2013高中數(shù)學(xué)精講精練 第二 函數(shù)
【知識(shí)導(dǎo)讀】
【方法點(diǎn)撥】
函數(shù)是中學(xué)數(shù)學(xué)中最重要,最基礎(chǔ)的內(nèi)容之一,是學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ).高中函數(shù)以具體的冪函數(shù),指數(shù)函數(shù),對(duì)數(shù)函數(shù)和三角函數(shù)的概念,性質(zhì)和圖像為主要研究對(duì)象,適當(dāng)研究分段函數(shù),含絕對(duì)值的函數(shù)和抽象函數(shù);同時(shí)要對(duì)初中所學(xué)二次函數(shù)作深入理解.
1.活用“定義法”解題.定義是一切法則與性質(zhì)的基礎(chǔ),是解題的基本出發(fā)點(diǎn).利用定義,可直接判斷所給的對(duì)應(yīng)是否滿足函數(shù)的條,證明或判斷函數(shù)的單調(diào)性和奇偶性等.
2.重視“數(shù)形結(jié)合思想”滲透.“數(shù)缺形時(shí)少直觀,形缺數(shù)時(shí)難入微”.當(dāng)你所研究的問(wèn)題較為抽象時(shí),當(dāng)你的思維陷入困境時(shí),當(dāng)你對(duì)雜亂無(wú)的條感到頭緒混亂時(shí),一個(gè)很好的建議:畫個(gè)圖像!利用圖形的直觀性,可迅速地破解問(wèn)題,乃至最終解決問(wèn)題.
3.強(qiáng)化“分類討論思想”應(yīng)用.分類討論是一種邏輯方法,是一種重要的數(shù)學(xué)思想,同時(shí)也是一種重要的解題策略,它體現(xiàn)了化整為零、積零為整的思想與歸類整理的方法.進(jìn)行分類討論時(shí),我們要遵循的原則是:分類的對(duì)象是確定的,標(biāo)準(zhǔn)是統(tǒng)一的,不遺漏、不重復(fù),科學(xué)地劃分,分清主次,不越級(jí)討論。其中最重要的一條是“不漏不重”.
4.掌握“函數(shù)與方程思想”.函數(shù)與方程思想是最重要,最基本的數(shù)學(xué)思想方法之一,它在整個(gè)高中數(shù)學(xué)中的地位與作用很高.函數(shù)的思想包括運(yùn)用函數(shù)的概念和性質(zhì)去分析問(wèn)題,轉(zhuǎn)化問(wèn)題和解決問(wèn)題.
第1 函數(shù)的概念
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
1.在體會(huì)函數(shù)是描述變量之間的依賴關(guān)系的重要數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,通過(guò)集合與對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言刻畫函數(shù),體會(huì)對(duì)應(yīng)關(guān)系在刻畫函數(shù)概念中的作用;了解構(gòu)成函數(shù)的要素,會(huì)求一些簡(jiǎn)單函數(shù)的定義域和值域.
2.準(zhǔn)確理解函數(shù)的概念,能根據(jù)函數(shù)的三要素判斷兩個(gè)函數(shù)是否為同一函數(shù).
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1.設(shè)有函數(shù)組:① , ;② , ;③ , ;④ , ;⑤ , .其中表示同一個(gè)函數(shù)的有___②④⑤___.
2.設(shè)集合 , ,從 到 有四種對(duì)應(yīng)如圖所示:
其中能表示為 到 的函數(shù)關(guān)系的有_____②③____.
3.寫出下列函數(shù)定義域:
(1) 的定義域?yàn)開(kāi)_____________; (2) 的定義域?yàn)開(kāi)_____________;
(3) 的定義域?yàn)開(kāi)_____________; (4) 的定義域?yàn)開(kāi)________________.
4.已知三個(gè)函數(shù):(1) ; (2) ; (3) .寫出使各函數(shù)式有意義時(shí), , 的約束條:
(1)______________________; (2)______________________; (3)______________________________.
5.寫出下列函數(shù)值域:
(1) , ;值域是 .
(2) ; 值域是 .
(3) , . 值域是 .
【范例解析】
例1.設(shè)有函數(shù)組:① , ;② , ;
③ , ;④ , .其中表示同一個(gè)函數(shù)的有③④.
分析:判斷兩個(gè)函數(shù)是否為同一函數(shù),關(guān)鍵看函數(shù)的三要素是否相同.
解:在①中, 的定義域?yàn)?, 的定義域?yàn)?,故不是同一函數(shù);在②中, 的定義域?yàn)?, 的定義域?yàn)?,故不是同一函數(shù);③④是同一函數(shù).
點(diǎn)評(píng):兩個(gè)函數(shù)當(dāng)它們的三要素完全相同時(shí),才能表示同一函數(shù).而當(dāng)一個(gè)函數(shù)定義域和對(duì)應(yīng)法則確定時(shí),它的值域也就確定,故判斷兩個(gè)函數(shù)是否為同一函數(shù),只需判斷它的定義域和對(duì)應(yīng)法則是否相同即可.
例2.求下列函數(shù)的定義域:① ; ② ;
解:(1)① 由題意得: 解得 且 或 且 ,
故定義域?yàn)?.
② 由題意得: ,解得 ,故定義域?yàn)?.
例3.求下列函數(shù)的值域:
(1) , ;
(2) ;
(3) .
分析:運(yùn)用配方法,逆求法,換元法等方法求函數(shù)值域.
(1)解: , , 函數(shù)的值域?yàn)?;
(2)解法一:由 , ,則 , ,故函數(shù)值域?yàn)?.
解法二:由 ,則 , , , ,故函數(shù)值域?yàn)?.
(3)解:令 ,則 , ,
當(dāng) 時(shí), ,故函數(shù)值域?yàn)?.
