考前三个月高考数学(全国甲卷通用理科)知识方法篇专题3函数与导数第8练
2017版考前三个月高考数学全国甲卷通用理科知识 方法
第12练 导数几何意义的必会题型[题型分析·高考展望] 本部分题目考查导数的几何意义：函数f (x )在x ＝x 0处的导数即为函数图象在该点处的切线的斜率，考查形式主要为选择题和填空题或者在解答题的某一步中出现(难度为低中档)，内容就是求导，注意审题是过点(x 0，y 0)的切线还是在点(x 0，y 0)处的切线.体验高考1.(2016·四川)设直线l 1，l 2分别是函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－ln x ，0<x <1，ln x ，x >1图象上点P 1，P 2处的切线，l 1与l 2垂直相交于点P ，且l 1，l 2分别与y 轴相交于点A ，B ，则△P AB 的面积的取值范围是( )A.(0，1)B.(0，2)C.(0，＋∞)D.(1，＋∞) 答案 A解析 ∵f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－ln x ，0<x <1，ln x ，x >1，∴f ′(x )＝⎩⎨⎧－1x，0<x <1，1x ，x >1.若k 1·k 2＝－1，则两个切点一个在x ∈(0，1)的图象上为P 1，一个在x ∈(1，＋∞)的图象上为P 2.设P 1(x 1，y 1)，P 2(x 2，y 2)， 则k 1＝－1x 1，k 2＝1x 2.∵k 1k 2＝－1，∴x 1x 2＝1. 令x 1＝x 0(0<x 0<1)，则x 2＝1x 0.∴P 1(x 0，－ln x 0)，P 2⎝⎛⎭⎫1x 0，－ln x 0.∴l 1：y ＋ln x 0＝－1x 0(x －x 0)⇒y ＝－1x 0x ＋1－ln x 0，∴A (0，1－ln x 0).l 2：y ＋ln x 0＝x 0(x －1x 0)⇒y ＝x 0x －1－ln x 0，∴B (0，－1－ln x 0)，∴|AB |＝1－ln x 0－(－1－ln x 0)＝2.联立⎩⎪⎨⎪⎧y ＝－1x 0x ＋1－ln x 0，y ＝x 0x －1－ln x 0，得P ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 0x 20＋1，x 20－1x 20＋1－ln x 0.∴S △P AB ＝12·2|x 0|x 20＋1·|AB |＝12·2x 0x 20＋1·2＝2x 0x 20＋1＝2x 0＋1x 0.∵x 0∈(0，1)，∴0＜2x 0＋1x 0＜1，故S △P AB ∈(0，1).2.(2016·课标全国丙)已知f (x )为偶函数，当x ≤0时，f (x )＝e －x －1－x ，则曲线y ＝f (x )在点(1，2)处的切线方程是________. 答案 y ＝2x解析 设x >0，则－x <0，f (－x )＝e x －1＋x ，因为f (x )为偶函数，所以f (－x )＝f (x )， 所以f (x )＝e x －1＋x .因为当x ＞0时，f ′(x )＝e x －1＋1，所以f ′(1)＝2，所以曲线y ＝f (x )在点(1，2)处的切线方程为 y －2＝2(x －1)，即y ＝2x .3.(2016·课标全国甲)若直线y ＝kx ＋b 是曲线y ＝ln x ＋2的切线，也是曲线y ＝ln(x ＋1)的切线，则b ＝________. 答案 1－ln 2解析 y ＝ln x ＋2的切线为：y ＝1x 1·x ＋ln x 1＋1(设切点横坐标为x 1)，y ＝ln(x ＋1)的切线为：y ＝1x 2＋1x ＋ln(x 2＋1)－x 2x 2＋1(设切点横坐标为x 2)，∴⎩⎨⎧1x 1＝1x 2＋1，ln x 1＋1＝ln (x 2＋1)－x2x 2＋1，解得⎩⎨⎧x 1＝12，x 2＝－12，，∴b ＝ln x 1＋1＝1－ln 2.4.(2015·天津)已知函数f (x )＝4x －x 4，x ∈R . (1)求f (x )的单调区间；(2)设曲线y ＝f (x )与x 轴正半轴的交点为P ，曲线在点P 处的切线方程为y ＝g (x )，求证：对于任意的实数x ，都有f (x )≤g (x )；(3)若方程f (x )＝a (a 为实数)有两个实数根x 1，x 2，且x 1＜x 2，求证：x 2－x 1≤－a3＋431.(1)解 由f (x )＝4x －x 4，可得f ′(x )＝4－4x 3. 当f ′(x )＞0，即x ＜1时，函数f (x )单调递增； 当f ′(x )＜0，即x ＞1时，函数f (x )单调递减. 所以f (x )的单调递增区间为(－∞，1)， 单调递减区间为(1，＋∞). (2)证明 设点P 的坐标为(x 0，0)， 则x 0＝431，f ′(x 0)＝－12.曲线y ＝f (x )在点P 处的切线方程为y ＝f ′(x 0)·(x －x 0)， 即g (x )＝f ′(x 0)(x －x 0). 令函数F (x )＝f (x )－g (x )， 即F (x )＝f (x )－f ′(x 0)(x －x 0)， 则F ′(x )＝f ′(x )－f ′(x 0).由于f ′(x )＝－4x 3＋4在(－∞，＋∞)上单调递减， 故F ′(x )在(－∞，＋∞)上单调递减. 又因为F ′(x 0)＝0，所以当x ∈(－∞，x 0)时，F ′(x )＞0； 当x ∈(x 0，＋∞)时，F ′(x )＜0， 所以F (x )在(－∞，x 0)上单调递增， 在(x 0，＋∞)上单调递减，所以对于任意的实数x ，F (x )≤F (x 0)＝0， 即对于任意的实数x ，都有f (x )≤g (x ). (3)证明 由(2)知g (x )＝－12⎝⎛⎭⎫x －431.设方程g (x )＝a 的根为x 2′，可得x 2′＝－a12＋431.因为g (x )在(－∞，＋∞)上单调递减， 又由(2)知g (x 2)≥f (x 2)＝a ＝g (x 2′)， 因此x 2≤x 2′.类似地，设曲线y ＝f (x )在原点处的切线方程为y ＝h (x )， 可得h (x )＝4x .对于任意的x ∈(－∞，＋∞)，有f (x )－h (x )＝－x 4≤0，即f (x )≤h (x ). 设方程h (x )＝a 的根为x 1′，可得x 1′＝a4.因为h (x )＝4x 在(－∞，＋∞)上单调递增， 且h (x 1′)＝a ＝f (x 1)≤h (x 1)，因此x 1′≤x 1， 由此可得x 2－x 1≤x 2′－x 1′＝－a3＋431.5.(2016·课标全国甲)已知函数f (x )＝(x ＋1)ln x －a (x －1). (1)当a ＝4时，求曲线y ＝f (x )在(1，f (1))处的切线方程； (2)若当x ∈(1，＋∞)时，f (x )>0，求a 的取值范围. 解 (1)f (x )的定义域为(0，＋∞). 当a ＝4时，f (x )＝(x ＋1)ln x －4(x －1)， f ′(x )＝ln x ＋1x －3，f ′(1)＝－2，f (1)＝0，曲线y ＝f (x )在(1，f (1))处的切线方程为2x ＋y －2＝0.(2)当x ∈(1，＋∞)时，f (x )>0等价于ln x －a (x －1)x ＋1>0，设g (x )＝ln x －a (x －1)x ＋1，则g ′(x )＝1x －2a(x ＋1)2＝x 2＋2(1－a )x ＋1x (x ＋1)2，g (1)＝0.①当a ≤2，x ∈(1，＋∞)时， x 2＋2(1－a )x ＋1≥x 2－2x ＋1>0，故g ′(x )>0，g (x )在(1，＋∞)上单调递增， 因此g (x )>0；②当a >2时，令g ′(x )＝0得，x 1＝a －1－(a －1)2－1，x 2＝a －1＋(a －1)2－1. 由x 2>1和x 1x 2＝1得x 1<1， 故当x ∈(1，x 2)时，g ′(x )<0，g (x )在(1，x 2)上单调递减， 因此g (x )<0.综上，a 的取值范围是(－∞，2].高考必会题型题型一 直接求切线或切线斜率问题例1 (1)(2015·课标全国Ⅰ)已知函数f (x )＝ax 3＋x ＋1的图象在点(1，f (1))处的切线过点(2，7)，则a ＝______. (2)曲线y ＝x e x－1在点(1，1)处切线的斜率等于( )A.2eB.eC.2D.1 答案 (1)1 (2)C解析 (1)f ′(x )＝3ax 2＋1，f ′(1)＝1＋3a ，f (1)＝a ＋2. 在点(1，f (1))处的切线方程为y －(a ＋2)＝(1＋3a )(x －1). 将(2，7)代入切线方程，得7－(a ＋2)＝(1＋3a )，解得a ＝1. (2)∵y ＝x ex －1＝x e x e， ∴y ′＝1e (e x ＋x ·e x )＝1e·e x·(x ＋1)，故曲线在点(1，1)处的切线斜率为y ′|x ＝1＝2. 点评 导数几何意义的应用，需注意以下两点：(1)当曲线y ＝f (x )在点(x 0，f (x 0))处的切线垂直于x 轴时，函数在该点处的导数不存在，切线方程是x ＝x 0.(2)注意区分曲线在某点处的切线和曲线过某点的切线.曲线y ＝f (x )在点P (x 0，f (x 0))处的切线方程是y －f (x 0)＝f ′(x 0)(x －x 0)；求过某点的切线方程，需先设出切点坐标，再依据已知点在切线上求解.变式训练1 (2016·课标全国丙)已知f (x )为偶函数，当x ＜0时，f (x )＝ln(－x )＋3x ，则曲线y ＝f (x )在点(1，－3)处的切线方程是________. 