高考数学大二轮总复习与增分策略 专题二 函数与导数 第2讲 函数的应用练习 文

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第2讲 函数的应用

1.(2016·天津改编)已知函数f (x )=sin

2

ωx 2+1

2sin ωx -1

2

(ω>0,x ∈R ).若f (x )在区间(π,2π)内没有零点,则ω的取值范围是__________.

答案 ⎝ ⎛⎦⎥⎤0,18∪⎣⎢⎡⎦

⎥⎤14,58

解析 f (x )=1-cos ωx 2+12sin ωx -1

2

=12(sin ωx -cos ωx )=22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π4.

因为函数f (x )在区间(π,2π)内没有零点,

所以T 2>2π-π,所以π

ω

>π,所以0<ω<1.

当x ∈(π,2π)时,ωx -

π4∈⎝

⎭⎪⎫ωπ-π4,2ωπ-π4,若函数f (x )在区间(π,2π)内有

零点,则ωπ-π4

4(k ∈Z ).

当k =0时,18<ω<14;当k =1时,58<ω<5

4

.

所以函数f (x )在区间(π,2π)内没有零点时,0<ω≤18或14≤ω≤5

8

.

2.(2016·天津改编)已知函数f (x )=⎩⎪⎨

⎪⎧

x 2

4a -3x +3a ,x <0,

log a

x +1+1,x ≥0

(a >0,且a ≠1)在R

上单调递减,且关于x 的方程|f (x )|=2-x 恰有两个不相等的实数解,则a 的取值范围是____________.

答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,23∪⎩⎨⎧⎭

⎬⎫

34

解析 由y =log a (x +1)+1在[0,+∞)上递减,得0

f (x )在R 上单调递减,则

⎩⎪⎨⎪

02

+4a -3·0+3a ≥f 0=1,3-4a

2

≥0,

⇒13≤a ≤34

. 如图所示,在同一坐标系中作出函数y =|f (x )|和y =2-x 的图象.

由图象可知,在[0,+∞)上,|f (x )|=2-x 有且仅有一个解.故在(-∞,0)上,|f (x )|=2-x 同样有且仅有一个解.当3a >2,即a >23

时,由x 2

+(4a -3)x +3a =2-x (其中x <0),得

x 2+(4a -2)x +3a -2=0(其中x <0),则Δ=(4a -2)2-4(3a -2)=0,解得a =3

4

或a =1(舍

去);

当1≤3a ≤2,即13≤a ≤2

3

时,由图象可知,符合条件.

综上所述,a ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,23∪⎩⎨⎧⎭

⎬⎫

34.

3.(2016·山东)已知函数f (x )=⎩

⎪⎨⎪⎧

|x |,x ≤m ,

x 2

-2mx +4m ,x >m , 其中m >0,若存在实数b ,使得

关于x 的方程f (x )=b 有三个不同的根,则m 的取值范围是________. 答案 (3,+∞)

解析 如图,当x ≤m 时,f (x )=|x |;当x >m 时,f (x )=x 2

-2mx +4m ,在(m ,+∞)为增函数,若存在实数b ,使方程f (x )=b 有三个不同的根,则m 2

-2m ·m +4m <|m |.∵m >0,∴m 2

-3m >0,解得m >3.

4.某项研究表明:在考虑行车安全的情况下,某路段车流量F (单位时间

内经过测量点的车辆数,单位:辆/时)与车流速度v (假设车辆以相同速度v 行驶,单位:米/秒),平均车长l (单位:米)的值有关,其公式为F =

76 000v

v 2

+18v +20l

.

(1)如果不限定车型,l =6.05,则最大车流量为________辆/时;

(2)如果限定车型,l =5,则最大车流量比(1)中的最大车流量增加________辆/时. 答案 (1)1 900 (2)100 解析 (1)当l =6.05时,F =76 000v

v 2

+18v +121

76 000

v +121

v

+18≤

76 0002

v ·121

v

+18

=76 000

22+18=1 900. 当且仅当v =11 米/秒时等号成立,此时车流量最大为1 900辆/时. (2)当l =5时,F =

76 000v v 2

+18v +100=76 000

v +100

v

+18

≤76 0002

v ·100

v

+18

=76 000

20+18=2 000. 当且仅当v =10 米/秒时等号成立,此时车流量最大为2 000 辆/时. 比(1)中的最大车流量增加100 辆/时.

1.求函数零点所在区间、零点个数及参数的取值范围是高考的常见题型,主要以填空题的形式出现.

2.函数的实际应用以二次函数、分段函数模型为载体,主要考查函数的最值问题.

热点一 函数的零点 1.零点存在性定理

如果函数y =f (x )在区间[a ,b ]上的图象是连续不断的一条曲线,且有f (a )·f (b )<0,那么,函数y =f (x )在区间(a ,b )内有零点,即存在c ∈(a ,b )使得f (c )=0,这个c 也就是方程f (x )=0的根.

2.函数的零点与方程根的关系

函数F (x )=f (x )-g (x )的零点就是方程f (x )=g (x )的根,即函数y =f (x )的图象与函数y =

g (x )的图象交点的横坐标.

例1 (1)函数f (x )=log 2()x +2-x 2

的零点个数为________.

(2)函数f (x )=3-x +x 2

-4的零点个数是________. 答案 (1)2 (2)2

解析 (1)令f ()x =log 2()x +2-x 2

=0,log 2()x +2=x 2

,分别画出左右两个图象如图所示,

由此可知这两个图象有两个交点,也即原函数有两个零点.

(2)f (x )=3-x

+x 2

-4的零点个数,即方程3-x

=4-x 2

的根的个数,即函数y =3-x =(13)x 与y =4-x 2

图象的交点个数.作出函数y =(13

)x 与y =4-

x 2的图象,如图所示,可得函数f (x )的零点个数为2.

思维升华 函数零点(即方程的根)的确定问题,常见的有:(1)函数零点值大致存在区间的确

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