點(diǎn)評(píng):二次函數(shù)或二次函數(shù)型的函數(shù)求值域可用配方法;逆求法利用函數(shù)有界性求函數(shù)的值域;用換元法求函數(shù)的值域應(yīng)注意新元的取值范圍.
【反饋演練】
1.函數(shù)f(x)= 的定義域是___________.
2.函數(shù) 的定義域?yàn)開(kāi)________________.
3. 函數(shù) 的值域?yàn)開(kāi)_______________.
4. 函數(shù) 的值域?yàn)開(kāi)____________.
5.函數(shù) 的定義域?yàn)開(kāi)____________________.
6.記函數(shù)f(x)= 的定義域?yàn)锳,g(x)=lg[(x-a-1)(2a-x)](a<1) 的定義域?yàn)锽.
(1) 求A;
(2) 若B A,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)由2- ≥0,得 ≥0,x<-1或x≥1, 即A=(-∞,-1)∪[1,+ ∞) .
(2) 由(x-a-1)(2a-x)>0,得(x-a-1)(x-2a)<0.
∵a<1,∴a+1>2a,∴B=(2a,a+1) .
∵B A, ∴2a≥1或a+1≤-1,即a≥ 或a≤-2,而a<1,
∴ ≤a<1或a≤-2,故當(dāng)B A時(shí), 實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-∞,-2]∪[ ,1).
第2 函數(shù)的表示方法
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
1.會(huì)根據(jù)不同的需要選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ǎㄈ鐖D像法,列表法,解析法)表示函數(shù).
2.求解析式一般有四種情況:(1)根據(jù)某個(gè)實(shí)際問(wèn)題須建立一種函數(shù)關(guān)系式;(2)給出函數(shù)特征,利用待定系數(shù)法求解析式;(3)換元法求解析式;(4)解方程組法求解析式.
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1.設(shè)函數(shù) , ,則 _________; __________.
2.設(shè)函數(shù) , ,則 _____3_______; ; .
3.已知函數(shù) 是一次函數(shù),且 , ,則 __15___.
4.設(shè)f(x)= ,則f[f( )]=_____________.
5.如圖所示的圖象所表示的函數(shù)解析式為_(kāi)_________________________.
【范例解析】
例1.已知二次函數(shù) 的最小值等于4,且 ,求 的解析式.
分析:給出函數(shù)特征,可用待定系數(shù)法求解.
解法一:設(shè) ,則 解得
故所求的解析式為 .
解法二: , 拋物線 有對(duì)稱軸 .故可設(shè) .
將點(diǎn) 代入解得 .故所求的解析式為 .
解法三:設(shè) ,由 ,知 有兩個(gè)根0,2,
可設(shè) , ,
將點(diǎn) 代入解得 .故所求的解析式為 .
點(diǎn)評(píng):三種解法均是待定系數(shù)法,也是求二次函數(shù)解析式常用的三種形式:一般式,頂點(diǎn)式,零點(diǎn)式.
例2.甲同學(xué)家到乙同學(xué)家的途中有一公園,甲從家到公園的距離與乙從家到公園的距離都是2km,甲10時(shí)出發(fā)前往乙家.如圖,表示甲從出發(fā)到乙家為止經(jīng)過(guò)的路程y(km)與時(shí)間x(分)的關(guān)系.試寫出 的函數(shù)解析式.
分析:理解題意,根據(jù)圖像待定系數(shù)法求解析式.
解:當(dāng) 時(shí),直線方程為 ,當(dāng) 時(shí),直線方程為 ,
點(diǎn)評(píng):建立函數(shù)的解析式是解決實(shí)際問(wèn)題的關(guān)鍵,把題中字語(yǔ)言描述的數(shù)學(xué)關(guān)系用數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言表達(dá).要注意求出解析式后,一定要寫出其定義域.
【反饋演練】
1.若 , ,則 ( D )
。粒 B. 。茫 D.
2.已知 ,且 ,則m等于________.
3. 已知函數(shù)f(x)和g(x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,且f(x)=x2+2x.求函數(shù)g(x)的解析式.
解:設(shè)函數(shù) 的圖象上任意一點(diǎn) 關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為 ,
則
∵點(diǎn) 在函數(shù) 的圖象上
第3 函數(shù)的單調(diào)性
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
1.理解函數(shù)單調(diào)性,最大(。┲导捌鋷缀我饬x;
2.會(huì)運(yùn)用單調(diào)性的定義判斷或證明一些函數(shù)的增減性.
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1.下列函數(shù)中:
① ; ② ; ③ ; ④ .
其中,在區(qū)間(0,2)上是遞增函數(shù)的序號(hào)有___②___.
2.函數(shù) 的遞增區(qū)間是___ R ___.
3.函數(shù) 的遞減區(qū)間是__________.
4.已知函數(shù) 在定義域R上是單調(diào)減函數(shù),且 ,則實(shí)數(shù)a的取值范圍__________.
5.已知下列命題:
①定義在 上的函數(shù) 滿足 ,則函數(shù) 是 上的增函數(shù);
②定義在 上的函數(shù) 滿足 ,則函數(shù) 在 上不是減函數(shù);
③定義在 上的函數(shù) 在區(qū)間 上是增函數(shù),在區(qū)間 上也是增函數(shù),則函數(shù) 在 上是增函數(shù);
④定義在 上的函數(shù) 在區(qū)間 上是增函數(shù),在區(qū)間 上也是增函數(shù),則函數(shù) 在 上是增函數(shù).
其中正確命題的序號(hào)有_____②______.
【范例解析】
例 . 求證:(1)函數(shù) 在區(qū)間 上是單調(diào)遞增函數(shù);
(2)函數(shù) 在區(qū)間 和 上都是單調(diào)遞增函數(shù).
分析:利用單調(diào)性的定義證明函數(shù)的單調(diào)性,注意符號(hào)的確定.
證明:(1)對(duì)于區(qū)間 內(nèi)的任意兩個(gè)值 , ,且 ,
因?yàn)?