答案 2x ＋y ＋1＝0解析 设x ＞0，则－x ＜0，f (－x )＝ln x －3x ，又f (x )为偶函数，f (x )＝ln x －3x ，f ′(x )＝1x －3，f ′(1)＝－2，切线方程为y ＝－2x －1. 题型二 导数几何意义的综合应用例2 (2015·山东)设函数f (x )＝(x ＋a )ln x ，g (x )＝x 2e x . 已知曲线y ＝f (x ) 在点(1，f (1))处的切线与直线2x －y ＝0平行. (1)求a 的值；(2)是否存在自然数k ，使得方程f (x )＝g (x )在(k ，k ＋1)内存在唯一的根？如果存在，求出k ；如果不存在，请说明理由；(3)设函数m (x )＝min{f (x )，g (x )}(min{p ，q }表示p ，q 中的较小值)，求m (x )的最大值. 解 (1)由题意知，曲线y ＝f (x )在点(1，f (1))处的切线斜率为2，所以f ′(1)＝2， 又f ′(x )＝ln x ＋ax ＋1，即f ′(1)＝a ＋1＝2，所以a ＝1.(2)当k ＝1时，方程f (x )＝g (x )在(1，2)内存在唯一的根.设h (x )＝f (x )－g (x )＝(x ＋1)ln x －x 2e x ，当x ∈(0，1]时，h (x )＜0.又h (2)＝3ln 2－4e 2＝ln 8－4e 2＞1－1＝0，所以存在x 0∈(1，2)，使得h (x 0)＝0. 因为h ′(x )＝ln x ＋1x ＋1＋x (x －2)e x ，所以当x ∈(1，2)时，h ′(x )＞1－1e ＞0，当x ∈(2，＋∞)时，h ′(x )＞0， 所以当x ∈(1，＋∞)时，h (x )单调递增，所以k ＝1时，方程f (x )＝g (x )在(k ，k ＋1)内存在唯一的根. (3)由(2)知方程f (x )＝g (x )在(1，2)内存在唯一的根x 0. 且x ∈(0，x 0)时，f (x )＜g (x )， x ∈(x 0，＋∞)时，f (x )＞g (x )，所以m (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧(x ＋1)ln x ，x ∈(0，x 0]，x 2e x ，x ∈(x 0，＋∞).当x ∈(0，x 0)时，若x ∈(0，1]，m (x )≤0； 若x ∈(1，x 0)，由m ′(x )＝ln x ＋1x ＋1＞0，可知0＜m (x )≤m (x 0)； 故m (x )≤m (x 0).当x ∈(x 0，＋∞)时，由m ′(x )＝x (2－x )e x ，可得x ∈(x 0，2)时，m ′(x )＞0，m (x )单调递增； x ∈(2，＋∞)时，m ′(x )＜0，m (x )单调递减； 可知m (x )≤m (2)＝4e 2，且m (x 0)＜m (2).综上可得，函数m (x )的最大值为4e2.点评 已知切线求参数问题，主要利用导数几何意义，通过切点坐标、切线斜率之间的关系来构造方程组求解.变式训练2 (2015·广东)设a >1，函数f (x )＝(1＋x 2)e x －a . (1)求f (x )的单调区间；(2)证明：f (x )在(－∞，＋∞)上仅有一个零点；(3)若曲线y ＝f (x )在点P 处的切线与x 轴平行，且在点M (m ，n )处的切线与直线OP 平行(O是坐标原点)，证明：m ≤3a －2e－1.(1)解 f ′(x )＝2x e x ＋(1＋x 2)e x ＝(x 2＋2x ＋1)e x ＝(x ＋1)2e x ，∀x ∈R ，f ′(x )≥0恒成立.∴f (x )的单调增区间为(－∞，＋∞)，无单调减区间. (2)证明 ∵f (0)＝1－a ，f (a )＝(1＋a 2)e a －a ， ∵a >1，∴f (0)<0，f (a )>2a e a －a >2a －a ＝a >0， ∴f (0)·f (a )<0，∴f (x )在(0，a )上有一零点， 又∵f (x )在(－∞，＋∞)上单调递增， ∴f (x )在(0，a )上仅有一个零点， ∴f (x )在(－∞，＋∞)上仅有一个零点. (3)证明 f ′(x )＝(x ＋1)2e x ，设P (x 0，y 0)， 则f ′(x 0)＝ex (x 0＋1)2＝0，∴x 0＝－1，把x 0＝－1代入y ＝f (x )得y 0＝2e －a ，∴k OP ＝a －2e .f ′(m )＝e m (m ＋1)2＝a －2e，令g (m )＝e m －(m ＋1)，g ′(m )＝e m －1.令g ′(x )>0，则m >0，∴g (m )在(0，＋∞)上单调递增， 令g ′(x )<0，则m <0，∴g (m )在(－∞，0)上单调递减， ∴g (m )min ＝g (0)＝0.∴e m －(m ＋1)≥0，即e m ≥m ＋1. ∴e m (m ＋1)2≥(m ＋1)3，即a －2e ≥(m ＋1)3.∴m ＋1≤3a －2e ，即m ≤ 3a －2e－1.高考题型精练1.已知函数f (x )＝x ln x ，若直线l 过点(0，－1)，并且与曲线y ＝f (x )相切，则直线l 的方程为( )A.x ＋y －1＝0B.x －y －1＝0C.x ＋y ＋1＝0D.x －y ＋1＝0答案 B解析 ∵点(0，－1)不在曲线f (x )＝x ln x 上， ∴设切点为(x 0，y 0). 又∵f ′(x )＝1＋ln x ，∴⎩⎪⎨⎪⎧y 0＝x 0ln x 0，y 0＋1＝(1＋ln x 0)x 0， 解得x 0＝1，y 0＝0. ∴切点为(1，0)， ∴f ′(1)＝1＋ln 1＝1.∴直线l 的方程为y ＝x －1，即x －y －1＝0.故选B.2.已知f (x )＝ln x ，g (x )＝12x 2＋mx ＋72(m <0)，直线l 与函数f (x )，g (x )的图象都相切，且与f (x )图象的切点为(1，f (1))，则m 等于( ) A.－1 B.－3 C.－4 D.－2 答案 D解析 ∵f ′(x )＝1x，∴直线l 的斜率为k ＝f ′(1)＝1. 又f (1)＝0，∴切线l 的方程为y ＝x －1. g ′(x )＝x ＋m ，设直线l 与g (x )的图象的切点为(x 0，y 0)， 则有x 0＋m ＝1，y 0＝x 0－1， y 0＝12x 20＋mx 0＋72(m <0)， 于是解得m ＝－2.故选D.3.已知直线l 与曲线f (x )＝x 2－3x ＋2＋2ln x 相切，则直线l 倾斜角的最小值为( ) A.π6 B.π4 C.π3 D.π2 答案 B解析 函数的定义域为(0，＋∞).由导数的几何意义可知，曲线上任意一点P (x ，y )处的切线的斜率为f ′(x )＝2x －3＋2x ，因为x ＞0，故2x ＋2x≥22x ×2x ＝4(当且仅当2x ＝2x，即x ＝1时取等号)，所以f ′(x )＝2x －3＋2x ≥4－3＝1，即直线l 的斜率的最小值为1，此时直线的倾斜角取得最小值π4.故选B.4.设a ∈R ，函数f (x )＝x 3＋ax 2＋(a －3)x 的导函数是f ′(x )，若f ′(x )是偶函数，则曲线y ＝f (x )在原点处的切线方程为( ) A.y ＝3x B.y ＝－2x C.y ＝－3x D.y ＝2x答案 C解析 ∵f ′(x )＝3x 2＋2ax ＋(a －3)，又f ′(x )是偶函数，∴a ＝0，即f ′(x )＝3x 2－3. ∴k ＝f ′(0)＝－3，∴曲线y ＝f (x )在原点处的切线方程为y ＝－3x ， 故选C. 5.曲线y ＝e－2x＋1在点(0，2)处的切线与直线y ＝0和y ＝x 围成的三角形的面积为( )A.13B.12C.23 D.1 答案 A解析 因为y ′＝－2e－2x，∴曲线在点(0，2)处的切线斜率k ＝－2，∴切线方程为y ＝－2x＋2，该直线与直线y ＝0和y ＝x 围成的三角形如图所示，其中直线y ＝－2x ＋2与y ＝x 的交点为A ⎝⎛⎭⎫23，23，所以三角形的面积S ＝12×1×23＝13.6.若曲线f (x )＝13ax 3＋12bx 2＋cx ＋d (a ，b ，c >0)上不存在斜率为0的切线，则f ′(1)b －1的取值范围是( ) A.(1，＋∞) B.[1，＋∞) C.(2，＋∞) D.[2，＋∞)答案 A解析 因为函数f ′(x )＝ax 2＋bx ＋c ， 所以f ′(1)b －1＝a ＋b ＋c b －1＝a ＋cb .函数f (x )图象上不存在斜率为0的切线，也就是f ′(x )＝0无解，故Δ＝b 2－4ac <0，即ac >b 24，所以a ＋c b ≥2ac b >2b 24b＝1，即f ′(1)b －1＝a ＋c b的取值范围是(1，＋∞).7.(2015·陕西)设曲线y ＝e x 在点(0，1)处的切线与曲线y ＝1x(x ＞0)上点P 处的切线垂直，则P的坐标为________. 答案 (1，1)解析 y ′＝e x ，曲线y ＝e x 在点(0，1)处的切线的斜率k 1＝e 0＝1，设P (m ，n )，y ＝1x (x >0)的导数为y ′＝－1x 2(x >0)，曲线y ＝1x (x >0)在点P 处的切线斜率k 2＝－1m 2 (m >0)，因为两切线垂直，所以k 1k 2＝－1，所以m ＝1，n ＝1，则点P 的坐标为(1，1).8.已知f (x )＝x 3＋f ′(23)x 2－x ，则f (x )的图象在点(23，f (23))处的切线斜率是________.答案 －1解析 f ′(x )＝3x 2＋2f ′(23)x －1，令x ＝23，可得f ′(23)＝3×(23)2＋2f ′(23)×23－1，解得f ′(23)＝－1，所以f (x )的图象在点(23，f (23))处的切线斜率是－1.9.