎪⇒-<<⎨>⎪⎩; 综上,1,4m ∞⎛⎫∈-+ ⎪⎝⎭,故选:B .9.(多选)(2022·全国·高三专题练习)已知函数()()1lg ,0e ,0x x x f x x -⎧-<=⎨⎩,若()()213f f a +=,则a 的值可能为( ) A .1 B .1- C .10 D .10-【答案】AD【解析】()01e 1f ==,因为()()213f f a +=,所以()1f a =,当0a <时,()()lg 1f a a =-=,解得:10a =-,当0a >时,()1e 1af a -==,解得:1a =,故选:AD10.(多选)(2022·全国·高三专题练习)已知221()1x f x x +=-,则()f x 满足的关系有( ) A .()()f x f x -=- B .1()f f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭C .1()f f x x ⎛⎫= ⎪⎝⎭D .1()f f x x ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭【答案】BD【解析】因为221()1x f x x +=-,所以()f x -=221()1()x x +---=2211x x +-()f x =,即不满足A 选项; 1f x ⎛⎫ ⎪⎝⎭=221111x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎛⎫- ⎪⎝⎭=2211x x +-,1f x ⎛⎫⎪⎝⎭=()f x -,即满足B 选项,不满足C 选项, 22221111111x f x x x x ⎛⎫+- ⎪⎛⎫⎝⎭-== ⎪⎝⎭⎛⎫-- ⎪⎝+-⎭,1()f f x x ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,即满足D 选项. 故选:BD11.(2022·湖北武汉·模拟预测)函数()f x =的定义域为______.【答案】[)()0,11,+∞【解析】由题知,021********x x x x x x x ⎧⎧≥-≥≥⎧⎪⎪⇒⇒⎨⎨⎨≠-≠-≠≠⎪⎪⎩⎩⎩且,所以()f x 的定义域为[)()0,11,+∞,故答案为:[)()0,11,+∞.12.(2022·山东临沂·二模)已知函数()()4log ,03,0x x f x f x x >⎧=⎨+≤⎩,则()4f -的值为__________.【答案】12【解析】因为()()4log ,03,0x x f x f x x >⎧=⎨+≤⎩,则()()()414462log 22f f f -=-+===.故答案为:12.13.(2022·浙江温州·三模)已知函数11()1261x f x x x x ⎧>-⎪=+⎨⎪--≤-⎩,, 若[()]0f f a =,则实数a 的值等于___________. 【答案】32-【解析】∴当1a >-即10a +>时,1()=11f a a >-+,则110112a f a a a +⎛⎫==⇒=- ⎪++⎝⎭(舍) ∴当1a ≤-即10a +≤时,()26f a a =--∴:当261a --≤-,即512a -≤≤- 时,有3(26)2(26)602f a a a --=----=⇒=-∴:当261a -->- 时,即52a <- 时,有1(26)0261f a a --==⇒--+a 无解 综上,32a =-.故答案为:32-14.(2022·湖北·荆州中学模拟预测)设a ∈R ,函数33(0)()log (0)ax x f x x x ⎧≤=⎨>⎩.若1[()]93f f ≥,则实数a 的取值范围是_________. 【答案】(,2]-∞-【解析】3()lo 113g 13f ==-,1(())(1)393af f f -=-=≥所以2-≥a 即2a ≤- 故答案为:(,2]-∞-15.(2022·浙江·模拟预测)设函数3,0()(3),0x x f x x f x x ⎧+>⎪=⎨⎪+≤⎩,则()4f -=________,若()(2)=-f a f ,则实数a 的最大值为_______. 【答案】723 【解析】由题意得37(4)(1)(2)222f f f -=-==+=, 又()(2)(1)4f a f f =-==,结合解析式可知a 的最大值一定是正数, 当0x > 时,3()f x x x=+ ,()f x在上递减,在)+∞上单调递增, 且(1)(3)4f f ==,若3,()(3)4x f x f >>=,所以实数a 的最大值为3,故答案为:72,3.16.(2022·全国·高三专题练习)根据下列条件,求函数的解析式: (1)已知f1)=x +(2)若f (x )对于任意实数x 恒有2f (x )-f (-x )=3x +1;(3)已知f (0)=1,对任意的实数x ,y 都有f (x -y )=f (x )-y (2x -y +1).【解】(1)(方法1)(换元法):设t1,1t ≥,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.∴f (x )=x 2-1(x ≥1).(方法2)(配凑法):∴x +2+1-1=1)2-1, ∴f1)=1)2-1≥1),即f (x )=x 2-1(x ≥1).(2)用-x 换x 得2f (-x )-f (x )=-3x +1,与原式2f (x )-f (-x )=3x +1联立消去f (-x )得f (x )=x +1. (3)令x =0,得f (-y )=f (0)-y (-y +1)=1+y 2-y=()()21y y -+-+,所以f (y )=y 2+y +1,即f (x )=x 2+x +1.17.(2022·全国·高三专题练习)已知函数25,0()6,0x x f x x x ⎧-≥=⎨+<⎩(1)若()4f m =,求m 的值;(2)若()211f a -->,求a 的取值集合.【解】(1)当0m ≥时,2()54f m m =-=,解得3m =或3m =-(舍去); 当0m <时,()64f m m =+=, 解得2m =-. ∴m 的值为3或-2.(2)对任意实数a R ∈,210a --<,()221161f a a ∴--=--+>,24a <,解得22a -<<.∴a 的取值集合是{}22x a -<<.【素养提升】1.(2022·全国·高三专题练习)设函数()f x =42x f f x ⎛⎫⎛⎫+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的定义域为( ) A .1,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .[]2,4C .[)1,+∞D .1,24⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】B【解析】由题意,函数()f x =满足10x -≥,即1≥x ,所以函数42x f f x ⎛⎫⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭满足12x ≥且41x ≥,解得24x ≤≤,即函数42x f f x ⎛⎫⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的定义域为[]2,4,故选B .2.(2022·上海市七宝中学模拟预测)已知()f x 为定义在(0,)+∞上的增函数,且任意0x >,均有()()11f f x x f x ⎡⎤+=⎢⎥⎣⎦,则(1)f =_____.【解析】设(1)f a =,令1x =得:()()()111111f f f a f a ⎡⎤+=⇒+=⎣⎦; 令1x a =+得:()()()111111111f f a f a f a f a a a ⎡⎤⎛⎫++=⇒+== ⎪⎢⎥+++⎣⎦⎝⎭, 因为()f x 为定义在(0,)+∞上的增函数,所以1111a a a +=⇒=+,当()1f a ==时,由()()11111101a f a f a a a a +>⇒+>⇒>⇒<-<<或矛盾.故()1f a ==.3.(2022·全国·高三专题练习)已知函数32()f x x ax bx c =+++,(2017)2018f =,(2018)2019f =,(2019)2020f =,则(2020)f =________.【答案】2027解:因为函数32()f x x ax bx c =+++, 又(2017)2018f =,(2018)2019f =,(2019)2020f =, 所以321x ax bx c x +++=+的根为2017,2018,2019, 即方程32(1)10x ax b x c ++-+-=的根为2017,2018,2019, 所以32(1)1(2017)(2018)(2019)x ax b x c x x x ++-+-=---, 所以32()(2017)(2018)(2019)1f x x ax bx c x x x x =+++=---++,所以(2020)(20202017)(20202018)(20202019)202012027f =-⨯-⨯-++=, 故答案为:20274.(2022·全国·高三专题练习)已知函数f (x )=22221,0,2,0.x ax a x x a x x ⎧-++≤⎪⎨+->⎪⎩(1)若对于任意的x ∴R ,都有f (x )≥f (0)成立,求实数a 的取值范围; (2)记函数f (x )的最小值为M (a ),解关于实数a 的不等式M (a -2)<M (a ). 【解】(1)当x ≤0时,f (x )=(x -a )2+1,因为f (x )≥f (0),所以f (x )在(-∞,0]上单调递减,所以a ≥0, 当x >0时,()222f x x x '=-, 令2220xx ,得x =1,所以当0<x <1时()0f x '<,当x >1时,()0f x '>, 所以f (x )在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增, 所以f min (x )=f (1)=3-a , 因为f (x )≥f (0)=a 2+1,所以3-a ≥a 2+1,解得-2≤a ≤1. 又a ≥0,所以a 的取值范围是[0,1].(2)由(1)可知当a ≥0时,f (x )在(-∞,0]上的最小值为f (0)=a 2+1, 当a <0时,f (x )在(-∞,0]上的最小值为f (a )=1, f (x )在(0,+∞)上的最小值为f (1)=3-a ,解不等式组2130a aa ⎧+≤-⎨≥⎩,得0≤a ≤1,解不等式组130aa ≤-⎧⎨<⎩,得a <0,所以()21,011,03,1a a M a a a a ⎧+≤≤⎪=<⎨⎪-≥⎩.所以M (a )在(-∞,0)上为常数函数,在(0,1)上是增函数,在(1,+∞)上是减函数, 作出M (a )的函数图象如图所示:令3-a =1得a =2, 因为M (a -2)<M (a ), 所以0<a <2.5.(2022·上海·高三专题练习)对定义域,f g D D 的函数()y f x =,()y g x =,规定: 函数()()()()(),,,f gf g f g f x g x x D D h x f x x D x D g x x D x D⎧∈⋂⎪=∈∉⎨⎪∉∈⎩且且(1)若函数()11f x x =-,()2g x x =,写出函数()h x 的解析式; (2)求问题(1)中函数()h x 的值域;(3)若()()g x f x α=+,其中α是常数,且[]0,απ∈,请设计一个定义域为R 的函 数()y f x =,及一个α的值,使得()cos4h x x =,并予以证明. 【解】(1)()()()2,,11,{11,1x x h x x x ∈-∞⋃+∞=-=.(2)当时,()211211x h x x x x =-++--, 若1x >时, 则()4h x ≥,其中等号当2x =时成立, 若1x <时, 则()0h x ≤,其中等号当0x =时成立,∴ 函数()h x 的值域是(]{}[),014,-∞⋃⋃+∞. (3) 令,则()()sin 2cos 2cos 2sin 244g x f x x x x x ππα⎛⎫⎛⎫=+=+++=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,于是()()()()()·sin 2cos2cos2sin 2cos4h x f x f x x x x x x α=+=+-=,另解令()()()12,,2f x xg x f x παα===+()1212x x π=+=,于是()()()()()·1212cos 4h x f x f x x x x α=+==.。
高考数学专题《二次函数与一元二次方程、不等式》习题含答案解析
专题2.3 二次函数与一元二次方程、不等式1.(浙江高考真题)已知a ,b ,c ∈R ,函数f (x )=ax 2+bx +c .若f (0)=f (4)>f (1),则( ) A .a >0,4a +b =0 B .a <0,4a +b =0 C .a >0,2a +b =0 D .a <0,2a +b =0【答案】A 【解析】由已知得f (x )的图象的对称轴为x =2且f (x )先减后增,可得选项. 【详解】由f (0)=f (4),得f (x )=ax 2+bx +c 图象的对称轴为x =-2ba=2,∴4a +b =0, 又f (0)>f (1),f (4)>f (1),∴f (x )先减后增,于是a >0, 故选:A.2.(2021·全国高三专题练习(文))已知函数42()f x x x =-,则错误的是( )A .()f x 的图象关于y 轴对称B .方程()0f x =的解的个数为2C .()f x 在(1,)+∞上单调递增D .()f x 的最小值为14-【答案】B 【解析】结合函数的奇偶性求出函数的对称轴,判断A ,令()0f x =,求出方程的解的个数,判断B ,令2t x =,2211()()24g t t t t =-=--,从而判断C ,D 即可.【详解】42()f x x x =-定义域为R ,显然关于原点对称,又()()4242()f x x x x x -=---=-()f x =,所以()y f x =是偶函数,关于y 轴对称,故选项A 正确. 令()0f x =即2(1)(1)0x x x +-=,解得:0x =,1,1-,函数()f x 有3个零点,故B 错误;练基础令2t x =,2211()()24g t t t t =-=--,1x >时, 函数2t x =,2()g t t t =-都为递增函数,故()f x 在(1,)+∞递增,故C 正确;由12t =时,()g t 取得最小值14-,故()f x 的最小值是14-,故D 正确.故选:B .3.(2021·北京高三其他模拟)设x ∈R ,则“2560x x -+<”是“|2|1x -<”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】分别解出两个不等式的解集,比较集合的关系,从而得到两命题的逻辑关系. 【详解】2560x x -+<23x ⇒<<;|2|1x -<13x ⇒<<;易知集合()2,3是()1,3的真子集,故是充分不必要条件. 故选:A.4.(2021·全国高三月考)已知函数2()f x x bx c =-++,则“02b f f ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭”是“方程()0f x =有两个不同实数解且方程(())0f f x =恰有两个不同实数解”的( ) A .充要条件 B .充分不必要条件 C .必要不充分条件 D .既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】根据二次函数的图象与性质,求得(())02bf f >,反之若()0f t =有两个正根12t t <,当12max ()t t f x <<,得到方程(())0f f x =恰有四个不同实数解,结合充分条件、必要条件的判定方法,即可求解. 【详解】由2()f x x bx c =-++表示开口向下的抛物线,对称轴的方程为2b x =,要使得方程()0f x =有两个不同实数,只需()02bf >,要使得方程(())0f f x =恰有两个不同实数解,设两解分别为12,x x ,且12x x <, 则满足1max 2()x f x x <<,因为12(,)x x x ∈时,()0f x >,所以(())02b f f >,所以必要性成立; 反之,设()02b t f =>,即()0f t >,当()0f t =有两个正根,且满足12t t <,若12max ()t t f x <<, 此时方程(())0f f x =恰有四个不同实数解,所以充分性不成立.所以“02b f f ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭”是“方程()0f x =有两个不同实数解且方程(())0f f x =恰有两个不同实数解”的必要不充分条件. 故选:C.5.(2021·全国高三专题练习)若当x ∈(1,2)时,函数y =(x -1)2的图象始终在函数y =log a x 的图象的下方,则实数a 的取值范围是___________. 【答案】1<a ≤2. 【解析】在同一个坐标系中画出两个函数的图象,结合图形,列出不等式组,求得结果. 【详解】如图,在同一平面直角坐标系中画出函数y =(x -1)2和y =log a x 的图象.由于当x ∈(1,2)时,函数y =(x -1)2的图象恒在函数y =log a x 的图象的下方,则1log 21aa >⎧⎨⎩,解得1<a ≤2.故答案为:1<a ≤2.6.(2020·山东省微山县第一中学高一月考)若不等式220ax x a ++<对任意x ∈R 恒成立,则实数a 的取值范围是_________.【答案】(,1)-∞- 【解析】∵不等式220ax x a ++<对任意x ∈R 恒成立, ∴函数22y ax x a =++的图象始终在x 轴下方,∴2440a a <⎧⎨∆=-<⎩,解得1a <-, 故答案为:(,1)-∞-.7.(2021·全国高三专题练习)已知当()0,x ∈+∞时,不等式9x -m ·3x +m +1>0恒成立,则实数m 的取值范围是________.【答案】(,2-∞+ 【解析】先换元3x =t ,()1,t ∈+∞,使f (t )=t 2-mt +m +1>0在()1,t ∈+∞上恒成立,再利用二次函数图象特征列限定条件,计算求得结果即可. 【详解】令3x =t ,当()0,x ∈+∞时,()1,t ∈+∞,则f (t )=t 2-mt +m +1>0在()1,t ∈+∞上恒成立,即函数在()1,t ∈+∞的图象在x 轴的上方,而判别式()()224144m m m m ∆=--+=--,故2440m m ∆=--<或()0121110m f m m ∆≥⎧⎪⎪≤⎨⎪=-++≥⎪⎩,解得2m <+故答案为:(,2-∞+.8.(2021·浙江高一期末)已知函数2()1(0)f x ax x a =-+≠,若任意1x 、2[1,)x ∈+∞且12x x ≠,都有()()12121f x f x x x ->-,则实数a 的取值范围是___________.【答案】[)1,+∞ 【解析】本题首先可令12x x >,将()()12121f x f x x x ->-转化为()()1122f x x f x x ->-,然后令()()g x f x x =-,通过函数单调性的定义得出函数()g x 在[1,)+∞上是增函数,最后分为0a =、0a ≠两种情况进行讨论,结合二次函数性质即可得出结果. 【详解】因为任意1x 、2[1,)x ∈+∞且12x x ≠,都有()()12121f x f x x x ->-,所以令12x x >,()()12121f x f x x x ->-即()()1212f x f x x x ->-,()()1122f x x f x x ->-,令()()221g x f x x ax x =-=-+,则函数()g x 在[1,)+∞上是增函数, 若0a =,则()21g x x =-+,显然不成立;若0a ≠,则0212a a>⎧⎪-⎨-≤⎪⎩,解得1a ≥,综合所述,实数a 的取值范围是[)1,+∞, 故答案为:[)1,+∞.9.(2021·四川成都市·高三三模(理))已知函数21,0()2,0x x f x x x x --≤⎧=⎨-+>⎩,若()()12f x f x =,且12x x ≠,则12x x -的最大值为________. 【答案】134【解析】由()()12f x f x =得,212221x x x =--,把12x x -转化为212212231x x x x x x -=-=-++,利用二次函数求最值. 【详解】()y f x =的图像如图示:不妨令12x x <,由图像可知,10x ≤,20x >由()()22121221221221f x f x x x x x x x =⇒--=-+⇒=--,由212212231x x x x x x -=-=-++ 当232x =时,12max134x x -=. 故答案为:134. 10.(2021·浙江高一期末)已知函数2()24f x kx x k =-+.(Ⅰ)若函数()f x 在区间[2,4]上单调递减,求实数k 的取值范围; (Ⅱ)[2,4]x ∀∈,()0f x ≥恒成立,求实数k 的取值范围. 【答案】(Ⅰ)1(,]4-∞;(Ⅱ)1[,)2+∞ 【解析】(Ⅰ)由题意讨论0k =,0k >与0k <三种情况,求出函数的对称轴,结合区间,列不等式求解;(Ⅱ)利用参变分离法得24k x x≥+在[2,4]上恒成立,令4()f x x x =+,根据单调性,求解出最值,即可得k 的取值范围. 【详解】(Ⅰ)当0k =时,()2f x x =-,在区间[2,4]上单调递减,符合题意;当0k >时,对称轴为1x k,因为()f x 在区间[2,4]上单调递减,所以14k ≥,得14k ≤,所以104k <≤;当0k <时,函数()f x 在区间[2,4]上单调递减,符合题意,综上,k 的取值范围为1(,]4-∞.(Ⅱ)[2,4]x ∀∈,()0f x ≥恒成立,即[2,4]x ∀∈,22244x k x x x≥=++恒成立,令4()f x x x=+,可知函数()f x 在[2,4]上单调递增,所以()4f x ≥,所以max 2142x x ⎛⎫ ⎪= ⎪⎪+⎝⎭,所以12k ≥,故k 的取值范围为1[,)2+∞1.(2020·山东省高三二模)已知函数()()21f x x m x m =+--,若()()0f f x 恒成立,则实数m 的范围是( )A .3,3⎡--+⎣B .1,3⎡--+⎣C .[]3,1- D .3⎡⎤-+⎣⎦【答案】A 【解析】()()()()211f x x m x m x m x =+--=-+,(1)1m >-,()()0ff x ≥恒成立等价于()f x m ≥或()1f x ≤-恒成立,即()()21f x x m x m m =+--≥或()()211f x x m x m =+--≤-(不合题意,舍去)恒成立;即01m ∆≤⎧⎨>-⎩,解得(1,3m ∈--+, (2)1m =-恒成立,符合题意; (3)1m <-,()()0ff x ≥恒成立等价于()f x m ≤(不合题意,舍去)或()1f x ≥-恒成立,等价于1m ∆≤⎧⎨<-⎩,解得[)3,1m ∈--. 综上所述,3,3m ⎡∈--+⎣,故选:A.2.(2021·浙江高三二模)已知()22f x x x =-,对任意的1x ,[]20,3x ∈.方程练提升()()()()12f x f x f x f x m -+-=在[]0,3上有解,则m 的取值范围是( )A .[]0,3B .[]0,4C .{}3D .{}4【答案】D 【解析】对任意的1x ,[]20,3x ∈.方程()()()()12f x f x f x f x m -+-=在[]0,3上有解,不妨取取()11f x =-,()23f x =,方程有解m 只能取4,则排除其他答案.【详解】2()(1)1f x x =--,[0,3]x ∈,则min ()1f x =-,max ()3f x =.要对任意的1x ,[]20,3x ∈.方程()()()()12f x f x f x f x m -+-=在[]0,3上都有解, 取()11f x =-,()23f x =,此时,任意[0,3]x ∈,都有()()()()124m f x f x f x f x =-+-=, 其他m 的取值,方程均无解,则m 的取值范围是{}4. 故选:D.3.(2020·浙江省高三二模)已知函数()321,020a x x f x x ax x ⎧-≤⎪=⎨-+->⎪⎩的图象经过三个象限,则实数a 的取值范围是________. 【答案】2a <或3a >. 【解析】当0x ≤时,3()||11f x a x =-≤-,此时函数图象经过第三象限,当02x <<时,2()(1)2f x x a x =-++,此时函数图象恒经过第一象限,当2[(1)]40a =--->且10a +>,即3a >时,函数图像经过第一、四象限,当2x ≥时,2()(1)2f x x a x =---,此时函数图象恒经过第一象限,当(2)0f <,即2a >时,函数图像经过第一、四象限, 综上所述:2a <或3a >.4.(2020·陕西省西安中学高三其他(理))记{},max ,,,m m nm n n m n ≥⎧=⎨<⎩函数{}22()max 44(1),ln (1)f x x ax a x a =-+--<有且只有一个零点,则实数a 的取值范围是_________.【答案】12a < 【解析】令()()2244(1)0g x x ax a x =-+-->,因为1a <,则()2(1)651(5)0ln1g a a a a =-+-=---<=,所以(1)ln10f ==,即1是函数()f x 的零点, 因为函数()g x 的对称轴为122a x =<, 所以根据题意,若函数()f x 有且只有一个零点,则二次函数()g x 没有零点,22(4)16(1)0a a ∆=--<,解得12a <. 故答案为:12a <5.(2021·浙江高三专题练习)已知函数()21,()2f x x x a b a b R =+-+∈,若[1,1]x ∈-时,()1f x ≤,则12a b +的最大值是___________. 【答案】12- 【解析】根据函数()21,()2f x x x a b a b R =+-+∈,分1a >,1a <-和11a -≤≤三种情况讨论,分别求得其最大值,即可求解. 【详解】由题意,函数()21,()2f x x x a b a b R =+-+∈, 当1a >时,()211,[1,1]22f x x x a b x =-++∈-,因为() 1f x ≤,可得(1)11()14f f -≤⎧⎪⎨≥-⎪⎩,所以1122115216a b a b ⎧+≤-⎪⎪⎨⎪+≥-⎪⎩,所以15111622a b -≤+≤-; 当1a <-时,()211,[1,1]22f x x x a b x =+-+∈-,因为()1f x ≤,可得()max 11(1)1122f x f a b ==+-+≤, 所以1122b a ≤-,所以113222a b a +=-≤-;当11a -≤≤时,()21,[1,1]2f x x x a b x =+-+∈-,由()1f x ≤知,()max (1)1112f f x a b =+--+=, 因为11a -≤≤,所以10a --≤,所以()max (1)1112f f x a b =+--+=,所以1122a b +≤-,综上可得,12a b +的最大值是12-.故答案为:12-6.(2021·浙江高三期末)已知函数()()21sin sin ,22bf x x x a a b R =+-+∈,若对于任意x ∈R ,均有()1f x ≤,则+a b 的最大值是___________.【答案】1- 【解析】首先讨论1a ≥、1a ≤-时()f x 的最值情况,由不等式恒成立求+a b 的范围,再讨论11a -<<并结合()f x 的单调情况求+a b 的范围,最后取它们的并集即可知+a b 的最大值. 【详解】当sin a x ≥时,211()(sin )4216a b f x x +=-+-, 当sin a x <时,211()(sin )4216b a f x x -=++-,令sin [1,1]t x =∈-,则()()2211,4216{11(),()4216a b t a t g t b a t a t +⎛⎫-+-≥ ⎪⎝⎭=-++-<∴当1a ≥时,14t =有min 1()216a b g t +=-;1t =-有max 3()22a b g t +=+; 由x ∈R 有()1f x ≤,有131121622a b a b ++-≤-<+≤,故1518a b -≤+≤-; 当1a ≤-时,14t =-有min 1()216b a g t -=-;1t =有max 3()22b a g t -=+; 由x ∈R 有()1f x ≤,有131121622b a b a ---≤-<+≤,故1518b a -≤-≤-,即3a b +≤-; 当11a -<<时,()2211(),(1)4216{11,(1)4216a b t t a g t b a t a t +-+--<<=-⎛⎫++-≤< ⎪⎝⎭, ∴1(1,)4a ∈--:()g t 在(1,)a -上递减,1[,)4a -上递减,1[,1]4-上递增; 11[,]44a ∈-:()g t 在(1,)a -上递减,[,1)a 上递增;1(,1)4a ∈:()g t 在1(1,]4-上递减,1[,)4a 上递增,[,1)a 上递增;∴综上,()g t 在(1,1)-上先减后增,则(1)1(1)1g g ≤⎧⎨-≤⎩,可得1a b +≤-∴1a b +≤-恒成立,即+a b 的最大值是-1. 