,
又 ,則 , ,得 ,
故 ,即 ,即 .
所以,函數(shù) 在區(qū)間 上是單調(diào)增函數(shù).
(2)對(duì)于區(qū)間 內(nèi)的任意兩個(gè)值 , ,且 ,
因?yàn)?,
又 ,則 , , 得,
故 ,即 ,即 .
所以,函數(shù) 在區(qū)間 上是單調(diào)增函數(shù).
同理,對(duì)于區(qū)間 ,函數(shù) 是單調(diào)增函數(shù);
所以,函數(shù) 在區(qū)間 和 上都是單調(diào)增函數(shù).
點(diǎn)評(píng):利用單調(diào)性定義證明函數(shù)的單調(diào)性,一般分三步驟:(1)在給定區(qū)間內(nèi)任意取兩值 , ;(2)作差 ,化成因式的乘積并判斷符號(hào);(3)給出結(jié)論.
例2.確定函數(shù) 的單調(diào)性.
分析:作差后,符號(hào)的確定是關(guān)鍵.
解:由 ,得定義域?yàn)?.對(duì)于區(qū)間 內(nèi)的任意兩個(gè)值 , ,且 ,
則
又 , ,
,即 .
所以, 在區(qū)間 上是增函數(shù).
點(diǎn)評(píng):運(yùn)用有理化可以對(duì)含根號(hào)的式子進(jìn)行符號(hào)的確定.
【反饋演練】
1.已知函數(shù) ,則該函數(shù)在 上單調(diào)遞__減__,(填“增”“減”)值域?yàn)開(kāi)________.
2.已知函數(shù) 在 上是減函數(shù),在 上是增函數(shù),則 __25___.
3. 函數(shù) 的單調(diào)遞增區(qū)間為 .
4. 函數(shù) 的單調(diào)遞減區(qū)間為 .
5. 已知函數(shù) 在區(qū)間 上是增函數(shù),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:設(shè)對(duì)于區(qū)間 內(nèi)的任意兩個(gè)值 , ,且 ,
則 ,
, , 得, , ,即 .
第4 函數(shù)的奇偶性
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
1.了解函數(shù)奇偶性的含義,能利用定義判斷一些簡(jiǎn)單函數(shù)的奇偶性;
2.定義域?qū)ζ媾夹缘挠绊懀憾x域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱是函數(shù)為奇函數(shù)或偶函數(shù)的必要但不充分條;不具備上述對(duì)稱性的,既不是奇函數(shù),也不是偶函數(shù).
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1.給出4個(gè)函數(shù):① ;② ;③ ;④ .
其中奇函數(shù)的有___①④___;偶函數(shù)的有____②____;既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù)的有____③____.
2. 設(shè)函數(shù) 為奇函數(shù),則實(shí)數(shù) -1 .
3.下列函數(shù)中,在其定義域內(nèi)既是奇函數(shù)又是減函數(shù)的是( A )
A. B. C. D.
【范例解析】
例1.判斷下列函數(shù)的奇偶性:
(1) ; (2) ;
(3) ; (4) ;
(5) ; (6)
分析:判斷函數(shù)的奇偶性,先看定義域是否關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,再利用定義判斷.
解:(1)定義域?yàn)?,關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱; ,
所以 為偶函數(shù).
(2)定義域?yàn)?,關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱; ,
,故 為奇函數(shù).
(3)定義域?yàn)?,關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱; , 且 ,
所以 既為奇函數(shù)又為偶函數(shù).
(4)定義域?yàn)?,不關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱;故 既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù).
(5)定義域?yàn)?,關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱; , ,則 且 ,故 既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù).
(6)定義域?yàn)?,關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱;
, 又 ,
,故 為奇函數(shù).
點(diǎn)評(píng):判斷函數(shù)的奇偶性,應(yīng)首先注意其定義域是否關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱;其次,利用定義即 或 判斷,注意定義的等價(jià)形式 或 .
例2. 已知定義在 上的函數(shù) 是奇函數(shù),且當(dāng) 時(shí), ,求函數(shù) 的解析式,并指出它的單調(diào)區(qū)間.
分析:奇函數(shù)若在原點(diǎn)有定義,則 .
解:設(shè) ,則 , .
又 是奇函數(shù), , .
當(dāng) 時(shí), .
綜上, 的解析式為 .
作出 的圖像,可得增區(qū)間為 , ,減區(qū)間為 , .
點(diǎn)評(píng):(1)求解析式時(shí) 的情況不能漏;(2)兩個(gè)單調(diào)區(qū)間之間一般不用“ ”連接;(3)利用奇偶性求解析式一般是通過(guò)“ ”實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化;(4)根據(jù)圖像寫單調(diào)區(qū)間.
【反饋演練】
1.已知定義域?yàn)镽的函數(shù) 在區(qū)間 上為減函數(shù),且函數(shù) 為偶函數(shù),則( D )
A. B. C. D.
2. 在 上定義的函數(shù) 是偶函數(shù),且 ,若 在區(qū)間 是減函數(shù),則函數(shù) ( B )
A.在區(qū)間 上是增函數(shù),區(qū)間 上是增函數(shù)
B.在區(qū)間 上是增函數(shù),區(qū)間 上是減函數(shù)
C.在區(qū)間 上是減函數(shù),區(qū)間 上是增函數(shù)
D.在區(qū)間 上是減函數(shù),區(qū)間 上是減函數(shù)
3. 設(shè) ,則使函數(shù) 的定義域?yàn)镽且為奇函數(shù)的所有 的值為_(kāi)___1,3 ___.
4.設(shè)函數(shù) 為奇函數(shù), 則 ________.
5.若函數(shù) 是定義在R上的偶函數(shù),在 上是減函數(shù),且 ,則使得 的x的取
值范圍是(-2,2).
