高考数学函数问题的题型与方法
函数常见题型及其解答
函数常见题型及其解答函数是高中数学的重要内容之一,也是高考的重点和难点。
在学习函数的过程中,同学们可能会遇到各种类型的题目,本文将介绍一些常见的题型及其解答方法。
一、求函数的定义域定义域是函数的基础,求函数的定义域是常见的问题之一。
常见的方法有:1. 观察法:根据函数解析式,直接观察出其定义域。
2. 分式法:对于分式函数,需要保证分母不为0。
3. 偶次根式法:对于偶次根式函数,需要保证被开方数非负。
4. 对数法:对于对数函数,需要保证对数的真数大于0。
5. 复合法:对于含有多个函数的式子,需要保证每个函数都有意义。
例题:求函数f(x) = 的定义域。
解答:由已知可得,要使函数有意义,需满足:3x - 4 > 0,解得x > 4/3。
所以函数的定义域为{x︱x > 4/3}。
二、求函数的解析式求函数的解析式是另一个常见的问题。
常见的方法有:1. 直接法:根据已知的函数表达式,直接求出未给出的函数表达式。
2. 换元法:对于某些复杂的表达式,可以通过换元法简化表达式。
3. 待定系数法:通过设出函数表达式中的系数,再根据已知条件求出这些系数。
例题:已知函数f(x)满足f(x) + f(2 - x) = 2,求f(x)的解析式。
解答:设f(x) = kx + b,则f(2 + x) = k(x + 2) + b + k = kx + 2k + b + b = 2,解得k = - 1,b = 0,所以f(x)的解析式为f(x) = - x。
三、函数的性质与图像函数的性质和图像是函数的重要内容之一。
常见的题型有:1. 求函数的单调区间、极值和最值。
2. 根据函数的性质和图像,分析函数的特征和变化规律。
3. 根据已知条件,画出函数的图像。
例题:已知函数f(x)在定义域内为减函数,且f(x - 1) >f(1),求函数的单调区间。
解答:由题意可知,函数f(x)在定义域内为减函数,且f(x - 1) > f(1),所以x - 1 < 1 < x,即- 1 < x < 2,函数的单调递减区间为( - 1,2)。
高考求函数解析式方法及例题
高考求函数解析式方法及例题-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN函数专题之解析式问题求函数解析式的方法把两个变量的函数关系,用一个等式来表示,这个等式叫函数的解析式,简称解析式。
求函数解析式的题型有:(1)已知函数类型,求函数的解析式:待定系数法;(2)已知()f x 求[()]f g x 或已知[()]f g x 求()f x :换元法、配凑法; (3)已知函数图像,求函数解析式;(4)()f x 满足某个等式,这个等式除()f x 外还有其他未知量,需构造另个等式:解方程组法;(5)应用题求函数解析式常用方法有待定系数法等。
,求f(x)的解,待定系数法()f x 22(2)f x -=(2)f x --设二次函数满足且图象在轴上的截距为1,在轴截得的线段长为,求的解析式。
x y ()f x 例题:解法一、1222x x a∆-==2248b ac a ∴-=21()212f x x x ∴=++1c =又1,2,12a b c ===解得2()(0)f x ax bx c a =++≠设(2)(2)f x f x -=--由40a b -=得解法二、(0)1f =41a k ∴+=1222x x -=222k a-∴=1,12a k ∴==-221()(2)121212f x x x x ∴=+-=++()y f x =2x =-得的对称轴为(2)(2)f x f x -=--由∴2()(2)f x a x k=++设二 【换元法】(注意新元的取值范围)已知))((x g f 的表达式,欲求)(x f ,我们常设)(x g t =,从而求得)(1t g x -=,然后代入))((x g f 的表达式,从而得到)(t f 的表达式,即为)(x f 的表达式。
三【配凑法(整体代换法)】若已知))((x g f 的表达式,欲求)(x f 的表达式,用换元法有困难时,(如)(x g 不存在反函数)可把)(x g 看成一个整体,把右边变为由)(x g 组成的式子,再换元求出)(x f 的式子。
函数性质的八大题型综合应用(解析版)-高中数学
函数性质的八大题型综合应用题型梳理【题型1函数的单调性的综合应用】【题型2函数的最值问题】【题型3函数的奇偶性的综合应用】【题型4函数的对称性的应用】【题型5对称性与周期性的综合应用】【题型6类周期函数】【题型7抽象函数的性质】【题型8函数性质的综合应用】命题规律从近几年的高考情况来看,本节是高考的一个热点内容,函数的单调性、奇偶性、对称性与周期性是高考的必考内容,重点关注单调性、奇偶性结合在一起,与函数图象、函数零点和不等式相结合进行考查,解题时要充分运用转化思想和数形结合思想,灵活求解.对于选择题和填空题部分,重点考查基本初等函数的单调性、奇偶性,主要考察方向是:判断函数单调性及求最值、解不等式、求参数范围等,难度较小;对于解答题部分,一般与导数相结合,考查难度较大.知识梳理【知识点1函数的单调性与最值的求解方法】1.求函数的单调区间求函数的单调区间,应先求定义域,在定义域内求单调区间.2.函数单调性的判断(1)函数单调性的判断方法:①定义法;②图象法;③利用已知函数的单调性;④导数法.(2)函数y=f(g(x))的单调性应根据外层函数y=f(t)和内层函数t=g(x)的单调性判断,遵循“同增异减”的原则.(3)函数单调性的几条常用结论:①若f(x)是增函数,则-f(x)为减函数;若f(x)是减函数,则-f(x)为增函数;②若f(x)和g(x)均为增(或减)函数,则在f(x)和g(x)的公共定义域上f(x)+g(x)为增(或减)函数;③若f(x)>0且f(x)为增函数,则函数f(x)为增函数,1f(x)为减函数;④若f(x)>0且f(x)为减函数,则函数f(x)为减函数,1f(x)为增函数.3.求函数最值的三种基本方法:(1)单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求最值.(2)图象法:先作出函数的图象,再观察其最高点、最低点,求出最值.(3)基本不等式法:先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后用基本不等式求出最值.4.复杂函数求最值:对于较复杂函数,可运用导数,求出在给定区间上的极值,最后结合端点值,求出最值.【知识点2函数的奇偶性及其应用】1.函数奇偶性的判断判断函数的奇偶性,其中包括两个必备条件:(1)定义域关于原点对称,这是函数具有奇偶性的必要不充分条件,所以首先考虑定义域;(2)判断f(x)与f(-x)是否具有等量关系,在判断奇偶性的运算中,可以转化为判断奇偶性的等价等量关系式(f(x)+f(-x)=0(奇函数)或f(x)-f(-x)=0(偶函数))是否成立.(3)运算函数的奇偶性规律:运算函数是指两个(或多个)函数式通过加、减、乘、除四则运算所得的函数,如f(x)+g(x),f(x)-g(x),f(x)×g(x),f(x)÷g(x).对于运算函数有如下结论:奇±奇=奇;偶±偶=偶;奇±偶=非奇非偶;奇×(÷)奇=偶;奇×(÷)偶=奇;偶×(÷)偶=偶.(4)复合函数y=f[g(x)]的奇偶性原则:内偶则偶,两奇为奇.(5)常见奇偶性函数模型奇函数:①函数f(x)=ma x+1a x-1(x≠0)或函数f(x)=m a x-1a x+1.②函数f(x)=±(a x-a-x).③函数f(x)=log a x+mx-m=log a1+2mx-m或函数f(x)=log a x-mx+m=log a1-2mx+m④函数f(x)=log a(x2+1+x)或函数f(x)=log a(x2+1-x).2.函数奇偶性的应用(1)利用函数的奇偶性可求函数值或求参数的取值,求解的关键在于借助奇偶性转化为求已知区间上的函数或得到参数的恒等式,利用方程思想求参数的值.(2)画函数图象:利用函数的奇偶性可画出函数在其对称区间上的图象,结合几何直观求解相关问题.【知识点3函数的周期性与对称性常用结论】1.函数的周期性常用结论(a是不为0的常数)(1)若f(x+a)=f(x),则T=a;(2)若f(x+a)=f(x-a),则T=2a;(3)若f(x+a)=-f(x),则T=2a;(4)若f(x+a)=f(1x),则T=2a;(5)若f(x+a)=f(1x),则T=2a;(6)若f(x+a)=f(x+b),则T=|a-b|(a≠b);2.对称性的三个常用结论(1)若函数f(x)满足f(a+x)=f(b-x),则y=f(x)的图象关于直线x=a+b2对称.(2)若函数f(x)满足f(a+x)=-f(b-x),则y=f(x)的图象关于点a+b2,0对称.(3)若函数f(x)满足f(a+x)+f(b-x)=c,则y=f(x)的图象关于点a+b2,c 2对称.3.函数的的对称性与周期性的关系(1)若函数y=f(x)有两条对称轴x=a,x=b(a<b),则函数f(x)是周期函数,且T=2(b-a);(2)若函数y=f(x)的图象有两个对称中心(a,c),(b,c)(a<b),则函数y=f(x)是周期函数,且T=2(b-a);(3)若函数y=f(x)有一条对称轴x=a和一个对称中心(b,0)(a<b),则函数y=f(x)是周期函数,且T=4(b-a).举一反三【题型1函数的单调性的综合应用】1(2023·广东深圳·统考模拟预测)已知函数f x 的定义域为R,若对∀x∈R都有f3+x= f1-x,且f x 在2,+∞上单调递减,则f1 ,f2 与f4 的大小关系是()A.f4 <f1 <f2B.f2 <f1 <f4C.f1 <f2 <f4D.f4 <f2 <f1【解题思路】由f3+x=f1-x,得到f1 =f3 ,利用单调性即可判断大小关系,即可求解.【解答过程】因为对∀x∈R都有f3+x=f1-x,所以f1 =f3-2=f[1-(-2)]=f3 又因为f x 在2,+∞上单调递减,且2<3<4,所以f4 <f3 <f2 ,即f4 <f1 <f2 .故选:A.【变式训练】1(2023·山西朔州·怀仁市第一中学校校考二模)定义在R上的函数f(x)满足f2-x=f x ,且当x ≥1时,f (x )单调递增,则不等式f 2-x ≥f (x +1)的解集为()A.12,+∞ B.0,12C.-∞,-12D.-∞,12【解题思路】根据函数的对称性和单调性即可.【解答过程】由f 2-x =f (x ),得f (x )的对称轴方程为x =1,故2-x -1 ≥x +1 -1 ,即(1-x )2≥x 2,解得x ≤12.故选:D .2(2023上·江西鹰潭·高三校考阶段练习)已知函数f x =-x 2+2ax +4,x ≤1,1x,x >1是-12,+∞ 上的减函数,则a 的取值范围是()A.-1,-12B.-∞,-1C.-1,-12D.-∞,-1【解题思路】首先分析知,x >1,函数单调递减,则x ≤1也应为减函数,同时注意分界点处的纵坐标大小关系即可列出不等式组,解出即可.【解答过程】显然当x >1时,f x =1x为单调减函数,f x <f 1 =1当x ≤1时,f x =-x 2+2ax +4,则对称轴为x =-2a2×-1=a ,f 1 =2a +3若f x 是-12,+∞上减函数,则a ≤-122a +3≥1解得a ∈-1,-12 ,故选:A .3(2023·四川绵阳·统考三模)设函数f x 为x -1与x 2-2ax +a +3中较大的数,若存在x 使得f x ≤0成立,则实数a 的取值范围为()A.-43,-1 ∪1,4 B.-∞,-43∪4,+∞ C.-∞,1-132∪1+132,4D.-1,1【解题思路】根据绝对值函数的图像和二次函数讨论对称轴判定函数的图像即可求解.【解答过程】因为f x =max x -1,x 2-2ax +a +3 ,所以f x 代表x -1与x 2-2ax +a +3两个函数中的较大者,不妨假设g (x )=|x |-1,h (x )=x 2-2ax +a +3g (x )的函数图像如下图所示:h(x)=x2-2ax+a+3是二次函数,开口向上,对称轴为直线x=a,①当a<-1时,h(x)=x2-2ax+a+3在-1,1上是增函数,需要h(-1)=(-1)2-2a(-1)+a+3=3a+4≤0即a≤-4 3,则存在x使得f x ≤0成立,故a≤-4 3;②当-1≤a≤1时,h(x)=x2-2ax+a+3在-1,1上是先减后增函数,需要h(x)min=h(a)=a2-2a⋅a+a+3=-a2+a+3≤0,即a2-a-3≥0,解得a≥1+132或a≤1-132,又1+132>1,1-132<-1故-1≤a≤1时无解;③当a>1时,h(x)=x2-2ax+a+3在-1,1上是减函数,需要h(1)=12-2a+a+3=-a+4≤0即a≥4,则存在x使得f x ≤0成立,故a≥4.综上所述,a的取值范围为-∞,-4 3∪4,+∞.故选:B.【题型2函数的最值问题】1(2023·江西九江·校考模拟预测)若0<x<6,则6x-x2有()A.最小值3B.最大值3C.最小值9D.最大值9【解题思路】根据二次函数的性质进行求解即可.【解答过程】令y =6x -x 2=-(x -3)2+9,对称轴为x =3,开口向下,因为0<x <6,所以当x =3时,6x -x 2有最大值9,没有最小值,故选:D .【变式训练】1(2023·全国·校联考三模)已知函数f x =bx -b +3 x 3在-1,1 上的最小值为-3,则实数b的取值范围是()A.-∞,-4B.9,+∞C.-4,9D.-92,9【解题思路】由已知可得当-1≤x <1时,可得bx 1+x ≥-3x 2+x +1 恒成立,通过分离变量,结合函数性质可求b 的取值范围【解答过程】因为f 1 =-3,函数f x =bx -b +3 x 3在-1,1 上的最小值为-3,所以对∀x ∈-1,1 ,f x ≥-3恒成立,所以bx -b +3 x 3≥-3恒成立,即bx 1-x 2 ≥-31-x 3 恒成立,当x =1时,b ∈R ,当-1≤x <1时,可得bx 1+x ≥-3x 2+x +1 恒成立.当x =0或x =-1时,不等式显然成立;当0<x <1时,b ≥-3x 2+x +1 x 1+x =-31+1x 2+x,因为x 2+x ∈0,2 ,所以1x 2+x ∈12,+∞ ,1+1x 2+x ∈32,+∞ ,-31+1x 2+x∈-∞,-92 ,所以b ≥-92;当-1<x <0时,b ≤-31+1x 2+x,因为x 2+x ∈-14,0 ,所以1x 2+x ∈-∞,-4 ,1+1x 2+x ∈-∞,-3 ,-31+1x 2+x∈9,+∞ ,所以b ≤9.综上可得,实数b 的取值范围是-92,9.故选:D .2(2023上·广东广州·高一校考阶段练习)定义一种运算min a ,b =a ,a ≤bb ,a >b,设f x =min 4+2x -x 2,x -t (t 为常数,且x ∈[-3,3],则使函数f x 的最大值为4的t 的值可以是()A.-2或4B.6C.4或6D.-4【解题思路】根据定义,先计算y=4+2x-x2在x∈-3,3上的最大值,然后利用条件函数f(x)最大值为4,确定t的取值即可.【解答过程】y=4+2x-x2=-x-12+5在x∈-3,3上的最大值为5,所以由4+2x-x2=4,解得x=2或x=0,所以x∈0,2时,y=4+2x-x2>4,所以要使函数f(x)最大值为4,则根据定义可知,当t≤1时,即x=2时,2-t=4,此时解得t=-2,符合题意;当t>1时,即x=0时,0-t=4,此时解得t=4,符合题意;故t=-2或4.故选:A.3(2023·广东惠州·统考一模)若函数f x 的定义域为D,如果对D中的任意一个x,都有f x > 0,-x∈D,且f-xf x =1,则称函数f x 为“类奇函数”.若某函数g x 是“类奇函数”,则下列命题中,错误的是()A.若0在g x 定义域中,则g0 =1B.若g x max=g4 =4,则g x min=g-4=1 4C.若g x 在0,+∞上单调递增,则g x 在-∞,0上单调递减D.若g x 定义域为R,且函数h x 也是定义域为R的“类奇函数”,则函数G x =g x h x 也是“类奇函数”【解题思路】对A,根据“类奇函数”的定义,代入x=0求解即可;对B,根据题意可得g-x=1g x,再结合函数的单调性判断即可;对C,根据g-x=1g x,结合正负分数的单调性判断即可;对D,根据“类奇函数”的定义,推导G x G-x=1判断即可.【解答过程】对于A,由函数g x 是“类奇函数”,所以g x g-x=1,且g x >0,所以当x=0时,g0 g-0=1,即g0 =1,故A正确;对于B,由g x g-x=1,即g-x=1g x,g-x随g x 的增大而减小,若g(x)max=g4 =4,则g(x)min=g-4=14成立,故B正确;对于C,由g x 在0,+∞上单调递增,所以g-x=1g x,在x∈0,+∞上单调递减,设t=-x∈-∞,0 ,∴g t 在t ∈-∞,0 上单调递增,即g x 在x ∈-∞,0 上单调递增,故C 错误;对于D ,由g x g -x =1,h x h -x =1,所以G x G -x =g x g -x h x h -x =1,所以函数G x =g x h x 也是“类奇函数”,所以D 正确;故选:C .【题型3 函数的奇偶性的综合应用】1(2023·广东·东莞市校联考一模)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,当x >0时,f (x )=ax +1,若f (-2)=5,则不等式f (x )>12的解集为()A.-∞,-12 ∪0,16B.-12,0 ∪0,16C.-∞,-12 ∪16,+∞ D.-12,0 ∪16,+∞ 【解题思路】根据条件可求得x >0时f (x )的解析式,根据函数为奇函数继而可求得当x <0时f (x )的解析式,分情况解出不等式即可.【解答过程】因为函数f (x )是定义在R 上的奇函数,所以f (-2)=-f (2)=5,则f (2)=-5,则2a +1=-5,所以a =-3,则当x >0时,f (x )=-3x +1,当x <0时,-x >0,则f (x )=-f (-x )=-[-3×(-x )+1]=-3x -1,则当x >0时,不等式f (x )>12为-3x +1>12,解得0<x <16,当x <0时,不等式f (x )>12为-3x -1>12,解得x <-12,故不等式的解集为-∞,-12 ∪0,16,故选:A .【变式训练】1(2023·全国·模拟预测)已知函数f (x ),g (x )的定义域均为R ,f (3x +1)为奇函数,g (x +2)为偶函数,f (x +1)+g (1-x )=2,f (0)=-12,则102k =1 g (k )=()A.-51B.52C.4152D.4092【解题思路】由题意,根据函数奇偶性可得f (x )的图象关于点(1,0)中心对称、g (x )的图象关于点(1,2)中心对称,进而可知g (x )是以4为周期的周期函数.求出g (1),g (2),g (3),g (4),结合周期即可求解.【解答过程】因为f (3x +1)为奇函数,所以f (x +1)为奇函数,所以f (x +1)=-f (-x +1),f (x )的图象关于点(1,0)中心对称,f (1)=0.因为g (x +2)为偶函数,所以g (x +2)=g (-x +2),g (x )的图象关于直线x =2对称.由f (x +1)+g (1-x )=2,得f (-x +1)+g (1+x )=2,则-f (x +1)+g (1+x )=2,所以g (x +1)+g (1-x )=4,g (x )+g (2-x )=4,所以g (x )的图象关于点(1,2)中心对称.因为g (x )的图象关于x =2轴对称,所以g (x )+g (2+x )=4,g (x +2)+g (x +4)=4,所以g (x +4)=g (x ),即g (x )是以4为周期的周期函数.因为f (1)=0,f (0)=-12,所以g (1)=2,g (2)=52,g (3)=g (1)=2,g (4)=g (0)=4-g (2)=32,所以102k =1g (k )=25×2+52+2+32 +2+52=4092.故选:D .2(2023·安徽亳州·蒙城第一中学校联考模拟预测)已知函数f x 是定义在R 上的偶函数,函数g x 是定义在R 上的奇函数,且f x ,g x 在0,+∞ 上单调递减,则()A.f f 2 >f f 3B.f g 2 <f g 3C.g g 2 >g g 3D.g f 2 <g f 3【解题思路】利用函数的单调性以及函数的奇偶性,判断各选项的正负即可.【解答过程】因为f x ,g x 在0,+∞ 上单调递减,f x 是偶函数,g x 是奇函数,所以g x 在R 上单调递减,f x 在-∞,0 上单调递增,对于A ,f 2 >f 3 ,但无法判断f 2 ,f 3 的正负,故A 不正确;对于B ,g 2 >g 3 ,但无法判断g 2 ,g 3 的正负,故B 不正确;对于C ,g 2 >g 3 ,g x 在R 上单调递减,所以g g 2 <g g 3 ,故C 不正确;对于D ,f 2 >f 3 ,g x 在R 上单调递减,g f 2 <g f 3 ,故D 正确.故选:D .3(2023·江西吉安·江西省遂川中学校考一模)若定义在R 上的函数f (x )满足:对任意x 1,x 2∈R有f (x 1+x 2)=f (x 1)+f (x 2)-2016,且x >0时,f (x )>2016,记f (x )在[-2017,2017]上的最大值和最小值为M ,N ,则M +N 的值为()A.2016B.2017C.4032D.4034【解题思路】先计算得到f (0)=2016,再构造函数g (x )=f (x )-2016,判断g (x )的奇偶性得出结论.【解答过程】解:令x 1=x 2=0得f (0)=2f (0)-2016,∴f (0)=2016,令x 1=-x 2得f (0)=f (-x 2)+f (x 2)-2016=2016,∴f (-x 2)+f (x 2)=4032,令g(x)=f(x)-2016,则g max(x)=M-2016,g min(x)=N-2016,∵g(-x)+g(x)=f(-x)+f(x)-4032=0,∴g(x)是奇函数,∴g max(x)+g min(x)=0,即M-2016+N-2016=0,∴M+N=4032.故选:C.【题型4函数的对称性的应用】1(2023·江西赣州·统考二模)已知函数f(x)的图像既关于点(-1,1)对称,又关于直线y=x对称,且当x∈[-1,0]时,f(x)=x2,则f174=()A.-194B.-92C.-72D.-174【解题思路】用Γ表示函数y=f x 的图像,设x0,y0∈Γ,根据中心对称性与轴对称性,得到4+y0,-4+x0∈Γ,令4+y0=174,求出y0,即可求出x0,即可得解.【解答过程】用Γ表示函数y=f x 的图像,对任意的x0∈-1,0,令y0=x20,则x0,y0∈Γ,且y0∈0,1,又函数f(x)的图像既关于点(-1,1)对称,且关于直线y=x对称,所以y0,x0∈Γ,则-2-y0,2-x0∈Γ,则2-x0,-y0-2∈Γ,则-4+x0,4+y0∈Γ,则4+y0,-4+x0∈Γ,令4+y0=174,即y0=14,此时x0=-12或x0=12(舍去),此时-4+x0=-4+-1 2=-92,即174,-92∈Γ,因此f174 =-92.故选:B.【变式训练】1(2023·四川绵阳·绵阳中学校考一模)若函数y=f x 满足f a+x+f(a-x)=2b,则说y=f x 的图象关于点a,b对称,则函数f(x)=xx+1+x+1x+2+x+2x+3+...+x+2021x+2022+x+2022x+2023的对称中心是()A.(-1011,2022)B.1011,2022C.(-1012,2023)D.1012,2023【解题思路】求出定义域,由定义域的对称中心,猜想a=-1012,计算出f(-1012+x)+f(-1012-x) =4046,从而求出对称中心.【解答过程】函数定义域为{x|x≠-1,x≠-2...,...x≠-2022,x≠-2023},定义域的对称中心为(-1012,0),所以可猜a=-1012,则f(-1012+x)=-1012+x-1011+x+-1011+x-1010+x+-1010+x-1009+x+...+1009+xx+1010+1010+x1011+x,f(-1012-x)=-1012-x-1011-x +-1011-x-1010-x+-1010-x-1009-x+...+1009-x1010-x+1010-x1011-x=1012+x 1011+x +1011+x1010+x+1010+x1009+x+...