故答案为:1-.7.(2020·武汉外国语学校(武汉实验外国语学校)高一期中)已知函数2()3(,)f x ax bx a b R =++∈,且()0f x ≤的解集为[1,3].(1)求()f x 的解析式;(2)设()()41xh x f x x =+-,在定义域范围内若对于任意的12x x ,,使得()()12h x h x M -≤恒成立,求M 的最小值.【答案】(1)2()43f x x x =-+;(2)2. 【解析】(1)代入方程的根,求得参数值.(2)使不等式恒成立,根据函数单调性求得函数的最值,从而求得参数的值. 【详解】 解:(1)由题意(1)30(3)9330f a b f a b =++=⎧⎨=++=⎩解得14a b =⎧⎨=-⎩2()43f x x x ∴=-+(2)由题意max ()()min M h x h x -2(),2xh x x R x =∈+ 当0()0x h x ==当10()2x h x x x≠=+, 令2()g x x x=+,当0,()22x g x>,当x =当0,()x g x <≤-x =()(,)g x ∴∈-∞-⋃+∞(),00,(0)44h x x ⎡⎫⎛∈-⋃≠⎪ ⎢⎪⎣⎭⎝⎦综上,()44h x ⎡∈-⎢⎣⎦2442M⎛∴--= ⎝⎭min 2M ∴=8.(2021·浙江高一期末)设函数()()2,f x x ax b a b R =-+∈. (1)若()f x 在区间[]0,1上的最大值为b ,求a 的取值范围; (2)若()f x 在区间[]1,2上有零点,求2244a b b +-的最小值. 【答案】(1)[)1,+∞;(2)45. 【解析】(1)对实数a 的取值进行分类讨论,分析函数()f x 在区间[]0,1上的单调性,求得()max f x ,再由()max f x b =可求得实数a 的取值范围;(2)设函数()f x 的两个零点为1x 、2x ,由韦达定理化简()22222221222222241414144a x x x x x x b b x +-=+⎛⎫=+-- ⎪++⎝⎭,设()22224124g x x =⎛⎫+- ⎪⎝⎭,由[]21,2x ∈结合不等式的基本性质求出()2g x 的最小值,即为所求. 【详解】(1)二次函数()2f x x ax b =-+的图象开口向上,对称轴为直线2a x =. ①当02a≤时,即当0a ≤时,函数()f x 在区间[]0,1上单调递增,则()()max 11f x f a b ==-+; ②当012a <<时,即当02a <<时,函数()f x 在0,2a ⎡⎫⎪⎢⎣⎭上单调递减,在,12a ⎛⎤⎥⎝⎦上单调递增, ()0f b =,()11f a b =-+,所以,(){}max 1,01max ,1,12a b a f x b a b b a -+<<⎧=-+=⎨≤<⎩;③当12a≥时,即当2a ≥时,函数()f x 在区间[]0,1上单调递减,则()()max 0f x f b ==.综上所述,()max 1,1,1a b a f x b a -+<⎧=⎨≥⎩.所以,当()f x 在区间[]0,1上的最大值为b ,实数a 的取值范围是[)1,+∞; (2)设函数()f x 的两个零点为1x 、2x ,由韦达定理可得1212x x ax x b+=⎧⎨=⎩,所以,()()22222222222212121211221212122444424142a b b x x x x x x x x x x x x x x x x x +-=++-=-++=+-+()222222222212222222241414141x x x x x x x x x x ⎛⎫=+-+-≥- ⎪+++⎝⎭, 设()242222222222422222444144141124x x g x x x x x x x =-===++⎛⎫++- ⎪⎝⎭, 由212x ≤≤可得221114x ≤≤,所以,()2222445124g x x =≥⎛⎫+- ⎪⎝⎭.此时,21x =,由212241x x x =+可得115x =. 所以,当115x =,21x =时,2244a b b +-取最小值45. 9.(2020·全国高一单元测试)已知函数f (x )=9x ﹣a ⋅3x +1+a 2(x ∈[0,1],a ∈R ),记f (x )的最大值为g (a ).(Ⅰ)求g (a )解析式;(Ⅱ)若对于任意t ∈[﹣2,2],任意a ∈R ,不等式g (a )≥﹣m 2+tm 恒成立,求实数m 的范围.【答案】(Ⅰ)g (a )=22499,3431,3a a a a a a ⎧-+≤⎪⎪⎨⎪-+>⎪⎩;(Ⅱ)m ≤﹣52或m ≥52.【解析】(Ⅰ)令u =3x ∈[1,3],得到f (x )=h (u )=u 2﹣3au +a 2,分类讨论即可求出, (Ⅱ)先求出g (a )min =g (32)=﹣54,再根据题意可得﹣m 2+tm ≤﹣54,利用函数的单调性即可求出.【详解】解:(Ⅰ)令u =3x ∈[1,3],则f (x )=h (u )=u 2﹣3au +a 2. 当32a≤2,即a ≤43时,g (a )=h (u )min =h (3)=a 2﹣9a +9; 当322a>,即a >43时,g (a )=h (u )min =h (1)=a 2﹣3a +1; 故g (a )=22499,3431,3a a a a a a ⎧-+≤⎪⎪⎨⎪-+>⎪⎩;(Ⅱ)当a≤43时,g (a )=a 2﹣9a +9,g (a )min =g (43)=﹣119;当a 43>时,g (a )=a 2﹣3a +1,g (a )min =g (32)=﹣54;因此g (a )min =g (32)=﹣54;对于任意任意a ∈R ,不等式g (a )≥﹣m 2+tm 恒成立等价于﹣m 2+tm ≤﹣54. 令h (t )=mt ﹣m 2,由于h (t )是关于t 的一次函数,故对于任意t ∈[﹣2,2]都有h (t )≤﹣54等价于5(2)45(2)4h h ⎧-≤-⎪⎪⎨⎪≤-⎪⎩,即2248504850m m m m ⎧+-≥⎨--≥⎩, 解得m ≤﹣52或m ≥52. 10.(2021·全国高一课时练习)已知函数()22(0)f x ax ax b a =-+>,在区间[]0,3上有最大值16,最小值0.设()()f xg x x=. (1)求()g x 的解析式;(2)若不等式()22log log 0g x k x -⋅≥在[]4,16上恒成立,求实数k 的取值范围;【答案】(1)()148g x x x ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭(0)x ≠;(2)(,1]-∞. 【解析】(1)由二次函数的性质知()f x 在0,1上为减函数,在()1,3上为增函数,结合其区间的最值,列方程组求,a b ,即可写出()g x 解析式; (2)由题设得222184()4log log k x x≤-+在[]4,16x ∈上恒成立,即k 只需小于等于右边函数式的最小值即可. 【详解】(1)∵()2(1)f x a x b a =-+-(0a >),即()f x 在0,1上为减函数,在()1,3上为增函数.又在[]0,3上有最大值16,最小值0,∴(1)0f b a =-=,(3)316f a b =+=,解得4a b ==, ∴()148g x x x ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭(0)x ≠; (2)∵()22log log 0g x k x -≥∴22214log 8log log x k x x ⎛⎫+-≥ ⎪⎝⎭,由[]4,16x ∈,则[]2log 2,4x ∈, ∴222221814()44(1)log log log k x x x ≤-+=-,设21log t x =,11,42t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦, ∴()24(1)h t t =-在11,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦上为减函数,当12t =时,()h t 最小值为1,∴1k ≤,即(,1]k ∈-∞.1.(浙江省高考真题)若函数()2f x =x ax b ++在区间[0,1]上的最大值是M,最小值是m,则M m -的值( )A .与a 有关,且与b 有关B .与a 有关,但与b 无关C .与a 无关,且与b 无关D .与a 无关,但与b 有关练真题【答案】B 【解析】因为最值在2(0),(1)1,()24a a fb f a b f b ==++-=-中取,所以最值之差一定与b 无关,选B .2.(2018·浙江高考真题)已知λ∈R,函数f (x )={x −4,x ≥λx 2−4x +3,x <λ,当λ=2时,不等式f (x )<0的解集是___________.若函数f (x )恰有2个零点,则λ的取值范围是___________. 【答案】 (1,4) (1,3]∪(4,+∞) 【解析】由题意得{x ≥2x −4<0 或{x <2x 2−4x +3<0 ,所以2≤x <4或1<x <2,即1<x <4,不等式f (x )<0的解集是(1,4),当λ>4时,f(x)=x −4>0,此时f(x)=x 2−4x +3=0,x =1,3,即在(−∞,λ)上有两个零点;当λ≤4时,f(x)=x −4=0,x =4,由f(x)=x 2−4x +3在(−∞,λ)上只能有一个零点得1<λ≤3.综上,λ的取值范围为(1,3]∪(4,+∞).3.(北京高考真题)已知0x ≥,0y ≥,且1x y +=,则22x y +的取值范围是_____.【答案】1[,1]2【解析】试题分析:22222(1)221,[0,1]x y x x x x x +=+-=-+∈,所以当01x =或时,取最大值1;当12x =时,取最小值12.因此22x y +的取值范围为1[,1]2.4.(2018·天津高考真题(理))已知0a >,函数222,0,()22,0.x ax a x f x x ax a x ⎧++≤=⎨-+->⎩若关于x 的方程()f x ax=恰有2个互异的实数解,则a 的取值范围是______________.【答案】(48),【解析】分析:由题意分类讨论0x ≤和0x >两种情况,然后绘制函数图像,数形结合即可求得最终结果. 详解:分类讨论:当0x ≤时,方程()f x ax =即22x ax a ax ++=, 整理可得:()21x a x =-+,很明显1x =-不是方程的实数解,则21x a x =-+,当0x >时,方程()f x ax =即222x ax a ax -+-=, 整理可得:()22x a x =-,很明显2x =不是方程的实数解,则22x a x =-,令()22,01,02x x x g x x x x ⎧-≤⎪⎪+=⎨⎪>⎪-⎩, 其中211211x x x x ⎛⎫-=-++- ⎪++⎝⎭,242422x x x x =-++-- 原问题等价于函数()g x 与函数y a =有两个不同的交点,求a 的取值范围. 结合对勾函数和函数图象平移的规律绘制函数()g x 的图象, 同时绘制函数y a =的图象如图所示,考查临界条件, 结合0a >观察可得,实数a 的取值范围是()4,8.5.(2020·江苏省高考真题)已知关于x 的函数(),()y f x y g x ==与()(,)h x kx b k b =+∈R 在区间D 上恒有()()()f x h x g x ≥≥.(1)若()()222 2()f x x x g x x x D =+=-+=∞-∞+,,,,求h (x )的表达式; 【答案】(1)()2h x x =; 【解析】(1)由题设有2222x x kx b x x -+≤+≤+对任意的x ∈R 恒成立. 令0x =,则00b ≤≤,所以0b =.因此22kx x x ≤+即()220x k x +-≥对任意的x ∈R 恒成立,所以()220k ∆=-≤,因此2k =. 故()2h x x =.6.(浙江省高考真题(文))设函数2(),(,)f x x ax b a b R =++∈.(1)当214a b时,求函数()f x 在[1,1]-上的最小值()g a 的表达式; (2)已知函数()f x 在[1,1]-上存在零点,021b a ≤-≤,求b 的取值范围.【答案】(1)222,2,4(){1,22,2,24a a a g a a a a a ++≤-=-<≤-+>;(2)[3,9--【解析】 (1)当214a b时,2()()12a f x x =++,故其对称轴为2a x =-. 当2a ≤-时,2()(1)24a g a f a ==++.当22a -<≤时,()()12a g a f =-=.当2a >时,2()(1)24a g a f a =-=-+.综上,222,2,4(){1,22,2,24a a a g a a a a a ++≤-=-<≤-+>(2)设,s t 为方程()0f x =的解,且11t -≤≤,则{s t ast b+=-=.由于021b a ≤-≤,因此212(11)22t ts t t t --≤≤-≤≤++. 当01t ≤≤时,222222t t t b t t --≤≤++, 由于222032t t --≤≤+和212932t t t --≤≤-+所以293b -≤≤-当10t -≤≤时,222222t t t b t t --≤≤++, 由于22202t t --≤<+和2302t t t --≤<+,所以30b -≤<.综上可知,b 的取值范围是[3,9--.。
2020版高考江苏数学大一轮精准复习精练:2.5二次函数与幂函数、函数与方程含解析
2.5二次函数与幂函数、函数与方程挖命题【考情探究】的难度.函数与方程是江苏必考内容,主要考查运用零点存在性定理求函数在某区间的零点个数、运用函数图象判定函数的零点个数、根据函数的零点个数(或方程根的个数)求参数的范围等.破考点【考点集训】考点一幂函数的图象及性质1.已知幂函数f(x)=xα的图象经过点,则f(4)的值等于.答案2.(2019届江苏宜兴官林中学检测)已知幂函数f(x)=(n2+2n-2)·-(n∈Z)的图象关于y轴对称,且在(0,+∞)上是减函数,则n=.答案 1考点二二次函数的图象和性质1.已知函数f(x)=x2-6x+8,xÎ[1,a],并且函数f(x)的最小值为f(a),则实数a的取值范围是.答案(1,3]2.(2019届江苏白蒲高级中学检测)如图是二次函数y=ax2+bx+c的图象的一部分,图象过点A(-3,0),对称轴为x=-1.给出下面四个结论:①b2>4ac;②2a-b=1;③a-b+c=0;④5a<b.其中正确的是.答案①④考点三函数与方程1.函数f(x)=e x+x-2的零点有个.答案 12.(2018江苏溧阳高级中学检测)函数f(x)=2alog2x+a·4x+3在区间上有零点,则实数a的取值范围是.答案-∞-炼技法【方法集训】方法一幂函数图象与性质的求解策略1.正整数p使得函数f(x)=x p-2在(0,+∞)上是减函数,则函数的单调递减区间是.答案(-∞,0),(0,+∞)2.已知幂函数f(x)=-,若f(a+1)<f(10-2a),则a的取值范围是.答案(3,5)方法二求函数零点个数的解题策略1.(2018江苏板浦高级中学检测)函数f(x)=x·lg(x+2)-1的图象与x轴的交点有个.答案 22.(2019届江苏东台中学检测)函数f(x)=log2x-x+2的零点个数为.答案 2方法三已知函数零点求参数的范围的常用方法1.函数f(x)=ax+1-2a在区间(-1,1)上存在一个零点,则实数a的取值范围是.答案2.(2019届江苏南通第三中学检测)已知函数f(x)=2mx2-x-1在区间(-2,2)上恰有一个零点,则实数m的取值范围是.答案-过专题【五年高考】A组自主命题·江苏卷题组∈其中集合1.(2017江苏,14,5分)设f(x)是定义在R上且周期为1的函数,在区间[0,1)上, f(x)=D=-∈,则方程f(x)-lg x=0的解的个数是.答案82.(2014江苏,13,5分,0.48)已知f(x)是定义在R上且周期为3的函数,当x∈[0,3)时, f(x)=-.若函数y=f(x)-a在区间[-3,4]上有10个零点(互不相同),则实数a的取值范围是.答案则方程|f(x)+g(x)|=1实根的个数3.(2015江苏,13,5分,0.27)已知函数f(x)=|ln x|,g(x)=--为.答案 4B组统一命题、省(区、市)卷题组考点一二次函数与幂函数1.(2017北京文,11,5分)已知x≥0,y≥0,且x+y=1,则x2+y2的取值范围是.答案2.(2015四川改编,9,5分)如果函数f(x)=(m-2)x2+(n-8)x+1(m≥0,n≥0)在区间上单调递减,那么mn的最大值为.答案183.(2014辽宁,16,5分)对于c>0,当非零实数a,b满足4a2-2ab+4b2-c=0且使|2a+b|最大时,-+的最小值为.答案-2考点二函数与方程1.(2018课标全国Ⅰ理改编,9,5分)已知函数f(x)=g(x)=f(x)+x+a.若g(x)存在2个零点,则a的取值范围是.答案[-1,+∞)2.(2018天津理,14,5分)已知a>0,函数f(x)=--若关于x的方程f(x)=ax恰有2个互异的实数解,则a的取值范围是.答案(4,8)3.(2018课标全国Ⅲ理,15,5分)函数f(x)=cos在[0,π]的零点个数为.答案 34.(2017山东理改编,10,5分)已知当x∈[0,1]时,函数y=(mx-1)2的图象与y=+m的图象有且只有一个交点,则正实数m的取值范围是.答案(0,1]∪[3,+∞)5.(2017课标全国Ⅲ理改编,11,5分)已知函数f(x)=x2-2x+a(e x-1+e-x+1)有唯一零点,则a=.答案6.(2016山东,15,5分)已知函数f(x)=-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,+∞)7.(2016天津,14,5分)已知函数f(x)=-(a>0,且a≠1)在R上单调递减,且关于x的方程|f(x)|=2-恰有两个不相等的实数解,则a的取值范围是. 答案8.(2015北京,14,5分)设函数f(x)=---①若a=1,则f(x)的最小值为;②若f(x)恰有2个零点,则实数a的取值范围是.答案①-1②∪[2,+∞)C组教师专用题组1.(2009新课标改编)用min{a,b,c}表示a,b,c三个数中的最小值,设f(x)=min{2x,x+2,10-x}(x≥0),则f(x)的最大值为.答案 62.(2014天津,14,5分)已知函数f(x)=|x2+3x|,x∈R.若方程f(x)-a|x-1|=0恰有4个互异的实数根,则实数a的取值范围为.答案(0,1)∪(9,+∞)3.(2015湖南,15,5分)已知函数f(x)=若存在实数b,使函数g(x)=f(x)-b有两个零点,则a的取值范围是.答案(-∞,0)∪(1,+∞)4.(2016课标全国Ⅱ改编,12,5分)已知函数f(x)(x∈R)满足f(x)=f(2-x),若函数y=|x2-2x-3|与y=f(x)图象的交点为(x 1,y1),(x2,y2),…,(x m,y m),则=.答案m【三年模拟】一、填空题(每小题5分,共50分)1.(2018江苏常熟高三期中调研)已知幂函数y=-(m∈N*)在(0,+∞)上是增函数,则实数m的值是. 答案 12.(2018江苏海安中学阶段测试)若幂函数f(x)=xα的图象经过点,则其单调减区间为.答案(0,+∞)3.(2019届江苏侯集中学检测)函数f(x)=lg x+的零点是.答案4.(2018江苏启东中学检测)已知二次函数f(x)=ax2+bx+1(a,b∈R),x∈R,若函数f(x)的最小值为f(-1)=0,则f(x)=.答案x2+2x+15.(2018江苏姜堰中学高三期中)函数f(x)=log2(3x-1)的零点为.答案6.(2019届江苏海门中学检测)已知函数f(x)=x2-2x+2的定义域和值域均为[1,b],则b=.答案 27.(2019届江苏南通中学检测)若函数f(x)=x2-2x+1在区间[a,a+2]上的最小值为4,则实数a的取值集合为.答案{-3,3}8.(2019届江苏海安中学检测)已知函数f(x)=则函数g(x)=f(x)-x的零点为.答案-1,-29.(2019届江苏启东汇龙中学检测)若幂函数f(x)的图象经过点,则函数g(x)=+f(x)在上的值域为.答案10.(2019届江苏南通大学附属中学检测)已知函数f(x)=x+2x,g(x)=x+ln x,h(x)=x--1的零点分别为x1,x2,x3,则x1,x2,x3的大小关系是.答案x1<x2<x3二、解答题(共30分)11.(2019届江苏启东检测)已知函数f(x)=x2+ax+2,a∈R.(1)若不等式f(x)≤0的解集为[1,2],求不等式f(x)≥1-x2的解集;(2)若函数g(x)=f(x)+x2+1在区间(1,2)上有两个不同的零点,求实数a的取值范围. 解析(1)因为不等式f(x)≤0的解集为[1,2],所以a=-3,于是f(x)=x2-3x+2.由f(x)≥1-x2得1-x2≤x2-3x+2,解得x≤或x≥1,所以不等式f(x)≥1-x2的解集为或.(2)函数g(x)=2x2+ax+3在区间(1,2)上有两个不同的零点,则--解得-5<a<-2.所以实数a的取值范围是(-5,-2).12.(2019届江苏常州第一中学检测)已知值域为[-1,+∞)的二次函数f(x)满足f(-1+x)=f(-1-x),且方程f(x)=0的两个实根x1,x2满足|x1-x2|=2.(1)求f(x)的表达式;(2)函数g(x)=f(x)-kx在区间[-1,2]上的最大值为f(2),最小值为f(-1),求实数k的取值范围.解析(1)由f(-1+x)=f(-1-x),可得f(x)的图象关于直线x=-1对称.设f(x)=a(x+1)2+h=ax2+2ax+a+h(a≠0).由函数f(x)的值域为[-1,+∞),可得h=-1.根据根与系数的关系可得x1+x2=-2,x1x2=1+,所以|x1-x2|=-=-=2,解得a=1,所以f(x)=x2+2x.(2)由题意得函数g(x)在区间[-1,2]上单调递增,又g(x)=f(x)-kx=x2-(k-2)x.所以g(x)的对称轴方程为x=-,则-≤-1,即k≤0,故k的取值范围为(-∞,0].。
高考数学专题《双曲线》习题含答案解析
专题9.4 双曲线1.(2021·江苏高考真题)已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的一条渐近线与直线230x y -+=平行,则该双曲线的离心率是( )ABC .2D【答案】D 【分析】写出渐近线,再利用斜率相等,进而得到离心率【详解】双曲线的渐近线为b y x a =±,易知by x a=与直线230x y -+=平行,所以=2b e a ⇒==故选:D.2.(2021·北京高考真题)若双曲线2222:1x y C a b-=离心率为2,过点,则该双曲线的程为()A .2221x y -=B .2213y x -=C .22531x y -=D .22126x y -=【答案】B 【分析】分析可得b =,再将点代入双曲线的方程,求出a 的值,即可得出双曲线的标准方程.【详解】2c e a == ,则2c a =,b =,则双曲线的方程为222213x y a a-=,将点的坐标代入双曲线的方程可得22223113a a a-==,解得1a =,故b ,因此,双曲线的方程为2213y x -=.故选:B3.(2021·山东高考真题)已知1F 是双曲线22221x y a b-=(0a >,0b >)的左焦点,点P 在双曲线上,直线1PF 与x 轴垂直,且1PF a =,那么双曲线的离心率是()练基础A B C .2D .3【答案】A 【分析】易得1F 的坐标为(),0c -,设P 点坐标为()0,c y -,求得20by a=,由1PF a =可得a b =,然后由a ,b ,c 的关系求得222c a =,最后求得离心率即可.【详解】1F 的坐标为(),0c -,设P 点坐标为()0,c y -,易得()22221c y a b--=,解得20b y a =,因为直线1PF 与x 轴垂直,且1PF a =,所以可得2b a a=,则22a b =,即a b =,所以22222c a b a =+=,离心率为e =故选:A .4.(2021·天津高考真题)已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点与抛物线22(0)y px p =>的焦点重合,抛物线的准线交双曲线于A ,B 两点,交双曲线的渐近线于C 、D |AB .则双曲线的离心率为( )A B C .2D .3【答案】A 【分析】设公共焦点为(),0c ,进而可得准线为x c =-,代入双曲线及渐近线方程,结合线段长度比值可得2212a c =,再由双曲线离心率公式即可得解.【详解】设双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>与抛物线22(0)y px p =>的公共焦点为(),0c ,则抛物线22(0)y px p =>的准线为x c =-,令x c =-,则22221c y a b -=,解得2b y a =±,所以22bAB a=,又因为双曲线的渐近线方程为b y x a =±,所以2bcCD a=,所以2bc a =c =,所以222212a c b c =-=,所以双曲线的离心率ce a==故选:A.5.(2019·北京高考真题(文))已知双曲线2221x y a-=(a >0)a =( )AB .4C .2D .12【答案】D 【解析】∵双曲线的离心率ce a==,c = ,=,解得12a = ,故选D.6.(全国高考真题(文))双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>的离心率为2,焦点到渐近线的,则C 的焦距等于( ).A.2B. C.4D.【答案】C 【解析】设双曲线的焦距为2c ,双曲线的渐进线方程为,由条件可知,,又,解得,故答案选C .7.(2017·天津高考真题(文))已知双曲线的左焦点为,点在双曲线的渐近线上,是边长为2的等边三角形(为原点),则双曲线的方程为( )A. B. C. D.【答案】D 【解析】22221(0,0)x y a b a b -=>>F A OAF △O 221412x y -=221124x y -=2213x y -=2213y x -=由题意结合双曲线的渐近线方程可得:,解得:,双曲线方程为:.本题选择D选项.8.(2021·全国高考真题(理))已知双曲线22:1(0)xC y mm-=>的一条渐近线为my+=,则C的焦距为_________.【答案】4【分析】将渐近线方程化成斜截式,得出,a b的关系,再结合双曲线中22,a b对应关系,联立求解m,再由关系式求得c,即可求解.【详解】my+=化简得y=,即ba,同时平方得2223ba m=,又双曲线中22,1a m b==,故231m m=,解得3,0m m==(舍去),2223142c a b c=+=+=⇒=,故焦距24c=.故答案为:4.9.(2019·江苏高考真题)在平面直角坐标系xOy中,若双曲线2221(0)yx bb-=>经过点(3,4),则该双曲线的渐近线方程是_____.【答案】y=.【解析】由已知得222431b-=,解得b=或b=,因为0b>,所以b=.因为1a=,所以双曲线的渐近线方程为y=.10.(2020·全国高考真题(文))设双曲线C:22221x ya b-= (a>0,b>0)的一条渐近线为y= 2222tan60cc a bba⎧⎪=⎪=+⎨⎪⎪==⎩221,3a b==2213yx-=x ,则C 的离心率为_________.【解析】由双曲线方程22221x y a b-=可得其焦点在x 轴上,因为其一条渐近线为y =,所以b a =c e a ===1.(2018·全国高考真题(理))设,是双曲线()的左、右焦点,是坐标原点.过作的一条渐近线的垂线,垂足为.若则的离心率为( )ABC .D【答案】B 【解析】由题可知在中,在中,故选B.2.(2020·云南文山·高三其他(理))已知双曲线2221(0)x y a a-=>上关于原点对称的两个点P ,Q ,右顶点为A ,线段AP 的中点为E ,直线QE 交x 轴于(1,0)M ,则双曲线的离心1F 2F 2222:1x y C a b-=O 2F C P 1PF =C222,PF b OF c==PO a∴=2Rt POF V 222cos P O PF b F OF c∠==12PF F △22221212212cos P O 2PF F F PF b F PF F F c+-∠==223bc a c=⇒=e ∴=练提升率为( )A B .C D 【答案】D 【解析】由已知得M 为APQ V 的重心,∴3||3a OM ==,又1b =,∴c ==,即c e a ==.