6. 已知函數(shù) 是奇函數(shù).又 , ,求a,b,c的值;
解:由 ,得 ,得 .又 ,得 ,
而 ,得 ,解得 .又 , 或1.
若 ,則 ,應(yīng)舍去;若 ,則 .
所以, .
綜上,可知 的值域?yàn)?.
第5 函數(shù)的圖像
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
1.掌握基本初等函數(shù)的圖像特征,學(xué)會(huì)運(yùn)用函數(shù)的圖像理解和研究函數(shù)的性質(zhì);
2.掌握畫圖像的基本方法:描點(diǎn)法和圖像變換法.
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1.根據(jù)下列各函數(shù)式的變換,在箭頭上填寫對(duì)應(yīng)函數(shù)圖像的變換:
(1) ;
(2) .
2.作出下列各個(gè)函數(shù)圖像的示意圖:
(1) ; (2) ; (3) .
解:(1)將 的圖像向下平移1個(gè)單位,可得 的圖像.圖略;
(2)將 的圖像向右平移2個(gè)單位,可得 的圖像.圖略;
(3)由 ,將 的圖像先向右平移1個(gè)單位,得 的圖像,再向下平移1個(gè)單位,可得 的圖像.如下圖所示:
3.作出下列各個(gè)函數(shù)圖像的示意圖:
(1) ; (2) ; (3) ; (4) .
解:(1)作 的圖像關(guān)于y軸的對(duì)稱圖像,如圖1所示;
(2)作 的圖像關(guān)于x軸的對(duì)稱圖像,如圖2所示;
(3)作 的圖像及它關(guān)于y軸的對(duì)稱圖像,如圖3所示;
(4)作 的圖像,并將x軸下方的部分翻折到x軸上方,如圖4所示.
4. 函數(shù) 的圖象是( B )
【范例解析】
例1.作出函數(shù) 及 , , , , 的圖像.
分析:根據(jù)圖像變換得到相應(yīng)函數(shù)的圖像.
解: 與 的圖像關(guān)于y軸對(duì)稱;
與 的圖像關(guān)于x軸對(duì)稱;
將 的圖像向左平移2個(gè)單位得到 的圖像;
保留 的圖像在x軸上方的部分,將x軸下方的部分關(guān)于x軸翻折上去,并去掉原下方的部分;
將 的圖像在y軸右邊的部分沿y軸翻折到y(tǒng)軸的左邊部分替代原y軸左邊部分,并保留 在y軸右邊部分.圖略.
點(diǎn)評(píng):圖像變換的類型主要有平移變換,對(duì)稱變換兩種.平移變換:左“+”右“-”,上“+”下“-”;對(duì)稱變換: 與 的圖像關(guān)于y軸對(duì)稱;
與 的圖像關(guān)于x軸對(duì)稱; 與 的圖像關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱;
保留 的圖像在x軸上方的部分,將x軸下方的部分關(guān)于x軸翻折上去,并去掉原下方的部分;
將 的圖像在y軸右邊的部分沿y軸翻折到y(tǒng)軸的左邊部分替代原y軸左邊部分,并保留 在y軸右邊部分.
例2.設(shè)函數(shù) .
(1)在區(qū)間 上畫出函數(shù) 的圖像;
(2)設(shè)集合 . 試判斷集合 和 之間的關(guān)系,并給出證明.
分析:根據(jù)圖像變換得到 的圖像,第(3)問(wèn)實(shí)質(zhì)是恒成立問(wèn)題.
解:(1)
(2)方程 的解分別是 和 ,由于 在 和 上單調(diào)遞減,在 和 上單調(diào)遞增,因此 .
由于 .
【反饋演練】
1.函數(shù) 的圖象是( B )
2. 為了得到函數(shù) 的圖象,可以把函數(shù) 的圖象向右平移1個(gè)單位長(zhǎng)度得到.
3.已知函數(shù) 的圖象有公共點(diǎn)A,且點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為2,則 = .
4.設(shè)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且y=f (x)的圖象關(guān)于直線 對(duì)稱,則
f (1)+ f (2)+ f (3)+ f (4)+ f (5)=_____0____ .
5. 作出下列函數(shù)的簡(jiǎn)圖:
(1) ; (2) ; (3) .
第6 二次函數(shù)
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
1.理解二次函數(shù)的概念,掌握二次函數(shù)的圖像和性質(zhì);
2.能結(jié)合二次函數(shù)的圖像判斷一元二次方程根的存在性及根的個(gè)數(shù),從而了解函數(shù)的零點(diǎn)與方程根的聯(lián)系.
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1.已知二次函數(shù) ,則其圖像的開(kāi)口向__上__;對(duì)稱軸方程為 ;頂點(diǎn)坐標(biāo)為 ,與 軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為 ,最小值為 .
2.二次函數(shù) 的圖像的對(duì)稱軸為 ,則 __-2___,頂點(diǎn)坐標(biāo)為 ,遞增區(qū)間為 ,遞減區(qū)間為 .
3.函數(shù) 的零點(diǎn)為 .
4.實(shí)系數(shù)方程 兩實(shí)根異號(hào)的充要條為 ;有兩正根的充要條為 ;有兩負(fù)根的充要條為 .
5.已知函數(shù) 在區(qū)間 上有最大值3,最小值2,則m的取值范圍是__________.
【范例解析】
例1.設(shè) 為實(shí)數(shù),函數(shù) , .
(1)討論 的奇偶性;
(2)若 時(shí),求 的最小值.
分析:去絕對(duì)值.
解:(1)當(dāng) 時(shí),函數(shù)
此時(shí), 為偶函數(shù).
當(dāng) 時(shí), , ,
, .
此時(shí) 既不是奇函數(shù),也不是偶函數(shù).
(2)
由于 在 上的最小值為 ,在 內(nèi)的最小值為 .
故函數(shù) 在 內(nèi)的最小值為 .