+1009-x1010-x+1010-x1011-x,故f(-1012+x)+f(-1012-x)=1010+x1011+x +1012+x 1011+x+1009+xx+1010+1011+x 1010+x⋯+-1012+x-1011+x +1010-x 1011-x=2×2023=4046所以y=f x 的对称中心为(-1012,2023),故选:C.2(2023·四川南充·四川省南充高级中学校考三模)函数f x 和g x 的定义域均为R,且y=f3+3x为偶函数,y=g x+3+2为奇函数,对∀x∈R,均有f x +g x =x2+1,则f7 g7 = ()A.615B.616C.1176D.2058【解题思路】由题意可以推出f x =f6-x,g x =-4-g6-x,再结合f x +g x =x2+1可得函数方程组,解出函数方程组后再代入求值即可.【解答过程】由函数f3+3x为偶函数,则f3+3x=f3-3x,即函数f x 关于直线x=3对称,故f x =f6-x;由函数g x+3+2为奇函数,则g x+3+2=-g-x+3-2,整理可得g x+3+g-x+3=-4,即函数g x 关于3,-2对称,故g x =-4-g6-x;由f x +g x =x2+1,可得f6-x+g6-x=(6-x)2+1,所以f x -4-g x =(6-x)2+1,故f x +g x =x2+1f x -4-g x =(6-x)2+1 ,解得f x =x2-6x+21,g x =6x-20,所以f7 =72-6×7+21=28,g7 =6×7-20=22,所以f7 g7 =28×22=616.故选:B.3(2023·甘肃张掖·高台县校考模拟预测)已知函数f(x)的定义域为R,f x-1的图象关于点(1,0)对称,f3 =0,且对任意的x1,x2∈-∞,0,x1≠x2,满足f x2-f x1x2-x1<0,则不等式x-1f x+1≥0的解集为()A.-∞,1∪2,+∞B.-4,-1∪0,1C.-4,-1∪1,2D.-4,-1∪2,+∞【解题思路】首先根据f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,得出(x)是定义在R上的奇函数,由对任意的x1,x2∈(-∞,0),x1≠x2,满足f(x2)-f(x1)x2-x1<0,得出f(x)在(-∞,0)上单调递减,然后根据奇函数的对称性和单调性的性质,求解即可.【解答过程】∵f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,∴f(x)的图象关于点(0,0)对称,∴f(x)是定义在R 上的奇函数,∵对任意的x1,x2∈(-∞,0),x1≠x2,满足f(x2)-f(x1)x2-x1<0,∴f(x)在(-∞,0)上单调递减,所以f(x)在(0,+∞)上也单调递减,又f3 =0所以f-3=0,且f0 =0,所以当x∈-∞,-3∪0,3时,f x >0;当x∈-3,0∪3,+∞时,f x <0,所以由x-1f x+1≥0可得x-1<0,-3≤x+1≤0或x-1>0,0≤x+1≤3或x-1=0,解得-4≤x≤-1或1≤x≤2,即不等式x-1f x+1≥0的解集为-4,-1∪1,2.故选:C.【题型5对称性与周期性的综合应用】1(2023·四川宜宾·统考一模)已知函数f x ,g x 的定义域为R,g x 的图像关于x=1对称,且g2x+2为奇函数,g1 =1,f x =g3-x+1,则下列说法正确的个数为()①g(-3)=g(5);②g(2024)=0;③f(2)+f(4)=-4;④2024n=1f(n)=2024.A.1B.2C.3D.4【解题思路】根据奇函数定义得到g-2x+2=-g2x+2,进而得到g x 的对称中心为,再根据对称轴求出周期,通过赋值得到答案.【解答过程】因为g2x+2为奇函数,所以g-2x+2=-g2x+2,则g-x+2=-g x+2,所以g x 对称中心为2,0,又因为g x 的图像关于x=1对称,则g-x+2=g x ,所以-g x+2=g x ,则g x+4=-g x+2=g x ,所以g x 的周期T=4,①g-3=g-3+8=g5 ,所以①正确;②因为g1 =1,g-x+2=g x ,g x 对称中心为2,0,所以g0 =g2 =0,所以g(2024)=g0 =0,所以②正确;③因为f x =g3-x+1,所以f2 =g1 +1=2,因为-g x+2=g x ,所以g-1=-g1 ,则f4 =g-1+1=-g1 +1=0,所以f(2)+f(4)=2,所以③错误;④因为f x =g 3-x +1且g x 周期T =4,所以f x +4 =g 3-x -4 +1=g 3-x +1=f x ,则f x 的周期为T =4,因为f 1 =g 2 +1=1,f 2 =2,f 3 =g 0 +1=1,f 4 =0,所以f 1 +f 2 +f 3 +f 4 =4,所以2024n =1 f (n )=506f 1 +f 2 +f 3 +f 4 =4 =506×4=2024,所以④正确.故选:C .【变式训练】1(2023·北京大兴·校考三模)已知函数f x 对任意x ∈R 都有f x +2 =-f x ,且f -x =-f x ,当x ∈-1,1 时,f x =x 3.则下列结论正确的是()A.函数y =f x 的图象关于点k ,0 k ∈Z 对称B.函数y =f x 的图象关于直线x =2k k ∈Z 对称C.当x ∈2,3 时,f x =x -2 3D.函数y =f x 的最小正周期为2【解题思路】根据f x +2 =-f x 得到f x +2 =f x -2 ,所以f x 的周期为4,根据f -x =-f x 得到f x 关于x =-1对称,画出f x 的图象,从而数形结合得到AB 错误;再根据f x =-f x -2 求出x ∈2,3 时函数解析式;D 选项,根据y =f x 的最小正周期,得到y =f x 的最小正周期.【解答过程】因为f x +2 =-f x ,所以f x =-f x -2 ,故f x +2 =f x -2 ,所以f x 的周期为4,又f -x =-f x ,所以f -x =f x -2 ,故f x 关于x =-1对称,又x ∈-1,1 时,f x =x 3,故画出f x 的图象如下:A 选项,函数y =f x 的图象关于点1,0 不中心对称,故A 错误;B 选项,函数y =f x 的图象不关于直线x =2对称,B 错误;C 选项,当x ∈2,3 时,x -2∈0,1 ,则f x =-f x -2 =-x -2 3,C 错误;D 选项,由图象可知y =f x 的最小正周期为4,又f x +2 =-f x =f x ,故y =f x 的最小正周期为2,D 正确.故选:D .2(2023·四川绵阳·绵阳校考模拟预测)已知函数f x 的定义域为R ,f 1 =0,且f 0 ≠0,∀x ,y∈R 都有f x +y +f x -y =2f x f y ,则下列说法正确的命题是()①f 0 =1;②∀x ∈R ,f -x +f x =0;③f x 关于点1,0 对称;④2023i =1 f (i )=-1A.①②B.②③C.①②④D.①③④【解题思路】利用特殊值法,结合函数的奇偶性、对称性和周期性进行求解即可.【解答过程】对于①,由于∀x ,y ∈R 都有f x +y +f x -y =2f x f y ,所以令x =y =0,则f 0 +f 0 =2f 0 f 0 ,即f 0 =f 20 ,因为f 0 ≠0,所以f 0 =1,所以①正确,对于②,令x =0,则f y +f -y =2f 0 f y =2f y ,所以f y =f -y ,即f x =f -x ,所以∀x ∈R ,f -x -f x =0,所以②错误,对于③,令x =1,则f 1+y +f 1-y =2f 1 f y =0,所以f 1+y =-f 1-y ,即f 1+x =-f 1-x ,所以f x 关于点1,0 对称,所以③正确,对于④,因为f 1+x =-f 1-x ,所以f 2+x =-f -x ,因为f x =f -x ,所以f 2+x =-f x ,所以f 4+x =-f 2+x ,所以f 4+x =f x ,所以f x 的周期为4,在f x +y +f x -y =2f x f y 中,令x =y =1,则f 2 +f 0 =2f 1 f 1 =0,因为f 0 =1,所以f (2)=-1,f (3)=f (-1)=f (1)=0,f (4)=f (0)=1,所以f (1)+f (2)+f (3)+f (4)=0+(-1)+0+1=0,所以2023i =1 f (i )=505×f (1)+f (2)+f (3)+f (4) +f (1)+f (2)+f (3)=-1,所以④正确,故选:D .3(2023·安徽合肥·合肥一中校考模拟预测)已知函数f x 与g (x )的定义域均为R ,f (x +1)为偶函数,且f (3-x )+g (x )=1,f (x )-g (1-x )=1,则下面判断错误的是()A.f x 的图象关于点(2,1)中心对称B.f x 与g x 均为周期为4的周期函数C.2022i =1f (i )=2022D.2023i =0g (i )=0【解题思路】由f (x +1)为偶函数可得函数关于直线x =1轴对称,结合f (3-x )+g (x )=1和f (x )-g (1-x )=1可得f x 的周期为4,继而得到g x 的周期也为4,接着利用对称和周期算出对应的值即可判断选项【解答过程】因为f x +1 为偶函数,所以f x +1 =f -x +1 ①,所以f x 的图象关于直线x =1轴对称,因为f x -g 1-x =1等价于f 1-x -g x =1②,又f 3-x +g x =1③,②+③得f 1-x +f 3-x =2④,即f 1+x +f 3+x =2,即f 2+x =2-f x ,所以f 4+x =2-f 2+x =f x ,故f x 的周期为4,又g x =1-f 3-x ,所以g x 的周期也为4,故选项B 正确,①代入④得f 1+x +f 3-x =2,故f x 的图象关于点2,1 中心对称,且f 2 =1,故选项A 正确,由f 2+x =2-f x ,f 2 =1可得f 0 =1,f 4 =1,且f 1 +f 3 =2,故f 1 +f 2 +f 3 +f 4 =4,故2022i =1 f (i )=505×4+f (1)+f (2)=2021+f (1),因为f 1 与f 3 值不确定,故选项C 错误,因为f 3-x +g x =1,所以g 1 =0,g 3 =0,g 0 =1-f 3 ,g 2 =1-f 1 ,所以g 0 +g 2 =2-f 1 +f 3 =0,故g 0 +g 1 +g 2 +g 3 =0,故2023i =0 g (i )=506×0=0,所以选项D 正确,故选:C .【题型6 类周期函数】1(2023·安徽合肥·合肥一六八中学校考模拟预测)定义在R 上的函数f x 满足f x +1 =12f x ,且当x ∈0,1 时,f x =1-2x -1 .当x ∈m ,+∞ 时,f x ≤332,则m 的最小值为()A.278B.298C.134D.154【解题思路】根据已知计算出f x =12n 1-2x -2n +1 ≤12n ,画出图象,计算f x =332,解得x =298,从而求出m 的最小值.【解答过程】由题意得,当x ∈1,2 时,故f x =12f x -1 =121-2x -3 ,当x ∈2,3 时,故f x =12f x -1 =141-2x -5 ⋯,可得在区间n ,n +1 n ∈Z 上,f x =12n 1-2x -2n +1 ≤12n ,所以当n ≥4时,f x ≤332,作函数y =f x 的图象,如图所示,当x ∈72,4 时,由f x =181-2x -7 =332,2x -7 =14,x =298,则m ≥298,所以m 的最小值为298故选:B .【变式训练】1(2023上·湖南长沙·高三校考阶段练习)定义域为R 的函数f x 满足f x +2 =2f x -1,当x∈0,2 时,f x =x 2-x ,x ∈0,1 1x,x ∈1,2.若x ∈0,4 时,t 2-7t 2≤f x ≤3-t 恒成立,则实数t 的取值范围是()A.1,2B.1,52C.12,2D.2,52【解题思路】由f (x +2)=2f (x )-1,求出x ∈(2,3),以及x ∈[3,4]的函数的解析式,分别求出(0,4]内的四段的最小值和最大值,注意运用二次函数的最值和函数的单调性,再由t 2-7t2≤f x ≤3-t 恒成立即为t 2-7t2≤f x min ,f x max ≤3-t ,解不等式即可得到所求范围【解答过程】当x ∈(2,3),则x -2∈(0,1),则f (x )=2f (x -2)-1=2(x -2)2-2(x -2)-1,即为f (x )=2x 2-10x +11,当x ∈[3,4],则x -2∈[1,2],则f (x )=2f (x -2)-1=2x -2-1.当x ∈(0,1)时,当x =12时,f (x )取得最小值,且为-14;当x ∈[1,2]时,当x =2时,f (x )取得最小值,且为12;当x ∈(2,3)时,当x =52时,f (x )取得最小值,且为-32;当x ∈[3,4]时,当x =4时,f (x )取得最小值,且为0.综上可得,f (x )在(0,4]的最小值为-32.若x ∈(0,4]时, t 2-7t2≤f x min 恒成立,则有t 2-7t 2≤-32.解得12≤t ≤3.当x ∈(0,2)时,f (x )的最大值为1,当x ∈(2,3)时,f (x )∈-32,-1 ,当x ∈[3,4]时,f (x )∈[0,1],即有在(0,4]上f (x )的最大值为1.由f x max ≤3-t ,即为1≤3-t ,解得t ≤2,综上,即有实数t 的取值范围是12,2.故选:C .2(2022·四川内江·校联考二模)定义域为R 的函数f (x )满足f (x +2)=3f (x ),当x ∈[0,2]时,f (x )=x 2-2x ,若x ∈[-4,-2]时,f (x )≥1183t-t 恒成立,则实数t 的取值范围是()A.-∞,-1 ∪0,3B.-∞,-3 ∪0,3C.-1,0 ∪3,+∞D.-3,0 ∪3,+∞【解题思路】根据题意首先得得到函数的具体表达式,由x ∈[-4,-2],所以x +4∈[0,2],所以f (x +4)=x 2+6x +8,再由f (x +4)=3f (x +2)=9f (x )可得出f (x )的表达式,在根据函数思维求出f (x )最小值解不等式即可.【解答过程】因为x ∈[-4,-2],所以x +4∈[0,2],因为x ∈[0,2]时,f x =x 2-2x ,所以f x +4 =(x +4)2-2(x +4)=x 2+6x +8,因为函数f x 满足f x +2 =3f x ,所以f x +4 =3f x +2 =9f x ,所以f x =19f x +4 =19x 2+6x +8 ,x ∈[-4,-2],又因为x ∈[-4,-2],f x ≥1183t-t 恒成立,故1183t -t ≤f x min =-19,解不等式可得t ≥3或-1≤t <0.故选C .3(2023上·浙江台州·高一校联考期中)设函数f x 的定义域为R ,满足f x =2f x -2 ,且当x∈0,2 时,f x =x 2-x .若对任意x ∈-∞,m ,都有f x ≤3,则m 的取值范围是()A.-∞,52B.-∞,72C.-∞,92D.-∞,112【解题思路】根据给定条件分段求解析式及对应函数值集合,再利用数形结合即得.【解答过程】因为函数f x 的定义域为R ,满足f x =2f x -2 ,且当x ∈0,2 时,f x =x 2-x =-x -1 2+1∈0,1 ,当x ∈(2,4],时,x -2∈(0,2],则f (x )=2f (x -2)=2x -2 2-x -2 =-2x -3 2+2∈0,2 ,当x ∈(4,6],时,x -4∈(0,2],则f (x )=4f (x -2)=4x -2-2 4-x -2 =-4x -5 2+4∈0.4 ,当x ∈(-2,0],时,x +2∈(0,2],则f (x )=12f (x +2)=12(x +2)-x =-12x +1 2+12∈0,12,作出函数f x 的大致图象,对任意x ∈-∞,m ,都有f x ≤3,设m 的最大值为t ,则f t =3,所以-4t -5 2+4=3,解得t =92或t =112,结合图象知m 的最大值为92,即m 的取值范围是-∞,92.故选:C .【题型7 抽象函数的性质】1(2023·新疆乌鲁木齐·统考二模)已知f x ,g x 都是定义在R 上的函数,对任意x ,y 满足f x -y=f x g y -g x f y ,且f -2 =f 1 ≠0,则下列说法正确的是()A.f 0 =1B.函数g 2x +1 的图象关于点1,0 对称C.g 1 +g -1 =0D.若f 1 =1,则2023n =1 f n =1【解题思路】利用赋值法结合题目给定的条件可判断AC ,取f x =sin2π3x ,g x =cos 2π3x 可判断B ,对于D ,通过观察选项可以推断f x 很可能是周期函数,结合f x g y ,g x f y 的特殊性及一些已经证明的结论,想到令y =-1和y =1时可构建出两个式子,两式相加即可得出f x +1 +f x -1 =-f x ,进一步得出f x 是周期函数,从而可求2023n =1 f n 的值.【解答过程】解:对于A ,令x =y =0,代入已知等式得f 0 =f 0 g 0 -g 0 f 0 =0,得f 0 =0,故A 错误;对于B ,取f x =sin 2π3x ,g x =cos 2π3x ,满足f x -y =f x g y -g x f y 及f -2 =f 1 ≠0,因为g 3 =cos2π=1≠0,所以g x 的图象不关于点3,0 对称,所以函数g 2x +1 的图象不关于点1,0 对称,故B 错误;对于C ,令y =0,x =1,代入已知等式得f 1 =f 1 g 0 -g 1 f 0 ,可得f 1 1-g 0 =-g 1 f 0 =0,结合f 1 ≠0得1-g 0 =0,g 0 =1,再令x =0,代入已知等式得f -y =f 0 g y -g 0 f y ,将f 0 =0,g 0 =1代入上式,得f -y =-f y ,所以函数f x 为奇函数.令x =1,y =-1,代入已知等式,得f 2 =f 1 g -1 -g 1 f -1 ,因为f -1 =-f 1 ,所以f 2 =f 1 g -1 +g 1 ,又因为f 2 =-f -2 =-f 1 ,所以-f 1 =f 1 g -1 +g 1 ,因为f 1 ≠0,所以g 1 +g -1 =-1,故C 错误;对于D ,分别令y =-1和y =1,代入已知等式,得以下两个等式:f x +1 =f x g -1 -g x f -1 ,f x -1 =f x g 1 -g x f 1 ,两式相加易得f x +1 +f x -1 =-f x ,所以有f x +2 +f x =-f x +1 ,即:f x =-f x +1 -f x +2 ,有:-f x +f x =f x +1 +f x -1 -f x +1 -f x +2 =0,即:f x -1 =f x +2 ,所以f x 为周期函数,且周期为3,因为f 1 =1,所以f -2 =1,所以f 2 =-f -2 =-1,f 3 =f 0 =0,所以f 1 +f 2 +f 3 =0,所以2023n =1 f n =1=f 1 +f 2 +f 3 +⋯+f 2023 =f 2023 =f 1 =1,故D 正确.故选:D .【变式训练】1(2023·福建宁德·福鼎市校考模拟预测)已知函数f x 及其导函数f x 的定义域均为R ,对任意的x ,y ∈R ,恒有f x +y +f x -y =2f x f y ,则下列说法正确的个数是()①f 0 =0;②fx 必为奇函数;③f x +f 0 ≥0;④若f (1)=12,则2023n =1f (n )=12.A.1B.2C.3D.4【解题思路】利用赋值法可判断①;利用赋值法结合函数奇偶性定义判断②;赋值,令y =x ,得出f 2x+f0 ≥0,变量代换可判断③;利用赋值法求出f(n)部分函数值,推出其值具有周期性,由此可计算2023n=1f(n),判断④,即可得答案.【解答过程】令x=y=0,则由f x+y+f x-y=2f x f y 可得2f0 =2f20 ,故f(0)=0或f0 =1,故①错误;当f(0)=0时,令y=0,则f(x)+f(x)=2f(x)f(0)=0,则f(x)=0,故f (x)=0,函数f (x)既是奇函数又是偶函数;当f(0)=1时,令x=0,则f(y)+f(-y)=2f(0)f(y),所以f-y=f y ,则-f (-y)=f (y),即f (-y)=-f (y),则f (x)为奇函数,综合以上可知f (x)必为奇函数,②正确;令y=x,则f2x+f0 =2f2x ,故f2x+f0 ≥0.由于x∈R,令t=2x,t∈R,即f t +f0 ≥0,即有f x +f0 ≥0,故③正确;对于D,若f1 =12,令x=1,y=0,则f1 +f1 =2f1 f0 ,则f(0)=1,令x=y=1,则f2 +f0 =2f21 ,即f2 +1=12,∴f2 =-12,令x=2,y=1,则f3 +f1 =2f2 f1 ,即f3 +12=-12,∴f(3)=-1,令x=3,y=1,则f4 +f2 =2f3 f1 ,即f4 -12=-1,∴f(4)=-12,令x=4,y=1,则f5 +f3 =2f4 f1 ,即f5 -1=-12,∴f(5)=12,令x=5,y=1,则f6 +f4 =2f5 f1 ,即f6 -12=12,∴f(6)=1,令x=6,y=1,则f7 +f5 =2f6 f1 ,即f7 +12=1,∴f(7)=12,令x=7,y=1,则f8 +f6 =2f7 f1 ,即f8 +1=12,∴f(8)=-12,⋯⋯,由此可得f(n),n∈N*的值有周期性,且6个为一周期,且f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)=0,故2023n=1f n =337×[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)]+f(1)=12,故④正确,即正确的是②③④,故选:C.2(2023·河南·校联考模拟预测)已知函数f x 对任意实数x,y恒有f(x-y)+f(x+y)=f(2x)成立,且当x<0时,f(x)>0.(1)求f(0)的值;(2)判断f x 的单调性,并证明;(3)解关于x的不等式:f x2-(a+2)x+f(a+y)+f(a-y)>0.【解题思路】(1)根据题意,令x=0,y=0,即可求得f(0)=0;(2)令x=0,得到f(-y)=-f(y),所以f x 为奇函数,在结合题意和函数单调性的定义和判定方法,即可求解;(3)化简不等式为f x2-(a+2)x>f(-2a),结合函数f x 的单调性,把不等式转化为x2-(a+2)x <-2a,结合一元二次不等式的解法,即可求解.【解答过程】(1)解:因为函数f(x)对任意实数x,y恒有f(x-y)+f(x+y)=f(2x)成立,令x=0,y=0,则f(0)+f(0)=f(0),所以f(0)=0.(2)解:函数f x 为R上的减函数.证明:令x=0,则f(-y)+f(y)=f(0)=0,所以f(-y)=-f(y),故f x 为奇函数.任取x1,x2∈R,且x1<x2,则x1-x2<0,因为当x<0时,f(x)>0,所以f x1-x2>0,所以f x1-f x2=f x1+f-x2=fx1-x22+x1+x22+f x1-x22-x1+x22=f x1-x2>0,即f x1>f x2,所以f x 是R上的减函数.(3)解:根据题意,可得f x2-(a+2)x>-[f(a+y)+f(a-y)]=-f(2a)=f(-2a),由(2)知f x 在R上单调递减,所以x2-(a+2)x<-2a,即x2-(a+2)x+2a<0,可得(x-2)(x-a)<0,当a>2时,原不等式的解集为(2,a);当a=2时,原不等式的解集为∅;当a<2时,原不等式的解集为(a,2).3(2023上·广东东莞·高一校联考期中)已知函数f x 对任意实数x,y恒有f x+y=f x +f y ,当x>0时,f x <0,且f1 =-2.(1)判断f x 的奇偶性;(2)判断函数单调性,求f x 在区间-3,3上的最大值;(3)若f x <m2-2am+2对所有的x∈-1,1,a∈-1,1恒成立,求实数m的取值范围.【解题思路】(1)令x=y=0,求得f0 =0,再令y=-x,从而得f-x=-f x ,从而证明求解. (2)设x1,x2∈R且x1<x2,结合条件用单调性的定义证明函数f x 的单调性,然后利用单调性求解区间-3,3上的最大值.(3)根据函数f x <m2-2am+2对所有的x∈-1,1,a∈-1,1恒成立,说明f x 的最大值2小于右边,因此先将右边看作a的函数,解不等式组,即可得出m的取值范围.【解答过程】(1)f x 为奇函数,证明如下:令x=y=0,则f0+0=2f0 ,所以f0 =0,令y=-x,则f x-x=f x +f-x=f0 =0,所以:f-x=-f x 对任意x∈R恒成立,所以函数f x 为奇函数.