已知曲线C ：f (x )＝x 3－ax ＋a ，若过曲线C 外一点A (1，0)引曲线C 的两条切线，它们的倾斜角互补，则a 的值为________. 答案278解析 设切点坐标为(t ，t 3－at ＋a ). 由题意知，f ′(x )＝3x 2－a ， 切线的斜率为k ＝y ′|x ＝t ＝3t 2－a ，① 所以切线方程为y －(t 3－at ＋a )＝(3t 2－a )(x －t ).②将点(1，0)代入②式得，－(t 3－at ＋a )＝(3t 2－a )(1－t )，解得t ＝0或t ＝32.分别将t ＝0和t ＝32代入①式，得k ＝－a 和k ＝274－a ，由题意它们互为相反数，得a ＝278.10.已知函数y ＝f (x )及其导函数y ＝f ′(x )的图象如图所示，则曲线y ＝f (x )在点P 处的切线方程是________.答案 x －y －2＝0解析 根据导数的几何意义及图象可知，曲线y ＝f (x )在点P 处的切线的斜率k ＝f ′(2)＝1，又过点P (2，0)，所以切线方程为x －y －2＝0.11.(2015·课标全国Ⅰ)已知函数f (x )＝x 3＋ax ＋14，g (x )＝－ln x . (1)当a 为何值时，x 轴为曲线y ＝f (x )的切线；(2)用min{m ，n }表示m ，n 中的最小值，设函数h (x )＝min {}f (x )，g (x )(x >0)，讨论h (x )零点的个数.解 (1)设曲线y ＝f (x )与x 轴相切于点(x 0，0)，则f (x 0)＝0，f ′(x 0)＝0.即⎩⎪⎨⎪⎧x 30＋ax 0＋14＝0，3x 20＋a ＝0， 解得⎩⎨⎧ x 0＝12，a ＝－34.因此，当a ＝－34时，x 轴为曲线y ＝f (x )的切线. (2)当x ∈(1，＋∞)时，g (x )＝－ln x <0，从而h (x )＝min{f (x )，g (x )}≤g (x )<0，故h (x )在(1，＋∞)内无零点.当x ＝1时，若a ≥－54，则f (1)＝a ＋54≥0， h (1)＝min{f (1)，g (1)}＝g (1)＝0，故x ＝1是h (x )的零点；若a <－54， 则f (1)<0，h (1)＝min{f (1)，g (1)}＝f (1)<0，故x ＝1不是h (x )的零点.当x ∈(0，1)时，g (x )＝－ln x >0.所以只需考虑f (x )在(0，1)上的零点个数.(ⅰ)若a ≤－3或a ≥0，则f ′(x )＝3x 2＋a 在(0，1)内无零点，故f (x )在(0，1)上单调.而f (0)＝14，f (1)＝a ＋54，所以当a ≤－3时，f (x )在(0，1)有一个零点；当a ≥0时，f (x )在(0，1)内没有零点.(ⅱ)若－3<a <0，则f (x )在⎝⎛⎭⎫0， －a 3上单调递减，在⎝⎛⎭⎫ －a 3，1上单调递增，故在(0，1)中，当x ＝－a 3时，f (x )取得最小值，最小值为f ⎝⎛⎭⎫ －a 3＝2a 3 －a 3＋14.①若f ⎝⎛⎭⎫ －a 3>0，即－34<a <0，f (x )在(0，1)内无零点； ②若f ⎝⎛⎭⎫ －a 3＝0，即a ＝－34，则f (x )在(0，1)内有唯一零点； ③若f ⎝⎛⎭⎫－a 3<0，即－3<a <－34，由于f (0)＝14，f (1)＝a ＋54，所以当－54<a <－34时，f (x )在(0，1)内有两个零点；当－3<a ≤－54时，f (x )在(0，1)内有一个零点. 综上，当a >－34或a <－54时，h (x )有一个零点；当a ＝－34或a ＝－54时，h (x )有两个零点；当－54<a <－34时，h (x )有三个零点. 12.(2016·北京)设函数f (x )＝x e a －x ＋bx ，曲线y ＝f (x )在点(2，f (2))处的切线方程为y ＝(e －1)x ＋4.(1)求a ，b 的值；(2)求f (x )的单调区间.解 (1)f (x )的定义域为R .∵f ′(x )＝e a －x －x e a －x ＋b ＝(1－x )e a －x ＋b . 依题设，⎩⎪⎨⎪⎧ f (2)＝2e ＋2，f ′(2)＝e －1，即⎩⎪⎨⎪⎧2e a －2＋2b ＝2e ＋2，－e a －2＋b ＝e －1. 解得a ＝2，b ＝e.(2)由(1)知f (x )＝x e 2－x ＋e x ， 由f ′(x )＝e 2－x (1－x ＋e x －1)及e 2－x ＞0知， f ′(x )与1－x ＋e x －1同号. 令g (x )＝1－x ＋e x －1，则g ′(x )＝－1＋e x －1.所以，当x ∈(－∞，1)时，g ′(x )＜0，g (x )在区间(－∞，1)上单调递减；当x ∈(1，＋∞)时，g ′(x )＞0，g (x )在区间(1，＋∞)上单调递增.故g (1)＝1是g (x )在区间(－∞，＋∞)上的最小值，从而g (x )＞0，x ∈(－∞，＋∞).综上可知，f ′(x )＞0，x ∈(－∞，＋∞)，故f (x )的单调递增区间为(－∞，＋∞).。
高考数学 高考必会题型 专题三 函数与导数 第8练 函数
第8练 函数性质在运用中的巧思妙解题型一 直接考查函数的性质例1 “a≤0”是“函数f(x)＝|(ax －1)x|在区间(0，＋∞)内单调递增”的________条件．破题切入点 首先找出f(x)在(0，＋∞)递增的等价条件，然后从集合的观点来研究充要条件． 答案 充要解析 当a ＝0时，f(x)＝|(ax －1)x|＝|x|在区间(0，＋∞)上单调递增；当a<0时，结合函数f(x)＝|(ax －1)x|＝|ax2－x|的图象知函数在(0，＋∞)上单调递增，如图(1)所示；当a>0时，结合函数f(x)＝|(ax －1)x|＝|ax2－x|的图象知函数在(0，＋∞)上先增后减再增，不符合条件，如图(2)所示．所以，要使函数f(x)＝|(ax －1)x|在(0，＋∞)上单调递增只需a≤0.即“a≤0”是“函数f(x)＝|(ax －1)x|在区间(0，＋∞)内单调递增”的充要条件．题型二 函数性质与其他知识结合考查例2 函数y ＝f(x)的图象如图所示，在区间[a ，b]上可找到n(n≥2)个不同的数x1，x2，…，xn ，使得f (x1)x1＝f (x2)x2＝…＝f (xn )xn ，则n 的取值范围为________．破题切入点 从已知的比值相等这一数量关系出发，找图象上的表示形式，再找与原函数图象的关系，进一步判断出结果．答案 {2,3,4}解析 过原点作直线与函数y ＝f(x)的图象可以有两个、三个、四个不同的交点，因此n 的取值范围是{2,3,4}．题型三 对函数性质的综合考查例3 已知函数f(x)＝x2＋aln x.(1)当a ＝－2时，求函数f(x)的单调递减区间；(2)若函数g(x)＝f(x)＋2x 在[1，＋∞)上单调，求实数a 的取值范围．破题切入点 (1)直接根据f′(x)<0确定单调递减区间．(2)g(x)在[1，＋∞)上单调，则g′(x)≥0或g′(x)≤0在[1，＋∞)上恒成立．解 (1)由题意知，函数的定义域为(0，＋∞)，当a ＝－2时，f′(x)＝2x －2x ＝2(x ＋1)(x －1)x， 故f(x)的单调递减区间是(0,1)．(2)由题意得g′(x)＝2x ＋a x －2x2，函数g(x)在[1，＋∞)上是单调函数．①若g(x)为[1，＋∞)上的单调增函数，则g′(x)≥0在[1，＋∞)上恒成立，即a≥2x －2x2在[1，＋∞)上恒成立，设φ(x)＝2x －2x2， ∵φ(x)在[1，＋∞)上单调递减，∴φ(x)max ＝φ(1)＝0，∴a≥0.②若g(x)为[1，＋∞)上的单调减函数，则g′(x)≤0在[1，＋∞)上恒成立，不可能．∴实数a 的取值范围为[0，＋∞)．总结提高 (1)函数单调性的等价结论：设x1、x2∈[a ，b]则(x1－x2) [f(x1)－f(x2)]>0⇔f (x1)－f (x2)x1－x2>0⇔f(x)在[a ，b]上递增．(x1－x2)[f(x1)－f(x2)]<0⇔f (x1)－f (x2)x1－x2<0⇔f(x)在[a ，b]上递减．(2)判断单调性时还可根据四则运算法则：若f(x)和g(x)都是增函数，则f(x)＋g(x)也是增函数，－f(x)是减函数，复合函数单调性根据内函数和外函数同增异减的法则．(3)求函数的单调性问题还可以求导．(4)函数奇偶性的前提是定义域关于原点对称．(5)任何一个函数都可以写成一个奇函数加上一个偶函数．如f(x)＝f (x )＋f (－x )2＋f (x )－f (－x )2，f (x )＋f (－x )2为偶函数，而f (x )－f (－x )2为奇函数． (6)求函数的单调性要注意先研究定义域．1．已知函数f(x)为奇函数，且当x≥0时，f(x)＝13x ＋2 013－a ，则f(log312)＝________. 答案 12 015×2 014解析 由题意，可知函数f(x)为奇函数，所以f(0)＝130＋2 013－a ＝0， 解得a ＝12 014，所以当x≥0时，f(x)＝13x ＋2 013－12 014. 所以f(log32)＝13log32＋2 013－12 014＝12 015－12 014＝－12 015×2 014.从而f(log312)＝f(－log32)＝－f(log32)＝12 015×2 014.2．定义在R 上的函数f(x)满足f(x ＋6)＝f(x)，当－3≤x<－1时，f(x)＝－(x ＋2)2；当－1≤x<3时，f(x)＝x.则f(1)＋f(2)＋f(3)＋…＋f(2 013)＝________.