故选:D.3.(2020·广东天河·华南师大附中高三月考(文))已知平行于x 轴的直线l 与双曲线C :()222210,0x y a b a b-=>>的两条渐近线分别交于P 、Q 两点,O 为坐标原点,若OPQ △为等边三角形,则双曲线C 的离心率为( )A .2B .C D 【答案】A 【解析】因为OPQ △为等边三角形,所以渐近线的倾斜角为3π,所以22,3,bb b a a=∴=∴=所以2222223,4,4,2c a a c a e e -=∴=∴=∴=.故选:A4.(2021·广东广州市·高三月考)已知1F ,2F 分别是双曲线C :2213xy -=的左、右焦点,点P 是其一条渐近线上一点,且以线段12F F 为直径的圆经过点P ,则点P 的横坐标为( )A .±1B .C .D .2±【答案】C 【分析】由题意可设00(,)P x ,根据圆的性质有120F P F P ⋅= ,利用向量垂直的坐标表示,列方程求0x 即可.【详解】由题设,渐近线为y =,可令00(,)P x x ,而1(2,0)F -,2(2,0)F ,∴100(2,)F P x x =+ ,200(2,)F P x =- ,又220120403x F P F P x ⋅=-+= ,∴0x =故选:C5.(2020·广西南宁三中其他(理))圆22:10160+-+=C x y y 上有且仅有两点到双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的一条渐近线的距离为1,则该双曲线离心率的取值范围是( )A .B .55(,)32C .55(,42D .1)【答案】C 【解析】双曲线22221x y a b-=的一条渐近线为0bx ay -=,圆22:10160C x y y +-+=,圆心()0,5,半径3因为圆C 上有且仅有两点到0bx ay -=的距离为1,所以圆心()0,5到0bx ay -=的距离d 的范围为24d <<即24<<,而222+=a b c 所以524a c <<,即5542e <<故选C 项.6.【多选题】(2021·湖南高三)已知双曲线2222:1x y C a b-=(0a >,0b >)的左,右焦点为1F ,2F ,右顶点为A ,则下列结论中,正确的有( )A .若a b =,则CB .若以1F 为圆心,b 为半径作圆1F ,则圆1F 与C 的渐近线相切C .若P 为C 上不与顶点重合的一点,则12PF F △的内切圆圆心的横坐标x a =D .若M 为直线2a x c=(c =0的一点,则当M 的纵坐标为2MAF V 外接圆的面积最小【答案】ABD 【分析】由a b =,得到222a c =,利用离心率的定义,可判定A 正确;由双曲线的几何性质和点到直线的距离公式,可判定B 正确;由双曲线的定义和内心的性质,可判定C 不正确;由正弦定理得到2MAF V 外接圆的半径为222sin AF R AMF =∠,得出2sin AMF ∠最大时,R 最小,只需2tan AMF ∠最大,设2,a M t c ⎛⎫⎪⎝⎭,得到22tan tan()AMF NMF NMA ∠=∠-∠,结合基本不等式,可判定D 正确.【详解】对于A 中,因为a b =,所以222a c =,故C 的离心率ce a==A 正确;对于B 中,因为()1,0F c -到渐近线0bx ay -=的距离为d b ==,所以B 正确;对于C 中,设内切圆与12PF F △的边1221,,FF F P FP 分别切于点1,,A B C ,设切点1A (,0)x ,当点P 在双曲线的右支上时,可得121212PF PF PC CF PB BF CF BF -=+--=-1112A F A F =-()()22c x c x x a =+--==,解得x a =,当点P 在双曲线的左支上时,可得x a =-,所以12PF F △的内切圆圆心的横坐标x a =±,所以C 不正确;对于D 中,由正弦定理,可知2MAF V 外接圆的半径为222sin AF R AMF =∠,所以当2sin AMF ∠最大时,R 最小,因为2a a c<,所以2AMF ∠为锐角,故2sin AMF ∠最大,只需2tan AMF ∠最大.由对称性,不妨设2,a M t c ⎛⎫ ⎪⎝⎭(0t >),设直线2a x c =与x 轴的交点为N ,在直角2NMF △中,可得222=tan a c NF c NM t NMF -∠=,在直角NMA △中,可得2=tan a a NA c NM tMA N -∠=,又由22222222tan tan tan tan()1tan tan 1NMF NMA AMF NMF NMA NMF NMAa a c a c ct t a a c a c c t t--∠-∠∠=∠-∠==+∠∠--⨯+-⋅22()c a ab c a t c t-=≤-+当且仅当()22ab c a t c t -=,即t =2tan AMF ∠取最大值,由双曲线的对称性可知,当t =2tan AMF ∠也取得最大值,所以D 正确.故选:ABD .7.【多选题】(2021·重庆巴蜀中学高三月考)已知点Q 是圆M :()2224x y ++=上一动点,点()2,0N ,若线段NQ 的垂直平分线交直线MQ 于点P ,则下列结论正确的是( )A .点P 的轨迹是椭圆B .点P 的轨迹是双曲线C .当点P 满足PM PN ⊥时,PMN V 的面积3PMN S =△D .当点P 满足PM MN ⊥时,PMN V 的面积6PMN S =V 【答案】BCD 【分析】根据PM PN -的结果先判断出点P 的轨迹是双曲线,由此判断AB 选项;然后根据双曲线的定义以及垂直对应的勾股定理分别求解出PM PN ⋅的值,即可求解出PMN S △,据此可判断CD 选项.【详解】依题意,2MQ =,4MN =,因线段NQ 的垂直平分线交直线MQ 于点P ,于是得PQ PN =,当点P 在线段MQ 的延长线上时,2PM PN PM PQ MQ -=-==,当点P 在线段QM 的延长线上时,2PN PM PQ PM MQ -=-==,从而得24PM PN MN -=<=,由双曲线的定义知,点M 的轨迹是双曲线,故A 错,B 对;选项C ,点P 的轨迹方程为2213y x -=,当PM PN ⊥时,2222616PM PN PM PN PM PN MN ⎧-=⎪⇒⋅=⎨+==⎪⎩,所以132PMN S PM PN ==△,故C 对;选项D ,当PM MN ⊥时,2222316PM PN PM PN PM MN ⎧-=-⎪⇒=⎨-==⎪⎩,所以162PMN S PM MN ==△,故D 对,故选:BCD.8.(2021·全国高二课时练习)双曲线()22122:10,0x y C a b a b-=>>的焦距为4,且其渐近线与圆()222:21C x y -+=相切,则双曲线1C 的标准方程为______.【答案】2213x y -=【分析】根据焦距,可求得c 值,根据渐近线与圆2C 相切,可得圆心到直线的距离等于半径1,根据a ,b ,c 的关系,即可求得a ,b 值,即可得答案.【详解】因为双曲线()22122:10,0x y C a b a b-=>>的焦距为4,所以2c =.由双曲线1C 的两条渐近线b y x a=±与圆()222:21C x y -+=相切,可得1=又224a b +=,所以1b =,a =所以双曲线1C 的标准方程为2213x y -=.故答案为:2213x y -=9.(2021·全国高二单元测试)已知双曲线2213y x -=的左、右焦点分别为1F ,2F ,离心率为e ,若双曲线上一点P 使2160PF F ∠=︒,则221F P F F ⋅的值为______.【答案】3【分析】在12PF F △中,设2PF x =,则12PF x =+或12PF x =-.分别运用余弦定理可求得答案.【详解】解:由已知得2124F F c ==.在12PF F △中,设2PF x =,则12PF x =+或12PF x =-.当12PF x =+时,由余弦定理,得()222124242x x x +=+-⨯⨯,解得32x =,所以221314322F P F F ⋅=⨯⨯= .当12PF x =-时,由余弦定理,得()222124242x x x -=+-⨯⨯,无解.故2213F P F F ⋅=.故答案为:3.10.(2021·全国高二课时练习)如图,以AB 为直径的圆有一内接梯形ABCD ,且//AB CD .若双曲线1C 以A ,B 为焦点,且过C ,D 两点,则当梯形的周长最大时,双曲线1C 的离心率为______.1【分析】连接AC ,设BAC θ∠=,将梯形的周长表示成关于θ的函数,求出当30θ=︒时,l 有最大值,即可得到答案;【详解】连接AC ,设BAC θ∠=,2AB R c R ==,,作CE AB ⊥于点E ,则||2sin BC R θ=,()2||||cos 902sin EB BC R θθ=︒-=,所以2||24sin CD R R θ=-,梯形的周长221||2||||24sin 24sin 4sin 52l AB BC CD R R R R R R θθθ⎛⎫=++=++-=--+ ⎪⎝⎭.当1sin 2θ=,即30θ=︒时,l 有最大值5R ,这时,||BC R =,||AC =,1(||||)2a AC BC =-=,1=c e a .1+1. (2021·全国高考真题(理))已知12,F F 是双曲线C 的两个焦点,P 为C 上一点,且121260,3F PF PF PF ∠=︒=,则C 的离心率为( )ABCD【答案】A 【分析】根据双曲线的定义及条件,表示出12,PF PF ,结合余弦定理可得答案.【详解】因为213PF PF =,由双曲线的定义可得12222PF PF PF a -==,所以2PF a =,13PF a =;因为1260F PF ∠=︒,由余弦定理可得2224923cos 60c a a a a =+-⨯⋅⋅︒,整理可得2247c a =,所以22274a c e ==,即e =故选:A2.(2020·浙江省高考真题)已知点O (0,0),A (–2,0),B (2,0).设点P 满足|PA |–|PB |=2,且P 为函数y=|OP |=( )ABCD【答案】D 【解析】因为||||24PA PB -=<,所以点P 在以,A B 为焦点,实轴长为2,焦距为4的双曲线的右支上,由2,1c a ==可得,222413b c a=-=-=,即双曲线的右支方程为()22103y x x -=>,而点P还在函数y =练真题由()22103y x x y ⎧⎪⎨->==⎪⎩,解得x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,即OP ==.故选:D.3.(2019·全国高考真题(理))设F 为双曲线C :22221x y a b-=(a >0,b >0)的右焦点,O为坐标原点,以OF 为直径的圆与圆x 2+y 2=a 2交于P 、Q 两点.若|PQ |=|OF |,则C 的离心率为( )ABC .2D【答案】A 【解析】设PQ 与x 轴交于点A ,由对称性可知PQ x ⊥轴,又||PQ OF c == ,||,2cPA PA ∴=∴为以OF 为直径的圆的半径,A ∴为圆心||2c OA =.,22c c P ⎛⎫∴ ⎪⎝⎭,又P 点在圆222x y a +=上,22244c c a ∴+=,即22222,22c c a e a=∴==.e ∴=,故选A .4.(2019·全国高考真题(理))双曲线C :2242x y -=1的右焦点为F ,点P 在C的一条渐近线上,O 为坐标原点,若=PO PF ,则△PFO 的面积为( )A B C .D .【答案】A 【解析】由2,,,a b c ====.,P PO PF x =∴=,又P 在C 的一条渐近线上,不妨设为在y x =上,1122PFO P S OF y ∴=⋅==△,故选A .5. (2021·全国高考真题(文))双曲线22145x y -=的右焦点到直线280x y +-=的距离为________.【分析】先求出右焦点坐标,再利用点到直线的距离公式求解.【详解】由已知,3c ===,所以双曲线的右焦点为(3,0),所以右焦点(3,0)到直线280x y +-===.6.(2019·全国高考真题(理))已知双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线与C 的两条渐近线分别交于A ,B 两点.若1F A AB = ,120F B F B ⋅=,则C 的离心率为____________.【答案】2.【解析】如图,由1,F A AB =得1.F A AB =又12,OF OF =得OA 是三角形12F F B 的中位线,即22//,2.BF OA BF OA =由120F B F B =g ,得121,,F B F B OA F A ⊥⊥则1OB OF =有1AOB AOF ∠=∠,又OA 与OB 都是渐近线,得21,BOF AOF ∠=∠又21BOF AOB AOF π∠+∠+∠=,得02160,BOF AOF BOA ∠=∠=∠=.又渐近线OB 的斜率为0tan 60ba==,所以该双曲线的离心率为2c e a ====.。
函数的定义域、值域--高考数学【解析版】
专题06 函数的定义域、值域函数的定义域作为函数的要素之一,是研究函数的基础,函数的定义域问题也是高考的热点.函数的值域(最值)也是高考中的一个重要考点,并且值域(最值)问题通常会渗透在各类题目之中,成为解题过程的一部分.【重点知识回眸】1.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.提醒:两个函数的值域和对应关系相同,但两个函数不一定相同,例如,函数f (x )=|x |,x ∈[0,2]与函数f (x )=|x |,x ∈[-2,0]. 2.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.分段函数虽然由几部分组成,但它表示的是一个函数.提醒:分段函数是一个函数,而不是几个函数,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.常见函数定义域的求法类型x 满足的条件2()nf x (n ∈N *) f (x )≥0 21()n f x (n ∈N *)f (x )有意义 1()f x 与[f (x )]0 f (x )≠0 log a f (x )(a >0且a ≠1) f (x )>0 a f (x )(a >0且a ≠1)f (x )有意义 tan[f (x )]f (x )≠π2+k π,k ∈Z四则运算组成的函数 各个函数定义域的交集实际问题使实际问题有意义4.①若()y f x =的定义域为(),a b ,则不等式()a g x b <<的解集即为函数()()y f g x =的定义域;②若()()y f g x =的定义域为(),a b ,则函数()g x 在(),a b 上的的值域即为函数()y f x =的定义域.5.常见函数的值域:在处理常见函数的值域时,通常可以通过数形结合,利用函数图像将值域解出,熟练处理常见函数的值域也便于将复杂的解析式通过变形与换元向常见函数进行化归.(1)一次函数(y kx b =+):一次函数为单调函数,图像为一条直线,所以可利用边界点来确定值域.(2)二次函数(2y ax bx c =++),给定区间.二次函数的图像为抛物线,通常可进行配方确定函数的对称轴,然后利用图像进行求解.(关键点:①抛物线开口方向,②顶点是否在区间内).(3)反比例函数:1y x=(1)图像关于原点中心对称(2)当,0x y →+∞→ ,当,0x y →-∞→. (4)对勾函数:()0ay x a x=+> ① 解析式特点:x 的系数为1;0a >注:因为此类函数的值域与a 相关,求a 的值时要先保证x 的系数为1,再去确定a 的值 例:42y x x =+,并不能直接确定4a =,而是先要变形为22y x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,再求得2a =② 极值点:,x a x a ==③ 极值点坐标:(,2,,2a a a a --④ 定义域:()(),00,-∞+∞⑤ 自然定义域下的值域:(),22,a a ⎡-∞-+∞⎣(5)函数:()0ay x a x=-> 注意与对勾函数进行对比① 解析式特点:x 的系数为1;0a > ② 函数的零点:x a =③ 值域:R(5)指数函数(xy a =):其函数图像分为1a >与01a <<两种情况,可根据图像求得值域,在自然定义域下的值域为()0,+∞(6)对数函数(log a y x =)其函数图像分为1a >与01a <<两种情况,可根据图像求得值域,在自然定义域下的值域为()0,+∞(7)三角函数的有界性,如sin [1,1],x ∈-cos [1,1]x ∈-. 6.函数值域问题处理策略 (1)换元法:① ()()(),log ,sin f x a y ay f x y f x ===⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦:此类问题在求值域时可先确定()f x 的范围,再求出函数的范围.② ()()(),log ,sin x a y f a y f x y f x ===:此类函数可利用换元将解析式转为()y f t =的形式,然后求值域即可.③形如y ax b cx d =++(2)均值不等式法:特别注意“一正、二定、三相等”.(3)判别式法:若原函数的定义域不是实数集时,应结合函数的定义域,将扩大的部分剔除.(4)分离常数法:一般地, ① ax by cx d+=+:换元→分离常数→反比例函数模型② 2ax bx c y dx e ++=+:换元→分离常数→ay x x=±模型③ 2dx ey ax bx c+=++:同时除以分子:21y ax bx c dx e=+++→②的模型④ 22ax bx cy dx ex f++=++:分离常数→③的模型(5)单调性性质法:利用函数的单调性(6)导数法:利用导数与函数的连续性求图复杂函数的极值和最值, 然后求出值域 (7)数形结合法【典型考题解析】热点一 已知函数解析式求定义域【典例1】(广东·高考真题(文))函数f (x )=11x-+lg(1+x )的定义域是( )A .(-∞,-1)B .(1,+∞)C .(-1,1)∪(1,+∞)D .(-∞,+∞)【答案】C 【解析】根据函数解析式建立不等关系即可求出函数定义域. 【详解】 因为f (x )=11x-+lg(1+x ), 所以需满足1010x x -≠⎧⎨+>⎩,解得1x >-且1x ≠,所以函数的定义域为(-1,1)∪(1,+∞), 故选:C【典例2】(山东·高考真题(文))函数21()4ln(1)f x x x =-+( )A .[-2,0)∪(0,2]B .(-1,0)∪(0,2]C .[-2,2]D .(-1,2]【答案】B 【解析】 【详解】x 满足2101140x x x +>⎧⎪+≠⎨⎪-≥⎩,即1022x x x >-⎧⎪≠⎨⎪-≤≤⎩. 解得-1<x <0或0<x ≤,选B.【典例3】(2019·江苏·高考真题)函数276y x x =+-_____. 【答案】[1,7]-. 【解析】 【分析】由题意得到关于x 的不等式,解不等式可得函数的定义域. 【详解】由已知得2760x x +-≥, 即2670x x --≤ 解得17x -≤≤, 故函数的定义域为[1,7]-.【典例4】(2022·北京·高考真题)函数1()1f x x x=-_________. 【答案】()(],00,1-∞⋃【解析】 【分析】根据偶次方根的被开方数非负、分母不为零得到方程组,解得即可; 【详解】 解:因为()11f x x x =-100x x -≥⎧⎨≠⎩,解得1x ≤且0x ≠,故函数的定义域为()(],00,1-∞⋃; 故答案为:()(],00,1-∞⋃ 【总结提升】已知函数的具体解析式求定义域的方法(1)简单函数的定义域:若f(x)是由一些基本初等函数通过四则运算构成的,则它的定义域为各基本初等函数的定义域的交集.(2)复合函数的定义域:先由外层函数的定义域确定内层函数的值域,从而确定对应的内层函数自变量的取值范围,还需要确定内层函数的定义域,两者取交集即可. 热点二 求抽象函数的定义域【典例5】(全国·高考真题(理))已知()f x 的定义域为(1,0)-,则函数(21)f x +的定义域为 ( ) A .(1,1)- B .1(1,)2--C .(1,0)-D .1(,1)2【答案】B 【解析】 【详解】试题分析:因为函数()f x 的定义域为(1,0)-,故函数(21)f x +有意义只需-1210x <+<即可,解得1-1-2x <<,选B .【典例6】(2023·全国·高三专题练习)已知函数()31f x +的定义域为[]1,7,求函数()f x 的定义域. 【答案】[]4,22 【解析】 【分析】根据复合函数定义域的性质进行求解即可. 【详解】因为()31f x +的定义域为[]1,7,所以17x ≤≤,所以43122x ≤+≤.令31x t +=,则422t ≤≤.即()f t 中,[]4,22t ∈. 故()f x 的定义域为[]4,22.【典例7】(2022·全国·高三专题练习)已知函数(1)y f x +=的定义域为112⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,,则函数2(log )y f x =的定义域为( )A .(0,)+∞B .(0,1)C .22⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .2⎡⎤⎣⎦,【答案】D 【解析】 【分析】根据(1)y f x +=的定义域可知1122x ≤+≤,故21log 22x ≤≤,即可求出答案. 【详解】解:∵函数(1)y f x +=的定义域为112⎡⎤-⎢⎥⎣⎦, ∴112x -≤≤,1122x ≤+≤∴函数2(log )y f x =中,21log 22x ≤≤ 24x ≤≤所以函数2(log )y f x =的定义域为2,]. 故选:D 【总结提升】(1)若已知函数f (x )的定义域为[a ,b ],则复合函数f (g (x ))的定义域由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 ]时的值域. 热点三 求函数的值域(最值)【典例8】(江西·高考真题(理))若函数()y f x =的值域是1[,3]2,则函数1()()()F x f x f x =+的值域是( ) A .1[,3]2B .10[2,]3 C .510[,]23D .10[3,]3【答案】B 【解析】 【详解】试题分析:设()f x =t,则1,32t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,从而()F x 的值域就是函数11,,32y t t t ⎡⎤=+∈⎢⎥⎣⎦的值域,由“勾函数”的图象可知,102()3F x ≤≤,故选B .【典例9】(2023·全国·高三专题练习)已知函数()y f x =的定义域是R ,值域为[]1,2,则下列四个函数①()21y f x =-;①()21y f x =-;①()12f x y -=;①()2log 11y f x =++,其中值域也为[]1,2的函数个数是( ) A .4 B .3 C .2 D .1【答案】B 【解析】 【分析】求出①②③④中各函数的值域,即可得出合适的选项. 【详解】对于①,因为()12f x ≤≤,则()[]211,3y f x =-∈,①不满足条件;对于②,对于函数()21y f x =-,21x -∈R ,则函数()21y f x =-的值域为[]1,2,②满足条件;对于③,因为()12f x ≤≤,则()[]1,221f x y -∈=,③满足条件; 对于④,因为()12f x ≤≤,()[]11,2f x +∈,则()[]2log 111,2y f x =++∈,④满足条件. 故选:B.【典例10】(2023·全国·高三专题练习)已知函数2()(2)sin(1)1xf x x x x x =--+-在[1,1)-(1,3]⋃上的最大值为M ,最小值为N ,则M N +=( )A .1B .2C .3D .4【答案】B 【解析】 【分析】令1x t -=,()f x 转化为()21sin sin 1g t t t t t =+-+,令()21sin sin h t t t t t=+-,根据奇偶性的定义,可判断()h t 的奇偶性,根据奇偶性,可得()h t 在(][2,0)0,2-⋃最大值与最小值之和为0,分析即可得答案. 【详解】由21()[(1)1]sin(1)11f x x x x =---++- 令1x t -=,因为[1,1)(1,3]x ∈-⋃,所以(][2,0)0,2t ∈-⋃;那么()f x 转化为()21sin sin 1g t t t t t =+-+,(][2,0)0,2t ∈-⋃,令()21sin sin h t t t t t=+-,(][2,0)0,2t ∈-⋃,则()()()()()()2211sin sin sin sin h t t t t t t t h t t t ⎛⎫-=--+--=-+-=- ⎪-⎝⎭,所以()h t 是奇函数可得()h t 的最大值与最小值之和为0, 那么()g t 的最大值与最小值之和为2. 故选:B .【典例11】(2022·河南·郑州四中高三阶段练习(文))高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的美誉,用其名字命名的“高斯函数”:设x ∈R ,用[]x 表示不超过x 的最大整数,则[]y x =称为高斯函数,也称取整函数,例如:[]1.32-=-,[]3.43=,已知()11313x f x =-+,则函数()y f x ⎡⎤=⎣⎦的值域为______. 【答案】{}1,0- 【解析】 【分析】根据指数函数的性质分析()f x 的值域,进而得到()y f x ⎡⎤=⎣⎦的值域即可 【详解】 ∵()11313x f x =-+,()30,x∈+∞, ∴令30x t =>,则()()1112,1333f x g t t ⎛⎫==-∈- ⎪+⎝⎭故函数()()y f x g t ==⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦的值域为{}1,0-, 故答案为:{}1,0-【典例12】(2023·全国·高三专题练习)函数()21f x x x =+-________;函数24y x x =-________.【答案】 2 22,2⎡⎤-⎣⎦【解析】 【分析】()f x 1x t -换元后化为二次函数可得最大值,函数24y x x =-2cos ([0,])x θθπ=∈,然后利用两角和的余弦公式化函数为一个角的一个三角函数形式,再由余弦函数的性质得取值范围. 【详解】(1)1x -t (t ≥0),所以x =1-t 2.所以y =f (x )=x 1x --t 2+2t =-t 2+2t +1=-(t -1)2+2.所以当t =1即x =0时,y max =f (x )max =2. (2)由4-x 2≥0,得-2≤x ≤2, 所以设x =2cos θ(θ∈[0,π]),则y =2cos θ244cos θ-θ-2sin θ2()4πθ+,因为5[,]444πππθ+∈, 所以cos ()4πθ+∈2⎡-⎢⎣⎦,所以y ∈[-22].故答案为:2;[2,2]-.【典例13】(2023·河南·洛宁县第一高级中学一模(文))已知函数()211122f x x x =++. (1)求()f x 的图像在点()()22f ,处的切线方程; (2)求()f x 在1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的值域.【答案】(1) 7420x y --=; (2)[]2,3. 【解析】 【分析】对于第一小问,把点()()22f ,代入函数解析式,得切点坐标,通过函数求导,得到过切点的切线的斜率,根据直线的点斜式方程,求切线方程.对于第二小问,解不等式()0f x '>,得函数增区间,解不等式()0f x '<,得函数减区间,结合1,22x ⎡∈⎤⎢⎥⎣⎦,确定函数单调性,求得最值,进而得值域.(1) 因为()211122f x x x =++,所以()21f x x x '=-,所以()23f =,()724f '=, 故所求切线方程为()7324y x -=-,即7420x y --=. (2)由(1)知()()()2322111x x x x f x x x -++-'==,1,22x ⎡∈⎤⎢⎥⎣⎦. 令()0f x '>,得12x <≤;令()0f x '<,得112x ≤<.所以()f x 在1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,在[]1,2上单调递增,所以()()min 12f x f ==. 