(2)f x 在R上是减函数,证明如下:任取x1,x2∈R且x1<x2,则x2-x1>0f x2-f x1=f x2+f-x1=f x2-x1<0,所以f x2<f x1,所以f x 在R上为减函数.当x∈-3,3时,f x 单调递减,所以当x=-3时,f x 有最大值为f-3,因为f3 =f2 +f1 =3f1 =-2×3=-6,所以f-3=-f3 =6,故f x 在区间-3,3上的最大值为6.(3)由(2)知f x 在区间-1,1上单调递减,所以f x ≤f-1=-f1 =2,因为f x <m2-2am+2对所有的x∈-1,1,a∈-1,1恒成立,即m2-2am>0对任意a∈-1,1恒成立,令g a =-2am+m2,则g-1>0g1 >0,即2m+m2>0-2m+m2>0,解得:m>2或m<-2.故m的取值范围为-∞,-2∪2,+∞.【题型8函数性质的综合应用】1(2023上·河北石家庄·高一校考阶段练习)已知函数f(x)=a x,g(x)=b⋅a-x+x,a>0且a≠1,若f(1)+g(1)=52,f(1)-g(1)=32,设h(x)=f(x)+g(x),x∈[-4,4].(1)求函数h(x)的解析式并判断其奇偶性;(2)判断函数h(x)的单调性(不需证明),并求不等式h(2x+1)+h(2x-1)≥0的解集.【解题思路】(1)由f(1)+g(1)=52、f(1)-g(1)=32代入可解出a、b,得到h(x),再计算h(x)与h(-x)的关系即可得到奇偶性;(2)分别判断h(x)中每一部分的单调性可得h(x)的单调性,结合函数的单调性与奇偶性解决该不等式即可得.【解答过程】(1)由f(1)+g(1)=52,f(1)-g(1)=32,即有a+ba+1=52a-ba-1=32,解得a=2b=-1,即f(x)=2x,g(x)=-2-x+x,则h(x)=2x-2-x+x,其定义域为R,h (-x )=2-x -2x -x =-2x -2-x +x =-h (x ),故h (x )为奇函数.(2)h (x )=2x -2-x +x ,由2x 在R 上单调递增,-2-x 在R 上单调递增,x 在R 上单调递增,故h (x )在R 上单调递增,由h (2x +1)+h (2x -1)≥0,且h (x )为奇函数,即有h (2x +1)≥-h (2x -1)=h 1-2x ,即有2x +1≥1-2x ,解得x ≥0,故该不等式的解集为x x ≥0 .【变式训练】1(2023上·上海·高一校考期中)已知定义在全体实数上的函数f x 满足:①f x 是偶函数;②f x 不是常值函数;③对于任何实数x 、y ,都有f x +y =f x f y -f 1-x f 1-y .(1)求f 1 和f 0 的值;(2)证明:对于任何实数x ,都有f x +4 =f x ;(3)若f x 还满足对0<x <1有f x >0,求f 13+f 23 +⋯+f 20263 的值.【解题思路】(1)取x =1,y =0代入计算得到f 1 =0,取y =0得到f x =f x f 0 ,得到答案.(2)取y =1,结合函数为偶函数得到f x +2 =-f x ,变换得到f x +4 =f x ,得到证明.(3)根据函数的周期性和奇偶性计算f 13 +f 23 +⋯+f 123 =0,取x =y =13和取x =13,y =-13得到f 13 =32,根据周期性得到f 13 +f 23 +⋯+f 20263=-f 13 -1,计算得到答案.【解答过程】(1)f x +y =f x f y -f 1-x f 1-y取x =1,y =0得到f 1 =f 1 f 0 -f 0 f 1 =0,即f 1 =0;取y =0得到f x =f x f 0 -f 1-x f 1 =f x f 0 ,f x 不是常值函数,故f 0 =1;(2)f x +y =f x f y -f 1-x f 1-y ,取y =1得到f x +1 =f x f 1 -f 1-x f 0 =-f 1-x ,f x 是偶函数,故f x +1 =-f x -1 ,即f x +2 =-f x ,f x +4 =-f x +2 =f x .(3)f x +2 +f x =0,f x 为偶函数,取x =-13,则f 53 +f -13 =0,即f 53 +f 13 =0;取x =-23,则f 43 +f -23 =0,即f 43 +f 23=0;故f 73+f 83 +f 103 +f 113 =-f 13 -f 23 -f 43 -f 53 =0,f 2 =-f 0 =-1,f 3 =f -1 =f 1 =0,f 4 =f 0 =1,故f 13+f 23 +⋯+f 123 =0,取x =y =13得到f 23 =f 213 -f 223,取x =13,y =-13得到f 0 =f 213 -f 23 f 43 =f 213 +f 223=1,f 13 >0,f 23 >0,解得f 13 =32,f 13+f 23 +⋯+f 20263 =-f 113 -f 123 =-f 13 -1=-32-1.2(2023下·山西运城·高二统考期末)已知f x =e x -1+e 1-x +x 2-2x +a ,(1)证明:f x 关于x =1对称;(2)若f x 的最小值为3(i )求a ;(ii )不等式f m e x +e -x +1 >f e x -e -x 恒成立,求m 的取值范围【解题思路】(1)代入验证f (x )=f (2-x )即可求解,(2)利用单调性的定义证明函数的单调性,即可结合对称性求解a =2,分离参数,将恒成立问题转化为m >e x -e -x -1e x +e -xmax ,构造函数F (x )=e x -e -x -1e x +e-x ,结合不等式的性质即可求解最值.【解答过程】(1)证明:因为f x =e x -1+e 1-x +x 2-2x +a ,所以f (2-x )=e 2-x -1+e1-(2-x )+(2-x )2-2(2-x )+a =e 1-x +e x -1+x 2-2x +a ,所以f (x )=f (2-x ),所以f (x )关于x =1对称.(2)(ⅰ)任取x 1,x 2∈(1,+∞),且x 1<x 2f x 1 -f x 2 =e x 1-1+e1-x 1+x 21-2x 1-ex 2-1+e1-x 2+x 22-2x 2=e x 1-1-ex 2-1+e1-x 1-e1-x 2+x 21-x 22 -2x 1-x 2=(ex 1-1-ex 2-1)(e x 1-1e x 2-1-1)ex 1-1ex 2-1+(x 1-x 2)(x 1+x 2-2)∵1<x 1<x 2,∴0<x 1-1<x 2-1,∴e x 1-1>1,ex 2-1>1,ex 1-1-ex 2-1<0,ex 1-1e x 2-1-1>0,x 1-x 2<0,x 1+x 2-2>0,∴f (x 1)<f (x 2),所以f (x )在1,+∞ 上单调递增,又f (x )关于x =1对称,则在-∞,1 上单调递减.所以f (x )min =f (1)=1+a =3,所以a =2.(单调性也可以用单调性的性质、复合函数的单调性判断、导数证明)(ⅱ)不等式f (m (e x +e -x )+1)>f (e x -e -x )恒成立等价于(m (e x +e -x )+1)-1 >e x -e -x -1 恒成立, 即m >ex-e -x -1 e x +e -x =e x -e -x -1e x +e -x恒成立,即m >e x -e -x -1e x +e -xmax令F (x )=e x -e -x -1e x +e -x ,则F (x )=e 2x -e x -1e 2x +1=1-e x +2e 2x +1,令e x +2=n ,n ∈2,+∞ ,则e x =n -2则g n =1-n n 2-4n +5=1-1n -4+5n,因为n ∈2,+∞ ,n -4+5n ≥25-4,n =5取等号,则g n ∈-52,1,所以g n ∈0,52,所以m >52,即m ∈-∞,-52 ∪52,+∞ .3(2023下·广东·高一统考期末)已知函数y =φx 的图象关于点P a ,b 成中心对称图形的充要条件是φa +x +φa -x =2b .给定函数f x =x -6x +1及其图象的对称中心为-1,c .(1)求c 的值;(2)判断f x 在区间0,+∞ 上的单调性并用定义法证明;(3)已知函数g x 的图象关于点1,1 对称,且当x ∈0,1 时,g x =x 2-mx +m .若对任意x 1∈0,2 ,总存在x 2∈1,5 ,使得g x 1 =f x 2 ,求实数m 的取值范围.【解题思路】(1)根据函数的对称性得到关于c 的方程,解出即可求出函数的对称中心;(2)利用函数单调性的定义即可判断函数f (x )单增,(3)问题转化为g (x )在[0,2]上的值域A ⊆[-2,4],通过讨论m 的范围,得到关于m 的不等式组,解出即可.【解答过程】(1)由于f (x )的图象的对称中心为-1,c ,则f (-1+x )+f (-1-x )=2c ,即(x -1)-6x -1+1+(-x -1)-6-x -1+1=2c ,整理得-2=2c ,解得:c =-1,故f (x )的对称中心为(-1,-1);(2)函数f (x )在(0,+∞)递增;设0<x 1<x 2,则f x 1 -f x 2 =x 1-6x 1+1-x 2+6x 2+1=x 1-x 2 +6x 1-x 2 x 2+1 x 1+1=x 1-x 2 1+6x 2+1 x 1+1,由于0<x 1<x 2,所以x 1-x 2<0, 6x 2+1 x 1+1>0,所以f x 1 -f x 2 <0⇒f x 1 <f x 2 ,故函数f (x )在(0,+∞)递增;。
高三高考文科数学《三角函数》题型归纳与汇总
高三高考文科数学《三角函数》题型归纳与汇总高考文科数学题型分类汇总:三角函数篇本文旨在汇总高考文科数学中的三角函数题型,包括定义法求三角函数值、诱导公式的使用、三角函数的定义域或值域、三角函数的单调区间、三角函数的周期性、三角函数的图象变换和三角函数的恒等变换。
题型一:定义法求三角函数值这类题目要求根据三角函数的定义,求出给定角度的正弦、余弦、正切等函数值。
这类题目的难点在于熟练掌握三角函数的定义,以及对角度的准确度量。
题型二:诱导公式的使用诱导公式是指通过对已知的三角函数进行代数变形,得到新的三角函数值的公式。
这类题目需要熟练掌握各种诱导公式,以及灵活应用。
题型三:三角函数的定义域或值域这类题目要求确定三角函数的定义域或值域。
需要掌握各种三角函数的性质和图象,以及对函数的定义域和值域的概念和计算方法。
题型四:三角函数的单调区间这类题目要求确定三角函数的单调区间,即函数在哪些区间上单调递增或单调递减。
需要掌握各种三角函数的性质和图象,以及对函数单调性的判定方法。
题型五:三角函数的周期性这类题目要求确定三角函数的周期。
需要掌握各种三角函数的性质和图象,以及对函数周期的计算方法。
题型六:三角函数的图象变换这类题目要求根据给定的变换规律,确定三角函数图象的变化。
需要掌握各种三角函数的性质和图象,以及对图象变换的计算方法。
题型七:三角函数的恒等变换这类题目要求根据已知的三角函数恒等式,进行变形和推导。
需要掌握各种三角函数的恒等式,以及灵活应用。
2)已知角α的终边经过一点P,则可利用点P在单位圆上的性质,结合三角函数的定义求解.在求解过程中,需注意对角终边位置进行讨论,避免忽略或重复计算.例2已知sinα=0.8,且α∈[0,π2],则cosα=.答案】0.6解析】∵sinα=0.8,∴cosα=±√1-sin²α=±0.6XXXα∈[0,π2],∴cosα>0,故cosα=0.6易错点】忘记对cosα的正负进行讨论思维点拨】在求解三角函数值时,需注意根据已知条件确定函数值的正负,避免出现多解或无解的情况.同时,需根据角度范围确定函数值的取值范围,避免出现超出范围的情况.题型二诱导公式的使用例3已知tanα=√3,且α∈(0,π2),则sin2α=.答案】34解析】∵ta nα=√3,∴α=π/30<α<π/2,∴0<2α<πsin2α=sin(π-2α)=sinπcos2α-cosπsin2α=-sin2α2sin2α=0,∴sin2α=0sin2α=3/4易错点】忘记利用诱导公式将sin2α转化为sin(π-2α)思维点拨】在解决三角函数的复合问题时,可利用诱导公式将一个三角函数转化为其他三角函数的形式,从而简化计算.同时,需注意根据角度范围确定函数值的取值范围,避免出现超出范围的情况.题型三三角函数的定义域或值域例4已知f(x)=2sinx+cosx,则f(x)的值域为.答案】[−√5,√5]解析】∵f(x)=2sinx+cosx=√5(sin(x+α)+sin(α-x)),其中tanα=-121≤sin(x+α)≤1,-1≤sin(α-x)≤15≤f(x)≤√5f(x)的值域为[−√5,√5]易错点】忘记利用三角函数的性质将f(x)转化为含有同一三角函数的形式思维点拨】在确定三角函数的定义域或值域时,可利用三角函数的性质将其转化为含有同一三角函数的形式,从而方便计算.同时,需注意对于复合三角函数,需先将其转化为含有同一三角函数的形式,再确定其定义域或值域.题型四三角函数的单调区间例5已知f(x)=sin2x,则f(x)在区间[0,π]上的单调递增区间为.答案】[0,π/4]∪[3π/4,π]解析】∵f'(x)=2cos2x=2(2cos²x-1)=4cos²x-2f'(x)>0的充要条件为cosx12f(x)在[0,π/4]∪[3π/4,π]上单调递增易错点】忘记将f'(x)化简为含有同一三角函数的形式,或对于三角函数的单调性判断不熟练思维点拨】在求解三角函数的单调区间时,需先求出其导数,并将其化简为含有同一三角函数的形式.然后,利用三角函数的单调性进行判断,得出函数的单调区间.题型五三角函数的周期性例6已知f(x)=sin(2x+π),则f(x)的周期为.答案】π解析】∵sin(2x+π)=sin2xcosπ+cos2xsinπ=-sin2xf(x)的周期为π易错点】忘记利用三角函数的周期性质思维点拨】在求解三角函数的周期时,需利用三角函数的周期性质,即f(x+T)=f(x),其中T为函数的周期.同时,需注意对于复合三角函数,需先将其转化为含有同一三角函数的形式,再确定其周期.题型六三角函数的图象变换例7已知f(x)=sinx,g(x)=sin(x-π4),则g(x)的图象相对于f(x)的图象向左平移了.答案】π4解析】∵g(x)=sin(x-π4)=sinxcosπ4-cosxsinπ4g(x)的图象相对于f(x)的图象向左平移π4易错点】忘记利用三角函数的图象变换公式,或对于三角函数的图象不熟悉思维点拨】在求解三角函数的图象变换时,需利用三角函数的图象变换公式,即y=f(x±a)的图象相对于y=f(x)的图象向左(右)平移a个单位.同时,需对于各种三角函数的图象有一定的了解,以便准确判断图象的变化情况.题型七三角函数的恒等变换例8已知cosα=12,且α∈(0,π2),则sin2α的值为.答案】34解析】∵cosα=12,∴sinα=√3/2sin2α=2sinαcosα=√3/2×1/2=3/4易错点】忘记利用三角函数的恒等变换公式思维点拨】在求解三角函数的恒等变换时,需熟练掌握三角函数的基本恒等式和常用恒等式,从而简化计算.同时,需注意根据已知条件确定函数值的正负,避免出现多解或无解的情况.已知角α的终边所在的直线方程,可以通过设出终边上一点的坐标,求出此点到原点的距离,然后利用三角函数的定义来解决相关问题。
高考求函数解析式方法及例题
函数专题之解析式问题求函数解析式的方法把两个变量的函数关系,用一个等式来表示,这个等式叫函数的解析式,简称解析式。
求函数解析式的题型有:(1)已知函数类型,求函数的解析式:待定系数法;(2)已知()f x 求[()]f g x 或已知[()]f g x 求()f x :换元法、配凑法; (3)已知函数图像,求函数解析式;(4)()f x 满足某个等式,这个等式除()f x 外还有其他未知量,需构造另个等式:解方f(x)的解析式。
,∴f(x)=2x+7待定系数法()f x 22(2)f x -=(2)f x --设二次函数满足且图象在轴上的截距为1,在轴截得的线段长为,求的解析式。
x y ()f x 例题:解法一、1222x x a∆-==2248b ac a ∴-=21()212f x x x ∴=++1c =又1,2,12a b c ===解得2()(0)f x ax bx c a =++≠设(2)(2)f x f x -=--由40a b -=得解法二、(0)1f =41a k ∴+=1222x x-=222k a-∴=1,12a k ∴==-221()(2)121212f x x x x ∴=+-=++()y f x =2x =-得的对称轴为(2)(2)f x f x -=--由∴2()(2)f x a x k=++设二 【换元法】(注意新元的取值范围)已知))((x g f 的表达式,欲求)(x f ,我们常设)(x g t =,从而求得)(1t g x -=,然后代入))((x g f 的表达式,从而得到)(t f 的表达式,即为)(x f 的表达式。
三【配凑法(整体代换法)】若已知))((x g f 的表达式,欲求)(x f 的表达式,用换元法有困难时,(如)(x g 不存在反函数)可把)(x g 看成一个整体,把右边变为由)(x g 组成的式子,再换元求出)(x f 的式子。
换元法()f x 211(1)(1)1f x x+=-2211(2)()f x x x x+=+例题:根据条件,分别求出函数的解析式22()(1)12f t t t t∴=--=-11tx+=(1)解:令11t x=-1t ≠则且2()2f x x x=-(1)x ≠即换元法2()2f x x ∴=-(2)x ≥凑配法x1x x+用替代式中的12x x+≥又考虑到211()()2f x x x x+=+-(2)解:【例题】已知f(x-1)= 2x -4x ,解方程f(x+1)=0 分析:如何由f(x-1),求出f(x+1)是解答此题的关键 解1:f(x-1)==2)1(-x -2(x-1)-3,∴f(x)=2x -2x-3 f(x+1)=2)1(+x -2(x+1)-3=2x -4,∴2x -4=0,x=±2解2:f(x-1)=2x -4x ,∴f(x+1)=f[(x+2)-1]=2)2(+x -4(x+2)=2x -4,∴2x -4=0,x=±2 解3:令x-1=t+1,则x=t+2,∴f(t+1)=2)2(+t -4(t+2)=2t -4 ∴f(x+1)=2x -4,∴2x -4=0,∴x=±2评注:只要抓住关键,采用不同方法都可以达到目的。
高考数学函数嵌套问题
高考数学函数嵌套问题【题型归纳目录】题型一:“()()=f f x k ”型问题题型二:“()()=f g x k ”型问题题型三:复合函数()⎡⎤=-⎣⎦y f f x x 的零点问题题型四:复合函数()⎡⎤=-⎣⎦y f g x x 的零点问题题型五:含参二次函数复合型零点问题题型六:零点求和问题题型七:其他型【解题思路】1.嵌套函数形式:形如2.解决嵌套函数零点个数的一般步骤(1)换元解套,转化为t =g (x )与y =f (t )的零点.(2)依次解方程,令f (t )=0,求t ,代入t =g (x )求出x 的值或判断图象交点个数.注:抓住两点:(1)转化换元;(2)充分利用函数的图象与性质.【典型例题】题型一:“()()=f f x k ”型问题例1.设函数()|2|f x x x =-,0x 是函数()(())1g x f f x =-的所有零点中的最大值,若0(x k ∈,1)()k k Z +∈,则k =.例2.设函数()|2|f x x x =-,则当(0,2)x ∈时,函数()f x 的最大值等于,若0x 是函数()(())1g x f f x =-的所有零点中的最大值,且0(x k ∈,1)()k k Z +∈,则k =.例3.已知函数2|(1)|,(1,3)()5,[3,)log x x f x x x +∈-⎧=⎨-∈+∞⎩,则函数()(())1g x f f x =-的零点个数为()A .3B .4C .5D .6变式1.已知函数22log (1),0()4,0x x f x x x x -⎧=⎨-+>⎩,则函数()[()]1g x f f x =-的零点个数为()A .4B .7C .8D .9变式2.已知函数2log (),(0)()2,(0)x x f x x x -<⎧=⎨-⎩,则函数()[()1]g x f f x =+的零点个数是()A .1个B .2个C .3个D .4个变式3.已知函数2()f x x x q =++,集合{|()0A x f x ==,}x R ∈,{|(())0B x f f x ==,}x R ∈,若B 为单元素集,试求q 的值.题型二:“()()=f g x k ”型问题例4.已知函数2()2f x x x =--,1,0()41,0x x g x xx x ⎧+>⎪=⎨⎪+⎩(1)求[g f (1)]的值;(2)若方程[()]0g f x a -=有4个实数根.求实数a 的取值范围.例5.设函数2()2f x x x =--,1,0()41,0x x g x xx x ⎧+>⎪=⎨⎪+⎩,()[()]h x g f x =.(1)求函数()h x 的单调递增区间.(2)若关于x 的方程()0h x a -=有4个不同的实数很,求实数a 的取值范围.例6.设函数2()2f x x x =--,1,0()41,0x x g x xx x ⎧+>⎪=⎨⎪+⎩,()[()]h x g f x =,求函数()h x 的单调递增区间.变式4.已知函数2()2f x x x =--,1;0()1;04x x g x x x x +⎧⎪=⎨+>⎪⎩,若函数[()]y g f x a =-有4个零点,则实数a 的取值范围是.变式5.已知函数32()31f x x x =-+,21,0()468,0x x g x xx x x ⎧+>⎪=⎨⎪---⎩,则当方程[()]0g f x a -=有6个解时a 的取值范围是()A .514a <<B .54a >或81a -<C .54a >D .01a题型三:复合函数()⎡⎤=-⎣⎦y f f x x 的零点问题例7.定义:若函数()f x 对于其定义域内的某一数0x ,有00()f x x =,则称0x 是()f x 的一个不动点,已知函数2()(1(0)f x ax b x b a =++-≠.(1)当1a =,3b =时,求函数()f x 的不动点;(2)若对任意的实数b ,函数()f x 恒有两个不动点,求a 的取值范围;(3)在(2)的条件下,若()y f x =图象上两个点A 、B 的横坐标是函数()f x 的不动点,且A 、B 的中点C 在函数22()541ag x x a a =-+-+的图象上,求b 的最小值.例8.定义:若函数()f x 对于其定义域内的某一数0x ,有00()f x x =,则称0x 是()f x 的一个不动点.已知函数2()(1)1(0)f x ax b x b a =+++-≠.()I 当1a =,2b =-时,求函数()f x 的不动点;(Ⅱ)若对任意的实数b ,函数()f x 恒有两个不动点,求a 的取值范围.例9.设函数()0f x x =>,a R ∈,e 为自然对数的底数),若存在[0b ∈,1]使(f f (b ))b =成立,则a 的取值范围是.变式6.设函数2()f x x x c =++.若对任意x R ∈,均有(())f f x x >,则实数c 的取值范围是.变式7.对于函数()f x ,若()f x x =,则称x 为()f x 的“不动点”,若(())f f x x =,则称x 为()f x 的“稳定点”,记{|()}A x f x x ==,{|(())}B x f f x x ==,则下列说法错误的是()A .对于函数()f x x =,有AB =成立B .若()f x 是二次函数,且A 是空集,则B 为空集C .对于函数1()()2x f x =,有A B =成立D .对于函数()bf x x=,存在(0,)b ∈+∞,使得A B =成立变式8.对于函数()f x ,若00()f x x =,则称0x 为函数()f x 的“不动点”:若00(())f f x x =,则称0x 为()f x 的“稳定点”,如果函数2()1()f x ax a R =+∈的稳定点恰是它的不动点,那么a 的取值范围为()A .1(,]4-∞B .3(,)4-+∞C .31[,]44-D .1(1,]4-变式9.对于函数()f x ,若00()f x x =,则称0x 为函数()f x 的“不动点”;若00(())f f x x =,则称0x 为函数()f x 的“稳定点”.如果函数2()()f x x a a R =+∈的“稳定点”恰是它的“不动点”,那么实数a 的取值范围是()A .(-∞,1]4B .3(4-,)+∞C .3(4-,1]4D .3[4-,14变式10.设函数())f x a R =∈.若存在[0b ∈,1],使(f f (b ))b =成立,则a 的取值范围是()A .[0,14B .[1,2]C .[0,1]D .1[4,1]变式11.设函数()f x a R =∈,e 为自然对数的底数),若存在[0b ∈,1]使[f f (b )]b =成立,则a 的取值范围()A .[1,]e B .[0,]e C .[2,]e D .[1,1]e +变式12.设函数())f x a R =∈,若存在[1b ∈,]e ,使得(f f (b ))b =成立,则实数a 的取值范围是()A .[0,1]B .[0,2]C .[1,2]D .[1-,0]变式13.设函数())f x a R =∈.若方程(())f f x x =有解,则a 的取值范围为()A .1(,]4-∞B .1(0,8C .1(,]8-∞D .[1,)+∞题型四:复合函数()⎡⎤=-⎣⎦y f g x x 的零点问题例10.设()f x ,()g x 都是定义在R 上的函数,若函数(())y f g x x =-有零点,则函数(())g f x 不可能是()A .215x -B .215x +C .215x x +-D .215x x ++例11.()f x 和()g x 都是定义在R 上的函数,且方程[()]0x g f x -=有实数解,则[()]f g x 不可能是()A .32x-B .23x -C .4|1|5x --+D .4|1|5x -+。
