含参数的二次函数求值域问题解析.doc

合集下载

二次函数在闭区间上的最值问题

二次函数在闭区间上的最值问题

二次函数在闭区间上的最值问题湖北省荆州中学 鄢先进二次函数在闭区间上的最值问题是高中数学的重点和热点问题,频繁出现在函数试题中,很受命题者亲睐。

影响二次函数在闭区间上最值问题的主要因素是二次函数图像的开口方向与所给区间和对称轴的位置关系。

本文介绍有关二次函数在闭区间上最值问题的常见类型及解题策略,供同学们参考。

类型一 定轴定区间例1.已知函数2()2f x x x =-,求()f x 的最小值. 解:22()2(1)1f x x x x =-=-- 由图像可知,当1x =时,min ()1f x =-变式1.已知函数2()2f x x x =-,[2,4]x ∈,求()f x 的最小值。

分析:由图像可知,函数)(x f 在[2,4]为增函数,min ()(2)0f x f ∴==变式2.已知函数2()2f x x x =-,[0,3]x ∈,求()f x 的最大值.分析:由图像可知函数()f x 在[0,1]上递减,在[1,3]上递增,且3离对称轴的距离大于0离对称轴的距离。

max ()(3)3f x f ∴==例2.已知二次函数f x ax ax a ()=++-2241在区间[]-41,上的最大值为5,求实数a 的值。

解:将二次函数配方得f x a x a a ()()=++--24122,函数图像对称轴方程为x =-2,顶点坐标为()---2412,a a ,图像开口方向由a 决定。

很明显,其顶点横坐标在区间[]-41,内。

x①若a <0,函数图像开口向下,如下图1所示。

当x =-2时,函数()f x 取得最大值5 即f a a ()-=--=24152,解得a =±210 故a a =-=+210210()舍去图1 图2②若a >0,函数图像开口向上,如上图2所示,当x =1时,函数()f x 取得最大值5 即f a a ()15152=+-=,解得a a ==-16或,故a a ==-16()舍去综上可知:函数f x ()在区间[]-41,上取得最大值5时,a a =-=2101或 点拨:求解有关二次函数在闭区间上的最值问题,应先配方,作出函数图像,然后结合其图像研究,要特别注意开口方向、对称轴和区间的相对位置。

微专题13 含参数二次函数的最值问题(原卷版)

微专题13 含参数二次函数的最值问题(原卷版)

微专题13 含参数二次函数的最值问题【方法技巧与总结】1、定轴定区间型:即定二次函数在定区间上的最值,其区间和对称轴都是确定的,要将函数配方,再根据对称轴和区间的关系,结合函数在区间上的单调性,求其最值(可结合图象);2、动轴定区间型:即动二次函数在定区间上的最值,其区间是确定的,而对称轴是变化的,应根据对称轴在区间的左、右两侧和穿过区间这三种情况分类讨论,再利用二次函数的示意图,结合其单调性求解;3、定轴动区间型:即定二次函数在动区间上的最值,其对称轴确定而区间在变化,只需对动区间能否包含抛物线的定点横坐标进行分类讨论;4、动轴动区间型:即动二次函数在动区间上的最值,其区间和对称轴均在变化,根据对称轴在区间的左、右两侧和穿过区间这三种情况讨论,并结合图形和单调性处理。

【题型归纳目录】 题型一:定轴定区间型 题型二:动轴定区间型 题型三:定轴动区间型 题型四:动轴动区间型题型五:根据二次函数的最值求参数 【典型例题】 题型一:定轴定区间型例1.(2022·全国·高一专题练习)函数()232f x x x =++在区间[] 55-,上的最大值、最小值分别是( ) A .1124-,B .212,C .1424-, D .最小值是14-,无最大值例2.(2022·全国·高一课前预习)函数y =x 2-2x +2在区间[-2,3]上的最大值、最小值分别是( ) A .10,5 B .10,1 C .5,1 D .以上都不对例3.(2022·陕西·榆林市第十中学高一期中)若二次函数()()()24f x a x x =+-的图像经过点()0,4-,则函数()f x 在[]4,2-上的最小值为___________.例4.(2022·全国·高一专题练习)已知函数242y x x =-+-,当14x ≤≤上时y 的最小值是________例5.(2022·广西南宁·高一期末)已知函数2()25,[1,5]f x x x x =-+∈-.则函数的最大值和最小值之积为______题型二:动轴定区间型例6.(2022·全国·高一课时练习)已知函数()()20f x x mx m =->在区间[]0,2上的最小值为()g m .(1)求函数()g m 的解析式. (2)定义在()(),00,∞-+∞上的函数()h x 为偶函数,且当0x >时,()()h x g x =.若()()4h t h <,求实数t 的取值范围.例7.(2022·全国·高一单元测试)已知函数2()2(f x x mx m m =-++∈R).当[1,1]x ∈-时,设()f x 的最大值为M ,则M 的最小值为( )A .14B .0C .14-D .1-例8.(2022·全国·高一单元测试)已知函数()()2213f x x k x =-++.(1)若函数()f x 为偶函数,求实数k 的值;(2)若函数()f x 在区间[]1,3-上具有单调性,求实数k 的取值范围;(3)求函数()f x 在区间[]22-,上的最小值.例9.(2022·全国·高一专题练习)已知函数()221f x x mx =++.(1)若1m =,求()f x 在13x -≤≤上的最大值和最小值; (2)求()f x 在22x -≤≤上的最小值;(3)在区间12x -≤≤上的最大值为4,求实数m 的值.例10.(2022·广东湛江·高一期末)已知函数()()f x x x a =-.其中a R ∈,且0a >. (1)求函数()f x 的单调区间; (2)求函数()f x 在1,12⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的最小值.例11.(2022·上海师大附中高一期末)已知函数2(1)h x ax x=+(常数a R ∈).(1)当2a =时,用定义证明()y h x =在区间[]1,2上是严格增函数; (2)根据a 的不同取值,判断函数()y h x =的奇偶性,并说明理由;(3)令1()()2f x h x x a x=--+,设()f x 在区间[]1,2上的最小值为()g a ,求()g a 的表达式.例12.(2022·全国·高一专题练习)已知函数()21f x x x a x R a R =+-+∈∈,,. (1)当1a =时,求函数()f x 的最小值 (2)求函数()f x 的最小值为()g a .例13.(2022·全国·高一课时练习)已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数,且当0x ≤时,()22f x x x =+,现已画出函数()f x 在y 轴左侧的图象,如图所示,请根据图象.(1)补充完整图象并写出函数()()f x x R ∈的增区间; (2)写出函数()()f x x R ∈的解析式;(3)若函数()()[]()211,2g x f x ax x =-+∈,求函数()g x 的最小值.例14.(2022·安徽·合肥市第十中学高一期中)设函数2()43f x x ax =-+ (1)函数f (x )在区间[1,3]有单调性,求实数a 的取值范围; (2)求函数f (x )在区间[1,3]上的最小值h (a ).题型三:定轴动区间型例15.(2022·全国·高一单元测试)已知函数()22f x x mx n =++的图象过点(0,1)-,且满足()()12f f -=.(1)求函数()f x 的解析式;(2)求函数()f x 在[],2a a +上的最小值;例16.(2022·江苏·高一单元测试)二次函数()f x 满足()()12f x f x x +-=且()01f =. (1)求()f x 的解析式;(2)当[]11x ∈-,时,不等式()2f x x m >+恒成立,求实数m 的取值范围.(3)设函数()f x 在区间[]1a a +,上的最小值为()g a ,求()g a 的表达式.例17.(2022·全国·高一期中)已知二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠,且满足(0)2f =,(1)()21f x f x x +-=+.(1)求函数()f x 的解析式;(2)当[,2]x t t ∈+(R t ∈)时,求函数()f x 的最小值()g t (用t 表示).例18.(2022·全国·高一专题练习)已知函数()222f x x ax =++.(1)当1a =时,求函数()f x 在区间[)23-,上的值域; (2)当1a =-时,求函数()f x 在区间[]1t t +,上的最大值;(3)求()f x 在[]55-,上的最大值与最小值.例19.(2022·江苏南通·高一开学考试)已知关于x 的函数22 4.y x mx =-+ (1)当23x -≤≤时,求函数224y x mx =-+的最大值; (2)当23x -≤≤时,若函数最小值为2,求m 的值.例20.(2022·全国·高一专题练习)已知()f x 是二次函数,不等式()0f x <的解集是()05,,且()f x 在区间[]2-,4上的最大值是28. (1)求()f x 的解析式;(2)设函数()f x 在[]1x t t ∈+,上的最小值为()g t ,求()g t 的表达式.题型四:动轴动区间型例21.(2022·江苏·楚州中学高一期中)已知函数2()2(0)f x x ax a =-> (1)当2a =时,解关于x 的不等式3()5f x -<<(2)函数()y f x =在[],2t t +的最大值为0,最小值是-4,求实数a 和t 的值.例22.(2022·贵州毕节·高一期末)已知函数2()2(0)f x x ax a =->. (1)当3a =时,解关于x 的不等式5()7f x -<<;(2)函数()y f x =在[],2t t +上的最大值为0,最小值是4-,求实数a 和t 的值.例23.(2022·四川巴中·高一期中)已知a R ∈,函数()f x x x a =-. (1)设1a =,判断函数()f x 的奇偶性,请说明理由;(2)设0a ≠,函数()f x 在区间(),m n 上既有最大值又有最小值,请分别求出m ,n 的取值范围.(只要写出结果,不需要写出解题过程)例24.(2022·江苏苏州·高一期末)已知函数f (x )=x |x ﹣m |+n . (1)当f (x )为奇函数,求实数m 的值;(2)当m =1,n >1时,求函数y =f (x )在[0,n ]上的最大值.例25.(2022·浙江·磐安县第二中学高一开学考试)已知R a ∈,函数()f x x x a =-, (1)当2a =时,写出函数()y f x =的单调递增区间; (2)当2a >时,求函数()f x 在区间[]1,2上的最小值;(3)设0a ≠,函数()f x 在(),m n 上既有最大值又有最小值,请分别求出,m n 的取值范围(用a 表示)例26.(2022·全国·高一课时练习)已知函数()()2222f x x a x a =-++,()()22228g x x a x a =-+--+.设()()(){}1max ,H x f x g x =,()()(){}2min ,H x f x g x =.记()1H x 的最小值为A ,()2H x 的最大值为B ,则A B -=______.例27.(2022·浙江·温州市第二十二中学高一开学考试)函数()f x x x a =-, (1)若()f x 在R 上是奇函数,求a 的值;(2)当2a =时,求()f x 在区间(0,4]上的最大值和最小值;(3)设0a >,当m x n <<时,函数()f x 既有最大值又有最小值,求m n 、的取值范围(用a 表示)题型五:根据二次函数的最值求参数例28.(2022·全国·高一专题练习)已知抛物线2y x bx c =-++与x 轴的一个交点为(1,0)-,且经过点(2,)c .(1)求抛物线与x 轴的另一个交点坐标.(2)当2t x t ≤≤-时,函数的最大值为M ,最小值为N ,若3M N -=,求t 的值.例29.(2022·全国·高一专题练习)若函数f (x )=ax 2+2ax +1在[-1,2]上有最大值4,则a 的值为( ) A .38B .-3C .38或-3D .4例30.(2022·全国·高一课时练习)函数()f x x x a =-在区间()0,1上既有最大值又有最小值,则实数a 的取值范围是( ) A .)222,0⎡-⎣ B .()0,222 C .2⎡⎫⎪⎢⎪⎣⎭D .)222,1⎡⎣例31.(2022·上海交大附中高一阶段练习)已知二次函数[]224,0,y x x x m =-+∈的最小值是3,最大值是4,则实数m 的取值范围是___________.例32.(2022·湖北黄石·高一期末)已知函数21()2f x x x =-+.若()f x 的定义域为[,]m n ,值域为[2,2]m n ,则m n +=__________.【过关测试】 一、单选题1.(2022·甘肃·民勤县第一中学高一阶段练习)有如下命题:①若幂函数()y f x =的图象过点12,2⎛⎫⎪⎝⎭,则()132f >; ②函数()()110,1x f x a a a -=+>≠的图象恒过定点()1,2; ③函数()1221log f x x x =--有两个零点; ④若函数()224f x x x =-+在区间[]0,m 上的最大值为4,最小值为3,则实数m 的取值范围是[]1,2.其中真命题的序号为( ). A .①②B .②④C .①④D .②③2.(2022·全国·高一专题练习)若函数2()23f x x bx a =-+在区间[0,1]上的最大值是M ,最小值m ,则M m -( )A .与a 无关,且与b 有关B .与a 有关,且与b 无关C .与a 有关,且与b 有关D .与a 无关,且与b 无关3.(2022·河南·郏县第一高级中学高一开学考试)已知()f x 为奇函数,且当0x >时,2()42f x x x =-+,则()f x 在区间[]4,2--上( ) A .单调递增且最大值为2 B .单调递增且最小值为2 C .单调递减且最大值为-2D .单调递减且最小值为-24.(2022·黑龙江·哈尔滨德强学校高一期中)已知函数()22f x x x a a =-++在区间[0,2]上的最大值是1,则a 的取值范围是( ) A .10,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦C .1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭D .110,,22⎛⎫⎛⎫⋃+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭5.(2022·湖北·恩施土家族苗族高中高一阶段练习)已知函数2y x ax b =++(,R a b ∈)的最小值为0,若关于x 的不等式2x ax b c 的解集为{}|4x m x m <<+,则实数c 的值为( ) A .9B .8C .6D .46.(2022·河南·濮阳一高高一期中(理))已知定义域为R 的函数()f x 满足()()13f x f x +=,且当(]01x ∈,时,()()41f x x x =-,则当(]20x ∈-,时,()f x 的最小值为( ) A .181-B .127-C .19-D .13-7.(2022·河北省博野中学高一开学考试)已知m ,n 是关于x 的一元二次方程x 2﹣2tx +t 2﹣2t +4=0的两个实数根,则(m +2)(n +2)的最小值是( ). A .7B .11C .12D .168.(2022·陕西商洛·高一期末)若函数()2f x x bx c =++满足()10f =,()18f -=,则下列判断错误的是( )A .1b c +=-B .()30f =C .()f x 图象的对称轴为直线4x =D .f (x )的最小值为-1二、多选题9.(2022·全国·高一课时练习)设函数()21,21,ax x a f x x ax x a -<⎧=⎨-+≥⎩,()f x 存在最小值时,实数a 的值可能是( ) A .2B .-1C .0D .110.(2022·全国·高一课时练习)定义在R 上的奇函数()f x 在(),0∞-上的解析式()()1f x x x =+,则()f x 在[)0,∞+上正确的结论是( ) A .()00f =B .()10f =C .最大值14D .最小值14-11.(2022·浙江省龙游中学高一期中)已知函数()221f x x mx =-+,则下列结论有可能正确的是( )A .()f x 在区间[]1,2上无最大值B .()f x 在区间[]1,2上最小值为()f mC .()f x 在区间[]1,2上既有最大值又有最小值D .()f x 在区间[]1,2上最大值()1f ,有最小值()2f12.(2022·全国·高一单元测试)若[]()()11,9f x x x =+∈,()22()()g x f x f x =+,那么( )A .()g x 有最小值6B .()g x 有最小值12C .()g x 有最大值26D .()g x 有最大值182三、填空题13.(2022·上海·复旦附中高一开学考试)已知M 、N 两点关于y 轴对称,且点M 在双曲线12y x=上,点N 在直线3yx上,设点M 的对称点坐标为(),a b ,则二次函数()2y abx a b x =-++的最小值为______.14.(2022·全国·高一专题练习)已知二次函数22y x x c =-++,当12x -≤≤时,函数的最大值与最小值的差为______15.(2022·全国·高一专题练习)若函数()221f x x ax a =-+-在[0,2]上的最小值为1-.则=a ____.16.(2022·全国·高一专题练习)设函数()2,2,x x a f x x x a ⎧≤=⎨+>⎩,若()f x 有最小值,则a 的取值范围是______. 四、解答题17.(2022·全国·高一专题练习)如图,抛物线23y ax bx =+-与x 轴交于点()1,0A -,()3,0B ,交y 轴于点C .(1)求该抛物线的函数解析式;(2)当1m x m -≤≤时,函数23y ax bx =+-有最小值2m ,求m 的值.18.(2022·全国·高一课时练习)已知函数()()2y x x a =-+,其中R a ∈. (1)若函数的图象关于直线1x =对称,求a 的值; (2)试述函数值的变化趋势及函数的最大值或最小值.19.(2022·全国·高一专题练习)已知函数()221f x x mx =++.(1)若1m =,求()f x 在[]13,-上的最大值和最小值; (2)若()f x 在[]22-,为单调函数,求m 的值; (3)在区间[]12-,上的最大值为4,求实数m 的值.20.(2022·江西省铜鼓中学高一阶段练习)二次函数()()2210g x mx mx n m =-++>在区间[]0,3上有最大值4,最小值0.(1)求函数()g x 的解析式;(2)设()()(2)f x g x a x =+-,且()f x 在[1,2]-的最小值为3-,求a 的值.1121.(2022·全国·高一课前预习)(1)已知函数2()21f x ax ax =++在区间[-1,2]上最大值为4,求实数a 的值;(2)已知函数2()22f x x ax =-+,x ∈[-1,1],求函数()f x 的最小值.22.(2022·天津市武清区杨村第一中学高一期末)已知函数()22f x x mx n =++的图象过点()1,1-,且满足()()23f f -=.(1)求函数()f x 的解析式:(2)求函数()f x 在[],2a a +上的最小值;(3)若0x 满足()00f x x =,则称0x 为函数()y f x =的不动点,函数()()g x f x tx t =-+有两个不相等且正的不动点,求t 的取值范围.。

考点02 二次函数及指对数函数问题的探究(解析版)

考点02  二次函数及指对数函数问题的探究(解析版)

考点02 二次函数及指、对数函数问题的探究【知识框图】【自主热身,归纳提炼】1、(2019南京、盐城一模)已知y =f(x)为定义在R 上的奇函数,且当x >0时,f (x )=e x +1,则f (-ln2)的值为________.【答案】-3【解析】因为f(x)为奇函数,所以f(-ln 2)=-f(ln 2)=-(e ln 2+1)=-(2+1)=-3.2、(2016常州期末) 函数f (x )=log 2(-x 2+22)的值域为________. 【答案】. ⎝⎛⎦⎤-∞,32 【解析】由题意可得-x 2+22>0,即-x 2+22∈(0,22],故所求函数的值域为⎝⎛⎦⎤-∞,32. 3、(2018南京、盐城、连云港二模)函数f(x)=lg (2-x)的定义域为________.【答案】. (-∞,2)【解析】由题意得2-x>0,即x<2,所以函数f(x)=lg (2-x)的定义域为(-∞,2).4、(2018苏州期末)已知4a =2,log a x =2a ,则正实数x 的值为________. 【答案】 12【解析】由4a =2,得22a =21,所以2a =1,即a =12.由log 12x =1,得x =⎝⎛⎭⎫121=12.5、(2015南京调研)设函数f (x )=x 2-3x +a .若函数f (x )在区间(1,3)内有零点,则实数a 的取值范围为________. 【答案】⎝⎛⎦⎤0,94 解法 1 由f (x )=0得a =-x 2+3x =-⎝⎛⎭⎫x -322+94.因为x ∈(1,3),所以-⎝⎛⎭⎫x -322+94∈⎝⎛⎦⎤0,94,所以a ∈⎝⎛⎦⎤0,94.解法 2 因为f (x )=x 2-3x +a =⎝⎛⎭⎫x -322-94+a ,所以要使函数f (x )在区间(1,3)内有零点,则需f ⎝⎛⎭⎫32≤0且f (3)>0,解得0<a ≤94.解后反思 解法1将函数有零点的问题转化为方程后,再分离出参数a ,从而转化为求函数的值域来加以解决,这体现了函数与方程之间的相互转化关系的应用;解法2则是借助于函数的图像,通过数形结合的方法来解决的.6、(2015苏州期末) 已知函数f (x )=lg ⎝⎛⎭⎫1-a 2x 的定义域是⎝⎛⎭⎫12,+∞,则实数a 的值为________. 【答案】 2【解析】解法1 由1-a 2x >0,得2x >a .显然a >0,所以x >log 2a .由题意,得log 2a =12,即a = 2.解法2 (秒杀解法)当x =12时,必有1-a2x =0,解得a = 2.7、 (2018苏北四市、苏中三市三调)已知函数f (x )=x 2+ax +b (a ,b ∈R )的图像与x 轴相切,若直线y =c 与y =c +5分别交f (x )的图像于A ,B ,C ,D 四点,且四边形ABCD 的面积为25,则正实数c 的值为________.【答案】4【解析】:由题意得a 2=4b .又由x 2+ax +b =c 得AB =|x 1-x 2|=a 2-4(b -c )=2c .同理CD =2c +5.因为四边形ABCD 为梯形,所以25=12(2c +5+2c )×5,解得c =4.8、(2017徐州、连云港、宿迁三检)如图,已知正方形ABCD 的边长为2,BC 平行于x 轴,顶点A ,B 和C 分别在函数13log a y x =,22log a y x =和3log a y x =(1a >)的图象上,则实数a 的值为 ____ .【答案】2【解析】设)log 3,(t t A a (0>t ),因为正方形ABCD 的边长为2,所以)log 2,(t t B a ,)log 2,(2t t C a ,则⎩⎨⎧=-=-2log 2log 322t t t t a a ,即⎩⎨⎧==--2log 022t t t a ,解之得⎩⎨⎧==22a t ,即所求的实数a 的值为2.9、(2017徐州、连云港、宿迁三检)已知对于任意的(,1)(5,)x ∈-∞+∞U ,都有22(2)0x a x a --+>,则实数a 的取值范围是 ▲ .【答案】 ]5,1(【解析】 当04)2(42<--=∆a a ,即0452<+-a a ,41<<a 时,满足题意;当04)2(42≥--=∆a a ,即0452≥+-a a ,1≤a 或4≥a 时,则⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥+--≥+--<---<0)2(1050)2(2152)2(2122a a a a a ,解之得⎪⎩⎪⎨⎧≤≤<<5573a a a ,所以53≤<a ,又因为1≤a 或4≥a ,所以54≤≤a ,综上所述,实数a 的取值范围为]5,1(。