答案 337解析 ∵f(x ＋6)＝f(x)，∴T ＝6.∵当－3≤x<－1时，f(x)＝－(x ＋2)2，当－1≤x<3时，f(x)＝x ，∴f(1)＝1，f(2)＝2，f(3)＝f(－3)＝－1，f(4)＝f(－2)＝0，f(5)＝f(－1)＝－1，f(6)＝f(0)＝0，∴f(1)＋f(2)＋…＋f(6)＝1，∴f(1)＋f(2)＋…＋f(6)＝f(7)＋f(8)＋…＋f(12)＝…＝f(2 005)＋f(2 006)＋…＋f(2 010)＝1，∴f(1)＋f(2)＋…＋f(2 010)＝1×2 0106＝335.而f(2 011)＋f(2 012)＋f(2 013)＝f(1)＋f(2)＋f(3)＝2，∴f(1)＋f(2)＋…＋f(2 013)＝335＋2＝337.3．设f(x)是定义在R 上的奇函数，且当x≥0时，f(x)＝x2，若对任意的x ∈[－2－2，2＋2]，不等式f(x ＋t)≤2f(x)恒成立，则实数t 的取值范围是________．答案 (－∞，－2]解析 设x<0，则－x>0.f(－x)＝(－x)2，又∵f(x)是奇函数，∴f(x)＝－x2.∴f(x)在R 上为增函数，且2f(x)＝f(2x)．∴f(x ＋t)≤2f(x)＝f(2x)⇔x ＋t≤2x 在[－2－2，2＋2]上恒成立，∵x ＋t≤2x ⇔(2－1)x≥t ，要使原不等式恒成立，只需(2－1)(－2－2)≥t⇒t≤－2即可．4．(2013·天津改编)已知函数f(x)是定义在R 上的偶函数，且在区间[0，＋∞)上单调递增．若实数a 满足f(log2a)＋f(loga)≤2f(1)，则a 的取值范围是________．答案 ⎣⎡⎦⎤12，2 解析 由题意知a>0，又log 21a ＝log2a －1＝－log2a.∵f(x)是R 上的偶函数，∴f(log2a)＝f(－log2a)＝f(log 21a)，∵f(log2a)＋f(log 21a)≤2f(1)， ∴2f(log2a)≤2f(1)，即f(log2a)≤f(1)． 又∵f(x)在[0，＋∞)上递增， ∴|log2a|≤1，－1≤log2a≤1， ∴a ∈⎣⎡⎦⎤12，2. 5．函数y ＝f(x －1)的图象关于直线x ＝1对称，当x ∈(－∞，0)时，f(x)＋xf′(x)<0成立，若a ＝20.2·f(20.2)，b ＝ln 2·f(ln 2)，c ＝(log 2114)·f(log 2114)，则a ，b ，c 的大小关系是________．答案 b>a>c解析 因为函数y ＝f(x －1)的图象关于直线x ＝1对称，所以y ＝f(x)关于y 轴对称．所以函数y ＝xf(x)为奇函数．因为[xf(x)]′＝f(x)＋xf′(x)，所以当x ∈(－∞，0)时，[xf(x)]′＝f(x)＋xf′(x)<0，函数y ＝xf(x)单调递减，从而当x ∈(0，＋∞)时，函数y ＝xf(x)单调递减．因为1<20.2<2,0<ln 2<1，log 1214＝2，从而0<ln 2<20.2<log 1214，所以b>a>c.6．已知定义在R 上的函数y ＝f(x)满足以下三个条件：①对于任意的x ∈R ，都有f(x ＋4)＝f(x)；②对于任意的x1，x2∈R ，且0≤x1＜x2≤2，都有f(x1)＜f(x2)；③函数y ＝f(x ＋2)的图象关于y 轴对称．则f(4.5)，f(6.5)，f(7)的大小关系是______________．答案 f(4.5)＜f(7)＜f(6.5)解析 由已知得f(x)是以4为周期且关于直线x ＝2对称的函数．所以f(4.5)＝f(4＋12)＝f(12)，f(7)＝f(4＋3)＝f(3)，f(6.5)＝f(4＋52)＝f(52)．又f(x)在[0,2]上为增函数．所以作出其在[0,4]上的图象知f(4.5)＜f(7)＜f(6.5)．7．已知函数f(x)是R 上的偶函数，若对于x≥0，都有f(x ＋2)＝－f(x)，且当x ∈[0,2)时，f(x)＝log8(x ＋1)，则f(－2 013)＋f(2 014)的值为________．答案 13解析 当x≥0时，有f(x ＋2)＝－f(x)，故f(x ＋4)＝f((x ＋2)＋2)＝－f(x ＋2)＝f(x)．由函数f(x)在R 上为偶函数，可得f(－2 013)＝f(2 013)，故f(2 013)＝f(4×503＋1)＝f(1)，f(2 014)＝f(4×503＋2)＝f(2)．而f(1)＝log8(1＋1)＝log82＝13，f(2)＝f(0＋2)＝－f(0)＝－log81＝0.所以f(－2 013)＋f(2 014)＝13.8．对于任意实数a ，b ，定义min{a ，b}＝⎩⎪⎨⎪⎧a ，a≤b ，b ，a>b.设函数f(x)＝－x ＋3，g(x)＝log2x ，则函数h(x)＝min{f(x)，g(x)}的最大值是________．答案 1解析 依题意，h(x)＝⎩⎪⎨⎪⎧log2x ，0<x≤2，－x ＋3，x>2. 当0<x≤2时，h(x)＝log2x 是增函数；当x>2时，h(x)＝3－x 是减函数，∴h(x)在x ＝2时，取得最大值h(2)＝1.9．(2013·江苏)已知f(x)是定义在R 上的奇函数．当x>0时，f(x)＝x2－4x ，则不等式f(x)>x 的解集用区间表示为________________．答案 (－5,0)∪(5，＋∞)解析 由已知得f(0)＝0，当x<0时，f(x)＝－f(－x)＝－x2－4x ，因此f(x)＝⎩⎪⎨⎪⎧ x2－4x ，x≥0－x2－4x ，x<0不等式f(x)>x 等价于⎩⎪⎨⎪⎧ x≥0x2－4x>x ，或⎩⎪⎨⎪⎧x<0－x2－4x>x ， 解得：x>5或－5<x<0.10．已知函数y ＝f(x)，x ∈R ，有下列4个命题：①若f(1＋2x)＝f(1－2x)，则f(x)的图象关于直线x ＝1对称；②y ＝f(x －2)与y ＝f(2－x)的图象关于直线x ＝2对称；③若f(x)为偶函数，且f(2＋x)＝－f(x)，则f(x)的图象关于直线x ＝2对称；④若f(x)为奇函数，且f(x)＝f(－x －2)，则f(x)的图象关于直线x ＝1对称．其中正确命题的序号为________．答案 ①②④解析 1＋2x ＋1－2x 2＝1，故函数y ＝f(x)的图象关于直线x ＝1对称，故①正确；对于②，令t ＝x －2，则问题等价于y ＝f(t)与y ＝f(－t)图象的对称问题，显然这两个函数的图象关于直线t ＝0对称，即函数y ＝f(x －2)与y ＝f(2－x)的图象关于直线x －2＝0即x ＝2对称，故②正确；由f(x ＋2)＝－f(x)，可得f(x ＋4)＝－f(x ＋2)＝f(x)，我们只能得到函数的周期为4，即只能推得函数y ＝f(x)的图象关于直线x ＝4k(k ∈Z)对称，不能推得函数y ＝f(x)的图象关于直线x ＝2对称，故③错误；由于函数f(x)为奇函数，由f(x)＝f(－x －2)，可得f(－x)＝f(x ＋2)，由于－x ＋x ＋22＝1，可得函数y ＝f(x)的图象关于直线x ＝1对称，故④正确．11．设函数f(x)对任意的a ，b ∈R ，都有f(a ＋b)＝f(a)＋f(b)－1，且当x>0时，f(x)>1.(1)求证：f(x)是R 上的增函数；(2)若f(4)＝5，解不等式f(3m2－m －2)<3.(1)证明 方法一 设x1<x2，∴Δx ＝x2－x1>0，∴f(Δx)>1，∴f(x2)＝f(x1＋Δx)＝f(x1)＋f(Δx)－1>f(x1)，∴f(x)是R 上的增函数．方法二 ∵f(0＋0)＝f(0)＋f(0)－1，∴f(0)＝1，∴f(0)＝f(x －x)＝f(x)＋f(－x)－1＝1，∴f(－x)＝2－f(x)．设x1<x2，∴x2－x1>0，∴f(x2－x1)＝f(x2)＋f(－x1)－1＝f(x2)＋2－f(x1)－1＝f(x2)－f(x1)＋1>1，∴f(x2)－f(x1)>0，∴f(x2)>f(x1)，∴f(x)是R 上的增函数．(2)解 f(4)＝f(2)＋f(2)－1＝5，∴f(2)＝3，∴f(3m2－m －2)<3＝f(2)．又由(1)的结论知f(x)是R 上的增函数，∴3m2－m －2<2，∴－1<m<43.12．已知函数f(x)＝a·2x ＋b·3x ，其中常数a ，b 满足ab≠0.(1)若ab>0，判断函数f(x)的单调性；(2)若ab<0，求f(x ＋1)>f(x)时x 的取值范围．解 (1)当a>0，b>0时，任意x1，x2∈R ，x1<x2，则f(x1)－f(x2)＝a(21x －22x )＋b(31x －32x )．∵21x <22x ，a>0⇒a(21x －22x )<0，31x <32x ，b>0⇒b(31x －32x )<0，∴f(x1)－f(x2)<0，函数f(x)在R 上是增函数．当a<0，b<0时，同理，函数f(x)在R 上是减函数．(2)f(x ＋1)－f(x)＝a·2x ＋2b·3x>0，当a<0，b>0时，⎝⎛⎭⎫32x>－a 2b ，则x>log1.5⎝⎛⎭⎫－a 2b ； 当a>0，b<0时，⎝⎛⎭⎫32x<－a 2b ，则x<log1.5⎝⎛⎭⎫－a 2b . 故a<0，b>0时，x ∈(log1.5(－a 2b )，＋∞)；a>0，b<0时，x ∈(－∞，log1.5(－a 2b ))．。
2019考前三个月高考数学(全国甲卷通用理科)知识课件 方法篇 专题3 函数与导数 第13练
第 13 练 必考题型——导数与单调性
题型分析 高考展望
利用导数研究函数单调性是高考每年必考内容，多以综合题中某一问 的形式考查，题目承载形式多种多样，但其实质都是通过求导判断导 数符号，确定单调性 .题目难度为中等偏上，一般都在最后两道压轴 题上，这是二轮复习的得分点，应高度重视.
