【新课程】课时跟踪检测(十八) 分段函数
【三维设计】2016-2017学年人教版高中数学选修1-1课时跟踪检测(十八) 函数的极值与导数 Word版含解析
课时跟踪检测(十八) 函数的极值与导数层级一 学业水平达标1.已知函数y =f (x )在定义域内可导,则函数y =f (x )在某点处的导数值为0是函数y =f (x )在这点处取得极值的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .非充分非必要条件解析:选B 根据导数的性质可知,若函数y =f (x )在这点处取得极值,则f ′(x )=0,即必要性成立;反之不一定成立,如函数f (x )=x 3在R 上是增函数,f ′(x )=3x 2,则f ′(0)=0,但在x =0处函数不是极值,即充分性不成立.故函数y =f (x )在某点处的导数值为0是函数y =f (x )在这点处取得极值的必要不充分条件,故选B.2.设函数f (x )=2x +ln x ,则( )A .x =12为f (x )的极大值点B .x =12为f (x )的极小值点C .x =2为f (x )的极大值点D .x =2为f (x )的极小值点解析:选D 由f ′(x )=-2x 2+1x =1x ⎝⎛⎭⎫1-2x =0可得x =2.当0<x <2时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;当x >2时,f ′(x )>0,f (x )单调递增.故x =2为f (x )的极小值点.3.已知函数f (x )=2x 3+ax 2+36x -24在x =2处有极值,则该函数的一个递增区间是( )A .(2,3)B .(3,+∞)C .(2,+∞)D .(-∞,3)解析:选B 因为函数f (x )=2x 3+ax 2+36x -24在x =2处有极值,又f ′(x )=6x 2+2ax +36,所以f ′(2)=0解得a =-15.令f ′(x )>0,解得x >3或x <2,所以函数的一个递增区间是(3,+∞).4.设函数f (x )在R 上可导,其导函数为f ′(x ),且函数f (x )在x =-2处取得极小值,则函数y =xf ′(x )的图象可能是( )解析:选C 由题意可得f ′(-2)=0,而且当x ∈(-∞,-2)时,f ′(x )<0,此时xf ′(x )>0;排除B 、D ,当x ∈(-2,+∞)时,f ′(x )>0,此时若x ∈(-2,0),xf ′(x )<0,若x ∈(0,+∞),xf ′(x )>0,所以函数y =xf ′(x )的图象可能是C.5.已知函数f (x )=x 3-px 2-qx 的图象与x 轴切于(1,0)点,则f (x )的极大值、极小值分别为( )A.427,0 B .0,427C .-427,0 D .0,-427解析:选A f ′(x )=3x 2-2px -q , 由f ′(1)=0,f (1)=0得,⎩⎪⎨⎪⎧ 3-2p -q =0,1-p -q =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧p =2,q =-1,∴f (x )=x 3-2x 2+x . 由f ′(x )=3x 2-4x +1=0得x =13或x =1,易得当x =13时f (x )取极大值427.当x =1时f (x )取极小值0.6.设x =1与x =2是函数f (x )=a ln x +bx 2+x 的两个极值点,则常数a =______________.解析:∵f ′(x )=ax +2bx +1,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a +2b +1=0,a 2+4b +1=0.∴a =-23.答案:-237.函数f (x )=ax 2+bx 在x =1a 处有极值,则b 的值为________. 解析:f ′(x )=2ax +b ,∵函数f (x )在x =1a 处有极值,∴f ′⎝⎛⎭⎫1a =2a ·1a +b =0,即b =-2. 答案:-28.已知函数f (x )=ax 3+bx 2+cx ,其导函数y =f ′(x )的图象经过点(1,0),(2,0).如图,则下列说法中不正确的是________.(填序号)①当x =32时,函数f (x )取得最小值;②f (x )有两个极值点;③当x =2时函数值取得极小值; ④当x =1时函数取得极大值.解析:由图象可知,x =1,2是函数的两极值点,∴②正确;又x ∈(-∞,1)∪(2,+∞)时,y >0;x ∈(1,2)时,y <0,∴x =1是极大值点,x =2是极小值点,故③④正确.答案:①9.设a 为实数,函数f (x )=e x -2x +2a ,x ∈R ,求f (x )的单调区间与极值. 解:由f (x )=e x -2x +2a ,x ∈R 知f ′(x )=e x -2,x ∈R.令f ′(x )=0,得x =ln 2. 于是当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表:故f (x )的单调递减区间是(-∞,ln 2),单调递增区间是(ln 2,+∞); 且f (x )在x =ln 2处取得极小值.极小值为f (ln 2)=2(1-ln 2+a ),无极大值.10.已知f (x )=ax 3+bx 2+cx (a ≠0)在x =±1时取得极值,且f (1)=-1. (1)试求常数a ,b ,c 的值;(2)试判断x =±1时函数取得极小值还是极大值,并说明理由. 解:(1)由已知,f ′(x )=3ax 2+2bx +c ,且f ′(-1)=f ′(1)=0,得3a +2b +c =0,3a -2b +c =0. 又f (1)=-1,∴a +b +c =-1. ∴a =12,b =0,c =-32.(2)由(1)知f (x )=12x 3-32x ,∴f ′(x )=32x 2-32=32(x -1)(x +1).当x <-1或x >1时,f ′(x )>0;当-1<x <1时,f ′(x )<0,∴函数f (x )在(-∞,-1)和(1,+∞)上是增函数,在(-1,1)上为减函数. ∴当x =-1时,函数取得极大值f (-1)=1; 当x =1时,函数取得极小值f (1)=-1.层级二 应试能力达标1.函数f (x )=ax 3+bx 在x =1处有极值-2,则a ,b 的值分别为( ) A .1,-3 B .1,3 C .-1,3D .-1,-3解析:选A ∵f ′(x )=3ax 2+b ,由题意知f ′(1)=0,f (1)=-2,∴⎩⎪⎨⎪⎧3a +b =0,a +b =-2,∴a =1,b =-3.2.已知f (x )=x 3+ax 2+(a +6)x +1有极大值和极小值,则a 的取值范围是( )A .(-1,2)B .(-3,6)C .(-∞,-3)∪(6,+∞)D .(-∞,-1)∪(2,+∞)解析:选C f ′(x )=3x 2+2ax +a +6,∵f (x )有极大值与极小值,∴f ′(x )=0有两不等实根,∴Δ=4a 2-12(a +6)>0,∴a <-3或a >6.3.设a ∈R ,若函数y =e x +ax (x ∈R)有大于零的极值点,则( ) A .a <-1 B .a >-1 C .a <-1eD .a >-1e解析:选A ∵y =e x +ax ,∴y ′=e x +a .令y ′=e x +a =0,则e x =-a ,∴x =ln(-a ).又∵x >0,∴-a >1,即a <-1.4.已知函数f (x )=e x (sin x -cos x ),x ∈(0,2 017π),则函数f (x )的极大值之和为( ) A.e 2π(1-e 2 018π)e 2π-1B.e π(1-e 2 016π)1-e 2πC.e π(1-e 1 008π)1-e 2πD.e π(1-e 1 008π)1-e π解析:选B f ′(x )=2e x sin x ,令f ′(x )=0得sin x =0,∴x =k π,k ∈Z ,当2k π<x <2k π+π时,f ′(x )>0,f (x )单调递增,当(2k -1)π<x <2k π时,f ′(x )<0,f (x )单调递减,∴当x =(2k +1)π时,f (x )取到极大值,∵x ∈(0,2 017π),∴0<(2k +1)π<2 017π,∴0≤k <1 008,k ∈Z. ∴f (x )的极大值之和为S =f (π)+f (3π)+f (5π)+…+f (2 015π)=e π+e 3π+e 5π+…+e 2 015π=e π[1-(e 2π)1 008]1-e 2π=e π(1-e 2 016π)1-e 2π,故选B.5.若函数y =-x 3+6x 2+m 的极大值为13,则实数m 等于______.解析:y ′=-3x 2+12x =-3x (x -4).由y ′=0,得x =0或4.且x ∈(-∞,0)∪(4,+∞)时,y ′<0;x ∈(0,4)时,y ′>0,∴x =4时取到极大值.故-64+96+m =13,解得m =-19.答案:-196.若函数f (x )=x 3+x 2-ax -4在区间(-1,1)上恰有一个极值点,则实数a 的取值范围为______.解析:由题意,f ′(x )=3x 2+2x -a ,则f ′(-1)f ′(1)<0,即(1-a )(5-a )<0,解得1<a <5,另外,当a =1时,函数f (x )=x 3+x 2-x -4在区间(-1,1)上恰有一个极值点,当a =5时,函数f (x )=x 3+x 2-5x -4在区间(-1,1)没有极值点.故实数a 的范围为[1,5).答案:[1,5)7.已知函数f (x )=e x (ax +b )-x 2-4x ,曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程为y =4x+4.(1)求a ,b 的值;(2)讨论f (x )的单调性,并求f (x )的极大值. 解:(1)f ′(x )=e x (ax +a +b )-2x -4.由已知得f (0)=4,f ′(0)=4,故b =4,a +b =8. 从而a =4,b =4.(2)由(1)知,f (x )=4e x (x +1)-x 2-4x , f ′(x )=4e x (x +2)-2x -4=4(x +2)⎝⎛⎭⎫e x -12. 令f ′(x )=0得,x =-ln 2或x =-2.从而当x ∈(-∞,-2)∪(-ln 2,+∞)时,f ′(x )>0;当x ∈(-2,-ln 2)时,f ′(x )<0. 故f (x )在(-∞,-2),(-ln 2,+∞)上单调递增,在(-2,-ln 2)上单调递减. 当x =-2时,函数f (x )取得极大值,极大值为f (-2)=4(1-e -2).8.已知函数f (x )=ax -ae x(a ∈R ,a ≠0). (1)当a =-1时,求函数f (x )的极值;(2)若函数F (x )=f (x )+1没有零点,求实数a 的取值范围. 解:(1)当a =-1时,f (x )=-x +1e x ,f ′(x )=x -2ex . 由f ′(x )=0,得x =2.当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表:所以函数f (x )的极小值为f (2)=-1e2,函数f (x )无极大值.(2)F ′(x )=f ′(x )=a e x -(ax -a )e x e 2x =-a (x -2)e x .①当a <0时,F (x ),F ′(x )的变化情况如下表:若使函数F (x )没有零点,当且仅当F (2)=ae 2+1>0,解得a >-e 2,所以此时-e 2<a <0;②当a >0时,F (x ),F ′(x )的变化情况如下表:当x>2时,F(x)=a(x-1)e x+1>1,当x<2时,令F(x)=a(x-1)e x+1<0,即a(x-1)+e x<0,由于a(x-1)+e x<a(x-1)+e2,令a(x-1)+e2≤0,得x≤1-e2a,即x≤1-e2a时,F(x)<0,所以F(x)总存在零点,综上所述,所求实数a的取值范围是(-e2,0).。
高中数学第一章集合与函数1.2.2第2课时分段函数与映射课时跟踪训练含解析新人教A版必修
学习资料第2课时分段函数与映射[A组学业达标]1.已知f(x)=错误!则f(x)的定义域为()A.R B.(-∞,1]C.(-∞,2) D.(1,+∞)解析:f(x)的定义域为(-∞,1]∪(1,2)=(-∞,2).答案:C2.下列图形是函数y=x|x|的图象的是()解析:∵f(x)=x|x|=错误!∴图象D符合.答案:D3.设函数f(x)=错误!则f错误!的值为()A.错误!B.-错误!C。
错误!D.18解析:∵f(2)=22+2-2=4,∴f错误!=f错误!=1-错误!=错误!。
答案:A4.在如图所示的对应中是A到B的映射的是()A.(2)B.(3)C.(3)(4)D.(4)解析:结合映射的定义,对(1),(2),集合A的元素在集合B中有的有两个元素与之对应,因而构不成映射,而(3),(4)则符合要求,能构成映射.答案:C5.拟定从甲地到乙地通话m分钟的话费符合f(m)=错误!其中[m]表示不超过m的最大整数,从甲地到乙地通话5。