點(diǎn)評(píng):注意分類討論;分段函數(shù)求最值,先求每個(gè)區(qū)間上的函數(shù)最值,再確定最值中的最值.
例2.函數(shù) 在區(qū)間 的最大值記為 ,求 的表達(dá)式.
分析:二次函數(shù)在給定區(qū)間上求最值,重點(diǎn)研究其在所給區(qū)間上的單調(diào)性情況.
解:∵直線 是拋物線 的對(duì)稱軸,∴可分以下幾種情況進(jìn)行討論:
(1)當(dāng) 時(shí),函數(shù) , 的圖象是開(kāi)口向上的拋物線的一段,
由 知 在 上單調(diào)遞增,故 ;
(2)當(dāng) 時(shí), , ,有 =2;
(3)當(dāng) 時(shí),,函數(shù) , 的圖象是開(kāi)口向下的拋物線的一段,
若 即 時(shí), ,
若 即 時(shí), ,
若 即 時(shí), .
綜上所述,有 = .
點(diǎn)評(píng):解答本題應(yīng)注意兩點(diǎn):一是對(duì) 時(shí)不能遺漏;二是對(duì) 時(shí)的分類討論中應(yīng)同時(shí)考察拋物線的開(kāi)口方向,對(duì)稱軸的位置及 在區(qū)間 上的單調(diào)性.
【反饋演練】
1.函數(shù) 是單調(diào)函數(shù)的充要條是 .
2.已知二次函數(shù)的圖像頂點(diǎn)為 ,且圖像在 軸上截得的線段長(zhǎng)為8,則此二次函數(shù)的解析式為 .
3. 設(shè) ,二次函數(shù) 的圖象為下列四圖之一:
則a的值為 ( B )
A.1B.-1C. D.
4.若不等式 對(duì)于一切 成立,則a的取值范圍是 .
5.若關(guān)于x的方程 在 有解,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是 .
6.已知函數(shù) 在 有最小值,記作 .
(1)求 的表達(dá)式;
(2)求 的最大值.
解:(1)由 知對(duì)稱軸方程為 ,
當(dāng) 時(shí),即 時(shí), ;
當(dāng) ,即 時(shí), ;
當(dāng) ,即 時(shí), ;
綜上, .
(2)當(dāng) 時(shí), ;當(dāng) 時(shí), ;當(dāng) 時(shí), .故當(dāng) 時(shí), 的最大值為3.
7. 分別根據(jù)下列條,求實(shí)數(shù)a的值:
(1)函數(shù) 在在 上有最大值2;
(2)函數(shù) 在在 上有最大值4.
解:(1)當(dāng) 時(shí), ,令 ,則 ;
當(dāng) 時(shí), ,令 , (舍);
當(dāng) 時(shí), ,即 .
綜上,可得 或 .
(2)當(dāng) 時(shí), ,即 ,則 ;
當(dāng) 時(shí), ,即 ,則 .
綜上, 或 .
8. 已知函數(shù) .
(1)對(duì)任意 ,比較 與 的大;
(2)若 時(shí),有 ,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)對(duì)任意 , ,
故 .
(2)又 ,得 ,即 ,
得 ,解得 .
第7 指數(shù)式與對(duì)數(shù)式
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
1.理解分?jǐn)?shù)指數(shù)冪的概念,掌握分?jǐn)?shù)指數(shù)冪的運(yùn)算性質(zhì);
2.理解對(duì)數(shù)的概念,掌握對(duì)數(shù)的運(yùn)算性質(zhì);
3.能運(yùn)用指數(shù),對(duì)數(shù)的運(yùn)算性質(zhì)進(jìn)行化簡(jiǎn),求值,證明,并注意公式成立的前提條;
4.通過(guò)指數(shù)式與對(duì)數(shù)式的互化以及不同底的對(duì)數(shù)運(yùn)算化為同底對(duì)數(shù)運(yùn)算.
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1.寫出下列各式的值:
; ____4____; ;
___0_____; ____1____; __-4__.
2.化簡(jiǎn)下列各式:
(1) ;
(2) .
3.求值:(1) ___-38____;
(2) ____1____;
(3) _____3____.
【范例解析】
例1. 化簡(jiǎn)求值:
(1)若 ,求 及 的值;
(2)若 ,求 的值.
分析:先化簡(jiǎn)再求值.
解:(1)由 ,得 ,故 ;
又 , ; ,故 .
(2)由 得 ;則 .
點(diǎn)評(píng):解條求值問(wèn)題:(1)將已知條適當(dāng)變形后使用;(2)先化簡(jiǎn)再代入求值.
例2.(1)求值: ;
(2)已知 , ,求 .
分析:化為同底.
解:(1)原式= ;
(2)由 ,得 ;所以 .
點(diǎn)評(píng):在對(duì)數(shù)的求值過(guò)程中,應(yīng)注意將對(duì)數(shù)化為同底的對(duì)數(shù).
例3. 已知 ,且 ,求c的值.
分析:將a,b都用c表示.
解:由 ,得 , ;又 ,則 ,
得 . , .
點(diǎn)評(píng):三個(gè)方程三個(gè)未知數(shù),消元法求解.
【反饋演練】
1.若 ,則 .
2.設(shè) ,則 .
3.已知函數(shù) ,若 ,則 -b.
4.設(shè)函數(shù) 若 ,則x0的取值范圍是(-∞,-1)∪(1,+∞).
5.設(shè)已知f (x6) = log2x,那么f (8)等于 .
6.若 , ,則k =__-1__.
7.已知函數(shù) ,且 .
(1)求實(shí)數(shù)c的值;
(2)解不等式 .
解:(1)因?yàn)?,所以 ,
由 ,即 , .
(2)由(1)得:
由 得,當(dāng) 時(shí),解得 .
當(dāng) 時(shí),解得 ,
所以 的解集為 .