高考数学热点必会题型第3讲-函数与方程和零点问题与嵌套函数(解析版)
高考数学热点必会题型第3讲 函数与方程和零点问题与嵌套函数 ——每天30分钟7天轻松掌握一、重点题型目录【题型】一、零点存在定理法判断函数零点所在区间 【题型】二、方程法判断函数零点个数 【题型】三、数形结合法判断函数零点个数 【题型】四、转化法判断函数零点个数 【题型】五、利用函数的零点或方程有根求参数 【题型】六、利用函数的交点或交点个数求参数 【题型】七、一元二次不等式恒成立问题 【题型】八、一元二次不等式能成立问题 二、题型讲解总结第一天学习及训练【题型】一、零点存在定理法判断函数零点所在区间 例1.(2023·全国·高三专题练习)函数()2ln 1f x x x =--的零点所在的区间是( ) A .()1,2 B .()2,3C .()3,4D .()4,5【答案】B【分析】利用零点存在性定理求解即可【详解】函数()2ln 1f x x x =--在()1,+∞ 上单调递增,且在()1,+∞上连续. 因为()22ln 2ln 22021f =-=-<-,()23ln 3ln 31031f =-=->-, 所以()()230f f <,所以函数的零点所在的区间是()2,3. 故选:B例2.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()f x 的定义域为(0,)+∞,对任意,()0x ∈+∞,都有()2()log 20f f x x -=.现已知()()17f a f a +'=,那么( ) A .(1,1.5)a ∈ B .(1.5,2)a ∈C .(2,2.5)a ∈D .(2.5,3)a ∈【答案】D【分析】先由()2()log 20f f x x -=求出2()16log f x x =+,再由()()17f a f a +'=得到21log 10ln 2a a --=,结合单调性和零点存在定理进行判断即可. 【详解】不妨设2()log f x x m -=,则()20f m =,所以2log 2016m m m +=⇒=,得2()16log f x x =+,1()ln 2f x x '=, 因为()()17f a f a +'=,所以21log 10ln 2a a --=.令21()log 1ln 2g a a a =--,易得()g a 在(0,)+∞上单调递增,因为227ln118(3)log 3103ln 23ln 2g -=--=>,52531255ln 2ln 25ln 21ln 42410244(2.5)log 2.5102.5ln 25ln 25ln 25ln 25ln 2g ⎛⎫--- ⎪-⎝⎭=--===<<, 由零点存在定理知:(2.5,3)a ∈. 故选:D .例3.(2023·全国·高三专题练习)已知()=ln f x x ,()e xg x =,若()()f s g t =,则当s t-取得最小值时,()g t 所在区间是( ) A .11,3e ⎛⎫ ⎪⎝⎭B .11,e 2⎛⎫ ⎪⎝⎭C .()ln 2,1D .1,ln 22⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】D【分析】由已知条件构造函数()e ln ah a a =-,利用导数求出最值,由零点存在性定理验证001e 0a a -=的根的范围即可. 【详解】令()()f s g t a ==,即e ln 0t s a ==>, ∴ln t a =,e a s =, ∴e ln (0)a s t a a -=->,令()e ln ah a a =-,则()1e a h a a'=-,令()1e a m a a =-,则()21e a m a a '=+,∴()m a 在()0,∞+上单调递增,且()1e 10m =->,1202m ⎛⎫=< ⎪⎝⎭∴存在唯一0a a =使得()0h a '=,当00a a <<时,1e a a <, ()0h a '<,当0a a >时,1e aa>, ()0h a '>,∴()0()min h h a a =,即s t -取得最小值时,0()f s a a ==,由零点的存在定理验证01e 0aa -=的根的范围,当012a =时,001e 0a a -<,当0ln2a =时,001e 0aa ->,故01(,ln 2)2a ∈, 故选:D .例4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()2e 0-=->x af x x a 有两个极值点1x 和2x ,且12x x <,则下列结论正确的是( ) A .101x << B .2101xx e << C .()101f x << D .()1ln 2,a ∈-+∞【答案】ACD 【分析】函数()()2e0-=->x af x x a 有两个极值点1x 和2x ,令()0f x '=,则e2e =xa x判断函数()e x g x x =的单调性,由题知()e xg x x=与2e =a y 有两个交点,借助图像求出a 的取值范围,判断D ;再根据零点存在性定理判断A ;又根据11e 2-=x ax ,求出()1f x 的取值范围,判断C ;由()()1200f x f x ⎧'=='⎪⎨⎪⎩,得2112e e x xx x =,由于101x <<,21x >,所以12e 1>x x ,从而判断B.【详解】已知()2e -=-x a f x x ,则()e 2-'=-x af x x ,令()0f x '=,则e2e =xa x考虑函数()e xg x x =,则()()2e 1x x g x x-'=, 当(),0x ∈-∞时,()0g x '<,即()g x 在(),0∞-上单调递减; 当()0,1x ∈时,()0g x '<,即()g x 在()0,1上单调递减; 当()1,x ∈+∞时,()0g x '>,即()g x 在()1,+∞上单调递增; 故()g x 的图象大致如图:依题意,若()f x 有两个极值点,则2e e >a ,即1ln 2a >-,因此选项D 正确; 由图易知,101x <<,21x >,故选项A 正确; 又11e 2-=x ax ,故()()122211111e 211-=-=-=--x a f x x x x x ,因为101x <<,所以()101f x <<,故选项C 正确; 因为()()1200f x f x ⎧'=='⎪⎨⎪⎩,即1212e 2e 2x a x a x x --⎧=⎨=⎩,故1212e e =x x x x ,即2112e e x xx x =. 由于101x <<,21x >,所以12e 1>x x ,从而21e 1>xx ,故选项B 错误.故答案为:ACD.【题型】二、方程法判断函数零点个数例5.(2023·全国·高三专题练习)关于函数()ln ||ln |2|f x x x =+-有下述四个结论: ①()f x 的图象关于直线1x =对称 ②()f x 在区间(2,)+∞单调递减 ③()f x 的极大值为0 ④()f x 有3个零点 其中所有正确结论的编号为( ) A .①③ B .①④C .②③④D .①③④【答案】D【分析】根据给定函数,计算(2)-f x 判断①;探讨()f x 在(2,)+∞上单调性判断②;探讨()f x在(0,1)和(1,2)上单调性判断③;求出()f x 的零点判断④作答.【详解】函数()ln ||ln |2|f x x x =+-的定义域为(,0)(0,2)(2,)-∞⋃⋃+∞, 对于①,(,0)(0,2)(2,)x ∈-∞⋃⋃+∞,则2(,0)(0,2)(2,)x -∈-∞⋃⋃+∞, (2)ln |2|ln ||()f x x x f x -=-+=,()f x 的图象关于直线1x =对称,①正确;对于②,当2x >时,()ln ln(2)f x x x =+-,()f x 在(2,)+∞单调递增,②不正确; 对于③,当0x <时,()ln()ln(2)f x x x =-+-,()f x 在(,0)-∞单调递减,当02x <<时,2()ln ln(2)ln[(1)1]f x x x x =+-=--+,()f x 在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减,又()f x 在(2,)+∞单调递增,因此()f x 在1x =处取极大值(1)0f =,③正确;对于④,由()0f x =得:2|2|1x x -=,即2210x x --=或2210x x -+=,解得1x =1x =,于是得()f x 有3个零点,④正确, 所以所有正确结论的编号为①③④. 故选:D【点睛】结论点睛:函数()y f x =的定义域为D ,x D ∀∈,存在常数a 使得()(2)()()f x f a x f a x f a x =-⇔+=-,则函数()y f x =图象关于直线x a =对称.例6.(2023·全国·高三专题练习)若()f x 为奇函数,且0x 是()2e x y f x =-的一个零点,则0x -一定是下列哪个函数的零点( ) A .()e 2x y f x -=-- B .()e 2x y f x =+ C .()e 2x y f x =- D .()e 2x y f x =-+【答案】B【分析】根据()f x 是奇函数可得()()f x f x -=-,因为0x 是()2e =-xy f x 的一个零点,代入得()002e xf x =,利用这个等式对A 、B 、C 、D 四个选项进行一一判断可得答案.【详解】()f x 是奇函数,()()f x f x ∴-=-且0x 是()2e =-xy f x 的一个零点,所以()002e xf x =,把0x -分别代入下面四个选项,对于A ,()()0020e e 222-=-x x f x ,不一定为0,故A 错误;对于B ,()()0000e 2e x xf x f x ---+=-0012e e 20x x -+=-⋅⋅+=,所以0x -是函数()e 2x y f x =+的零点,故B 正确;对于C ,()000224e 2e ---=--=-x f x ,故C 不正确;对于D ,()0000e22e e +24--+==x x x f x ,故D 不正确;故选:B.例7.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()cos 2cos f x x x =+,且[]0,2πx ∈,则()f x 的零点个数为( ) A .1个 B .2个 C .3个 D .4个【答案】C【分析】解三角方程求得()f x 的零点即可解决【详解】由()()2cos 2cos 2cos cos 1cos 12cos 10x x x x x x +=+-=+-=可得cos 1x =-或1cos 2x =,又[]0,2πx ∈,则πx =,或π3x =,或5π3x =则()f x 的零点个数为3 故选:C例8.(2023·全国·高三专题练习)()f x 是定义在R 上的以3为周期的奇函数,且()20f =,则方程()0f x =在区间[]6,6-内解的个数的最小值是_______. 【答案】13【分析】根据函数周期性和奇偶性的性质,进行递推即可. 【详解】()f x 是定义在R 上的以3为周期的奇函数,()()3f x f x ∴+=,且()()f x f x -=-,则()00f =,则()()()()()()36600330f f f f f f ==-==-=-=,,()20f =,()()()()514050f f f f ∴=-=-=-=,, ()10f =,()40f =,()20f -=,方程的解至少有0,3,6,6-,3-,2,5,5-,2-,1-,1,4,4-,共13个. 故答案为:13第二天学习及训练【题型】三、数形结合法判断函数零点个数例9.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()33f x x x =-,则函数()()h x f f x c =-⎡⎤⎣⎦,[]2,2c ∈-的零点个数( )A .5或6个B .3或9个C .9或10个D .5或9个【答案】D【分析】设()t f x =,求导分析()33f x x x =-的最值与极值,画出图形,再分析()f t c =与()t f x =的根的范围与个数即可【详解】设()t f x =,则由()()0h x f f x c =-=⎡⎤⎣⎦, 得()f f x c =⎡⎤⎣⎦,即()f t c =,()t f x = 又()()()233311f x x x x '=-=-+, 由0fx得1x <-或1x >,此时函数单调递增,由()0f x '<得11x -<<,此时函数单调递减,即函数在=1x -处取得极大值()()()311312f -=--⨯-=,函数在1x =处取得极小值()311312f =-⨯=-,又由()()()322322f -=--⨯-=-,()322322f =-⨯=可得图象:若()f t c =,()2,2c ∈-,则方程有三个解, 满足121t -<<-,211t -<<,312t <<, 则当121t -<<-时,方程()t f x =,有3个根, 当211t -<<时,方程()t f x =,有3个根, 当312t <<时,方程()t f x =,有3个根, 此时共有9个根,若()f t c =,2c =,则方程有两个解, 满足11t =-,22t =,则当11t =-时,方程()t f x =,有3个根, 当22t =,有2个根, 此时共有5个根,同理()f t c =,2c =-,也共有5个根 故选:D .例10.(2023·全国·高三专题练习)若定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x +2)=f (x ),且当x ∈[0,1]时,f (x )=x ,则函数y =f (x )-log 3|x |的零点个数是( ) A .1 B .2C .3D .4【答案】D【分析】由题意知,f (x )是周期为2的偶函数,将函数零点转化为求两个函数图象交点的个数即可,作出图象观察得出结论.【详解】由题意知,f (x )是周期为2的偶函数.在同一坐标系内作出函数y =f (x )及y =log 3|x |的图象,如下:观察图象可以发现它们有4个交点, 即函数y =f (x )-log 3|x |有4个零点. 故选:D.例11.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()e 2,1ln 1,1x x f x x x -⎧-≤⎪=⎨->⎪⎩,则函数()()()21g x f f x f x =-+⎡⎤⎣⎦的零点个数是( )A .4B .5C .6D .7【答案】B【分析】令()t f x =,()0g x =,则()21f t t =-,分别作出函数()y f t =和直线21y t =-的图象,得到10t =,212t <<,再分别作出函数()y f x =和直线y t =的图象,得到方程()0f x =和方程()2t f x =的根的个数,进而得到函数()()()21g x f f x f x =-+⎡⎤⎣⎦的零点个数. 【详解】令()t f x =,()0g x =,则()210f t t -+=,即()21f t t =-, 分别作出函数()y f t =和直线21y t =-的图象,如图所示,由图象可得有两个交点,横坐标设为1t ,2t , 则10t =,212t <<,对于()t f x =,分别作出函数()y f x =和直线2y t =的图象,如图所示,由图象可得,当()10f x t ==时,即方程()0f x =有两个不相等的根, 当()2t f x =时,函数()y f x =和直线2y t =有三个交点, 即方程()2t f x =有三个不相等的根, 综上可得()0g x =的实根个数为5,即函数()()()21g x f f x f x =-+⎡⎤⎣⎦的零点个数是5. 故选:B.例12.(2023·上海·高三专题练习)对于给定的正整数n (n ≥2),定义在区间[0,n ]上的函数y =f (x )满足:当01x ≤≤时,2()2f x x x =-+,且对任意的x ∈[1,n ],都成立f (x )=f (x ﹣1)+1.若与n 有关的实数kn 使得方程f (x )=knx 在区间[n ﹣1,n ]上有且仅有一个实数解,则关于x 的方程f (x )=knx 的实数解的个数为____. 【答案】2n ﹣1##12-+n【分析】数形结合,画出y =f (x )在区间[0,n ]上的图象,根据y =knx 与y =f (x )的图象交点分析即可.【详解】由题意,画出y =f (x )在区间[0,1]上的图象, 又对任意的[1,n ],都成立f (x )=f (x ﹣1)+1.可理解为区间[n ﹣1,n ]的图象由区间[n ﹣2,n ﹣1]的图象向右平移一个单位所得, 即可画出y =f (x )在区间[0,n ]上的图象,如图所示,故若与n 有关的实数kn 使得方程f (x )=knx 在区间[n ﹣1,n ]上有且仅有一个实数解, 则y =knx 与y =f (x )在区间[n ﹣1,n ]上的图象相切,且易得y =f (x )的图象在y =x 与区间[0,1],[1,2],[2,3],⋯[n ﹣1,n ]上的公切线之间,故y =knx 与y =f (x )在区间[0,1],[1,2],[2,3],⋯[n ﹣1,n ]上均有2个交点, 故关于x 的方程f (x )=knx 的实数解的个数为2(n ﹣1)+1=2n ﹣1个.故答案为:2n ﹣1.【题型】四、转化法判断函数零点个数例13.(2022·全国·高三专题练习)已知()f x 的定义域为[)0,∞+,且满足()[)()[)1,0,121,1,xe xf x f x x ⎧-∈⎪=⎨-∈+∞⎪⎩,若()()g x f x π=-,则()g x 在[]0,10内的零点个数为( ) A .8 B .9 C .10 D .11【答案】B【分析】求出函数()f x 在区间[)(),109,n n n n N +≤≤∈值域及单调性,由此可得出结论.【详解】当[)0,1x ∈时,()[)10,1xf x e e =-∈-,当[)1,2x ∈时,[)10,1x -∈,则()()[)210,22f x f x e =-∈-,当[)2,3x ∈时,[)20,1x -∈,则()()()[)21420,44f x f x f x e =-=-∈-,以此类推,当[)(),109,x n n n n N ∈+≤≤∈时,()()())20,21n nf x f x n e ⎡=-=-⎣,且函数()f x 在区间[)(),109,n n n n N +≤≤∈上为增函数,122e e π-<<-,所以,函数()g x 在区间[)(),119,n n n n N +≤≤∈上有且只有一个零点,且()()()101010200g f f ππ=-=-<,因此,()g x 在[]0,10内的零点个数为9. 故选:B.【点睛】方法点睛:判定函数()f x 的零点个数的常用方法:(1)直接法:直接求解函数对应方程的根,得到方程的根,即可得出结果;(2)数形结合法:先令()0f x =,将函数()f x 的零点个数,转化为对应方程的根,进而转化为两个函数图象的交点个数,结合图象,即可得出结果.例14.(2022·全国·高三专题练习(文))已知函数()()3log 911x f x x+=-,下列说法正确的是( )A .()f x 既不是奇函数也不是偶函数B .()f x 的图象与sin y x =有无数个交点C .()f x 的图象与2y =只有一个交点D .()()21f f -<- 【答案】C【分析】A 根据函数奇偶性的定义即可判断()f x 的奇偶性;B 利用放缩法,当0x >易证()1f x >,由奇函数的对称性知0x <时()1f x <-,即可知()f x 与sin y x =的交点情况;C :由()2f x =变形可得112713xx⎛⎫+= ⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪⎝⎭,设()11327xxg x ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭只需判断()1g x =解得个数即可;D 根据函数解析式求出()()2,1f f --比较大小即可. 【详解】A :()f x 定义域为{|0}x x ≠且()()()()()()333391log log 91log 91log 9191120x x x x x f x f x x x x x -⎛⎫+ ⎪+++⎝⎭-+=-+-=--=-,故()f x 为奇函数,错误;B :当0x >时有()3log 91211xf x x>-=-=,又()f x 为奇函数,则当0x <时,()1f x <-,即在R 上()f x ∈()(),11,-∞-⋃+∞,则()f x 的图象与sin y x =没有交点,错误, C :若()2f x =,则有()3log 9112x x+-=,即()3log 913x x +=,变形得9127x x+=,即112713x x⎛⎫+= ⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪⎝⎭, 设()11327x xg x ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则()g x 为减函数且其值域为0,,则()1g x =有且只有一个解,即()f x 的图象与2y =只有一个交点,正确,D :()()2333182log 1log 2log 918181211222f -⎛⎫⎛⎫++ ⎪+ ⎪⎝⎭-=-=--=- ⎪- ⎪⎝⎭3182log 29=-⨯3log =-,而()333110101log 11log 1log 993f ⎛⎫⎛⎫-=-+-=-+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则有()()21f f ->-,错误.故选:C.【点睛】关键点点睛:A 利用奇偶性定义判断函数的奇偶性,B 放缩法及奇函数的对称性,结合正弦函数的性质判断交点情况,C 将交点问题,通过恒等变形转化为方程是否有解的问题,D 通过函数解析式求函数值,进而比较大小.例15.(2022·全国·高三专题练习)高斯被人认为是历史上最重要的数学家之一,并享有“数学王子”之称.有这样一个函数就是以他名字命名的:设x ∈R ,用[]x 表示不超过x 的最大整数,则()[]f x x =称为高斯函数,又称为取整函数.如:(2.3)2f =,( 3.3)4f -=-.则下列结论正确的是( ) A .函数()f x 是R 上的单调递增函数 B .函数2()()3g x f x x =-有2个零点 C .()f x 是R 上的奇函数D .对于任意实数,a b ,都有()()()f a f b f a b +≤+ 【答案】BD【分析】对于AC ,举例判断,对于B ,利用取整函数和零点的定义判断即可,对于D ,定义{}[]a a a -=这样一个函数,就会有{}10a >≥,然后结合高斯函数的定义判断即可【详解】对于A ,(1.1)1f =,(1.2)1f =,(1.1)(1.2)f f =,()f x ∴在R 上不是单调增函数,所以A 错.