考点08 二次函数在闭区间上的最值(值域)问题的解法(解析版)

考点08  二次函数在闭区间上的最值(值域)问题的解法(解析版)

专题二函数考点8 二次函数在闭区间上的最值(值域)问题的解法【方法点拨】一、知识梳理二、二次函数在闭区间上的最值(值域)问题的解法【高考模拟】1.已知函数()bf x ax x=+,若存在两相异实数,m n 使()()f m f n c ==,且40a b c ++=,则||m n -的最小值为( )A .22B 3C 2D 3【答案】B 【分析】由题设可得20(0)ax cx b x -+=≠,又()()f m f n c ==即,m n 为方程两个不等的实根,即有,c bm n mn a a+==,结合2||()4m n m n mn -=+-40a b c ++=得2||16()41b bm n a a-=⋅+⋅+.【解析】由题意知:当()bf x ax c x=+=有20(0)ax cx b x -+=≠, ∵()()f m f n c ==知:,m n 是20(0,0,0)ax cx b x a b -+=≠≠≠两个不等的实根.∴,c b m n mn a a +==,而2224||()4c ab m n m n mn a--=+-= ∵40a b c ++=,即4c b a =--,∴||m n -=b t a =,则||m n -==∴当18t =-时,||m n -故选:B 【点睛】关键点点睛:由已知条件将函数转化为一元二次方程的两个不同实根为,m n ,结合韦达定理以及||m n -=.2.已知函数2()f x ax bx c =++,满足(3)(3)f x f x +=-,且(4)(5)f f <,则不等式(1)(1) f x f -<的解集为( )A .(0,)+∞B .(2,)-+∞C .(4,0)-D .(2,4)【答案】C 【分析】由题设知()f x 关于3x =对称且开口向上,根据二次函数的对称性(1)(1)f x f -<有115x <-<,求解集. 【解析】依题意,有二次函数关于3x =对称且开口向上,∴根据二次函数的对称性:若(1)(1)f x f -<,即有115x <-<, ∴40x -<<. 故选:C 【点睛】关键点点睛:由题设可得()f x 关于3x =对称且开口向上,根据对称性求函数不等式的解集即可. 3.已知函数()sin f x x x =+,若存在[0,]x π∈使不等式(sin )(cos )f x x f m x ≤-成立,则整数m 的最小值为( ) A .1-B .0C .1D .2【答案】A 【分析】先对()f x 求导可得()1cos 0f x x '=+≥,()f x 单调递增,原不等式可化为存在[0,]x π∈ 使得sin cos x x m x ≤-有解,即sin cos m x x x ≥+对于[0,]x π∈有解,只需()min m g x ≥, 利用导数判断()g x 的单调性求最小值即可. 【解析】由()sin f x x x =+可得()1cos 0f x x '=+≥, 所以()sin f x x x =+在[0,]x π∈单调递增,所以不等式(sin )(cos )f x x f m x ≤-成立等价于sin cos x x m x ≤-, 所以sin cos m x x x ≥+对于[0,]x π∈有解, 令()sin cos g x x x x =+,只需()min m g x ≥, 则()sin cos sin cos g x x x x x x x '=+-=, 当02x π≤≤时,()cos 0g x x x '=≥,()g x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦单调递增, 当2x ππ<≤时,()cos 0g x x x '=<,()g x 在,2ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦单调递减, ()0cos01g ==,()sin cos 1g ππππ=+=-,所以()()min 1g x g π==-, 所以1m ≥-,整数m 的最小值为1-, 故选:A. 【点睛】方法点睛:若不等式(),0f x λ≥()x D ∈(λ是实参数)有解,将(),0f x λ≥转化为()g x λ≥或()()g x x D λ≤∈有解,进而转化为()max g x λ≤或()()min g x x D λ≥∈,求()g x 的最值即可.4.已知函数2()26f x x ax =+--,若存在a R ∈,使得()f x 在[2,]b 上恰有两个零点,则实数b的最小值为( )A .B .4C .2+D .2+【答案】C 【分析】由函数在[2,]b 上恰好有2个零点可得,可得零点必在区间的端点,讨论零点为2和b 时,解得a 的值,将a 的值代入使得函数值f (b )0=求出b 的值即可. 【解析】因为函数2())|2|6f x x ax =+--在[2,]b 上恰有两个零点,所以在2x =与x b =时恰好取到零点的最小值和最大值时,实数b 取最小值, 若2x =,()f x 的零点满足f (2)2|222|60a =+--=,解得2a =,或4a =-,当2a =,2()|22|6f x x x =+--,满足()f x 在[2,]b 上恰好有2个零点,则f (b )2|22|60b b =+--=,且2b >,解得2b =(舍)或4b =-(舍),当4a =-时,2()|42|6f x x x =---且2b >,满足()f x 在[2,]b 上恰好有2个零点, 则f (b )2|42|60b b =---=,2b >,所以2|42|6b b --=,即2426b b --=-整理2440b b -+=,解得2b =(舍),或2480b b --=解得:2b =-(舍)或2b =+综上所述,当2b =+()f x 在[2,]b 上恰好有2个零点.故答案为:2+ 【点睛】本题考查函数的零点和方程根的关系,考查了计算能力,同时考查了转化思想与分类讨论思想的应用,属于难题.5.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,22n n S a =-,若存在两项m a ,n a ,使得64m n a a =,则19m n+的最小值为( ) A .145B .114C .83D .103【答案】B【分析】运用数列的递推式和等比数列的定义、通项公式可得2nn a =.求得6m n +=,()19119191066m m n m n n n m n m ⎛⎫⎛⎫+=++=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,运用基本不等式,检验等号成立的条件,根据单调性即可得出结果. 【解析】解:22n n S a =-,可得11122a S a ==-,即12a =,2n ≥时,1122n n S a --=-,又22n n S a =-,相减可得1122n n n n n a S S a a =-=-﹣﹣,即12n n a a -=,{}n a 是首项为2,公比为2的等比数列.所以2nn a =.64m n a a =,即2264m n ⋅=,得6m n +=,所以()191191911010666m m n m n m n m n n ⎛⎛⎫⎛⎫+=++=++≥+ ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝ 181663=⨯=, 当且仅当9n m m n=时取等号,即为32m =,92n =.因为m ,n 取整数,所以均值不等式等号条件取不到,则1983m n +>, 因为19196m n y m m +=+=-,在30,2⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,在3(,)2+∞上单调递增,所以当2m =,4n =时,19m n+取得最小值为114.故选:B. 【点睛】本题考查数列的通项公式的求法,运用数列的递推式和等比数列的定义、通项公式,考查基本不等式的运用,考查化简运算能力,属于中档题.6.已知函数()11,021,232x x x f x x -⎧-≤≤⎪=⎨⎛⎫<≤⎪ ⎪⎝⎭⎩,若存在实数123,,x x x ,当12303x x x ≤<<≤时,()()()123f x f x f x ==,则()2312x f x x x +的最小值是( ).A .58B .516C .532D .564【答案】C 【分析】作出分段函数的图像,结合图像确定123,,x x x 的范围及等量关系,再将所求式子转化为关于3x 的函数,利用函数的单调性求解最小值. 【解析】 如图:122x x += ,312112x x -⎛⎫-= ⎪⎝⎭即312112x x -⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,()33112312111222x x x f x x x --⎡⎤⎛⎫⎛⎫+⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦=+ 令311,2x t t -⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭1142⎡⎫⎪⎢⎣⎭,,则()()2321212x f x t t x x =++ 当14t =时取得最小值532. 故选C【点睛】本题主要考查分段函数图像、函数零点、函数最小值的应用,解题中主要应用了数形结合的思想、换元思想、函数思想,属于中档题;解题的关键有两个:一是准确作出分段函数图像,利用已知条件确定出123,,x x x 范围以及122x x +=;二是将所求式子转化为关于3x 的函数,利用函数的性质求最小值.7.已知实数x 、y 满足{24 2y xx y y ≤+≤≥-,若存在x 、y 满足()()22211(0)x y r r ++-=>,则r 的最小值为( )A .1B .2C .423D .523【答案】B【解析】试题分析:可行域为直线,24,2y x x y y =+==-围成的三角形区域, (),x y 到点()1,1-的距离最小值为2,所以r 的最小值为2考点:线性规划问题8.若实数a 、b 、c +∈R ,且2256ab ac bc a +++=-,则2a b c ++的最小值为( ) A .51- B .51+C .252+D .252-【答案】D 【解析】因为2256ab ac bc a +++=-,所以2ab a ac bc +++()()a a b c a b =+++()()a c a b =++()262551=-=- ,所以()()()()22a b c a c a b a c a b ++=+++≥++=252-,当且仅当()()a c a b +=+时,等号成立. 故选D.点睛:本题主要考查均值不等式的灵活应用,关键是对已知等式分解为()()()2=51a c a b ++-.9.已知圆和两点,若圆上存在点,使得,则的最小值为( )A .B .C .D . 【答案】D 【解析】试题分析:由题意以为直径的圆与圆有公共点,则,解得.所以的最小值为1,故选D .考点:两圆的位置关系.【名师点睛】1.两圆位置关系的判断常用几何法,即利用两圆圆心之间的距离与两圆半径之间的关系,一般不采用代数法.2.若两圆相交,则两圆公共弦所在直线的方程可由两圆的方程作差得到. 10.已知函数()1ln ax f x xe x ax -=--,21,a e ⎛⎤∈-∞- ⎥⎝⎦,函数()f x 的最小值M ,则实数M 的最小值是() A .1- B .1e-C .0D .31e-【答案】C 【分析】求得()()11'1ax f x ax e x -⎛⎫=+- ⎪⎝⎭,先证明110ax e x --≤,可得当10,x a ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,()f x 单调递减,当1,x a ⎛⎫∈-+∞ ⎪⎝⎭时,(),f x 单调递增,则()2min 1111ln f x f e a a a -⎛⎫⎛⎫=-=-+-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,设(2210,,1ln t e M t e t a -⎤-=∈=-+⎦,()()22ln 10,t h t t t e e=-+<≤可证明()h t 在(20,e ⎤⎦上单调递减,()()20h t h e ≥=,从而可得结果.【解析】 求得()()()1111111'11ax ax ax ax ax f x eaxe a e ax ax e x x x ----+⎛⎫=+--=+-=+- ⎪⎝⎭ 考察11ax y ex -=-是否有零点,令0y =, 可得1ln x a x -=,记()1ln xx xϕ-=,()2ln 2'x x xϕ-=,()x ϕ在()20,e 上递减,在()2,e +∞上递增, 所以()min x ϕ= ()2e ϕ 21e =-,即21ln 1x x e-≥-, 因为21a e ≤-,所以11ln 10ax x a e x x--≤⇔-≤, 故可知,当10,x a ⎛⎫∈-⎪⎝⎭时,()()10,'0,ax f x f x +>≤单调递减, 当1,x a ⎛⎫∈-+∞ ⎪⎝⎭时,()()10,'0,ax f x f x +<≥单调递增,从而由上知()2min 1111ln f x f e a a a -⎛⎫⎛⎫=-=-+-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 设(()222210,,1ln 10t t e M t e t lnt t e a e -⎤-=∈=-+=-+<≤⎦, 记()()()22211ln 10,'0,t h t t t e h t e e t=-+<≤=-≤()h t 在(20,e ⎤⎦上单调递减,()()20h t h e ∴≥=,M ∴的最小值为0.故选C.【点睛】本题主要考查利用导数判断函数的单调性以及函数的最值,属于难题.求函数()f x 最值步骤:(1) 求导数()f x ';(2)判断函数的单调性;(3)若函数单调递增函数或单调递减,利用单调性求最值;(4) 如果只有一个极值点,则在该处即是极值也是最值;(5)如果求闭区间上的最值还需要比较端点值的函数值与极值的大小. 11.已知函数()1f x x a =+,若存在,42ππϕ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,使()()sin cos 0f f ϕϕ+=,则实数a 的取值范围是( )A .1,22⎛⎝⎭B .122⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭C .10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭D .1,02⎛⎫-⎪⎝⎭【答案】B【解析】 由题意,110sin cos aaφφ+=++ 有解∴sinφ+a+cosφ+a=0∴-(φ+4π) ∵φ∈(4π,2π), ∴φ+4π∈(2π,34π),∴sin (φ+4π)∈(2,1)(φ+4π)∈(1∴-2a ∈(1∴a ∈12⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭。

培优专题01 二次函数含参数最值问题(解析版)高一数学同步教学题型(人教A版2019必修第一册)

培优专题01 二次函数含参数最值问题(解析版)高一数学同步教学题型(人教A版2019必修第一册)

培优专题01二次函数含参数最值问题【题型目录】题型一:定轴动区间问题题型二:定区间动轴问题题型三:含绝对值二次函数问题题型四:定义域为[]n m ,,值域为[]kn km ,求参数问题题型五:二次函数值域包含性问题【典型例题】题型一:定轴动区间问题【例1】已知二次函数满足2()(0)f x ax bx c a =++≠,满足(1)()21f x f x x +-=-,且(0)0f =.(1)求()f x 的解析式;(2)当[]()2R x t t t ∈+∈,时,求函数()f x 的最小值()g t (用t 表示).【答案】(1)()22f x x x=-(2)()222,11,112,1t t t g t t t t t ⎧-≥⎪=--<<⎨⎪+≤-⎩【分析】(1)由题意可得0c =,再代入(1)()21f x f x x +-=-到2()(0)f x ax bx a =+≠,化简可求出,a b ,从而可求出()f x 的解析式.(2)求出抛物线的对称轴,然后分1,21t t ≥+≤和11t t <<+三种情况求解函数的最小值.【详解】(1)因为二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠,且满足(0)0f =,(1)()21f x f x x +-=-,所以0c =,()()221121221a x b x ax bx x ax a b x +++--=-⇒++=-,所以221a a b =⎧⎨+=-⎩,得12a b =⎧⎨=-⎩.所以()22f x x x =-.(2)()22f x x x =-是图象的对称轴为直线1x =,且开口向上的二次函数.当1t ≥时,()22f x x x =-在[]()2R x t t t ∈+∈,上单调递增,则()()2min 2f x f t t t ==-;当21t +≤即1t ≤-时,()22f x x x =-在[]()2R x t t t ∈+∈,上单调递减,则()()()()22min 22222f x f t t t t t =+=+-+=+;当11t t <<+,即11t -<<时,()()()2min 11211f x f ==-=-;综上所述()222,11,112,1t t t g t t t t t ⎧-≥⎪=--<<⎨⎪+≤-⎩.【例2】已知定义在R 上的函数()f x ,满足()226f x x x -=--.(1)求()f x 的解析式.(2)若()f x 在区间[]0,m 上的值域为25,44⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,写出实数m 的取值范围(不必写过程).(3)若()f x 在区间[],2t t +上的最小值为6,求实数t 的值.【例3】对于函数()f x ,若存在0R x ∈,使得()00f x x =成立,则称0x 为()f x 的不动点,已知函数2()(2)4f x ax b x =+++的两个不动点分别是-2和1.(1)求,a b 的值及()f x 的表达式;(2)当函数()f x 的定义域是[,1]t t +时,求函数()f x 的最大值()g t .【例4】已知函数()f x 为二次函数,不等式()0f x >的解集是()1,5,且()f x 在区间[1,4]-上的最小值为12-.(1)求()f x 的解析式;(2)设函数()f x 在[,1]t t +上的最大值为()g t ,求()g t 的表达式.【答案】(1)()265f x x x =-+-(2)()224,24,2365,3t t tg t t t t t ⎧-+≤⎪=<<⎨⎪-+-≥⎩【分析】(1)根据题意,设()()1(5)f x a x x =--,可得函数的对称轴3x =,再根据函数在[]1,4-上的最小值,求出a ,可得函数()f x 数的表达式;(2)分13t + 时、3t 时和23t <<时三种情况,分别讨论函数的单调性,可得相应情况下函数的最大值,最后综合可得()g t 的表达式.。

