b5新课标函数中创新题举例

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函数中创新题举例

随着高中新课程标准、新教材的使用,对考生创新意识和创新能力的要求逐步提高。“出活题,考能力”要求学生能综合灵活运用所学数学知识,思想方法。对新概念、新知识、新信息、新情景、新问题进行分析,探索、创造性的解决问题。下面就函数中这类题型举例。

例1.对于函数

)(x f ,若存在R x ∈0,使00)(x x f =成立,则称0x 为)(x f 的不动点。已知函数

)1()1()(2-+++=b x b ax x f )0(≠a 。

(1) 当2,1-==b a

时,求函数)(x f 的不动点;

(2) 若对任意实数b ,函数)(x f 恒有两个相异的不动点,求a 的取值范围;

(3) 再(2)的条件下,若

)(x f y =图像上B A ,两点的横坐标是函数)(x f 的不动点,且B A ,两点关于直线

1

212

++

=a kx y 对称,求b 的最小值。

解析:(1)

3)(2--=x x x f ,因为0x 为不动点,因此有002003)(x x x x f =--=所以10-=x 或30=x ,

所以3和1-为)(x f 的不动点。

(2)因为

)(x f 恒有两个不动点,,)1()1()(2x b x b ax x f =-+++=

0)1(2=-++b bx ax (※)

,由题设0)1(42

>--b a b 恒成立,即对任意R b ∈, 0442>+-a ab b 恒成立,所以有00)4(4)4(22<-⇒<-a a a a ,所以10<

(3)由(※)式,得a b x x 2221-=+,由题设,1-=k 即1212++-=a x y ,设B A ,的中点为E ,则E )1212,2(2++-a a b a b ,因为E E y x =,所以1

21

222++=-

a a

b a b ,所以有221

121122-

≥+-=+-=a

a a a

b =42-,因为10<

2

-。

例2.定义在R 上的函数)(x f 满足:如果对任意R x x ∈21,都有[])()(2

1

)2(2121x f x f x x f +≤+则称函数

)(x f 是R 上的凹函数,已知二次函数R a x ax x f ∈+=()(2且)0≠a ,

(1) 求证:当0>a

时函数)(x f 是凹函数;

(2) 如果[]1,0∈

x 时

1)(≤x f ,试求实数a 的范围。

解析:(1)对任意的0,,21>∈a R x x ,[])2

(2)()(2

121x x f x f x f +-+∴=

)

2(212)2(2212221222121221222121x x x x a ax ax x x x

x a x ax x ax ++-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++-+++=

0)(212

21≥-x x a ,∴[])()(2

1)2(2121x f x f x x f +≤+故函数)(x f 是凹函数。 (2)由

111)(11)(2≤+≤-⇒≤≤-⇒≤x ax x f x f ①

当0=x 时,R a ∈,当]1,0(∈x 时①即⎩⎨⎧+-≤--≥1

1

2

2

x ax x ax 恒成立 即⎪⎩⎪⎨⎧

--=-≤++-=--≥41)211(1141)211(112222x x x a x x x a 恒成立,当]1,0(∈x 时11≥x ,

∴当11

=x 时,41)211(2++-x 取得最大值2-,41)211(2--x 取得最小值0

02≤≤-∴a 结合0≠a ,)0,2[-∈∴a 。

例3:对于在区间],[n m 上有意义的两个函数

)(x f 与)(x g ,如果对任意的],[n m x ∈,均有

)()(x g x f -1≤,

则称)(x f 与)(x g 在],[n m 上是接近的,否则称)(x f 与)(x g 在],[n m 上是非接近的,现有两个函数)3(log )(1a x x f a -=与)1,0(1

log )(2≠>-=a a a

x x f a

,给定区间]3,2[++a a 。 (1) 若

)(1x f 与)(2x f 在给定区间]3,2[++a a 上都有意义,求a 的取值范围; (2) 讨论

)(1x f 与)(2x f 在给定区间]3,2[++a a 上是否是接近的。

解析:(1)依题意.10,02,032,1,0<<∴>-+>-+≠>a a a a a a a

(2)

),34(log )()(2221a ax x x f x f a +-=-令1)()(21=≤-x f x f 得

.

1)34(log 122≤+-≤-a ax x a ①

,

10<

]

3,2[++a a 在

a

x 2=的右侧,

∴),34(log )(22a ax x x g a +-=在]3,2[++a a 上为减函数,从而

),44(log )2()(max a a g x g a -=+=)69(log )3()(min a a g x g a -=+=,

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