2分钟的话费是()A.3.71 B.4.24C.4。
77 D.7.95解析:f(5.2)=1.06×(0.5×[5。
2]+2)=1。
06×(2。
5+2)=4。
77.答案:C6.设函数f(x)=错误!,则f[f(2)]=__________.解析:∵f(2)=错误!=1,∴f[f(2)]=f(1)=0。
答案:07.已知函数f(x)的图象如下图所示,则f(x)的解析式是__________.解析:由图可知,图象是由两条线段组成,当-1≤x<0时,设f(x)=ax+b,将(-1,0),(0,1)代入解析式,则错误!∴错误!当0≤x≤1时,设f(x)=kx,将(1,-1)代入,则k=-1。
答案:f(x)=错误!8.A=R,B={x|x≥1},映射f:A→B,且A中元素x与B中元素y=x2+1对应,当y=2时,x=__________.解析:由题意可知,x2+1=2,解得x=1或x=-1(舍去).答案:19.已知函数f(x)=错误!(1)求f(f(f(5)))的值;(2)画出函数的图象.解析:(1)∵5〉4,∴f(5)=-5+2=-3.∵-3<0,∴f(f(5))=f(-3)=-3+4=1。
【三维设计】高中数学 1.2.2第2课时 分段函数与映射课时跟踪检测 新人教a版必修1
分段函数与映射一、选择题1.给出如图所示的对应:其中构成从A 到B 的映射的个数为( ) A .3 B .4 C .5 D .6 2.映射f :A →B ,在f 作用下A 中元素(x ,y )与B 中元素(x -1,3-y )对应,则与B 中元素(0,1)对应的A 中元素是( )A .(-1,2)B .(0,3)C .(1,2)D .(-1,3)3.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -5, x ≥6,f x +, x <6,则f (3)为A .2B .3C .4D .54.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧12x -1, x ≥0,1x , x <0若f (a )>1,则实数a 的取值范围是________.5.拟定从甲地到乙地通话m 分钟的话费符合f (m )=⎩⎪⎨⎪⎧3.71,0<m ≤4,m ]+,m >4,其中[m ]表示不超过m 的最大整数,从甲地到乙地通话5.2分钟的话费是( )A .3.71B .4.24C .4.77D .7.95 二、填空题6.已知集合A ={1,2,3,4},集合B ={3,4}.若令M =A ∩B ,N =∁A B ,那么从M 到N 的映射有________个.7.若定义运算a ⊙b =⎩⎪⎨⎪⎧b ,a ≥b ,a ,a <b .则函数f (x )=x ⊙(2-x )的值域为________.8.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+bx +c ,x ≤02, x >0,若f (-4)=f (0),f (-2)=-2,则关于x 的方程f (x )=x 的解的个数是________.三、解答题9.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +4,x ≤0,x 2-2x ,0<x ≤4,-x +2,x >4.(1)求f {f [f (5)]}的值; (2)画出函数的图象.10.如图所示,在边长为4的正方形ABCD 上有一点P ,沿着折线BCDA 由B 点(起点)向A 点(终点)移动.设P 点移动的路程为x ,△ABP 的面积为y =f (x ).(1)求△ABP 的面积与P 移动的路程的函数关系式;(2)作出函数的图象,并根据图象求f (x )的最大值.答 案课时跟踪检测(八)1.选A ①是映射,是一对一;②③是映射,满足对于集合A 中的任意一个元素在集合B 中都有唯一的元素和它对应;④⑤不是映射,是一对多;⑥不是映射,a 3、a 4在集合B 中没有元素与之对应.2.选C 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x -1=0,3-y =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2,所以与B 中元素(0,1)对应的A 中元素是(1,2).3.选 A f (3)=f (3+2)=f (5),f (5)=f (5+2)=f (7).∵f (7)=7-5=2,故f (3)=2.4.解析:当a ≥0时,f (a )=12a -1>1,解得a >4,符合a ≥0;当a <0时, f (a )=1a>1,无解.答案:(4,+∞)5.选C f (5.2)=1.06×(0.5×[5.2]+2)=1.06×(2.5+2)=4.77.6.解析:M =A ∩B ={3,4},N =∁A B ={1,2},从M 到N 可构成4个不同的映射,它们分别是①3→1,4→2;②3→2,4→1;③3→1,4→1;④3→2,4→2.答案:47.解析:由题意得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≥1,x ,x <1,画出函数f (x )的图象得值域是(-∞,1]. 答案:(-∞,1]8.解析:由f (-4)=f (0)⇒(-4)2+b ×(-4)+c =c ,f (-2)=-2⇒(-2)2+b ×(-2)+c =-2,解得b =4,c =2.则f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+4x +2,x ≤0,2,x >0.由f (x )=x ,得x 2+4x +2=x ⇒x 2+3x +2=0⇒x =-2或x =-1,即当x ≤0时,有两个解.当x >0时,有一个解x =2.综上,f (x ) =x 有3个解.答案:39.解:(1)∵5>4, ∴f (5)=-5+2=-3. ∵-3<0,∴f [f (5)]=f (-3)=-3+4=1. ∵0<1<4,∴f {f [f (5)]}=f (1)=12-2×1=-1,即f {f [f (5)]}=-1. (2)图象如右上图所示.10.解:(1)函数的定义域为(0,12).当0<x ≤4时,S =f (x )=12×4×x =2x ;当4<x ≤8时,S =f (x )=12×4×4=8;当8<x <12时,S =f (x )=12×4×(12-x )=24-2x.∴函数解析式为f (x )= 错误!(2)图象如右图所示.从图象可以看出[f (x )]max =8.。
【高中数学】课时跟踪检测(十八) 分段函数
课时跟踪检测(十八) 分段函数A 级——学考水平达标练1.下列给出的函数是分段函数的是( )①f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+1,1<x ≤5,2x ,x ≤1,②f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ∈R , x 2,x ≥2,③f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +3,1≤x ≤5,x 2,x ≤1,④f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+3,x <0,x -1,x ≥5.A .①②B .①④C .②④D .③④解析:选B 对于②取x =2,f (2)=3或4,对于③取x =1,f (1)=5或1,所以②、③都不合题意.2.一列货运火车从某站出发,匀加速行驶一段时间后开始匀速行驶,过了一段时间,火车到达下一站停车,装完货以后,火车又匀加速行驶,一段时间后再次匀速行驶,下列图像可以近似地刻画出这列火车的速度变化情况的是( )解析:选B 根据题意,知这列火车从静止开始匀加速行驶,所以排除A 、D ,然后匀速行驶一段时间后又停止了一段时间,排除C ,故选B.3.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧10,x <0,10x ,x ≥0,则f (f (-7))的值为( )A .100B .10C .-10D .-100解析:选A ∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧10,x <0,10x ,x ≥0,∴f (-7)=10.f (f (-7))=f (10)=10×10=100.4.已知A ,B 两地相距150千米,某人开汽车以60千米/时的速度从A 地前往B 地,在B 地停留1小时后再以50千米/时的速度返回A 地,把汽车离开A 地的距离x (千米)表示为时间t (时)的函数表达式是( )A .x =60tB .x =60t +50C .x =⎩⎪⎨⎪⎧60t ,0≤t ≤2.5,150-50t ,t >3.5D .x =⎩⎪⎨⎪⎧60t ,0≤t ≤2.5,150,2.5<t ≤3.5,150-50(t -3.5),3.5<t ≤6.5解析:选D 由于在B 地停留1小时期间,距离x 不变,始终为150千米,故选D.5.已知函数f (x )的图像是两条线段(如图所示,不含端点),则f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫13等于( )A .-13B.13 C .-23D.23解析:选B 由题图可知,函数f (x )的解析式为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -1,0<x <1,x +1,-1<x <0,所以f ⎝⎛⎭⎫13=13-1=-23,所以f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫13=f ⎝⎛⎭⎫-23=-23+1=13. 6.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x >0,f (x +1),x ≤0,则f ⎝⎛⎭⎫-43+f ⎝⎛⎭⎫43=________. 解析:∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x >0,f (x +1),x ≤0,∴f ⎝⎛⎭⎫-43=f ⎝⎛⎭⎫-43+1=f ⎝⎛⎭⎫-13=f ⎝⎛⎭⎫-13+1=f ⎝⎛⎭⎫23=23×2=43,f ⎝⎛⎭⎫43=2×43=83, ∴f ⎝⎛⎭⎫-43+f ⎝⎛⎭⎫43=43+83=4. 答案:47.已知f (n )=⎩⎪⎨⎪⎧n -3,n ≥10,f (f (n +5)),n <10,则f (8)=________.解析:因为8<10,所以代入f (n )=f (f (n +5)),即f (8)=f (f (13)).因为13>10,所以代入f (n )=n -3,得f (13)=10,故得f (8)=f (10)=10-3=7.答案:78.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x +2,x <1,x 2-ax ,x ≥1,若f (f (0))=a ,则实数a =________.解析:依题意知f (0)=3×0+2=2, 则f (f (0))=f (2)=22-2a =a , 求得a =43.答案:439.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4,0≤x ≤2,2x ,x >2.(1)求f (2),f (f (2))的值; (2)若f (x 0)=8,求x 0的值. 解:(1)∵0≤x ≤2时,f (x )=x 2-4, ∴f (2)=22-4=0, f (f (2))=f (0)=02-4=-4. (2)当0≤x 0≤2时,由x 20-4=8, 得x 0=±23(舍去);当x 0>2时,由2x 0=8,得x 0=4. ∴x 0=4.10.一辆汽车在某段路程中的行驶速度与时间的关系如图所示. (1)求图中阴影部分的面积,并说明所求面积的实际含义;(2)假设这辆汽车的里程表在汽车行驶这段路程前的读数为2 004 km ,试建立行驶这段路程时汽车里程表读数s km 与时间t h 的函数解析式,并作出相应的图像.解:(1)阴影部分的面积为50×1+80×1+90×1+75×1+65×1=360. 阴影部分的面积表示汽车在这5 h 内行驶的路程为 360 km.(2)根据图像,有s =⎩⎪⎨⎪⎧50t +2 004, 0≤t <1,80(t -1)+2 054, 1≤t <2,90(t -2)+2 134, 2≤t <3,75(t -3)+2 224, 3≤t <4,65(t -4)+2 299, 4≤t ≤5.相应的图像如图所示:B 级——高考水平高分练1.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2,x >0,x 2+bx +c ,x ≤0,若f (-4)=f (0),f (-2)=-2,则f (x )的解析式为f (x )=________.