又12128f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()23f =,所以()23f x ≤≤,即()f x 在1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的值域为[]2,3.热点四 求参数的值或取值范围【典例14】(2023·全国·高三专题练习)设a R ∈,函数()2229,1163,1x ax x f x x a x x ⎧-+≤⎪=⎨+->⎪⎩,若()f x 的最小值为()1f ,则实数a 的取值范围为( ) A .[]1,2 B .[]1,3 C .[]0,2 D .[]2,3【答案】A 【解析】 【分析】当1x >时,结合不等式求得其最小值为123a -,当1x ≤时,()()229f x x a a =-+-,根据函数()f x 的最小值为()1f ,列出不等式组,即可求解. 【详解】 当1x >时,22231688883333123x a x a x a a x x x x x+-=++-≥⨯⨯=-, 当且仅当28x x=时,等号成立; 即当1x >时,函数()f x 的最小值为123a -,当1x ≤时,()()222299f x x ax x a a =-+=-+-,要使得函数()f x 的最小值为()1f ,则满足()11102123a f a a ≥⎧⎨=-≤-⎩,解得12a ≤≤,即实数a 的取值范围是[]1,2. 故选:A.【典例15】(2022·全国·高三专题练习)已知函数()221f x ax x =++R ,则实数a 的取值范围是__. 【答案】[1,+∞) 【解析】 【分析】等价于ax 2+2x +1≥0恒成立,再对a 分类讨论得解. 【详解】解:函数()221f x ax x ++R , 即为ax 2+2x +1≥0恒成立, 若a =0,则2x +1≥0不恒成立; 当a >0,∆=4﹣4a ≤0, 解得a ≥1;当a <0,ax 2+2x +1≥0不恒成立. 综上可得,a 的取值范围是[1,+∞). 故答案为:[1,+∞).【典例16】(2016·北京·高考真题(理))设函数33,(){2,x x x af x x x a -≤=->. ①若0a =,则()f x 的最大值为____________________; ②若()f x 无最大值,则实数a 的取值范围是_________________. 【答案】2 (,1)-∞- 【解析】 【分析】试题分析:如图,作出函数3()3g x x x =-与直线 2y x =-的图象,它们的交点是(1,2),(0,0),(1,2)A O B --,由 2'()33g x x =-,知1x =是函数 ()g x 的极小值点,①当0a =时, 33,0(){2,0x x x f x x x -≤=->,由图象可知()f x 的最大值是 (1)2f -=;②由图象知当1a ≥-时, ()f x 有最大值(1)2f -=;只有当 1a <-时,332a a a -<-,()f x 无最大值,所以所求 a 的取值范围是(,1)-∞-.【精选精练】1.(2023·全国·高三专题练习)若集合-1|2M x y x ==⎧⎨⎩,{}2|N y y x -==,则( )A .M N ⋂=∅B .M N ⊆C .N M ⊆D .M =N【答案】B 【解析】 【分析】利用集合间的基本关系来进行运算即可. 【详解】集合M 表示函数21y x =-2x -1>0,解得12x >.集合N 表示函数2y x 的值域,值域为()0,∞+,故选:B.2.(2022·全国·高三专题练习)下列函数中,其定义域和值域分别与函数lg 10x y =的定义域和值域相同的是( ) A .y =x B .y =lg xC .y =2xD .y x【答案】D 【解析】 【分析】求出函数lg 10x y =的定义域和值域,对选项逐一判断即可. 【详解】因函数lg 10x y =的定义域和值域均为()0,∞+, 对于A ,y x =的定义域和值域均为R ,故A 错误;对于B ,lg y x =的定义域和值域分别为()0,,R +∞,故B 错误; 对于C ,2y x =的定义域和值域均为R ,故C 错误;对于D ,y x=定义域和值域均为()0,∞+,故D 正确; 故选:D .3.(2022·全国·高三专题练习)若函数()21f x ax ax =-+R ,则a 的范围是( ) A .()0,4 B .[)0,4 C .(]0,4 D .[]0,4【答案】D 【解析】 【分析】分0a =、0a >、0a <讨论即可求解. 【详解】若()f x 的定义域为R ,则当0a =时,()1f x =满足题意;当0a ≠时,20Δ40a a a >⎧⎨=-≤⎩,解得:04a <≤; 当0a <时,无法满足定义域为R . 综上所述:04a ≤≤,D 正确. 故选:D4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()f x 的定义域为[]0,1,值域为[]1,2,那么函数()2f x +的定义域和值域分别是( )A .[]0,1,[]1,2B .[]2,3,[]3,4C .[]2,1--,[]1,2D .[]1,2-,[]3,4【答案】C 【解析】 【分析】由[]20,1x +∈可求出函数的定义域,由于()2y f x =+的图象是由()y f x =的图象向左平移2个单位得到,所以其值域不变,从而可得答案 【详解】令[]20,1x +∈得[]2,1x ∈--,即为函数()2y f x =+的定义域, 而将函数()y f x =的图象向左平移2个单位即得()2y f x =+的图象, 故其值域不变. 故选:C .5.(2022·江西·高三阶段练习(文))函数()s 2π2inxf x x =+在[0,1]上的值域为( ) A .[1,2] B .[1,3] C .[2,3] D .[2,4]【答案】B 【解析】 【分析】根据指数函数与正弦函数的单调性可得函数()f x 在上单调递增,从而可求()f x 的值域. 【详解】解:易知函数()s 2π2inxf x x =+在[0,1]上单调递增,且(0)1f =,(1)3f =, 所以()f x 在[0,1]上的值域为[1,3]. 故选:B .6.(2022·全国·高三专题练习)已知(12)3,1()ln ,1a x a x f x x x -+<⎧=⎨≥⎩的值域为R ,那么a 的取值范围是( ) A .(﹣∞,﹣1] B .(﹣1,12)C .[﹣1,12)D .(0,1)【答案】C 【解析】 【分析】先求出ln ,1y x x =≥的值域,然后确定(12)3,1y a x a x =-+<的值域所包含的集合,利用一次函数性质可得. 【详解】当x ≥1时,f (x )=ln x ,其值域为[0,+∞),那么当x <1时,f (x )=(1﹣2a )x +3a 的值域包括(﹣∞,0), ∴1﹣2a >0,且f (1)=(1﹣2a )+3a ≥0, 解得:12a <,且a ≥﹣1. 故选:C.7.(2023·全国·高三专题练习)函数f (x 2sin 12x π- )A .54,433k k πππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦ (k ∈Z ) B .154,433k k ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦ (k ∈Z )C .54,466k k πππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦(k ∈Z ) D .154,466k k ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦(k ∈Z )【答案】B 【解析】 【分析】由题意可得2sin 102x π-≥,然后利用正弦函数的性质求解即可【详解】 由题意,得2sin 102x π-≥,1sin22x π≥, 所以522,Z 626k x k k πππππ≤+≤≤+∈, 解得1544,Z 33k x k k +≤≤+∈,所以函数的定义域为()154,4Z 33k k k ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦,故选:B8.(2023·山西大同·高三阶段练习)函数6()e 1||1x mxf x x =+++的最大值为M ,最小值为N ,则M N +=( ) A .3 B .4C .6D .与m 值有关【答案】C 【解析】 【分析】利用分离常数法对函数的式子变形,结合函数奇函数的定义及奇函数最值的性质即可求解. 【详解】由题意可知,()3e 16()3e 1||1e 1||1x x x mx mxf x x x =+=--+++++, 设()()3e 1e 1||1x x mxg x x =--+++,则()g x 的定义域为(),-∞+∞, 所以()()()()()3e 13e 1e 1||1e 1||1x x xx m x mx g x g x x x --⎡⎤-⎢⎥-=-+=--+=-+-+++⎢⎥⎣⎦--, 所以()g x 为奇函数, 所以()()max min 0g x g x +=,所以()()()()max min max min 336f x f x M N g x g x +=+=+++=, 故选:C.9.(2022·江苏南京·高三开学考试)已知函数()()()()5sin sin ,99f x x x g x f f x ππ⎛⎫⎛⎫=++-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则()g x 的最大值为( )A 2B 3C .32D .2【答案】B 【解析】 【分析】 记9t x π=+,()()33sin 2f x h t t t ==+,由三角函数的性质即可求出()g x 的最大值. 【详解】 记9t x π=+,则()()33sin sin sin 32f x h t t t t t π⎛⎫==++= ⎪⎝⎭, 所以()3sin 3,36h t t π⎛⎫⎡=+∈- ⎪⎣⎝⎭, 33π>,所以()()f f x 3故选:B.10.(2022·广东·石门高级中学高二阶段练习)函数()12cos f x x x x =+-的最小值为( ) A .1ππ B .22ππC .-1D .0【答案】C 【解析】 【分析】根据题意得到()f x 为偶函数,由0x ≥时,()12cos f x x x x =+-,利用导数求得函数的的单调区间,进而求得函数的最小值. 【详解】由题意,函数()12cos f x x x x =+-的定义域为R ,关于原点对称,且满足()()()1122cos cos f x x x x x x x f x -=-+---=+-=,所以()f x 为偶函数,当0x ≥时,()12cos f x x x x =+-, 可得()1sin 11022f x x xx=≥'+>,()f x 在单调递增,又由()f x 为偶函数,所以()f x 在(),0∞-单调递减,[)0,∞+单调递增, 所以()()min 01f x f ==-. 故选:C. 二、多选题11.(2023·全国·高三专题练习)已知函数122()log (2)log (4)f x x x =--+,则下列结论中正确的是( )A .函数()f x 的定义域是[4,2]-B .函数(1)=-y f x 是偶函数C .函数()f x 在区间[1,2)-上是减函数D .函数()f x 的图象关于直线1x =-对称 【答案】BD 【解析】 【分析】求出函数定义域为(4,2)-,A 选项错误;利用定义证明函数(1)=-y f x 是偶函数,B 选项正确;函数()f x 在区间[)1,2-上是增函数,故C 选项错误;可以证明f (x )的图象关于直线1x =-对称,故D 选项正确. 【详解】解:函数()()()()()1222log 2log 4log 24f x x x x x ⎡⎤=--+=--+⎣⎦, 由20,40x x ->+>可得42x -<<,故函数定义域为(4,2)-,A 选项错误;()()()21log 33y f x x x ⎡⎤=-=--+⎣⎦的定义域为()3,3-,设()()()2log 33,g x x x ⎡⎤=--+⎣⎦所以()()()()2log 33,g x x x g x ⎡⎤-=-+-+=⎣⎦即()1y f x =-是偶函数,B 选项正确;()()()()222log 24log 28f x x x x x ⎡⎤=--+=---+⎣⎦()22log 19x ⎡⎤=--++⎣⎦()212log 19x ⎡⎤=-++⎣⎦,当[)1,2x ∈-时,()219t x =-++是减函数,外层12log y t =也是减函数,所以函数()f x 在区间[)1,2-上是增函数,故C 选项错误;由()()()()22log 42=f x x x f x ⎡⎤--=-+-⎣⎦,可得f (x )的图象关于直线1x =-对称,故D 选项正确. 故选:BD 三、双空题12.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()ln ,1e 2,1xx b x f x x +>⎧=⎨-≤⎩,若(e)3(0)f f =-,则b =_____,函数()f x 的值域为____. 【答案】 2 (][)2,e 22,--+∞【解析】【分析】根据(e)3(0)f f =-可解得b 的值,代入分段函数,结合对数函数及指数函数的值域求解分段函数的值域即可. 【详解】由(e)3(0)f f =-得13(1)b +=-⨯-,即2b =,即函数()ln 2,1e 2,1xx x f x x +>⎧=⎨-≤⎩, 当1x >时,ln 22y x =+>;当1x ≤时,(]e 22,e 2xy =-∈--.故函数()f x 的值域为(][)2,e 22,--+∞.故答案为:2;(][)2,e 22,--+∞.13.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()121x f x a =+-为奇函数,则实数a =__,函数f (x )在[1,3]上的值域为__. 【答案】 1293,142⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】 【分析】由()f x 是定义在(﹣∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数可得f (﹣x )=﹣f (x ),代入可求出实数a ;再判断数f (x )在[1,3]上单调性,即可求出答案. 【详解】解:∵f (x )是(﹣∞,0)∪(0,+∞)上是奇函数, ∴f (﹣x )=﹣f (x ), 即121x -+-a121x =---a , 即212xx+-a 121x=---a , 则2a 121221121212x x xx x x=--=-=----1, 则a 12=, 则f (x )11212x =+-在[1,3]为减函数, 则f (3)≤f (x )≤f (1), 即914≤f (x )32≤, 即函数的值域为[914,32],故答案为:12;[914,32] 四、填空题14.(2022·全国·高三专题练习)函数()02lg 2112x y x x x -=++-的定义域是________.【答案】(3,1)(1,2)--⋃- 【解析】 【分析】要使该函数表达式有意义,只需20x ->,2120x x +->,10x +≠同时成立,解不等式即可求出结果. 【详解】 函数()02lg 2112x y x x x -=++-的解析式有意义,由22012010x x x x ->⎧⎪+->⎨⎪+≠⎩,即2341x x x <⎧⎪-<<⎨⎪≠-⎩,所以31x -<<-或12x -<<, 故该函数的定义域为(3,1)(1,2)--⋃-. 故答案为:(3,1)(1,2)--⋃-15.(2022·上海闵行·二模)已知函数()()41log 42x f x m x =+-的定义域为R ,且对任意实数a ,都满足()()f a f a ≥-,则实数m =___________;【答案】1 【解析】 【分析】根据条件得到()()f a f a =-,即()()41log 42xf x m x =+-为偶函数,根据()()f x f x -=列出方程,求出实数m 的值. 【详解】因为()()41log 42xf x m x =+-的定义域为R ,所以40x m +>恒成立, 故0m ≥,又因为对任意实数a ,都满足()()f a f a ≥-, 则对于实数a -,都满足()()f a f a -≥, 所以()()f a f a =-,所以()()41log 42x f x m x =+-为偶函数, 从而()()4411log 4log 422x x m x m x -++=+-, 化简得:()()4110x m --=,要想对任意x ,上式均成立,则10m -=,解得:1m =故答案为:116.(2022·上海市嘉定区第二中学模拟预测)已知函数()y f x =是定义域为R 的奇函数,且当0x <时,()1a f x x x=++.若函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3,则实数a 的值为________.【答案】3【解析】【分析】根据已知条件及奇函数的定义求出当0x <时函数的解析式,再利用函数的单调性对a 进行分类讨论,确定单调性即可求解.【详解】由题意可知,因为0x >,所以0x -<, 所以()1a f x x x -=--+, 因为函数()f x 是定义域为R 的奇函数,所以()()1a f x f x x x=--=+-. 因为函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3当0a ≤时,由函数的性质知,函数()f x 在[)3,+∞上单调递增;当3x =时,()f x 取得最小值为(3)23a f =+, 因为函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3,所以233a +=,解得3a =(舍), 当09a <≤时,由函数的性质知,函数()f x 在[)3,+∞上单调递增;当3x =时,()f x 取得最小值为(3)23a f =+, 因为函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3,所以233a +=,解得3a =, 当9a >时,由对勾函数的性质知,函数()f x 在),a ⎡+∞⎣上单调递增;在(a 上单调递减; 当x a =()f x 取得最小值为(11f a a a a ==,因为函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3,所以213a =,解得1a =(舍), 综上,实数a 的值为3.故答案为:3.17.(2022·北京·清华附中模拟预测)已知函数()()2ln ,1,1x a x f x x a x +≥⎧⎪=⎨+<⎪⎩,下列说法正确的是___________.①当0a ≥时,()f x 的值域为[0,)+∞;②a ∀∈R ,()f x 有最小值;③R a ∃∈,()f x 在(0,)+∞上单调递增:④若方程1f x有唯一解,则a 的取值范围是(,2)-∞-.【答案】①②【解析】【分析】由分段函数解析式,讨论参数a ,结合二次函数、对数函数的性质研究()f x 的单调性、最值及对应值域,利用函数()f x 与1y =的交点情况判断参数范围.【详解】由2()y x a =+的对称轴x a =-,当1a >-时,则1x a =-<,且(,)a -∞-上递减,(,1)a -上递增,值域为[0,)+∞, 当1a =-时,则(,1)-∞上递减,值域为[0,)+∞,当1a <-时,则1x a =->,(,1)-∞上递减,值域为2((1),)a ++∞,对于ln y x a =+在[1,)+∞上递增,且值域为[,)a +∞,综上,0a ≥时()f x 的值域为[0,)+∞,①正确;当0a ≥时()f x 最小值为0,当0a <时()f x 最小值为a ,②正确;由211|(1)|ln1x x y a y a a ===+>=+=恒成立,故在(0,)+∞上不可能递增,③错误; 要使1f x 有唯一解,当1a <-时,在[1,)+∞上必有一个解,此时只需2(1)1a +≥,即2a ≤-;当1a =-时,在R 上有两个解,不合题设;当1a >-时,在(,)a -∞-上必有一个解,此时()211{1a a +≤>,无解.所以④错误.故答案为:①② 18.(2022·全国·高三专题练习)已知函数f (x )()221mx m x m =--+-的值域是[0,+∞),则实数m 的取值范围是__. 【答案】230⎡⎢⎣⎦, 【解析】【分析】将m 分为000m m m =><,, 三种情况讨论:当0m =时,()210f x x - 满足条件;当0m <时,由二次函数知开口向下,不满足条件;当0m >时,只需二次函数的0∆≥即可,解出m 的取值范围,综上得m 的取值范围.【详解】解:当0m =时,()()22121f x mx m x m x =--+--[0,+∞),满足条件;令()()221g x mx m x m =--+- ,()()0g x ≥当m <0时,()g x 的图象开口向下,故f (x )的值域不会是[0,+∞),不满足条件;当m >0时,()g x 的图象开口向上,只需()2210mx m x m --+-=的0∆≥,即(m ﹣2)2﹣4m (m ﹣1)≥0, ∴2323m ≤≤,又0m > ,所以230m <≤ 综上,230m ≤≤∴实数m 的取值范围是:230⎡⎢⎣⎦,, 故答案为:230⎡⎢⎣⎦,.。
2022新高考数学(江苏专用)总复习训练-函数的单调性与最值-含解析
[A 级 基础练]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 2-3xC .f (x )=-1x +1 D .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.函数f (x )=-x +1x 在⎣⎡⎦⎤-2,-13上的最大值是( ) A.32 B .-83C .-2D .2解析:选A.函数f (x )=-x +1x 的导数为f ′(x )=-1-1x 2,则f ′(x )<0,可得f (x )在⎣⎡⎦⎤-2,-13上单调递减,即f (-2)为最大值,且为2-12=32.3.(2020·无锡模拟)若函数y =2-xx +1,x ∈(m ,n ]的最小值为0,则m 的取值范围是( )A .(1,2)B .(-1,2)C .[1,2)D .[-1,2)解析:选D.因为函数y =2-x x +1=3-(x +1)x +1=3x +1-1在区间(-1,+∞)上是减函数,且f (2)=0,所以n =2.根据题意,x ∈(m ,n ]时,y min =0.所以m 的取值范围是[-1,2).4.已知函数f (x )是R 上的增函数,对实数a ,b ,若a +b >0,则有( )A .f (a )+f (b )>f (-a )+f (-b )B .f (a )+f (b )<f (-a )+f (-b )C .f (a )-f (b )>f (-a )-f (-b )D .f (a )-f (b )<f (-a )-f (-b )解析:选A.因为a +b >0,所以a >-b ,b >-a .所以f (a )>f (-b ),f (b )>f (-a ),结合选项,可知选A.5.(多选)已知f (x )是定义在[0,+∞)上的函数,根据下列条件,可以断定f (x )是增函数的是( )A .对任意x ≥0,都有f (x +1)>f (x )B .对任意x 1,x 2∈[0,+∞),且x 1≥x 2,都有f (x 1)≥f (x 2)C .对任意x 1,x 2∈[0,+∞),且x 1-x 2<0,都有f (x 1)-f (x 2)<0D .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解析:选CD.根据题意,依次分析选项:对于选项A ,对任意x ≥0,都有f (x +1)>f (x ),不满足函数单调性的定义,不符合题意;对于选项B ,当f (x )为常数函数时,对任意x 1,x 2∈[0,+∞),都有f (x 1)=f (x 2),不是增函数,不符合题意;对于选项C ,对任意x 1,x 2∈[0,+∞),且x 1-x 2<0,都有f (x 1)-f (x 2)<0,符合题意;对于选项D ,对任意x 1,x 2∈[0,+∞),设x 1>x 2,若f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0,必有f (x 1)-f (x 2)>0,则函数在[0,+∞)上为增函数,符合题意.6.函数f (x )=|x -2|x 的单调递减区间是________.解析:由于f (x )=|x -2|x =⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x ,x ≥2,-x 2+2x ,x <2.结合图象(图略)可知函数的单调递减区间是[1,2].答案:[1,2]7.如果函数f (x )=ax 2+2x -3在区间(-∞,4)上单调递增,则实数a 的取值范围是________.解析: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,实数a 的取值范围是⎣⎡⎦⎤-14,0. 答案:⎣⎡⎦⎤-14,0 8.已知y =f (x )在定义域(-1,1)上是减函数,且f (1-a )<f (2a -1),则实数a 的取值范围为________.解析:因为f (x )在定义域(-1,1)上是减函数,且f (1-a )<f (2a -1),所以⎩⎪⎨⎪⎧-1<1-a <1,-1<2a -1<1,1-a >2a -1,解得0<a <23.答案:⎝⎛⎭⎫0,23 9.求下列函数的值域. (1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x +1,x <1,1x ,x >1;(2)y =x -x . 解:(1)当x <1时,x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34≥34;当x >1时,0<1x<1.因此函数f (x )的值域是(0,+∞).(2)y =x -x =⎝⎛⎭⎫x -122-14≥-14,所以函数y 的值域为⎣⎡⎭⎫-14,+∞. 10.已知函数f (x )=x +2x.(1)写出函数f (x )的定义域和值域;(2)证明:函数f (x )在(0,+∞)上为单调递减函数,并求f (x )在x ∈[2,8]上的最大值和最小值.解:(1)函数f (x )的定义域为{x |x ≠0}.又f (x )=1+2x,所以值域为{y |y ≠1}.(2)由题意可设0<x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=⎝⎛⎭⎫1+2x 1-⎝⎛⎭⎫1+2x 2=2x 1-2x 2=2(x 2-x 1)x 1x 2.又0<x 1<x 2,所以x 1x 2>0,x 2-x 1>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,+∞)上为单调递减函数.在x ∈[2,8]上,f (x )的最大值为f (2)=2,最小值为f (8)=54.[B 级 综合练]11.已知符号函数sgn x =⎩⎪⎨⎪⎧1,x >0,0,x =0,-1,x <0.f (x )是R 上的增函数,g (x )=f (x )-f (ax )(a >1),则( )A .sgn[g (x )]=sgn xB .sgn[g (x )]=-sgn xC .sgn[g (x )]=sgn[f (x )]D .sgn[g (x )]=-sgn[f (x )]解析:选B.因为f (x )是R 上的增函数,且a >1,所以当x >0时,f (x )<f (ax ),即g (x )<0;当x =0时,f (x )=f (ax ),即g (x )=0;当x <0时,f (x )>f (ax ),即g (x )>0.由符号函数sgn x =⎩⎨⎧1,x >0,0,x =0,-1,x <0知,sgn [g (x )]=⎩⎨⎧-1,x >0,0,x =0,1,x <0=-sgn x . 12.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(x -a )2,x ≤0,x +1x +a ,x >0,若f (0)是f (x )的最小值,则实数a 的取值范围为________.解析:因为当x ≤0时,f (x )=(x -a )2,f (0)是f (x )的最小值,所以a ≥0.当x >0时,f (x )=x +1x +a ≥2+a ,当且仅当x =1时取“=”.要满足f (0)是f (x )的最小值,需2+a ≥f (0)=a 2,即a 2-a -2≤0,解得-1≤a ≤2,所以实数a 的取值范围是0≤a ≤2.答案:[0,2]13.已知函数f (x )=xx -a(x ≠a ).(1)若a =-2,试证明f (x )在(-∞,-2)上单调递增;(2)若a >0且f (x )在(1,+∞)上单调递减,求实数a 的取值范围. 解:(1)证明:设x 1<x 2<-2,则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).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)上单调递增. (2)设1<x 1<x 2, 则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1-a -x 2x 2-a =a (x 2-x 1)(x 1-a )(x 2-a ). 因为a >0,x 2-x 1>0,所以要使f (x 1)-f (x 2)>0, 只需(x 1-a )(x 2-a )>0恒成立,所以a ≤1.综上所述,实数a 的取值范围为(0,1].14.已知定义在区间(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)若f (3)=-1,求f (x )在[2,9]上的最小值.解:(1)令x 1=x 2>0,代入得f (1)=f (x 1)-f (x 1)=0,故f (1)=0.(2)证明:任取x 1,x 2∈()0,+∞,且x 1>x 2,则x 1x 2>1,由于当x >1时,f (x )<0,所以f ⎝⎛⎭⎫x 1x 2<0,即f (x 1)-f (x 2)<0,因此f (x 1)<f (x 2),所以函数f (x )在区间()0,+∞上是单调递减函数.(3)因为f (x )在(0,+∞)上是单调递减函数,所以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),而f (3)=-1,所以f (9)=-2.所以f (x )在[2,9]上的最小值为-2.[C 级 创新练]15.(多选)对于实数x ,符号[x ]表示不超过x 的最大整数,例如[π]=3,[-1.08]=-2,定义函数f (x )=x -[x ],则下列命题中正确的是( )A .f (-3.9)=f (4.1)B .函数f (x )的最大值为1C .函数f (x )的最小值为0D .方程f (x )-12=0有无数个根解析:选ACD.根据符号[x ]的意义,讨论当自变量x 取不同范围时函数f (x )=x -[x ]的解析式:当-1≤x <0时,[x ]=-1,则f (x )=x -[x ]=x +1;当0≤x <1时,[x ]=0,则f (x )=x -[x ]=x ;当1≤x <2时,[x ]=1,则f (x )=x -[x ]=x -1;当2≤x <3时,[x ]=2,则f (x )=x -[x ]=x -2.画函数f (x )=x -[x ]的图象如图所示:根据定义可知,f (-3.9)=-3.9-(-4)=0.1,f (4.1)=4.1-4=0.1,即f (-3.9)=f (4.1),所以A 正确;从图象可知,函数f (x )=x -[x ]最高点处取不到,所以B 错误;函数图象最低点处函数值为0,所以C 正确;从图象可知y =f (x )与y =12的图象有无数个交点,即f (x )=12有无数个根,所以D 正确.故选ACD.16.已知a ≥3,函数F (x )=min{2|x -1|,x 2-2ax +4a -2},其中min{p ,q }=⎩⎪⎨⎪⎧p ,p ≤q ,q ,p >q .(1)求使得等式F (x )=x 2-2ax +4a -2成立的x 的取值范围; (2)求F (x )的最小值m (a ).解:(1)由于a ≥3,故当x ≤1时,x 2-2ax +4a -2-2|x -1|=x 2+2(a -1)(2-x )>0, 当x >1时,x 2-2ax +4a -2-2|x -1|=(x -2)(x -2a ). 由(x -2)(x -2a )≤0得2≤x ≤2a .所以使得等式F (x )=x 2-2ax +4a -2成立的x 的取值范围为[2,2a ].(2)设函数f (x )=2|x -1|,g (x )=x 2-2ax +4a -2,则f (x )min =f (1)=0,g (x )min =g (a )=-a 2+4a -2,所以由F (x )的定义知m (a )=min{f (1),g (a )},即m (a )=⎩⎪⎨⎪⎧0,3≤a ≤2+2,-a 2+4a -2,a >2+ 2.。