√
)
A.(－∞，－1)∪(0，1) B.(－1，0)∪(1，＋∞) C.(－∞，－1)∪(－1，0) D.(0，1)∪(1，＋∞)
解析
1
2
3
4
1 3.(2016· 浙江)设函数 f(x)＝x ＋ ，x∈[0，1].证明： 1＋x
3
(1)f(x)≥1－x＋x2；
证明
4 4 1 － － x 1 － x 因为 1－x＋x2－x3＝ ＝ ， 1－－x 1＋x
解析答案
(2)若函数f(x)在区间[1，2]上为单调函数，求a的取值范围.
点评
解析答案
变式训练 2
1 3 a 2 设函数 f(x)＝3x －2x ＋bx＋c， 曲线 y＝f(x)在点(0， f(0))处的
切线方程为 y＝1.
(1)求b，c的值； 解 f′(x)＝x2－ax＋b，
f0＝1， c＝1， 由题意得 即 f′0＝0， b＝0.
令g′(x)＝0，解得x＝0，x＝－1或x＝－4. 当x＜－4时，g′(x)＜0，故g(x)为减函数； 当－4＜x＜－1时，g′(x)＞0，故g(x)为增函数； 当－1＜x＜0时，g′(x)＜0，故g(x)为减函数； 当x＞0时，g′(x)＞0，故g(x)为增函数.
综上知，g(x)在(－∞，－4)和(－1，0)内为减函数，在(－4，－1)和(0，＋∞)
考前三个月高考数学(全国甲卷通用理科)知识 方法篇 专题3 函数与导数 第11练
第11练 研创新——以函数为背景的创新题型[题型分析·高考展望] 在近几年的高考命题中，以函数为背景的创新题型时有出现.主要以新定义、新运算或新规定等形式给出问题，通过判断、运算解决新问题.这种题难度一般为中档，多出现在选择题、填空题中，考查频率虽然不是很高，但失分率较高.通过研究命题特点及应对策略，可以做到有备无患.体验高考1.(2015·湖北)已知符号函数sgn x ＝⎩⎪⎨⎪⎧1，x >0，0，x ＝0，－1，x <0.f (x )是R 上的增函数，g (x )＝f (x )－f (ax )(a >1)，则( )A.sgn[g (x )]＝sgn xB.sgn[g (x )]＝sgn[f (x )]C.sgn[g (x )]＝－sgn xD.sgn[g (x )]＝－sgn[f (x )]答案 C解析 因为f (x )是R 上的增函数，令f (x )＝x ，所以g (x )＝(1－a )x ，因为a ＞1，所以g (x )是在R 上的减函数.由符号函数sgn x ＝⎩⎪⎨⎪⎧1，x ＞0，0，x ＝0，－1，x ＜0知，sgn[g (x )]＝⎩⎪⎨⎪⎧－1，x ＞0，0，x ＝0，1，x ＜0.所以sgn[g (x )]＝－sgn x .2.(2016·山东)若函数y ＝f (x )的图象上存在两点，使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直，则称y ＝f (x )具有T 性质.下列函数中具有T 性质的是( ) A.y ＝sin x B.y ＝ln x C.y ＝e x D.y ＝x 3答案 A解析 对函数y ＝sin x 求导，得y ′＝cos x ，当x ＝0时，该点处切线l 1的斜率k 1＝1，当x ＝π时，该点处切线l 2的斜率k 2＝－1，∴k 1·k 2＝－1，∴l 1⊥l 2；对函数y ＝ln x 求导，得y ′＝1x 恒大于0，斜率之积不可能为－1；对函数y ＝e x 求导，得y ′＝e x 恒大于0，斜率之积不可能为－1；对函数y ＝x 3求导，得y ′＝2x 2恒大于等于0，斜率之积不可能为－1.故选A. 3.(2015·四川)已知函数f (x )＝2x ，g (x )＝x 2＋ax (其中a ∈R ).对于不相等的实数x 1，x 2，设 m＝f (x 1)－f (x 2)x 1－x 2，n ＝g (x 1)－g (x 2)x 1－x 2，现有如下命题：①对于任意不相等的实数x 1，x 2，都有m ＞0；②对于任意的a 及任意不相等的实数x 1，x 2，都有n ＞0； ③对于任意的a ，存在不相等的实数x 1，x 2，使得m ＝n ； ④对于任意的a ，存在不相等的实数x 1，x 2，使得m ＝－n . 其中的真命题有________(写出所有真命题的序号). 答案 ①④解析 设A (x 1，f (x 1))，B (x 2，f (x 2))，C (x 1，g (x 1))，D (x 2，g (x 2)). 对于①，从y ＝2x 的图象可看出，m ＝k AB ＞0恒成立，故①正确； 对于②，直线CD 的斜率可为负，即n ＜0，故②不正确； 对于③，由m ＝n 得f (x 1)－f (x 2)＝g (x 1)－g (x 2)， 即f (x 1)－g (x 1)＝f (x 2)－g (x 2)， 令h (x )＝f (x )－g (x )＝2x －x 2－ax ， 则h ′(x )＝2x ·ln 2－2x －a .由h ′(x )＝0，得2x ·ln 2＝2x ＋a ，(*)结合图象知，当a 很小时，方程(*)无解，∴函数h (x )不一定有极值点，就不一定存在x 1，x 2使f (x 1)－g (x 1)＝f (x 2)－g (x 2)，不一定存在x 1，x 2使得m ＝n ，故③不正确；对于④，由m ＝－n ，得f (x 1)－f (x 2)＝g (x 2)－g (x 1)， 即f (x 1)＋g (x 1)＝f (x 2)＋g (x 2)， 令F (x )＝f (x )＋g (x )＝2x ＋x 2＋ax ， 则F ′(x )＝2x ln 2＋2x ＋a .由F ′(x )＝0，得2x ln 2＝－2x －a ， 结合如图所示图象可知，该方程有解，即F (x )必有极值点，∴存在x 1，x 2，使F (x 1)＝F (x 2)，使m ＝－n ，故④正确.故①④正确.4.(2015·福建)一个二元码是由0和1组成的数字串x 1x 2…x n (n ∈N *)，其中x k (k ＝1，2，…，n )称为第k 位码元.二元码是通信中常用的码，但在通信过程中有时会发生码元错误(即码元由0变为1，或者由1变为0).已知某种二元码x 1x 2…x 7的码元满足如下校验方程组： ⎩⎪⎨⎪⎧x 4x 5x 6x 7＝0，x 2x 3x 6x 7＝0，x 1x 3x 5x 7＝0，其中运算定义为00＝0，01＝1，10＝1，11＝0.现已知一个这种二元码在通信过程中仅在第k 位发生码元错误后变成了1101101，那么利用上述校验方程组可判定k 等于________. 答案 5 解析 (1)x 4x 5x 6x 7＝111＝1，(2)x 2x 3x 6x 7＝11＝0；(3)x 1x 3x 5x 7＝111＝1.由(1)(3)知x 5，x 7有一个错误，(2)中没有错误，∴x 5错误，故k 等于5.5.(2016·四川)在平面直角坐标系中，当P (x ，y )不是原点时，定义P 的“伴随点”为P ′⎝⎛⎭⎪⎫y x 2＋y 2，－x x 2＋y 2；当P 是原点时，定义P 的“伴随点”为它自身，平面曲线C 上所有点的“伴随点”所构成的曲线C ′定义为曲线C 的“伴随曲线”.现有下列命题： ①若点A 的“伴随点”是点A ′，则点A ′的“伴随点”是点A ； ②单位圆的“伴随曲线”是它自身；③若曲线C 关于x 轴对称，则其“伴随曲线”C ′关于y 轴对称； ④一条直线的“伴随曲线”是一条直线.其中的真命题是________(写出所有真命题的序号). 答案 ②③解析 ①设A 的坐标为(x ，y )， 则其“伴随点”为A ′⎝⎛⎭⎪⎫y x 2＋y 2，－x x 2＋y 2，A ′的“伴随点”横坐标为－x x 2＋y 2⎝⎛⎭⎫y x 2＋y 22＋⎝ ⎛⎭⎪⎫－x x 2＋y 22＝－x ，同理可得纵坐标为－y ，故A ″(－x ，－y )，①错误；②设单位圆上的点P 的坐标为(cos θ，sin θ)，则P 的“伴随点”的坐标为P ′(sin θ，－cos θ)，则有sin 2θ＋(－cos θ)2＝1，所以P ′也在单位圆上，即单位圆的“伴随曲线”是它自身，②正确；③设曲线C 上点A 的坐标为(x ，y )，其关于x 轴的对称点A 1(x ，－y )也在曲线C 上，所以点A 的“伴随点”A ′⎝⎛⎭⎪⎫y x 2＋y 2，－x x 2＋y 2，点A 1的“伴随点”A 1′⎝ ⎛⎭⎪⎫－y x 2＋y 2，－x x 2＋y 2，A ′与A 1′关于y 轴对称，③正确；④反例：例如y ＝1这条直线，则A (0，1)，B (1，1)，C (2，1)，这三个点的“伴随点”分别是A ′(1，0)，B ′⎝⎛⎭⎫12，－12，C ′⎝⎛⎭⎫15，－25，而这三个点不在同一直线上，下面给出严格证明：设点P (x ，y )在直线l ：Ax ＋By ＋C ＝0上，P 点的“伴随点”为P ′(x 0，y 0)，则⎩⎪⎨⎪⎧x 0＝yx 2＋y 2，y 0＝－xx 2＋y 2，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－y0x 2＋y 20，y ＝x0x 20＋y 20.