对于B ,由()[]f x x =,可得1()x f x x -<≤,所以1()33x xg x -<≤,若函数()g x 要有零点,则1033x x -<≤,得[0,3)x ∈,因为()g x 要想为0,必须23x 也为整数,在这个范围内,只有30,2x x ==两个点,所以B 正确, 对于C ,(1.1)1f =,( 1.1)2(1.1)f f -=-≠-,()f x ∴不是奇函数,所以C 错, 对于D ,如果我们定义{}[]a a a -=这样一个函数,就会有{}10a >≥,同时有{}{}{}{}()([][])[[][]]f a b f a b a b a b a b +=+++=+++,当{}{}1a b +≥时,会有()[][]()()f a b a b f a f b +=+=+,当{}{}01a b <+<时,()[][]()()f a b a b f a f b +>+=+,所以D 正确,故选:BD.第三天学习及训练【题型】五、利用函数的零点或方程有根求参数例16.(2023·全国·高三专题练习)函数f (x )=ax 2-x -1有且仅有一个零点,则实数a 的值为( )A .-14B .0C .14D .0或-14【答案】D【分析】通过a 是否为0,然后求解函数的零点即可.【详解】解:当0a =时,函数()1f x x =--仅有一个零点,满足题意;当0a ≠时,函数2()1f x ax x =--仅有一个零点,可得140a ∆=+=,解得14a =-.故选:D例17.(2023·全国·高三专题练习)已知函数1,1()1()1,12x a x f x x -=⎧⎪=⎨+≠⎪⎩,若方程22()(23)()30-++=f x a f x a 有5个不同的实数解,则a 的范围是( )A .33(1,)(,2)22⋃B .(1,2)(2,3)C .(1,)+∞D .(1,3)【答案】A【分析】解方程22()(23)()30-++=f x a f x a 得()f x a =或3()2f x =,根据a 的取值分类讨论即可.【详解】方程22()(23)()30-++=f x a f x a ,解得()f x a =或3()2f x =, 若32a =,13,132()12()1,12x x f x x -⎧=⎪⎪==⎨⎪+≠⎪⎩, 解得1x =或0或2,不符合题意,所以32a ≠, 由3()2f x =,可得原方程有3个不等实根1x =或0或2; 所以只要|1|1()12x a -+=有2个不等实根即可.由|1|0x ->可得|1|10()12x -<<,即有12a <<,综上可得33(1,)(,2)22a ⋃∈.故选:A .例18.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()2ln ,043,0x x f x x x x >⎧=⎨---≤⎩,若函数()()21y f x mf x =++⎡⎤⎣⎦有6个零点,则m 的取值范围是( ) A .102,3⎛⎫- ⎪⎝⎭B .102,3⎛⎤- ⎥⎝⎦C .102,3⎛⎫⎪⎝⎭D .102,3⎛⎤ ⎥⎝⎦【答案】D【分析】画出()f x 的图像,结合函数()()21y f x mf x =++⎡⎤⎣⎦有6个零点,结合图像列不等式来求得m 的取值范围.【详解】当0x ≤时,()f x 是开口向下的二次函数,对称轴为2x =-,()()24831,03f f -=-+-==-.由243=0x x ---解得=1x -或3x =-. 由此画出()f x 的图像如下图所示,依题意,函数()()21y f x mf x =++⎡⎤⎣⎦有6个零点, 令()t f x =,则21y t mt =++,根据图像可知,函数21y t mt =++在区间[)3,1-上有两个不相等的实数根,则()222Δ403310110312m m m m ⎧=->⎪--+≥⎪⎪⎨++>⎪⎪-<-<⎪⎩,解得1023m <≤,所以m 的取值范围是102,3⎛⎤ ⎥⎝⎦.故选:D例19.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()2221,0log ,0x x f x x x +⎧-≤⎪=⎨>⎪⎩,若关于x 的方程2[()]()40f x mf x ++=有6个不同的实数根,则m 的取值范围是( )A .13(,5),43⎡⎫-∞-⋃--⎪⎢⎣⎭B .13,43⎡⎫--⎪⎢⎣⎭ C .134,(5,)3⎛⎤⋃+∞ ⎥⎝⎦ D .134,3⎛⎤ ⎥⎝⎦【答案】A【分析】画出()f x 的图象,令()t f x =,则先讨论240t mt ++=的零点,根据二次函数判别式与韦达定理,结合()f x 的图象可得240t mt ++=的较小根的范围,进而根据m 与较小根的关系式结合函数的单调性求解即可.【详解】画出()f x 的图象如图,令()t f x =,则先讨论240t mt ++=的零点. 当2440m ∆=-⨯<,即44m -<<时,不合题意;当2440m ∆=-⨯=,即4m =±时,易得2t =或2t =-,此时当()2f x =或()2f x =-时均不满足有6个零点,不合题意;故2440m ∆=-⨯>,4m >或4m <-,设240t mt ++=的两根为12,t t ,不妨设12t t <,由韦达定理124t t =,且12,2t t ≠.①当12,0t t <时,()1f x t =与()2f x t =均无零点,不合题意; ②当12,0t t >时:1. 若101t <<,则24t >,此时()1f x t =有4个零点,()2f x t =有2个零点,合题意;2. 若112t ≤<,此时()1f x t =有3个零点,则()2f x t =有且仅有3个零点,此时223t <≤,故1423t ≤<; 综上可得101t <<或1423t ≤<. 又12t t m +=-,故()12114m t t t t ⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭,结合4y t t =+在()0,2上为减函数可得114m t t ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭在()0,1,4,23⎡⎫⎪⎢⎣⎭上为增函数.故13(,5),43m ⎡⎫∈-∞-⋃--⎪⎢⎣⎭故选:A【点睛】本题主要考查了数形结合解决复合函数零点的问题,需要换元先分析二次函数的零点情况,数形结合判断零点所在的区间,进而得出()f x 零点所在的区间,并结合二次函数的性质与韦达定理求解.属于难题.例20.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()23,0,3,0,x x x f x f x x ⎧--<⎪=⎨-≥⎪⎩以下结论正确的是( )A .()f x 在区间[7,9]上是增函数B .()()220222f f -+=C .若函数()y f x b =-在(),6-∞上有6个零点()1,2,3,4,5,6i x i =,则619i i x ==∑D .若方程()1f x kx =+恰有3个实根,则11,3k ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭【答案】BC【分析】A 根据()f x 的周期性判断区间单调性;B 利用周期性求得()() 202230f f =-=即可判断;C 转化为y b =与()y f x =的交点问题,应用数形结合法及对称性求零点的和;D 根据函数图象求得1y kx =+与()y f x =交点个数为2或3时的临界值,即可得范围. 【详解】A :由题意,当3x ≥-时()f x 以3为周期的函数,故()f x 在[7,9]上的单调性与()f x 在[-2,0]上的单调性相同,而当0x <时()23924x x f ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭,∴()f x 在[-2,0]上不单调,错误;B :()22f -=,()() 202230f f =-=,故()()2 20222f f -+=,正确;C :作出()y f x =的函数图象如图所示:由于()y f x b =-在(),6-∞上有6个零点,故直线y b =与()y f x =在(),6-∞上有6个交点,不妨设1i i x x +<,i =1,2,3,4,5,由图象知:1x ,2x 关于直线32x =-对称,3x ,4x 关于直线32x =对称,5x ,6x 关于直线92x =对称,∴513392229222i i x ==-⨯+⨯+⨯=∑,正确;D :若直线1y kx =+经过(3,0),则13k =-,若直线1y kx =+与()230y x x x =--<相切,则消元可得:()2103x k x ++=+,令Δ0=可得()2340k +-=,解得k =-1或k =-5(舍),若直线1y kx =+与()y f x =在(0,3)上的图象相切,由对称性得:k =1. 因为()1f x kx =+恰有3个实根,故直线1y kx =+与()y f x =有3个交点, ∴113k -<<-或k =1,错误,故选:BC .例21.(2023·全国·高三专题练习)若函数()()2e 2xf x x x a =-++在区间(),1a a +上存在最大值,则实数a 的取值范围为_______【答案】2⎫⎪⎪⎝⎭【分析】根据开区间上连续函数的最值点必为导函数的零点,然后求导,数形结合,根据零点存在性定理建立不等式即可求解【详解】因为()()()22e 222e 2x xf x x x a x x a '=-++-+=-++,且函数()f x 在区间(),1a a +上存在最大值, 故只需()22h x x a =-++满足()()>0+1<0h a h a ⎧⎪⎨⎪⎩,所以()22++2>0+1++2<0a a a a --⎧⎪⎨⎪⎩,2a <<.故答案为:2⎫⎪⎪⎝⎭【题型】六、利用函数的交点或交点个数求参数例22.(2023·全国·高三专题练习)已知定义在R 上的奇函数,满足()()20f x f x -+=,当(]0,1x ∈时,()2log f x x =-,若函数()()sin()F x f x x π=-,在区间[]1,m -上有10个零点,则m 的取值范围是( ) A .[)3.5,4 B .(]3.5,4 C .(]3,4 D .[)3,4【答案】A【分析】由已知得出函数()f x 是周期函数,周期为2,函数()F x 的零点个数转化为函数()f x 的图象与sin()y x π=的图象的交点个数,作出函数的图象(其中()f x 的图象由奇偶性与周期性结合作出),然后分析交点个数得出参数范围. 【详解】由(2)()0f x f x -+=得(2)()f x f x +=--,又()f x 是奇函数,所以(2)()()f x f x f x +=--=,即()f x 是周期函数,周期为2,sin()y x π=也是周期函数,且最小正周期是22ππ=,由奇偶性和周期性作出函数()f x 的图象,再作出sin()y x π=的图象,如图,函数()()sin()F x f x x π=-的零点个数即为函数()y f x =的图象与函数sin()y x π=的图象交点个数,()f x 是R 上的奇函数,所以(0)0f =,从而20()f k =,Z k ∈,易知它们在[1,1)-上有4个交点,从而在[1,3)上也有4个交点,而4x =时,点(4,0)是一个交点,所以4m <,在(0,1)上,2()log f x x =-,11()1sin 22f π==,即1(,1)2是(0,1)上交点,从而在(1,0)-上交点上交点为1(,1)2--,由周期性在(3,4)上两函数图象交点为7(,1)2-,所以72m ≥. 综上,724m ≤<.故选:A .例23.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()2cos()1(0,0π)f x x ωϕωϕ=+-><<经过(0,0)点,且()f x 在(0,π)上只有一个零点0x ,则ω的最大值为( )A .43B .12C .2D .136【答案】C【分析】运用代入法,结合余弦型函数的性质、函数零点的定义进行求解即可. 【详解】因为()2cos()1f x x ωϕ=+-经过(0,0)点, 所以12cos 10cos 2ϕϕ-=⇒=,因为0πϕ<<,所以π3ϕ=,即π()2cos()13f x x ω=+-,令ππ1()2cos()10cos()332f x x x ωω=+-=⇒+=,因为π()0,x ∈,所以πππ(,π)333x ωω+∈+,因为()f x 在(0,π)上只有一个零点0x ,所以有5πππ43327ππ3π33ωωω⎧<+⎪⎪⇒<≤⎨⎪≤+⎪⎩,所以ω的最大值为2, 故选:C例24.(2023·全国·高三专题练习)已知函数π()2cos()1(0,0)2f x x ωϕωϕ=+-><<,在0x =处的切线斜率为,若()f x 在(0,π)上只有一个零点0x ,则ω的最大值为( )A .43B .12C .2D .136【答案】C【分析】求出函数()f x 的导数,利用导数的几何意义求出ϕ,再由零点信息列出不等式,求解作答.【详解】依题意,()2sin()f x x ωωϕ'=-+,则(0)2sin f ωϕ'=-=,即sin ϕ=,而π02ϕ<<,解得π3ϕ=, 因此,π()2cos()13f x x ω=+-,由()0f x =得:π1cos()32x ω+=,又π()0,x ∈,有πππ(,π)333x ωω+∈+,因()f x 在(0,π)上只有一个零点0x ,于是得5ππ7ππ333ω<+≤,解得423ω<≤, 所以ω的最大值为2. 故选:C例25.(2023·全国·高三专题练习)定义在R 上的偶函数()f x 满足()22)(f x f x -+=,当[0,2]x ∈时,()xf x =,若在区间[0,10]x ∈内,函数()()(1)mg x f x x =-+有个5零点,则实数m 的取值范围是( ) A .()110,log e B .(]11710,log e ,log e 2⎛⎫⋃ ⎪⎝⎭C .111log e,2⎛⎫ ⎪⎝⎭D .11711log e,,log e 22⎛⎫⎛⎫⋃ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】B【分析】根据函数的奇偶性求出函数在[2,0]-上的解析式,将问题转化为函数图象()y f x =与(1)m y x =+在[0,10]上有5个不同的交点,结合图形即可得出结果.【详解】由题意知,函数()f x 为偶函数,且(2)(2)f x f x -=+,令2x x →+,则(22)()(4)()f x f x f x f x --=-=+=, 所以函数()f x 是以4为周期的函数. 当[2,0]x ∈-时,[0,2]x -∈,所以()x f x --=,即当[2,0]x ∈-时()x f x -=, 因为函数()()(1)m g x f x x =-+在[0,10]上有5个零点, 所以方程()(1)0m f x x -+=在[0,10]上有5个根,即函数图象()y f x =与(1)m y x =+在[0,10]上有5个不同的交点,如图,当[0,2]x ∈时,()xf x =,()121e 2x f x '=,()102f '=,设()(1)mp x x =+,则()1(1)m p x m x -'=+,()0p m '=,当12m ≤,()()00p f '≤', 所以在[0,2]x ∈时,函数()()(1)m g x f x x =-+只有一个零点,此时,若要使图象()y f x =与(1)m y x =+在[0,10]上有5个不同的交点, 则()()11010mf +≤,11log e m ≤,所以110log e m <≤; 当12m >时,()()00p f '>', 所以在[0,2]x ∈时,函数()()(1)m g x f x x =-+有两个零点,所以()()166m f +<且()()11010mf +>,即7e11e m m ⎧<⎨>⎩,解得71log e 2m <<,故m 的取值范围为(]11710,log e ,log e 2⎛⎫⋃ ⎪⎝⎭.故选:B.例26.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()31,21()1,2x x f x x x ⎧≥⎪-=⎨⎪-<⎩,若函数()()g x f x kx k =-+恰好有两个零点,则实数k 的取值范围是( )A .[)1,+∞B .0,1C .()1,+∞D .()(),00,1-∞⋃【答案】C【分析】根据已知条件画出函数()f x 的图象,将函数()()g x f x kx k =-+恰好有两个零点转化为函数()f x 与直线()1y k x =-图象恰有两个交点即可求解.【详解】由题意知,画出函数()31,21()1,2x x f x x x ⎧≥⎪-=⎨⎪-<⎩的简图,如图所示由()()g x f x kx k =-+恰好有两个零点转化为()f x 与直线()1y k x =-有两个不同的交点, 由图知,当直线经过点()()1,0,0,1-两点的斜率为10101k --==-,则1k >. 所以实数k 的取值范围为()1,+∞.故选: C.例27.(2023·全国·高三专题练习)已知()e xx f x =.则下列说法正确的有( )A .函数()y f x =有唯一零点0x =B .函数()y f x =的单调递减区间为()(),01,-∞⋃+∞C .函数()y f x =有极大值1eD .若关于x 的方程()f x a =有三个不同的根.则实数a 的取值范围是10,e ⎛⎫⎪⎝⎭【答案】ACD【分析】根据零点的定义判断A ,利用导数分析函数的单调性,作出函数()f x 的图象,根据图象判断其余选项.【详解】由()0f x =得:0x =,即0x =,故函数()f x 有唯一零点0x = 由题可知:(),0e e ,0e xx xxx x f x x x ⎧≥⎪⎪==⎨⎪-<⎪⎩设()e ex x xg x x -==⋅,x ∈R ,则()()1x g x x e -'=-⋅, 由()()1e 0x g x x -⋅'=-≥得:1x ≤;由()()1e 0xg x x -⋅'=-≤得;1x ≥;故()g x 在(],1-∞上单调递增﹐在[)1,+∞上单调递减,作出()y g x =图象,并将0x <的部分图象关于x 轴对称可得()y f x =的图象如下:观察图象可得函数()y f x =的单调递减区间为(),0∞-,()1,+∞,B 错, 函数()y f x =在1x =时有极大值1e,C 对,方程()f x a =有三个不同的根,则实数a 的取值范围是10,e ⎛⎫⎪⎝⎭,D 对,故选:ACD.第四天学习及训练【题型】七、一元二次不等式恒成立问题例28.(2023·全国·高三专题练习)已知m 是区间[]0,4内任取的一个数,那么函数3221()233f x x x m x =-++在x ∈R 上是增函数的概率是( )A .14B .13C .12D .23【答案】C【分析】首先得到220()4f x x x m '=-≥+恒成立,则解出m 的范围,再根据其在[0,4]内取数,利用几何概型公式得到答案. 【详解】22()4f x x x m '=-+,3221()233f x x x m x =-++在x ∈R 上是增函数22()40f x x x m '∴=-+≥恒成立21640m ∴∆=-≤解得2m ≥或2m ≤- 又m 是区间[0,4]内任取的一个数24m ∴≤≤由几何概型概率公式得函数3221()233f x x x m x =-++在x ∈R 上是增函数的概率42142P -== 故选:C .例29.(2023·全国·高三专题练习)当13x ≤≤时,关于x 的不等式210ax x -<+恒成立,则实数a 的取值范围是( ) A .1,4⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦B .,⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭14C .,1,4∞⎛⎫-+ ⎪⎝⎭D .1,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭【答案】B【分析】分离参变量得211a x x ⎛⎫<- ⎪⎝⎭恒成立,只用2min11a x x ⎡⎤⎛⎫<-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦可求解. 【详解】当13x ≤≤时,由210ax x -<+恒成立可得,211a x x⎛⎫<- ⎪⎝⎭恒成立, 令2211111()()24f x x x x ⎛⎫=-=-- ⎪⎝⎭,1113,,13x x ⎡⎤≤≤∴∈⎢⎥⎣⎦,∴当111,123x ⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦,即当2x =时, ()f x 取得最小值为()()min124f x f ==-, 因为211a x x⎛⎫<- ⎪⎝⎭恒成立,所以()min a f x <,即14a <-.故选:B .例30.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()312x f x x +=+,()()42e xg x x =-,若[)120,x x ∀∈+∞,,不等式()()()()2221e e t g x t f x +≤+恒成立,则正数t 的取值可以是( ) A .6eB.(2eC.(2eD .2e【答案】AB【分析】本题的含义是不等式左边的最大值小于等于右边的最小值,t 是常数, 因此先要算出左边的最大值和右边的最小值,再计算不等式即可.【详解】因为()()3253153222x x f x x x x +-+===-+++,所以()f x 在[)0,∞+上单调递增, 所以对[0,)x ∀∈+∞,()()102f x f ≥=; ()()42e xg x x =-,所以()()()'2e 42e 21e x x x g x x x =-+-=- ,当1x >时,()'0g x < ;当01x <<时,()'0g x > ,函数()g x 在()0,1上单调递增,在()1,+∞上单调递减,∴()max ()12e g x g ==;因为0t >,任意[)12,0,x x ∈+∞,不等式()()()()2221e e t g x t f x +≤+恒成立,即()()221e 2e e 2t t +⋅≤+,整理得224e 3e 0t t --≥,解得(2e t ≤或(2e t ≥,所以正数t 的取值范围为()2e,⎡+∞⎣;6e 与(2e 均在区间()2e,⎡+∞⎣内, (2e +与2e 均不在区间()2e,⎡+∞⎣内; 故选:AB .【题型】八、一元二次不等式能成立问题31.(2023·全国·高三专题练习)已知命题:R p x ∀∈,20x x a -+>,若p ⌝是真命题,则实数a 的取值范围是( )A .1,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B .1,)4-∞(C .11,42⎛⎫ ⎪⎝⎭D .1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【答案】A【分析】由题意得到20x x a -+≤有解,进而由根的判别式列出不等式,求出实数a 的取值范围.【详解】若p ⌝是真命题,由题意知不等式20x x a -+≤有解,140a ∴∆=-≥,解得:14a ≤. 因此,实数a 的取值范围是1,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦. 故选:A例32.(2023·全国·高三专题练习)若1,22x ⎡⎤∃∈⎢⎥⎣⎦,使2210x x λ-+<成立,则实数λ的取值范围是______________.【答案】)+∞【分析】利用不等式的基本性质分离参数,利用函数的单调性求相应最值即可得到结论.【详解】由2210x x λ-+<可得,221x x λ>+, 因为1,22x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以12x x λ>+,根据题意,min 12x x λ⎛⎫+ ⎪⎝⎭>即可, 设()12f x x x =+,易知()f x在12⎛ ⎝⎭单调递减,在2⎫⎪⎪⎝⎭单调递增, 所以()min f x f ==⎝⎭所以λ>故答案为:)+∞。
高考数学函数问题相关题型与方法_题型归纳
高考数学函数问题相关题型与方法_题型归纳
1.深化对函数概念的理解,明确函数三要素的作用,并能以此为指导正确理解函数与其反函数的关系.
2.系统归纳求函数定义域、值域、解析式、反函数的基本方法.在熟练有关技能的同时,注意对换元、待定系数法等数学思想方法的运用,高中化学.
3.通过对分段定义函数,复合函数,抽象函数等的认识,进一步体会函数关系的本质,进一步树立运动变化,相互联系、制约的函数思想,为函数思想的广泛运用打好基础.