2022年高考数学江苏专版三维二轮专题复习训练:6个解答题专项强化练(五) 函 数 Word版含解析
6个解答题专项强化练(五) 函 数1.已知函数f (x )=x |2a -x |+2x ,a ∈R.(1)若a =0,推断函数y =f (x )的奇偶性,并加以证明; (2)若函数f (x )在R 上是增函数,求实数a 的取值范围;(3)若存在实数a ∈[-2,2],使得关于x 的方程f (x )-tf (2a )=0有三个不相等的实数根,求实数t 的取值范围.解:(1)函数y =f (x )为奇函数. 证明如下:当a =0时,f (x )=x |x |+2x , 所以f (-x )=-x |x |-2x =-f (x ), 所以函数y =f (x )为奇函数.(2)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+(2-2a )x ,x ≥2a ,-x 2+(2+2a )x ,x <2a ,当x ≥2a 时,y =f (x )的对称轴为x =a -1; 当x <2a 时,y =f (x )的对称轴为x =a +1, 所以当a -1≤2a ≤a +1时,f (x )在R 上是增函数, 即-1≤a ≤1时,函数f (x )在R 上是增函数.(3)方程f (x )-tf (2a )=0的解即为方程f (x )=tf (2a )的解. ①当-1≤a ≤1时,函数f (x )在R 上是增函数,所以关于x 的方程f (x )=tf (2a )不行能有三个不相等的实数根. ②当a >1时,即2a >a +1>a -1,所以f (x )在(-∞,a +1)上单调递增,在(a +1,2a )上单调递减,在(2a ,+∞)上单调递增, 所以当f (2a )<tf (2a )<f (a +1)时,关于x 的方程f (x )=tf (2a )有三个不相等的实数根, 即4a <t ·4a <(a +1)2,由于a >1,所以1<t <14⎝⎛⎭⎫a +1a +2. 设h (a )=14⎝⎛⎭⎫a +1a +2(a >1), 由于存在a ∈[-2,2],使得关于x 的方程f (x )=tf (2a )有三个不相等的实数根, 所以1<t <h (a )max .又可证h (a )=14⎝⎛⎭⎫a +1a +2在(1,2]上单调递增, 所以h (a )max =h (2)=98,所以1<t <98.③当a <-1时,即2a <a -1<a +1,所以f (x )在(-∞,2a )上单调递增,在(2a ,a -1)上单调递减,在(a -1,+∞)上单调递增, 所以当f (a -1)<tf (2a )<f (2a )时,关于x 的方程f (x )=tf (2a )有三个不相等的实数根, 即-(a -1)2<t ·4a <4a ,由于a <-1,所以1<t <-14⎝⎛⎭⎫a +1a -2, 设g (a )=-14⎝⎛⎭⎫a +1a -2, 由于存在a ∈[-2,2],使得关于x 的方程f (x )=tf (2a )有三个不相等的实数根, 所以1<t <g (a )max ,又可证g (a )=-14⎝⎛⎭⎫a +1a -2在[-2,-1)上单调递减, 所以g (a )max =98,所以1<t <98.综上,实数t 的取值范围为⎝⎛⎭⎫1,98. 2.已知函数f (x )=a ln x -bx 3,其中a ,b 为实数,b ≠0,e 为自然对数的底数,e =2.718 28…. (1)当a <0,b =-1时,设函数f (x )的最小值为g (a ),求g (a )的最大值;(2)若关于x 的方程f (x )=0在区间(1,e]上有两个不同实数解,求ab 的取值范围.解:(1)当b =-1时,函数f (x )=a ln x +x 3(x >0), 则f ′(x )=a x +3x 2=a +3x 3x ,令f ′(x )=0,得x =3-a 3,由于a <0时, 3-a3>0, 所以f ′(x ),f (x )随x 的变化状况如下表:所以g (a )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ 3-a 3=a ln 3-a 3-a3=a3ln ⎝⎛⎭⎫-a 3-a 3, 令t (x )=-x ln x +x ,则t ′(x )=-ln x ,令t ′(x )=0,得x =1, 且当x =1时,t (x )有最大值1,所以g (a )的最大值为1,此时a =-3.(2)由于方程a ln x -bx 3=0在区间(1,e]上有两个不同实数解, 所以a b =x 3ln x在区间(1,e]上有两个不同的实数解,即函数y =a b 的图象与函数m (x )=x 3ln x 的图象有两个不同的交点,由于m ′(x )=x 2(3ln x -1)(ln x )2,令m ′(x )=0,得x =3e ,所以m ′(x ),m (x )随x 的变化状况如下表:所以当x ∈(1,3e)时,m (x )∈(3e ,+∞), 当x ∈(3e ,e]时,m (x )∈(3e ,e 3],结合函数图象知a ,b 满足的关系式为3e<ab ≤e 3,即ab的取值范围为(3e ,e 3]. 3.已知函数f (x )=ax 2-x -ln x ,a ∈R. (1)当a =38时,求函数f (x )的最小值;(2)若-1≤a ≤0,证明:函数f (x )有且只有一个零点; (3)若函数f (x )有两个零点,求实数a 的取值范围. 解:(1)当a =38时,f (x )=38x 2-x -ln x (x >0),所以f ′(x )=34x -1-1x =(3x +2)(x -2)4x ,令f ′(x )=0,得x =2, 当x ∈(0,2)时,f ′(x )<0; 当x ∈(2,+∞)时,f ′(x )>0,所以函数f (x )在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增. 所以当x =2时,f (x )有最小值f (2)=-12-ln 2.(2)证明:由f (x )=ax 2-x -ln x (x >0),得f ′(x )=2ax -1-1x =2ax 2-x -1x.所以当a ≤0时,f ′(x )=2ax 2-x -1x<0,函数f (x )在(0,+∞)上单调递减,所以当a ≤0时,函数f (x )在(0,+∞)上最多有一个零点. 由于当-1≤a ≤0时,f (1)=a -1<0,f ⎝⎛⎭⎫1e =e 2-e +ae 2>0,所以当-1≤a ≤0时,函数f (x )在(0,+∞)上有零点. 综上,当-1≤a ≤0时,函数f (x )有且只有一个零点.(3)由(2)知,当a ≤0时,函数f (x )在(0,+∞)上最多有一个零点.由于函数f (x )有两个零点,所以a >0. 由f (x )=ax 2-x -ln x (x >0), 得f ′(x )=2ax 2-x -1x ,令g (x )=2ax 2-x -1. 由于g (0)=-1<0,2a >0,所以函数g (x )在(0,+∞)上只有一个零点,设为x 0. 当x ∈(0,x 0)时,g (x )<0,f ′(x )<0; 当x ∈(x 0,+∞)时,g (x )>0,f ′(x )>0. 所以函数f (x )在(0,x 0)上单调递减; 在(x 0,+∞)上单调递增.要使得函数f (x )在(0,+∞)上有两个零点, 只需要函数f (x )的微小值f (x 0)<0, 即ax 20-x 0-ln x 0<0.又由于g (x 0)=2ax 20-x 0-1=0, 所以2ln x 0+x 0-1>0,又由于函数h (x )=2ln x +x -1在(0,+∞)上是增函数,且h (1)=0, 所以x 0>1,得0<1x 0<1.又由2ax 20-x 0-1=0,得2a =⎝⎛⎭⎫1x 02+1x 0=⎝⎛⎭⎫1x 0+122-14, 所以0<a <1.以下验证当0<a <1时,函数f (x )有两个零点. 当0<a <1时,g ⎝⎛⎭⎫1a =2a a 2-1a -1=1-a a >0, 所以1<x 0<1a .由于f ⎝⎛⎭⎫1e =a e 2-1e +1=e 2-e +a e 2>0,且f (x 0)<0. 所以函数f (x )在⎝⎛⎭⎫1e ,x 0上有一个零点.又由于f ⎝⎛⎭⎫2a =4a a 2-2a -ln 2a ≥2a -⎝⎛⎭⎫2a -1=1>0(由于ln x ≤x -1),且f (x 0)<0. 所以函数f (x )在⎝⎛⎭⎫x 0,2a 上有一个零点. 所以当0<a <1时,函数f (x )在⎝⎛⎭⎫1e ,2a 内有两个零点. 下面证明:ln x ≤x -1. 设t (x )=x -1-ln x (x >0), 所以t ′(x )=1-1x =x -1x , 令t ′(x )=0,得x =1. 当x ∈(0,1)时,t ′(x )<0; 当x ∈(1,+∞)时,t ′(x )>0.所以函数t (x )在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增. 所以当x =1时,t (x )有最小值t (1)=0.所以t (x )=x -1-ln x ≥0,得ln x ≤x -1成立. 综上,实数a 的取值范围为(0,1). 4.已知函数f (x )=a e xx +x .(1)若函数f (x )的图象在(1,f (1))处的切线经过点(0,-1),求a 的值;(2)是否存在负整数a ,使函数f (x )的极大值为正值?若存在,求出全部负整数a 的值;若不存在,请说明理由;(3)设a >0,求证:函数f (x )既有极大值,又有微小值. 解:(1)∵f ′(x )=a e x (x -1)+x 2x 2,∴f ′(1)=1,f (1)=a e +1,∴函数f (x )在(1,f (1))处的切线方程为 y -(a e +1)=x -1. 又直线过点(0,-1),∴-1-(a e +1)=-1,解得a =-1e .(2)若a <0,f ′(x )=a e x (x -1)+x 2x 2,当x ∈(-∞,0)时,f ′(x )>0恒成立,函数在(-∞,0)上无极值; 当x ∈(0,1)时,f ′(x )>0恒成立,函数在(0,1)上无极值.法一:在x ∈(1,+∞)时,若f (x )在x 0处取得符合条件的极大值f (x 0),则⎩⎪⎨⎪⎧x 0>1,f (x 0)>0,f ′(x 0)=0,则⎩⎨⎧x 0>1, ①a e x 0x+x 0>0, ②a e x 0(x 0-1)+x20x 20=0, ③由③得a e x 0=-x 20x 0-1,代入②得-x 0x 0-1+x 0>0,结合①可解得x 0>2,再由f (x 0)=a e x 0x 0+x 0>0,得a >-x 20e x 0.令h (x )=-x 2e x ,则h ′(x )=x (x -2)e x ,当x >2时,h ′(x )>0,即h (x )是增函数, 所以a >h (x 0)>h (2)=-4e2,又a <0,故当极大值为正数时,a ∈⎝⎛⎭⎫-4e 2,0,从而不存在负整数a 满足条件. 法二:在x ∈(1,+∞)时,令H (x )=a e x (x -1)+x 2,则H ′(x )=(a e x +2)x , ∵x ∈(1,+∞),∴e x ∈(e ,+∞), ∵a 为负整数,∴a ≤-1,∴a e x ≤a e ≤-e , ∴a e x +2<0,∴H ′(x )<0, ∴H (x )在(1,+∞)上单调递减,又H (1)=1>0,H (2)=a e 2+4≤-e 2+4<0, ∴∃x 0∈(1,2),使得H (x 0)=0, 且1<x <x 0时,H (x )>0,即f ′(x )>0; x >x 0时,H (x )<0,即f ′(x )<0. ∴f (x )在x 0处取得极大值f (x 0)=a e x 0x 0+x 0. (*) 又H (x 0)=a e x 0(x 0-1)+x 20=0, ∴a e x 0x 0=-x 0x 0-1代入(*)得, f (x 0)=-x 0x 0-1+x 0=x 0(x 0-2)x 0-1<0,∴不存在负整数a 满足条件. (3)证明:f ′(x )=a e x (x -1)+x 2x 2,设g (x )=a e x (x -1)+x 2, 则g ′(x )=x (a e x +2),由于a >0,所以当x >0时,g ′(x )>0,g (x )单调递增; 当x <0时,g ′(x )<0,g (x )单调递减, 故g (x )至多有两个零点. 又g (0)=-a <0,g (1)=1>0, 所以存在x 1∈(0,1),使g (x 1)=0, 再由g (x )在(0,+∞)上单调递增知, 当x ∈(0,x 1)时,g (x )<0, 故f ′(x )=g (x )x 2<0,f (x )单调递减; 当x ∈(x 1,+∞)时,g (x )>0, 故f ′(x )=g (x )x 2>0,f (x )单调递增.所以函数f (x )在x 1处取得微小值. 当x <0时,e x <1,且x -1<0,所以g (x )=a e x (x -1)+x 2>a (x -1)+x 2=x 2+ax -a ,函数y =x 2+ax -a 是关于x 的二次函数,必存在负实数t ,使g (t )>0,又g (0)=-a <0, 故在(t,0)上存在x 2,使g (x 2)=0, 再由g (x )在(-∞,0)上单调递减知, 当x ∈(-∞,x 2)时,g (x )>0, 故f ′(x )=g (x )x 2>0,f (x )单调递增;当x ∈(x 2,0)时,g (x )<0,故f ′(x )=g (x )x 2<0,f (x )单调递减.所以函数f (x )在x 2处取得极大值.综上,函数f (x )既有极大值,又有微小值.5.已知函数f (x )=e x -ax -1,其中e 为自然对数的底数,a ∈R. (1)若a =e ,函数g (x )=(2-e)x . ①求函数h (x )=f (x )-g (x )的单调区间;②若函数F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),x ≤m ,g (x ),x >m 的值域为R ,求实数m 的取值范围;(2)若存在实数x 1,x 2∈[0,2],使得f (x 1)=f (x 2),且|x 1-x 2|≥1,求证:e -1≤a ≤e 2-e. 解:(1)a =e 时,f (x )=e x -e x -1,①h (x )=f (x )-g (x )=e x -2x -1,h ′(x )=e x -2,由h ′(x )>0,解得x >ln 2,由h ′(x )<0,解得x <ln 2, 故函数h (x )在(ln 2,+∞)上单调递增,在(-∞,ln 2)上单调递减. ②f ′(x )=e x -e ,当x <1时,f ′(x )<0,f (x )在(-∞,1)上单调递减, 当x >1时,f ′(x )>0,f (x )在(1,+∞)上单调递增,m ≤1时,f (x )在(-∞,m ]上单调递减,则值域是[e m -e m -1,+∞), g (x )=(2-e)x 在(m ,+∞)上单调递减,则值域是(-∞,(2-e)m ), ∵F (x )的值域是R ,故e m -e m -1≤(2-e)m , 即e m -2m -1≤0,(*) 设h (m )=e m -2m -1,由①可知m <0时,h (m )=e m -2m -1>h (0)=0, 故(*)不成立,令h ′(m )=e m -2=0,得m =ln 2,∵h (m )在(0,ln 2)上单调递减,在(ln 2,1)上单调递增,且h (0)=0,h (1)=e -3<0, ∴0≤m ≤1时,h (m )≤0恒成立,故0≤m ≤1.m >1时,f (x )在(-∞,1)上单调递减,在(1,m ]上单调递增, 故函数f (x )=e x -e x -1在(-∞,m ]上的值域是[-1,+∞), g (x )=(2-e)x 在(m ,+∞)上单调递减,值域是(-∞,(2-e)m ), ∵F (x )的值域是R , ∴-1≤(2-e)m ,即1<m ≤1e -2. 综上,实数m 的取值范围是⎣⎡⎦⎤0,1e -2.(2)证明:f ′(x )=e x -a ,若a ≤0,则f ′(x )>0,此时f (x )在R 上递增, 由f (x 1)=f (x 2),可得x 1=x 2,与|x 1-x 2|≥1冲突,∴a >0且f (x )在(-∞,ln a ]上单调递减,在[ln a ,+∞)上单调递增, 若x 1,x 2∈(-∞,ln a ],则由f (x 1)=f (x 2)可得x 1=x 2,与|x 1-x 2|≥1冲突, 同样不能有x 1,x 2∈[ln a ,+∞),不妨设0≤x 1<x 2≤2,则有0≤x 1<ln a <x 2≤2,∵f (x )在(x 1,ln a )上单调递减,在(ln a ,x 2)上单调递增,且f (x 1)=f (x 2), ∴x 1≤x ≤x 2时,f (x )≤f (x 1)=f (x 2),由0≤x 1<x 2≤2且|x 1-x 2|≥1,得1∈[x 1,x 2],故f (1)≤f (x 1)=f (x 2),又f (x )在(-∞,ln a ]上单调递减,且0≤x 1<ln a , 故f (x 1)≤f (0),故f (1)≤f (0),同理f (1)≤f (2),即⎩⎪⎨⎪⎧e -a -1≤0,e -a -1≤e 2-2a -1,解得e -1≤a ≤e 2-e , ∴e -1≤a ≤e 2-e.6.已知函数f (x )=e x sin x -cos x ,g (x )=x cos x -2e x ,其中e 是自然对数的底数. (1)推断函数y =f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2内零点的个数,并说明理由; (2)任意x 1∈⎣⎡⎦⎤0,π2,存在x 2∈⎣⎡⎦⎤0,π2,使得不等式f (x 1)+g (x 2)≥m 成立,试求实数m 的取值范围; (3)若x >-1,求证:f (x )-g (x )>0.解:(1)函数y =f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2内零点的个数为1, 理由如下:由于f (x )=e x sin x -cos x , 所以f ′(x )=e x sin x +e x cos x +sin x . 由于x ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,所以f ′(x )>0. 所以函数f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2上是单调递增函数. 由于f (0)=-1<0,f ⎝⎛⎭⎫π2=e π2>0,依据函数零点存在性定理得函数y =f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2内零点的个数为1. (2)由于不等式f (x 1)+g (x 2)≥m 等价于f (x 1)≥m -g (x 2),所以对任意x 1∈⎣⎡⎦⎤0,π2,存在x 2∈⎣⎡⎦⎤0,π2,使得不等式f (x 1)+g (x 2)≥m 成立,等价于 f (x )min ≥(m -g (x ))min , 即f (x )min ≥m -g (x )max .当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,f ′(x )=e x sin x +e x cos x +sin x >0,故f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上单调递增, 所以x =0时,f (x )取得最小值-1, 又g ′(x )=cos x -x sin x -2e x ,由于0≤cos x ≤1,x sin x ≥0,2e x ≥2, 所以g ′(x )<0,故g (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上单调递减. 因此,x =0时,g (x )取得最大值- 2. 所以m ≤-2-1,即实数m 的取值范围为(-∞,-2-1].(3)证明:当x >-1时,要证f (x )-g (x )>0,只要证f (x )>g (x ), 只要证e x sin x -cos x >x cos x -2e x , 只要证e x sin x +2e x >cos x +x cos x , 由于sin x +2>0,1+x >0, 只要证e x x +1>cos xsin x +2.下面证明x >-1时,不等式e x x +1>cos xsin x +2成立.令h (x )=e x x +1,则h ′(x )=x e x(x +1)2,当x ∈(-1,0)时,h ′(x )<0,h (x )单调递减; 当x ∈(0,+∞)时,h ′(x )>0,h (x )单调递增.所以当且仅当x =0时,h (x )取得微小值也就是最小值为1, 即e xx +1≥1,当x =0时,取“=”. 又由于cos x -sin x =2sin ⎝⎛⎭⎫π4-x ≤2, 当x =2k π-π4时,k ∈Z 时取“=”.所以cos x -sin x ≤2,即cos xsin x +2≤1,当x =2k π-π4时,k ∈Z 时取“=”.所以e x x +1>cos x sin x +2.综上所述,当x >-1时,f (x )-g (x )>0成立.。
高考数学二轮复习练习:专项限时集训8 函数最值、恒成立及存在性问题 含答案