第8 冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)及其性質(zhì)
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
1.了解冪函數(shù)的概念,結(jié)合函數(shù) , , , , 的圖像了解它們的變化情況;
2.理解指數(shù)函數(shù)的概念和意義,能畫出具體指數(shù)函數(shù)的圖像,探索并理解指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性;
3.在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中,體會(huì)指數(shù)函數(shù)是一類重要的函數(shù)模型.
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1.指數(shù)函數(shù) 是R上的單調(diào)減函數(shù),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是 .
2.把函數(shù) 的圖像分別沿x軸方向向左,沿y軸方向向下平移2個(gè)單位,得到 的圖像,則 .
3.函數(shù) 的定義域?yàn)開(kāi)__R__;單調(diào)遞增區(qū)間 ;值域 .
4.已知函數(shù) 是奇函數(shù),則實(shí)數(shù)a的取值 .
5.要使 的圖像不經(jīng)過(guò)第一象限,則實(shí)數(shù)m的取值范圍 .
6.已知函數(shù) 過(guò)定點(diǎn),則此定點(diǎn)坐標(biāo)為 .
【范例解析】
例1.比較各組值的大。
(1) , , , ;
(2) , , ,其中 ;
(3) , .
分析:同指不同底利用冪函數(shù)的單調(diào)性,同底不同指利用指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性.
解:(1) ,而 ,
.
(2) 且 , .
(3) .
點(diǎn)評(píng):比較同指不同底可利用冪函數(shù)的單調(diào)性,同底不同指可利用指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性;另注意通過(guò)0,1等數(shù)進(jìn)行間接分類.
例2.已知定義域?yàn)?的函數(shù) 是奇函數(shù),求 的值;
解:因?yàn)?是奇函數(shù),所以 =0,即
又由f(1)= -f(-1)知
例3.已知函數(shù) ,求證:
(1)函數(shù) 在 上是增函數(shù);
(2)方程 沒(méi)有負(fù)根.
分析:注意反證法的運(yùn)用.
證明:(1)設(shè) , ,
, ,又 ,所以 , , ,則
故函數(shù) 在 上是增函數(shù).
(2)設(shè)存在 ,滿足 ,則 .又 ,
即 ,與假設(shè) 矛盾,故方程 沒(méi)有負(fù)根.
點(diǎn)評(píng):本題主要考察指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性,函數(shù)和方程的內(nèi)在聯(lián)系.
【反饋演練】
1.函數(shù) 對(duì)于任意的實(shí)數(shù) 都有( C )
A. B.
C. D.
2.設(shè) ,則( A )
A.-2<x<-1 B.-3<x<-2 C.-1<x<0 D.0<x<1
3.將y=2x的圖像 ( D ) 再作關(guān)于直線y=x對(duì)稱的圖像,可得到函數(shù) 的圖像.
A.先向左平行移動(dòng)1個(gè)單位B.先向右平行移動(dòng)1個(gè)單位
C.先向上平行移動(dòng)1個(gè)單位D. 先向下平行移動(dòng)1個(gè)單位
4.函數(shù) 的圖象如圖,其中a、b為常數(shù),則下列結(jié)論正確的是( C )
A. B.
C. D.
5.函數(shù) 在 上的最大值與最小值的和為3,則 的值為_(kāi)__2__.
6.若關(guān)于x的方程 有實(shí)數(shù)根,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
解:由 得, ,
7.已知函數(shù) .
(1)判斷 的奇偶性;
(2)若 在R上是單調(diào)遞增函數(shù),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)定義域?yàn)镽,則 ,故 是奇函數(shù).
(2)設(shè) , ,
當(dāng) 時(shí),得 ,即 ;
當(dāng) 時(shí),得 ,即 ;
綜上,實(shí)數(shù)a的取值范圍是 .
第9 對(duì)數(shù)函數(shù)及其性質(zhì)
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
1.理解對(duì)數(shù)函數(shù)的概念和意義,能畫出具體對(duì)數(shù)函數(shù)的圖像,探索并理解對(duì)數(shù)函數(shù)的單調(diào)性;
2.在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中,體會(huì)對(duì)數(shù)函數(shù)是一類重要的函數(shù)模型;
3.熟練運(yùn)用分類討論思想解決指數(shù)函數(shù),對(duì)數(shù)函數(shù)的單調(diào)性問(wèn)題.
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1. 函數(shù) 的單調(diào)遞增區(qū)間是 .
2. 函數(shù) 的單調(diào)減區(qū)間是 .
【范例解析】
例1. (1)已知 在 是減函數(shù),則實(shí)數(shù) 的取值范圍是_________.
(2)設(shè)函數(shù) ,給出下列命題:
① 有最小值; ②當(dāng) 時(shí), 的值域?yàn)?;
③當(dāng) 時(shí), 的定義域?yàn)?;
④若 在區(qū)間 上單調(diào)遞增,則實(shí)數(shù) 的取值范圍是 .
則其中正確命題的序號(hào)是_____________.
分析:注意定義域,真數(shù)大于零.
解:(1) , 在 上遞減,要使 在 是減函數(shù),則 ;又 在 上要大于零,即 ,即 ;綜上, .
(2)① 有無(wú)最小值與a的取值有關(guān);②當(dāng) 時(shí), ,成立;
③當(dāng) 時(shí),若 的定義域?yàn)?,則 恒成立,即 ,即 成立;④若 在區(qū)間 上單調(diào)遞增,則 解得 ,不成立.
點(diǎn)評(píng):解決對(duì)數(shù)函數(shù)有關(guān)問(wèn)題首先要考慮定義域,并能結(jié)合對(duì)數(shù)函數(shù)圖像分析解決.
例3.已知函數(shù) ,求函數(shù) 的定義域,并討論它的奇偶性和單調(diào)性.
分析:利用定義證明復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性.