本部分的难点首先在于克服函数就是解析式的片面认识,真正明确不仅函数的对应法则,而且其定义域都包含着对函数关系的制约作用,并真正以此作为处理问题的指导.其次在于确定函数三要素、求反函数等课题的综合性,不仅要用到解方程,解不等式等知识,还要用到换元思想、方程思想等与函数有关概念的结合.。
高考数学函数比较大小方法介绍与解题方法
函数1.比较大小【高考真题】1.(2022·新高考全国I 卷)设0.110.1e ,ln 0.99a b c ===-,,则( )A .a b c <<B .c b a <<C .c<a<bD .a c b <<【答案】C【分析】构造函数()ln(1)f x x x =+-, 导数判断其单调性,由此确定,,a b c 的大小. 【详解】方法一:构造法设()ln(1)(1)f x x x x =+->-,因为1()111x f x x x'=-=-++, 当(1,0)x ∈-时,()0f x '>,当,()0x ∈+∞时()0f x '<,所以函数()ln(1)f x x x =+-在(0,)+∞单调递减,在(1,0)-上单调递增, 所以1()(0)09f f <=,所以101ln 099-<,故110ln ln 0.999>=-,即b c >,所以1()(0)010f f -<=,所以91ln +01010<,故1109e 10-<,所以11011e 109<,故a b <,设()e ln(1)(01)xg x x x x =+-<<,则()()21e 11()+1e 11x xx g x x x x -+'=+=--, 令2()e (1)+1x h x x =-,2()e (21)x h x x x '=+-,当021x <<-时,()0h x '<,函数2()e (1)+1x h x x =-单调递减, 当211x -<<时,()0h x '>,函数2()e (1)+1x h x x =-单调递增, 又(0)0h =,所以当021x <<-时,()0h x <,所以当021x <<-时,()0g x '>,函数()e ln(1)x g x x x =+-单调递增, 所以(0.1)(0)0g g >=,即0.10.1e ln 0.9>-,所以a c > 故选:C. 方法二:比较法 解: 0.10.1a e = , 0.110.1b =- , ln(10.1)c =-- , ① ln ln 0.1ln(10.1)a b -=+- ,令 ()ln(1),(0,0.1],f x x x x =+-∈ 则 1()1011x f x x x-'=-=<-- , 故 ()f x 在 (0,0.1] 上单调递减,可得 (0.1)(0)0f f <= ,即 ln ln 0a b -< ,所以 a b < ; ① 0.10.1ln(10.1)a c e -=+- , 令 ()ln(1),(0,0.1],x g x xe x x =+-∈则 ()()()1111'11x xxx x e g x xe e x x+--=+-=-- , 令 ()(1)(1)1x k x x x e =+-- ,所以 2()(12)0x k x x x e '=--> ,所以 ()k x 在 (0,0.1] 上单调递增,可得 ()(0)0k x k >> ,即 ()0g x '> ,所以 ()g x 在 (0,0.1] 上单调递增,可得 (0.1)(0)0g g >= ,即 0a c -> ,所以 .a c > 故 .c a b <<2.(2021·新高考全国II 卷)已知5log 2a =,8log 3b =,12c =,则下列判断正确的是( ) A .c b a << B .b a c <<C .a c b <<D .a b c <<【答案】C【分析】对数函数的单调性可比较a 、b 与c 的大小关系,由此可得出结论. 【详解】55881log 2log 5log 22log 32a b =<==<=,即a c b <<. 故选:C.3.(2022·全国甲卷文数)已知910,1011,89m m m a b ==-=-,则( ) A .0a b >> B .0a b >>C .0b a >>D .0b a >>【答案】A【分析】法一:根据指对互化以及对数函数的单调性即可知9log 101m =>,再利用基本不等式,换底公式可得lg11m >,8log 9m >,然后由指数函数的单调性即可解出.【详解】[方法一]:(指对数函数性质)由910m=可得9lg10log 101lg 9m ==>,而()222lg9lg11lg99lg9lg111lg1022+⎛⎫⎛⎫<=<= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以lg10lg11lg 9lg10>,即lg11m >,所以lg11101110110m a =->-=.又()222lg8lg10lg80lg8lg10lg922+⎛⎫⎛⎫<=< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以lg9lg10lg8lg9>,即8log 9m >, 所以8log 989890m b =-<-=.综上,0a b >>. [方法二]:【最优解】(构造函数) 由910m =,可得9log 10(1,1.5)m =∈.根据,a b 的形式构造函数()1(1)m f x x x x =--> ,则1()1m f x mx -'=-, 令()0f x '=,解得110m x m -= ,由9log 10(1,1.5)m =∈ 知0(0,1)x ∈ .()f x 在 (1,)+∞ 上单调递增,所以(10)(8)f f > ,即 a b > ,又因为9log 10(9)9100f =-= ,所以0a b >> .故选:A.【整体点评】法一:通过基本不等式和换底公式以及对数函数的单调性比较,方法直接常用,属于通性通法; 法二:利用,a b 的形式构造函数()1(1)m f x x x x =-->,根据函数的单调性得出大小关系,简单明了,是该题的最优解.4.(2022·全国甲卷理数)已知3111,cos ,4sin 3244a b c ===,则( ) A .c b a >> B .b a c >> C .a b c >> D .a c b >>【答案】A 【分析】由14tan 4c b =结合三角函数的性质可得c b >;构造函数()()21cos 1,0,2f x x x x ∞=+-∈+,利用导数可得b a >,即可得解.【详解】[方法一]:构造函数 因为当π0,,tan 2x x x ⎛⎫∈< ⎪⎝⎭故14tan 14c b =>,故1cb >,所以c b >;设21()cos 1,(0,)2f x x x x =+-∈+∞, ()sin 0f x x x '=-+>,所以()f x 在(0,)+∞单调递增,故1(0)=04f f ⎛⎫> ⎪⎝⎭,所以131cos 0432->, 所以b a >,所以c b a >>,故选A[方法二]:不等式放缩 因为当π0,,sin 2x x x ⎛⎫∈< ⎪⎝⎭,取18x得:2211131cos 12sin 1248832⎛⎫=->-= ⎪⎝⎭,故b a > 1114sin cos 17sin 444ϕ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,其中0,2πϕ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,且14sin ,cos 1717ϕϕ==当114sin cos 1744+=时,142πϕ+=,及124πϕ=-此时14sin cos 417ϕ==,11cos sin 417ϕ== 故11cos 417=411sin 4sin 4417<=<,故b c < 所以b a >,所以c b a >>,故选A [方法三]:泰勒展开设0.25x =,则2310.251322a ==-,2410.250.25cos 1424!b =≈-+, 241sin10.250.2544sin1143!5!4c ==≈-+,计算得c b a >>,故选A. [方法四]:构造函数 因为14tan 4c b =,因为当π0,,sin tan 2x x x x ⎛⎫∈<< ⎪⎝⎭,所以11tan 44>,即1cb >,所以c b >;设21()cos 1,(0,)2f x x x x =+-∈+∞,()sin 0f x x x '=-+>,所以()f x 在(0,)+∞单调递增,则1(0)=04f f ⎛⎫> ⎪⎝⎭,所以131cos 0432->,所以b a >,所以c b a >>,故选:A .[方法五]:【最优解】不等式放缩 因为14tan 4c b =,因为当π0,,sin tan 2x x x x ⎛⎫∈<< ⎪⎝⎭,所以11tan 44>,即1cb >,所以c b >;因为当π0,,sin 2x x x ⎛⎫∈< ⎪⎝⎭,取18x得2211131cos 12sin 1248832⎛⎫=->-= ⎪⎝⎭,故b a >,所以c b a >>. 故选:A .【整体点评】方法4:利用函数的单调性比较大小,是常见思路,难点在于构造合适的函数,属于通性通法; 方法5:利用二倍角公式以及不等式π0,,sin tan 2x x x x ⎛⎫∈<< ⎪⎝⎭放缩,即可得出大小关系,属于最优解.5.(2021·全国乙卷理数)设2ln1.01a =,ln1.02b =, 1.041c =.则( ) A .a b c << B .b<c<a C .b a c << D .c<a<b【答案】B【分析】利用对数的运算和对数函数的单调性不难对a ,b 的大小作出判定,对于a 与c ,b 与c 的大小关系,将0.01换成x ,分别构造函数()()2ln 1141f x x x =+-++,()()ln 12141g x x x =+-++,利用导数分析其在0的右侧包括0.01的较小范围内的单调性,结合f (0)=0,g (0)=0即可得出a 与c ,b 与c 的大小关系. 【详解】[方法一]:2ln1.01a =2ln1.01=()2ln 10.01=+()2ln 120.010.01=+⨯+ln1.02b >=,所以b a <;下面比较c 与,a b 的大小关系.记()()2ln 1141f x x x =+-++,则()00f =,()()()214122114114x x f x x x x x +--=-+'=+++, 由于()()2214122x x x x x x +-+=-=-所以当0<x <2时,()21410x x +-+>,即()141x x +>+,0fx ,所以()f x 在[]0,2上单调递增,所以()()0.0100f f >=,即2ln1.01 1.041>-,即a c >; 令()()ln 12141g x x x =+-++,则()00g =,()()()21412221214114x x g x x x x x +--=-=++++', 由于()2214124x x x +-+=-,在x >0时,()214120x x +-+<,所以()0g x '<,即函数()g x 在[0,+∞)上单调递减,所以()()0.0100g g <=,即ln1.02 1.041<-,即b <c ; 综上,b<c<a , 故选:B. [方法二]:令()21ln 1(1)2x f x x x ⎛⎫+=--> ⎪⎝⎭()()221-01x f x x =+'-<,即函数()f x 在(1,+∞)上单调递减()()10.0410,ff b c +<=∴<令()232ln 1(13)4x g x x x ⎛⎫+=-+<< ⎪⎝⎭()()()21303x x g x x --+'=>,即函数()g x 在(1,3)上单调递增()()10.0410,gg a c +=∴综上,b<c<a , 故选:B.【点睛】本题考查比较大小问题,难度较大,关键难点是将各个值中的共同的量用变量替换,构造函数,利用导数研究相应函数的单调性,进而比较大小,这样的问题,凭借近似估计计算往往是无法解决的.6.(2020·全国I 卷理数)若242log 42log a ba b +=+,则( )A .2a b >B .2a b <C .2a b >D .2a b <【答案】B【分析】设2()2log x f x x =+,利用作差法结合()f x 的单调性即可得到答案.【详解】设2()2log x f x x =+,则()f x 为增函数,因为22422log 42log 2log a b ba b b +=+=+所以()(2)f a f b -=2222log (2log 2)a b a b +-+=22222log (2log 2)b bb b +-+21log 102==-<, 所以()(2)f a f b <,所以2a b <.2()()f a f b -=22222log (2log )a b a b +-+=222222log (2log )b b b b +-+=22222log b b b --,当1b =时,2()()20f a f b -=>,此时2()()f a f b >,有2a b >当2b =时,2()()10f a f b -=-<,此时2()()f a f b <,有2a b <,所以C 、D 错误. 故选:B.【点晴】本题主要考查函数与方程的综合应用,涉及到构造函数,利用函数的单调性比较大小,是一道中档题.7.(2020·全国II 卷文/理数)若2233x y x y ---<-,则( ) A .ln(1)0y x -+> B .ln(1)0y x -+<C .ln ||0x y ->D .ln ||0x y -<【答案】A【分析】将不等式变为2323x x y y ---<-,根据()23t tf t -=-的单调性知x y <,以此去判断各个选项中真数与1的大小关系,进而得到结果.【详解】由2233x y x y ---<-得:2323x x y y ---<-,令()23t tf 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 ->,11y x ∴-+>,()ln 10y x ∴-+>,则A 正确,B 错误;x y -与1的大小不确定,故CD 无法确定.故选:A.【点睛】本题考查对数式的大小的判断问题,解题关键是能够通过构造函数的方式,利用函数的单调性得到,x y 的大小关系,考查了转化与化归的数学思想.8.(2020·全国III 卷文数)设3log 2a =,5log 3b =,23c =,则( ) A .a c b << B .a b c << C .b<c<a D .c<a<b【答案】A【分析】分别将a ,b 改写为331log 23a =,351log 33b =,再利用单调性比较即可.【详解】因为333112log 2log 9333a c =<==,355112log 3log 25333b c =>==,所以a c b <<. 故选:A.【点晴】本题考查对数式大小的比较,考查学生转化与化归的思想,是一道中档题.9.(2020·全国III 卷理数)已知55<84,134<85.设a =log 53,b =log 85,c =log 138,则( ) A .a <b <c B .b <a <cC .b <c <aD .c <a <b【答案】A【分析】由题意可得a 、b 、()0,1c ∈,利用作商法以及基本不等式可得出a 、b 的大小关系,由8log 5b =,得85b =,结合5458<可得出45b <,由13log 8c =,得138c =,结合45138<,可得出45c >,综合可得出a 、b 、c 的大小关系.【详解】由题意可知a 、b 、()0,1c ∈,()222528log 3lg 3lg81lg 3lg8lg 3lg8lg 241log 5lg 5lg 522lg 5lg 25lg 5a b ⎛⎫⎛⎫++⎛⎫==⋅<⋅==<⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,a b ∴<; 由8log 5b =,得85b =,由5458<,得5488b <,54b ∴<,可得45b <; 由13log 8c =,得138c =,由45138<,得451313c <,54c ∴>,可得45c >.综上所述,a b c <<. 故选:A.【点睛】本题考查对数式的大小比较,涉及基本不等式、对数式与指数式的互化以及指数函数单调性的应用,考查推理能力,属于中等题.10.(2019·全国I 卷文理数)已知0.20.32log 0.2,2,0.2a b c ===,则( )A .a b c <<B .a c b <<C .c<a<bD .b<c<a【答案】B【分析】运用中间量0比较,a c ,运用中间量1比较,b c【详解】22log 0.2log 10,a =<=0.20221,b =>=0.3000.20.21,<<=则01,c a c b <<<<.故选B .【点睛】本题考查指数和对数大小的比较,渗透了直观想象和数学运算素养.采取中间变量法,利用转化与化归思想解题. 11.(2019·全国II 卷理数)若a >b ,则( ) A .ln(a −b )>0 B .3a <3b C .a 3−b 3>0 D .│a │>│b │【答案】C【分析】本题也可用直接法,因为a b >,所以0a b ->,当1a b -=时,ln()0a b -=,知A 错,因为3x y =是增函数,所以33a b >,故B 错;因为幂函数3y x =是增函数,a b >,所以33a b >,知C 正确;取1,2a b ==-,满足a b >,12a b =<=,知D 错.【详解】取2,1a b ==,满足a b >,ln()0a b -=,知A 错,排除A ;因为9333a b =>=,知B 错,排除B ;取1,2a b ==-,满足a b >,12a b =<=,知D 错,排除D ,因为幂函数3y x =是增函数,a b >,所以33a b >,故选C .【点睛】本题主要考查对数函数性质、指数函数性质、幂函数性质及绝对值意义,渗透了逻辑推理和运算能力素养,利用特殊值排除即可判断.【基础知识】1.作差法⎩⎪⎨⎪⎧a -b >0⇔a >b ,a -b =0⇔a =b ,a -b <0⇔a <b .(a ,b ∈R )比较两个实数的大小,可以求出它们的差的符号.作差法比较实数的大小的一般步骤是:作差→恒等变形→判断差的符号→下结论.作差后变形是比较大小的关键一步,变形的方向是化成几个完全平方式的形式或一些易判断符号的因式积的形式.2.作商法作商比较法乘方比较法依据 a >0,b >0,且ab >1⇒a >b ;a >0,b >0,且ab <1⇒a <ba 2>b 2且a >0,b >0⇒a >b应用范围 同号两数比较大小或指数式之间比较大小 要比较的两数(式)中有根号步骤①作商②变形③判断商值与1的大小①乘方②用作差比较法或作商比较法④下结论3.幂函数(1)幂函数的定义一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.(2)常见的五种幂函数的图象和性质比较函数y=x y=x2y=x3y=12x y=x-1图象性质定义域R R R{x|x≥0}{x|x≠0}值域R{y|y≥0}R{y|y≥0}{y|y≠0}奇偶性奇函数偶函数奇函数非奇非偶函数奇函数单调性在R上单调递增在(-∞,0]上单调递减;在(0,+∞)上单调递增在R上单调递增在[0,+∞)上单调递增在(-∞,0)和(0,+∞)上单调递减公共点(1,1)4.指数函数及其性质(1)概念:函数y=a x(a>0,且a≠1)叫做指数函数,其中指数x是自变量,函数的定义域是R,a是底数.(2)指数函数的图象与性质a>10<a<1图象定义域R值域(0,+∞)性质过定点(0,1),即x=0时,y=1当x>0时,y>1;当x<0时,0<y<1当x<0时,y>1;当x>0时,0<y<1在(-∞,+∞)上是增函数在(-∞,+∞)上是减函数5.对数函数的图象与性质y =log a xa >10<a <1图象定义域 (0,+∞)值域R性 质过定点(1,0),即x =1时,y =0当x >1时,y >0; 当0<x <1时,y <0 当x >1时,y <0; 当0<x <1时,y >0 在(0,+∞)上是增函数在(0,+∞)上是减函数【题型方法】 一、作法法1.若0,10a b <-<<,则下列不等关系正确的是( ) A .2ab ab a >> B .2ab ab a >> C .2ab a ab >> D .2a ab ab >>【答案】A【分析】利用作差法比较即可得到答案.【详解】因为0,10a b <-<<,所以0ab >,10b ->,10b -<,10+>b所以()210ab ab ab b -=->,即2ab ab >,()()()221110ab a a b a b b -=-=+->,所以2ab ab a >>. 故选:A2.(多选)已知a b >,则下列不等式正确的是( ) A .22a b > B .11a b> C .22ac bc ≥ D .22a b c c > 【答案】CD【分析】由作差法可逐项判断.【详解】对A ,()()22a b a b a b -=+-,无法确定a b +的正负,故A 项错误;对B ,11b aa b ab--=,无法确定ab 的正负,故B 项错误;对C ,()2220ac bc a b c -=-≥,所以C 项正确;对D ,2220a b a bc c c--=>,所以D 项正确. 故选:CD3.(多选)已知实数a 、b 、c 满足23121a b c ==>,则下列说法正确的有( ) A .20a b -> B .20b c -> C .211a b c+=D .322a bc+≥+ 【答案】BCD【分析】令23121a b c k ===>,则2log a k =,3log b k =,12log c k =,利用作差法可判断AB 选项;利用换底公式可判断C 选项;利用换底公式结合基本不等式可判断D 选项.【详解】令23121a b c k ===>,则2log a k =,3log b k =,12log c k =且0a >,0b >,0c >. 对于A ,()2323lg 3lg 2lg lg lg 2log 2log log log 0lg 2lg 3lg 2lg 3k k k a b k k k k --=-=-=-=<⋅,所以A 错误:对于B ,()312323lg lg 23lg 3lg lg 2log 2log log log 0lg 3lg 23lg 3lg 23k k kb c k k k k --=-=-=-=>⋅, 即20b c ->,所以B 正确;对于C ,2112log 2log 3log 12k k k a b c +=+==,所以C 正确:对于D :()()2223232312log log log 12log 12log 32log 32log k ka b c k++==+=⨯+⨯ 23233log 32log 232log 32log 2322=++>+⨯=+,所以D 正确.故选:BCD.二、作商法1.设()121p a a -=++,21q a a =-+,则( ).A .p q >B .p q <C .p q ≥D .p q ≤【答案】D【分析】首先配方判断p 、q 均大于零,然后作商即可比较大小. 【详解】()1222110132411p a a a a a -==>⎛⎫++⎪⎭+⎝=+++, 22131024q a a a ⎛⎫=-+=-+> ⎪⎝⎭,则()()()222121111a a a a a a a q a p --+-++++=+= ()()222222111a a a a =+-=++≥.故p q ≤,当且仅当0a =时,取等号, 故选:D【点睛】本题考查了作商法比较两个式子的大小,属于基础题. 2.若实数m ,n ,p 满足354m e =,235n e =,218p e =,则( ) A .p m n << B .p n m << C .m p n <<D .n p m <<【答案】A【分析】根据作商法比较大小,即可得出结果.【详解】因为实数m ,n ,p 满足354m e =,255n e =,218p e =, 所以315152344155m e e n e -==⋅<,①m n <;又313552421189m e e p e ==⋅>,①m p >; ①p m n <<. 故选:A .【点睛】本题主要考查作商法比较大小,属于基础题型. 3.已知41291log ,log ,0.90.8204p m n ===,则正数,,m n p 的大小关系为( ) A .p m n >> B .m n p >> C .m p n >> D .p n m >>【答案】A【分析】根据对数式与指数式之间的互化,以及作商法比较大小,即可比较,m n 的大小,由对数函数的单调性以及中间值法即可比较三者的大小. 【详解】由49log 20m =,得992010422m ==<,由121log 4n =,得1412,n =91111199942020202020201155555420444442561123432431212m n ⨯⨯⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫======> ⎪⎪ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,因此,即2m n >>;由0.90.8p =,得0.90.9log 0.8log 0.812p =>=,于是p m n >>, 所以正数,,m n p 的大小关系为p m n >>. 故选:A.三、单调性法1.下列比较大小中正确的是( )A .0.50.53223⎛⎫⎛⎫< ⎪⎪⎝⎭⎝⎭B .112335--⎛⎫⎛⎫-<- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ C .3377( 2.1)( 2.2)--<- D .44331123⎛⎫⎛⎫-< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】C【分析】利用函数的单调性进行判断即可.【详解】解:对于A 选项,因为0.5y x =在[0,)+∞上单调递增,所以0.50.523()()32<,故A 错误,对于B 选项,因为1y x -=在(,0)-∞上单调递减,所以1123()()35--->-,故B 错误,对于C 选项,37y x =为奇函数,且在[0,)+∞上单调递增,所以37y x =在(,0)-∞上单调递增, 因为333777115( 2.2)511--⎭==⎛⎫⎛⎫--- ⎪ ⎪⎝⎝⎭,又()337752.111⎛⎫-<- ⎪⎝⎭, 所以3377( 2.1)( 2.2)--<-,故C 正确,对于D 选项,43y x =在[0,)+∞上是递增函数,又443311()()22-=,所以443311()()23>,所以443311()()23->,故D 错误.故选:C.2.已知函数()e e x x f x -=-,则0.60.60.4(0.4),(0.6),(0.4)a f b f c f ===的大小关系为( )A .b a c <<B .a b c <<C .c<a<bD .a c b <<【答案】D【分析】利用幂函数的性质比较0.60.20.60.216=、0.40.20.40.16=、0.40.4大小,再由()f x 单调性比较a 、b 、c 大小. 【详解】由0.630.20.20.6(0.6)0.216==,0.420.20.20.4(0.4)0.16==,即0.20.20.160.216<, 所以0.40.60.40.6<,又0.60.40.40.4<,所以0.60.40.60.40.40.6<<,而()e e x x f x -=-递增, 故0.60.40.6(0.4)(0.4)(0.6)a f c f b f =<=<= 故选:D3.已知0,4πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,sin (sin )a αα=,sin (cos )b αα=,cos (sin )c αα=,则( )A .c b a <<B .a c b <<C .b<c<aD .c<a<b【答案】D【分析】利用指数函数以及幂函数的单调性,即可得到结论.【详解】因为(0,)4πα∈,0sin cos 1αα∴<<<;(sin )x y α∴=单调递减;sin y x α=单调递增;sin cos (sin )(sin )αααα∴>,sin sin (sin )(cos )αααα<;a c ∴>,ab <,即c<a<b , 故选:D4.设 1.2111y =, 1.428y =,0.63130y =,则( )A .231y y y >>B .312y y y >>C .132y y y >>D .321y y y >>【答案】D【分析】通过观察三个数的特征可知,很难化成同底形式,所以可通过构造幂函数0.6y x =,利用其单调性即可比较得出结果.【详解】由题意可知,()0.61.220.611111121y ===,()()1.40.61.43 4.270.628222128y =====,因为0.6y x =在()0,∞+上是增函数,130128121>>,所以321y y y >>.故选:D.5.已知235log log log 0x y z ==<,则2x、y 、5z 的大小排序为( )A .235x y z<< B .325y x z<< C .523z x y<< D .532z y x<< 【答案】A【分析】首先设235log log log x y z k ===,利用指对互化,表示2x,3y ,5z ,再利用对数函数的单调性判断大小.【详解】x y z ,, 为正实数,且235log log log 0===<x y z k ,111235235k k k x y z ---∴===,,,可得:1112352131,51k k kx y z ---=>=>=>,.即10k -> , 因为函数1k f x x -=() 单调递增,①235x y z<<. 故选:A.6.已知e 是自然对数的底数,451e a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,15b =,5ln 6c =-,则( ) A .c b a << B .a b c << C .c a b << D .b a c <<【答案】A【分析】根据指数函数的单调性即可比较,a b ,根据56ln ln 65c =-=,151ln e 5b ==结合对数函数的性质即可比较,bc ,即可得解.