专项限时集训(八) 函数最值、恒成立及存在性问题(限时:60分钟)1.(本小题满分14分)(镇江市2019届高三上学期期末)已知函数f (x )=x ln x ,g (x )=λ(x 2-1)(λ为常数).(1)若函数y =f (x )与函数y =g (x )在x =1处有相同的切线,求实数λ的值; (2)若λ=12,且x ≥1,证明:f (x )≤g (x );(3)若对任意x ∈[1,+∞),不等式f (x )≤g (x )恒成立,求实数λ的取值范围. [解](1)f ′(x )=ln x +1,则f ′(1)=1且f (1)=0. 所以函数y =f (x )在x =1处的切线方程为:y =x -1, 从而g ′(x )=2λx ,g ′(1)=2λ=1,即λ=12.2分(2)证明:由题意知:设函数h (x )=x ln x -12(x 2-1),则h ′(x )=ln x +1-x ,设p (x )=ln x +1-x ,从而p ′(x )=1x-1≤0对任意x ∈[1,+∞)恒成立,所以p (x )=ln x +1-x ≤p (1)=0,即h ′(x )≤0, 因此函数h (x )=x ln x -12(x 2-1)在[1,+∞)上单调递减,即h (x )≤h (1)=0,所以当x ≥1时,f (x )≤g (x )成立. 6分(3)设函数H (x )=x ln x -λ()x 2-1,从而对任意x ∈[1,+∞),不等式H (x )≤0=H (1)恒成立. 又H ′(x )=ln x +1-2λx ,当H ′(x )=ln x +1-2λx ≤0,即ln x +1x≤2λ恒成立时,函数H (x )单调递减.设r (x )=ln x +1x ,则r ′(x )=-ln x x2≤0, 所以r (x )max =r (1)=1,即1≤2λ⇒λ≥12,符合题意;当λ≤0时,H ′(x )=ln x +1-2λx ≥0恒成立,此时函数H (x )单调递增. 于是,不等式H (x )≥H (1)=0对任意x ∈[1,+∞)恒成立,不符合题意;当0<λ<12时,设q (x )=H ′(x )=ln x +1-2λx ,则q ′(x )=1x -2λ=0⇒x =12λ>1,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12λ时,q ′(x )=1x -2λ>0,此时q (x )=H ′(x )=ln x +1-2λx 单调递增,所以H ′(x )=ln x +1-2λx >H ′(1)=1-2λ>0, 故当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12λ时,函数H (x )单调递增.于是当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12λ时,H (x )>0成立,不符合题意; 综上所述,实数λ的取值范围为λ≥12.14分2.(本小题满分14分)已知函数f (x )=a ln x -bx 3,a ,b 为实数,b ≠0,e 为自然对数的底数,e≈2.71828.(1)当a <0,b =-1时,设函数f (x )的最小值为g (a ),求g (a )的最大值; (2)若关于x 的方程f (x )=0在区间(1,e]上有两个不同的实数解,求a b的取值范围.【导学号:56394114】[解](1)b =-1时,f (x )=a ln x +x 3,则f ′(x )=a +3x 3x,令f ′(x )=0,解得:x =3-a3,∵a <0,∴3-a3>0, x ,f ′(x ),f (x )的变化如下:故g (a )=f ⎝⎛⎭⎪⎫3-a 3=a 3ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 3-a3, 令t (x )=-x ln x +x ,则t ′(x )=-ln x ,令t ′(x )=0,解得:x =1, 且x =1时,t (x )有最大值1, 故g (a )的最大值是1,此时a =-3;8分(2)由题意得:方程a ln x -bx 3=0在区间(1,e]上有2个不同的实数根,故a b =x 3ln x在区间(1,e]上有2个不同实数根, 即函数y 1=a b 的图象与函数m (x )=x 3ln x 的图象有2个不同的交点,∵m ′(x )=x 2 3ln x -1 ln x 2,令m ′(x )=0,得:x =3e , x ,m ′(x ),m (x )的变化如下:∴x ∈(1,3e)时,m (x )∈(3e ,+∞),x ∈(3e ,e]时,m (x )∈(3e ,e 3], 故a ,b 满足的关系式是3e <a b≤e 3,即a b的范围是(3e ,e 3].14分3.(本小题满分14分)(江苏省镇江市丹阳高中2019届高三下学期期中)已知函数f (x )=x -1x,(1)函数F (x )=f (e x)-k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +x 36,其中k 为实数, ①求F ′(0)的值;②对∀x ∈(0,1),有F (x )>0,求k 的最大值;(2)若g (x )=x 2+2ln xa(a 为正实数),试求函数f (x )与g (x )在其公共点处是否存在公切线,若存在,求出符合条件的a 的个数,若不存在,请说明理由. [解](1)由F (x )=e x-1e x -k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +x 36得F ′(x )=e x+1e x -k ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+x 22,①F ′(0)=2-k ,②记h (x )=F ′(x ),则h ′(x )=e x-1ex -kx ,记m (x )=h ′(x ),则m ′(x )=e x +1e x -k ,当x ∈(0,1)时,e x+1e x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫2,e +1e .3分(ⅰ)当k ≤2时,m ′(x )>2-k ≥0,x ∈(0,1),即m (x )在(0,1)上是增函数, 又m (0)=0,则h ′(x )>0,x ∈(0,1),即h (x )在(0,1)上是增函数,又F ′(0)=2-k ≥0, 则F ′(x )>0,x ∈(0,1),即F (x )在(0,1)上是增函数,故F (x )>F (0)=0,x ∈(0,1). (ⅱ)当k >2时,则存在x 0∈(0,1),使得m ′(x )在(0,x 0)小于0,即m (x )在(0,x 0)上是减函数,则h ′(x )<0,x ∈(0,x 0), 即h (x )在(0,x 0)上是减函数,又F ′(0)=2-k <0, 则F ′(x )<0,x ∈(0,x 0),又F ′(0)=2-k <0, 即F (x )在(0,x 0)上是减函数, 故F (x )<F (0)=0,x ∈(0,x 0),矛盾. 故k 的最大值为2.8分(2)设函数f (x )与g (x )在其公共点x =x 1处存在公切线,则⎩⎨⎧x 1-1x 1=x 21+2ln x 1a, ①1+1x 21=2x 1+2x 1a , ②由②得(2x 1-a )(x 21+1)=0,即x 1=a2,代入①得8ln a -8ln2-a 2+8=0,记G (a )=8ln a -8ln2-a 2+8,则G ′(a )=8a-2a ,得G (a )在(0,2)上是增函数,(2,+∞)上是减函数, 又G (2)=4>0,G (4)=8ln2-8<0,G ⎝ ⎛⎭⎪⎫2e =-4e 2<0, 得符合条件的a 的个数为2.(未证明小于0的扣2分)14分4.(本小题满分16分)(无锡市2019届高三上学期期末)已知f (x )=x 2+mx +1(m ∈R ),g (x )=e x.(1)当x ∈[0,2]时,F (x )=f (x )-g (x )为增函数,求实数m 的取值范围; (2)若m ∈(-1,0),设函数G (x )=f xg x ,H (x )=-14x +54,求证:对任意x 1,x 2∈[1,1-m ],G (x 1)<H (x 2)恒成立.[解](1)∵F (x )=x 2+mx +1-e x ,∴F ′(x )=2x +m -e x. ∵当x ∈[0,2]时,F (x )=f (x )-g (x )为增函数, ∴F ′(x )≥0即2x +m -e x≥0在[0,2]上恒成立, 即m ≥e x-2x 在[0,2]上恒成立. 令h (x )=e x-2x ,x ∈[0,2],则h ′(x )=e x-2,令h ′(x )=0,则x =ln2.∴h (x )在[0,ln2]上单调递减,在[ln2,2]上单调递增. ∵h (0)=1,h (2)=e 2-4>1, ∴h (x )max =h (2)=e 2-4, ∴m ≥e 2-4.6分(2)证明:G (x )=x 2+mx +1ex,则G ′(x )=-x 2+ 2-m x +m -1e x =- x -1 [x - 1-m ]e x. 要证任给x 1,x 2∈[1,1-m ],G (x 1)≤H (x 2)恒成立,即证G (x )max ≤H (x )min , ∵x ∈[1,1-m ],∴G (x )在[1,1-m ]上单调递增,G (x )max =G (1-m )=2-me 1-m ,∵H (x )在[1,1-m ]上单调递减,H (x )min =H (1-m )=-14(1-m )+54.10分要证G (x )max ≤H (x )min ,即证2-m e 1-m ≤-14(1-m )+54,即证4(2-m )≤e1-m[5-(1-m )].令1-m =t ,则t ∈(1,2).设r (x )=e x(5-x )-4(x +1),x ∈[1,2],即r (x )=5e x-x e x-4x -4.r ′(x )=(4-x )e x -4≥2e x -4>0,∴r (x )=e x(5-x )-4(x +1)在[1,2]上单调递增, ∵r (1)=4e -8>0,∴e x(5-x )≥4(x +1),从而有-14(1-m )+54≥2-m e ,即当x ∈[1,1-m ]时,G (x )max ≤H (x )min 成立.16分5.(本小题满分16分)(苏北四市(徐州、淮安、连云港、宿迁)2019届高三上学期期末)已知函数f (x )=x 22e-ax ,g (x )=ln x -ax ,a ∈R .(1)解关于x (x ∈R )的不等式f (x )≤0; (2)证明:f (x )≥g (x );(3)是否存在常数a ,b ,使得f (x )≥ax +b ≥g (x )对任意的x >0恒成立?若存在,求出a ,b 的值;若不存在,请说明理由.【导学号:56394115】[解](1)当a =0时,f (x )=x 22e,所以f (x )≤0的解集为{0};当a ≠0时,f (x )=x ⎝⎛⎭⎪⎫x 2e -a , 若a >0,则f (x )≤0的解集为[0,2e a ]. 若a <0,则f (x )≤0的解集为[2e a,0]. 综上所述,当a =0时,f (x )≤0的解集为{0};当a >0时,f (x )≤0的解集为[0,2e a ]; 当a <0时,f (x )≤0的解集为[2e a,0].4分(2)证明:设h (x )=f (x )-g (x )=x 22e -ln x ,则h ′(x )=x e -1x =x 2-ee x.令h ′(x )=0,得x =e ,列表如下:所以函数h (x )所以h (x )=x 22e-ln x ≥0,即f (x )≥g (x ).8分(3)假设存在常数a ,b 使得f (x )≥ax +b ≥g (x )对任意的x >0恒成立, 即x 22e≥2ax +b ≥ln x 对任意的x >0恒成立. 而当x =e 时,ln x =x 22e =12,所以12≥2a e +b ≥12,所以2a e +b =12,则b =12-2a e ,所以x 22e -2ax -b =x 22e -2ax +2a e -12≥0(*)恒成立,①当a ≤0时,2a e -12<0,所以(*)式在(0,+∞)上不恒成立;②当a >0时,则4a 2-2e (2a e -12)≤0,即⎝ ⎛⎭⎪⎫2a -1e 2≤0,所以a =12e,则b =-12. 令φ(x )=ln x -1ex +12,则φ′(x )=e -x e x,令φ′(x )=0,得x =e ,当0<x <e 时,φ′(x )>0,φ(x )在(0,e)上单调递增; 当x >e 时,φ′(x )<0,φ(x )在(e ,+∞)上单调递减. 所以φ(x )的最大值为φ(e)=0.所以ln x -1ex +12≤0恒成立.所以存在a =12e,b =-12符合题意.16分6.(本小题满分16分)(江苏省南京市、盐城市2019届高三第一次模拟)设函数f (x )=ln x ,g (x )=ax +a -1x-3(a ∈R ). (1)当a =2时,解关于x 的方程g (e x)=0(其中e 为自然对数的底数);(2)求函数φ(x )=f (x )+g (x )的单调增区间;(3)当a =1时,记h (x )=f (x )·g (x ),是否存在整数λ,使得关于x 的不等式2λ≥h (x )有解?若存在,请求出λ的最小值:若不存在,请说明理由.(参考数据:ln2≈0.6931,ln3≈1.0986)[解](1)当a =2时,方程g (e x )=0即为2e x+1e x -3=0,去分母,得2(e x )2-3e x +1=0,解得e x =1或e x=12,故所求方程的根为x =0或x =-ln2. 2分(2)因为φ(x )=f (x )+g (x )=ln x +ax +a -1x-3(x >0), 所以φ′(x )=1x +a -a -1x 2=ax 2+x - a -1 x2= ax - a -1 x +1x2(x >0), ①当a =0时,由φ′(x )>0,解得x >0; ②当a >1时,由φ′(x )>0,解得x >a -1a; ③当0<a <1时,由φ′(x )>0,解得x >0; ④当a =1时,由φ′(x )>0,解得x >0; ⑤当a <0时,由φ′(x )>0,解得0<x <a -1a . 综上所述,当a <0时,φ(x )的增区间为⎝⎛⎭⎪⎫0,a -1a ; 当0≤a ≤1时,φ(x )的增区间为(0,+∞);a >1时,φ(x )的增区间为⎝⎛⎭⎪⎫a -1a ,+∞.6分(3)法一:当a =1时,f (x )=ln x ,g (x )=x -3,h (x )=(x -3)ln x ,所以h ′(x )=ln x +1-3x 单调递增,h ′⎝ ⎛⎭⎪⎫32=ln 32+1-2<0,h ′(2)=ln2+1-32>0, 所以存在唯一x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫32,2,使得h ′(x 0)=0,即ln x 0+1-3x 0=0,当x ∈(0,x 0)时,h ′(x )<0,当x ∈(x 0,+∞)时,h ′(x )>0,所以h (x )min =h (x 0)=(x 0-3)ln x 0=(x 0-3)⎝ ⎛⎭⎪⎫3x 0-1=- x 0-3 2x 0=6-⎝⎛⎭⎪⎫x 0+9x 0,记函数r (x )=6-⎝ ⎛⎭⎪⎫x +9x ,则r (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫32,2上单调递增,所以r ⎝ ⎛⎭⎪⎫32<h (x 0)<r (2),即h (x 0)∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,-12,由2λ≥-32,且λ为整数,得λ≥0,所以存在整数λ满足题意,且λ的最小值为0. 16分法二:当a =1时,f (x )=ln x ,g (x )=x -3, 所以h (x )=(x -3)ln x ,由h (1)=0得,当λ=0时,不等式2λ≥h (x )有解,下证:当λ≤-1时,h (x )>2λ恒成立,即证(x -3)ln x >-2恒成立. 显然当x ∈(0,1]∪[3,+∞)时,不等式恒成立, 只需证明当x ∈(1,3)时,(x -3)ln x >-2恒成立. 即证明ln x +2x -3<0.令m (x )=ln x +2x -3, 所以m ′(x )=1x -2 x -3 2=x 2-8x +9x x -3 2,由m ′(x )=0,得x =4-7,当x ∈(1,4-7)时,m ′(x )>0;当x ∈(4-7,3)时,m ′(x )<0; 所以m (x )max =m (4-7)=ln(4-7)-7+13<ln(4-2)-2+13=ln2-1<0. 所以当λ≤-1时,h (x )>2λ恒成立.综上所述,存在整数λ满足题意,且λ的最小值为0. 16分。
高考数学函数专题训练《指数函数》含答案解析
高考数学函数专题训练 指数函数一、选择题1.设0n >,且1n n b a <<,则( ) A .01b a <<< B .01a b <<< C .1b a << D .1a b <<【答案】C【解析】因为100n n>⇒>,所以当1n n a b >>时,11()()1n n n n a b >>,即 1a b >>,故选C.2.函数(21)xy x e =-的图象是( )【答案】A【解析】因为函数只有1个零点,所以排除C,D 两项,由()21e xy x '=+,可知函数在12x =-处取得极小值,所以不是定义域上的单调增函数,所以B 不对,只能选A .3.已知函数()2x xe ef x --=, 1x 、2x 、3x R ∈,且120x x +>, 230x x +>, 310x x +>,则()()()123f x f x f x ++的值(______)A.一定等于零.B.一定大于零.C.一定小于零.D.正负都有可能.【答案】B【解析】由已知可得()f x 为奇函数,且()f x 在R 上是增函数,由12120x x x x +>⇒>-⇒()()()122f x f x f x >-=-,同理可得()()23f x f x >-, ()()()()3112f x f x f x f x >-⇒+()()()()()()()()32311230f x f x f x f x f x f x f x +>-++⇒++>.4.已知函数()93xxf x m =⋅-,若存在非零实数0x ,使得()()00f x f x -=成立,则实数m 的取值范围是( )A .12m ≥B .2m ≥C .02m <<D .102m << 【答案】D【解析】函数()93xxf x m =⋅-关于y 轴的对称函数为()()()93xx g x m g x f x --=-∴=g 有解,即33119393332099332x x xxxxx xx x x x m m m m --------=⋅-∴==+≥∴<<-+g Q5.已知点n A (n ,n a )(∈n N *)都在函数x y a =(01a a >≠,)的图象上,则46a a +与52a 的大小关系是( ) A .46a a +>52a B .46a a +<52aC .46a a +=52aD .46a a +与52a 的大小与a 有关 【答案】A【解析】点代入函数式得nn a a =,数列{}n a 为等比数列2464655222a a a a a a ∴+>==6.已知实数,a b 满足23,32ab==,则函数()xf x a x b =+-的零点个数是( )A .0B .1C .2D .3 【答案】B【解析】依题意, 23log 31,0log 21a b =><=<,令()0f x =, x a x b =-+, xy a =为增函数,y x b =-+为减函数,故有1个零点.7.已知则之间的大小关系是( )A .B .C .D .无法比较【答案】A 【解析】设,则,.∴,,∵,∴,即.故选A.8.设平行于x 轴的直线l 分别与函数和的图象相交于点A ,B ,若在函数的图象上存在点C ,使得△ABC 为等边三角形,则这样的直线l ( )A .至少一条B .至多一条C .有且只有一条D .无数条 【答案】C【解析】设直线l 的方程为,由,得,所以点.由,得,所以点,从而|AB|=1.如图,取AB 的中点D ,连接CD ,因为△ABC 为等边三角形,则CD ⊥AB , 且|AD|=,|CD|=,所以点.因为点C 在函数的图象上,则,解得,所以直线l 有且只有一条,故选C.9.已知函数()2x f x m =-的图象与函数()y g x =的图象关于y 轴对称,若函数()y f x =与函数()y g x =在区间[]1,2上同时单调递增或同时单调递减,则实数m 的取值范围是A .[)1,4,2⎛⎤-∞⋃+∞ ⎥⎝⎦ B .1,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .[]2,4D .[)4,+∞ 【答案】B【解析】因为函数()y g x =与()2x f x m =-的图象关于y 轴对称,所以()2x g x m -=-,函数()y f x =与函数()y g x =在区间[]1,2上同时单调递增或同时单调递减,所以函数()2x f x m =-和函数()2x g x m -=-在[]1,2上单调性相同,因为2x y m =-和函数2x y m -=-的单调性相反,所以()()220xx m m ---≤在[]1,2上恒成立,即()21220x x m m --++≤在[]1,2上恒成立,即22x x m -≤≤在[]1,2上恒成立,得122m ≤≤,即实数m 的取值范围是1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦,故选B.10.已知0a b >>,b a a b =,有如下四个结论:①e b <;②b e >;③a b ∃,满足2a b e ⋅<;④2a b e ⋅>. 则正确结论的序号是( ) A .①③ B .②③C .①④D .②④【答案】C 【解析】0,,b a a b a b >>=Q 则ln ln ln ln a bb a a b a b=⇒=,设函数ln ,0xy x x =>, 1ln ,0x y x x ='->,可知函数ln ,0x y x x=>在()0,e 单调递增,在(),e +∞上单调递减,如图所示,可知0b e << ,显然2ln ln 1ln ln 22a ba b a b e +>⇒+>⇒⋅> ,故选C 11.设0,0a b >>,则下列不等式成立的是( )A. 若2223a b a b +=+,则a b >B. 若2223a b a b +=+,则a b <C. 若2223a b a b -=-,则a b >D. 若2223a b a b -=-,则a b < 【答案】A【解析】设()22x f x x =+,则()f x 在R 上单调递增,且()()222322a b b f a a b b f b =+=+>+=则a>b,因此A正确.12.已知函数,,则下列四个结论中正确的是()①图象可由图象平移得到;②函数的图象关于直线对称;③函数的图象关于点对称;④不等式的解集是.A.①②④B.①③④C.①②③D.①②③④【答案】C【解析】对于①,若的图象向左平移个单位后得到的图象,若的图象向右平移个单位后得到的图象,所以①正确;对于②,设,则,,,关于对称,所以②正确;对于③,设,,,,关于对称,所以③正确;对于④,由得,化为,,若,若,所以④错误,故选C.二、填空题13.若直线2y a =与函数1(0xy a a =->且1)a ≠的图象有两个公共点,则a 的取值范围是_____. 【答案】1(0,)2【解析】(1)当01a <<时,作出函数1xy a =-的图象,如图所示, 若直线2y a =与函数1(0xy a a =->且1)a ≠的图象有两个公共点, 由图象可知021a <<,解得102a <<; (2)当1a >时,作出函数1xy a =-的图象,如图所示,若直线2y a =与函数1(0xy a a =->且1)a ≠的图象有两个公共点, 由图象可知021a <<,此时无解, 综上所述,实数a 的取值范围是1(0,)2.14.若111,52=+==ba mb a 且,则m = . 【答案】10.【解析】m b a ==52Θ,m b m a 52log ,log ==∴,即5log 1,2log 1m m b a ==,则110log 11==+m ba ,即10=m .15. 已知函数()()01x f x a b a a =+>≠,的定义域和值域都是[]10-,,则a b += . 【答案】32-【解析】 分情况讨论:①当1a >时,()=+xf x a b 在[]1,0-上递增.又()[]1,0∈-f x ,所以()()1100f f -=-⎧⎪⎨=⎪⎩,无解;②当01a <<时,()=+xf x a b 在[]1,0-上递减.又()[]1,0∈-f x ,所以()()1001f f -=⎧⎪⎨=-⎪⎩,解得122a b ⎧=⎪⎨⎪=-⎩,所以32a b +=-. 16.已知,又(),若满足的有三个,则的取值范围是__________. 【答案】【解析】 由题意得, ,当时,当时,设,则要使得有三个不同的零点,则方程有两个不同的根, 其中一个根在之间,一个根在之前,即且设,则,即实数的取值范围是.。
压轴题05 三角函数与解三角形范围与最值问题(解析版)-2023年高考数学压轴题专项训练(江苏专用)
压轴题05三角函数与解三角形范围与最值问题三角函数与解三角形是每年高考常考内容,在选择、填空题中考查较多,有时会出现在选择题、填空题的压轴小题位置,综合考查以解答题为主,中等难度.考向一:ω取值与范围问题考向二:面积与周长的最值与范围问题考向三:长度的范围与最值问题1、正弦定理和余弦定理的主要作用,是将三角形中已知条件的边、角关系转化为角的关系或边的关系,基本思想是方程思想,即根据正弦定理、余弦定理列出关于未知元素的方程,通过解方程求得未知元素.2、与三角形面积或周长有关的问题,一般要用到正弦定理或余弦定理,进行边和角的转化.要适当选用公式,对于面积公式111sin sin sin222S ab C ac B bc A===,一般是已知哪一个角就使用哪个公式.3、对于利用正、余弦定理解三角形中的最值与范围问题,主要有两种解决方法:一是利用基本不等式,求得最大值或最小值;二是将所求式转化为只含有三角形某一个角的三角函数形式,结合角的范围,确定所求式的范围.4、利用正、余弦定理解三角形,要注意灵活运用面积公式,三角形内角和、基本不等式、二次函数等知识.5、正弦定理和余弦定理是求解三角形周长或面积最值问题的杀手锏,要牢牢掌握并灵活运用.利用三角公式化简三角恒等式,并结合正弦定理和余弦定理实现边角互化,再结合角的范围、辅助角公式、基本不等式等求其最值.6、三角形中的一些最值问题,可以通过构建目标函数,将问题转化为求函数的最值,再利用单调性求解.7、“坐标法”是求解与解三角形相关最值问题的一条重要途径.充分利用题设条件中所提供的特殊边角关系,建立恰当的直角坐标系,选取合理的参数,正确求出关键点的坐标,准确表示出所求的目标,再结合三角形、不等式、函数等知识求其最值.一、单选题1.(2023·浙江金华·模拟预测)已知函数π()sin cos (0)6f x x x ωωω⎛⎫=-+> ⎪⎝⎭在[0,π]上有且仅有2个零点,则ω的取值范围是()A .131,6⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .713,66⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .7,26⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .131,6⎡⎫⎪⎢⎣⎭【答案】B【解析】π1()sin cos sin sin 62f x x x x x x ωωωωω⎫⎛⎫=-+=--⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭3sin cos 22x x ωω=-1sin cos 22x x ωω⎫=-⎪⎪⎭π6x ω⎛⎫=- ⎪⎝⎭因为()f x 在 [0,π]上仅有2个零点,当 [0,π]x ∈时,πππ,π666x ωω⎡⎤-∈--⎢⎥⎣⎦(0ω>),所以πππ6ππ2π6ωω⎧-≥⎪⎪⎨⎪-<⎪⎩,解得71366ω≤<.故选:B.2.(2023·吉林长春·统考三模)已知函数()π2cos 13f x x ω⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,(0ω>)的图象在区间()0,2π内至多存在3条对称轴,则ω的取值范围是()A .50,3⎛⎤ ⎥⎝⎦B .25,33⎛⎤ ⎥⎝⎦C .57,36⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .5,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【答案】A【解析】因为()0,2πx ∈,0ω>,所以πππ,2π333x ωω⎛⎫-∈-- ⎪⎝⎭,画出2cos 1y z =+的图象,要想图象在区间()0,2π内至多存在3条对称轴,则ππ2π,3π33ω⎛⎤-∈- ⎥⎝⎦,解得50,3ω⎛⎤∈ ⎥⎝⎦.故选:A3.(2023·河南·许昌实验中学校联考二模)已知函数())π2sin 06f x x ωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭在3π0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦内有且仅有两个零点,则ω的取值范围是()A .75,93⎛⎤⎥⎝⎦B .75,93⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .1010,93⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .1010,93⎛⎤⎥⎝⎦【答案】C【解析】由题意知π3sin 62x ω⎛⎫-= ⎪⎝⎭在3π0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦内有且仅有两个解.因为3π0,4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以ππ3ππ,6646x ωω⎡⎤-∈--⎢⎥⎣⎦,则需2π3ππ7π3463ω≤-<,解得101093ω≤<.故选:C4.(2023·广西·统考一模)定义平面凸四边形为平面上每个内角度数都小于180︒的四边形.已知在平面凸四边形ABCD 中,30,105,2A B AB AD ∠=︒==︒∠=,则CD 的取值范围是()A .⎫⎪⎪⎣⎭B .⎣⎭C .⎣⎭D .212⎫⎪⎢⎪⎣⎭【答案】A【解析】在ABD △中,由余弦定理得:2222cos 3422cos301BD AB AD AB AD A =+-⋅=+-⨯=,显然2224AB BD AD +==,即90ABD ∠=o ,60ADB ∠=o ,在BCD △中,1BD =,15CBD ∠= ,因为ABCD 为平面凸四边形,则有0120BDC <∠< ,因此45165BCD <∠< ,而62sin165sin15sin(4530)sin 45cos30cos 45sin 302==-=-=,由正弦定理sin sin CD BD CBD BCD =∠∠得:sin 62sin 4sin BD CBD CD BCD BCD∠==∠∠,当4590BCD <∠≤ 时,sin 12BCD <∠≤,当90165BCD <∠< 时,sin 1BCD <∠<,sin 1BCD <∠≤,11sin BCD ≤<∠1CD ≤<,所以CD 的取值范围是62[4.故选:A5.(2023·全国·校联考二模)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,3b =,若2222b a c =+,则△ABC 面积的最大值为()A .2B .34C .1D .32【答案】D【解析】因为2222b a c =+,所以()222cos ,0,π22a c b aB B ac c+-==-∈,所以sin B =42c=,所以△ABC 的面积14sin 24ABCS ac B == =222194122a c a +-⨯()22421122a c +=⨯32=,当且仅当22249c a a -=,即a c ==ABC 面积的最大值为32.故选:D6.