专题1含参二次函数 - 解析版

专题1含参二次函数 - 解析版

专题1含参二次函数含参数的二次函数,由于渗透参数导致二次函数的许多性质具有不确定性,再加上绝对值进行复合或分段,求解难度加大、卡壳点增多,需要解题思维的智慧点来支撑.二次函数问题在高考数学命题中永不过时,必须积累大量智慧点,积累破解难点的学习经验.一、二次函数不同表达式间的链接问题1:已知,b c ∈R ,函数()2f x x bx c =++在()0,1上与x 轴有两个不同的交点,求()21c c b ++的取值范围.【解析】卡壳点:不会将二次函数系数与零点沟通.应对策略:参数与零点间的联系通过二次函数不同表达式间的联系来建立.问题解答:设()f x 的两个零点分别为12,x x ,且1201x x <<<,则()()()12f x x x x x =--. 于是()()()()121200,11110c f x x c b f x x ==>++==-->,从而()()()()()()2221122121211101101112216x x x x c c b c c b f f x x x x +-+-⎛⎫⎛⎫<++=++==--≤= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.由1201x x <<<知,等号不成立,所以()21c c b ++的取值范围是10,16⎛⎫⎪⎝⎭.【反思】二次函数至少有三种表达形式,即一般式、零点式和对称式,对这三种形式之间的联系不熟悉是产生解题痛点的原因,如何将目标参数与函数零点结合起来?“桥梁”就是二次函数的零点式.在确定最值时,零点式的结构给我们启示,借助基本不等式实现“元”的消失,从而获得参数的范围.二、含绝对值的二次函数结构等价转化问题2:已知函数()211f x x x a x =+-++在R 上有两个不同的零点,则实数a 的取值范围是 【解析】卡壳点:不会将复杂函数的零点转化为两个函数图象交点思考.应对策略:既含参数又有绝对值的二次函数,可将其复杂结构在其本质结构(即函数零点、方程实根、图象交点)间相互转化.1问题解答:()211f x x x a x =+-++在R 上有两个不同的零点,可转化为方程(211)a x x x +=-+-在R 上有两个不同的实根,再转化为两函数1y a x =+与()()21y g x x x ==-+-的图象有两个不同交点.而()()2221,1,11, 1.x x x g x x x x x x ⎧-+-≤=-+-=⎨--+>⎩画出1y a x =+与()y g x =的图象,如图1.显然当0a <时,开口向下的“V”形线才能与拋物线相交,“V”形线开口的大小决定它们交点的个数.根据图象可知,只需考虑方程组()21,1y a x y x x ⎧=+⎨=-+-⎩和()21,1y a x y x x ⎧=-+⎨=-+-⎩的解的情况,考虑图象相切的情形,则联立方程组所得方程()2110x a x a +-++=和2(1x -+a)10x a -+=都有唯一解. 由()()21410a a --+=得323a =-由()()21410a a +--=得323a =--所以当323323a --<<-,1y a x =+与()y g x =的图象才会有两个交点.【反思】面对复杂的代数式结构,冷静地分解代数式,尝试寻找代数式的主体结构(如二次函数与一次函数图象)间的关系,通过数形结合的方法解决.三、二次复台函数不动点转化之桥一一零点表达问题3:已知,b c ∈R ,函数()2f x x bx c =++,它的不动点为12,x x ,且212x x ->,若四次方程()()f f x x =的另两个根为34,x x ,且34x x <,试判断这四个根的大小. 【解析】卡壳点:不会将二次复合函数与函数零点建立关系.应对策略:理解函数不动点概念,将复合结构用零点式表达,并进行化简与转化. 问题解答:由题意得()()()12f x x x x x x -=--,即()()()12f x x x x x x =--+. 于是()()()()()12f f x x f x x f x x f x x ⎡⎤⎡⎤-=--+-⎣⎦⎣⎦()()()()()()12112212x x x x x x x x x x x x x x x x ⎡⎤⎡⎤=--+---+-+--⎣⎦⎣⎦()()()()()()12121211x x x x x x x x x x x x =---+-++-- ()()()()1212111x x x x x x x x ⎡⎤=---+-++⎣⎦.所以34,x x 为方程()()()121110g x x x x x =-+-++=的两个根. 由212x x ->,得()()11222120,20g x x x g x x x =-+=-+.如图2,因为二次函数()g x 的图象开口向上,所以方程()0g x =在区间(∞-,)1x 和()12,x x 上各有一个根.又34x x <,得()()31412,,,x x x x x ∞∈-∈.所以3142x x x x <<<.【反思】函数()f x 的不动点12,x x 即为方程()0f x x -=的两个实根.如何比较这四个根的大小?思路隐藏得比较深,但二次函数的零点表达式又帮助我们建立起一种联系,特别是复合函数的简单化,使我们再一次认识此函数的本来面目.二次复合函数的根的分布情况,最终用零点定理确定.四、合参二次函数抓“形式”促“结构”问题4:设()(){}()()()()()(),,min ,,,f x f xg x f x g x g x f x g x ⎧≤⎪=⎨>⎪⎩若()2f x x px q =++的图象经过两点()(),0,,0αβ,且存在整数n ,使得1n n αβ<<<+,则A.()(){}1min ,14f n f n +>B.()(){}1min ,14f n f n +<C.()(){}1min ,14f n f n +=D.()(){}1min ,14f n f n +≥【解析】卡壳点:不会将较小者函数与零点建立关系.应对策略:深刻理解较小者函数的数学符号,借助零点式进行转化.问题解答:设()()()f x x x αβ=--,图象如图3,由题意可知()()()0f n n n αβ=-->.()()()()()()111f n f n n n n n αβαβ+=--+-+-()()()()11n n n n αβαβ=--+-+- ()()()()11n n n n ααββ=-+--+- 22111,2216n n n n ααββ-++--++-⎛⎫⎛⎫≤= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 当且仅当1,1n n n n ααββ-=+--=+-时,等号成立. 但由1n n αβ<<<+知等号不成立,所以()(){}()()21min ,1116f n f n f n f n +≤+<, 即()(){}1min ,14f n f n +<.【反思】因为()(){}()()(){}()min ,1,min ,11f n f n f n f n f n f n +≤+≤+,所以()(){}()()2min ,11f n f n f n f n +≤+.问题转化为探求()()1f n f n +的最大值,此时二次函数的零点式为探求()()1f n f n +的最大值起到了桥梁作用,对()()1f n f n +零点式的代数结构的识别为基本不等式的运用奠定了基础.任何数学问题的外在形式中必隐藏着其本质结构,对于二次函数,其表达形式至少有一般式、零点式和顶点式,它们之间联系紧密,可以相互转化.本题中抓住()()()()()()111f n f n n n n n αβαβ+=--+-+-这一智慧点,就能解决问题.五、含参二次函数抓“形态”促“化数”因为二次函数的图象是最基本的图形,若题目给出了特定区间上的抛物线,则应将抛物线补充“完整”,以帮助分析、寻找解题途径与思路.问题5:设函数()()2,f x x ax b a b =++∈R ,当214a b =+时,求函数()f x 在[]1,1-上的最小值()g a 的表达式.【解析】卡壳点:不会分类处理定区间上抛物线弧的最值. 应对策略:抓住二次函数的几何形态,分类将二次函数代数式转化.3问题解答:()22221142a a f x x ax b x ax x ⎛⎫=++=+++=++ ⎪⎝⎭,其图象的对称轴方程为2a x =-.(1)当12a -<-,即2a >时,()()2124a g a f a =-=-+,如图4.(2)当112a -≤-≤,即22a -≤≤时,()12a g a f ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,如图5.(3)当12a ->,即2a <-时,()()2124a g a f a ==++,如图6.所以()222,2,41,22,2, 2.4a a a g a a a a a ⎧-+>⎪⎪⎪=-≤≤⎨⎪⎪++<-⎪⎩【反思】从抛物线的形态上看,抓住对称轴2ax =-进行分类讨论,求出a 的取值范围即可得证.此问题涉及二次函数图象的形态,㧓住对称轴思考,帮助分析此二次函数的最值.六、含参二次函数抓“分类”促“分解”因为高中二次函数问题中一般含有参数或绝对值,也可能是复合或分段函数,求解时都离不开分类讨论,通过分类达到分解综合问题之目的.对于二次函数的分类,关键还是对称轴,因为它制约着二次函数的最值与值域.问题6:设()()()22222,0,43,0,k x a k x f x x a a x a x ⎧+-≥⎪=⎨+++-<⎪⎩其中a ∈R .若对任意的非零实数1x ,存在唯一的非零实数()212x x x ≠,使得()()12f x f x =成立,则k 的取值范围为【解析】卡壳点:不会从几何角度思考分段、任意、存在、含参的二层分类. 应对策略:抓住二次函数图象的对称轴分类,将综合问题按层分解. 问题解答:设()()()()22222,43g x k x a k h x x a a x a =+-=+++-.(1)若二次函数()h x 图象的对称轴在y 轴的左侧,对任意的非零实数1x 就会破坏()212x x x ≠的唯一性.(2)若二次函数()h x 图象的对称轴不在y 轴的左侧,即240a a +≤.①两个函数的图象在y 轴上不交于同一点,对任意的非零实数1x ,会破坏()212x x x ≠的唯一性; ②因为两个函数的图象在y 轴上交于同一点,即()()00g h =,所以69k a =-在[]4,0-上有解,从而[]33,9k ∈--.【反思】一个分段函数中含有二次函数(的一部分),从形上思考分类,抓住抛物线的对称轴进人第一层分类,然后抓住分段点位置进人第二层分类,思维的有序性是解决问题的关键. 强化练习1.设函数()f x 的定义域为R ,满足()()12f x f x +=,且当(]0,1x ∈时,()()1f x x x =-.若对任意(],x m ∞∈-,都有()89f x ≥-,则m 的取值范围是A.9,4∞⎛⎤- ⎥⎝⎦B.7,3∞⎛⎤- ⎥⎝⎦C.5,2∞⎛⎤- ⎥⎝⎦D.8,3∞⎛⎤- ⎥⎝⎦【解析】如答图, 作出函数图象, 可以直接排除选项 C,D.因为当 x ∈(0,1] 时, f(x) 的值域为 [−14,0], 所以 把函数值转移到 [−14,0] 上, 才能求出对应的 x 值.f(x)=2f(x −1)=4f(x −2)=−89,即 f(x −2)=−29=(x −2)(x −3), 代值检验可知 选 B.【反思】人们常常利用周期性把自变量转移到某个区间, 求得函数值, 现在反过来, 需要根据值域, 用类似周期的关系 把自变量进行转移.2.已知a ∈R ,设函数()222,1,ln ,1,x ax a x f x x a x x ⎧-+≤=⎨->⎩若关于x 的不等式()0f x ≥在R 上恒成立,则a 的取值范围为A.[]0,1B.[]0,2C.[]0,eD.[]1,e【解析】由 f(0)⩾0, 得 a ⩾0.当 0⩽a ⩽1 时, f(x)=x 2−2ax +2a =(x −a)2+2a –a 2⩾2a −a 2 =a(2−a)>0.当 a >1 时, f(1)=1>0.故当 a ⩾0 时, x 2−2ax +2a ⩾0 在 (−∞,1] 上恒成立.若 x −aln⁡x ⩾0 在 (1,+∞) 上恒成立, 即 a ⩽xln⁡x 在 (1,+∞) 上恒成立. 令 g(x)=xln⁡x , 则 g ′(x)=ln⁡x−1(ln⁡x)2.易知 x =e 为函数 g(x)=xln⁡x 在 (1,+∞) 上唯一的极小 值点, 也是最小值点.故 g(x)min =g(e)=e , 所以 a ⩽e . 综上所述, a 的取值范围为 [0,e], 故选 C.【反思】 分段函数中对二次函数进行分析判断, 对超越函数进行参变分离.3.已知λ∈R ,函数()24,,43,,x x f x x x x λλ-≥⎧=⎨-+<⎩当2λ=时,不等式()0f x <的解集是__.若函数()f x 恰有2个零点,则λ的取值范围是_.若函数()f x 恰有1个零点,则λ的取值范围是若函数()f x 恰有3个零点,则λ的取值范围是____【解析】由 f(x)<0, 解得 1<x <4.画出函数 f(x) 的图象, 如答图所示, 可以判断函数 f(x) 恰有 2 个零点, 此时 1<λ⩽3,λ>4.令 y =x −4,y =x 2−4x +3, 分析当 λ 变化时, 函数零 点的变化情况: (1) 当 λ⩽1 时, 有 1 个零点; (2) 当 1<λ⩽3 时, 有 2 个零点; (3) 当 3<λ⩽4 时, 有 3 个零点; (4) 当 λ>4 时, 有 2 个零点;【反思】 数形结合, 以形促数, 直观判断.4.已知函数()221f x ax x =++,若对任意x ∈R ,都有()()0f f x ≥恒成立,则实数a 的取值范围是_____【解析】显然 a >0, 否则, 当 x →∞ 时, 有 f(f(x)) →−∞, 不符合题意. 当 a >0 时, 函数 f(x) 的值域是 [a−1a,+∞).根据题意, 对函数 f(x) 值域中的任意一个数 t , 都有 f(x)⩾0, 因此 f(x) 没有零点, 或者 f(x) 的较大零点不超 过a−1a.即 4−4a <0, 或者 {4−4a >0,−2+√4−4a 2a ⩽a−1a, 解得实数 a 的取值范围是 [√5−12,+∞). 换一个思路: 根据对称轴 x =−1a<a−1a , 知 f(x) 在 (a−1a ,+∞) 上单调递增, 于是 f (a−1a )⩾0, 解得 a ⩾√5−12 【反思】 此问题考查学生对二次函数性质的理解运用能力, 复合结构阻碍了学生的思维, 只有抓住二次函数的重要 特征, 关于对称轴、单调性与值域的问题才能迎扨而解.5.已知函数()2221f x x x a x a =+--,当[)1,x ∞∈+时,()0f x ≥恒成立,则实数a 的取值范围是______【解析】解法 1 (分离变量法) 当 x ∈[1,+∞) 时, f(x)⩾0 恒成立等价于 ∀x ∈[1,+∞),a 2+√2x −1a − x 2−x ⩽0 恒成立, 解此不等式得⁡−√2x −1+√4x 2+6x −12⩽a ⁡⩽−√2x −1+√4x 2+6x −12. 函数 u(x)=−√2x−1+√4x 2+6x−12 在 [1,+∞) 上 单调递减, 因此 a ⩾u max =u(1)=−2.当 x ∈[1,+∞) 时, 函数 v(x)=−√2x−1+√4x 2+6x−12 ⩾x+2−√2x−12⩾1,且知 v(1)=1, 因此 a ⩽v min =v(1)=1.综上, a 的取值范围是 [−2,1].必要性: 由 f(1)⩾0, 解得 −2⩽a ⩽1. 以下解法只证明 充分性.解法 2 (直接研究 f(x) 的单调性)当 −2⩽a ⩽0 时, f(x) 在 [1,+∞) 上单调递增, 故 f(x)⩾f(1)⩾0.当 0<a ⩽1 时, x 2−√2x −1a ⩾x 2−√2x −1⩾x 2 −x ⩾0.又有 x −a 2⩾1−1=0, 相加可得 f(x)⩾0.综上,充分性得证.解法 3(直接求导法)f ′(x)=2x +1√2x−1=√2x−1−a √2x−1. 函数 y =(2x +1)√2x −1−a 在 [1,+∞) 上单调递 增, 因此 (2x +1)√2x −1−a ⩾3−a >0, 即 f ′(x)>0.∀x ∈[1,+∞), 当 a ∈[−2,1] 时, f(x) 在 [1,+∞) 上 单调递增, 故 f(x)⩾f(1)⩾0.【反思】 在不同思维基础下, 多角度思考, 学会必要性探路 和充分性证明的基本思路.6.已知()2f x ax bx c =++,其中*,,a b c ∈∈N Z ,若方程()0f x x -=的根在()0,1上,求a 的最小值.【解析】令 g(x)=f(x)−x =0 的两根为 x 1,x 2, 则 g(x)=a (x −x 1)(x −x 2).由题设知, g(0)>0,g(1)>0.g(0)g(1)=a 2x 1x 2(1−x 1)(1−x 2)⩽a 2(x 1+1−x 12)2. (x 2+1−x 22)2=a 216, 当且仅当 x 1=x 2=12 时等号成立. 又 a ∈N ∗,b,c ∈Z,g(0)>0,g(1)>0,g(0)=c ⩾1, g(1)=f(1)−1=a +b +c −1⩾1, 所以 g(0)g(1)⩾1.综上可知, a 216⩾1, 即 a 2⩾16,a ⩾4.又 a ∈N ∗, 所以 a 的最小值为 4 .【反思】 二次函数不同表达式的链接. 7.探求()2y f x x x c ==++在定区间[],(,m n m n 为常数)上的最值.【解析】 y =f(x)=x 2+x +c =(x +12)2+c −14. 设 M(c) 和 m(c) 分别表示所求的最大值和最小值.(1) 当 −12⩽m 时, f(x) 在 [m,n] 上单调递增,所以 M(c)=f(n),m(c)=f(m).(2) 当 m <−12⩽m+n 2 时, M(c)=f(n),m(c)= f (−12)=c −14. (3) 当 m+n 2<−12⩽n 时, M(c)=f(m),m(c)= f (−12)=c −14. (4) 当 −12>n 时, f(x) 在 [m,n] 上单调递减,所以 M(c)=f(m),m(c)=f(n).因此 M(c)={f(n),1⩾−(m +n),f(m),1<−(m +n), m(c)={f(m),1⩾−2m,c −14,−2n ⩽1<−2m,f(n),1<−2n.【反思】 一段抛物线弧上最值的分类思考需要整体设计. 不论是动抛物线在定区间上的最值, 还是定抛物线在动区间上的最值, 都需要根据抛物线的对称轴与定义区间的位置关 系进行分类讨论. 此问题含有字母, 抽象表达显得更为重要. 8.如果一个函数的值域与其定义域相同,则称该函数为“同域函数”.已知函数()21f x ax bx a =+++{}210,0x ax bx a x +++≥≥∣. (I)若1,2a b =-=,求()f x 的定义域;(II)当1a =时,若()f x 为“同域函数”,求实数b 的值;(III)若存在实数0a <且1a ≠-,使得()f x 为“同域函数”,求实数b 的取值范围.【解析】(I) 当 a =−1,b =2 时, f(x) 的定义域为 [0,2].(II) 当 a =1 时, f(x)=√x 2+bx +2,x ⩾0.(i) 当 −b 2⩽0, 即 b ⩾0 时, f(x) 的定义域为 [0,+∞), 值域为 [√2,+∞),所以当 b ⩾0 时, f(x) 不是“同域函数”. (ii) 当 −b 2>0, 即 b <0 时, 当且仅当 Δ=b 2−8=0 时, f(x) 是“同域函数”, 此时 b =−2√2. 综上所述, 实数 b 的值为 −2√2.(III) 设 f(x) 的定义域为 A , 值域为 B .(i) 当 a <−1 时, a +1<0, 此时 0∉A,0∈B , 从而 A ≠B,f(x) 不是“同域函数”. (ii) 当 −1<a <0 时, a +1>0. 设 x 0=−b−√b 2−4a(a+1)2a , 则 f(x) 的定义域 A =[0,x 0](1) 当 −b 2a ⩽0, 即 b ⩽0 时, f(x) 的值 域 B = [0,√a +1]. 若 f(x) 是“同域函数”, 则 x 0=√a +1, 从而 b =−(√a +1)2. 又 −1<a <0, 所以实数 b 的取值范围是(−1,0)(2) 当 −b 2a >0, 即 b >0 时, f(x) 的 值 域 B = [0,√4a(a+1)−b 24a ], 若 f(x) 是 “同域函数”, 则 x 0= √4a(a+1)−b 24a , 从而 b =√b 2−4a(a +1)(√−a −1)(∗).此时, 由 √−a −1<0,b >0 可知, (∗) 式不成立.综上所述, 实数 b 的取值范围是 (−1,0).【反思】 分析双参数时, 固定其中的一个参数, 对另一个参 数分类讨论.。

二次函数问题

二次函数问题

二次函数问题二次函数最值对于二次函数y=a(x-m)2+n,x ∈[t,s]求最值的问题;解决此类问题的基本思路为:根据对称轴相对定义域区间的位置,利用分类讨论思想方法。

为做到分类时不重不漏,可画对称轴相对于定义域区间的简图分类。

①表示对称轴在区间[t ,s ]的左侧,②表示对称轴在区间[t ,s ]内且靠近区间的左端点,③表示对称轴在区间内且靠近区间的右端点,④表示对称轴在区间[t ,s ]的右侧。

然后,再根据口诀“开口向上,近则小、远则大”;“开口向下,近则大、远则小”即可快速求出最值。

含参数的二次函数求最值的问题大致分为三种题型,无论哪种题型都围绕着对称轴与定义域区间的位置关系进行分类讨论题型一:“动轴定区间”型的二次函数最值 1、求函数2()23f x x ax =-+在[0,4]x ∈上的最值。

分析:先配方,再根据对称轴相对于区间的位置讨论,然后根据口诀写出最值。

解:222()23()3f x x ax x a a =-+=-+- ∴此函数图像开口向上,对称轴x=a①、当a <0时,0距对称轴x=a 最近,4距对称轴x=a 最远, ∴x=0时,min y =3,x=4时,max y =19-8a②、当0≤a<2时,a 距对称轴x=a 最近,4距对称轴x=a 最远, ∴x=a 时,min y =3-a2,x=4时,max y =19-8a③、当2≤a<4时,a 距对称轴x=a 最近,0距对称轴x=a 最远, ∴x=a 时,min y =3-a2,x=0时,max y =3④、当4≤a 时,4距对称轴x=a 最近,0距对称轴x=a 最远, ∴x=4时,min y =19-8a ,x=0时,max y =32、已知函数2()(21)3f x ax a x =+--在区间3[,2]2-上最大值为1,求实数a 的值分析:取a=0,a ≠0,分别化为一次函数与二次函数,根据一次函数、二次函数的性质分类讨论.解:1)若a=0,则f(x)=-x-3,而f(x)在3[,2]2-上取不到最大值为1,∴a ≠02)若a ≠0,则2()(21)3f x ax a x =+--的对称轴为0122ax a-=(Ⅰ)若3()12f -=,解得103a =-,此时0233[,2]202x =-∈-a<0, 0()f x 为最大值,但23()120f -≠(Ⅱ) 若(2)1f =解得34a =此时013[,2]32x =-∈-0310,43a x =>=-距右端点2较远(2)f 最大值符合条件(Ⅲ) 若0()1f x =解得32a -±=当302a -+=<时034[,2]2x =-∉-当302a --=<时034[,2]2x =∈-综收所述34a =或32a --=评注:此类题属于“动轴定区间”型的二次函数最值,解决此类问题的关键是讨论对称轴相对于定义域区间的位置,讨论时做到不重不漏。