解:x須滿足 所以函數(shù) 的定義域?yàn)椋ǎ?,0)∪(0,1).
因?yàn)楹瘮?shù) 的定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,且對(duì)定義域內(nèi)的任意x,有
,所以 是奇函數(shù).
研究 在(0,1)內(nèi)的單調(diào)性,任取x1、x2∈(0,1),且設(shè)x1<x2 ,則
得 >0,即 在(0,1)內(nèi)單調(diào)遞減,
由于 是奇函數(shù),所以 在(-1,0)內(nèi)單調(diào)遞減.
點(diǎn)評(píng):本題重點(diǎn)考察復(fù)合函數(shù)單調(diào)性的判斷及證明,運(yùn)用函數(shù)性質(zhì)解決問(wèn)題的能力.
【反饋演練】
1.給出下列四個(gè)數(shù):① ;② ;③ ;④ .其中值最大的序號(hào)是___④___.
2.設(shè)函數(shù) 的圖像過(guò)點(diǎn) , ,則 等于___5_ _.
3.函數(shù) 的圖象恒過(guò)定點(diǎn) ,則定點(diǎn) 的坐標(biāo)是 .
4.函數(shù) 上的最大值和最小值之和為a,則a的值為 .
5.函數(shù) 的圖象和函數(shù) 的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)有___3___個(gè).
6.下列四個(gè)函數(shù):① ; ② ;③ ;
④ .其中,函數(shù)圖像只能是如圖所示的序號(hào)為_(kāi)__②___.
7.求函數(shù) , 的最大值和最小值.
解:
令 , ,則 ,
即求函數(shù) 在 上的最大值和最小值.
故函數(shù) 的最大值為0,最小值為 .
8.已知函數(shù) .
(1)求 的定義域;(2)判斷 的奇偶性;(3)討論 的單調(diào)性,并證明.
解:(1)解:由 ,故的定義域?yàn)?.
(2) ,故 為奇函數(shù).
(3)證明:設(shè) ,則 ,
.
當(dāng) 時(shí), ,故 在 上為減函數(shù);同理 在 上也為減函數(shù);
當(dāng) 時(shí), ,故 在 , 上為增函數(shù).
第10 函數(shù)與方程
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
1.能利用二次函數(shù)的圖像與判別式的正負(fù),判斷一元二次方程根的存在性及根的個(gè)數(shù),了解函數(shù)零點(diǎn)與方程根的聯(lián)系.
2.能借助計(jì)算器用二分法求方程的近似解,并理解二分法的實(shí)質(zhì).
3.體驗(yàn)并理解函數(shù)與方程的相互轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想方法.
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1.函數(shù) 在區(qū)間 有_____1 ___個(gè)零點(diǎn).
2.已知函數(shù) 的圖像是連續(xù)的,且 與 有如下的對(duì)應(yīng)值表:
123456
-2.33.40-1.3-3.43.4
則 在區(qū)間 上的零點(diǎn)至少有___3__個(gè).
【范例解析】
例1. 是定義在區(qū)間[-c,c]上的奇函數(shù),其圖象如圖所示:令 ,
則下列關(guān)于函數(shù) 的結(jié)論:
①若a<0,則函數(shù) 的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱;
②若a=-1,-2<b<0,則方程 =0有大于2的實(shí)根;
③若a≠0, ,則方程 =0有兩個(gè)實(shí)根;
④若 , ,則方程 =0有三個(gè)實(shí)根.
其中,正確的結(jié)論有___________.
分析:利用圖像將函數(shù)與方程進(jìn)行互化.
解:當(dāng) 且 時(shí), 是非奇非偶函數(shù),①不正確;當(dāng) , 時(shí), 是奇函數(shù),關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,③不正確;當(dāng) , 時(shí), ,由圖知,當(dāng) 時(shí), 才有三個(gè)實(shí)數(shù)根,故④不正確;故選②.
點(diǎn)評(píng):本題重點(diǎn)考察函數(shù)與方程思想,突出考察分析和觀察能力;題中只給了圖像特征,因此,應(yīng)用其圖,察其形,舍其次,抓其本.
例2.設(shè) ,若 , , .
求證:(1) 且 ;
(2)方程 在 內(nèi)有兩個(gè)實(shí)根.
分析:利用 , , 進(jìn)行消元代換.
證明:(1) , ,由 ,得 ,代入 得:
,即 ,且 ,即 ,即證.
(2) ,又 , .則兩根分別在區(qū)間 , 內(nèi),得證.
點(diǎn)評(píng):在證明第(2)問(wèn)時(shí),應(yīng)充分運(yùn)用二分法求方程解的方法,選取 的中點(diǎn) 考察 的正負(fù)是首選目標(biāo),如不能實(shí)現(xiàn) ,則應(yīng)在區(qū)間內(nèi)選取其它的值.本題也可選 ,也可利用根的分布做.
【反饋演練】
1.¬¬¬¬¬設(shè) , 為常數(shù).若存在 ,使得 ,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是 .
2.設(shè)函數(shù) 若 , ,則關(guān)于x的方程 解的個(gè)數(shù)為( C )
A.1B.2C.3D.4
3.已知 ,且方程 無(wú)實(shí)數(shù)根,下列命題:
①方程 也一定沒(méi)有實(shí)數(shù)根;②若 ,則不等式 對(duì)一切實(shí)數(shù) 都成立;
③若 ,則必存在實(shí)數(shù) ,使
④若 ,則不等式 對(duì)一切實(shí)數(shù) 都成立.
其中正確命題的序號(hào)是 ①②④ .
4.設(shè)二次函數(shù) ,方程 的兩根 和 滿足 .求實(shí)數(shù) 的取值范圍.
解:令 ,
則由題意可得 .
故所求實(shí)數(shù) 的取值范圍是 .