【详解】解:4511e 51e a b ⎛⎫= ⎭>>=⎪⎝, 56lnln 65c =-=, 151ln e 5b ==,因为56e 2.488325⎛⎫>= ⎪⎝⎭,所以156e 5>,所以156ln e ln5>,即b c >, 所以c b a <<. 故选:A.四、中间量法1.已知lg9a =,0.12b =,1ln 3c =,则( )A .a c b >>B .a b c >>C .b a c >>D .c b a >>【答案】C【分析】通过中间值,将三个数与0和1进行比较即可判断大小关系. 【详解】因为0lg1lg9lg101=<<=,所以()0,1a ∈, 因为0.10122>=,()1,b ∈+∞, 因为1ln ln103<=,(),0c ∈-∞,综上所述得b a c >>. 故选:C2.若sin 4a =,5log 3b =,lg 6c =,0.01e d =,则( ). A .a b c d <<< B .a c b d <<< C .b c d a <<< D .a d b c <<<【答案】A【分析】利用介值法分别与0,1比较大小,然后再利用作差法比较,b c 的大小. 【详解】由题意,0.01sin 40,e 1a d =<=>,50log 31,0lg 61b c <=<<=<,只需比较,b c 的大小,而 ()()5lg31lg 2lg 2lg3lg3lg3lg5lg 6log 3lg 6lg 6lg5lg5lg5--+-⋅-=-==()lg 21lg 60,lg5b c ⋅-+=<∴<,综上a b c d <<<.故选:A【点睛】指对数比较大小时,一般采用介值法,通过分别和0,1比较大小判断,当遇到同一范围内的数时,可以通过作差或者作商的办法比较两数大小关系.3.若正实数a ,b ,c 满足0.1e a =0.51log 5b =,2314c =,则( )A .a a c b >B .log log c b a a <C .log log a b b c >D .11a c c b --<【答案】D【分析】根据指数函数和对数函数的计算,利用中间量法进行估算,即可得解. 【详解】①0.10ee 1a =>=.①1a >,①0.50.50.51log 10log 1log 0.55b =<=<=, ①0.51b <<,①2314c =,①18c =,①00.41c b a <<<<<,①a a c b <,log log c b a a >,log 0log a b b c <<,①A ,B ,C 项错误; ①10a ->,10c -<,①1101a c c b --<<<,D 项正确. 故选:D .五、导数法1.已知1162411e sin ,e ,e sin 224a b c ππ---===,则( )A .b c a >>B .c b a >>C .b a c >>D .c a b >>【答案】A【分析】由所给数据可构造函数()e sin()e sin x x f x x x =-=-,利用导数判断函数单调性可比较,a c ,再由不等式性质可比较,a b ,利用作商法比较,b c 大小.【详解】设()e sin()e sin x x f x x x =-=-,则()πe sin e cos 2e sin 4x x xf x x x x ⎛⎫=--=-+ ⎝'⎪⎭,当3ππ44x -≤≤时,()0f x '≤,所以函数在π3π,44⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递减,1π24->-,1π()()24f f ∴-<-,即a c <, 1162110ee ,0sin 22--<<<<,116211e sin e 22--∴<,即a b <,11163π261212π4e e e 16422eb c -⨯--⎛⎫⎛⎫==>> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,b c ∴>,综上,b c a >>. 故选:A2.设0.33e a -=,0.6e b =, 1.6c =,则( ) A .a b c << B .c b a << C .b a c << D .b<c<a【答案】B【分析】先利用导数证明出e 1x x >+,令0.3x =,可以判断出 1.6c =最小;利用作商法比较出b a <,即可得到答案.【详解】设()e 1xf x x =--.因为()e 1xf x '=-,所以当0x <时,()0f x '<,()f x 在(),0∞-上单调递减, 当0x >时,()0f x '<,()f x 在()0,∞+上单调递增, 所以当x ∈R ,且0x ≠时,()()00f x f >=,即e 1x x >+. 所以()0.33e30.31 2.1a --+>=⨯=,0.6e 0.61 1.6b =>+=,所以 1.6c =最小,又因为0.60.90.3e e e13e 33b a -==<<,所以b a <.综上可知,c b a <<. 故选:B3.已知e ππe e ,π,2a b c ===,则这三个数的大小关系为( )A .c b a <<B .b c a <<C .b a c <<D .c a b <<【答案】A【分析】构造函数()()ln ,0xf x x x=>,利用导数法研究单调性,并利用单调性可比较,a b ,在同一坐标系中作出()2xy =与y x =的图象,结合图象与幂函数的性质可比较,b c ,即可求解【详解】令()()ln ,0xf x x x =>,则()()21ln ,0x f x x x -'=>, 由0fx,解得0e x <<,由()0f x '<,解得e x >,所以()()ln ,0xf x x x=>在()0,e 上单调递增,在()e,+∞上单调递减; 因为πe >, 所以()()πe f f <,即ln πln eπe<, 所以eln ππlne <,所以e πln πln e <, 又ln y x =递增, 所以e ππe <,即b a <;()()ee ππ2=2⎡⎤⎢⎥⎣⎦,在同一坐标系中作出()2xy =与y x =的图象,如图:由图象可知在()2,4中恒有()2xx >,又2π4<<,所以()ππ2>,又e y x =在()0,∞+上单调递增,且()ππ2>所以()()eπe πeπ2=2⎡⎤>⎢⎥⎣⎦,即b c >;综上可知:c b a <<, 故选:A六、特殊值法1.若()2021202120222022,x y x yx y R --->-∈,则( )A .33x y >B .ln ln x y >C .11x y< D .221111x y <++ 【答案】A【分析】构造函数()20212022x xf x -=-,分析函数()f x 的单调性,可得出x y >,再利用函数的单调性以及特殊值法可判断各选项的正误.【详解】构造函数()20212022x x f x -=-,因为函数12021x y =为R 上的增函数,函数22022xy -=为R 上的减函数,故函数()20212022x xf x -=-为R 上的增函数,因为2021202120222022x y x y --->-,则2021202220212022x x y y --->-, 即()()f x f y >,则x y >.对于A 选项,函数()3g x x =为R 上的增函数,故33x y >,A 对;对于B 选项,若0y x <<,则ln x 、ln y 均无意义,B 错; 对于C 选项,取1x =,1y =-,则11x y>,C 错; 对于D 选项,取1x =,1y =-,则221111x y =++,D 错. 故选:A.2.若a b >,则下列选项中正确的是( ) A .()ln 0a b -> B .33a b < C .330a b -> D .a b >【答案】C【分析】对于ABD ,举反例即可排除;对于C ,利用幂函数的单调性即可判断. 【详解】因为a b >,对于A ,令0,1a b ==-,则()ln ln10a b -==,故A 错误;对于B ,令0,1a b ==-,则0111,33333b a -====,即33a b >,故B 错误; 对于C ,因为幂函数3y x =在R 上单调递增,故33a b >,即330a b ->,故C 正确; 对于D ,令0,1a b ==-,则01a b =<=,故D 错误. 故选:C.3.若0a b >>,则下列不等式恒成立的是( ) A .35a b < B .11log log b a a b ++< C a b >D .tan tan a b >【答案】C【分析】取特殊值可判断ABD ,利用幂函数12y x x ==的单调性可判断C 【详解】选项A ,令4,2a b ==,则381525a b =>=,故A 错误;选项B ,令2,1a b ==,则1213log log 21log log 10b a a b ++==>==,故B 错误;选项C ,由于幂函数12y x x ==在(0,)+∞单调递增,0a b >>,故a b >恒成立,故C 正确; 选项D ,令,4a b ππ==,则tan 0tan 1a b =<=,故D 错误故选:C【高考必刷】1.设,R a b ∈且0ab ≠,若a b <,则下列不等式成立的是( ) A .22a b < B .22ab a b < C .2211ab a b< D .b aa b< 【答案】C【分析】根据不等式的性质结合作差法比较大小逐项判断即可.【详解】解:对于A ,若a b <且0ab ≠,则2,1a b =-=,得22a b >,故A 错误;对于B ,若a b <,则0b a ->,所以()22ab a b ab b a -=-,又0ab ≠,则()ab b a -的正负不能确定,即2ab 与2a b 的大小不确定,故B 错误;对于C ,若a b <且0ab ≠,,则0a b -<,所以2222110a bab a b a b --=<,即2211ab a b <,故C 正确; 对于D ,若a b <且0ab ≠,则0b a ->,所以ab 与b a +正负不能确定,则()()22b a b a b a b a a b ab ab-+--==的符号不能确定,故b a与ab 的大小不确定,故D 错误.故选:C.2.若0c b a >>>,则( ) A .b c c b a b a b > B .2ln ln ln b a c <+ C .cc a b ab->- D .log log a b c c >【答案】A【分析】利用不等式的基本性质,并对选项化简,转化,判断对错即可.【详解】解:选项A 中,由于1b cb c b c c b c b a b a a b a b b ---⎛⎫==> ⎪⎝⎭,所以b c c b a b a b >成立;故A 正确;选项B 中,22ln ln b b =,ln ln ln a c ac +=,2b 与ac 大小不能确定,故B 错误; 选项C 中,由于()10c c c a b a b a b ab ⎛⎫⎛⎫---=-+< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故C 错误; 选项D 中,令1c =,则log log 0a b c c ==,故D 错误. 故选:A.【点睛】本题考查不等式的基本性质,考查转化能力,属于基础题. 3.已知421333111,,2325a b c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则( )A .a b c <<B .c<a<bC .a b c >>D .b<c<a【答案】B【分析】由已知,根据题意给出的式子,先进行化简,得到222333111,,435a b c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,然后根据幂函数23y x =的单调性,即可做出判断.【详解】由已知,421333111,,2325a b c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 化简222333111,,435a b c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,因为幂函数23y x =在()0,+∞上单调递增,而15<14<13,所以222333111543<<⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 故选:B.4.设0.60.4a =,0.80.6b =,0.40.8c =,则( ) A .a b c >> B .c b a >> C .c a b >> D .b a c >>【答案】B【分析】先由指数运算得出555c a b >>,再由幂函数的单调性得出大小关系.【详解】因为5354520.40.064,0.1296,0.640.60.8a b c ======,所以555c a b >>,又函数5y x =在()0,∞+上单调递增,所以c b a >>. 故选:B5.三个数33342233,,224a b c -⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭之间的大小关系是( )A .a c b <<B .a b c <<C .c b a <<D .b<c<a【答案】C【分析】首先将,,a b c 化简,构造函数32(),(0)f x x x =>,利用函数的单调性比较大小.【详解】332432624a ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,3322322,44b c ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 设32(),(0)f x x x =>,此函数在定义域内是单调递增的, ①22326444<<①22326()()()444f f f << ①c b a <<. 故选:C.6.下列比较大小正确的是( ) A 12433332π--->> B .12433332π--->> C .12433332π--->> D .21433323π--->>【答案】C【分析】根据指数幂的运算法则及幂函数的性质判断即可. 【详解】解:因为()2242333πππ---⎡⎤==⎢⎥⎣⎦,()213333--=又23y x -=在()0,∞+上单调递减,23π>>,所以()22233323π---<<,所以12433332π--->>. 故选:C7.对于任意的,a b ∈R 且a b >,则下列不等式成立的是( )A .1122a b⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭B .20232023log log a b >C .11a b <D .20232023a b >【答案】D【分析】根据指数函数、对数函数、反比例函数和幂函数的定义域和单调性依次判断各个选项即可. 【详解】对于A ,12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭在R 上单调递减,1122ab⎛⎫⎛⎫∴< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,A 错误;对于B ,当0b a <<时,原式无意义,B 错误; 对于C ,当0a b >>时,11a b>,C 错误; 对于D ,2023y x =在R 上单调递增,20232023a b ∴>,D 正确.故选:D.8.已知 5.10.9m =,0.8log 5.1n =, 5.10.8p =,则m 、n 、p 的大小关系为( ) A .p <n <m B .n <p <m C .m <n <p D .n <m <p【答案】B【分析】根据幂函数 5.1y x =,对数函数0.8log y x =的单调性判定即可. 【详解】由于幂函数 5.1y x =在[0,)+∞单调递增, 故 5.1 5.10.90.8m p =>=,又1 5.15.000.8p >==, 5.1 5.1110.9m =>=, ①0<p <m <1,由对数函数0.8log y x =在(0,)+∞单调递减, 故0.80.8log 5.1log 10n =<=,①n <p <m . 故选:B9.若实数a ,b 满足01a b <<<,则下列式子正确的是( ) A .b b a b --< B .a a a b < C .a a a b --< D .b b b a <【答案】B【分析】根据不等式的性质以及幂函数的单调性分别进行判断即可. 【详解】对A ,1b baa -⎛⎫= ⎪⎝⎭,1bbb b -⎛⎫= ⎪⎝⎭,因为01a b <<<,所以111a b >>. 因为幂函数b y x =在()0,∞+上为增函数,所以b b a b -->,A 错;对B ,因为幂函数a y x =在()0,∞+上为增函数,所以a a a b <成立,B 对;对C ,因为1a aaa -⎛⎫= ⎪⎝⎭,1aa b b -⎛⎫= ⎪⎝⎭,且幂函数a y x =在()0,∞+上为增函数,所以a a a b -->,C 错; 对D ,因为幂函数b y x =在()0,∞+上为增函数,所以b b b a >,D 错; 故选:B.10.设,a b R ∈,若a b >,则下列不等式不恒成立的是( ) A .11a b +>+ B .22a b > C .33a b > D .sin 4sin 4a b >【答案】D【分析】根据不等式的性质可判断A;根据指数函数2,R x y x =∈的单调性判断B;根据幂函数3,R y x x =∈的单调性判断C ,可举特例说明D 中不等式不恒成立,即可得答案.【详解】对于A,由于a b >,根据不等式性质可知11a b +>+恒成立; 对于B,由于函数2,R x y x =∈是单调增函数,故若a b >,则22a b >恒成立;对于C ,由于函数3,R y x x =∈是单调增函数,故若a b >,则33a b >恒成立; 对于D ,不妨取ππ,=2a b = ,则sin 4sin 40a b ==,即a b >时,sin 4sin 4a b >不恒成立, 故选:D11.设0.83a =,0.8b π=,e13c ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .c<a<b B .a b c <<C .c b a <<D .b a c <<【答案】A【分析】利用幂函数、指数函数单调性并借助“媒介数”即可判断作答.【详解】因幂函数0.8y x =在(0,)+∞上单调递增,又31π>>,则有0.80.80.8311π>>=,指数函数1()3x y =在R 上单调递减,而e 0>,于是得e 011()()133<=,从而有e 0.80.81()133π<<<,所以c<a<b . 故选:A12.已知定义在R 上的幂函数()mf x x =(m 为实数)过点(2,8)A ,记()0.5log 3a f =,()2log 5b f =,()c f m =,则,,a b c 的大小关系为( ) A .a b c << B .a c b << C .c<a<b D .c b a <<【答案】A【分析】首先求出3()f x x =,得到函数的单调性,再利用对数函数的图象性质得到20.5log 5log 3m >>,即得解. 【详解】由题得3382,22,3,()m m m f x x =∴=∴=∴=. 函数3()f x x =是R 上的增函数.因为0.50.5log 3log 10<=,220log 5log 83m <<==, 所以20.5log 5log 3m >>,所以20.5()(log 5)(log 3)f m f f >>, 所以a b c <<. 故选:A【点睛】方法点睛:比较对数式的大小,一般先利用对数函数的图象和性质比较每个式子和零的大小分成正负两个集合,再利用对数函数的图象和性质比较同类数的大小. 13.已知幂函数()()2242(1)mm f x m x m R -+=-∈,在()0,∞+上单调递增.设5log 4a =,15log 3b =,0.20.5c -=,则()f a ,f b ,()f c 的大小关系是( )A .()()()f b f a c <<B .()()()f c f b f a <<C .()()()f c f a f b <<D .()()()f a f b f c <<【答案】A【分析】根据幂函数的概念以及幂函数的单调性求出m ,在根据指数函数与对数函数的单调性得到b a c -<<,根据幂函数的单调性得到()()()f b f a f c -<<,再结合偶函数可得答案. 【详解】根据幂函数的定义可得2(1)1m -=,解得0m =或2m =, 当0m =时,2()f x x =,此时满足()f x 在()0,∞+上单调递增, 当2m =时,2()f x x -=,此时()f x 在()0,∞+上单调递减,不合题意. 所以2()f x x =.因为5log 4(0,1)a =∈,0.200.50.51c -=>=,155log 3log 3(0,1)b -=-=∈,且a b >-,所以b a c -<<,因为()f x 在()0,∞+上单调递增,所以()()()f b f a f c -<<, 又因为2()f x x =为偶函数,所以()()f b f b -=, 所以()()()f b f a c <<. 故选:A【点睛】关键点点睛:掌握幂函数的概念和性质、指数函数与对数函数的单调性是解题关键. 14.设a ,R b ∈,且a b >,则( ) A .33a b > B .22a b > C .||||a b > D .1>a b【答案】A【分析】对于选项A,B,C,利用函数的单调性分析得解,对于选项D 可以利用作差法判断. 【详解】由于函数3()f x x =在R 上为增函数,由a b >得33a b >,故选A . 由于函数2yx 在定义域内不单调,所以a b >不能得到22a b >,故选项B 错误;由于函数||y x =在定义域内不单调,所以a b >不能得到||||a b >,故选项C 错误; 1a a b b b--=符号不确定,所以选项D 错误. 故选:A。
函数-高考数学常见题型大全
函数常见题型总结一.函数的概念及表达式题型一:函数的概念函数是一种特殊的映射,必须是数集和数集之间的对应。
例1:下列各组函数中,函数)(x f 与)(x g 表示同一函数的是(1))(x f =x ,)(x g =xx 2;(2))(x f =3x -1,)(t g =3t -1;(3))(x f =0x ,)(x g =1;(4))(x f =2x ,)(x g =2(x ;题型二:函数的表达式1.解析式法例2:已知函数1222,1()log (1),1x x f x x x -⎧-≤=⎨-+>⎩,且()3f a =-,则(6)f a -=()(A )74-(B )54-(C )34-(D )14-2.图象法例3:如图,长方形的边AB =2,BC =1,O 是AB 的中点,点P 沿着边BC ,CD 与DA 运动,记,将动点P 到A ,B 两点距离之和表示为x 的函数()f x ,则的图像大致为()A .B .C .D .题型三:求函数的解析式.1.换元法例4:已知1)1(+=+x x f ,则函数)(x f =例5:已知f(x 6)=log 2x,那么f(8)等于2.待定系数法例6:已知二次函数f (x)满足条件f (0)=1及f (x+1)-f (x)=2x。
则f (x)的解析式____________3.构造方程法例7:已知f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,且f(x)+g(x)=11-x ,则f(x)=例8:若函数(),()f x g x 分别是R 上的奇函数、偶函数,且满足()()xf xg x e -=,则有()A .(2)(3)(0)f f g <<B .(0)(3)(2)g f f <<C .(2)(0)(3)f g f <<D .(0)(2)(3)g f f <<二.函数的定义域题型一:求函数定义域问题1.求有函数解析式的定义域问题例9:函数y =的定义域是()A .[1,)+∞B .2(,)3+∞C .2[,1]3D .2(,1]32.求抽象函数的定义域问题例10:已知函数()f x 的定义域为(1,1)-,函数()(21)g x f x =-,则函数()g x 的定义域为()A .(1,1)-B .(0,1)C .(3,1)-D .((3)f -,f (1))例11:若函数y =)13(-x f 的定义域是[1,2],则y =)12(-x f 的定义域是.题型二:已知函数定义域的求解问题例12:如果函数34)(2++=kx kx x f 的定义域为R,则实数k 的取值范围是.例13:已知函数()f x =的值域是[0,)+∞,则实数m 的取值范围是_____________例14:已知函数()2()lg 2f x x x a =++,(1)若它的定义域为R ,求实数a 的取值范围;(2)若它的值域为R ,求实数a 的取值范围.三.函数的值域1.二次函数类型(图象法):例19:函数()2f x x =-的最小值为.2.单调性法例20:求函数51)(--=x x x f []4,1∈x 的最大值和最小值。
高考数学中的函数极值及最值问题及解题方法
高考数学中的函数极值及最值问题及解题方法在高中数学学习中,函数极值及最值问题是一个重要的考点,也是一个有难度的知识点。
在高考数学中,这个知识点被广泛地应用于各种数学题型中,涉及到的知识点和方法需要大家掌握好。
本文将就函数极值及最值问题及解题方法做一些简单的介绍和详解。
第一部分:什么是函数的最值和极值函数的最大值和最小值是这个函数在定义域内的函数值中的最大值和最小值,也就是说,最大值和最小值都是函数的取值,而不是函数本身。
函数的最大值就是这个函数在定义域内取到的最大值,而函数的最小值就是这个函数在定义域内取到的最小值。
函数的极值也是类似的,极大值指的是某个函数在一个特定的区间内取到的最大值,而极小值就是函数在这个特定的区间内取到的最小值。
第二部分:函数的最值和极值问题的解法1. 求函数的最值对于求函数的最值,一般有两种方法:一种方法是借助函数图像,根据函数图像的形态来看出函数的最值所在的位置。
另一种方法是通过求导数,然后借助导数定理来求解函数的最值。
求函数的最值需要用到极限、导数、函数的性质等多个数学知识点,需要考生们细心地掌握。
2. 求函数的极值对于求函数的极值,可以通过以下几种方法来实现:一种方法是通过求导数,然后求得导函数的零点,从而求出函数的极值点。
另一种方法是对函数求导数,然后再对导数进行求导数,直到得到导函数的函数表达式,从而得到函数的极值点。
还有一种方法是使用极限和数列的性质来求解函数的极值。
总的来说,求函数的极值需要使用到导数、函数的性质、函数图像的图形等多个数学知识点,需要考生们认真学习和练习。
第三部分:函数极值及最值问题的解题实例在高考数学中,函数极值及最值问题的解题实例非常丰富,接下来就给大家介绍一些常见的解题思路。
1. 求函数的最值比如,一道求函数最大值的题目:求函数f(x)=x2+2x+3的最小值。
解题思路:首先可以画出函数的图像,在图像上寻找最小值所在的位置。
另一方面,我们也可以通过求导数来求解函数的最值。
求函数解析式的几种方法及题型
求函数解析式的几种方法及题型【最新版3篇】篇1 目录一、引言二、求函数解析式的常用方法1.待定系数法2.交点式3.顶点式4.换元法5.归纳法三、求函数解析式的题型及应用1.已知三个点求解析式2.已知顶点求解析式3.已知交点求解析式4.抽象复杂函数问题四、结论篇1正文一、引言求函数解析式是高中数学中的常见问题,也是高考的常规题型之一。
解决这类问题需要掌握一定的方法和技巧。
本文将介绍几种常用的求函数解析式的方法及题型,帮助同学们更好地理解和应用这些方法。
二、求函数解析式的常用方法1.待定系数法待定系数法是一种求未知数的方法。
将一个多项式表示成另一种含有待定系数的新的形式,这样就得到一个恒等式。
然后根据恒等式的性质得出系数应满足的方程或方程组,其后通过解方程或方程组便可求出待定的系数,或找出某些系数所满足的关系式。
2.交点式交点式适用于已知抛物线与 x 轴的两个交点的情况。
通过已知的交点,我们可以得到两个方程,解这两个方程可以求得抛物线的解析式。
3.顶点式顶点式适用于已知抛物线的顶点的情况。
通过已知的顶点,我们可以得到一个方程,这个方程包含了抛物线的顶点坐标和抛物线的解析式中的待定系数。
解这个方程可以求得抛物线的解析式。
4.换元法换元法是一种通用的求函数解析式的方法,适用于各种复杂的函数问题。
通过换元,我们可以将复杂的函数问题转化为简单的函数问题,从而求得函数的解析式。
5.归纳法归纳法适用于具有一定规律的函数问题。
通过观察函数的规律,我们可以猜测函数的解析式,然后通过数学归纳法证明我们的猜测是正确的。
三、求函数解析式的题型及应用1.已知三个点求解析式已知函数上的三个点,我们可以通过待定系数法求解函数的解析式。
设定函数的形式为 y=ax^2+bx+c,然后将三个点的坐标代入方程,得到三个方程组成的线性方程组,解这个方程组可以求得函数的解析式。
2.已知顶点求解析式已知抛物线的顶点,我们可以通过顶点式求解抛物线的解析式。
高中函数定义域题型及解题方法
高中函数定义域题型及解题方法高中数学中,函数是一个重要的概念,而定义域则是函数的重要属性之一。
在高考数学中,定义域的求解也是一个重要的题型。
本文将介绍高中函数定义域的题型及解题方法。
一、定义域的概念定义域是指函数的取值范围,即函数的自变量可能取值的集合。
例如,函数 f(x) = x^2 + 1 的定义域是 R,因为 x 的取值可以任意取实数,且 x 的取值不影响函数的值。
二、常见定义域的题型1. 直接求解定义域有些函数的定义域是可以直接求解的,例如函数 f(x) = x^2 + 1 的定义域是 R,因为 x 的取值可以任意取实数,且 x 的取值不影响函数的值。
2. 求解函数的定义域在求解函数的定义域时,我们需要根据函数的符号和函数的表达式来确定自变量的取值范围。
例如,函数 g(x) = x^2 - 2x + 1 的定义域是 x 不等于 1。