2020年高考数学(理)函数与导数 专题04 二次函数及其性质(解析版)

2020年高考数学(理)函数与导数 专题04 二次函数及其性质(解析版)

函数与导数04 函数 二次函数及其性质一、具体目标:1.掌握二次函数的图象与性质,2.会求二次函数的最值(值域)、单调区间. 二、知识概述:二次函数1.一元二次方程的相关知识:20(0)ax bx c a ++=≠根的判别式: ;判别式与根的关系:________________________; 求根公式:_____________________;韦达定理:____________________.ac b 42-=∆;⎪⎩⎪⎨⎧∈<∆==∆≠>∆φx x x x x ,0,0,02121;aac b b x242-±-=;⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=+a c x x a b x x 2121 2.二次函数的相关知识: 2(0)y ax bx c a =++≠定义域:________________________; 值域:________________________; 对称轴方程:____________________; 顶点坐标:____________________; 与y 轴的交点坐标:______________. 二次函数的顶点式:______________.二次函数的零点式:__________________;与x 轴的交点坐标:_______________________;定义域:R ; 值域:),44[,02+∞->abac a ;]44,(,02ab ac a --∞< 【考点讲解】对称轴方程:ab x 2-=; 顶点坐标:)44,2(2a b ac a b --; 与y 轴的交点坐标:),0(c .二次函数的顶点式:h k x a y +-=2)(.二次函数的零点式:))((21x x x x a y --=;与x 轴的交点坐标:)0,24(2aacb b -±-; 3.二次函数2(0)y ax bx c a =++≠的单调性:当0a >时,单调增区间是___________;单调减区间是__________. 当0a <时,单调增区间是___________;单调减区间是__________.0>a 时),2(+∞-a b ;)2,(a b --∞.0<a 时)2,(a b --∞;),2(+∞-ab4.二次函数2(0)y ax bx c a =++≠在某一闭区间上的最值: 首先确定二次函数的顶点:_______________ ①若顶点的横坐标在给定的区间上,则:0a >时,在顶点处取得最____值,为_______,在离对称轴较远的端点取得最____值. 0a <时,在顶点处取得最____值,为_______,在离对称轴较远的端点取得最____值.②若顶点的横坐标不在给定的区间上,则:0a >时,最___值在离对称轴较近的端点处取得,最___值在离对称轴较远的端点处取得. 0a <时,最___值在离对称轴较近的端点处取得,最___值在离对称轴较远的端点处取得.)44,2(2a b ac a b --;①小,a b ac 442-,大;大,ab ac 442-,小 ②小 大 大 小5.考点探析:从近几年的高考试题来看,二次函数图像的应用与其最值问题是高考的热点,题型多以小题或大题中关键的一步的形式出现,主要考查二次函数与一元二次方程及一元二次不等式三者的综合应用.高考对幂函数,只需掌握简单幂函数的图象与性质.6.温馨提示:(1)二次函数在闭区间上的最值主要有三种类型:轴定区间定、轴动区间定、轴定区间动,不论哪种类型,解决的关键是考查对称轴与区间的关系,当含有参数时,要依据对称轴与区间的关系进行分类讨论;(2)二次函数的单调性问题则主要依据二次函数图象的对称轴进行分析讨论求解. 7.根据已知条件确定二次函数解析式,一般用待定系数法,选择规律如下: (1)已知三个点的坐标,可选用一般式;(2)已知顶点坐标、对称轴、最大或最小值,可选用顶点式; (3)已知抛物线与x 轴的两交点坐标,可选用两点式. 【常见题型】1.二次函数的解析式:(1)已知二次函数的图象经过三点错误!未找到引用源。

二次函数在给定区间上的最值问题

二次函数在给定区间上的最值问题

二次函数在给定区间上的最值问题【学前思考】二次函数在闭区间上取得最值时的x ,只能是其图像的顶点的横坐标或给定区间的端点. 因此,影响二次函数在闭区间上的最值主要有三个因素:抛物线的开口方向、对称轴以及给定区间的位置. 在这三大因素中,最容易确定的是抛物线的开口方向(与二次项系数的正负有关),而关于对称轴与给定区间的位置关系的讨论是解决二次函数在给定区间上的最值问题的关键. 本节,我们将以若干实例说明解决此类问题的具体方法.【知识要点&例题精讲】二次函数在给定区间上的最值问题,常见的有以下三种类型,分别是: Case Ⅰ、给定区间确定,对称轴位置也确定说明:此种类型是较为简单的一种,只要找到二次函数的对称轴,画出其函数图像,再将给定区间标出,那么二次函数的最值一目了然.解法:若二次函数的给定区间是确定的,其对称轴的位置也确定,则要求二次函数在给定区间上的最值,只需先考察其对称轴的横坐标是否在给定区间. (i )当其对称轴的横坐标在给定区间时,二次函数在给定区间上不具有单调性,此时其一个最值在顶点处取得,另一个最值在离对称轴的横坐标较远的端点处取得;(ii )当其对称轴的横坐标不在给定区间时,二次函数在给定区间上具有单调性,此时可利用二次函数的单调性确定其最值.例1、二次函数223y x x =-+在闭区间[]1,2-上的最大值是_______.例2、函数2()42f x x x =-+-在区间[]0,3上的最大值是_______,最小值是_______.例3、已知223x x ≤,则函数2()1f x x x =++的最大值是_______,最小值是______.Case Ⅱ、给定区间确定,对称轴位置变化说明:此种类型是非常重要的,是考试必考点,主要是讨论二次函数的对称轴与给定区间的位置关系,一般需要分对称轴在给定区间的左侧、部以及右侧三种情况进行分类讨论,然后根据不同情况求出相应的最值.解法:若二次函数的给定区间是确定的,而其对称轴的位置是变化的,则要求二次函数2y ax bx c =++(0a ≠)在给定区间[],p q 上的最值,需对其对称轴与给定区间的位置关系进行分类讨论. 这里我们以0a >的情形进行分析: (ⅰ)若2b p a-<,即对称轴在给定区间[],p q 的左侧,则函数()f x 在给定区间[],p q 上单调递增,此时max [()]()f x f q =,min [()]()f x f p =; (ⅱ)若2b p q a ≤-≤,即对称轴在给定区间[],p q 的部,则函数()f x 在[,]2b p a-上单调递减,在[,]2b q a -上单调递增,此时min [()]()2b f x f a =-,max [()]()f x f p =或()f q ,至于最大值究竟是()f p 还是()f q ,还需通过考察对称轴与给定区间的中点的位置关系作进一步讨论:若22b p q p a +≤-<,则max [()]()f x f q =;若22p q b q a +≤-≤,则max [()]()f x f p =; (ⅲ)若2b q a->,即对称轴在给定区间[],p q 的右侧,则函数()f x 在给定区间[],p q 上单调递减,此时max [()]()f x f p =,min [()]()f x f q =. 综上可知,当0a >时,max (),22[()](),22b p q f q a f x b p q f p a +⎧-<⎪⎪=⎨+⎪-≥⎪⎩若若; min (),2[()](),22(),2b f p p a b b f x f p q a a b f q q a ⎧-<⎪⎪⎪=-≤-≤⎨⎪⎪->⎪⎩若若若.通过同样的分析可得到:当0a <时,max(),2[()](),22(),2b f p p a b b f x f p q a a b f q q a ⎧-<⎪⎪⎪=-≤-≤⎨⎪⎪->⎪⎩若若若; min (),22[()](),22b p q f q a f x b p q f p a +⎧-<⎪⎪=⎨+⎪-≥⎪⎩若若.例4、已知21x ≤且2a ≥,求函数2()3f x x ax =++的最值.例5、求函数()()f x x x a =--在区间[]1,1-上的最大值.例6、求函数2()21f x x ax =--在区间[]0,2上的最大值和最小值.例7、设函数2()f x x ax b =++(,a b R ∈),当214a b =+时,求函数()f x 在区间[]1,1-上的最小值()g a 的解析式.22222222()1()1422122()[1,1]()(1)11244122()[1,1]()(1)11244a a a f x x axb x ax x x a a f x a a g a f a a a a f x a a g a f a a =++=+++=++=--<->-=-=-++=-+-><--==+++=++函数的图像是开口向上,对称轴为直线的抛物线(i )若,即此时函数在上单调递增于是(ii )若,即此时函数在上单调递减于是(iii )[解析] 2211222()[1,][,1]22()()12224()1,22224a a a a f x a g a f a a a g a a a a a -≤-≤-≤≤---=-=⎧-+>⎪⎪⎪=-≤≤⎨⎪⎪++<-⎪⎩若,即此时函数在上单调递减,在上单调递增于是,综上可知,,例8、已知函数2()1f x x mx =+-,若对于任意的[,1]x m m ∈+,都有()0f x <成立,则实数m 的取值围是_______.Case Ⅲ、给定区间变化,对称轴位置确定说明:此种类型,考试中出现的较少,一般是给定区间里含有参数. 解决此类问题,亦可根据对称轴与给定区间的位置关系,分对称轴在给定区间的左侧、部以及右侧三种情况进行分类讨论,然后根据不同情况求出相应的最值.解法:若二次函数的给定区间是变化的,而其对称轴的位置是确定的,则要求二次函数在给定区间上的最值,需对变化区间是否包含其对称轴的横坐标进行分类讨论,分类标准为:变化区间包含其对称轴的横坐标,变化区间不包含其对称轴的横坐标. 解决方法与知识点2类似,这里不再赘述.例9、已知函数2()(1)1f x x =-+定义在区间[],1t t +(t R ∈)上,求()f x 的最小值.例10、已知函数2()23f x x x =-+,当[],1x t t ∈+(t R ∈)时,求()f x 的最大值.CaseIV 、与二次函数最值问题有关的综合题型利用二次函数在给定区间上取得最值,可以求解、证明或探究以下综合问题:(1)求函数的最值或最值的取值围;(2)求函数的解析式;(3)证明不等式;(4)求参数的取值围;(5)探究参数是否存在;……例11、设函数()221f x x ax a =+--,[]0,2x ∈,a 为常数.(I )求()f x 的最小值()g a 的解析式;(II )在(I )中,是否存在最小的整数m ,使得()0g a m -≤对于任意a R ∈均成立. 若存在,求出m 的值;若不存在,请说明理由.【解析】(I )函数()22221()1f x x ax a x a a a =+--=+---的图像是开口向上,对称轴为直线x a =-的抛物线(i )若0a -<,即0a >此时函数()f x 的对称轴x a =-不在区间[]0,2上,()f x 在区间[]0,2上单调递增 于是min ()[()](0)1g a f x f a ===--(ii )若2a ->,即2a <-此时函数()f x 的对称轴x a =-不在区间[]0,2上,()f x 在区间[]0,2上单调递减 于是min ()[()](2)44133g a f x f a a a ===+--=+(iii )若02a ≤-≤,即20a -≤≤此时函数()f x 的对称轴x a =-在区间[]0,2上,()f x 在区间[]0,a -上单调递减,在区间[],2a -上单调递增于是2min ()[()]()1g a f x f a a a ==-=---综上可知,21,0()1,2033,2a a g a a a a a a -->⎧⎪=----≤≤⎨⎪+<-⎩(II )要使()0g a m -≤对于任意的a R ∈均成立,只需max [()]m g a ≥,a R ∀∈ 下求max [()]g a由函数()g a 的图像可见,()g a 在1(,]2-∞-上单调递增,在1[,)2-+∞上单调递减 2max 1113[()]()()()12224g a g ∴=-=-----=- 于是34m ≥- 又m Z ∈故m 的最小值为0例12、已知函数2()2f x x ax b =-+(,a b R ∈),记M 是|()|f x 在区间[0,1]上的最大值.(Ⅰ)当0b =且2M =时,求a 的值; (Ⅱ)若12M ≤,证明01a ≤≤. 【解析】(I )函数222()2()f x x ax b x a a b =-+=--+的图像是开口向上,对称轴为直线x a =的抛物线 而函数()f x 的图像是将函数()f x 在x 轴上方的图像保持不变、把它在x 轴下方的图像翻折上去得到的(I )当0b =时,函数222()2()f x x ax x a a =-=--(i )若0a <此时函数()f x 的对称轴x a =不在区间[0,1]上,()f x 在区间[0,1]上单调递增于是{}{}max [()]max (0),(1)max 0,12122M f x f f a a ===-=-=122122a a ⇒-=-=-或,即12a =-(舍去32a =) (ii )若1a >此时函数()f x 的对称轴x a =不在区间[0,1]上,()f x 在区间[0,1]上单调递减 于是{}{}max [()]max (0),(1)max 0,12122M f x f f a a ===-=-=122122a a ⇒-=-=-或,即32a =(舍去12a =-) (iii )若01a ≤≤ 此时函数()f x 的对称轴x a =在区间[0,1]上,()f x 在区间[]0,a 上单调递减,在区间[],1a 上单调递增 于是{}{}2max [()]max (),(1)max ,122M f x f a f a a ===-=当22a =时,[0,1]a =,舍去 当122a -=时,122122a a -=-=-或⇒12a =-或32a =,均舍去 综上可知,12a =-或32a = (II )(0)(1)12fb f a b =⎧⎨=-+⎩ 1(11(0)(11(0)(12222b f f f f f a +-+--∴===+))) 又12M ≤ 1(0)2f ∴≤,1(1)2f ≤ 11(0)22f ⇒-≤≤,11(1)22f -≤≤ 于是有1(0)(1)1f f -≤-≤ 故111(0)(11101222222f f a -=-≤=+≤+=),即[0,1]a ∈例13、(2015高考)已知函数2()f x x ax b =++(a ,b R ∈),记(,)M a b 是()f x 在区间[]1,1-上的最大值.(1)证明:当2a ≥时,(,)2M a b ≥;(2)当a ,b 满足(,)2M a b ≤时,求a b +的最大值.【分析】本题考查的知识点是二次函数在区间定、对称轴位置变化的情形下的最值问题. 解决此类问题的关键是正确理解“(,)M a b 是()f x 在区间[]1,1-上的最大值”这一条件,并结合函数图像以及三角不等式等知识。

初中含参二次函数的最值问题

初中含参二次函数的最值问题

初中含参二次函数的最值问题二次函数在数学中是一种比较常见的函数形式,也是我们初中阶段需要掌握的重要知识点之一。

其中,最值问题是二次函数题目中比较典型和常见的一类问题。

在这篇文章中,我将通过一些例题和解题思路的介绍,来帮助大家更好地理解含参二次函数的最值问题。

1. 带参数二次函数的最值问题下面是一个含参数的二次函数的例子:$y=ax^2+bx+c(a>0)$ 。

我们来考虑这个函数的最值问题。

(1)当$a>0$时,这个二次函数的值域为$[q,\infty)$。

其中$q$为$a,b,c$的函数,满足$a>0$时,有如下的公式:$$q=f(\frac{-b}{2a})=\frac{4ac-b^2}{4a}$$那么,这个二次函数的最小值就是$q$,也就是当$x=\frac{-b}{2a}$时,函数取得最小值。

(2)当$a<0$时,这个二次函数的值域为$(-\infty,q]$。

其最大值也是$q$,即当$x=\frac{-b}{2a}$时,函数取得最大值。

可以通过公式来求解含参二次函数的最值问题。

具体来说,找到函数的最小值或最大值所在的$x$坐标,然后代入函数中求出对应的函数值即可。

下面让我们通过一个例题来进一步了解含参二次函数的最值问题。

2. 例题分析【例题】已知函数$y=ax^2+bx+c(a>0)$,并满足:$|x-2|+|x-4|+|x-6|=k(k>0)$求函数$y$的最小值和最大值并确定此时$x$的值。

【解题思路】该题要求我们求解带有约束条件的含参二次函数的最值问题。

实际上,约束条件中的绝对值形式会让我们比较难受,不过我们可以将其转化为分段描述,从而更好地理解这个问题。

具体来说,考虑以下的情况:(1)当$x\leq 2$时,有$|x-2|=2-x$。

(2)当$2<x\leq4$时,有$|x-2|=x-2$、$|x-4|=4-x$。

(3)当$4<x\leq 6$时,有$|x-4|=x-4$、$|x-6|=6-x$。

2023年新高考数学大一轮复习专题08 幂函数与二次函数(解析版)

2023年新高考数学大一轮复习专题08 幂函数与二次函数(解析版)