(2023·广西柳州·柳州高级中学校联考模拟预测)在ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,已知60B = ,4b =,则ABC 面积的最大值为()A .B .C .D .6【答案】B【解析】由余弦定理可得22222162cos 2b a c ac B a c ac ac ac ac ==+-=+-≥-=,即16ac ≤,当且仅当4a c ==时,等号成立,故1sin 162ABC S ac B ac =⨯= .因此,ABC面积的最大值为故选:B.7.(2023·全国·模拟预测)已知函数()sin()(0)f x x ωϕω=+>是在区间π5π,1836⎛⎫⎪⎝⎭上的单调减函数,其图象关于直线π36x =-对称,且f (x )的一个零点是7π72x =,则ω的最小值为()A .2B .12C .4D .8【答案】C【解析】因为函数()()sin f x x ωϕ=+的图象关于直线π36x =-对称,所以πππ362n ωϕ-⋅+=+,n ∈Z ,所以ϕ=1π236n ω⎛⎫++ ⎪⎝⎭,n ∈Z ,根据π5π1836x <<,则π5π1836x ωωω<<,所以π5π1836x ωωϕωϕϕ+<+<+,因为()()sin f x x ωϕ=+是在区间π5π,1836⎛⎫⎪⎝⎭上的单调减函数.所以ππ2π,1825π3π2π,362k k k k ωϕωϕ⎧+≥+∈⎪⎪⎨⎪+≤+∈⎪⎩Z Z ,所以π1ππ2π,,1823625π13ππ2π,,362362n k n k n k n k ωωωω⎧⎛⎫+++≥+∈∈ ⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪+++≤+∈∈ ⎪⎪⎝⎭⎩Z Z Z Z ,即112,,1823625132,,362362n k n k n k n k ωωωω⎧⎛⎫+++≥+∈∈ ⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪+++≤+∈∈ ⎪⎪⎝⎭⎩Z Z Z Z ,解得()()122621k n k n ω-≤≤-+,n ∈Z ,k ∈Z ,因为0ω>,所以20k n -=或21k n -=,当20k n -=时,06ω<≤,当21k n -=时,1212ω≤≤;由于π7π5π187236<<,且f (x )的一个零点是7π72x =,所以()7π21π72m ωϕ⨯+=+,m ∈Z ,所以()7π1π21π72236n m ωω⎛⎫⨯+++=+ ⎪⎝⎭,m ∈Z ,n ∈Z ,即()824m n ω=-+,m ∈Z ,n ∈Z .根据06ω<≤或1212ω≤≤,可得4ω=,或12ω=,所以ω的最小值为4.故选:C.二、多选题8.(2023·安徽滁州·统考二模)在平面直角坐标系xOy 中,△OAB 为等腰三角形,顶角OAB θ∠=,点()3,0D 为AB 的中点,记△OAB 的面积()S f θ=,则()A .()18sin 54cos f θθθ=-B .S 的最大值为6C .AB 的最大值为6D .点B 的轨迹方程是()22400x y x y +-=≠【答案】ABD【解析】由OAB θ∠=,OA AB =,()3,0D 为AB 的中点,若(,)A x y 且0y ≠,则(6,)B x y --,故222222(62)(2)4(3)4x y x y x y +=-+-=-+,整理得:22(4)4x y -+=,则A 轨迹是圆心为(4,0),半径为2的圆(去掉与x 轴交点),如下图,由圆的对称性,不妨令A 在轨迹圆的上半部分,即02A y <≤,令22OA AB AD a ===,则222||||2cos OD OA AD OA AD θ=+-,所以2254cos 9a a θ-=,则2954cos a θ=-,所以2118sin sin 2sin 254cos OAB OAD OBD S S S OA AB a θθθθ=+===- ,A 正确;由113(0,6]22OAB OAD OBD A B A S S S y OD y OD y =+=⋅+⋅=∈ ,则S 的最大值为6,B 正确;由下图知:(2,6)OA AB =∈,所以AB 无最大值,C 错误;令(,)B m n ,则60A A x my n =-⎧⎨=-≠⎩代入A 轨迹得22(2)4m n -+=,即2240m m n -+=,所以B 轨迹为2240x x y -+=且0y ≠,D正确;故选:ABD三、填空题9.(2023·青海·校联考模拟预测)在锐角ABC 中,内角A ,B ,C 所对应的边分别是a ,b ,c ,且()2sin 2sin cos sin 2c B A a A B b A -=+,则ca的取值范围是______.【答案】()1,2【解析】由正弦定理和正弦二倍角公式可得()2sin sin 2sin sin cos sin sin 2C B A A A B B A-=+()2sin sin cos 2sin sin cos 2sin sin cos sin cos A A B B A A A A B B A =+=+()2sin sin A A B =+,因为π0<<,π2C C A B -=+,所以()()0s s in s in πin C A C B =-=≠+,可得()sin sin B A A -=,因为ππ0022A B <<<<,,所以ππ22B A -<-<,所以2B A =,π3C A =-,由202πB A <=<,203ππC A <<=-可得ππ64A <<,cos 22A <<,213cos 24A <<,由正弦定理得()sin 2sin sin 3sin 2cos cos 2sin sin sin sin sin A A c C A A A A Aa A A A A++====()222cos cos 24cos 11,2A A A =+=-∈.故答案为:()1,2.10.(2023·上海金山·统考二模)若函数πsin 3y x ω⎛⎫=- ⎪⎝⎭(常数0ω>)在区间()0,π没有最值,则ω的取值范围是__________.【答案】506ω<≤【解析】因为0ω>,()0,πx ∈,所以ππππ333x ωω-<-<-,又因为函数πsin 3y x ω⎛⎫=- ⎪⎝⎭(常数0ω>)在区间()0,π没有最值,所以πππ32ω-≤,解得506ω<≤,所以ω的取值范围是506ω<≤故答案为:506ω<≤.11.(2023·全国·校联考二模)设锐角三角形ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且sin sin sin b B a A a C =+,则3b ca-的取值范围是______.【答案】132,]4【解析】由sin sin sin b B a A a C =+,得22b a ac =+,由余弦定理得2222cos 222b c a c ac a cA bc bc b+-++===,由正弦定理得sin sin cos 22sin a c A C A b B++==,即s sin 2sin c i o n s C B A A +=,又()sin sin C A B =+,所以sin sin cos cos sin 2cos sin A A B A B A B ++=,即sin sin os sin cos A Bc A A B =-,所以()sin sin A B A =-,因为,A B 为ABC 的内角,所以πB A A -+=(舍去)或B A A -=,所以2B A =.由正弦定理得33sin sin 3sin 2sin()3sin 2sin 3sin sin sin b c B C A B A A Aa A A A---+-===因为()2sin 3sin 2sin 2cos cos 2sin 2sin cos cos 2sin A A A A A A A A A A A =+=+=+,又(0,π),sin 0A A ∈≠,所以236sin cos 2sin cos cos 2sin sin b c A A A A A Aa A---=2226cos 2cos cos 26cos 2cos 2cos 1A A A A A A =--=--+223134cos 6cos 14(cos )44A A A =-++=--+,由于π2(0,)2B A =∈得π(0,)4A ∈,由πππ3(0,)2C A B A =--=-∈,得ππ(,)63A ∈,则ππ(,)64A ∈,所以2cos 2A ∈,当3cos 4A =时,23134(cos )44A --+取最大值134,当cos A =23134(cos )44A --+等于2,当cos A =23134(cos )44A --+等于1,而21>,所以3b ca -取值范围是132,]4,故答案为:132,]412.(2023·上海嘉定·统考二模)如图,线段AB 的长为8,点C 在线段AB 上,2AC =.点P 为线段CB 上任意一点,点A 绕着点C 顺时针旋转,点B 绕着点P 逆时针旋转.若它们恰重合于点D ,则CDP △的面积的最大值为__________.【答案】【解析】由题意可知,6C AB C B A =-=,即6PC PB +=.在CDP △中,有CD AC 2==,DP PB =,所以6PC DP +=.由余弦定理可得,()222224cos 22PC DP PC DP PC DP CD CPD PC DP PC DP+-⋅-+-∠==⋅⋅3624162PC DP PC DP PC DP PC DP-⋅--⋅==⋅⋅,所以22sin 1cos CPD CPD ∠=-∠2161PC DP PC DP -⋅⎛⎫=- ⎪⋅⎝⎭2221632PC DP PC DP -+⋅=⋅,所以有221sin 2CDPS PC PD CPD ⎛⎫=⋅∠ ⎪⎝⎭△22221256324PC DPPC DP PC DP -+⋅=⋅⋅⋅⋅864PC DP =⋅-2864896482PC DP +⎛⎫≤-=⨯-= ⎪⎝⎭,当且仅当3PC PB ==时,等号成立.所以,28CDP S ≤△,所以,CDP S ≤△CDP △的面积的最大值为故答案为:四、解答题13.(2023·湖南益阳·统考模拟预测)ABC 中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,从下列三个条件中任选一个作为已知条件,并解答问题.①sin sin 2B Cc a C +=;②sin 1cos a C A=-;③ABC )222b c a +-.(1)求角A 的大小;(2)求sin sin B C 的取值范围.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.【解析】(1)选择①:由正弦定理可得,sin cossin sin 2AC A C =,因为(0,π),sin 0C C ∈>,所以cossin 2A A =,即cos 2sin cos 222A A A =,因为π022A <<,所以cos 02A >,所以1sin 22A =,所以π26A =,即π3A =;选择②sin 1cos a CA=-,则sin cos a C A =,由正弦定理得sin sin cos A C C C A =-,因为(0,π),sin 0C C ∈>,所以sin A A =,即π3sin 32A ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,因为0πA <<,所以ππ4π333A <+<,所以π2π33A +=,即π3A =;选择③:由()2221sin 42ABC S b c a bc A =+-= ,222sin 2b c a A bc+-=sin A A =,所以tan A =0πA <<,故π3A =.(2)方法一:πsin sin sin sin 3B C B B ⎛⎫=⋅+ ⎪⎝⎭1sin sin cos 22B B B ⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭21sin sin cos 22B B B =+11cos244B B =-11πsin 2426B ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭因为2π03B <<,所以ππ7π2666B -<-<,所以1πsin 2126B ⎛⎫-<-≤ ⎪⎝⎭,所以11π3024264B ⎛⎫<+-≤ ⎪⎝⎭,即sin sin B C 的取值范围为30,4⎛⎤⎥⎝⎦.方法二:由余弦定理,222222cos a b c bc A b c bc =+-=+-,再由正弦定理,222sin sin sin sin sin A B C B C =+-,因为π3A =,所以223sin sin sin sin 2sin sin sin sin 4B C B C B C B C =+-≥-,即3sin sin 4B C ≥,当且仅当sin sin 2B C ==时“=”成立.又因为sin 0B >,sin 0C >,所以30sin sin 4B C <≤,即sin sin B C 的取值范围为30,4⎛⎤⎥⎝⎦.14.(2023·陕西榆林·统考三模)已知,,a b c 分别为ABC 的内角,,A B C 所对的边,4AB AC ⋅=,且sin 8sin ac B A =.(1)求A ;(2)求sin sin sin A B C 的取值范围.【解析】(1)cos 4AB AC bc A ⋅==,由sin 8sin ac B A =及正弦定理,得8abc a =,得8bc =,代入cos 4bc A =得1cos 2A =,又因为(0,π)A ∈,所以π3A =.(2)由(1)知π3A =,所以2ππ3C A B B =--=-.所以2ππsin sin sin sin sin 33A B C B B B B ⎛⎫⎛⎫==+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭213cos sin sin cos sin 22244B B B B B B ⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭3sin 228B B =+π2468B ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,因为2π03B <<,所以ππ7π2666B -<-<,所以1πsin 2126B ⎛⎫-<-≤ ⎪⎝⎭,所以3π333024688B ⎛⎫<-+ ⎪⎝⎭,故sin sin sin A B C 的取值范围是⎛ ⎝⎦.15.(2023·上海浦东新·统考二模)已知,0R ωω∈>,函数cos y x x ωω-在区间[0,2]上有唯一的最小值-2,则ω的取值范围为______________.【解析】πcos 2sin 6y x x x ωωω⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭,因为[]0,2x ∈,0ω>,所以πππ,2666x ωω⎡⎤-∈--⎢⎥⎣⎦,因为函数π2sin 6y x ω⎛⎫=- ⎪⎝⎭在[]0,2x ∈上有唯一的最小值-2,所以π3π7π2,622ω⎡⎫-∈⎪⎢⎣⎭,解得5π11π,66ω⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭,故ω的取值范围是5π11π,66⎡⎫⎪⎢⎣⎭.故答案为:5π11π,66⎡⎫⎪⎢⎣⎭16.(2023·浙江金华·模拟预测)在ABC 中,角A ,B ,C 所对应的边为a ,b ,c .已知ABC 的面积4ac S =,其外接圆半径2R =,且()224cos cos ()sin A B b B -=.(1)求sin A ;(2)若A 为钝角,P 为ABC 外接圆上的一点,求PA PB PB PC PC PA ⋅+⋅+⋅的取值范围.【解析】(1)由1sin 42ac S ac B ==,得1sin 2B =,()()()()2222224cos cos 41sin 1sin 4sin sin A B A B B A ⎡⎤-=---=-⎣⎦,由正弦定理24sin sin a bR A B===,4sin ,4sin a A b B ==,则2()sin 4sin 4sin b B B A B =-,由()224cos cos ()sin A B b B -=,得()2224sin sin 4sin 4sin B A B A B -=-,化简得2sin sin A A B =,由()0,πA ∈,sin 0A ≠,解得sin A B =,因此sin A =.(2)由(1)得,若A 为钝角,则120A =o ,则3030B C == ,,如图建立平面直角坐标系,则(0,2),(A B C ,设(2cos ,2sin )P θθ.则(2cos ,22sin )PA θθ=-- ,(2cos ,12sin )PB θθ=- ,2cos ,12sin )PC θθ=-,有66sin PA PB θθ⋅=-+ ,66sin PA PC θθ⋅=-- ,24sin PB PC θ⋅=-,则1416sin PA PB PA PC PB PC ⋅+⋅+⋅=-θ.由sin [1,1]θ∈-,则1416sin [2,30]-∈-θ,所以PA PB PB PC PC PA ⋅+⋅+⋅的取值范围为[2,30]-.17.(2023·山西·校联考模拟预测)已知函数()()()sin 0,0f x A x A ωϕω=+>>的图象是由π2sin 6y x ω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图象向右平移π6个单位长度得到的.(1)若()f x 的最小正周期为π,求()f x 的图象与y 轴距离最近的对称轴方程;(2)若()f x 在π3π,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有且仅有一个零点,求ω的取值范围.【解析】(1)由2ππω=,得2ω=,所以()πππ2sin 22sin 2666f x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,令ππ2π62x k -=+,k ∈Z ,解得ππ23k x =+,k ∈Z ,取0k =,得π3x =,取1k =-,得π6x =-,因为ππ63-<,所以与y 轴距离最近的对称轴方程为π6x =-.(2)由已知得()()1πππ2sin 2sin666f x x x ωωω-⎡⎤⎡⎤⎛⎫=-+=+⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎣⎦,令()1ππ6x k ωω-+=,k ∈Z ,解得61π6k x ωω+-=,k ∈Z .因为()f x 在π3π,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有且仅有一个零点,所以π613ππ26267ππ<62653ππ>62k k k ωωωωωω+-⎧≤≤⎪⎪+-⎪⎨⎪++⎪⎪⎩()k ∈Z 所以616182676528k k k k ωω--⎧≤≤⎪⎪⎨-+⎪<<⎪⎩.因为0ω>,所以616102861026567082k k k k k --⎧-≥⎪⎪⎪->⎨⎪⎪+-->⎪⎩,解得133618k <<,k ∈Z ,所以1k =,解得51188ω≤<,即ω的取值范围为511,88⎡⎫⎪⎢⎣⎭.18.(2023·山东德州·统考一模)在锐角ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且2cos c b A b -=.(1)求证:2A B =;(2)若A 的角平分线交BC 于D ,且2c =,求ABD △面积的取值范围.【解析】(1)因为2cos c b A b -=,由正弦定理得sin 2sin cos sin C B A B -=又πA B C ++=,所以()()sin 2sin cos sin cos cos sin sin sin A B B A A B A B A B B+-=-=-=因为ABC 为锐角三角形,所以π0,2A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,π0,2B ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,ππ,22A B ⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭又sin y x =在ππ,22⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增,所以A B B -=,即2A B =;(2)由(1)可知,2A B =,所以在ABD △中,ABC BAD ∠=∠,由正弦定理得:()2sin sin π2sin2AD AB B B B ==-,所以1cos AD BD B==,所以1sin sin tan 2cos ABD BS AB AD B B B=⨯⨯⨯== .又因为ABC 为锐角三角形,所以π02B <<,0π22B <<,0π3π2B <-<,解得π6π4B <<,所以tan B ⎫∈⎪⎪⎝⎭,即ABD △面积的取值范围为⎫⎪⎪⎝⎭.19.(2023·江西吉安·统考一模)在直角坐标系xOy 中,M 的参数方程为cos ,2sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数),直线:sin 4l πρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭(1)求M 的普通方程;(2)若D 为M 上一动点,求D 到l 距离的取值范围.【解析】(1)由22sin cos 1θθ+=得M 的普通方程为2214y x +=.(2)直线l 即sin cos 4ρθρθ+=,由cos ,sin x y ρθρθ==得直线l 的普通方程为40x y +-=,设(cos ,2sin )D θθ,则d =其中cos ϕϕ==因为cos()[1,1]θϕ-∈-,⎤⎥⎣⎦,所以D 到l 距离的取值范围为4210421022⎡⎢⎣⎦.20.(2023·江西九江·统考二模)在锐角ABC 中,角A ,B ,C 所对的边为a ,b ,c ,已知()()0a b c a b c ab -+--+=,sin 3cos 3cos bc C c A a C =+.(1)求c ;(2)求a b +的取值范围.【解析】(1)()()0a b c a b c ab -+--+= ,222a b c ab ∴+-=,即222122a b c ab +-=,1cos 2C ∴=,又0πC << ,π3C ∴=,sin C ∴=,sin 3cos 3cos bc C c A a C =+,sin C=sin 3(sin cos sin cos )3sin()3sin 2B cC A A C A C B∴⋅⋅=+=+=,0πB << ,即sin 0B ≠,32c =,解得c =.(2)由正弦定理得,4sin sin sin a b c A B C ===,∴4sin a A =,4sin b B =,∴4sin 4sin a b A B +=+,πA B C ++=,π3C =,∴2π3B A =-则2π4sin 4sin 3a b A A ⎛⎫+=+-⎪⎝⎭14(sin cos sin )2A A A =+6sin A A=+π6A ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,ABC 为锐角三角形,∴π0,2A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,π0,2B ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭∴ππ,62A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭∴ππ2π,633A ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,∴πsin ,162A ⎛⎤⎛⎫+∈⎥ ⎪ ⎝⎭⎝⎦,∴(π6,6A ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,即(6,a b +∈.21.(2023·广东汕头·金山中学校考模拟预测)在锐角ABC 中,角A ,B ,C 所对应的边分别为a ,b ,c ,已知sin sin sin B A Cb c b a-=-+.(1)求角A 的值;(2)若2c =,求a b +的取值范围.【解析】(1)由正弦定理sin sin sin a b cA B C==得:b a cb c b a-=-+,整理得:222b c a bc +-=,由余弦定理得:2221cos 222b c a bc A bc bc +-===,∵(0,π)A ∈,则π3A =.(2)由(1)可得:π3A =,且2c =,锐角ABC 中,由正弦定理得:sin sin sin a b cA B C==,可得π2sin sin sin 31sin sin sin C c A c B a b C C C ⎛⎫+ ⎪⋅⋅⎝⎭====则)21cos 21111sin 2sin cos tan 222CC a b C C C C ++=++=+=+∵ABC 锐角三角形,且π3A =,则π02π02C B ⎧<<⎪⎪⎨⎪<<⎪⎩,即π022ππ032C C ⎧<<⎪⎪⎨⎪<-<⎪⎩,解得ππ62C <<,即ππ1224C <<,且ππtantanπππ34tan tan 2ππ12341tan tan 34-⎛⎫=-==- ⎪⎝⎭+⋅可得()tan 22C ∈,则(114tan 2C++,故a b +的范围是(14+.22.(2023·湖南长沙·湖南师大附中校考一模)在ABC 中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知7b =,且sin sin sin sin a b A Cc A B+-=-.(1)求ABC 的外接圆半径R ;(2)求ABC 内切圆半径r 的取值范围.【解析】(1)由正弦定理,sin sin sin sin a b A C a cc A B a b+--==--,可得222,b a c ac =+-再由余弦定理,1cos 2B =,又()0,πB ∈,所以π3B =.因为2sin3bRB==,所以3R=.(2)由(1)可知:2249a c ac+-=,则2()493a c ac+=+.()11sin22ABCS ac B a b c r==++⋅则)23()497277ac a cr a ca c a c+-===+-++++.在ABC中,由正弦定理,sin sin sina c bA C B===,sina A c C,则)1431432πsin sin sin sin333a c A C A A⎡⎤⎛⎫+=+=+-⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦14331sin cos sin322A A A⎛⎫=+⎪⎪⎝⎭31πsin cos14sin cos14sin226A A A A A⎫⎛⎫⎛⎫==+⋅=+⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,又ππ2π0,,333A⎛⎫⎛⎫∈⋃⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以ππππ5π,,66226A⎛⎫⎛⎫+∈⋃⎪⎝⎭⎝⎭,所以π1sin,162A⎛⎫⎛⎫+∈⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,()π14sin7,146A⎛⎫+∈⎪⎝⎭,所以r⎛∈⎝⎭.23.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨市第六中学校校考一模)在锐角ABC中,设边,,a b c 所对的角分别为,,A B C,且22a b bc-=.(1)求角B的取值范围;(2)若4c=,求ABC中AB边上的高h的取值范围.【解析】(1)因为22a b bc-=,所以2222cos 222b c a c bc c bA bc bc b+---===,所以2cos c b b A -=,sin sin 2sin cos C B B A -=,又()πC A B =-+,所以()sin sin 2sin cos A B B B A =+-,整理可得()sin sin A B B -=,所以A B B -=或πA B B -+=(舍去),所以2A B =,又ABC 为锐角三角形,所以π02π022π0π32B A B C B ⎧<<⎪⎪⎪<=<⎨⎪⎪<=-<⎪⎩,所以64ππ,B ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭;(2)由题可知11sin 22S ch ac B ==,即sin h a B =,又()sin 2sin sin π3a b cB B B ==-,所以4sin 2sin 3Ba B=,所以4sin 2sin 4sin 2sin sin sin 3sin 2cos cos 2sin B B B Bh a B B B B B B===+248tan 81133tan tan tan tan 2tan B B B B B B===-+-,由64ππ,B ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,可得tan B ⎫∈⎪⎪⎝⎭,所以3tan tan B B ⎛-∈ ⎝⎭,所以)4h ∈,即ABC 中AB 边上的高h 的取值范围是)4.24.