代入直线方程可知，A－y 0x 20＋y 20＋B x 0x 20＋y 20＋C ＝0， 化简得－Ay 0＋Bx 0＋C (x 20＋y 20)＝0. 当C ＝0时，C (x 20＋y 20)是一个常数，点P ′的轨迹是一条直线； 当C ≠0时，C (x 20＋y 20)不是一个常数，点P ′的轨迹不是一条直线.所以，一条直线的“伴随曲线”不一定是一条直线，④错误. 综上，真命题是②③.高考必会题型题型一 与新定义有关的创新题型例1 已知函数y ＝f (x )(x ∈R ).对函数y ＝g (x )(x ∈I )，定义g (x )关于f (x )的“对称函数”为函数y ＝h (x )(x ∈I )，y ＝h (x )满足：对任意x ∈I ，两个点(x ，h (x ))，(x ，g (x ))关于点(x ，f (x ))对称.若h (x )是g (x )＝4－x 2关于f (x )＝3x ＋b 的“对称函数”，且h (x )>g (x )恒成立，则实数b 的取值范围是________. 答案 (210，＋∞)解析 由已知得h (x )＋4－x 22＝3x ＋b ，所以h (x )＝6x ＋2b －4－x 2. h (x )>g (x )恒成立，即6x ＋2b －4－x 2>4－x 2，3x ＋b >4－x 2恒成立.在同一坐标系内，画出直线y ＝3x ＋b 及半圆y ＝4－x 2(如图所示)，可得b10>2，即b >210， 故答案为(210，＋∞).点评 解答这类题目关键在于解读新定义，利用定义的规定去判断和求解是这类题目的主要解法.变式训练1 若函数y ＝f (x )在定义域内给定区间[a ，b ]上存在x 0(a ＜x 0＜b )，满足f (x 0)＝f (b )－f (a )b －a，则称函数y ＝f (x )是[a ，b ]上的“平均值函数”，x 0是它的一个均值点.例如y ＝|x |是[－2，2]上的“平均值函数”，0就是它的均值点.若函数f (x )＝x 2－mx －1是[－1，1]上的“平均值函数”，则实数m 的取值范围是________. 答案 (0，2)解析 因为函数f (x )＝x 2－mx －1是[－1，1]上的“平均值函数”，所以关于x 的方程x 2－mx －1＝f (1)－f (－1)2在区间(－1，1)内有实数根，即x 2－mx －1＝－m 在区间(－1，1)内有实数根，即x 2－mx ＋m －1＝0，解得x ＝m －1或x ＝1.又1不属于(－1，1)，所以x ＝m －1必为均值点，即－1＜m －1＜1，即0＜m ＜2，所以实数m 的取值范围是(0，2). 题型二 综合型函数创新题例2 以A 表示值域为R 的函数组成的集合，B 表示具有如下性质的函数φ(x )组成的集合：对于函数φ(x )，存在一个正数M ，使得函数φ(x )的值域包含于区间[－M ，M ].例如，当φ1(x )＝x 3，φ2(x )＝sin x 时，φ1(x )∈A ，φ2(x )∈B .现有如下命题：①设函数f (x )的定义域为D ，则“f (x )∈A ”的充要条件是“∀b ∈R ，∃a ∈D ，f (a )＝b ”； ②函数f (x )∈B 的充要条件是f (x )有最大值和最小值；③若函数f (x )，g (x )的定义域相同，且f (x )∈A ，g (x )∈B ，则f (x )＋g (x )∉B ； ④若函数f (x )＝a ln(x ＋2)＋xx 2＋1(x >－2，a ∈R )有最大值，则f (x )∈B .其中的真命题是________.(写出所有真命题的序号)答案 ①③④解析 因为f (x )∈A ，所以函数f (x )的值域是R ，所以满足∀b ∈R ，∃a ∈D ，f (a )＝b ，同时若∀b ∈R ，∃a ∈D ，f (a )＝b ，则说明函数f (x )的值域是R ，则f (x )∈A ，所以①正确；令f (x )＝1x，x ∈(1，2]，取M ＝1，则f (x )⊆[－1，1]， 但是f (x )没有最大值，所以②错误；因为f (x )∈A ，g (x )∈B 且它们的定义域相同(设为[m ，n ])，所以存在区间[a ，b ]⊆[m ，n ]，使得f (x )在区间[a ，b ]上的值域与g (x )的值域相同，所以存在x 0∉[a ，b ]，使得f (x 0)的值接近无穷，所以f (x )＋g (x )∉B ，所以③正确；因为当x >－2时，函数y ＝ln(x ＋2)的值域是R ，所以函数f (x )若有最大值，则a ＝0，此时f (x )＝x x 2＋1.因为对∀x ∈R ，x 2＋1≥2|x |，所以－12≤x x 2＋1≤12.即－12≤f (x )≤12，故f (x )∈B ，所以④正确.点评 此类题目包含了与函数有关的较多的概念、性质及对基本问题的处理方法.解答这类题目，一是要细心，读题看清要求；二是要熟练掌握函数的基本性质及其判断应用的方法，掌握基本函数的图象与性质等.变式训练2 如果y ＝f (x )的定义域为R ，对于定义域内的任意x ，存在实数a 使得f (x ＋a )＝f (－x )成立，则称此函数具有“P (a )性质”.给出下列命题： ①函数y ＝sin x 具有“P (a )性质”；②若奇函数y ＝f (x )具有“P (2)性质”，且f (1)＝1，则f (2 015)＝1；③若函数y ＝f (x )具有“P (4)性质”，图象关于点(1，0)成中心对称，且在(－1，0)上单调递减，则y ＝f (x )在(－2，－1)上单调递减，在(1，2)上单调递增；④若不恒为零的函数y ＝f (x )同时具有“P (0)性质”和“P (3)性质”，则函数y ＝f (x )是周期函数.其中正确的是________(写出所有正确命题的编号). 答案 ①③④解析 ①因为sin (x ＋π)＝－sin x ＝sin (－x )， 所以函数y ＝sin x 具有“P (a )性质”， 所以①正确；②因为奇函数y ＝f (x )具有“P (2)性质”， 所以f (x ＋2)＝f (－x )＝－f (x )， 所以f (x ＋4)＝f (x )，周期为4， 因为f (1)＝1，所以f (2 015)＝f (3)＝－f (1)＝－1. 所以②不正确；③因为函数y ＝f (x )具有“P (4)性质”， 所以f (x ＋4)＝f (－x )，所以f (x )的图象关于直线x ＝2对称， 即f (2－x )＝f (2＋x )，因为图象关于点(1，0)成中心对称， 所以f (2－x )＝－f (x )，即f (2＋x )＝－f (－x )， 所以得出f (x )＝f (－x )，f (x )为偶函数， 因为图象关于点(1，0)成中心对称， 且在(－1，0)上单调递减，所以图象也关于点(－1，0)成中心对称， 且在(－2，－1)上单调递减；根据偶函数的对称性得出在(1，2)上单调递增，故③正确； ④因为具有“P (0)性质”和“P (3)性质”， 所以f (x )＝f (－x )，f (x ＋3)＝f (－x )＝f (x )， 所以f (x )为偶函数，且周期为3，故④正确.高考题型精练1.对于函数f (x )，若存在常数a ≠0，使得x 取定义域内的每一个值，都有f (x )＝f (2a －x )，则称f (x )为准偶函数，下列函数中是准偶函数的是( ) A.f (x )＝cos(x ＋1) B.f (x )＝x C.f (x )＝tan x D.f (x )＝x 3答案 A解析 由题意知，若f (x )是准偶函数，则函数的对称轴是直线x ＝a ，a ≠0，选项B ，C ，D 中，函数没有对称轴；函数f (x )＝cos(x ＋1)，有对称轴，且x ＝0不是对称轴，选项A 正确.故选A.2.设f (x )的定义域为D ，若f (x )满足条件：存在[a ，b ]⊆D ，使f (x )在[a ，b ]上的值域是⎣⎡⎦⎤a 2，b 2，则称f (x )为“倍缩函数”.若函数f (x )＝ln(e x ＋t )为“倍缩函数”，则t 的范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫14，＋∞ B.(0，1) C.⎝⎛⎦⎤0，12 D.