专题08 幂函数与二次函数【考点预测】 1.幂函数的定义一般地,()a y x a R =∈(a 为有理数)的函数,即以底数为自变量,幂为因变量,指数为常数的函数称为幂函数.2.幂函数的特征:同时满足一下三个条件才是幂函数 ①a x 的系数为1;②a x 的底数是自变量;③指数为常数.(3)幂函数的图象和性质 3.常见的幂函数图像及性质:R RR {|0}x x ≥ (1)一般式:2()(0)f x ax bx c a =++≠;(2)顶点式:2()()(0)f x a x m n a =-+≠;其中,(,)m n 为抛物线顶点坐标,x m =为对称轴方程. (3)零点式:12()()()(0)f x a x x x x a =--≠,其中,12,x x 是抛物线与x 轴交点的横坐标. 5.二次函数的图像二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠的图像是一条抛物线,对称轴方程为2bx a=-,顶点坐标为24(,)24b ac b a a--. (1)单调性与最值①当0a >时,如图所示,抛物线开口向上,函数在(,]2b a -∞-上递减,在[,)2ba-+∞上递增,当2b x a =-时,2min 4()4ac b f x a -=;②当0a <时,如图所示,抛物线开口向下,函数在(,]2ba -∞-上递增,在[,)2b a -+∞上递减,当2bx a=-时,;2max 4()4ac b f x a -=.(2)与x 轴相交的弦长当240b ac ∆=->时,二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠的图像与x 轴有两个交点11(,0)M x 和22(,0)M x ,1212||||||M M x x a =-==. 6.二次函数在闭区间上的最值闭区间上二次函数最值的取得一定是在区间端点或顶点处.对二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠,当0a >时,()f x 在区间[,]p q 上的最大值是M ,最小值是m ,令02p qx +=: (1)若2bp a-≤,则(),()m f p M f q ==; (2)若02b p x a <-<,则(),()2bm f M f q a =-=; (3)若02b x q a ≤-<,则(),()2bm f M f p a=-=; (4)若2bq a-≥,则(),()m f q M f p ==. 【方法技巧与总结】1.幂函数()a y x a R =∈在第一象限内图象的画法如下: ①当0a <时,其图象可类似1y x -=画出; ②当01a <<时,其图象可类似12y x =画出; ③当1a >时,其图象可类似2y x =画出.2.实系数一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的实根符号与系数之间的关系(1)方程有两个不等正根12,x x ⇔212124000b ac b x x a c x x a ⎧⎪∆=->⎪⎪+=->⎨⎪⎪=>⎪⎩(2)方程有两个不等负根12,x x ⇔212124000b ac b x x a c x x a ⎧⎪∆=->⎪⎪+=-<⎨⎪⎪=>⎪⎩(3)方程有一正根和一负根,设两根为12,x x ⇔120cx x a=< 3.一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的根的分布问题 一般情况下需要从以下4个方面考虑: (1)开口方向;(2)判别式;(3)对称轴2bx a=-与区间端点的关系;(4)区间端点函数值的正负. 设12,x x 为实系数方程20(0)ax bx c a ++=>的两根,则一元二次20(0)ax bx c a ++=>的根的分布与其限定条件如表所示.n (1)要熟练掌握二次函数在某区间上的最值或值域的求法,特别是含参数的两类问题——动轴定区间和定轴动区间,解法是抓住“三点一轴”,三点指的是区间两个端点和区间中点,一轴指对称轴.即注意对对称轴与区间的不同位置关系加以分类讨论,往往分成:①轴处在区间的左侧;②轴处在区间的右侧;③轴穿过区间内部(部分题目还需讨论轴与区间中点的位置关系),从而对参数值的范围进行讨论.(2)对于二次方程实根分布问题,要抓住四点,即开口方向、判别式、对称轴位置及区间端点函数值正负.【题型归纳目录】题型一:幂函数的定义及其图像 题型二:幂函数性质的综合应用题型三:二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的实根分布及条件 题型四:二次函数“动轴定区间”、“定轴动区间”问题【典例例题】题型一:幂函数的定义及其图像例1.(2022·全国·高三专题练习)幂函数()()22121m f x m m x -=-+在()0,∞+上为增函数,则实数m 的值为( ) A .2- B .0或2 C .0 D .2【答案】D 【解析】 【分析】根据函数为幂函数求出m ,再验证单调性可得. 【详解】因为()f x 是幂函数,所以2211m m -+=,解得0m =或2m =,当0m =时,()1f x x -=在()0,∞+上为减函数,不符合题意, 当2m =时,()3f x x =在()0,∞+上为增函数,符合题意,所以2m =. 故选:D.例2.(2022·全国·高三专题练习)已知幂函数pqy x =(p ,q ∈Z 且p ,q 互质)的图象关于y 轴对称,如图所示,则( )A .p ,q 均为奇数,且0p q> B .q 为偶数,p 为奇数,且0p q < C .q 为奇数,p 为偶数,且0p q > D .q 为奇数,p 为偶数,且0p q< 【答案】D 【解析】 【分析】根据给定函数的图象分析函数的性质,即可得出p 、q 的取值情况. 【详解】因函数p q y x =的图象关于y 轴对称,于是得函数pq y x =为偶函数,即p 为偶数, 又函数p qy x =的定义域为(,0)(0,)-∞+∞,且在(0,)+∞上单调递减,则有pq<0, 又因p 、q 互质,则q 为奇数,所以只有选项D 正确. 故选:D例3.(2022·海南·文昌中学高三阶段练习)已知幂函数()()a f x x a R =∈过点A (4,2),则f (14)=___________. 【答案】12##0.5 【解析】 【分析】点A 坐标代入幂函数解析式,求得a ,然后计算函数值. 【详解】点A (4,2)代入幂函数()af x x =解得12a =,()12f x x =,1142f ⎛⎫= ⎪⎝⎭ 故答案为:12.例4.(2022·黑龙江·哈九中高三开学考试(文))已知幂函数()f x 的图象过点()8,2--,且()()13f a f a +≤--,则a 的取值范围是______. 【答案】(],1-∞ 【解析】 【分析】先求得幂函数()f x 的解析式,根据函数()f x 的奇偶性、单调性来求得a 的取值范围. 【详解】设()f x x α=,则()1823αα-=-⇒=,所以()13f x x =,()f x 在R 上递增,且为奇函数,所以()()()311313f a f a a a f a a =-+≤--+-⇒≤⇒≤. 故答案为:(],1-∞例5.(2022·全国·高三专题练习)如图是幂函数i y x α=(αi >0,i =1,2,3,4,5)在第一象限内的图象,其中α1=3,α2=2,α3=1,412α=,513α=,已知它们具有性质: ①都经过点(0,0)和(1,1); ②在第一象限都是增函数.请你根据图象写出它们在(1,+∞)上的另外一个共同性质:___________.【答案】α越大函数增长越快 【解析】 【分析】根据幂函数的图象与性质确定结论. 【详解】解:从幂函数的图象与性质可知:①α越大函数增长越快;②图象从下往上α越来越大;③函数值都大于1;④α越大越远离x 轴;⑤α>1,图象下凸;⑥图象无上界;⑦当指数互为倒数时,图象关于直线y =x 对称;⑧当α>1时,图象在直线y =x 的上方;当0<α<1时,图象在直线y =x 的下方. 从上面任取一个即可得出答案. 故答案为:α越大函数增长越快.例6.(2022·全国·高三专题练习)已知幂函数223()m m y f x x --==(m ∈Z )在(0,)+∞是严格减函数,且为偶函数.(1)求()y f x =的解析式;(2)讨论函数5()(2)()y af x a x f x =+-⋅的奇偶性,并说明理由.【答案】(1)4()y f x x -==;(2)当2a =时,为偶函数;当0a =时,为奇函数;当2a ≠且0a ≠时,为非奇非偶函数.理由见解析. 【解析】(1)由题意可得:2230m m --<,解不等式结合m ∈Z 即可求解;(2)由(1)可得4(2)y ax a x -=+-,分别讨论0a =、2a =、0a ≠且2a ≠时奇偶性即可求解. 【详解】(1)因为幂函数223()mm y f x x --==(m Z ∈)在(0,)+∞是严格减函数,所以2230m m --<,即()()310m m -+< ,解得:13x , 因为m Z ∈,所以0,1,2m =,当0m =时,3()y f x x -==,此时()y f x =为奇函数,不符合题意;当1m =时,4()y f x x -==,此时()y f x =为偶函数,符合题意; 当2m =时,3()y f x x -==,此时()y f x =为奇函数,不符合题意; 所以4()y f x x -==,(2)4544(2)(2)y ax a x x ax a x ---=+-⋅=+-,令()4(2)F x ax a x -=+-当0a =时,()2F x x =-,()()()22F x x x F x -=-⨯-==-,此时是奇函数, 当2a =时()4422F x x x -==,()()()444222F x x x x --=-==-,此时是偶函数, 当0a ≠且2a ≠时,()1(2)22F a a a =+-=-,()1(2)2F a a -=--=,()()11F F ≠-,()()11F F -≠-,此时是非奇非偶函数函数.【方法技巧与总结】确定幂函数y x α=的定义域,当α为分数时,可转化为根式考虑,是否为偶次根式,或为则被开方式非负.当0α≤时,底数是非零的.题型二:幂函数性质的综合应用例7.(2022·河北石家庄·高三期末)已知实数a ,b 满足3e e 1a a a -+=+,3e e 1b b b -+=-,则a b +=( ) A .-2 B .0 C .1 D .2【答案】B 【解析】 【分析】由已知构造函数()3e e x xf x x -=+-,利用()1f a =,()1f b =-,及函数的单调性、奇偶性即可得出结果.【详解】构建函数()3e e x xf x x -=+-,则()f x 为奇函数,且在R 上单调递增.由3e e 1a a a -+=+,3e e 1b b b -+=-,得()1f a =,()()()()1f b f a f b f b a b =-⇒=-=-⇒=-,所以0a b +=. 故选:B.例8.(2022·四川眉山·三模(文))下列结论正确的是( )A .2<B .2<C .2log <D .2<【答案】A 【解析】 【分析】对于A 、B :作出2x y =和2yx 在第一象限的图像判断出:在()0,2上,有22x x >,在()2,4上,有22x x <,在()4,+∞上,有22x x >.即可判断A 、B ;对于C:判断出2>, log 1,即可判断;对于D:判断出2>,2=,即可判断.【详解】 对于A 、B : 作出2x y =和2yx 在第一象限的图像如图所示:其中2x y =的图像用虚线表示,2yx 的图像用虚线表示.可得,在()0,2上,有22x x >,在()2,4上,有22x x <,在()4,+∞上,有22x x >.因为24<,所以2<,故A 正确;4,所以2>,故B 错误;对于C:2>,而22log log 21<=,所以log >故C 错误;对于D:2>,而2=,所以>.故D 错误.故选:A例9.(2022·广西·高三阶段练习(理))已知函数32,2()(1),2x f x xx x ⎧≥⎪=⎨⎪-<⎩,若关于x 的方程()f x k =有两个不同的实根, 则实数k 的取值范围为( ) A .()0,1B .(),1-∞C .(]0,1D .()0,∞+ 【答案】A 【解析】 【分析】分析函数()f x 的性质,作出图象,数形结合即可求解作答. 【详解】当2x <时,函数3()(1)f x x =-是增函数,函数值集合是(,1)-∞,当2x ≥时,2()f x x=是减函数,函数值集合是(]0,1,关于x 的方程()f x k =有两个不同的实根,即函数()y f x =的图象与直线y k =有两个交点, 在坐标系内作出直线y k =和函数()y f x =的图象,如图,观察图象知,当01k <<时,直线y k =和函数()y f x =的图象有两个交点,即方程()f x k =有两个不同的实根,所以实数k 的取值范围为(0,1). 故选:A例10.(2022·浙江·模拟预测)已知0a >,函数()(0)xa f x x a x =->的图象不可能是( )A .B .C .D .【答案】C 【解析】 【分析】分类讨论1a =,01a <<与1a >三种情况下函数的单调性情况,从而判断. 【详解】当1a =时,()1(0)=-=>-a xx f x x x a ,此时函数()f x 为一条射线,且函数()1f x x =-在()0,∞+上为增函数,B 选项符合;当01a <<时,函数a y x =在()0,∞+上为增函数,x y a =在()0,∞+上为减函数,所以函数()=-a x f x x a 在()0,∞+上为增函数,此时函数在()0,∞+上只有一个零点,A 选项符合;当1a >时,x →+∞时,函数a y x =的增长速度远小于函数x y a =的增长速度,所以x →+∞时,函数()=-a xf x x a 一定为减函数,选项D 符合,C 不符合. 故选:C例11.(2022·全国·高三专题练习)不等式()10112200221210x x x -++-≤的解集为:_________.【答案】⎡⎢⎣⎦ 【解析】 【分析】 将不等式化为()()10111011222211x x x x +≤-+-,构造()1011f x x x =+根据其单调性可得221x x ≤-,求解即可.【详解】不等式变形为()()101110112222110x x x x -+-++≤,所以()()10111011222211x x x x +≤-+-,令()1011f x x x =+,则有()()221f x f x ≤-,显然()f x 在R 上单调递增,则221x x ≤-,可得212x ≤,解得x ≤≤故不等式的解集为⎡⎢⎣⎦.故答案为:⎡⎢⎣⎦例12.(2022·上海市实验学校高三阶段练习)若函数()()()3,af x m x m a =+∈R 是幂函数,且其图象过点(,则函数()()2log 3ag x xmx =+-的单调递增区间为___________.【答案】(),1-∞- 【解析】 【分析】根据幂函数的定义及所过的点求出,a m ,再根据对数型复合函数的单调性即可得出答案. 【详解】解:因为函数()()()3,af x m x m a =+∈R 是幂函数,所以31m +=,解得2m =-,又其图象过点(,所以2a 12a =, 则()()212log 23g x x x =--, 则2230x x -->,解得3x >或1x <-, 令223x x μ=--,则函数223x x μ=--在()3,+∞上递增,在(),1-∞-上递减, 又因函数12log y μ=为减函数,所以函数()g x 的单调递增区间为(),1-∞-. 故答案为:(),1-∞-.例13.(2020·四川·泸州老窖天府中学高二期中(理))已知函数()12e ,021,0x x f x x x x -⎧>⎪=⎨--+≤⎪⎩,若方程2()()20f x bf x ++=有8个相异的实数根,则实数b 的取值范围是_________________________ .【答案】(3,-- 【解析】 【分析】根据题意,作出函数()12e ,021,0x x f x x x x -⎧>⎪=⎨--+≤⎪⎩的图像,进而数形结合,将问题转化为方程220t bt ++=在区间()1,2上有两个不相等的实数根12,t t ,再结合二次函数零点分布求解即可. 【详解】解:根据题意,作出函数()12e ,021,0x x f x x x x -⎧>⎪=⎨--+≤⎪⎩的图像,如图:令()t f x =,因为方程2()()20f x bf x ++=有8个相异的实数根, 所以方程220t bt ++=在区间()1,2上有两个不相等的实数根12,t t ,故令()22g t t bt =++,则函数()22g t t bt =++在区间()1,2上有两个不相等的零点.所以()()100220g b g g ⎧>⎪⎪⎛⎫-<⎨ ⎪⎝⎭⎪⎪>⎩,即230204620b b b +>⎧⎪⎪-<⎨⎪+>⎪⎩,解得3b -<<-所以实数b的取值范围是(3,--.故答案为:(3,--例14.(2022·全国·高三专题练习)已知幂函数()()224222mm f x m m x-+=--在()0,∞+上单调递减.(1)求m 的值并写出()f x 的解析式;(2)试判断是否存在0a >,使得函数()()()211ag x a x f x =--+在(]0,2上的值域为(]1,11?若存在,求出a 的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)3m =,()1f x x -=;(2)存在,6a =.【解析】 【分析】(1)根据幂函数的定义及单调性,令幂的系数为1及指数为负,列出方程求出m 的值,将m 的值代入()f x 即可;(2)求出()g x 的解析式,按照1a -与0的大小关系进行分类讨论,利用()g x 的单调性列出方程组,求解即可. 【详解】(1)(1)因为幂函数()2242()22mm f x m m x-+=--在(0,)+∞上单调递减,所以22221420m m m m ⎧--=⎨-+<⎩解得:3m =或1m =-(舍去),所以1()f x x -=;(2)由(1)可得,1()f x x -=,所以()(21)1(1)1g x a x ax a x =--+=-+, 假设存在0a >,使得()g x 在(]0,2上的值域为(]1,11,①当01a <<时,10a -<,此时()g x 在(]0,2上单调递减,不符合题意; ②当1a =时,()1g x =,显然不成立;③当1a >时,10a ->,()g x 在和(]0,2上单调递增, 故(2)2(1)111g a =-+=,解得6a =.综上所述,存在6a =使得()g x 在(]0,2上的值域为(]1,11.【方法技巧与总结】紧扣幂函数y x α=的定义、图像、性质,特别注意它的单调性在不等式中的作用,这里注意α为奇数时,x α为奇函数,α为偶数时,x α为偶函数.题型三:二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的实根分布及条件例15.(2022·河南·焦作市第一中学高二期中(文))设p :二次函数()()210f x ax ax a =++≠的图象恒在x轴的上方,q :关于x 的方程22210x ax a -+-=的两根都大于-1,则p 是q 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】A 【解析】 【分析】由p 可得20Δ40a a a >⎧⎨=-<⎩,由q 可得1111a a ->-⎧⎨+>-⎩,进而判断两集合关系,即可得到答案. 【详解】由p ,则2Δ40a a a >⎧⎨=-<⎩,解得04a <<; 由q ,方程22210x ax a -+-=的两根为11x a =-,21x a =+,则1111a a ->-⎧⎨+>-⎩,解得0a >, 因为{}04a a << {}0a a > ,所以p 是q 的充分不必要条件, 故选:A例16.(2022·重庆·模拟预测)已知二次函数24y x x a =-+的两个零点都在区间()1,+∞内,则a 的取值范围是( ) A .(),4-∞ B .()3,+∞C .()3,4D .(),3-∞【答案】C 【解析】 【分析】根据二次函数的对称轴与单调区间,结合已知可得到关于a 的不等式,进而求解. 【详解】二次函数24y x x a =-+,对称轴为2x =,开口向上, 在(),2-∞上单调递减,在()2,+∞上单调递增,要使二次函数2()4f x x x a =-+的两个零点都在区间()1,+∞内,需(1)140(2)480f a f a =-+>⎧⎨=-+<⎩,解得34a << 故实数a 的取值范围是()3,4 故选:C例17.(2022·江西省丰城中学高一开学考试)函数()3x f x =且()218f a +=,函数()34ax xg x =-.(1)求()g x 的解析式;(2)若关于x 的方程()80xg x m -⋅=在区间[]22-,上有实数根,求实数m 的取值范围. 【答案】(1)()24x xg x =-;(2)1,124⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. 【解析】 【分析】(1)根据()218f a +=求出a 即可;(2)方程()80xg x m -⋅=参变分离得222x x m --=-,换元法求值域即可.(1)由()218f a +=,可得:2318a +=,解得:32a =,∴()24x xg x =-;(2)由()80xg x m -⋅=,可得222x x m --=-,令12,44xt -⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦,则221124m t t t ⎛⎫=-=-- ⎪⎝⎭, 则原问题等价于y =m 与y =h (t )=2t t -在1,44t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上有交点,数形结合可知m ∈[h (12),h (4)]=1,124⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.故实数m 的取值范围为:1,124⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.例18.(2022·湖北·高一期末)已知函数()2sin 1f x x =-,[0,]x π∈. (1)求()f x 的最大值及()f x 取最大值时x 的值;(2)设实数a R ∈,求方程23[()]2()10f x af x -+=存在8个不等的实数根时a 的取值范围. 【答案】(1)当0x =,π2,π时, max ()1f x =(2))2a ∈【解析】 【分析】(1)去掉绝对值,化为分段函数,求出每一段上的最大值;(2)令()t f x =,问题转化为23210t at -+=在(0,1)t ∈上存在两个相异的实根,进而列出不等式组,求出a 的取值范围.(1)∵()521,66512,066sinx x f x sinx x x πππππ⎧-≤≤⎪⎪=⎨⎪-≤<<≤⎪⎩或,∴当5[,]66x ππ∈时, ()max 12f x f π⎛⎫== ⎪⎝⎭;∴当5[0,)(,]66x πππ∈时, max ()(0)(π)1f x f f ===.故当02x ππ=,,时, max ()1f x =. (2)令()t f x =,则[0,1]t ∈,使方程23[()]2()10f x af x -+=存在8个不等的实数根,则方程23210t at -+=在(0,1)t ∈上存在两个相异的实根,令2()321g t t at =-+,则()()()201013210Δ24310012g g a a a ⎧=>⎪=-+>⎪⎪⎨=--⨯⨯>⎪⎪<<⎪⎩2a <<.故所求的a的取值范围是)2.【方法技巧与总结】结合二次函数2()f x ax bx c =++的图像分析实根分布,得到其限定条件,列出关于参数的不等式,从而解不等式求参数的范围.题型四:二次函数“动轴定区间”、“定轴动区间”问题例19.(2022·全国·高三专题练习)已知2()(0)f x ax bx c a =++>,()(())g x f f x =,若()g x 的值域为[2,)+∞,()f x 的值域为[k ,)+∞,则实数k 的最大值为( )A .0B .1C .2D .4【答案】C 【解析】 【分析】设()t f x =,即有()()g x f t =,t k ,可得函数2y at bt c =++,t k 的图象为()y f x =的图象的部分,即有()g x 的值域为()f x 的值域的子集,即有k 的范围,可得最大值为2. 【详解】解:设()t f x =,由题意可得2()()g x f t at bt c ==++,t k , 函数2y at bt c =++,t k 的图象为()y f x =的图象的部分, 即有()g x 的值域为()f x 的值域的子集, 即[2,)[k +∞⊆,)+∞, 可得2k ,即有k 的最大值为2. 