解析:∵f (-4)=f (0),f (-2)=-2,∴⎩⎪⎨⎪⎧ (-4)2-4b +c =c ,(-2)2-2b +c =-2.解得⎩⎪⎨⎪⎧b =4,c =2. ∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2,x >0,x 2+4x +2,x ≤0.答案:⎩⎪⎨⎪⎧2,x >0,x 2+4x +2,x ≤02.根据统计,一名工人组装第x 件某产品所用的时间(单位:分)为f (x )=⎩⎨⎧cx ,x <A ,cA ,x ≥A(A ,c 为常数).已知工人组装第4件产品用时30分钟,组装第A 件产品用时15分钟,那么c 和A 的值分别是________,________.解析:因为组装第A 件产品用时15分钟,所以cA=15.① 由题意知4<A ,且c 4=c2=30.② 由①②解得c =60,A =16. 答案:60 163.如图,函数f (x )的图像是由两条射线y 1=k 1x +b 1(x ≤1),y 2=k 2x +b 2(x ≥3)及抛物线y 3=a (x -2)2+2(1<x <3)的一部分组成,求函数f (x )的解析式.解:由题图知⎩⎪⎨⎪⎧ k 1+b 1=1,b 1=2,解得⎩⎪⎨⎪⎧k 1=-1,b 1=2,所以左侧射线的解析式为y 1=-x +2(x ≤1). 同理,右侧射线的解析式为y 2=x -2(x ≥3).已知抛物线对应的二次函数的解析式为y 3=a (x -2)2+2(1<x <3),由题图知a <0,a +2=1,所以a =-1,所以抛物线的解析式为y 3=-x 2+4x -2(1<x <3). 综上,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +2,x ≤1,-x 2+4x -2,1<x <3,x -2,x ≥3.4.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3-x 2,x >0,2,x =0,1-2x ,x <0.(1)画出函数f (x )的图像; (2)求f (a 2+1)(a ∈R ),f (f (3))的值; (3)当f (x )≥2时,求x 的取值范围.解:(1)图像如图所示,作图时注意曲线端点处是实心点还是空心点.(2)f (a 2+1)=3-(a 2+1)2=-a 4-2a 2+2, f (f (3))=f (-6)=13.(3)当x >0时,3-x 2≥2,解得0<x ≤1; 当x =0时,2≥2,符合题意; 当x <0时,1-2x ≥2, 解得x ≤-12.综上,当f (x )≥2时,x 的取值范围为⎝⎛⎦⎤-∞,-12∪[0,1].5.如图,动点P 从单位正方形ABCD 的顶点A 开始,顺次经B ,C ,D 绕边界一周,当x 表示点P 的行程,y 表示PA 之长时,求y 关于x的解析式,并求f ⎝⎛⎭⎫52的值.解:当点P 在AB 上运动时,y =x ; 当点P 在BC 上运动时,y =1+(x -1)2, 当点P 在CD 上运动时,y =1+(3-x )2, 当点P 在DA 上运动时,y =4-x , ∴y =⎩⎪⎨⎪⎧x ,0≤x ≤1,1+(x -1)2,1<x ≤2,1+(3-x )2,2<x ≤3,4-x ,3<x ≤4.∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52= 1+⎝ ⎛⎭⎪⎫3-522=52.高考数学:试卷答题攻略一、“六先六后”,因人因卷制宜。
函数的概念及其表示-高考数学复习
, < 0
(
√
)
(4)若两个函数的定义域与值域相同,则这两个函数是同一个函
数.
(
× )
目录
2 − , ≤ 1,
2. 已知函数 f ( x )=ቐ 1
则 f ( f (-1))=(
, > 1,
)
1−
A. -1
解析:
D. 1
因为-1≤1,所以 f (-1)=(-1)2-(-1)=2,
(1))=0.
目录
解题技法
分段函数求值的策略
先确定要求值的自变量的取值属于哪一段区间,然后代入该段的
解析式求值.当出现 f ( f ( a ))的形式时,应从内到外依次求值.
目录
考向2 分段函数与方程、不等式问题
− 2 − 3 + 2,< − 1,
【例4】 已知函数 f ( x )=ቊ −3
[1,+∞), y =
−1
的定义域为(1,+∞),定义域不同,两
−1
函数不是同一个函数;C中, y =4lg x 与 y =2lg x 2=4lg| x |的对
3
应关系不同,两函数不是同一个函数;D中, y =( )3= x 的定
义域为R, y = x 的定义域为R,定义域和对应关系都相同,两函数
< − 1,
2或 a =5.若 f ( a )≥2,则ቊ 2
或ቊ −3
解得-
≥ 2,
− − 3 + 2 ≥ 2 2
3≤ a <-1或 a ≥4,∴ a 的取值范围是[-3,-1)∪[4,+∞).
目录
解题技法
分段函数与方程、不等式问题的求解思路
解分段函数的方程、不等式,当自变量取值不确定时,往往要分
2021-2022年高中数学课时跟踪检测八分段函数与映射新人教A版
2021-2022年高中数学课时跟踪检测八分段函数与映射新人教A 版1.下列对应关系f 中,能构成从集合A 到集合B 的映射的是( )A .A ={x |x >0},B =R ,f :x →|y |=x 2B .A ={-2,0,2},B ={4},f :x →y =x 2C .A =R ,B ={y |y >0},f :x →y =1x 2D .A ={0,2},B ={0,1},f :x →y =x 2解析:选D 对于A ,集合A 中元素1在集合B 中有两个元素与之对应;对于B ,集合A 中元素0在集合B 中无元素与之对应;对于C ,集合A 中元素0在集合B 中无元素与之对应.故A 、B 、C 均不能构成映射.2.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 10,x <0,10x ,x ≥0,则f (f (-7))的值为( )A .100B .10C .-10D .-100 解析:选A ∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 10,x <0,10x ,x ≥0,∴f (-7)=10.f (f (-7))=f (10)=10×10=100.3.下列图形是函数y =x |x |的图象的是( )解析:选D 函数y =x |x |=⎩⎪⎨⎪⎧ x 2,x ≥0,-x 2,x <0,故选D.4.已知集合M ={x |0≤x ≤4},N ={0|0≤y ≤2},按对应关系f 不能构成从M 到N 的映射的是( )A .f :x →y =12x B .f :x →y =13x C .f :x →y =23x D .f :x →y =x解析:选C 因为当x =4时,y =23×4=83∉N ,所以C 中的对应关系f 不能构成从M 到N 的映射.5.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 2x ,0≤x ≤1,2,1<x <2,3,x ≥2的值域是( ) A .RB .[0,2]∪{3}C .[0,+∞)D .[0,3]解析:选B 先求各段上的图象,再求各段值域的并集,即为该函数的值域.6.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-1,x ≥1,1x ,x <1,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=________. 解析:依题意,得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=113=3,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=f (3)=32-1=8. 答案:87.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x +2,x ≤-1,x 2,-1<x <2,若f (x )=3,则x 的值是________.解析:当x ≤-1时,x +2=3,得x =1舍去,当-1<x <2时,x 2=3得x =3或x =-3(舍去). 答案: 38.在映射f :A →B 中,A =B ={(x ,y )|x ,y ∈R},且f :(x ,y )→(x -y ,x +y ),则与A 中的元素(-1,2)对应的B 中的元素为________.解析:由题意知,与A 中元素(-1,2)对应的B 中元素为(-1-2,-1+2),即(-3,1). 答案:(-3,1)9.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x 2-4,0≤x ≤2,2x ,x >2.(1)求f (2),f (f (2))的值;(2)若f (x 0)=8,求x 0的值.解:(1)∵0≤x ≤2时,f (x )=x 2-4,∴f (2)=22-4=0, f (f (2))=f (0)=02-4=-4.(2)当0≤x 0≤2时,由x 20-4=8,得x 0=±23(舍去);当x 0>2时,由2x 0=8,得x 0=4.∴x 0=4.10.已知函数f (x )=1+|x |-x 2(-2<x ≤2). (1)用分段函数的形式表示函数f (x );(2)画出函数f (x )的图象;(3)写出函数f (x )的值域.解:(1)当0≤x ≤2时,f (x )=1+x -x2=1,当-2<x <0时,f (x )=1+-x -x 2=1-x . 所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 1,0≤x ≤2,1-x ,-2<x <0.(2)函数f (x )的图象如图所示.(3)由(2)知,f (x )在(-2,2]上的值域为[1,3).层级二 应试能力达标1.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x +1,x ∈[-1,0],x 2+1,x ∈0,1],则函数f (x )的图象是( )解析:选A 当x =-1时,y =0,即图象过点(-1,0),D 错;当x =0时,y =1,即图象过点(0,1),C 错;当x =1时,y =2,即图象过点(1,2),B 错.故选A.2.已知函数y =⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+1,x ≤0,-2x ,x >0,使函数值为5的x 的值是( )A .-2B .2或-52C .2或-2D .2或-2或-52 解析:选A 当x ≤0时,令x 2+1=5,解得x =-2;当x >0时,令-2x =5,得x =-52,不合题意,舍去. 3.已知映射f :A →B ,其中集合A ={-3,-2,-1,1,2,3,4},集合B 中的元素在A 中都能找到元素与之对应,且对任意的a ∈A ,在B 中和它对应的元素是|a |,则集合B 中元素的个数是( )A .4B .5C .6D .7解析:选A 注意到对应法则是f :a →|a |,因此3和-3对应集合B 中的元素3;2和-2对应集合B 中的元素2;1和-1对应集合B 中的元素1;4对应集合B 中的元素4.所以B ={1,2,3,4},有4个元素.4.某单位为鼓励职工节约用水,作出了如下规定:每位职工每月用水量不超过10立方米的,按每立方米m 元收费;用水量超过10立方米的,超过部分按每立方米2m 元收费.某职工某月缴水费16m 元,则该职工这个月实际用水量为( )A .13立方米B .14立方米C .18立方米D .26立方米解析:选A 该单位职工每月应缴水费y 与实际用水量x 满足的关系式为y =⎩⎪⎨⎪⎧ mx ,0≤x ≤10,2mx -10m ,x >10.由y =16m ,可知x >10.令2mx -10m =16m ,解得x =13. 5.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+1,x ≥0,2-x ,-2≤x <0,的值域是________.解析:当x ≥0时,f (x )≥1,当-2≤x <0时,2<f (x )≤4,∴f (x )≥1或2<f (x )≤4,即f (x )的值域为[1,+∞).答案:[1,+∞)6.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 12x -1,x ≥0,1x ,x <0,若f (a )>1,则实数a 的取值范围是________.解析:当a ≥0时,f (a )=12a -1>1, 解得a >4,符合a ≥0;当a <0时,f (a )=1a>1,无解. 答案:(4,+∞)7.如图所示,函数f (x )的图象是折线段ABC ,其中A ,B ,C 的坐标分别为(0,4),(2,0),(6,4).(1)求f (f (0))的值;(2)求函数f (x )的解析式.解:(1)直接由图中观察,可得f (f (0))=f (4)=2.(2)设线段AB 所对应的函数解析式为y =kx +b ,将⎩⎪⎨⎪⎧ x =0,y =4与⎩⎪⎨⎪⎧ x =2,y =0代入,解得⎩⎪⎨⎪⎧ 4=b ,0=2k +b .得⎩⎪⎨⎪⎧ b =4,k =-2.∴y =-2x +4(0≤x ≤2).同理,线段BC 所对应的函数解析式为y =x -2(2<x ≤6).∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ -2x +4,0≤x ≤2,x -2,2<x ≤6.8.A ,B 两地相距150公里,某汽车以每小时50公里的速度从A 地到B 地,在B 地停留2小时之后,又以每小时60公里的速度返回A 地.写出该车离A 地的距离s (公里)关于时间t (小时)的函数关系,并画出函数图象.解:(1)汽车从A 地到B 地,速度为50公里/小时,则有s =50t ,到达B 地所需时间为15050=3(小时). (2)汽车在B 地停留2小时,则有s =150.(3)汽车从B 地返回A 地,速度为60公里/小时,则有s =150-60(t -5)=450-60t ,从B 地到A 地用时15060=2.5(小时). 综上可得:该汽车离A 地的距离s 关于时间t 的函数关系为s =⎩⎪⎨⎪⎧ 50t ,0≤t ≤3,150,3<t ≤5,450-60t ,5<t ≤7.5.函数图象如图所示.27655 6C07 氇!1 25869 650D 攍:d:24083 5E13 帓R 20958 51DE 凞^.28548 6F84 澄。