(2023·辽宁鞍山·统考二模)请从①2sin cos cos cos a B B C B =;②()22sin sin sin sin sin A C B A C -=-;③sin 1cos Aa B=+这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并加以解答(如未作出选择,则按照选择①评分.选择的编号请填写到答题卡对应位置上)在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边,若___________,(1)求角B 的大小;(2)若△ABC 为锐角三角形,1c =,求22a b +的取值范围.【解析】(1)若选①因为2sin cos cos cos a B B C B =,由正弦定理得2sin sin cos cos cos A B B B C C B =,即sin sin (sin cos sin cos )A B B B C C B +sin()B B C =+,所以sin sin sin A B B A =,由(0,π)A ∈,得sin 0A ≠,所以sin B B =,即tan B =因为(0,π)B ∈,所以π3B =.若选②由22(sin sin )sin sin sin A C B A C -=-,化简得222sin sin sin sin sin A C B A C +-=.由正弦定理得:222a cb ac +-=,即222122a cb ac +-=,所以1cos 2B =.因为(0,π)B ∈,所以π3B =.若选③sin A =sin sin (1cos )B A A B =+,因为0πA <<,所以sin 0A ≠,1cos B B =+,所以π1sin 62B ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,又因为ππ5π666B -<-<,所以π3B =.(2)在ABC 中,由正弦定理sin sin a c A C =,得sin sin c A a C =,sin sin 2sin c B b C C ==由(1)知:π3B =,又с=1代入上式得:222223sin 3sin 3sin()22cos 12()cos 1cos 1cos sin sin sin sin A A B C a b c ab C C C CC C C C ++=+=+⨯=+=+22π1sin()3321cos 1cos 1sin 2tan C C C C C +=+==+因为ABC 为锐角三角形,所以π022ππ032C C ⎧<<⎪⎪⎨⎪<-<⎪⎩,解得ππ,62C ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以tan C1tan C ∴∈,所以()2222331711,72tan 2tan 2tan 68a b C C C ⎛+=++=++∈ ⎝⎭.25.(2023·福建·统考模拟预测)ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且π2sin 6b c A ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.(1)求C ;(2)若1c =,D 为ABC 的外接圆上的点,2BA BD BA ⋅=,求四边形ABCD 面积的最大值.【解析】(1)因为π2sin 6b c A ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,在ABC 中,由正弦定理得,i s n in 2sin πs 6B AC ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.又因为()()sin sin πsin B A C A C =--=+,所以()πsin 2s n sin i 6A C A C ⎛⎫+=+⎪⎝⎭,展开得sin cos cos sin sin sin cos 122A C A C C A A ⎫+=+⎪⎪⎝⎭,即sin cos 0n sin A C C A =,因为sin 0A ≠,故cos C C =,即tan C =又因为()0,πC ∈,所以π6C =.(2)解法一:如图1设ABC 的外接圆的圆心为O ,半径为R ,因为2BA BD BA ⋅= ,所以()0BA BD BA ⋅-= ,即0BA AD ⋅=,所以DA BA ⊥,故BD 是O 的直径,所以BC CD ⊥.在ABC 中,1c =,122πsin sin 6c A R BC =∠==,所以2BD =.在ABD △中,AD =.设四边形ABCD 的面积为S ,BC x =,CD y =,则224x y +=,ABD CBD S S S =+△△111222AB BC xyAD CD =+⋅=⋅22112222x y +≤+⋅=,当且仅当x y ==时,等号成立.所以四边形ABCD1+.解法二:如图1设ABC 的外接圆的圆心为O ,半径为R ,BD 在BA上的投影向量为BA λ ,所以()2BA BD BA BA BA λλ⋅=⋅= .又22BA BD BA BA ⋅== ,所以1λ=,所以BD 在BA 上的投影向量为BA ,所以DA BA ⊥.故BD 是O 的直径,所以BC CD ⊥.在ABC 中,1c =,122πsin sin 6c A R BC =∠==,所以2BD =,在ABD △中,AD =.设四边形ABCD 的面积为S ,CBD θ∠=,π0,2θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则2cos CB θ=,2sin CD θ=,所以ABD CBD S S S =+△△1122B AD CD AB C =⋅⋅+sin 22θ=+,当π22θ=时,S 最大,所以四边形ABCD1.解法三:如图1设ABC 的外接圆的圆心为O ,半径为R ,因为2BA BD BA ⋅= ,所以()0BA BD BA ⋅-= ,即0BA AD ⋅= ,所以DA BA ⊥.故BD 是O 的直径,所以BC CD ⊥.在ABC 中,1c =,122πsin sin 6c A R BC =∠==,所以2BD =.在ABD △中,AD =.设四边形ABCD 的面积为S ,点C 到BD 的距离为h ,则ABD CBD S S S =+△△1122AD h AB BD ⋅+⋅=2h =+,当1h R ==时,S 最大,所以四边形ABCD1.解法四:设ABC 的外接圆的圆心为O ,半径为R ,在ABC 中,1c =,122πsin sin 6c A R BC =∠==,故ABC 外接圆O 的半径1R =.即1OA OB AB ===,所以π3AOB ∠=.如图2,以ABC 外接圆的圆心为原点,OB 所在直线为x 轴,建立平面直角坐标系xOy ,则12A ⎛ ⎝⎭,()10B ,.因为C ,D 为单位圆上的点,设()cos ,sin C αα,()cos ,sin D ββ,其中()0,2πα∈,()0,2πβ∈.所以122BA ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭,()cos 1,sin BD ββ=- ,代入2BA BD BA ⋅= ,即1BA BD ⋅=,可得11cos 122ββ-+=,即π1sin 62β⎛⎫-= ⎪⎝⎭.由()0,2πβ∈可知ππ11π,666β⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭,所以解得ππ66β-=或π5π66β-=,即π3β=或πβ=.当π3β=时,A ,D 重合,舍去;当πβ=时,BD 是O 的直径.设四边形ABCD 的面积为S ,则11sin sin 2222ABD CBD S S S BD BD αα=+=⋅+⋅=+△△,由()0,2πα∈知sin 1α≤,所以当3π2α=时,即C 的坐标为()0,1-时,S 最大,所以四边形ABCD 面积最大值为12+.26.(2023·山西·校联考模拟预测)如图,在四边形ABCD 中,已知2π3ABC ∠=,π3BDC ∠=,AB BC ==(1)若BD =AD 的长;(2)求ABD △面积的最大值.【解析】(1)在BCD △中,由余弦定理,得2222cos BC BD DC BD DC BDC =+-⋅⋅∠,∴222π2cos 3CD CD =+-⨯⋅,整理得2720CD --=,解得CD =CD =-∴2222221c os27BD BC CD DBC BD BC +-∠===⋅,而2π(0,)3DBC ∠∈,故sin DBC ∠=,∴2π1311cos cos cos sin 32214ABD DBC DBC DBC ⎛⎫∠=-∠=-∠+∠= ⎪⎝⎭,故在ABD △中,2222cos AD AB BD AB BD ABD=+-⋅⋅∠221125714=+-⨯=,∴AD =(2)设,2π(0,)3CBD θθ∠=∈,则在BCD △中,sin sin BC BD BDC BCD=∠∠,则2πsin()sin π314sin()2πsin 3sin 3BC BCD BD BDCθθ-∠===+∠,所以π2π11sin sin 2214sin()()33ABD S AB BD ABD θθ=+=⨯⨯∠-⋅△2π34()θ=+,当2πsin (13θ+=,即π6θ=时,ABD △面积取到最大值27.(2023·湖南·校联考二模)在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c ,且满足236sin02A Ba b b +-+=.(1)求证:3cos 0a b C +=;(2)求tan A 的最大值.【解析】(1)∵236sin02A Ba b b +-+=,∴22π36sin36cos 022C Ca b b a b b --+=-+=,∴1cos 3602Ca b b +-+⋅=,∴3cos 0a b C +=.(2)由(1)可得:sin 3sin cos 0A B C +=,且C 为钝角,即4sin cos cos sin 0B C B C +=,即4tan tan 0B C +=,tan 4tan C B =-,()2tan tan 3tan 3tan tan 11tan tan 4tan 14tan tan B C B A B C B C B B B+=-+=-==-++34=,当且仅当14tan tan B B =,即1tan 2B =时取等号.故tan A 的最大值为34.28.(2023·黑龙江大庆·铁人中学校考二模)在ABC 中,a ,b ,c 分别是ABC 的内角A ,B ,C 所对的边,且sin sin sin sin b a c A C B C-=+-.(1)求角A 的大小;(2)记ABC 的面积为S ,若12BM MC = ,求2AMS的最小值.【解析】(1)因为sin sin sin sin b a c A C B C -=+-,即sin sin sin sin B C a cA C b--=+由正弦定理可得,b c a ca c b--=+,化简可得222a b c bc =+-,且由余弦定理可得,2222cos a b c bc A =+-,所以1cos 2A =,且()0,πA ∈,所以π3A =.(2)因为12BM MC = ,则可得1233AM AC AB =+ ,所以222212144cos 33999AM AC AB AC AC AB A AB ⎛⎫=+=+⋅+ ⎪⎝⎭22142999b c =++且1sin 2S bc A ==,即2221424299999b c bc bc bcAM S+++= 当且仅当1233b c =,即2b c =时,等号成立.所以2minAM S ⎛⎫ ⎪=⎪ ⎪⎝⎭ 29.(2023·云南·统考二模)ABC 中,内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,π3A =.(1)若2b =,3c =.求证:tan sin a bA B+=(2)若D 为BC 边的中点,且ABC的面积为AD 长的最小值.【解析】(1)证明:π3A =Q ,2b =,3c =,由余弦定理可得22212cos 4922372a b c bc A =+-=+-⨯⨯⨯=,a ∴=ππtan sin tan sin tan sin 33a b a a A B A A ∴+=+.(2)由1sin 24ABC S bc A bc ===V 24bc =.D 为边BC 的中点,则0DB DC +=,()()2AB AC AD DB AD DC AD ∴+=+++=,所以,()222222π422cos3AD AB ACAB AC AB AC c b cb =+=++⋅=++222372b c bc bc bc bc =++≥+==,即AD ≥当且仅当b c ==AD 长的最小值为30.(2023·广西·统考一模)在ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,满足(2)cos cos 0b a C c B ++=.(1)求C ;(2)若角C 的平分线交AB 于点D ,且2CD =,求2a b +的最小值.【解析】(1)因为(2)cos cos 0b a C c B ++=,由正弦定理得(sin 2sin )cos sin cos 0B A C C B ++=,即sin cos sin cos 2sin cos B C C B A C +=-,所以()sin sin 2sin cos B C A A C +==-,又()0,πA ∈,则sin 0A >,所以1cos 2C =-,又因()0,πC ∈,所以2π3C =;(2)因为角C 的平分线交AB 于点D ,所以π3ACD BCD ∠=∠=,由ABC ACD BCD S S S =+△△△,得12π1π1πsinsin sin 232323ab CD b CD a =⋅+⋅,即22a b ab +=,所以221ab+=,则()222422666b a a b a b a b a b ⎛⎫⎛⎫+=++=++≥+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭当且仅当24b a a b=,即2b ==时取等号,所以2a b +的最小值为6+.31.(2023·安徽宣城·统考二模)设ABC 的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,已知1sin 1cos 2cos sin 2A BA B--=.(1)判断ABC 的形状,并说明理由;(2)求2254cos a a c c B-的最小值.【解析】(1)ABC 为钝角三角形,证明如下:由21sin 1cos 22sin sin cos sin 22sin cos cos A B B B A B B B B--===,则有cos sin cos sin cos B A B B A -=,所以cos sin()B A B =+,因为()0,πA B +∈,所以()cos sin 0B A B =+>,则B 为锐角.所以()cos sin sin 2πB B A B ⎛⎫=-=+⎪⎝⎭,所以π2B A B -=+或()2πB A B π⎛⎫-++= ⎪⎝⎭,则22πA B +=或π2A =,由题意知cos 0A ≠,所以π2A ≠,所以22πA B +=,所以,22C πA B B πππ⎛⎫=--=+∈ ⎪⎝⎭,故ABC 为钝角三角形.(2)由(1)知22πA B +=,π2C B =+,由正弦定理,有22225sin 5sin 4cos sin 4sin cos a a A Ac c B C C B-=-22sin 25sin 222sin 4sin cos 22B B B B B ππππ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=-⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭222cos 25cos 2cos 4cos B B B B =-222222cos 15(2cos 1)cos 4c ()os B B B B --=-42224cos 4cos 155cos 4cos 2B B B B -+=+-229134cos 4cos 2B B =+-132≥12=-当且仅当2294cos 4cos B B=时等号成立,由B 为锐角,则cos 2B =,所以当π6B =时取最小值12-.32.(2023·全国·模拟预测)已知ABC 是斜三角形,角A ,B ,C 满足cos(2)cos sin 2A B A B ++=.(1)求证:cos sin 0C B +=;(2)若角A ,B ,C 的对边分别是边a ,b ,c ,求22245a b c+的最小值,并求此时ABC 的各个内角的大小.【解析】(1)由()cos 2cos sin2A B A B ++=得cos cos2sin sin2cos sin2A B A B A B -+=,所以()()cos 1cos21sin sin2A B A B +=+,所以()22cos cos 21sin sin cos A B A B B =+.因为ABC 是斜三角形,所以cos 0B ≠,所以()cos cos 1sin sin A B A B =+,所以cos cos sin sin sin 0A B A B B --=,所以()cos sin 0A B B +-=,又A B C π++=,所以cos sin 0C B +=.(2)在ABC 中,有sin 0B >,由(1)知cos sin 0C B +=,所以cos 0C <,于是角C 为钝角,角B 为锐角,根据cos cos 2C B π⎛⎫=+⎪⎝⎭,所以2C B π=+.由正弦定理,得()2222222222224sin 25sin 4sin 5sin 454sin 5sin 22sin sin sin C C B C B a b A B c C C Cππ⎛⎫⎛⎫-+- ⎪ ⎪++++⎝⎭⎝⎭===()()2222242222412sin 55sin 4cos 25cos 16sin 21sin 9sin sin sin CCC CC C CCC-+-+-+===,22916sin 21213sin C C=+-≥=,当且仅当22916sin sin C C =,即23sin 4C =,sin 2C =时等号成立,又角C 为钝角,所以120C =︒时,等号成立,由2C B π=+,得30B =︒,由180A B C ++=︒,得30A =︒,因此22245a b c +的最小值为3,此时三角形ABC 的各个内角为30A =︒,30B =︒,120C =︒.33.(2023·吉林·统考三模)如图,圆O 为ABC 的外接圆,且O 在ABC 内部,1OA =,2π3BOC ∠=.(1)当π2AOB ∠=时,求AC ;(2)求图中阴影部分面积的最小值.【解析】(1)法一:由题意可知,π2π5π2π236AOC ∠=--=,在AOC 中,由余弦定理得2222311211cos 22AC OA OC OA O AOC C ⎛∠=+-⨯⨯⨯-=+⎭-⎝=+⋅∴622AC =.法二:在ABC 中,π2π5π2π236AOC ∠=--=,1OA =,1π24ACB AOB ∠=∠=,15π212ABC AOC ∠=∠=,AB =由正弦定理得sin sin AB ACACB ABC=∠∠,∴π5πsin sin 412AC=,5πππππππsin sin()sin cos cos sin 124646464=+=+=,∴2AC =.(2)设AOB θ∠=,则4π3AOC θ∠=-114π1π11sin 11sin sin sin 22323AOB AOC S S θθθθ⎡⎤⎛⎫⎛⎫+=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-=-- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦△△13πsin sin 22226θθθ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,设阴影部分面积为S ,优弧 BC所对的扇形BOC 面积为S 扇形,则212π2π12π233S ⎛⎫=⨯⨯-= ⎪⎝⎭扇形,∴()π2πsin 263AOB AOC S S S S θ⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭扇形△△,∵点O 在ABC 内部,∴ππ3θ<<,∴ππ5π666θ<-<,当ππ62θ-=时,即2π3θ=时,min 2π3S =-。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
江苏高考数学专题练习——函数
1. 已知函数,,则的解集是 .
2. 设函数,则满足的的取值范围为 .
3. 已知函数,不等式对恒成立,则
.*
4. 已知函数f (x )=e x -1
-tx ,∃x 0∈R ,f (x 0)≤0,则实数t 的取值范围 .
5. 已知函数f (x )=2x 3
+7x 2
+6x
x 2+4x +3,x ∈0,4],则f (x )最大值是 .*
6. 已知函数,若在区间上有且只有2个零点,
则实数的取值范围是 .
7. 已知函数2()12f x x x =-的定义域为[]0m ,,值域为2
0am ⎡⎤⎣⎦,,则实数a 的取值范围
是 . *
8. 若存在实数,使不等式成立,则实数的取值范围为 .
9. 设函数,若关于的不等式在实数集上有解,则
实数的取值范围是 .*
10. 已知函数f (x )=⎩⎨⎧x 2
-1,x ≥0,
-x +1,x <0.
若函数y =f (f (x ))-k 有3个不同的零点,则实数
k 的取值范围是 .
11. 设a 为实数,记函数f (x )=ax -ax 3(x ∈1
2,1])的图象为C .如果任何斜率不小于1的直
线与C 都至多有一个公共点,则a 的取值范围是 .
2()||2
x f x x +=
+x R ∈2
(2)(34)f x x f x -<-⎩⎨⎧≥<-=1
,21,13)(2x x x x x f 2
))((2))((a f a f f =2()()()(0)f x x a x b b =--≠()()f x mxf x '≥x R ∀∈2m a b +-=222101,
()2 1,x mx x f x mx x ⎧+-=⎨+>⎩
,,≤≤()f x [)0,+∞m 2e 2e 10x x a +≥-()33,2,x x x a f x x x a ⎧-<=⎨-≥⎩
,()4f x a >R
12. 若函数f (x )=x 2-m cos x +m 2
+3m -8有唯一零点,则满足条件的实数m 组成的集合为 .
13. 已知实数x ,y 满足约束条件若不等式m (x 2+y 2)≤(x+y )2恒成立,则实数m
的最大值是 .
14.函数f (x )=1
lg x
+2-x 的定义域为________.
15.函数f (x )=⎝ ⎛⎭
⎪⎫122x -x 2
的值域为________.
16.设函数f (x )=x 2
+(a -2)x -1在区间(-∞,2]上是减函数,则实数a 的最大值为________.
17.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪
⎧|ln x |,x >0,
⎝ ⎛⎭
⎪⎫12x ,x <0,若f (a )+f (-1)=3,则a =________.
18.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪
⎧|2x
-1|,x <2,3x -1,x ≥2,若方程f (x )-a =0有三个不同的实数根,则实数a 的
取值范围是________.
19.若函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间[0,+∞)上是单调增函数.如果实数t 满
足f (ln t )+f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫ln 1t ≤2f (1),那么t 的取值范围是________.
20.已知奇函数f (x )是R 上的单调函数,若函数y =f (x 2
)+f (k -x )只有一个零点,则实数k 的值是________.
21.设函数
, ,则满足 的a 的取值范围_______.(类2) (注:“*”为难题)
江苏高考数学专题练习——函数
参考答案
1. 【答案】(1,2).
【解析】,由得1<x<2. 2.
3.
4. 【答案】(-∞,0)∪1
,
+∞).
5.
6. 【答案】.
【解析】法一:由题意得:当时,函数的对称轴,且,
所以,此时在上至多有一个零点,而在没有零点.所以,
1
()4
102x f x x x ≥⎧⎪
=⎨--<⎪-⎩
2
22
0234
x x x x x ⎧-<⎪⎨-<-⎪⎩1
02
m -≤<0m ≥2()222f x x mx =+-02
m
-
≤(0)1f =-()f x []0,1()2f x mx =+()1,+∞
不符合
题意.当时,函数的对称轴,且,所以,此时在
上至多有一个零点,而在至多有一个零点,若在有且只有
2个零点,
则要求,解之可得.综上:
7.
8. 【答案】
【解析】2
221212,(0),21 1.x
x x
e a t t t t t a e e
-⇒≥=-=>-≥-∴≥- 0m ≥0m <2()221f x x mx =+-02
m
-
>(0)1f =-()f x []0,1()2f x mx =+()1,+∞()f x [)0,+∞012221020
m m m ⎧
<-≤⎪⎪+-≥⎨⎪+>⎪⎩
102m -≤<1
02m -≤
<[1,)-+∞2e 2e 10x x a +≥-
9. 【答案】
.
【解析】当,函数有最大值,此时, 解得,又因为,所以;
当,函数有最大值2,此时解得, 又,
所以 当,函数无最大值,因为取不到,所以
即解得或
又因为,所以;综上所
述,的取值范围是
.
10. 【答案】(1,2].
【解析】f (f (x ))=⎩⎪⎨⎪⎧x 2
-2x ,x <
0,2-x 2,0≤x <1,x 4-2x 2,x ≥1.作出函数f (f (x
))的图像可知,当1<k
≤2时,
函数y =f (f (x ))-k 有3个不同的零点. 11. 【答案】.
12. 【答案】{2}
13. 【答案】
【解析】作出线性约束条件下的可行域如图中阴影部分所示,显然,A (2,3),B (3,3),
(
)
1,72⎛⎫-∞+∞
⎪
⎝⎭1a ≤-()f x 2a -24a a ->0a <1a ≤-1a ≤-12a -<≤()f x 24a >1
2
a <
12a -<≤1
12
a -<<2a >()f x 3
3a a -334a a a ->3
70a a ->0,a <a >2a >a >
(
)
1,72⎛⎫-∞+∞
⎪
⎝
⎭1,42⎡⎤-⎢⎥⎣
⎦
令目标函数z=,它表示经过点(0,0)及可行域内的点(x ,y )的直线的斜率,从而
1≤z ≤.不等式m (x 2+y 2)≤(x+y )2恒成立,也就是m ≤恒成立,令u=,则
u=1+=1+=1+1≤z ≤,当1≤z ≤时,2≤+z ≤,从而
≤≤1,所以≤1+≤2,于是m ≤,即实数m 的最大值为.
14.(0,1)∪(1,2]
15. ⎣⎡⎭
⎫12,+∞. 16.解析 函数f (x )图象的对称轴x =-a -22,则函数f (x )在⎝
⎛⎦⎤-∞,-a -22上单调递减,
在区间⎣⎡⎭⎫-
a -22,+∞上单调递增,所以2≤-a -22,解得a ≤-2. 17. e 或1
e
18. 画出函数f (x )的图象如图所示,
观察图象可知,若方程f (x )-a =0有三个不同的实数根,则函数y =f (x )的图象与直线y =a 有3个不同的交点,此时需满足0<a <1. 答案 (0,1)
19. 依题意,不等式f (ln t )+f ⎝⎛⎭
⎫ln 1t =f (ln t )+f (-ln t )=2f (|ln t |)≤2f (1),即f (|ln t |)≤f (1),又|ln t |≥0,函数f (x )在[0,+∞)上是增函数,因此有|ln t |≤1,-1≤ln t ≤1,1e ≤t ≤e ,即实数t 的取值范围是⎣⎡⎦
⎤1e ,e . 20.解析 利用等价转化思想求解.函数y =f (x 2)+f (k -x )只有一个零点,即方程f (x 2)+f (k -x )=0只有一解.又f (x )是R 上的奇函数,且是单调函数,所以f (x 2)=-f (k -x )=
f (x -k ),即x 2-x +k =0只有一解,所以Δ=1-4k =0,解得k =1
4
.
21.
,。