故选:C .例20.(2022·全国·高三专题练习)已知值域为[1,)-+∞的二次函数()f x 满足(1)(1)f x f x -+=--,且方程()0f x =的两个实根12,x x 满足122x x -=.(1)求()f x 的表达式;(2)函数()()g x f x kx =-在区间[2,2]-上的最大值为(2)f ,最小值为(2)f -,求实数k 的取值范围.【答案】(1)()22f x x x =+;(2)(],2-∞-. 【解析】 【分析】(1)根据(1)(1)f x f x -+=--可以判断函数的对称轴,再根据函数的值域可以确定二次函数的顶点坐标,则可设22()(1)121f x a x ax ax a =+-=++-,根据一元二次方程根与系数的关系,结合已知122x x -=进行求解,求出a 的值,即可得出()f x 的表达式;(2)根据题意,可以判断出函数()g x 在区间[2,2]-上的单调性,由()()g x f x kx =-,求得()2(2)g x x k x =+-,进而可知()g x 的对称轴方程为22k x -=,结合二次函数的图象与性质以及单调性,得出222k -≤-,即可求出k 的取值范围. (1)解:由(1)(1)f x f x -+=--,可得()f x 的图象关于直线1x =-对称, 函数()f x 的值域为[1,)-+∞,所以二次函数的顶点坐标为(1,1)--, 所以设22()(1)121f x a x ax ax a =+-=++-, 根据根与系数的关系,可得122x x +=-,121a x x a-=, 因为方程()0f x =的两个实根12,x x 满足122x x -=则122x x -===, 解得:1a =,所以()22f x x x =+.(2)解:由于函数()g x 在区间[2,2]-上的最大值为(2)f ,最小值为(2)f -, 则函数()g x 在区间[2,2]-上单调递增,又2())2(g x f x kx x x kx =-=+-,即()2(2)g x x k x =+-,所以()g x 的对称轴方程为22k x -=,则222k -≤-,即2k ≤-, 故k 的取值范围为(],2-∞-.例21.(2022·贵州毕节·高一期末)已知函数2()2(0)f x x ax a =->. (1)当3a =时,解关于x 的不等式5()7f x -<<;(2)函数()y f x =在[],2t t +上的最大值为0,最小值是4-,求实数a 和t 的值. 【答案】(1)(1,1)(5,7)-⋃ (2)0,2t a ==或2,2t a ==【解析】 【分析】(1)代入3a =解不等式组226756⎧-<⎪⎨-<-⎪⎩x x x x 可得答案; (2)由题意(0)(2)0f f a ==,结合最大值为0最小值是4-分0=t 、22t a +=数形结合可得答案. (1)当3a =时,不等式5()7f x -<<, 即为2567x x -<-<,即226756⎧-<⎪⎨-<-⎪⎩x x x x ,所以171,5或-<<⎧⎨<>⎩x x x , 所以11x -<<或57x <<,所以原不等式的解集为(1,1)(5,7)-⋃. (2)(0)(2)0f f a ==,由题意0=t 或22t a +=,这时24a -≤-解得2a ≥, 若0=t ,则2t a +≤,所以()()2242f t f a +==-⇒=;若22t a +=,即22t a a =-≥, 所以()()422f t f a =-=-,则2a =,综上,0,2t a ==或2,2t a ==.例22.(2022·全国·高三专题练习)问题:是否存在二次函数2()(0,,)f x ax bx c a b c R =++≠∈同时满足下列条件:(0)3f =,()f x 的最大值为4,____?若存在,求出()f x 的解析式;若不存在,请说明理由.在①(1)(1)f x f x +=-对任意x ∈R 都成立,② 函数(2)y f x =+的图像关于y 轴对称,③ 函数()f x 的单调递减区间是1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭这三个条件中任选一个,补充在上面问题中作答.【答案】答案见解析 【解析】 【分析】由(0)3f =,可求得3c =,由条件可得函数的对称轴,又()f x 的最大值为4,可得关于,a b 的方程组,求解即可. 【详解】解:由(0)3f =,可求得3c =,则2()3f x ax bx =++ 若选择① (1)(1)f x f x +=-对任意x ∈R 都成立 可得()f x 的对称轴为1x =,所以2ba-=1,又()f x 的最大值为4,可得0a <且(1)4f =,即34a b ++=,解得1,2a b =-=,此时2()23f x x x =-++; 若选择函数(2)y f x =+的图像关于y 轴对称 可得()f x 的对称轴为2x =,则2ba-=2, 又f (x )的最大值为4,可得0a <且(2)4f =,即4234a b ++=,解得a 14=-,1b =,此时21()34f x x x =-++若选择③ 函数f (x )的单调递减区间是1[2+∞,), 可得f (x )关于x 12=对称,则122b a -=,又()f x 的最大值为4,可得0a <且142f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,即113442a b ++=解得4a b ==-,此时2()434f x x x -=-+例23.(2022·全国·高三专题练习)已知二次函数()f x 满足(1)(3)3,(1)1f f f -===-. (1)求()f x 的解析式;(2)若()f x 在[1,1]a a -+上有最小值1-,最大值(1)f a +,求a 的取值范围. 【答案】(1)2()2f x x x =-;(2)[1,2]. 【解析】 【分析】(1)利用待定系数法求函数的解析式,设2()f x ax bx c =++(0)a ≠,根据已知条件建立方程组,从而可求出解析式;(2)根据()f x 在[1,1]a a -+上有最小值1-,最大值(1)f a +,(1)1f =-,从而函数()f x 的对称轴在区间[1,1]a a -+上,1a +离对称轴远,建立关系式,从而求出a 的范围【详解】(1)设2()f x ax bx c =++(0)a ≠,则 (1)3(3)933(1)1f a b c f a b c f a b c -=-+=⎧⎪=++=⎨⎪=++=-⎩解之得:1,2,0a b c ==-=2()2f x x x ∴=- (2)根据题意:111(1)11(1)a a a a -≤≤+⎧⎨+-≥--⎩解之得:12a ≤≤a ∴的取值范围为[]1,2例24.(2022·全国·高三专题练习)设函数2()1f x ax bx =++(,a b ∈R ),满足(1)0f -=,且对任意实数x 均有()0f x ≥.(1)求()f x 的解析式;(2)当11,22x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,若()()g x f x kx =-是单调函数,求实数k 的取值范围.【答案】(1)2(1)2f x x x =++ (2)913,,122⎡⎤⎡⎤⋃-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦【解析】【分析】(1)根据0∆≤,结合(1)0f -=可解;(2)结合图形,对对称轴和端点函数值进行分类讨论可得. (1)∵(1)0f -=,∴1b a =+.即2()(1)1f x ax a x =+++, 因为任意实数x ,()0f x ≥恒成立,则0a >且2224(1)4(1)0b a a a a ∆=-=+-=-≤,∴1a =,2b =,所以2(1)2f x x x =++. (2)因为2()()(2)1g x f x kx x k x =-=+-+,设2()(2)1h x x k x =+-+,要使()g x 在11,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调,只需要21221()02k h -⎧≥⎪⎪⎨⎪≥⎪⎩或21221()02k h -⎧≥⎪⎪⎨⎪-≤⎪⎩或21221()02k h -⎧≤-⎪⎪⎨⎪-≥⎪⎩或21221()02k h -⎧≤-⎪⎪⎨⎪≤⎪⎩, 解得932k ≤≤或112k -≤≤,所以实数k 的取值范围913,,122⎡⎤⎡⎤⋃-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦.【方法技巧与总结】“动轴定区间 ”、“定轴动区间”型二次函数最值的方法: (1)根据对称轴与区间的位置关系进行分类讨论;(2)根据二次函数的单调性,分别讨论参数在不同取值下的最值,必要时需要结合区间端点对应的函数值进行分析;(3)将分类讨论的结果整合得到最终结果.【过关测试】一、单选题1.(2022·全国·高三阶段练习)已知函数()2f x ax bx c =++,其中0a >,()00f <,0a b c ++=,则( ) A .()0,1x ∀∈,都有()0f x > B .()0,1x ∀∈,都有()0f x < C .()00,1x ∃∈,使得()00f x = D .()00,1x ∃∈,使得()00f x >【答案】B 【解析】 【分析】根据题目条件,画出函数草图,即可判断. 【详解】由0a >,()00f <,0a b c ++=可知0a >,0c <,抛物线开口向上.因为()00f c =<,()10f a b c =++=,即1是方程20ax bx c ++=的一个根,所以()0,1x ∀∈,都有()0f x <,B 正确,A 、C 、D 错误. 故选:B .2.(2022·北京·二模)下列函数中,与函数3y x =的奇偶性相同,且在()0,+∞上有相同单调性的是( )A .12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭B .ln y x =C .sin y x =D .y x x =【答案】D 【解析】 【分析】根据指对函数的性质判断A 、B ,由正弦函数性质判断C ,对于D 有22,0(),0x x y f x x x ⎧-≤⎪==⎨>⎪⎩,即可判断奇偶性和()0,+∞单调性. 【详解】由3y x =为奇函数且在()0,+∞上递增,A 、B :12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭、ln y x =非奇非偶函数,排除;C :sin y x =为奇函数,但在()0,+∞上不单调,排除;D :22,0(),0x x y f x x x ⎧-≤⎪==⎨>⎪⎩,显然()()f x f x -=-且定义域关于原点对称,在()0,+∞上递增,满足.故选:D3.(2022·全国·高三专题练习)已知幂函数()()()222nf x n n x n Z =+-∈在()0,∞+上是减函数,则n 的值为( ) A .1或3- B .1 C .1- D .3-【答案】D 【解析】 【分析】根据幂函数的定义和单调性求得n 的值. 【详解】依题意()f x 是幂函数,所以22221230n n n n +-=⇒+-=,解得1n =或3n =-. 当1n =时,()f x x =在()0,∞+递增,不符合题意.当3n =-时,()3f x x -=在()0,∞+递减,符合题意.故选:D4.(2022·全国·高三专题练习(理))设11,,1,2,32α⎧⎫∈-⎨⎬⎩⎭,则使函数y x α=的定义域为R ,且该函数为奇函数的α值为( ) A .1或3 B .1-或1C .1-或3D .1-、1或3【答案】A 【解析】 【分析】由幂函数的相关性质依次验证得解. 【详解】因为定义域为R ,所以0α>,12α≠, 又函数为奇函数,所以2α≠,则满足条件的1α=或3. 故选:A5.(2022·全国·高三专题练习(理))已知幂函数()f x x α=的图像过点(8,4),则()f x x α= 的值域是( ) A .(),0-∞ B .()(),00,-∞⋃+∞ C .()0,∞+ D .[)0,+∞【答案】D 【解析】先求出幂函数解析式,根据解析式即可求出值域. 【详解】幂函数()f x x α=的图像过点(8,4),84α∴=,解得23α=,23(0)f x x ∴==,∴()f x 的值域是[)0,+∞.故选:D.6.(2022·北京·高三专题练习)设x R ∈,[]x 表示不超过x 的最大整数.若存在实数t ,使得[]1t =,2[]2t =,…,[]n t n =同时成立,则正整数n 的最大值是A .3B .4C .5D .6【答案】B 【解析】 【详解】因为[]x 表示不超过x 的最大整数.由得,由得, 由得,所以,所以,由得, 所以,由得,与矛盾,故正整数n 的最大值是4.考点:函数的值域,不等式的性质.7.(2022·全国·高三专题练习)若幂函数()mn f x x = (m ,n ∈N *,m ,n 互质)的图像如图所示,则( )A .m ,n 是奇数,且mn<1 B .m 是偶数,n 是奇数,且m n >1 C .m 是偶数,n 是奇数,且m n <1 D .m 是奇数,n 是偶数,且m n>1 【答案】C 【解析】 【分析】根据幂函数的图像和性质利用排除法求解 【详解】由图知幂函数f (x )为偶函数,且1mn<,排除B ,D ; 当m ,n 是奇数时,幂函数f (x )非偶函数,排除A ; 故选:C.8.(2022·全国·高三专题练习)已知3,0()3,0x xx f x e x x x ⎧⎪=⎨⎪-<⎩,若关于x 的方程22()()10f x k f x ⋅--=有5个不同的实根,则实数k 的取值范围为( ) A .72(,)2e e-- B .72](,2e e--C .72(,)(,)2e e -∞--+∞D .72(,(,2])e e-∞--+∞【答案】A 【解析】 【分析】利用导数研究分段函数()f x 的性质,作出函数图形,数形结合得到124010t t e -<<⎧⎪⎨<<⎪⎩,然后结合一元二次方程根的分布即可求出结果. 【详解】 因为0x ≥时,()xx f x e =,则1()x xf x e-'=,令()0f x '=,则1x =,所以()0,1x ∈时,()0f x '>,则()f x 单调递增;()1,x ∈+∞时,()0f x '<,则()f x 单调递减;且(0)0f =,1(1)f e=,x →+∞时,()0f x →;0x <时,3()3f x x x =-,则2()33f x x =-',令()0f x '=,则1x =-,所以()1,0x ∈-时,()0f x '>,则()f x 单调递增;(),1x ∈-∞-时,()0f x '<,则()f x 单调递减;且(0)0f =,(1)4f -=-,x →-∞时,()f x →+∞; 作出()f x 在R 上的图象,如图:关于x 的方程22()()10f x k f x ⋅--=有5个不同的实根,令()f x t =,则2210t kt --=有两个不同的实根12121,02t t t t =-<,,所以124010t t e-<<⎧⎪⎨<<⎪⎩,令()221g t t kt =--,则()()280400010k g g g e ⎧∆=+>⎪->⎪⎪<⎨⎪⎛⎫⎪> ⎪⎪⎝⎭⎩,解得722k e e -<<-,故选:A. 【点睛】函数零点的求解与判断方法:(1)直接求零点:令f (x )=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[a ,b ]上是连续不断的曲线,且f (a )·f (b )<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点. 二、多选题9.(2022·全国·高三专题练习)若函数244y x x =--的定义域为[)0,a ,值域为[]8,4--,则正整数a 的值可能是( ) A .2 B .3C .4D .5【答案】BC 【解析】 【分析】画出函数244y x x =--的图象,结合值域可得实数a 的取值范围,从而可得正确的选项. 【详解】函数244y x x =--的图象如图所示:因为函数在[)0,a 上的值域为[]8,4--,结合图象可得24a <≤,结合a 是正整数,所以BC 正确. 故选: BC.10.(2022·全国·高三专题练习)已知函数2()3232x x f x =-⋅+,定义域为M ,值域为[1,2],则下列说法中一定正确的是( ) A .[]30,log 2M = B .(]3,log 2M ⊆-∞ C .3log 2M ∈ D .0M ∈【答案】BCD 【解析】 【分析】根据题意,令3x t =,则()222g t t t =-+,结合()g t 的值域为[1,2],求出t 的取值范围,进而区间M 的特征,即可得到正确选项. 【详解】令3x t =(0)t >,则222()323222(1)1()x x f x t t t g t =-⋅+=-+=-+=, 由()1g t =,得1t =,即31x =,得0x =; 由()2g t =,得0=t (舍)或2,即3log 2x =;根据()g t 的图象特征,知0M ∈,3log 2M ∈,(]3log 2M ⊆-∞,. 故选:BCD .11.(2022·广东揭阳·高三期末)已知函数()3f x x x =+,实数,m n 满足不等式()()2320f m n f n -+->,则( ) A .e e m n > B .11n n m m +>+ C .()ln 0m n -> D .20212021m n <【答案】AC 【解析】 【分析】先判断函数()f x 的奇偶性及单调性结合不等式()()2320f m n f n -+->可得,m n 所满足的关系式,再利用指数函数、对数函数和幂函数的单调性以及特殊值法逐项判断. 【详解】因为()()()()()33f x x x x x f x -=-+-=-+=-,所以()f x 为奇函数,因为()2310f x x '=+>,所以()f x R 上单调递增, 由()()2320f m n f n -+->, 得()()()2322f m n f n f n ->--=-, 所以232m n n ->-, 即1m n ->,m n >,因为x y e =在R 上是增函数,所以m n e e >,故A 正确;因为ln y x =在()0,∞+上是增函数,所以ln()0m n ->,故C 正确; 因为2021y x =在R 上是增函数,所以20212021m n >,故D 错误; 令2,0m n ==,可验证B 错误. 故选:AC12.(2022·全国·高三专题练习)设点(),x y 满足()55340x y x x y ++++=.则点(),x y ( ) A .只有有限个 B .有无限多个C .位于同一条直线上D .位于同一条抛物线上【答案】BC 【解析】 【分析】由已知得()()()()5533x y x y x x +++=-+-,根据5y x x =+的单调性有3x y x +=-,即可知(),x y 的性质.【详解】由题意,可得()()()()5533x y x y x x +++=-+-, 又5y x x =+单调递增,得3x y x +=-,则40x y +=, 故满足条件的点(),x y 有无穷多个,且都在直线40x y +=上. 故选:BC 三、填空题13.(2022·内蒙古赤峰·模拟预测(文))写出一个同时具有下列性质①②③的函数()f x =______. ①()()f x f x -=;②当()0,x ∞∈+时,()0f x >; ③()()()1212f x x f x f x =⋅;【答案】2x (答案不唯一); 【解析】 【分析】根据给定函数的性质,结合偶数次幂函数即可写出符合要求的解析式. 【详解】由所给性质:()f x 在(,0),(0,)-∞+∞上恒正的偶函数,且()()()1212f x x f x f x =⋅,结合偶数次幂函数的性质,如:2()f x x =满足条件. 故答案为:2x (答案不唯一)14.(2022·全国·高三专题练习(文))已知α∈112,1,,,1,2,322⎧⎫---⎨⎬⎩⎭.若幂函数f (x )=xα为奇函数,且在(0,+∞)上递减,则α=______. 【答案】-1 【解析】 【分析】根据幂函数()f x x α=,当α为奇数时,函数为奇函数,0α<时,函数在(0,+∞)上递减,即可得出答案.【详解】解:∵幂函数f (x )=xα为奇函数,∴α可取-1,1,3, 又f (x )=xα在(0,+∞)上递减,∴α<0,故α=-1. 故答案为:-1.15.(2022·广东肇庆·模拟预测)已知函数21()2f x x ax =++,()lng x x =-,用min{,}m n 表示m ,n 中的最小值,设函数()min{(),()}(0)h x f x g x x =>,若()h x 恰有3个零点,则实数a 的取值范围是___________.【答案】3,2⎛- ⎝【解析】 【分析】分析函数21()2f x x ax =++的零点情况,可确定符合题意的情况,从而得到不等式组,解得答案.【详解】函数21()2f x x ax =++恒过点1(0,)2,且其图象开口向上,()ln g x x =-的零点为1,当21()2f x x ax =++的零点至少有一个大于或等于1时,如图示:函数()min{(),()}(0)h x f x g x x =>的零点至多有两个,不符合题意,故要使()h x 恰有3个零点,则函数()f x 在区间(0,1)上存在两个零点,如图示,故20121(1)1021Δ402a f a a ⎧<-<⎪⎪⎪=++>⎨⎪⎪=-⨯>⎪⎩解得32a -<<故答案为:3,2⎛- ⎝16.(2022·全国·高三专题练习)93,42M ⎛⎫⎪⎝⎭是幂函数()a f x x 图象上的点,将()f x 的图象向上平移32个单位长度,得到函数()y g x =的图象,若点(,)n T n m (*n ∈N ,且2n )在()g x 的图象上,则239MT MT MT +++=______. 【答案】30 【解析】 【分析】先求出函数()y g x =的解析式,得到23()2m n -=,从而得到()724n MT n n =-≥,对239MT MT MT +++利用分组求和法求和即可. 【详解】由39()24α=,得12α=,()12f x x =,123()2g x x =+.因为点(,)n m 在函数()g x 上,所以1232m n -=,即23()2m n -=.所以n MT ==7(2)4n n =-≥, 所以239777(2)(3)(9)444MT MT MT +++=-+-+⋯+-7(239)84=+++-⨯811142⨯=- 30=.故答案为:30. 四、解答题17.(2022·全国·高三专题练习)解不等式3381050(1)1x x x x +-->++. 【答案】()()211-∞--,,. 【解析】 【分析】不等式变形为33225511x x x x ⎛⎫+⋅>+ ⎪++⎝⎭,将21x +视为一个整体,方程两边具有相同的结构,于是构造函数()35f x x x =+,然后由函数的单调性解不等式.【详解】令()35f x x x =+,易知()f x 在R 上单调递增.原不等式变形为33225511x x x x ⎛⎫+⋅>+ ⎪++⎝⎭,即()21f f x x ⎛⎫> ⎪+⎝⎭. 由()f x 在R 上单调递增得21x x >+,解得2x <-或11x -<<. 所以原不等式的解集为()()211-∞--,,. 18.(2022·全国·高三专题练习)已知幂函数()()2144m f x m m x+=+-在区间0,上单调递增.(1)求()f x 的解析式;(2)用定义法证明函数()()()43m g x f x x+=+在区间()0,2上单调递减. 【答案】(1)()2f x x =;(2)证明见解析.【解析】 【分析】(1)由幂函数的系数为1得2441+-=m m ,再根据函数为0,增函数得1m =;(2)由(1)得()216g x x x=+,再根据函数单调性的定义证明即可. 【详解】(1)解:由题可知:2441+-=m m ,解得1m =或5m =-. 若1m =,则()2f x x =在区间0,上单调递增,符合条件;若5m =-,则()4f x x -=在区间0,上单调递减,不符合条件.故()2f x x =.(2)证明:由(1)可知,()216g x x x=+. 任取1x ,()20,2x ∈,且12x x <,则()()()()22121212121212161616g x g x x x x x x x x x x x ⎡⎤-=+--=-+-⎢⎥⎣⎦. 因为1202x x <<<, 所以120x x -<,124x x +<,12164x x >, 所以()()121212160x x x x x x ⎡⎤-+->⎢⎥⎣⎦, 即()()12gx g x >,故()g x 在区间()0,2上单调递减.【点睛】。