5.已知函數(shù) 是偶函數(shù),求k的值;
解: 是偶函數(shù),
由于此式對(duì)于一切 恒成立,
6.已知二次函數(shù) .若a>b>c, 且f(1)=0,證明f(x)的圖象與x軸有2個(gè)交點(diǎn).
證明:
的圖象與x軸有兩個(gè)交點(diǎn).
第11 函數(shù)模型及其應(yīng)用
【考點(diǎn)導(dǎo)讀】
1.能根據(jù)實(shí)際問(wèn)題的情境建立函數(shù)模型,結(jié)合對(duì)函數(shù)性質(zhì)的研究,給出問(wèn)題的解答.
2.理解數(shù)據(jù)擬合是用對(duì)事物的發(fā)展規(guī)律進(jìn)行估計(jì)的一種方法,會(huì)根據(jù)條借助計(jì)算工具解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題.
3.培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)地分析問(wèn)題,探索問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力.
【基礎(chǔ)練習(xí)】
1今有一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
1.993.04.05.16.12
1.54.047.51218.01
現(xiàn)準(zhǔn)備用下列函數(shù)中的一個(gè)近似地表示這些數(shù)據(jù)滿足的規(guī)律,
① ② ③ ④
其中最接近的一個(gè)的序號(hào)是______③_______.
2.某摩托車生產(chǎn)企業(yè),上年度生產(chǎn)摩托車的投入成本為1萬(wàn)元/輛,出廠價(jià)為1.2萬(wàn)元/輛,年銷售量為1000輛.本年度為適應(yīng)市場(chǎng)需求,計(jì)劃提高產(chǎn)品檔次,適度增加投入成本.若每輛車投入成本增加的比例為x(0 < x < 1),則出廠價(jià)相應(yīng)的提高比例為0.75x,同時(shí)預(yù)計(jì)年銷售量增加的比例為0.6x.已知年利潤(rùn) = (出廠價(jià)-投入成本)×年銷售量.
(Ⅰ)寫出本年度預(yù)計(jì)的年利潤(rùn)y與投入成本增加的比例x的關(guān)系式;
(Ⅱ)為使本年度的年利潤(rùn)比上年有所增加,問(wèn)投入成本增加的比例x應(yīng)在什么范圍內(nèi)?
解:(Ⅰ)由題意得y = [ 1.2×(1+0.75x)-1×(1 + x) ] ×1000×( 1+0.6x )(0 < x < 1)
整理得 y = -60x2 + 20x + 200(0 < x < 1).
(Ⅱ)要保證本年度的利潤(rùn)比上年度有所增加,當(dāng)且僅當(dāng)
即 解不等式得 .
答:為保證本年度的年利潤(rùn)比上年度有所增加,投入成本增加的比例x應(yīng)滿足0 < x < 0.33.
【范例解析】
例. 某蔬菜基地種植西紅柿,由歷年市場(chǎng)行情得知,從二月一日起的300天內(nèi),西紅柿市場(chǎng)售價(jià)與上市時(shí)間的關(guān)系用圖一的一條折線表示;西紅柿的種植成本與上市時(shí)間的關(guān)系用圖二的拋物線段表示.
(Ⅰ)寫出圖一表示的市場(chǎng)售價(jià)與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系式p=f(t);寫出圖二表示的種植成本與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系式Q=g(t);
(Ⅱ)認(rèn)定市場(chǎng)售價(jià)減去種植成本為純收益,問(wèn)何時(shí)上市的西紅柿純收益最大?
(注:市場(chǎng)售價(jià)和種植成本的單位:元/102kg,時(shí)間單位:天)
解:(Ⅰ)由圖一可得市場(chǎng)售價(jià)與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系為
由圖二可得種植成本與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系為
g(t)= (t-150)2+100,0≤t≤300.
(Ⅱ)設(shè)t時(shí)刻的純收益為h(t),則由題意得
h(t)=f(t)-g(t),
即
當(dāng)0≤t≤200時(shí),配方整理得
h(t)=- (t-50)2+100,
所以,當(dāng)t=50時(shí),h(t)取得區(qū)間[0,200]上的最大值100;
當(dāng)200<t≤300時(shí),配方整理得:h(t)=- (t-350)2+100,
所以,當(dāng)t=300時(shí),h(t)取得區(qū)間(200,300]上的最大值87.5.
綜上:由100>87.5可知,h(t)在區(qū)間[0,300]上可以取得最大值100,此時(shí)t=50,即從二月一日開(kāi)始的第50天時(shí),上市的西紅柿純收益最大
【反饋演練】
1.把長(zhǎng)為12cm的細(xì)鐵絲截成兩段,各自圍成一個(gè)正三角形,則這兩個(gè)正三角形面積之和的最小值是___________ .
2.某地高上溫度從腳起每升高100m降低0.7℃,已知頂?shù)臏囟仁?4.1℃,腳的溫度是26℃,則此的高度為_(kāi)____17_____m.
3.某公司在甲、乙兩地銷售一種品牌車,利潤(rùn)(單位:萬(wàn)元)分別為L(zhǎng)1=5.06x-0.15 x 2和L2=2 x,其中x為銷售量(單位:輛).若該公司在這兩地共銷售15輛車,則能獲得的最大利潤(rùn)為_(kāi)___45.6___萬(wàn)元.
4.某單位用木料制作如圖所示的框架,框架的下部是邊長(zhǎng)分別為x,y(單位:m)的矩形.上部是等腰直角三角形. 要求框架圍成的總面積8cm2. 問(wèn)x、y分別為多少時(shí)用料最省?
解:由題意得 xy+ x2=8,∴y= = (0<x<4 ).
則框架用料長(zhǎng)度為l=2x+2y+2( )=( + )x+ ≥4 .
當(dāng)( + )x= ,即x=8-4 時(shí)等號(hào)成立.
此時(shí),x=8-4 , ,
故當(dāng)x為8-4 m,y為 m時(shí),用料最省.
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaosan/41542.html
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