高中数学 课时分层作业16 分段函数(含解析)新人教A版必修第一册-新人教A版高一第一册数学试题
课时分层作业(十六) 分段函数(建议用时:60分钟)[合格基础练]一、选择题1.已知函数f(x)=则f(3)的值是( )A.1 B.2 C.8 D.9A[f(3)=3-2=1.]2.函数f(x)=x+的图象是( )A B C DC[当x>0时,f(x)=x+=x+1,当x<0时,f(x)=x-1,且x≠0,根据一次函数图象可知C正确.故选C.]3.函数f(x)=的值域是( )A.R B.[0,2]∪{3}C.[0,+∞) D.[0,3]B[当0≤x≤1时,0≤2x≤2,即0≤f(x)≤2;当1<x<2时,f(x)=2;当x≥2时,f(x)=3.综上可知f(x)的值域为[0,2]∪{3}.]4.已知函数f(x)=若f(x)=3,则x的值是( )A. B.9C.-1或1 D.-或A[依题意,若x≤0,则x+2=3,解得x=1,不合题意,舍去.若0<x≤3,则x2=3,解得x=-(舍去)或x=.故选A.]5.某单位为鼓励职工节约用水,作出了如下规定:每位职工每月用水量不超过10立方米的,按每立方米m元收费;用水量超过10立方米的,超过部分按每立方米2m元收费.某职工某月缴水费16m元,则该职工这个月实际用水量为( )A.13立方米B.14立方米C.18立方米D.26立方米A[该单位职工每月应缴水费y与实际用水量x满足的关系式为y=由y=16m,可知x>10.令2mx-10m=16m,解得x=13.]二、填空题6.设函数f(x)=则f(2)=________.[答案] 17.已知函数f(x)的图象如图所示,则f(x)的解析式是________.f(x)=[由题图可知,图象是由两条线段组成,当-1≤x<0时,设f(x)=ax+b,将(-1,0),(0,1)代入解析式,则∴即f(x)=x+1.当0≤x≤1时,设f(x)=kx,将(1,-1)代入,则k=-1,即f(x)=-x.综上,f(x)=]8.在平面直角坐标系xOy中,若直线y=2a与函数y=|x-a|-1的图象只有一个交点,则a的值为________.-[在同一平面直角坐标系内,作出函数y=2a与y=|x-a|-1的大致图象,如图所示.由题意,可知2a=-1,则a=-.]三、解答题9.已知函数f(x)=(1)求f(f(f(5)))的值;(2)画出函数f(x)的图象.[解](1)因为5>4,所以f(5)=-5+2=-3.因为-3<0,所以f(f(5))=f(-3)=-3+4=1.因为0<1≤4.所以f(f(f(5)))=f(1)=12-2×1=-1.(2)f(x)的图象如下:10.如图,动点P 从边长为4的正方形ABCD 的顶点B 开始,顺次经C ,D ,A 绕周界运动,用x 表示点P 的行程,y 表示△APB 的面积,求函数y =f (x )的解析式.[解] 当点P 在BC 上运动,即0≤x ≤4时,y =12×4×x =2x ;当点P 在CD 上运动,即4<x ≤8时,y =12×4×4=8;当点P 在DA 上运动,即8<x ≤12时,y =12×4×(12-x )=24-2x .综上可知,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,0≤x ≤4,8,4<x ≤8,24-2x ,8<x ≤12.[等级过关练]1.设f (x )=则f (5)的值是( ) A .24 B .21 C .18D .16A [f (5)=f (f (10)),f (10)=f (f (15))=f (18)=21,f (5)=f (21)=24.] 2.设函数f (x )=,若f (a )=4,则实数a =( ) A .-4或-2B .-4或2C .-2或4D .-2或2B [由或得a =-4或a =2.]3.已知实数a ≠0,函数f (x )=若f (1-a )=f (1+a ),则a 的值为________.- [当a >0时,1-a <1,1+a >1,∴2(1-a )+a =-1-a -2a ,解得a =-(舍去). 当a <0时,1-a >1,1+a <1,∴-1+a -2a =2+2a +a ,解得a =-.] 4.若定义运算a ⊙b =则函数f (x )=x ⊙(2-x )的值域为________. (-∞,1] [由题意得f (x )=画出函数f(x)的图象得值域为(-∞,1].]5.《中华人民某某国个人所得税法》规定,公民全月工资、薪金所得不超过5 000元的部分不必纳税,超过5 000元的部分为全月应纳税所得额,此项税款按下表分段累计计算:全月应纳税所得额税率不超过3 000元的部分3%超过3 000元至12 000元的部分10%超过12 000元至25 000元的部分20%x y(1)请写出y关于x的函数关系式;(2)有一职工八月份交纳了54元的税款,请问该职工八月份的工资是多少?[解](1)由题意,得y=错误!(2)∵该职工八月份交纳了54元的税款,∴5 000<x≤8 000,(x-5 000)×3%=54,解得x=6 800.故这名职工八月份的工资是6 800元.。
新教材高中数学课时跟踪检测十五分段函数新人教A版必修第一册
分段函数层级(一) “四基”落实练1.(多选)下列给出的函数是分段函数的是( )A .f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+1,1<x ≤5,2x ,x ≤1B .f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ∈R ,x 2,x ≥2C .f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +3,1≤x ≤5,x 2,x ≤1D .f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+3,x <0,x -1,x ≥5解析:选AD 对于B :取x =2,f (2)=3或4,对于C :取x =1,f (1)=5或1,所以B 、C 都不合题意.易知A 、D 符合.2.设x ∈R,定义符号函数sgn x =⎩⎪⎨⎪⎧1,x >0,0,x =0,-1,x <0,则函数f (x )=|x |sgn x 的图象大致是( )解析:选C 由题意知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x ,x >0,0,x =0,x ,x <0,则f (x )的图象为C 中图象所示.3.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2,x ≤1,x 2+x -2,x >1,则f ⎝⎛⎭⎪⎫1f (2)的值为( )A.1516 B .-2716C.89D .18解析:选A 因为x >1时,f (x )=x 2+x -2, 所以f (2)=22+2-2=4,1f (2)=14. 又x ≤1时,f (x )=1-x 2, 所以f ⎝⎛⎭⎪⎫1f (2)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫142=1516.故选A.4.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2,x ≤-1,x 2,-1<x <2,2x ,x ≥2,若f (x )=1,则x 等于( )A .1B .±1 C.32D .-1解析:选B 若⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-1,x +2=1,即⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-1,x =-1,∴x =-1.若⎩⎪⎨⎪⎧-1<x <2,x 2=1,即⎩⎪⎨⎪⎧-1<x <2,x =±1,∴x =1.若⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2,2x =1,即⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2,x =12,无解.故x =±1.5.(多选)如表表示y 是x 的函数,则( )A .函数的定义域是(0,20]B .函数的值域是[2,5]C .函数的值域是{2,3,4,5}D .该函数是分段函数解析:选ACD 由表可知,函数的定义域为(0,5)∪[5,10)∪[10,15)∪[15,20]=(0,20],故A 正确;值域为{2}∪{3}∪{4}∪{5}={2,3,4,5},故B 错误,C 正确; 该函数是分段函数,故D 正确. 故选A 、C 、D.6.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x >0,f (x +1),x ≤0,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-43+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫43=________. 解析:∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x >0,f (x +1),x ≤0,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-43=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-43+1=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-13+1=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23=23×2=43,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫43=2×43=83,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-43+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫43=43+83=4. 答案:47.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧23x -1,x ≥0,1x ,x <0,若f (a )>a ,则实数a 的取值范围是________.解析:当a ≥0时,由f (a )>a 得23a -1>a ,解得a <-3,又a ≥0,所以无解,当a <0时,由f (a )>a 得1a>a ,解得a <-1,故填(-∞,-1).答案:(-∞,-1)8.已知函数f (x )的解析式为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x +5,x ≤0,x +5,0<x ≤1,-2x +8,x >1.(1)求f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1π,f (-1)的值;(2)画出这个函数的图象; (3)求f (x )的最大值. 解:(1)∵32>1,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32=-2×32+8=5. ∵0<1π<1,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1π=1π+5=5π+1π.