3. 求解函数的值域有些函数的定义域和值域是一致的,例如函数 f(x) = x^2 + 1 的值域是 R。
而有些函数的定义域和值域是不同的,例如函数 g(x) = x^2 - 2x + 1 的定义域是 x 不等于 1,但函数的值域是 [-1,1]。
4. 求函数的定义域或值域在求解函数的定义域或值域时,我们需要根据函数的符号、表达式和定义域来确定自变量的取值范围。
例如,函数 h(x) = x^2 + 1 的定义域是 x 不等于 0,但函数的值域是 [1,+∞),因为 x 的取值可以任意增大。
三、解题方法1. 观察函数的符号和表达式,确定自变量的取值范围。
2. 根据函数的定义域和值域,结合函数的符号和表达式,求解定义域或值域。
3. 熟练掌握常见的函数定义域的求解方法,例如求解函数的定义域需要根据函数的符号和表达式来确定自变量的取值范围。
4. 学会分析函数的性质,例如奇偶性、单调性等,从而帮助求解定义域。
高中数学中,函数是一个重要的概念,而定义域则是函数的重要属性之一。
高考数学函数压轴题方法归纳总结
高考数学函数压轴题方法归纳总结一、利用导数证明不等式1.已知()()21xf x ax e x =-+.(1)当1a =时,讨论函数()f x 的零点个数,并说明理由;(2)若0x =是()f x 的极值点,证明()()2ln 11f x ax x x ≥-+++.【思路引导】(1)由题意1a =时,得()()21xf x x e x =-+,利用导数得到函数的单调性,进而可判定函数的零点个数;(2)求得函数的导数()()12xf x eax a x -'=++,由0x =是()f x 的极值点,得1a =,得到函数的解析式,令1x t -=,转化为证明1ln 2t te t t +≥++,设()()ln 20xh x ex e x x x =⋅--->, 根据导数得到()h x 的单调性和最小值,证得()0h x ≥,即可作出证明. 2.已知函数()()22xf x e ax x a R =--∈.(1)当0a =时,求()f x 的最小值; (2)当12e a <-时,证明:不等式()12ef x >-在()0,+∞上恒成立. 【思路引导】(1)()2xf x e x =-, ()2xf x e '=-,由单调区间及极值可求得最小值。
(2) 由导函数()22xf x e ax =--',及12e a <-, ()12222102e f e a e ⎛⎫=-->---= ⎪⎝⎭, ()010f '=-<,由根的存在性定理可知存在()00,1x ∈使得()00f x '=,只需证()f x 最小值()()0020000022x x f x e ax x e x ax =--=-+>12e -,由隐零点00220x e ax --=回代,即证()12t t g t e t ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭12e >-。
3.已知函数()ln f x x =,()()1g x a x =-(1)当2a =时,求函数()()()h x f x g x =-的单调递减区间;(2)若1x >时,关于x 的不等式()()f x g x <恒成立,求实数a 的取值范围; (3)若数列{}n a 满足11n n a a +=+, 33a =,记{}n a 的前n 项和为n S ,求证:()ln 1234...n n S ⨯⨯⨯⨯⨯<.【思路引导】(Ⅰ)求出()h x ',在定义域内,分别令()'0h x >求得x 的范围,可得函数()h x 增区间, ()'0h x <求得x 的范围,可得函数()h x 的减区间;(Ⅱ)当0a ≤时,因为1x >,所以()1ln 0a x x -->显然不成立,先证明因此1a ≥时, ()()f x g x <在()1,+∞上恒成立,再证明当01a <<时不满足题意,从而可得结果;(III )先求出等差数列的前n 项和为()12n n n S +=,结合(II )可得ln22,ln33,ln44,,ln n n <<<⋅⋅⋅<,各式相加即可得结论.4.已知函数()sin xf x e x ax =-.(1)若1a =,求曲线()y f x =在()()0,0f 处的切线方程; (2)若()f x 在0,4π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,求实数a 的取值范围; (3)当1a ≤时,求证:对于任意的x ∈ 30,4π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,均有()0f x ≥. 【思路引导】(1)求出()1x xf x e sinx e cosx '=+-,由()0f 的值可得切点坐标,由()'0f 的值,可得切线斜率,利用点斜式可得曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程;(2)函数()f x 在[0,4π]上单调递增⇔ ()f x '在[0,4π]上恒有()0f x '≥.即sin x (4x π+)a ≥恒成立,令()sinxg x =(4x π+),只需求出()g x 的最小值即可得结果;(3)先证明当x ∈ [0,2π]时, ()()0f x g x a '=-≥,()f x 递增,有()()()min 00f x f x f ≥==成立,再讨论两种情况若0a ≤,不等式恒成立,只需分两种情况证明a ∈(0,1]时也恒成立即可. 5.已知函数()2ln f x a x =+且()f x a x ≤.(1)求实数a 的值; (2)令()()xf x g x x a=-在(),a +∞上的最小值为m ,求证: ()67f m <<.【思路引导】由题意知: 2ln a x a x +≤恒成立等价于2ln 0a at t -+≤在0t >时恒成立, 令()2ln h t a at t =-+,由于()10h =,故2ln 0a at t -+≤ ()()1h t h ⇔≤, 可证: ()h t 在()0,1上单调递增;在()1,+∞上单调递减.故2a =合题意.6.已知函数()1ln xf x x ax-=+(其中0a >, e 2.7≈). (1)当1a =时,求函数()f x 在()()1,1f 点处的切线方程; (2)若函数()f x 在区间[)2,+∞上为增函数,求实数a 的取值范围; (3)求证:对于任意大于1的正整数n ,都有111ln 23n n>+++. 【思路引导】(1)()21x f x x='-, ()10f '=, ()10f =,可求得切线方程。
高考数学中的基本初等函数题型总结
高考数学中的基本初等函数题型总结作为全国高中生的普及性质考试,高考中必定会考到数学这个科目,而其中初等函数部分则是数学中的基础知识。
初等函数常常出现在多项式函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数等高中知识点当中。
因此,对于考生来说,掌握初等函数的知识点,对高考数学考试及日后的数学学习都非常重要。
本文就高考数学中的基本初等函数题型进行总结。
1. 最值问题求函数的最值是很常见的一种初等函数题型。
以一些典型的例子为参考,可更好地掌握这类题型。
例1:已知$f(x)=x^2-2x+2$,求$f(x)$的最小值。
解:首先,把$f(x)$变形为完全平方的形式。
即$$f(x)=(x-1)^2+1$$显然,当$x=1$时,$(x-1)^2$取最小值$0$。
故$f(x)$在$x=1$时取得最小值$1$。
例2:已知$f(x)=\dfrac{1}{2}x^2-3x+5$,求$f(x)$的最大值。
解:同样把$f(x)$变形为完全平方的形式。
即$$f(x)=\dfrac{1}{2}(x-3)^2+\dfrac{1}{2}$$显然,当$x=3$时,$(x-3)^2$取最小值$0$。
故$f(x)$在$x=3$时取得最大值$\dfrac{1}{2}$。
2. 解方程解初等函数的方程是另一种常见的题型。
以下为几个典型的例子,例3:已知$y=2^x-x$,求$y=0$时的$x$的值。
解:根据方程可得$$2^x-x=0$$$$x=2^x$$把函数$y=2^x-x$作图,可以看出在$x=1$时交于$y=0$。
因此,方程的解为$x=1$。
例4:已知$y=\dfrac{1}{2}\log_2(x-1)+2$,求$y=1$时$x$的值。
解:根据方程可得$$\dfrac{1}{2}\log_2(x-1)+2=1$$$$\log_2(x-1)=2$$$$x-1=2^2=4$$因此,方程的解为$x=5$。
3. 函数图像解题函数图像是初等函数题目中重要的一部分。
高中数学函数题的解题技巧
高中数学函数题的解题技能高中数学中的函数是非常难的,很多同学在函数部分都会丢分,那么高中数学函数题型及解题技能是什么?下面是作者为大家整理的关于高中数学函数题的解题技能,期望对您有所帮助!高中数学函数解题思路方法一视察法1.视察函数中的特别函数;2.利用这些特别函数的有界性,结合不等式推导出函数的值域方法二分离常数法1.视察函数类型,型如;2.对函数变形成情势;3.求出函数在定义域范畴内的值域,进而求函数的值域方法三配方法1.将二次函数配方成;2.根据二次函数的图像和性质即可求出函数的值域方法四反函数法1.求已知函数的反函数;2.求反函数的定义域;3.利用反函数的定义域是原函数的值域的关系即可求出原函数的值域方法五换元法1.第一步视察函数解析式的情势,函数变量较多且相互关联;2.另新元代换整体,得一新函数,求出新函数的值域即为原函数的值域数学函数题解题技能1.函数值域常见求法和解题技能函数的值域与最值是两个不同的概念,一样说来,求出了一个函数的最值,未必能肯定该函数的值域,反之,一个函数的值域被肯定,这个函数也未必有最大值或最小值.但是,在许多常见的函数中,函数的值域与最值的求法是相通的、类似的.关于求函数值域与最值的方法也是多种多样的,但是有许多方法是类似的,归纳起来常用的方法有:视察法、配方法、换元法、反函数法、判别式法、不等式法、利用函数的单调性、利用三角函数的有界性、数形结合法等,在挑选方法时,要注意所给函数表达式的结构,不同的结构挑选不同的解法。
2.函数奇偶性的判定方法及解题策略肯定函数的奇偶性,一样先考核函数的定义域是否关于原点对称,然后判定与的关系,常用方法有:①利用奇偶性定义判定;②利用图象进行判定,若函数的图象关于原点对称则函数为奇函数,若函数的图象关于轴对称则函数为偶函数;③利用奇偶性的一些常见结论:奇奇奇,偶偶偶,奇奇偶,偶偶偶,偶奇奇,奇奇偶,偶偶偶,奇偶奇,偶奇奇;④对于偶函数可利用,这样可以免对自变量的繁琐的分类讨论。
高考数学函数的单调性、奇偶性、对称性、周期性10大题型(解析版)
函数的单调性、奇偶性、对称性、周期性10大题型命题趋势函数的性质是函数学习中非常重要的内容,对于选择题和填空题部分,重点考查基本初等函数的单调性,利用性质判断函数单调性及求最值、解不等式、求参数范围等,难度较小,属于基础题;对于解答题部分,一般与导数结合,考查难度较大。
满分技巧一、单调性定义的等价形式: 1、函数()x f 在区间[]b a ,上是增函数:⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x <,都有()()021<−x f x f ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121>−−x x x f x f ;⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()()[]02121>−−x f x f x x ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121>−−x f x f x x .2、函数()x f 在区间[]b a ,上是减函数:⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x <,都有()()021>−x f x f ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121<−−x x x f x f ;⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()()[]02121<−−x f x f x x ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121<−−x f x f x x .二、判断函数奇偶性的常用方法1、定义法:若函数的定义域不是关于原点对称,则立即可判断该函数既不是奇函数也不是偶函数;若函数的定义域是关于原点对称的,再判断()f x −与()f x ±之一是否相等.2、验证法:在判断()f x −与()f x 的关系时,只需验证()f x −()f x ±=0及()1()f x f x −=±是否成立. 3、图象法:奇(偶)函数等价于它的图象关于原点(y 轴)对称.4、性质法:两个奇函数的和仍为奇函数;两个偶函数的和仍为偶函数;两个奇函数的积是偶函数;两个偶函数的积是偶函数;一个奇函数与一个偶函数的积是奇函数.5、分段函数奇偶性的判断判断分段函数的奇偶性时,通常利用定义法判断.分段函数不是几个函数,而是一个函数.因此其判断方法也是先考查函数的定义域是否关于原点对称,然后判断()f x −与()f x 的关系.首先要特别注意x 与x −的范围,然后将它代入相应段的函数表达式中,()f x 与()f x −对应不同的表达式,而它们的结果按奇偶函数的定义进行比较. 三、常见奇、偶函数的类型1、()x x f x a a −=+(00a a >≠且)为偶函数;2、()x x f x a a −=−(00a a >≠且)为奇函数;3、()2211x x x x x xa a a f x a a a −−−−==++(00a a >≠且)为奇函数; 4、()log ab xf x b x−=+(00,0a a b >≠≠且)为奇函数;5、())log a f x x =±(00a a >≠且)为奇函数;6、()f x ax b ax b ++−为偶函数;7、()f x ax b ax b +−−为奇函数; 四、函数的周期性与对称性常用结论1、函数的周期性的常用结论(a 是不为0的常数)(1)若()()+=f x a f x ,则=T a ; (2)若()()+=−f x a f x a ,则2=T a ; (3)若()()+=−f x a f x ,则2=T a ; (4)若()()1+=f x a f x ,则2=T a ; (5)若()()1+=−f x a f x ,则2=T a ; (6)若()()+=+f x a f x b ,则=−T a b (≠a b ); 2、函数对称性的常用结论(1)若()()+=−f a x f a x ,则函数图象关于=x a 对称;(2)若()()2=−f x f a x ,则函数图象关于=x a 对称; (3)若()()+=−f a x f b x ,则函数图象关于2+=a bx 对称; (4)若()()22−=−f a x b f x ,则函数图象关于(),a b 对称; 3、函数的奇偶性与函数的对称性的关系(1)若函数()f x 满足()()+=−f a x f a x ,则其函数图象关于直线=x a 对称,当0=a 时可以得出()()=−f x f x ,函数为偶函数,即偶函数为特殊的线对称函数; (2)若函数()f x 满足()()22−=−f a x b f x ,则其函数图象关于点(),a b 对称,当0=a ,0=b 时可以得出()()−=−f x f x ,函数为奇函数,即奇函数为特殊的点对称函数; 4、函数对称性与周期性的关系(1)若函数()f x 关于直线=x a 与直线=x b 对称,那么函数的周期是2−b a ; (2)若函数()f x 关于点(),0a 对称,又关于点(),0b 对称,那么函数的周期是2−b a ; (3)若函数()f x 关于直线=x a ,又关于点(),0b 对称,那么函数的周期是4−b a . 5、函数的奇偶性、周期性、对称性的关系(1)①函数()f x 是偶函数;②函数图象关于直线=x a 对称;③函数的周期为2a . (2)①函数()f x 是奇函数;②函数图象关于点(),0a 对称;③函数的周期为2a . (3)①函数()f x 是奇函数;②函数图象关于直线=x a 对称;③函数的周期为4a . (4)①函数()f x 是偶函数;②函数图象关于点(),0a 对称;③函数的周期为4a .其中0≠a ,上面每组三个结论中的任意两个能够推出第三个。
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第9讲 函数问题的题型与方法三、函数的概念函数有二种定义,一是变量观点下的定义,一是映射观点下的定义.复习中不能仅满足对这两种定义的背诵,而应在判断是否构成函数关系,两个函数关系是否相同等问题中得到深化,更应在有关反函数问题中正确运用.具体要求是:1.深化对函数概念的理解,明确函数三要素的作用,并能以此为指导正确理解函数与其反函数的关系.2.系统归纳求函数定义域、值域、解析式、反函数的基本方法.在熟练有关技能的同时,注意对换元、待定系数法等数学思想方法的运用.3.通过对分段定义函数,复合函数,抽象函数等的认识,进一步体会函数关系的本质,进一步树立运动变化,相互联系、制约的函数思想,为函数思想的广泛运用打好基础.本部分的难点首先在于克服“函数就是解析式”的片面认识,真正明确不仅函数的对应法则,而且其定义域都包含着对函数关系的制约作用,并真正以此作为处理问题的指导.其次在于确定函数三要素、求反函数等课题的综合性,不仅要用到解方程,解不等式等知识,还要用到换元思想、方程思想等与函数有关概念的结合.Ⅰ 深化对函数概念的认识例1.下列函数中,不存在反函数的是 ( )分析:处理本题有多种思路.分别求所给各函数的反函数,看是否存在是不好的,因为过程太繁琐. 从概念看,这里应判断对于给出函数值域内的任意值,依据相应的对应法则,是否在其定义域内都只有惟一确定的值与之对应,因此可作出给定函数的图象,用数形结合法作判断,这是常用方法。
此题作为选择题还可采用估算的方法.对于D ,y=3是其值域内一个值,但若y=3,则可能x=2(2>1),也可能x=-1(-1≤-1).依据概念,则易得出D 中函数不存在反函数.于是决定本题选D . 说明:不论采取什么思路,理解和运用函数与其反函数的关系是这里解决问题的关键.由于函数三要素在函数概念中的重要地位,那么掌握确定函数三要素的基本方法当然成了函数概念复习中的重要课题.例1.(重庆市)函数)23(log 21-=x y 的定义域是( D )A 、[1,)+∞B 、23(,)+∞ C 、23[,1] D 、23(,1]例2.(天津市)函数123-=x y (01<≤-x )的反函数是( D ) A 、)31(log 13≥+=x x y B 、)31(log 13≥+-=x x y C 、)131(log 13≤<+=x x y D 、)131(log 13≤<+-=x x y 也有个别小题的难度较大,如例3.(北京市)函数,,(),,x x P f x x x M ∈⎧=⎨-∈⎩其中P 、M 为实数集R 的两个非空子集,又规定f P y y f x x P (){|(),}==∈,f M y y f x x M (){|(),}==∈,给出下列四个判断: ①若P M ⋂=∅,则f P f M ()()⋂=∅ ②若P M ⋂≠∅,则f P f M ()()⋂≠∅ ③若P M ⋃=R ,则()()f P f M ⋃=R ④若P M R ⋃≠,则()()f P f M ⋃≠R 其中正确判断有( B )A 、 1个B 、 2个C 、 3个D 、 4个分析:若P M ⋂≠∅,则只有}0{=⋂M P 这一种可能.②和④是正确的.Ⅱ系统小结确定函数三要素的基本类型与常用方法1.求函数定义域的基本类型和常用方法由给定函数解析式求其定义域这类问题的代表,实际上是求使给定式有意义的x的取值范围.它依赖于对各种式的认识与解不等式技能的熟练.这里的最高层次要求是给出的解析式还含有其他字f x定义域为(0,2),求下列函数的定义域:例2.已知函数()分析:x的函数f(x2)是由u=x2与f(u)这两个函数复合而成的复合函数,其中x是自变量,u是中间变量.由于f(x),f(u)是同一个函数,故(1)为已知0<u<2,即0<x2<2.求x的取值范围.解:(1)由0<x2<2,得说明:本例(1)是求函数定义域的第二种类型,即不给出f(x)的解析式,由f(x)的定义域求函数f[g(x)]的定义域.关键在于理解复合函数的意义,用好换元法.(2)是二种类型的综合.求函数定义域的第三种类型是一些数学问题或实际问题中产生的函数关系,求其定义域。
2.求函数值域的基本类型和常用方法函数的值域是由其对应法则和定义域共同决定的.其类型依解析式的特点分可分三类:(1)求常见函数值域;(2)求由常见函数复合而成的函数的值域;(3)求由常见函数作某些“运算”而得函数的值域.3.求函数解析式举例例3.已知xy<0,并且4x2-9y2=36.由此能否确定一个函数关系y=f(x)?如果能,求出其解析式、定义域和值域;如果不能,请说明理由.分析: 4x2-9y2=36在解析几何中表示双曲线的方程,仅此当然不能确定一个函数关系y=f(x),但加上条件xy<0呢?所以因此能确定一个函数关系y=f(x).其定义域为(-∞,-3)∪(3,+∞).且不难得到其值域为(-∞,0)∪(0,+∞).说明:本例从某种程度上揭示了函数与解析几何中方程的内在联系.任何一个函数的解析式都可看作一个方程,在一定条件下,方程也可转化为表示函数的解析式.求函数解析式还有两类问题:(1)求常见函数的解析式.由于常见函数(一次函数,二次函数,幂函数,指数函数,对数函数,三角函数及反三角函数)的解析式的结构形式是确定的,故可用待定系数法确定其解析式.这里不再举例.(2)从生产、生活中产生的函数关系的确定.这要把有关学科知识,生活经验与函数概念结合起来,举例也宜放在函数复习的以后部分.四、函数的性质、图象(一)函数的性质函数的性质是研究初等函数的基石,也是高考考查的重点内容.在复习中要肯于在对定义的深入理解上下功夫.复习函数的性质,可以从“数”和“形”两个方面,从理解函数的单调性和奇偶性的定义入手,在判断和证明函数的性质的问题中得以巩固,在求复合函数的单调区间、函数的最值及应用问题的过程中得以深化.具体要求是:1.正确理解函数单调性和奇偶性的定义,能准确判断函数的奇偶性,以及函数在某一区间的单调性,能熟练运用定义证明函数的单调性和奇偶性.2.从数形结合的角度认识函数的单调性和奇偶性,深化对函数性质几何特征的理解和运用,归纳总结求函数最大值和最小值的常用方法.3.培养学生用运动变化的观点分析问题,提高学生用换元、转化、数形结合等数学思想方法解决问题的能力.这部分内容的重点是对函数单调性和奇偶性定义的深入理解.函数的单调性只能在函数的定义域内来讨论.函数y=f(x)在给定区间上的单调性,反映了函数在区间上函数值的变化趋势,是函数在区间上的整体性质,但不一定是函数在定义域上的整体性质.函数的单调性是对某个区间而言的,所以要受到区间的限制.对函数奇偶性定义的理解,不能只停留在f(-x)=f(x)和f(-x)=-f(x)这两个等式上,要明确对定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),f(-x)=-f(x)的实质是:函数的定义域关于原点对称.这是函数具备奇偶性的必要条件.稍加推广,可得函数f(x)的图象关于直线x=a对称的充要条件是对定义域内的任意x,都有f(x+a)=f(a-x)成立.函数的奇偶性是其相应图象的特殊的对称性的反映.这部分的难点是函数的单调性和奇偶性的综合运用.根据已知条件,调动相关知识,选择恰当的方法解决问题,是对学生能力的较高要求.1.对函数单调性和奇偶性定义的理解例4.下面四个结论:①偶函数的图象一定与y轴相交;②奇函数的图象一定通过原点;③偶函数的图象关于y轴对称;④既是奇函数又是偶函数的函数一定是f(x)=0(x∈R),其中正确命题的个数是()A.1 B.2 C.3 D.4分析:偶函数的图象关于y轴对称,但不一定相交,因此③正确,①错误.奇函数的图象关于原点对称,但不一定经过原点,因此②不正确.若y=f(x)既是奇函数,又是偶函数,由定义可得f(x)=0,但不一定x∈R,如例1中的(3),故④错误,选A.说明:既奇又偶函数的充要条件是定义域关于原点对称且函数值恒为零.2.复合函数的性质复合函数y=f[g(x)]是由函数u=g(x)和y=f(u)构成的,因变量y通过中间变量u与自变量x建立起函数关系,函数u=g(x)的值域是y=f(u)定义域的子集.复合函数的性质由构成它的函数性质所决定,具备如下规律:(1)单调性规律如果函数u=g(x)在区间[m,n]上是单调函数,且函数y=f(u)在区间[g(m),g(n)] (或[g(n),g(m)])上也是单调函数,那么若u=g(x),y=f(u)增减性相同,则复合函数y=f[g(x)]为增函数;若u=g(x),y= f(u)增减性不同,则y=f[g(x)]为减函数.(2)奇偶性规律若函数g(x),f(x),f[g(x)]的定义域都是关于原点对称的,则u=g(x),y=f(u)都是奇函数时,y=f[g(x)]是奇函数;u=g(x),y=f(u)都是偶函数,或者一奇一偶时,y= f[g(x)]是偶函数.例5.若y=loga(2-ax)在[0,1]上是x的减函数,则a的取值范围是()A.(0,1) B.(1,2) C.(0,2) D.[2,+∞)分析:本题存在多种解法,但不管哪种方法,都必须保证:①使loga(2-ax)有意义,即a>0且a≠1,2-ax>0.②使loga (2-ax)在[0,1]上是x的减函数.由于所给函数可分解为y=logau,u=2-ax,其中u=2-ax在a>0时为减函数,所以必须a>1;③[0,1]必须是y=loga(2-ax)定义域的子集.解法一:因为f(x)在[0,1]上是x的减函数,所以f(0)>f(1),即loga 2>loga(2-a).解法二:由对数概念显然有a>0且a≠1,因此u=2-ax在[0,1]上是减函数,y= logau 应为增函数,得a>1,排除A,C,再令故排除D,选B.说明:本题为1995年全国高考试题,综合了多个知识点,无论是用直接法,还是用排除法都需要概念清楚,推理正确.3.函数单调性与奇偶性的综合运用例6.甲、乙两地相距Skm,汽车从甲地匀速行驶到乙地,速度不得超过c km/h,已知汽车每小时的运输成本(以元为单位)由可变部分和固定部分组成:可变部分与速度v(km/h)的平方成正比,比例系数为b;固定部分为a元.(1)把全程运输成本y(元)表示为速度v(km/h)的函数,并指出这个函数的定义域;(2)为了使全程运输成本最小,汽车应以多大速度行驶.分析:(1)难度不大,抓住关系式:全程运输成本=单位时间运输成本×全程运输时间,而全程运输时间=(全程距离)÷(平均速度)就可以解决.故所求函数及其定义域为但由于题设条件限制汽车行驶速度不超过ckm/h,所以(2)的解决需要论函数的增减性来解决.由于v1v2>0,v2-v1>0,并且又S>0,所以即则当v=c时,y取最小值.说明:此题是1997年全国高考试题.由于限制汽车行驶速度不得超过c,因而求最值的方法也就不完全是常用的方法,再加上字母的抽象性,使难度有所增大.(二)函数的图象1.掌握描绘函数图象的两种基本方法——描点法和图象变换法.2.会利用函数图象,进一步研究函数的性质,解决方程、不等式中的问题.3.用数形结合的思想、分类讨论的思想和转化变换的思想分析解决数学问题.4.掌握知识之间的联系,进一步培养观察、分析、归纳、概括和综合分析能力.以解析式表示的函数作图象的方法有两种,即列表描点法和图象变换法,掌握这两种方法是本节的重点.运用描点法作图象应避免描点前的盲目性,也应避免盲目地连点成线.要把表列在关键处,要把线连在恰当处.这就要求对所要画图象的存在范围、大致特征、变化趋势等作一个大概的研究.而这个研究要借助于函数性质、方程、不等式等理论和手段,是一个难点.用图象变换法作函数图象要确定以哪一种函数的图象为基础进行变换,以及确定怎样的变换.这也是个难点.1.作函数图象的一个基本方法例7.作出下列函数的图象(1)y=|x-2|(x+1);(2)y=10|lgx|.分析:显然直接用已知函数的解析式列表描点有些困难,除去对其函数性质分析外,我们还应想到对已知解析式进行等价变形.解:(1)当x≥2时,即x-2≥0时,当x<2时,即x-2<0时,这是分段函数,每段函数图象可根据二次函数图象作出(见图6)(2)当x≥1时,lgx≥0,y=10|lgx|=10lgx=x;当0<x<1时,lgx<0,所以这是分段函数,每段函数可根据正比例函数或反比例函数作出.(见图7)说明:作不熟悉的函数图象,可以变形成基本函数再作图,但要注意变形过程是否等价,要特别注意x,y的变化范围.因此必须熟记基本函数的图象.例如:一次函数、反比例函数、二次函数、指数函数、对数函数,及三角函数、反三角函数的图象.在变换函数解析式中运用了转化变换和分类讨论的思想.2.作函数图象的另一个基本方法——图象变换法.一个函数图象经过适当的变换(如平移、伸缩、对称、旋转等),得到另一个与之相关的图象,这就是函数的图象变换.在高中,主要学习了三种图象变换:平移变换、伸缩变换、对称变换.(1)平移变换函数y=f(x+a)(a≠0)的图象可以通过把函数y=f(x)的图象向左(a>0)或向右(a<0)平移|a|个单位而得到;函数y=f(x)+b(b≠0)的图象可以通过把函数y=f(x)的图象向上(b>0)或向下(b<0)平移|b|个单位而得到.(2)伸缩变换函数y=Af(x)(A>0,A≠1)的图象可以通过把函数y=f(x)的图象上各点的纵坐标伸长(A>1)或缩短(0<A<1)成原来的A倍,横坐标不变而得到.函数y=f(ωx)(ω>0,ω≠1)的图象可以通过把函数y=f(x)的图象上而得到.(3)对称变换函数y=-f(x)的图象可以通过作函数y=f(x)的图象关于x轴对称的图形而得到.函数y=f(-x)的图象可以通过作函数y=f(x)的图象关于y轴对称的图形而得到.函数y=-f(-x)的图象可以通过作函数y=f(x)的图象关于原点对称的图形而得到.函数y=f-1(x)的图象可以通过作函数y=f(x)的图象关于直线y=x对称的图形而得到。