二次函数的极值问题解析与求解技巧

二次函数的极值问题解析与求解技巧

二次函数的极值问题解析与求解技巧二次函数是高中数学中一个重要的概念,具有许多实际应用。

在解析与求解二次函数的极值问题时,我们需要掌握一些基本的技巧和方法。

本文将对二次函数的极值问题进行分析,并介绍求解的具体步骤和技巧。

一、二次函数的基本形式二次函数的一般形式为:f(x) = ax²+ bx + c,其中a、b和c为实数,且a≠0。

在解析与求解极值问题时,我们通常关注函数的顶点,即极值点。

二、二次函数的顶点二次函数的顶点可以通过求导数的方法来找到。

我们首先将二次函数的一般形式化为顶点形式:f(x) = a(x - h)²+ k,其中(h, k)为顶点的坐标。

求导数f'(x) = 2a(x - h),令f'(x) = 0,解得x = h。

将x = h代入二次函数中,得到顶点的纵坐标k。

通过以上步骤,我们可以得到二次函数的顶点坐标。

三、极值问题的求解步骤1. 将二次函数化为顶点形式:f(x) = a(x - h)²+ k。

2. 求导数f'(x) = 2a(x - h),令f'(x) = 0,解得x = h。

3. 将x = h代入二次函数中,得到顶点的纵坐标k。

4. 判断二次函数的开口方向:若a > 0,则开口向上;若a < 0,则开口向下。

5. 根据二次函数的开口方向,可以确定函数的极值:若开口向上,则顶点为最小值;若开口向下,则顶点为最大值。

四、解题技巧1. 注意二次函数的定义域和值域:对于一般的二次函数,定义域为全体实数;对于顶点形式的二次函数,定义域为全体实数,值域为k 及以上或k及以下的实数。

2. 对于较复杂的二次函数,可以通过配方法或因式分解的方式将其化简,进而求得顶点形式。

3. 如果需要求二次函数的最值,可以通过求导数的方法来找到极值点。

五、实例解析现假设有一个二次函数f(x) = 2x² - 3x + 1,我们来求解它的极值问题。

值域_求值域的方法大全及习题加详解

值域_求值域的方法大全及习题加详解

求值域方法函数值域的求法方法有好多,主要是题目不同,或者说稍微有一个数字出现问题,对我们来说,解题的思路可能就会出现非常大的区别.这里我主要弄几个出来,大家一起看一下吧. 函数的值域取决于定义域和对应法则,求函数的值域要注意优先考虑定义域常用求值域方法(1)、直接观察法:利用已有的基本函数的值域观察直接得出所求函数的值域 对于一些比较简单的函数,如正比例,反比例,一次函数,指数函数,对数函数,等等, 其值域可通过观察直接得到。

例1、求函数1,[1,2]y x x =∈的值域。

(★★)例2、 求函数x 3y -=的值域。

(★★) 答案:值域是:]3,[-∞ 【同步练习1】函数221xy+=的值域. (★★)解:}210{≤<y y(2)、配方法:二次函数或可转化为形如c x bf x f a x F ++=)()]([)(2类的函数的值域问题,均可用配方法,而后一情况要注意)(x f 的范围;配方法是求二次函数值域最基本的方法之一。

例1、求函数225,y x x x R =-+∈的值域。

(★★)例2、求函数]2,1[x ,5x 2x y 2-∈+-=的值域。

(★★★)解:将函数配方得:4)1x (y 2+-= ∵]2,1[x -∈ 由二次函数的性质可知:当x=1时,4y min =,当1x -=时,8y max = 故函数的值域是:[4,8]例3、求()()22log 26log 62log 222222-+=++=x x x y 。

(★★★★)(配方法、换元法)解:………所以当41=x 时,y 有最小值-2。

故所求函数值域为[-2,+∞)。

例4、设02x ≤≤,求函数1()4321xx f x +=-+g 的值域.解:12()4321(23)8xx x f x +=-+=--g,02x ∵≤≤,24x 1∴≤≤.∴当23x =时,函数取得最小值8-;当21x =时,函数取得最大值4-,∴函数的值域为[84]--,. 评注:配方法往往需结合函数图象求值域. 例5、求函数13432-+-=x x y 的值域。

二次函数(含答案)

二次函数(含答案)

二次函数一、 知识梳理1.二次函数解析式的三种形式①一般式:f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0). ②顶点式:f (x )=a (x -m )2+n (a ≠0). ③零点式:f (x )=a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0).2. 二次函数的图象和性质解析式f (x )=ax 2+bx +c (a >0) f (x )=ax 2+bx +c (a <0)图象定义域 (-∞,+∞)(-∞,+∞)值域⎣⎢⎡⎭⎪⎫4ac -b 24a ,+∞ ⎝⎛⎦⎥⎤-∞,4ac -b 24a单调性在x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-b 2a 上单调递减;在x ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫-b2a ,+∞上单调递增在x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-b 2a 上单调递增;在x ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫-b2a ,+∞上单调递减对称性函数的图象关于x =-b2a对称 3. 思考辨析判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)二次函数y =ax 2+bx +c ,x ∈[a ,b ]的最值一定是4ac -b 24a.( × ) (2)二次函数y =ax 2+bx +c ,x ∈R ,不可能是偶函数.( × ) (3)幂函数的图象都经过点(1,1)和点(0,0).( × ) (4)当n >0时,幂函数y =x n 是定义域上的增函数.( × )(5)若函数f (x )=(k 2-1)x 2+2x -3在(-∞,2)上单调递增,则k =±22.( × )(6)已知f (x )=x 2-4x +5,x ∈[0,3),则f (x )max =f (0)=5,f (x )min =f (3)=2.( × )二、 基础自测1.设b >0,二次函数y =ax 2+bx +a 2-1的图象为下列之一,则a 的值为( )A.-1-52B.-1+52C .1D .-1答案 D解析 因为b >0,故对称轴不可能为y 轴,由给出的图可知对称轴在y 轴右侧,故a <0,所以二次函数的图象为第三个图,图象过原点,故a 2-1=0,a =±1,又a <0,所以a =-1,故选D.2. 已知函数y =x 2-2x +3在闭区间[0,m ]上有最大值3,最小值2,则m 的取值范围为________. 答案 [1,2]解析 y =x 2-2x +3的对称轴为x =1.当m <1时,y =f (x )在[0,m ]上为减函数. ∴y max =f (0)=3,y min =f (m )=m 2-2m +3=2. ∴m =1与m <1矛盾,舍去.当1≤m ≤2时,y min =f (1)=12-2×1+3=2,y max =f (0)=3.当m >2时,y max =f (m )=m 2-2m +3=3,∴m =0或m =2,与m >2矛盾,舍去. 综上所述,1≤m ≤2.3. (2014·)已知函数f (x )=x 2+mx -1,若对于任意x ∈[m ,m +1],都有f (x )<0成立,则实数m 的取值范围是________. 答案 (-22,0) 解析 作出二次函数f (x )的草图,对于任意x ∈[m ,m +1],都有f (x )<0,则有⎩⎪⎨⎪⎧f (m )<0,f (m +1)<0,即⎩⎪⎨⎪⎧m 2+m 2-1<0,(m +1)2+m (m +1)-1<0,解得-22<m <0.三、 典型例题题型一 二次函数的图象和性质例1 已知函数f (x )=x 2+2ax +3,x ∈[-4,6]. (1)当a =-2时,求f (x )的最值;(2)求实数a 的取值范围,使y =f (x )在区间[-4,6]上是单调函数; (3)当a =1时,求f (|x |)的单调区间.解 (1)当a =-2时,f (x )=x 2-4x +3=(x -2)2-1,由于x ∈[-4,6], ∴f (x )在[-4,2]上单调递减,在[2,6]上单调递增,∴f (x )的最小值是f (2)=-1,又f (-4)=35,f (6)=15,故f (x )的最大值是35.(2)由于函数f (x )的图象开口向上,对称轴是x =-a ,所以要使f (x )在[-4,6]上是单调函数,应有-a ≤-4或-a ≥6,即a ≤-6或a ≥4. (3)当a =1时,f (x )=x 2+2x +3,∴f (|x |)=x 2+2|x |+3,此时定义域为x ∈[-6,6],且f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x +3,x ∈(0,6],x 2-2x +3,x ∈[-6,0],∴f (|x |)的单调递增区间是(0,6], 单调递减区间是[-6,0].【思维升华】 (1)二次函数在闭区间上的最值主要有三种类型:轴定区间定、轴动区间定、轴定区间动,不论哪种类型,解决的关键都是考查对称轴与区间的关系,当含有参数时,要依据对称轴与区间的关系进行分类讨论;(2)二次函数的单调性问题则主要依据二次函数图象的对称轴进行分析讨论求解. 变式1 求函数在[0,2]上的值域.变式2 (1)已知函数在区间上有最小值3,求.(2)已知二次函数,若在上的最小值为,求的表达式.变式3 (1)如果函数f (x )=x 2+(a +2)x +b (x ∈[a ,b ])的图象关于直线x =1对称,则函数f (x )的最小值为________.(2)若函数f (x )=2x 2+mx -1在区间[-1,+∞)上递增,则f (-1)的取值范围是________. 答案 (1)5 (2)(-∞,-3] 解析 (1)由题意知⎩⎪⎨⎪⎧-a +22=1,a +b =2,得⎩⎪⎨⎪⎧a =-4,b =6. 则f (x )=x 2-2x +6=(x -1)2+5≥5. (2)∵抛物线开口向上,对称轴为x =-m 4, ∴-m4≤-1,∴m ≥4.又f (-1)=1-m ≤-3,∴f (-1)∈(-∞,-3].题型二 二次函数的应用例2 已知函数f (x )=ax 2+bx +1(a ,b ∈R ),x ∈R .(1)若函数f (x )的最小值为f (-1)=0,求f (x )的解析式,并写出单调区间; (2)在(1)的条件下,f (x )>x +k 在区间[-3,-1]上恒成立,试求k 的范围. 解 (1)由题意得f (-1)=a -b +1=0,a ≠0, 且-b2a =-1,∴a =1,b =2.∴f (x )=x 2+2x +1,单调减区间为(-∞,-1], 单调增区间为[-1,+∞).(2)f (x )>x +k 在区间[-3,-1]上恒成立,转化为x 2+x +1>k 在区间[-3,-1]上恒成立. 设g (x )=x 2+x +1,x ∈[-3,-1],则g (x )在[-3,-1]上递减. ∴g (x )min =g (-1)=1.∴k <1,即k 的取值范围为(-∞,1).【思维升华】 有关二次函数的问题,数形结合,密切联系图象是探求解题思路的有效方法.用函数思想研究方程、不等式(尤其是恒成立)问题是高考命题的热点. 变式 已知函数f (x )=x 2+2ax +2,x ∈[-5,5]. (1)当a =-1时,求函数f (x )的最大值和最小值;(2)求实数a 的取值范围,使y =f (x )在区间[-5,5]上是单调函数. 解 (1)当a =-1时,f (x )=x 2-2x +2=(x -1)2+1,x ∈[-5,5], 所以当x =1时,f (x )取得最小值1; 当x =-5时,f (x )取得最大值37.(2)函数f (x )=(x +a )2+2-a 2的图象的对称轴为直线x =-a , 因为y =f (x )在区间[-5,5]上是单调函数, 所以-a ≤-5或-a ≥5,即a ≤-5或a ≥5. 故a 的取值范围是(-∞,-5]∪[5,+∞).分类讨论思想在二次函数最值中的应用例3 已知f (x )=ax 2-2x (0≤x ≤1),求f (x )的最小值.【思维点拨】 参数a 的值确定f (x )图象的形状;a ≠0时,函数f (x )的图象为抛物线,还要考虑开口方向和对称轴位置.解 (1)当a =0时,f (x )=-2x 在[0,1]上递减, ∴f (x )min =f (1)=-2.[2分] (2)当a >0时,f (x )=ax 2-2x 图象的开口方向向上,且对称轴为x =1a.①当1a ≤1,即a ≥1时,f (x )=ax 2-2x 图象的对称轴在[0,1],∴f (x )在[0,1a ]上递减,在[1a ,1]上递增.∴f (x )min =f (1a )=1a -2a =-1a.[6分]②当1a >1,即0<a <1时,f (x )=ax 2-2x 图象的对称轴在[0,1]的右侧,∴f (x )在[0,1]上递减. ∴f (x )min =f (1)=a -2.[9分](3)当a <0时,f (x )=ax 2-2x 的图象的开口方向向下, 且对称轴x =1a <0,在y 轴的左侧,∴f (x )=ax 2-2x 在[0,1]上递减. ∴f (x )min =f (1)=a -2.[11分]综上所述,f (x )min =⎩⎪⎨⎪⎧a -2, a <1,-1a, a ≥1.【提示】 (1)本题在求二次函数最值时,用到了分类讨论思想,求解中既对系数a 的符号进行了讨论,又对对称轴进行讨论.在分类讨论时要遵循分类的原则:一是分类的标准要一致,二是分类时要做到不重不漏,三是能不分类的要尽量避免分类,绝不无原则的分类讨论. (2)在有关二次函数最值的求解中,若轴定区间动,仍应对区间进行分类讨论. 变式 求f (x )=x 2-2ax -1在区间[0,2]上的最大值和最小值.解: f (x )=(x -a )2-1-a 2,对称轴为x =a .(1) 当a <0时,由图①可知,f (x )min =f (0)=-1,f (x )max =f (2)=3-4a(2)当0≤a1时,由图②可知,f(x)min=f(a)=-1-a2,f(x)max=f(2)=3-4a.(3)当1<a≤2时,由图③可知,f(x)min=f(a)=-1-a2,f(x)max=f(0)=-1(4)当a>2时,由图④可知,f(x)min=f(2)=3-4a,f(x)max=f(0)=-1.综上,(1)当a<0时,f(x)min=-1,f(x)max=3-4a;(2)当0≤a1时,f(x)min=-1-a2,f(x)max=3-4a;(3)当1<a≤2时,f(x)min=-1-a2,f(x)max=-1;(4)当a>2时,f(x)min=3-4a,f(x)max=-1【课堂总结】方法与技巧1.二次函数的三种形式(1)已知三个点的坐标时,宜用一般式.(2)已知二次函数的顶点坐标或与对称轴有关或与最大(小)值有关的量时,常使用顶点式.(3)已知二次函数与x轴有两个交点,且横坐标已知时,选用零点式求f(x)更方便.2.二次函数、二次方程、二次不等式间相互转化的一般规律(1)在研究一元二次方程根的分布问题时,常借助于二次函数的图象数形结合来解,一般从:①开口方向;②对称轴位置;③判别式;④端点函数值符号四个方面分析.(2)在研究一元二次不等式的有关问题时,一般需借助于二次函数的图象、性质求解【失误与防范】1.对于函数y=ax2+bx+c,要认为它是二次函数,就必须满足a≠0,当题目条件中未说明a≠0时,就要讨论a=0和a≠0两种情况.2.幂函数的图象一定会出现在第一象限内,一定不会出现在第四象限,至于是否出现在第二、三象限内,要看函数的奇偶性;幂函数的图象最多能同时出现在两个象限内;如果幂函数图象与坐标轴相交,则交点一定是原点.专项训练(A组)1.如果函数f(x)=x2-ax-3在区间(-∞,4]上单调递减,则实数a满足的条件是() A.a≥8 B.a≤8C.a≥4 D.a≥-4答案 A解析 函数图象的对称轴为x =a 2,由题意得a2≥4,解得a ≥8.2.一次函数y =ax +b 与二次函数y =ax 2+bx +c 在同一坐标系中的图象可能是( ) 答案 C解析若a >0,则一次函数y =ax +b 为增函数,二次函数y =ax 2+bx +c 的开口向上,故可排除A ;若a <0,一次函数y =ax +b 为减函数,二次函数y =ax 2+bx +c 开口向下,故可排除D ; 对于选项B ,看直线可知a >0,b >0,从而-b2a <0,而二次函数的对称轴在y 轴的右侧,故应排除B ,因此选C.3.若函数f (x )=x 2-ax -a 在区间[0,2]上的最大值为1,则实数a 等于( ) A .-1 B .1 C .2 D .-2答案 B解析 ∵函数f (x )=x 2-ax -a 的图象为开口向上的抛物线, ∴函数的最大值在区间的端点取得. ∵f (0)=-a ,f (2)=4-3a ,∴⎩⎪⎨⎪⎧ -a ≥4-3a ,-a =1,或⎩⎪⎨⎪⎧-a ≤4-3a ,4-3a =1,解得a =1. 4. 对于任意实数x ,函数f (x )=(5-a )x 2-6x +a +5恒为正值,则a 的取值范围是________. 答案 (-4,4)解析 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧5-a >0,36-4(5-a )(a +5)<0,解得-4<a <4.5. 设函数y =x 2-2x ,x ∈[-2,a ],求函数的最小值g (a ). 解 ∵函数y =x 2-2x =(x -1)2-1.∴对称轴为直线x =1,而x =1不一定在区间[-2,a ],应进行讨论. 当-2<a <1时,函数在[-2,a ]上单调递减. 则当x =a 时,y min =a 2-2a ;当a ≥1时,函数在[-2,1]上单调递减,在[1,a ]上单调递增,则当x =1时,y min =-1.综上,g (a )=⎩⎪⎨⎪⎧a 2-2a , -2<a <1,-1, a ≥1.6. 已知二次函数f (x )的二次项系数为a ,且不等式f (x )>-2x 的解集为(1,3).若方程f (x )+6a =0有两个相等的根,求f (x )的单调区间.解 ∵f (x )+2x >0的解集为(1,3), 设f (x )+2x =a (x -1)(x -3),且a <0, ∴f (x )=a (x -1)(x -3)-2x =ax 2-(2+4a )x +3a .① 由方程f (x )+6a =0得ax 2-(2+4a )x +9a =0.②∵方程②有两个相等的根, ∴Δ=[-(2+4a )]2-4a ·9a =0, 解得a =1或a =-15.由于a <0,舍去a =1.将a =-15代入①式得 f (x )=-15x 2-65x -35=-15(x +3)2+65,∴函数f (x )的单调增区间是(-∞,-3],单调减区间是[-3,+∞).专项训练(B 组)7.设二次函数f (x )=ax 2-2ax +c 在区间[0,1]上单调递减,且f (m )≤f (0),则实数m 的取值范围是( ) A .(-∞,0]B .[2,+∞)C .(-∞,0]∪[2,+∞)D .[0,2]答案 D解析 二次函数f (x )=ax 2-2ax +c 在区间[0,1]上单调递减,则a ≠0,f ′(x )=2a (x -1)<0,x ∈[0,1],所以a >0,即函数的图象开口向上,又因为对称轴是直线x =1. 所以f (0)=f (2),则当f (m )≤f (0)时,有0≤m ≤2.8. 对于实数a 和b ,定义运算“*”:a *b =⎩⎪⎨⎪⎧a 2-ab , a ≤b ,b 2-ab , a >b .设f (x )=(2x -1)*(x -1),且关于x 的方程f (x )=m (m ∈R )恰有三个互不相等的实数根x 1,x 2,x 3,则m 的取值范围是________. 答案 (0,14)解析 由题意得f (x )=(2x -1)*(x -1)=⎩⎪⎨⎪⎧(2x -1)2-(2x -1)(x -1), x ≤0,(x -1)2-(2x -1)(x -1), x >0.即222,0(),0x x x f x x x x ⎧-≤⎪=⎨-+>⎪⎩如图所示,关于x 的方程f (x )=m 恰有三个互不相等的实数根x 1,x 2,x 3,即函数f (x )的图象与直线y =m 有三个不同的交点,则0<m <14.9. 已知函数f (x )=ax 2+bx +c (a >0,b ∈R ,c ∈R ).(1)若函数f (x )的最小值是f (-1)=0,且c =1,F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),x >0,-f (x ),x <0,求F (2)+F (-2)的值;(2)若a =1,c =0,且|f (x )|≤1在区间(0,1]上恒成立,试求b 的取值范围.解 (1)由已知c =1,a -b +c =0,且-b2a=-1,解得a =1,b =2. ∴f (x ) =(x +1)2.∴F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(x +1)2,x >0,-(x +1)2,x <0.∴F (2)+F (-2)=(2+1)2+[-(-2+1)2]=8. (2)f (x )=x 2+bx ,原命题等价于-1≤x 2+bx ≤1在(0,1]上恒成立, 即b ≤1x -x 且b ≥-1x-x 在(0,1]上恒成立.又x ∈(0,1]时,1x -x 的最小值为0,-1x -x 的最大值为-2.∴-2≤b ≤0. 故b 的取值范围是[-2,0].10.设函数f (x )=ax 2+bx +c (a ,b ,c ∈R ),若a =c ,则函数f (x )的图象不可能是( )答案 D解析 由A ,B ,C ,D 四个选项知,图象与x 轴均有交点,记两个交点的横坐标分别为x 1,x 2,若只有一个交点,则x 1=x 2.因为a =c ,所以x 1x 2=ca =1,比较四个选项,可知选项D的x 1<-1,x 2<-1,所以D 不满足.。