⎝⎛⎭⎫0，14 答案 D解析 因为函数f (x )＝ln(e x ＋t )为“倍缩函数”，所以存在[a ，b ]⊆D ，使f (x )在[a ，b ]上的值域是⎣⎡⎦⎤a 2，b 2，因为函数f (x )＝ln(e x ＋t )为增函数，所以⎩⎨⎧ln (e a ＋t )＝a2，ln (e b＋t )＝b2，即⎩⎨⎧e a ＋t ＝e 2a ，e b＋t ＝e2b ，即方程e x －e 2x＋t ＝0有两个不等的正根，即⎩⎪⎨⎪⎧(－1)2－4t ＞0，t ＞0，解得t 的范围是⎝⎛⎭⎫0，14. 3.设函数y ＝f (x )的定义域为D ，若对于任意x 1，x 2∈D 且x 1＋x 2＝2a ，恒有f (x 1)＋f (x 2)＝2b ，则称点(a ，b )为函数y ＝f (x )图象的对称中心.研究并利用函数f (x )＝x 3－3x 2－sin πx 的对称中心，可得f (12 016)＋f (22 016)＋…＋f (4 0302 016)＋f (4 0312 016)等于( )A.－16 124B.16 124C.－8 062D.8 062 答案 C解析 如果x 1＋x 2＝2，则f (x 1)＋f (x 2)＝x 31－3x 21－sin πx 1＋x 32－3x 22－sin πx 2＝x 31－3x 21－sin πx 1＋(2－x 1)3－3(2－x 1)2－sin π(2－x 1)＝－4. 令S ＝f (12 016)＋f (22 016)＋…＋f (4 0302 016)＋f (4 0312 016)，又S ＝f (4 0312 016)＋f (4 0302 016)＋…＋f (12 016)，两式相加得2S ＝－4×4 031，所以S ＝－8 062.故选C.4.函数f (x )在[a ，b ]上有定义，若对任意x 1，x 2∈[a ，b ]，有f ⎝⎛⎭⎫x 1＋x 22≤12[f (x 1)＋f (x 2)]，则称f (x )在[a ，b ]上具有性质P .设f (x )在[1，3]上具有性质P ，现给出如下命题： ①f (x )在[1，3]上的图象是连续不断的； ②f (x 2)在[1， 3 ]上具有性质P ；③若f (x )在x ＝2处取得最大值1，则f (x )＝1，x ∈[1，3]； ④对任意x 1，x 2，x 3，x 4∈[1，3]，有f ⎝⎛⎭⎫x 1＋x 2＋x 3＋x 44≤14[f (x 1)＋f (x 2)＋f (x 3)＋f (x 4)].其中真命题的序号是( )A.①②B.①③C.②④D.③④ 答案 D解析 令f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧1，x ＝1，0，1<x <3，1，x ＝3，可知对∀x 1，x 2∈[1，3]，都有f ⎝⎛⎭⎫x 1＋x 22≤12[f (x 1)＋f (x 2)]，但f (x )在[1，3]上的图象不连续，故①不正确； 令f (x )＝－x ，则f (x )在[1，3]上具有性质P ， 但f (x 2)＝－x 2在[1， 3 ]上不具有性质P ， 因为－⎝⎛⎭⎫x 1＋x 222＝－x 21＋x 22＋2x 1x 24≥－2(x 21＋x 22)4＝12(－x 21－x 22)＝12[f (x 21)＋f (x 22)]，故②不正确； 对于③，假设存在x 0∈[1，3]，使得f (x 0)≠1， 因为f (x )max ＝f (2)＝1，x ∈[1，3]，所以f (x 0)<1. 又当1≤x 0≤3时，有1≤4－x 0≤3， 由f (x )在[1，3]上具有性质P ，得 f (2)＝f ⎝⎛⎭⎫x 0＋4－x 02≤12[f (x 0)＋f (4－x 0)]，由于f (x 0)<1，f (4－x 0)≤1，与上式矛盾. 即对∀x ∈[1，3]，有f (x )＝1，故③正确. 对于④，对∀x 1，x 2，x 3，x 4∈[1，3]， f ⎝⎛⎭⎫x 1＋x 2＋x 3＋x 44＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x 1＋x 22＋x 3＋x 422 ≤12⎣⎡⎦⎤f ⎝⎛⎭⎫x 1＋x 22＋f ⎝⎛⎭⎫x 3＋x 42 ≤12⎩⎨⎧⎭⎬⎫12[f (x 1)＋f (x 2)]＋12[f (x 3)＋f (x 4)] ＝14[f (x 1)＋f (x 2)＋f (x 3)＋f (x 4)]，故④正确. 5.已知函数f (x )＝1－|2x －1|，x ∈[0，1].定义：f 1(x )＝f (x )，f 2(x )＝f [f 1(x )]，…，f n (x )＝f [f n －1(x )]，n ＝2，3，4，…，满足f n (x )＝x 的点x ∈[0，1]称为f (x )的n 阶不动点.则f (x )的n 阶不动点的个数是( )A.nB.2n 2C.2(2n －1)D.2n 答案 D解析 函数f (x )＝1－|2x －1|＝⎩⎨⎧2x ，0≤x ≤12，2－2x ，12＜x ≤1，当x ∈⎣⎡⎦⎤0，12时，f 1(x )＝2x ＝x ⇒x ＝0， 当x ∈⎝⎛⎦⎤12，1时，f 1(x )＝2－2x ＝x ⇒x ＝23， ∴f 1(x )的1阶不动点的个数为2.当x ∈⎣⎡⎦⎤0，14时，f 1(x )＝2x ，f 2(x )＝4x ＝x ⇒x ＝0， 当x ∈⎝⎛⎦⎤14，12时，f 1(x )＝2x ，f 2(x )＝2－4x ＝x ⇒x ＝25， 当x ∈⎝⎛⎦⎤12，34时，f 1(x )＝2－2x ，f 2(x )＝4x －2＝x ⇒x ＝23， 当x ∈⎝⎛⎦⎤34，1时，f 1(x )＝2－2x ，f 2(x )＝4－4x ＝x ⇒x ＝45. ∴f 2(x )的2阶不动点的个数为22，以此类推，f (x )的n 阶不动点的个数是2n .6.若集合A ＝{1，2，3，k }，B ＝{4，7，a 4，a 2＋3a }，其中a ∈N *，k ∈N *，f ：x →y ＝3x ＋1，x ∈A ，y ∈B 是从定义域A 到值域B 的一个函数，则a ＋k ＝________. 答案 7解析 由对应法则知1→4，2→7，3→10，k →3k ＋1，又a ∈N *，∴a 4≠10，∴a 2＋3a ＝10，解得a ＝2(舍去a ＝－5)，所以a 4＝16，于是3k ＋1＝16，∴k ＝5.∴a ＋k ＝7.7.如果定义在R 上的函数f (x )，对任意两个不相等的实数x 1，x 2，都有x 1f (x 1)＋x 2f (x 2)＞x 1f (x 2)＋x 2f (x 1)，则称函数f (x )为“H 函数”.给出下列函数：①y ＝x 2；②y ＝e x ＋1；③y ＝2x －sin x ；④f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ln|x |，x ≠0，0，x ＝0.以上函数是“H 函数”的所有序号为________. 答案 ②③解析 由已知x 1f (x 1)＋x 2f (x 2)＞x 1f (x 2)＋x 2f (x 1)得(x 1－x 2)·[f (x 1)－f (x 2)]＞0，所以函数f (x )在R 上是增函数.对于①，y ＝x 2在(－∞，0)上为减函数，在(0，＋∞)上为增函数，其不是“H 函数”；对于②，y ＝e x ＋1在R 上为增函数，所以其为“H 函数”；对于③，由于y ′＝2－cos x ＞0恒成立，所以y ＝2x －sin x 是增函数，所以其为“H 函数”；对于④，由于其为偶函数，所以其不可能在R 上是增函数，所以不是“H 函数”.综上知，是“H 函数”的序号为②③.8.已知二次函数f (x )的两个零点分别为b 1－a ，b1＋a(0<b <a ＋1)，f (0)＝b 2.定义card(A )：集合A中的元素个数.若“⎩⎪⎨⎪⎧x ∈A ，card (A ∩Z )＝4”是“f (x )>0”的充要条件，则实数a 的取值范围是____________. 答案 (1，2) 解析 由条件可得f (x )＝(1－a 2)(x －b 1－a )(x －b1＋a )，结合⎩⎪⎨⎪⎧x ∈A ，card (A ∩Z )＝4知a >1，所以f (x )开口向下，所以f (x )>0的解集为⎝⎛⎭⎫b 1－a ，b 1＋a ，且0<b 1＋a <1.结合数轴分析，知－4≤b1－a<－3，即3a －3<b ≤4a －4，又0<b <a ＋1，所以3a －3<b <a ＋1，得1<a <2.9.设f (x )是定义在(0，＋∞)上的函数，且f (x )＞0，对任意a ＞0，b ＞0，若经过点(a ，f (a ))，(b ，－f (b ))的直线与x 轴的交点为(c ，0)，则称c 为a ，b 关于函数f (x )的平均数，记为M f (a ，b ).