∵-1<0,∴f (-1)=-3+5=2. (2)这个函数的图象如图.在函数y =3x +5的图象上截取x ≤0的部分, 在函数y =x +5的图象上截取0<x ≤1的部分, 在函数y =-2x +8的图象上截取x >1的部分. 图中实线组成的图形就是函数f (x )的图象. (3)由函数图象可知,当x =1时,f (x )取最大值6.层级(二) 能力提升练1.设函数f (x )=⎩⎨⎧x ,x ≥0,-x ,x <0,若f (a )+f (-1)=2,则a 等于( ) A .-3 B .±3 C .-1D .±1解析:选D f (-1)=-(-1)=1. ∴f (a )+f (-1)=f (a )+1=2. ∴f (a )=1,即⎩⎨⎧a ≥0,a =1① 或⎩⎨⎧a <0,-a =1,②解①得a =1,解②得a =-1. ∴a =±1.2.(多选)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2,x ≤-1,x 2,-1<x <2,关于函数f (x )的结论正确的是( )A .f (x )的定义域为RB .f (x )的值域为(-∞,4)C .若f (x )=3,则x 的值是 3D .f (x )<1的解集为(-1,1)解析:选BC 由题意知函数f (x )的定义域为(-∞,2),故A 错误;当x ≤-1时,f (x )取值范围是(-∞,1],当-1<x <2时,f (x )的取值范围是[0,4),因此f (x )的值域为(-∞,4),故B 正确;当x ≤-1时,x +2=3,解得x =1(舍去),当-1<x <2时,x 2=3,解得x =3或x =-3(舍去),故C 正确;当x ≤-1时,x +2<1,解得x <-1,当-1<x <2时,x 2<1,解得-1<x <1,因此f (x )<1的解集(-∞,-1)∪(-1,1),故D 错误.故选B 、C.3.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2,x >0,x 2+bx +c ,x ≤0,若f (-4)=f (0),f (-2)=-2,则f (x )的解析式为f (x )=________.解析:∵f (-4)=f (0),f (-2)=-2,∴⎩⎪⎨⎪⎧(-4)2-4b +c =c ,(-2)2-2b +c =-2.解得⎩⎪⎨⎪⎧b =4,c =2.∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2,x >0,x 2+4x +2,x ≤0.答案:⎩⎪⎨⎪⎧2,x >0,x 2+4x +2,x ≤04.根据如图所示的函数f (x )的图象,写出函数的解析式.解:当-3≤x <-1时,函数f (x )的图象是一条线段(右端点除外),设f (x )=ax +b (a ≠0),将(-3,1),(-1,-2)代入,可得f (x )=-32x -72;当-1≤x <1时,同理,可设f (x )=cx +d (c ≠0),将(-1,-2),(1,1)代入,可得f (x )=32x-12; 当1≤x <2时,f (x )=1.综上所述,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-32x -72,-3≤x <-1,32x -12,-1≤x <1,1,1≤x <2.5.如图,动点P 从单位正方形ABCD 的顶点A 开始,顺次经B ,C ,D 绕边界一周,当x 表示点P 的行程,y 表示PA 之长时,求y 关于x 的解析式,并求f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52的值.解:当点P 在AB 上运动时,y =x ; 当点P 在BC 上运动时,y =1+(x -1)2, 当点P 在CD 上运动时,y =1+(3-x )2, 当点P 在DA 上运动时,y =4-x ,∴y =⎩⎪⎨⎪⎧x ,0≤x ≤1,1+(x -1)2,1<x ≤2,1+(3-x )2,2<x ≤3,4-x ,3<x ≤4.∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52= 1+⎝ ⎛⎭⎪⎫3-522=52.层级(三) 素养培优练1.设a ,b ∈R,定义运算“∧”和“∨”如下:a ∧b =⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≤b ,b ,a >b ,a ∨b =⎩⎪⎨⎪⎧b ,a ≤b ,a ,a >b ,若正数a ,b ,c ,d 满足ab ≥4,c +d ≤4,则( )A .a ∧b ≥2,c ∧d ≤2B .a ∧b ≥2,c ∨d ≥2C .a ∨b ≥2,c ∧d ≤2D .a ∨b ≥2,c ∨d ≥2解析:选C 不妨设a ≤b ,c ≤d ,则a ∨b =b ,c ∧d =c . 若b <2,则a <2,∴ab <4,与ab ≥4矛盾,∴b ≥2.故a ∨b ≥2. 若c >2,则d >2,∴c +d >4,与c +d ≤4矛盾,∴c ≤2.故c ∧d ≤2. 2.已知n 为正整数,规定f 1(x )=f (x ),f n+1(x )=f (f n (x )),且f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2(1-x ),0≤x ≤1,x -1,1<x ≤2.(1)解不等式f (x )≤x .(2)设集合A ={0,1,2},对任意x ∈A ,证明:f 3(x )=x .(3)“对任意x ∈[0,2],总有f 3(x )=x ”是否正确?请说明理由. 解:(1)当0≤x ≤1时,由2(1-x )≤x , 得x ≥23,故23≤x ≤1;当1<x ≤2时,由x -1≤x ,得x ∈R,故1<x ≤2.综上可知,不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪23≤x ≤2. (2)由题可知,f (0)=2,f (1)=0,f (2)=1.当x =0时,f 3(0)=f (f (f (0)))=f (f (2))=f (1)=0; 同理,可求得当x =1时,f 3(1)=1; 当x =2时,f 3(2)=2. 故对任意x ∈A ,恒有f 3(x )=x . (3)不正确.例如,x =12∈[0,2],f 3⎝ ⎛⎭⎪⎫12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=f (f (1))=f (0)=2≠12, 即f 3(x )=x 不成立.故“对任意x ∈[0,2],总有f 3(x )=x ”不正确.。
高中数学人教A版必修第一册课时素养评价 3.1.2.2 分段函数
课时素养评价十九分段函数(15分钟30分)1.已知函数f(x)=若f(x)=5,则x的值是( )A.-2B.2或-C.2或-2D.2或-2或-【解析】选A.由题意知,当x≤0时,f(x)=x2+1=5,得x=-2(x=2舍去);当x>0时,f(x)=-2x=5,得x=-,舍去.【误区警示】本题容易出现忽视各段自变量的取值对x值的限制,出现错解.2.函数f(x)=x2-2|x|的图象是 ( )【解析】选C.f(x)=分段画出.3.已知f(x)=则不等式xf(x)+x≤2的解集是()A.{x|x≤1}B.{x|x≤2}C.{x|0≤x≤1}D.{x|x<0}【解析】选A.当x≥0时,f(x)=1,xf(x)+x≤2⇔x≤1,所以0≤x≤1;当x<0时,f(x)=0,xf(x)+x≤2⇔x≤2,所以x<0.综上,x≤1.4.(2020·西城高一检测)因市场战略储备的需要,某公司1月1日起,每月1日购买了相同金额的某种物资,连续购买了4次.由于市场变化,5月1日该公司不得不将此物资全部卖出.已知该物资的购买和卖出都是以份为计价单位进行交易,且该公司在买卖的过程中没有亏本,那么下面三个折线图中反映了这种物资每份价格(单位:万元)的可能变化情况的是_______(写出所有正确的图标序号).【解析】图①③所反映的是公司会挣钱,而图②公司会亏本;所以反映了这种物资每份价格(单位:万元)的可能变化情况的是①③. 答案:①③5.已知函数f(x)=求:(1)画出函数f(x)的简图(不必列表).(2)求f(f(3))的值.(3)当-4≤x<3时,求f(x)取值的集合.【解析】(1)由分段函数可知,函数f(x)的简图为:(2)因为f(3)=4-32=4-9=-5,所以f(f(3))=f(-5)=1-2×(-5)=1+10=11.(3)当-4≤x<0时,1<f(x)≤9;当x=0时,f(0)=2;当0<x<3时,-5<f(x)<4,综上f(x)取值的集合为(-5,9].(20分钟40分)一、单选题(每小题5分,共15分)1.(2020·武汉高一检测)AQI是表示空气质量的指数,AQI指数值越小,表明空气质量越好,当AQI指数值不大于100时称空气质量为“优良”.如图是某地3月1日到12日AQI指数值的统计数据,图中点A表示3月1日的AQI指数值为201.则下列叙述不正确的是( )A.这12天中有6天空气质量为“优良”B.这12天中空气质量最好的是3月9日C.这12天的AQI指数值的中位数是90.5D.从3月4日到9日,空气质量越来越好【解析】选C.根据图象:有6天AQI指数小于100,所以这12天中有6天空气质量为“优良”,所以A叙述正确;这12天中,AQI指数的最小值是3月9日的67,所以12天中空气质量最好的是3月9日,所以B叙述正确;由图象知,AQI指数值的中位数是=99.5,所以C叙述错误;通过图象可以看出,从3月4日到9日,AQI的值逐渐减小,即空气质量越来越好,所以D叙述正确.2.已知f(x)=g(x)=3-2x,则f(g(2))= ( )A.-3B.-2C.3D.-1【解析】选 C.因为g(x)=3-2x,所以g(2)=3-2×2=-1<0,所以f(g(2))=f(-1)=-1+4=3.3.已知f(x)=则f(x)的图象大致为 ( )【解析】选A.由f(2)=-<0,排除选项B;f=-2+<0,排除选项D;函数在x=1处是连续的,排除C.二、多选题(共5分,全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)4.已知甲、乙两车由同一起点同时出发,并沿同一路线(假定为直线)行驶.甲车、乙车的速度曲线分别为V甲和V乙(如图所示).那么对于图中给定的t0和t1,下列判断中一定正确的是( )A.在t1时刻,甲车的速度大于乙车的速度B.t0时刻后,甲车的速度小于乙车的速度C.在t0时刻,两车的位置相同D.在t0时刻,甲车在乙车前面【解析】BD.由图可知,当时间为t1时,甲车的速度小于乙车的速度;t0时刻之前,甲车的速度一直大于乙车,时间相同的情况下,甲车行驶路程大于乙车行驶路程,故t0时刻甲车在乙车前面;t0时刻后,甲车的速度小于乙车的速度.三、填空题(每小题5分,共10分)5.某单位为鼓励职工节约用水,作出了如下规定:每位职工每月用水量不超过10立方米的,按每立方米m元收费;用水量超过10立方米的,超过部分按每立方米2m元收费.某职工某月交水费16m元,则该职工这个月实际用水量为_______立方米.【解析】设该单位职工每月应交水费为y元,实际用水量为x立方米,则y=由y=16m,可知x>10.令2mx-10m=16m,解得x=13.答案:13【补偿训练】若函数f(x)=则f(-3)=______________ .【解析】f(-3)=f(-3+2)=f(-1)=f(-1+2)=f(1)=f(1+2)=f(3)=2×3=6.答案:66.已知函数f(x)=则f(1)=_______,若f(f(0))=a,则实数a=_______.【解析】依题意知f(1)=3+2=5;f(0)=3×0+2=2,则f(f(0))=f(2)=22-2a=a,求得a=.答案:5四、解答题7.(10分)已知函数f(x)=|x+1|+|x-2|,g(x)=|x-3|.(1)在平面直角坐标系里作出f(x),g(x)的图象.(2)∀x∈R,用min(x)表示f(x),g(x)中的较小者,记作min(x)={f(x),g(x)},请用图象法和解析法表示min(x).(3)求满足f(x)>g(x)的x的取值范围.【解析】(1)f(x)=g(x)=则对应的图象如图:(2)min(x)图象如图:解析式为min(x)=(3)若f(x)>g(x),则由图象知在A点左侧,B点右侧满足条件.此时对应的x满足x>0或x<-2,即不等式f(x)>g(x)的解集为(-∞,-2)∪(0,+∞).关闭Word文档返回原板块由Ruize收集整理。
2018-2019学年高中新三维一轮复习数学浙江专版:课时