培优专题01 二次函数含参数最值问题(解析版)

培优专题01 二次函数含参数最值问题(解析版)

培优专题01二次函数含参数最值问题【题型目录】题型一:定轴动区间问题题型二:定区间动轴问题题型三:含绝对值二次函数问题题型四:定义域为[]n m ,,值域为[]kn km ,求参数问题题型五:二次函数值域包含性问题【典型例题】题型一:定轴动区间问题【例1】已知二次函数满足2()(0)f x ax bx c a =++≠,满足(1)()21f x f x x +-=-,且(0)0f =.(1)求()f x 的解析式;(2)当[]()2R x t t t ∈+∈,时,求函数()f x 的最小值()g t (用t 表示).【答案】(1)()22f x x x =-(2)()222,11,112,1t t t g t t t t t ⎧-≥⎪=--<<⎨⎪+≤-⎩【详解】(1)因为二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠,且满足(0)0f =,(1)()21f x f x x +-=-,所以0c =,()()221121221a x b x ax bx x ax a b x +++--=-⇒++=-,所以221a ab =⎧⎨+=-⎩,得12a b =⎧⎨=-⎩.所以()22f x x x =-.(2)()22f x x x =-是图象的对称轴为直线1x =,且开口向上的二次函数.当1t ≥时,()22f x x x =-在[]()2R x t t t ∈+∈,上单调递增,则()()2min 2f x f t t t ==-;当21t +≤即1t ≤-时,()22f x x x =-在[]()2R x t t t ∈+∈,上单调递减,则()()()()22min 22222f x f t t t t t =+=+-+=+;当11t t <<+,即11t -<<时,()()()2min 11211f x f ==-=-;综上所述()222,11,112,1t t t g t t t t t ⎧-≥⎪=--<<⎨⎪+≤-⎩.【例2】已知定义在R 上的函数)f x ,满足()226f x x x -=--.(1)求()f x 的解析式.(2)若()f x 在区间[]0,m 上的值域为25,44⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,写出实数m 的取值范围(不必写过程).f x 在区间[],2t t +上的最小值为6,求实数t 的值.【例3】对于函数()f x ,若存在0R x ∈,使得()00f x x =成立,则称0x 为()f x 的不动点,已知函数2()(2)4f x ax b x =+++的两个不动点分别是-2和1.(1)求,a b 的值及()f x 的表达式;[,1]t t +【例4】已知函数为二次函数,不等式的解集是,且在区间上的最小值为12-.(1)求()f x 的解析式;上的最大值为【例1】已知函数2()f x x mx m =-+-.(1)若函数()f x 在[]1,0-上单调递减,求实数m 的取值范围;(2)若当1x >时,()4f x <恒成立,求实数m 的取值范围;(3)是否存在实数m ,使得()f x 在[]2,3上的值域恰好是[]2,3?若存在,求出实数m 的值;若不存在,说明上单调递减,应满足【例2】已知二次函数的图象过点,且不等式20ax bx c ++≤1(1)求()f x 的解析式:24g x f x t x =--在区间[]1,2-上有最小值2,求实数t 的值.(1)若函数()f x 在(1,)+∞上是增函数,求实数a 的取值范围;(2)若不等式()0f x ≤的解集为{|02}x x ≤≤,求,a b 的值;时,函数【例4】已知函数,R b ∈.(1)若函数()f x 的图象经过点()4,3,求实数b 的值;(2)在(1)条件下,求不等式()0f x <的解集;1,2x ∈-时,函数()y f x =的最小值为1,求当[]1,2x ∈-时,函数()y f x =的最大值.【例5】在①2,2x ∀∈-,②1,3x ∃∈这两个条件中任选一个,补充到下面问题的横线中,并求解该问题.已知函数()24f x x ax =++.(1)当2a =-时,求函数()f x 在区间]22-,上的值域;【例1】已知二次函数()()20,,,f x ax bx c a a b c =++>∈R ,()11f -=,对任意x ∈R ,()()2f x f x +=-,且()0f x x +≥恒成立.(1)求二次函数()f x 的解析式;(1)若x f 为偶函数,求a 的值;(1)当2a =时,试写出函数()()g x f x x =-的单调递增区间;)x(1)当2a =时,求f x 的单调增区间;,所以(1)若函数f x 在[]1,2上单调递增,求实数m 的取值范围;2g x xf x m =+在[]1,2的最小值为7,求实数m 的值.【例1】已知a ,b 是常数,0a ≠,()2f x ax bx =+,()20f =,且方程()f x x =有两个相等的实数根.(1)求a ,b 的值;(2)是否存在实数m ,n ()m n <,使得()f x 的定义域和值域分别为[],m n 和[]2,2m n ?若存在,求出实数m ,=【例2】已知函数()1,111,01x xf x x x⎧-≥⎪⎪=⎨⎪-<<⎪⎩.(1)当0a b <<,且()()f a f b =时,求11a b+的值;(2)若存在实数,(1)a b a b <<,使得函数()y f x =的定义域为[],a b 时,其值域为[],ma mb ,求实数m 的取值【例3】已知函数()22f x a a x=+-,实数a R ∈且0a ≠.(1)设0m n <<,判断函数()f x 在[],m n 上的单调性,并说明理由;f x 的定义域和值域都是[],m n ,求n m -的最大值.【例4】已知二次函数,满足对任意实数(3)(1)f x f x -=-,且关于x 的方程()2f x x =有两个相等的实数根.(1)求函数()f x 的解析式:(2)是否存在实数m 、()n m n <,使得()f x 的定义域为[,]m n ,值域为22,m n ⎡⎤⎣⎦?若存在,求出m ,n 的值;【例5】已知函数-2x +b 的自变量的取值区间为A ,若其值域区间也为A ,则称A 为的保值区间.(1)若b =0,求函数f (x )形如[,)()t t R ∞+∈的保值区间;m n <【例6】已知函数()2f x x-=.(1)求函数()y f x =的值域;(2)若不等式()231x f x x kx +≥+在[]1,2x ∈时恒成立,求实数k 的最大值;(3)设()()1g x t f x =⋅+(11,x m n ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,0m n >>,0t >),若函数()y g x =的值域为[]23,23m n --,求实数【例7】已知是定义在R 上的函数,且0f x f x +-=,当0x >时,(1)求函数()f x 的解析式;(2)当[)1,x ∞∈+时,()()g x f x =,当(),1x ∞∈-时()223g x x mx m =-+-,()g x 在R 上单调递减,求m 的取值范围;(3)是否存在正实数a b ,,当[],x a b ∈时,()()h x f x =且()h x 的值域为11,b a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,若存在,求出a b ,,若不【例1】已知函数()1f x x x=+,()21g x x ax a =-+-.(1)若()g x 的值域为[)0,∞+,求a 的值.证明:对任意1,2x ∈,总存在1,3x ∈-,使得f x g x =成立.【例2】函数y f x =的图象关于坐标原点成中心对称图形的充要条件是函数y f x =为奇函数,可以将其推广为:函数()y f x =的图象关于点(),P a b 成中心对称图形的充要条件是函数()y f x a b =+-为奇函数,给定函数()261+-=+x x f x x .(1)求()f x 的对称中心;(2)已知函数()g x 同时满足:①()11+-g x 是奇函数;②当[]0,1x ∈时,()2g x x mx m =-+.若对任意的0,2x ∈1,5x ∈,使得()()g x f x =所以【例3】已知函数(1)若函数()g x 的值域为[0,)+∞,求a 的取值集合;[2,2]x ∈-[2,2]x ∈-f x g x =。

二次函数的最值问题

二次函数的最值问题

例4. 若函数f(x)=x2+(a+2)x+3中,x∈[a,b]的图象关于直线 6 x=1对称,则b=________
2 , 0 (2) x 0 , 3 在(1) x x (3) 2 ,3 上的值域.
例1:分别求函数 y x 2 x 3
2
对称轴x = -
2. 求函数y=x2-2x+3在区间[0,a]上的最 值,并求此时x的值。 解: 对称轴:x=1, 抛物线开口向上 1.当0<a≤1时,函数在[0,a]上单调递减, ∴当x=0时,ymax=3 y 当x=a时,ymin=a2-2a+3 2.当1<a<2时 ,函数在[0,1]上单 调递减,在[1,a]上单调递增, 3 ∴当x=1时,ymin=2 2 当x=0时,ymax=3 o 1 2 x 3.当a≥2时 ,函数在[0,1]上单调 a 递减,在[1,a]上单调递增, ∴当x=1时,ymin=2,当x=a时,ymax= a2-2a+3
例1:求二次函数f(x)=x2-2ax-1在区间 [0,2]上的最小值?
变式:求二次函数f(x)=-x2+4ax-3在区间 [-2,1]上的最大值?
例3:求函数y=x2+2ax+3在x[-2,2]时的 最值? 解析: 因为函数y=x2+2ax+3 =(x+a)2+3-a2 的对称轴为x=-a。要求最值则要看x=-a 是否在区间[-2,2]之内,则从以下几个 方面解决如图:
t 2 2 t 7 ( t 1) 从而 g ( t ) 8 (1 t 2 ) t 2 4 t 4 (t 2 )
小结:
本节课讨论了两类含参数的二次函数 最值问题: (1)轴动区间定 (2)轴定区间动 核心思想仍然是判断对称轴与区间的 相对位置,从中体会到数形结合思想、分类 讨论思想。

初中二次函数含参问题总结归纳

初中二次函数含参问题总结归纳

初中二次函数含参问题总结归纳在初中数学中,二次函数是一个非常重要的知识点,其中含参问题也是二次函数中比较典型的问题之一。

下面我们对二次函数含参问题进行总结归纳:1. 已知函数图像和顶点位置,求函数的解析式和参数值。

这是含参问题的第一个要求,需要画出函数的图像,并确定函数的顶点位置和参数值。

具体而言,可以通过函数顶点的位置来确定参数值,通过函数图像的斜率来确定参数位置。

2. 已知函数图像和一次函数的关系,求二次函数的解析式和参数值。

含参问题的第二个要求,需要确定函数与一次函数的关系。

例如,如果二次函数的系数是-2,而一次函数的系数是x^2,那么可以确定这是一种特殊的二元一次函数,其图像为抛物线。

此时,需要确定抛物线的解析式和参数值。

3. 已知函数图像和一次函数、二次函数的关系,求三者的解析式和参数值。

这是含参问题的三个要求,需要确定一次函数、二次函数和函数之间的关系。

例如,如果一次函数的系数是-2,二次函数的系数是-1,且一次函数和二次函数的交点在函数图像的左侧,那么可以确定这是一种特殊的二元一次函数,其图像为抛物线,且抛物线的解析式为x^2+2x-3。

此时,需要确定抛物线的解析式、参数值和一次函数的参数值。

4. 已知函数图像和二次函数的解析式,求函数的值域和周期。

含参问题的第四项要求,需要确定函数的值域。

例如,如果函数的解析式是y=x^2+2x-3,且-1<=x<=3,那么可以确定函数的值域为[-3,3]。

此外,还需要确定函数的周期,即函数图像在x轴上循环的次数。

综上所述,二次函数含参问题需要通过函数图像和参数值来确定解析式和参数值,同时还需要确定函数的值域和周期。

二次比二次求值域

二次比二次求值域

二次比二次求值域摘要:1.二次函数的求值域基本方法2.二次求值域的常见问题及解答3.二次求值域的实例分析正文:在数学领域,二次函数是高中阶段代数课程的重要内容,其求值域问题一直是学生理解的难点。

本文将为大家介绍二次求值域的方法和常见问题,并通过实例分析帮助大家更好地理解和掌握这一知识点。

一、二次函数的求值域基本方法1.利用二次函数的顶点式求解二次函数的顶点式为:y = a(x - h)^2 + k,其中(h,k)为顶点坐标。

通过顶点式,我们可以直接得到二次函数的最小(大)值,从而求得值域。

2.利用二次函数的判别式求解二次函数的判别式为:Δ= b^2 - 4ac。

当Δ > 0时,二次函数有two real roots,值域为(f(x1),f(x2));当Δ = 0时,二次函数有one real root,值域为(f(x),f(x));当Δ < 0时,二次函数无实根,值域为空集。

二、二次求值域的常见问题及解答1.如何处理二次函数的图像开口方向问题?当二次函数的系数a > 0时,图像开口向上,有最小值;当a < 0时,图像开口向下,有最大值。

在求解值域时,要根据开口方向确定最小(大)值的出现位置。

2.如何处理二次函数的复合问题?复合二次函数的求值域问题,可以先求出外层函数的值域,再求内层函数的值域,最后将两个值域进行组合得到复合函数的值域。

3.如何处理二次函数的参数问题?在求解含参数的二次函数值域时,可以通过参数分离法将问题转化为求解不含参数的二次函数问题。

然后利用一元二次方程的求解方法,求出参数的取值范围,进而得到值域。

三、二次求值域的实例分析例:求二次函数y = x^2 - 2x + 1的值域。

解:将二次函数配成顶点式,得y = (x - 1)^2。

由于a > 0,图像开口向上,有最小值。

顶点坐标为(1,0),所以最小值为0。

因此,值域为(0,+∞)。

通过本文的介绍,相信大家对二次求值域的方法和常见问题有了更深入的了解。

  1. 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. 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. 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)。

含参数的二次函数求值域问题专题
有时参数在区间上, 有时参数在解析式上, 构成了有时轴动区间定,
而有时轴定区间动
1 函数f(x)=x 2
-2x2的定义域为
Li, mJ 值域为41…由实数m 的取值范围是
H, 31
2
已知函数f(x)=x 2 -2x+3在区间d, rnJk 有最大值3,最小值2,则实数m 的取值范围是 匕2】
2 2
3 已知f (x) = -4x
+ 4ax 4a -a 在区间[0,
1]内有最大值一5,求a 的值・
3 a
解:•・• f(x)的对称轴为X0二厂①当0 <- <1,即o <a <2H^t[f (x)]max
② 当 a < 0时[f ( x)] max= f (0) = —4a — 8 2
= -5,= a = —5;
③ 当 a >2时[f ( x)lmax= f ⑴=-4 殳2 = -5八 a = ±1 不合; 综上,a =—或a.= —5・
2
4已知定义在区间 [0,3]上的函数f(x)= kx-
解析:V f(x)= k(x- %— k, (1) 当k>0时,二次函数图象开口向上,当 ?k= 1;
(2) 当k<0时,二次函数图象开口向下,当 —3.
(3) 当k= 0时,显然不成立. 故k 的取值集合为{1, — 3}・ 答案:{1, - 3}
o
=—x -ax b 有最小值一1,最大值1 •求使函数取
得最大值和最小值吋相应的
x 的值・
a
解:a>0, /. f(X )对称轴 X = —— V 0 J. [ f ( X )] min = f ( X )= —1 二 3 = b ;
a
2kx 的最大值为3,那么实数k 的取值范围为 ___________ ・
2 x= 3时,f(x)有最大值,f(3) = k - 3-2kx3= 3k= 3
x= 1 时,f(x)有最大值,f(1)= k- 2k=- k= 3?k= 5.
已知 a>0,当 x e 函数 f (x)
\T2 /(\ XI -
①当一2 兰一1 即竝2时,[f(X)]max = f (4) =1= a =1,不合;
a j
②当一1 < 一一<0,即0 < a < 2时,[f ( x)] max = f ( ——) =1 = a = -2 + 2?,
2 2
•I x ==1 一 \ 2 .
2
综上,当X=[时5[f (X)]min =-1;当*1-血时,[f (X)]max =〔・
2 2
・已知函数f(x)= 4x— 4ax+ a— 2a+ 2在区间[0,2]上有最小值3,求a的值.
i —
\lz
(2)当a
l\l/a z/f\
XI
/(\ z/(\
XI XI
U ] \)/ \)/ min
\1/
4—
v T v
〉厂
,①当。

玄严严
u —
-
a2
a
解:J f(x)= 4( x —)-2a+ 2,对称轴为 x=2-
a
①当多,即aso 时,函数f(x)在[0,2]上是增函数,
2
f ( x) min = f (0)=
a — 2a+2. 由a — 2a+ 2= 3,得a=1眾・ •・• a< 0, ?. a=申
a
a
②当 0V$ 2、即 0<a< 4时,f ( X )min =
£()= — 2a + 2・ 计
由一2a + 2= 3,得 a=- ?(0,4),舍去.
2
3 - 7设二次函数f(x)= ax+ 2ax+1在[-3,2]±有最大值4,则实数a 的值为 ____________________ ・或一
O
分析:函数的对称轴X= - 1
当 a>OI3 j 5 f (X )max = f (2) =8a+1=4,解得 a=8
当 av0时,f ( x)max = f (- 1) =-a+1 =4,解得 a=-3
=2 一 + +
8 已知二次函数f (x) ax 2xab 的定义域为[0, 3],而值域为[1, 5],求a> b 的值.
a
③ 当卒,即a¥时,函数f(x)在 由爲一 10a+18= 3,得 a=5±
2
f ( X )min =
f ⑵二 a — 10a+ 18.
a>4,・•・ a= 5+
0.
上是减函数,
综上所述,a= 1
a=
解:对称轴xo =a
a v 1 时,ymin = f [ ) = 2 2a ;
2
1 三 3 乞 3时,ymin = f a )=1-3; a > 3时,y min = f § ) = 10 6a
解:(1)当 a<2 时,fx( hx = f$ )「0 6a ;
⑵当 a *时,fx (烏) = 22a 。

・本题若修改为求函数的最值, 讨论又该怎样进行? 10 解:(1)
(2) (3) (4)
ad 吋,fx(
柱a <2时,
2<a <3吋,
)=106久 f X (扁=f [ )=2 2a ;
2
f*
)=10 6a, f X ( bn = f @ )=1 a
2
吃 kax =
H ) = 2 2a, f x (也=f 0 )=1 a ;
处 3时,Lx =
M ) = 2 2a, f x ( )=10Ga 。

、求函数y = x 2
—4x$在区间t 』1上的眾小值。

解:对称轴xo =2
(1)当 2<tl 卩 t>2时,yen =f1( ) = t 2
-4t 3;
(2) 当 t <2<t +1 即厲 <20t ,ymin = f ? )=^1;
(3) 当 2 >t +1 即 tc 时,y“n=ft(1+ ) = t 2
—2t
改: 1. 本题若修改为求函数的最大值,过程又如何?
(3)
I X \Z [ -^-XZ a
解:f* )=X2+|x—a|* =< 2 5一’这个函数是一个分段函数’由于上下两段上
x -x 1 +x <a
的对称轴分别为直线x=—1 , x=1 ,当,-1 <a<1 , a> 1时原函数的图象分别
2 2 2 2 2 2
如下(1) , (2) , (3)
1 1 ;>
(2)当畝 总=3 ) = a +1;
(1)当农一「时,f (Xh
f-1 亠;
I 2J 4。

相关文档
最新文档