课时跟踪检测(十八) 导数与函数的单调性一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.函数f (x )=x -ln x 的单调递减区间为( ) A .(0,1) B .(0,+∞)C .(1,+∞)D .(-∞,0)∪(1,+∞)解析:选A 函数的定义域是(0,+∞),且f ′(x )=1-1x =x -1x ,令f ′(x )<0,得0<x <1. 2.(2018·浙江名校联考)已知函数f (x )=1+ln x x 在区间⎝⎛⎭⎫a ,a +23(a >0)上存在极值,则实数a 的取值范围是( )A .(0,1)B .⎝⎛⎭⎫13,1 C. ⎝⎛⎭⎫12,1D. ⎝⎛⎭⎫23,1解析:选B ∵f (x )=1+ln xx,x >0, ∴f ′(x )=-ln x x 2,令f ′(x )=0,解得x =1,当f ′(x )>0,即0<x <1,函数单调递增, 当f ′(x )<0,即x >1,函数单调递减, ∴1是函数的极值点,∵函数f (x )在区间⎝⎛⎭⎫a ,a +23(a >0)上存在极值, ∴a <1<a +23,∴13<a <1.故选B. 3.(2018·丽水月考)已知函数f (x )(x ∈R)的图象上任一点(x 0,y 0)处的切线方程为y -y 0=(x 0-2)(x 20-1)(x -x 0),那么函数f (x )的单调减区间是( )A .[-1,+∞)B .(-∞,2]C .(-∞,-1)和(1,2)D .[2,+∞)解析:选C 根据函数f (x )(x ∈R)的图象上任一点(x 0,y 0)处的切线方程为y -y 0=(x 0-2)(x 20-1)(x -x 0),可知其导数f ′(x )=(x -2)(x 2-1)=(x +1)(x -1)(x -2),令f ′(x )<0,得x <-1或1<x <2.因此f (x )的单调减区间是(-∞,-1)和(1,2).4.函数f (x )=x 3-15x 2-33x +6的单调减区间为________.解析:由f (x )=x 3-15x 2-33x +6得f ′(x )=3x 2-30x -33, 令f ′(x )<0,即3(x -11)(x +1)<0,解得-1<x <11, 所以函数f (x )的单调减区间为(-1,11). 答案:(-1,11)5.函数f (x )=1+x -sin x 在(0,2π)上的单调情况是________.解析:在(0,2π)上有f ′(x )=1-cos x >0,所以f (x )在(0,2π)上单调递增. 答案:单调递增二保高考,全练题型做到高考达标1.(2018·嘉兴高三测试)函数f (x )=⎝⎛⎭⎫12x -x 2的大致图象是( )解析:选D 由f ′(x)=-⎝⎛⎭⎫12x ln 2-2x 知,当x>0时,f ′(x )<0,故排除选项B ;而由⎝⎛⎭⎫12x ln 2=-2x 有两个根,可知f (x )有两个极值点,故选D . 2.若幂函数f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫22,12,则函数g (x )=e x f (x )的单调递减区间为( ) A .(-∞,0) B .(-∞,-2) C .(-2,-1)D .(-2,0)解析:选D 设幂函数f (x )=x α, 因为图象过点⎝⎛⎭⎫22,12,所以12=⎝⎛⎭⎫22α,α=2,所以f (x )=x 2,故g (x )=e x x 2,令g ′(x )=e x x 2+2e x x =e x (x 2+2x )<0,得-2<x <0, 故函数g (x )的单调递减区间为(-2,0).3.(2018·诸暨模拟)已知函数f (x )=12x 3+ax +4,则“a >0”是“f (x )在R 上单调递增”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A f ′(x )=32x 2+a ,当a ≥0时,f ′(x )≥0恒成立,故“a >0”是“f (x )在R 上单调递增”的充分不必要条件.4.函数f(x)的定义域为R.f(-1)=2,对任意x∈R,f′(x)>2,则f(x)>2x+4的解集为()A.(-1,1) B.(-1,+∞)C.(-∞,-1) D.(-∞,+∞)解析:选B由f(x)>2x+4,得f(x)-2x-4>0.设F(x)=f(x)-2x-4,则F′(x)=f′(x)-2.因为f′(x)>2,所以F′(x)>0在R上恒成立,所以F(x)在R上单调递增,而F(-1)=f(-1)-2×(-1)-4=2+2-4=0,故不等式f(x)-2x-4>0等价于F(x)>F(-1),所以x>-1,选B.5.(2017·湖州期中)已知f(x)是定义在R上的减函数,其导函数f′(x)满足f(x)f′(x)+x<1,则下列结论正确的是()A.对于任意x∈R,f(x)<0B.对于任意x∈R,f(x)>0C.当且仅当x∈(-∞,1),f(x)<0D.当且仅当x∈(1,+∞),f(x)>0解析:选B∵f(x)f′(x)+x<1,f(x)是定义在R上的减函数,f′(x)<0,∴f(x)+xf′(x)>f′(x),∴f(x)+(x-1)f′(x)>0,∴[(x-1)f(x)]′>0,∴函数y=(x-1)f(x)在R上单调递增,而x=1时,y=0,则x<1时,y<0,故f(x)>0.x>1时,x-1>0,y>0,故f(x)>0,∴f(x)>0对任意x∈R成立,故选B.6.函数f(x)=(x-3)e x的单调递增区间为________.解析:函数f(x)=(x-3)e x的导数为f′(x)=[(x-3)e x]′=e x+(x-3)e x=(x-2)e x.由函数导数与函数单调性的关系,得当f′(x)>0时,函数f(x)单调递增,此时由不等式f′(x)=(x-2)e x>0,解得x>2.答案:(2,+∞)7.函数f(x)=x2-ax-3在(1,+∞)上是增函数,则实数a的取值范围是________.解析:f′(x)=2x-a,∵f(x)在(1,+∞)上是增函数,∴2x -a ≥0在(1,+∞)上恒成立. 即a ≤2x ,∴a ≤2. 答案:(-∞,2]8.已知函数f (x )(x ∈R)满足f (1)=1,且f (x )的导数f ′(x )<12,则不等式f (x 2)< x 22+12的解集为________.解析:设F (x )=f (x )-12x ,∴F ′(x )=f ′(x )-12,∵f ′(x )<12,∴F ′(x )=f ′(x )-12<0,即函数F (x )在R 上单调递减.∵f (x 2)<x 22+12,∴f (x 2)-x 22<f (1)-12,∴F (x 2)<F (1),而函数F (x )在R 上单调递减,∴x 2>1, 即x ∈(-∞,-1)∪(1,+∞). 答案:(-∞,-1)∪(1,+∞) 9.(2018·丽水模拟)已知函数f (x )=ax +b xe x,且a >0,b ∈R ,若函数f (x )在x =-1处取得极值1e,试求函数f (x )的解析式及单调区间.解:由题意f (x )=ax +b xe x =⎝⎛⎭⎫a +b x e x, ∴f ′(x )=⎝⎛⎭⎫a +b x ′e x +⎝⎛⎭⎫a +b x (e x )′=⎝⎛⎭⎫-b x 2+bx +a e x , 由函数f (x )在x =-1处取得极值1e,得⎩⎪⎨⎪⎧f (-1)=1e ,f ′(-1)=0,即⎩⎪⎨⎪⎧ a -b =1,a -2b =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1, 所以函数f (x )的解析式为f (x )=2x +1xe x,定义域为{x |x ≠0}, f ′(x )=⎝⎛⎭⎫-1x 2+1x +2e x =(x +1)(2x -1)x 2e x . 又e x >0对x ∈R 恒成立, 由f ′(x )≥0,得x ≤-1或x ≥12;由f ′(x )<0,得-1<x <0或0<x <12;所以函数f (x )的单调增区间为(-∞,-1]和⎣⎡⎭⎫12,+∞,单调减区间为(-1,0)和⎝⎛⎭⎫0,12. 10.(2018·杭州七校联考)已知函数f (x )=x 2ln x -x 22-4a ⎝⎛⎭⎫x 33-x 22,a ∈R.(1)令g (x )=f ′(x )2x,求g (x )的单调区间;(2)若f (x )在x =1处取得极小值,求实数a 的取值范围. 解:(1)因为f ′(x )=2x (ln x -2ax +2a ), 所以g (x )=ln x -2ax +2a , 则g ′(x )=1x -2a =1-2ax x (x >0).若a ≤0,则g ′(x )>0在(0,+∞)上恒成立, 函数g (x )在(0,+∞)上单调递增,无单调递减区间. 若a >0,则当x ∈⎝⎛⎭⎫0,12a 时,g ′(x )>0,函数g (x )单调递增; 当x ∈⎝⎛⎭⎫12a ,+∞时,g ′(x )<0,函数g (x )单调递减,所以当a ≤0时,函数g (x )的单调递增区间为(0,+∞),无单调递减区间; 当a >0时,函数g (x )的单调递增区间为⎝⎛⎭⎫0,12a ,单调递减区间为⎝⎛⎭⎫12a ,+∞. (2)由(1)知,f ′(1)=0,g (1)=0,①当a ≤0时,g ′(x )>0,函数g (x )单调递增,所以当x ∈(0,1)时,g (x )<0,则f ′(x )<0,f (x )单调递减; 当x ∈(1,+∞)时,g (x )>0,则f ′(x )>0,f (x )单调递增. 所以f (x )在x =1处取得极小值,符合题意. ②当0<a <12,即12a>1时,由(1)知函数g (x )在⎝⎛⎭⎫0,12a 上单调递增,则f ′(x )在⎝⎛⎭⎫0,12a 上单调递增, 所以当x ∈(0,1)时,f ′(x )<0,当x ∈⎝⎛⎭⎫1,12a 时,f ′(x )>0, 所以f (x )在(0,1)上单调递减,在⎝⎛⎭⎫1,12a 上单调递增, 所以f (x )在x =1处取得极小值,符合题意. ③当a =12,即12a=1时,由(1)知函数g (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减, 则f ′(x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,所以当x ∈(0,+∞)时,f ′(x )≤0,f (x )单调递减,不符合题意. ④当a >12,即0<12a <1时,由(1)知当x ∈⎝⎛⎭⎫12a ,1时,g (x )>0, 则f ′(x )>0,f (x )单调递增,当x ∈(1,+∞)时,g (x )<0,则f ′(x )<0,f (x )单调递减.所以f (x )在x =1处取得极大值,不符合题意. 综上可知,实数a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫-∞,12. 三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.(2018·浙江名校协作体联考)已知函数f (x )=x 2e x ,若f (x )在[t ,t +1]上不单调,则实数t 的取值范围是________.解析:函数f (x )=x 2e x 的导数为y ′=2x e x +x 2e x =x e x (x +2), 令y ′=0,得x =0或-2,所以函数f (x )在(-2,0)上单调递减,在(-∞,-2),(0,+∞)上单调递增, ∴0或-2是函数的极值点,∵函数f (x )=x 2e x 在区间[t ,t +1]上不单调, ∴t <-2<t +1或t <0<t +1, ∴-3<t <-2或-1<t <0,故实数t 的取值范围是(-3,-2)∪(-1,0). 答案:(-3,-2)∪(-1,0)2.已知函数f (x )=a ln x -ax -3(a ∈R). (1)求函数f (x )的单调区间;(2)若函数y =f (x )的图象在点(2,f (2))处的切线的倾斜角为45°,对于任意的t ∈[1,2],函数g (x )=x 3+x 2·⎣⎡⎦⎤f ′(x )+m 2在区间(t,3)上总不是单调函数,求m 的取值范围. 解:(1)函数f (x )的定义域为(0,+∞),且f ′(x )=a (1-x )x. 当a >0时,f (x )的增区间为(0,1),减区间为(1,+∞); 当a <0时,f (x )的增区间为(1,+∞),减区间为(0,1); 当a =0时,f (x )不是单调函数.(2)由(1)及题意得f ′(2)=-a2=1,即a =-2,∴f (x )=-2ln x +2x -3,f ′(x )=2x -2x . ∴g (x )=x 3+⎝⎛⎭⎫m 2+2x 2-2x , ∴g ′(x )=3x 2+(m +4)x -2.∵g (x )在区间(t,3)上总不是单调函数, 即g ′(x )=0在区间(t,3)上有变号零点.由于g ′(0)=-2,∴⎩⎪⎨⎪⎧g ′(t )<0,g ′(3)>0.当g ′(t )<0,即3t 2+(m +4)t -2<0对任意t ∈[1,2]恒成立, 由于g ′(0)<0,故只要g ′(1)<0且g ′(2)<0, 即m <-5且m <-9,即m <-9; 由g ′(3)>0,即m >-373.所以-373<m <-9. 即实数m 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-373,-9.。
2021年秋高中数学课时分层作业18函数的极值与导数新人教A版选修11
2021年秋高中数学课时分层作业18函数的极值与导数新人教A 版选修11(建议用时:45分钟)[基础达标练]一、选择题1.函数f (x )=sin x +x2,x ∈(0,π)的极大值是( )A.32+π6 B .-32+π3C.32+π3D .1+π4C [f ′(x )=cos x +12,x ∈(0,π),由f ′(x )=0得cos x =-12,x =23π,且x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,23π时,f ′(x )>0;x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫23π,π时,f ′(x )<0,∴x =23π时,f (x )有极大值f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23π=32+π3.]2.已知函数f (x )=2x 3+ax 2+36x -24在x =2处有极值,则该函数的一个递增区间是( )A .(2,3)B .(3,+∞)C .(2,+∞)D .(-∞,3)B [因为函数f (x )=2x 3+ax 2+36x -24在x =2处有极值,因此有f ′(2)=0,而f ′(x )=6x 2+2ax +36,代入得a =-15.令f ′(x )>0,解得x >3或x <2,因此函数的一个递增区间是(3,+∞).]3.设函数f (x )=x e x,则( ) A .x =1为f (x )的极大值点 B .x =1为f (x )的极小值点 C .x =-1为f (x )的极大值点 D .x =-1为f (x )的极小值点 D [∵f (x )=x e x,∴f ′(x )=e x+x e x=e x(1+x ). ∴当f ′(x )≥0时, e x(1+x )≥0,即x ≥-1, ∴x ≥-1时,函数f (x )为增函数. 同理可求,x <-1时,函数f (x )为减函数. ∴x =-1时,函数f (x )取得极小值.]4.函数f (x )=13ax 3+ax 2+x +3有极值的充要条件是( )【导学号:97792156】A .a >1或a ≤0B .a >1C .0<a <1D .a >1或a <0D [f (x )有极值的充要条件是f ′(x )=ax 2+2ax +1=0有两个不相等的实根,即4a 2-4a >0,解得a <0或a >1.故选D.]5.已知a ∈R ,且函数y =e x+ax (x ∈R )有大于零的极值点,则( ) A .a <-1 B .a >-1 C .a <-1eD .a >-1eA [因为y =e x+ax ,因此y ′=e x+a .令y ′=0,即e x +a =0,则e x=-a ,即x =ln(-a ),又因为x >0,因此-a >1,即a <-1.]二、填空题6.若函数y =-x 3+6x 2+m 的极大值为13,则实数m 等于__________. -19 [y ′=-3x 2+12x =-3x (x -4). 由y ′=0,得x =0或4.且x ∈(-∞,0)∪(4,+∞)时,y ′<0;x ∈(0,4)时,y ′>0. 因此x =4时函数取到极大值,故-64+96+m =13,解得m =-19.] 7.函数f (x )=a ln x +bx 2+3x 的极值点为x 1=1,x 2=2,则a =_______,b =________.【导学号:97792157】-2 -12 [f ′(x )=a x +2bx +3=2bx 2+3x +ax ,∵函数的极值点为x 1=1,x 2=2,∴x 1=1,x 2=2是方程f ′(x )=2bx 2+3x +a x=0的两根,也即2bx 2+3x +a =0的两根.∴由根与系数的关系知⎩⎪⎨⎪⎧-32b=1+2,a2b =1×2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-2,b =-12.]8.函数f (x )=13x 3-4x +4的图象与直线y =a 恰有三个不同的交点,则实数a 的取值范畴是__________.⎝ ⎛⎭⎪⎫-43,283 [∵f (x )=13x 3-4x +4, ∴f ′(x )=x 2-4=(x +2)(x -2). 令f ′(x )=0,得x =2或x =-2.当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情形如下表:x (-∞,-2)-2 (-2,2) 2 (2,+∞)f ′(x ) + 0 - 0 + f (x )↗极大值↘极小值↗函数取得极大值f (-2)=283;当x =2时,函数取得极小值f (2)=-43.且f (x )在(-∞,-2)上递增,在(-2,2)上递减,在(2,+∞)上递增. 依照函数单调性、极值情形,它的图象大致如图所示,结合图象知-43<a <283.]三、解答题9.设a 为实数,函数f (x )=e x-2x +2a ,x ∈R ,求f (x )的单调区间与极值. [解] 由f (x )=e x-2x +2a ,x ∈R ,知f ′(x )=e x-2,x ∈R .令f ′(x )=0,得x =ln 2.因此当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情形如下表:x (-∞,ln 2)ln 2 (ln 2,+∞)f ′(x ) -0 + f (x )↘2(1-ln 2+a )↗因此f (x )在x =ln 2处取得极小值,极小值为f (ln 2)=e ln 2-2ln 2+2a =2(1-ln 2+a ).10.已知f (x )=x 3+bx 2+cx +2.(1)若f (x )在x =1时有极值-1,求b ,c 的值;(2)在(1)的条件下,若函数y =f (x )的图象与函数y =k 的图象恰有三个不同的交点,求实数k 的取值范畴.【导学号:97792158】[解] (1)因为f (x )=x 3+bx 2+cx +2, 因此f ′(x )=3x 2+2bx +c .由已知,得f ′(1)=0,f (1)=-1,因此⎩⎪⎨⎪⎧3+2b +c =0,1+b +c +2=-1,解得b =1,c =-5.体会证,b =1,c =-5符合题意. (2)由(1)知f (x )=x 3+x 2-5x +2,f ′(x )=3x 2+2x -5.由f ′(x )=0,得x 1=-53,x 2=1.当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情形如下表:x ⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-53 -53 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-53,1 1 (1,+∞)f ′(x ) + 0 - 0 + f (x )↗22927↘-1↗依照上表,当x =-3时,函数取得极大值且极大值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-3=27;当x =1时,函数取得极小值且极小值为f (1)=-1.依照题意结合上图可知,k 的取值范畴为⎝⎛⎭⎪⎫-1,22927.[能力提升练]1.三次函数当x =1时有极大值4,当x =3时有极小值0,且函数过原点,则此函数是( )A .y =x 3+6x 2+9x B .y =x 3-6x 2+9x C .y =x 3-6x 2-9xD .y =x 3+6x 2-9xB [由题意知,x =1与x =3是方程f ′(x )=0的两根,经检验知选B.]2.已知e 为自然对数的底数,设函数f (x )=(e x -1)·(x -1)k(k =1,2),则 ( ) A .当k =1时,f (x )在x =1处取到极小值 B .当k =1时,f (x )在x =1处取到极大值 C .当k =2时,f (x )在x =1处取到极小值 D .当k =2时,f (x )在x =1处取到极大值C [当k =1时,f ′(x )=e x (x -1)+(e x -1)=e x·x -1, 则f ′(1)≠0,故排除A 、B.当k =2时,f ′(x )=e x (x -1)2+2(x -1)e x =(x 2-1)e x令f ′(x )=0得x =±1.且当x <-1时,f ′(x )>0,当-1<x <1时,f ′(x )<0, 当x >1时,f ′(x )>0,因此当x =1时,f (x )有极小值.]3.若函数f (x )=x 3+x 2-ax -4在区间(-1,1)上恰有一个极值点,则实数a 的取值范畴为__________.[1,5) [f ′(x )=3x 2+2x -a ,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧f ′-1≤0,f ′1>0,即⎩⎪⎨⎪⎧1-a ≤0,5-a >0,解得1≤a <5.]4.若a >0,b >0,且函数f (x )=4x 3-ax 2-2bx 在x =1处有极值,则4a +1b的最小值为__________.32[f ′(x )=12x 2-2ax -2b ,则f ′(1)=12-2a -2b =0 即a +b =6,则4a +1b =16⎝ ⎛⎭⎪⎫4a +1b (a +b )=16⎝ ⎛⎭⎪⎫4b a +a b +5≥16⎝⎛⎭⎪⎫24b a ×a b +5=32. 当且仅当4b a =ab且a +b =6,即a =4,b =2时等号成立.]5.若函数f (x )=2x 3-6x +k 在R 上只有一个零点,求常数k 的取值范畴.【导学号:97792159】[解] f (x )=2x 3-6x +k , 则f ′(x )=6x 2-6,令f ′(x )=0,得x =-1或x =1, 可知f (x )在(-1,1)上是减函数,f(x)在(-∞,-1)和(1,+∞)上是增函数,f(x)的极大值为f(-1)=4+k,f(x)的极小值为f(1)=-4+k. 要使函数f(x)只有一个零点,只需4+k<0或-4+k>0(如图所示),即k<-4或k>4.∴k的取值范畴是(-∞,-4)∪(4,+∞).。
新教材数学人教B版必修第一册课时作业:3-1-1 第3课时 分段函数
课时作业21 分段函数时间:45分钟 分值:100分一、选择题(每小题6分,共计36分) 1.函数f (x )=|x -1|的图像是( B )解析:由f (x )=|x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧x -1,x ≥1,1-x ,x <1.故B 项符合.2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x +1,x <1,x -1,x >1,则f (2)等于( C )A .0 B.13 C .1D .2解析:f (2)=2-1=1.3.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2,x ≤1,x 2-x -3,x >1,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1f (3)的值为( C )A.1516 B .-2716 C.89D .18解析:∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2,x ≤1,x 2-x -3,x >1,∴f (3)=32-3-3=3,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1f (3)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫132=89,故选C.4.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2(x ≤-2),x 2(-2<x <2),2x (x ≥2),若f (a )=8,则a 等于( C )A .6B .±2 2C .4D .以上均可能解析:当a ≤-2时,f (a )=a +2=8,∴a =6,不满足a ≤-2; 当-2<a <2时,f (a )=a 2=8, ∴a =±22,不满足-2<a <2;当a ≥2时,f (a )=2a =8,∴a =4,满足a ≥2,故选C. 5.根据统计,一名工人组装第x 件某产品所用的时间(单位:分钟)为f (x )=⎩⎨⎧cx,x <A ,cA ,x ≥A .(A ,c 为常数)已知工人组装第4件产品用时30分钟,组装第A 件产品用时15分钟,那么c 和A 的值分别是( D )A .75,25B .75,16C .60,25D .60,16解析:因为组装第A 件产品用时15分钟,所以cA =15①,所以必有4<A ,且c 4=c2=30②,联立①②解得c =60,A =16.6.对a ,b ∈R ,记max{a ,b }=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≥b ,b ,a <b ,函数f (x )=max{|x+1|,|x -2|}(x ∈R )的最小值是( C )A .0 B.12 C.32D .3解析:函数f (x )=max{|x +1|,|x -2|}(x ∈R )的图像如图所示(实线部分),由图像可得,其最小值为32.因此选C.二、填空题(每小题8分,共计24分)7.已知f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧0,x>0,-1,x=0,2x-3,x<0,则f(f(f(5)))等于-5.解析:f(f(f(5)))=f(f(0))=f(-1)=2×(-1)-3=-5.8.已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧1,x∈Q,0,x∈∁R Q,则f(f(2π))=1.解析:∵函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧1,x∈Q,0,x∈∁R Q,∴f(2π)=0,f(f(2π))=f(0)=1.9.已知实数a≠0,函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2x+a,x<1,-x-2a,x≥1,若f(1-a)=f(1+a),则a的值为-34.解析:当a>0时,1-a<1,1+a>1,由f(1-a)=f(1+a)可得2-2a+a=-1-a-2a,解得a=-32,不合题意;当a<0时,1-a>1,1+a<1,由f(1-a)=f(1+a)可得-1+a-2a=2+2a+a,解得a=-34,符合题意.三、解答题(共计40分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤10.(10分)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x2-4,0≤x≤2,2x,x>2.(1)求f(2),f[f(2)]的值;(2)若f(x0)=8,求x0的值.解:(1)∵当0≤x≤2时,f(x)=x2-4,∴f(2)=22-4=0,f[f(2)]=f(0)=02-4=-4.(2)当0≤x0≤2时,由x20-4=8,得x0=±23(舍去);当x0>2时,由2x0=8,得x0=4.∴x0=4.11.(15分)如图,动点P从边长为4的正方形ABCD的顶点B 开始,顺次经C、D、A绕边界运动,用x表示点P的行程,y表示△APB的面积,求函数y=f(x)的解析式.解:当点P在BC上运动,即0<x≤4时,y=12×4x=2x;当点P在CD上运动,即4<x≤8时,y=12×4×4=8;当点P在DA上运动,即8<x<12时,y=12×4×(12-x)=24-2x.综上可知,f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2x,0<x≤4,8,4<x≤8,24-2x,8<x<12.12.(15分)据气象中心观察和预测:发生于M地的沙尘暴一直向正南方向移动,其移动速度v(km/h)与时间t(h)的函数图像如图所示.过线段OC上一点T(t,0)作横轴的垂线l,梯形OABC在直线l左侧部分的面积即为在时间t(h)内沙尘暴所经过的路程s(km).(1)直接写出v(km/h)关于t(h)的函数关系式;(2)当t=20 h时,求沙尘暴所经过的路程s(km);(3)若N城位于M地的正南方向,且距M地650 km,试判断这场沙尘暴是否会侵袭到N城,如果会,在沙尘暴发生后多长时间它将侵袭到N城?如果不会,请说明理由.解:(1)由题图可得,v=⎩⎪⎨⎪⎧3t,0≤t≤10,30,10<t≤20,-2t+70,20<t≤35.(2)当t=20 h时,v=30.所以s=12×(10+20)×30=450(km).即当t=20 h时,沙尘暴所经过的路程为450 km.(3)会侵袭到N城.由(2)得,当0≤t≤20时,s<650.当20<t≤35时,s=450+[30+(-2t+70)](t-20)2=-t2+70t-550.令-t2+70t-550=650.解得t1=30,t2=40,因为20<t≤35,所以t=30.即沙尘暴发生30 h后将侵袭到N城.由Ruize收集整理。
(浙江专版)高中数学课时跟踪检测(八)分段函数与映射新人教A版必修1
课时跟踪检测(八)分段函数与映射层级一学业水平达标1 •下列对应关系f 中,能构成从集合 A 到集合B 的映射的是()2A. A = {x |x >0}, B = R , f : x 9y | = xB.A = { — 2,0,2} ,B = {4} , f : X T y = x1C. A = R , B = {y | y >0}, f : x T y =〒z\.xD. A = {0,2} , B= {0,1} , f : X T y = 2解析:选D 对于A,集合A 中元素1在集合B 中有两个元素与之对应; 对于B,集合A 中元素0在集合B 中无元素与之对应;对于C,集合A 中元素0在集合B 中无元素与之对应.故 A B 、C 均不能构成映射.10, x <0,2已知 f (x ) = “ c 则f (f ( — 7))的值为()10x , x >0,A.100 B . 10C .—10 D . — 10010, x <0,解析:选 A ••• f(x ) = 10x , x ‘0,f (f ( — 7)) = f (10) = 10X 10= 100.3.下列图形是函数 y = x |x |的图象的是()J厶」 —L VV “rv A15<:Dx 2, x >0,解析:选D 函数y = x | x | =2故选D.—x , x <0,4. 已知集合 M = {x |0 w x <4}, N = {0|0 w y < 2},按对应关系f 不能构成从 M 到N 的映射的是()1B . f : X T y = -x2 8解析:选C 因为当x = 4时,y = 3X 4= 3?N,所以C 中的对应关系 的映射.••• f ( — 7) = 10.A. f2C. f : x T y = 3xD . f : X T y = xf 不能构成从2x , O w x w 1,5.函数 f (x ) = 2, 1<x <2,3, x >2A. R C. [0,+m )解析:选B 先求各段上的图象,再求各段值域的并集,即为该函数的值域.2x —1, x >1 ,16.已知 f (x ) = 1 _________ 则 f f; =-x <1 3x ,x ',解析:依题意,得 f 3 = 1= 3,贝y f f 1 = f (3) = 32— 1= 8.3答案:8x + 2, x w — 1,7.函数 f (x ) =2x 2,— 1<x <2,解析:当x w — 1时,x + 2 = 3,得x = 1舍去, 当一1<x <2 时,x 2= 3 得 x = 3或 x =— .3(舍去).答案:•. 3& 在映射 f : Z B 中,A= B= {( x , y )| x , y € R},且 f : (x , y ) fx — y , x + y ),则 与A 中的元素(一1,2)对应的B 中的元素为 ______________________ .解析:由题意知,与A 中元素(一1,2)对应的B 中元素为(一1 — 2, — 1 + 2),即(—3,1). 答案:(—3,1)2x — 4, 0w x w 2,9.已知函数f (x )=2x , x >2.(1) 求 f (2) , f (f (2))的值; (2) 若 f (x 。
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课时跟踪检测(十八) 分段函数
A 级——学考水平达标练
1.下列给出的函数是分段函数的是( )
①f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+1,1<x ≤5,2x ,x ≤1,②f (x )=⎩
⎪⎨
⎪⎧
x +1,x ∈R ,
x 2,x ≥2,
③f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +3,1≤x ≤5,x 2
,x ≤1,④f (x )=⎩
⎪⎨⎪⎧
x 2+3,x <0,
x -1,x ≥5.
A .①②
B .①④
C .②④
D .③④
解析:选B 对于②取x =2,f (2)=3或4,对于③取x =1,f (1)=5或1,所以②、③都不合题意.
2.一列货运火车从某站出发,匀加速行驶一段时间后开始匀速行驶,过了一段时间,火车到达下一站停车,装完货以后,火车又匀加速行驶,一段时间后再次匀速行驶,下列图像可以近似地刻画出这列火车的速度变化情况的是(
)
解析:选B 根据题意,知这列火车从静止开始匀加速行驶,所以排除A 、D ,然后匀速行驶一段时间后又停止了一段时间,排除C ,故选B.
3.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧
10,x <0,
10x ,x ≥0,
则f (f (-7))的值为( )
A .100
B .10
C .-10
D .-100
1
解析:选A ∵f (x )=⎩
⎪⎨⎪⎧
10,x <0,
10x ,x ≥0,∴f (-7)=10.
f (f (-7))=f (10)=10×10=100.
4.已知A ,B 两地相距150千米,某人开汽车以60千米/时的速度从A 地前往B 地,在B 地停留1小时后再以50千米/时的速度返回A 地,把汽车离开A 地的距离x (千米)表示为时间t (时)的函数表达式是( )
A .x =60t
B .x =60t +50
C .x =⎩
⎪⎨⎪⎧
60t ,0≤t ≤2.5,
150-50t ,t >3.5
D .x =⎩⎪⎨⎪
⎧
60t ,0≤t ≤2.5,150,2.5<t ≤3.5,
150-50(t -3.5),3.5<t ≤6.5
解析:选D 由于在B 地停留1小时期间,距离x 不变,始终为150千米,故选D.
5.已知函数f (x )的图像是两条线段(如图所示,不含端点),则f ⎝ ⎛⎭
⎪
⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13等于( )
A .-13
B.13 C .-23
D.23
解析:选B 由题图可知,函数f (x )的解析式为f (x )=⎩
⎪⎨⎪⎧
x -1,0<x <1,
x +1,-1<x <0,所以
1
f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=13-1=-23,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫-23=-23+1=1
3.
6.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧
2x ,x >0,
f (x +1),x ≤0,
则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-43+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫43=________.
解析:∵f (x )=⎩
⎪⎨⎪⎧
2x ,x >0,
f (x +1),x ≤0,
∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-43=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-43+1=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-13+1=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23=23×2=43,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫43=2×43=8
3,
∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-43+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫43=43+8
3
=4. 答案:4
7.已知f (n )=⎩
⎪⎨⎪⎧
n -3,n ≥10,
f (f (n +5)),n <10,则f (8)=________.
解析:因为8<10,所以代入f (n )=f (f (n +5)),即f (8)=f (f (13)).因为13>10,所以代入f (n )=n -3,得f (13)=10,故得f (8)=f (10)=10-3=7.
答案:7
8.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧
3x +2,x <1,
x 2-ax ,x ≥1,
若f (f (0))=a ,则实数a =________.
解析:依题意知f (0)=3×0+2=2, 则f (f (0))=f (2)=22-2a =a , 求得a =4
3
.。