例如，当f (x )＝1(x ＞0)时，可得M f (a ，b )＝c ＝a ＋b 2，即M f (a ，b )为a ，b 的算术平均数. (1)当f (x )＝________(x ＞0)时，M f (a ，b )为a ，b 的几何平均数；(2)当f (x )＝________(x ＞0)时，M f (a ，b )为a ，b 的调和平均数2ab a ＋b. (以上两空各只需写出一个符合要求的函数即可)答案 (1)x (2)x解析 设A (a ，f (a ))，B (b ，－f (b ))，C (c ，0)，则三点共线.(1)依题意，c ＝ab ，则求得f (a )a ＝f (b )b， 故可以选择f (x )＝x (x ＞0).(2)依题意，c ＝2ab a ＋b，求得f (a )a ＝f (b )b ， 故可以选择f (x )＝x (x ＞0).10.对于函数f (x )，若存在区间M ＝[a ，b ](其中a <b )，使得{y |y ＝f (x )，x ∈M }＝M ，则称区间M 为函数f (x )的一个“稳定区间”.给出下列4个函数：①f (x )＝(x －1)2；②f (x )＝|2x －1|；③f (x )＝cos π2x ；④f (x )＝e x . 其中存在“稳定区间”的函数是________.(填出所有满足条件的函数序号)答案 ①②③解析 据已知定义，所谓的“稳定区间”即函数在区间[a ，b ]内的定义域与值域相等.问题可转化为已知函数y ＝f (x )的图象与直线y ＝x 是否相交，若相交则两交点所在区间即为函数的“稳定区间”.数形结合依次判断，①②③均符合条件，而④不符合条件.综上可知，①②③均为存在“稳定区间”的函数.11.若函数f (x )在定义域D 内的某个区间I 上是增函数，且F (x )＝f (x )x在I 上是减函数，则称y ＝f (x )在I 上是“非完美增函数”.已知f (x )＝ln x ，g (x )＝2x ＋2x＋a ln x (a ∈R ). (1)判断f (x )在(0，1]上是否为“非完美增函数”；(2)若g (x )在[1，＋∞)上是“非完美增函数”，求实数a 的取值范围.解 (1)易知f ′(x )＝1x ＞0在(0，1]上恒成立，所以f (x )＝ln x 在(0，1]上是增函数.F (x )＝f (x )x＝ln x x ，求导得F ′(x )＝1－ln x x 2，因为x ∈(0，1]，所以ln x ≤0，即F ′(x )＞0在(0，1]上恒成立，所以F (x )＝ln x x在(0，1]上是增函数.由题意知，f (x )在(0，1]上不是“非完美增函数”. (2)若g (x )＝2x ＋2x ＋a ln x (a ∈R )在[1，＋∞)上是“非完美增函数”，则g (x )＝2x ＋2x＋a ln x 在[1，＋∞)上单调递增，G (x )＝g (x )x ＝2＋2x 2＋a ln x x在[1，＋∞)上单调递减. ①若g (x )在[1，＋∞)上单调递增，则g ′(x )＝2－2x 2＋a x ≥0在[1，＋∞)上恒成立，即a ≥2x－2x 在[1，＋∞)上恒成立.令h (x )＝2x －2x ，x ∈[1，＋∞)，因为h ′(x )＝－2x 2－2＜0恒成立，所以h (x )在[1，＋∞)上单调递减，h (x )max ＝h (1)＝0，所以a ≥0.②若G (x )在[1，＋∞)上单调递减，则G ′(x )＝－4x 3＋a (1－ln x )x 2≤0在[1，＋∞)上恒成立，即－4＋ax －ax ln x ≤0在[1，＋∞)上恒成立.令t (x )＝－4＋ax －ax ln x ，x ∈[1，＋∞)，因为t ′(x )＝－a ln x ，由①知a ≥0，所以t ′(x )≤0恒成立，所以t (x )＝－4＋ax －ax ln x 在[1，＋∞)上单调递减，则t (x )max ＝t (1)＝a －4.要使t (x )＝－4＋ax －ax ln x ≤0在[1，＋∞)上恒成立，则a－4≤0，即a ≤4，此时G ′(x )＝－4x 3＋a (1－ln x )x 2≤0在[1，＋∞)上恒成立. 综合①②知，实数a 的取值范围为[0，4].12.已知函数f (x )＝ax ＋ln x ，g (x )＝e x .(1)当a ≤0时，求f (x )的单调区间；(2)若不等式g (x )＜x －m x有解，求实数m 的取值范围； (3)定义：对于函数y ＝f (x )和y ＝g (x )在其公共定义域内的任意实数x 0，称|f (x 0)－g (x 0)|的值为两函数在x 0处的差值.证明：当a ＝0时，函数y ＝f (x )和y ＝g (x )在其公共定义域内的所有差值都大于2.(1)解 f (x )的定义域是(0，＋∞)，f ′(x )＝a ＋1x(x ＞0). ①当a ＝0时，f ′(x )＞0，∴f (x )在(0，＋∞)上单调递增；②当a ＜0时，由f ′(x )＝0，解得x ＝－1a， 则当x ∈(0，－1a)时，f ′(x )＞0，∴f (x )单调递增， 当x ∈(－1a，＋∞)时，f ′(x )＜0，∴f (x )单调递减. 综上，当a ＝0时，f (x )在(0，＋∞)上单调递增；当a ＜0时，f (x )在(0，－1a )上单调递增，在(－1a，＋∞)上单调递减. (2)解 由题意：e x ＜x －m x有解，即e x x ＜x －m 有解，因此只需m ＜x －e x x ，x ∈(0，＋∞)有解即可.设h (x )＝x －e x x ，h ′(x )＝1－e xx －e x 2x ＝1－e x (x ＋12x ). ∵x ＋12x ≥212＝2＞1， 且x ∈(0，＋∞)时e x ＞1， ∴1－e x (x ＋12x)＜0，即h ′(x )＜0， 故h (x )在(0，＋∞)上单调递减.∴h (x )＜h (0)＝0，故m ＜0.(3)证明 当a ＝0时，f (x )＝ln x ，f (x )与g (x )的公共定义域为(0，＋∞)，|f (x )－g (x )|＝|ln x －e x |＝e x －ln x ＝e x －x －(ln x －x ).设m (x )＝e x －x ＞0，则m ′(x )＝e x －1＞0，x ∈(0，＋∞)，m (x )在(0，＋∞)上单调递增，m (x )＞m (0)＝1.又设n (x )＝ln x －x ，x ∈(0，＋∞)，n ′(x )＝1x－1， 当x ∈(0，1)时，n ′(x )＞0，n (x )单调递增，当x ∈(1，＋∞)时，n ′(x )＜0，n (x )单调递减，所以x ＝1为n (x )的极大值点，即n (x )≤n (1)＝－1，故|f (x )－g (x )|＝m (x )－n (x )＞1－(－1)＝2.即公共定义域内任一点差值都大于2.。
高考理科数学专题三导数及其应用第八讲导数的综合应用答案.pdf
2
上单调递减，在
(
1 ,
2
) 上单调递增，作出 g( x) 与 h( x) 的大致图象如图所示，
y 3 g(x)=ex(2x-1)
2
1 O –３ –２ –１ –１
h(x)= ax- a 1 2x
h(0) g(0)
故
，即
h( 1)≤ g( 1)
a1 2a ≤
3 ，所以 3 ≤ a <1 ． 2e
e
1 7． D【解析】∵ f ( x) kx ln x ，∴ f ( x) k ，∵ f ( x) 在 (1, ) 单调递增，
象可知， y f ( x) 的极值点一负两正，所以 D 符合，选 D ．
3．D【解析】当 x ? 0 时，令函数 f ( x) 2 x2 ex ，则 f ( x) 4x ex ，易知 f ( x) 在 [0， ln 4 ）上单调递
增 ， 在 [ ln 4 ， 2] 上 单 调 递 减 ， 又 f (0)
18 ，选 B．
f ( x)
5． A 【解析】令 h( x) =
，因为 f ( x) 为奇函数，所以 h( x) 为偶函数，由于
x
xf ( x) f (x)
h (x)
x2
，当 x > 0 时， xf '( x) f (x) 0 ，所以 h( x) 在 (0, )
上单调递减，根据对称性 h( x) 在 ( ,0) 上单调递增，又 f ( 1) 0 ， f (1) = 0 ，
f (x) 0 ， f (x) 单调递减；当 x (1, ) ， f (x) 0 ， f ( x) 单调递增，所以 f (x) 的极小值为 f (1) (1 1 1)e1 1 1，选 A ．
考前三个月高考数学(全国甲卷通用理科)考前抢分必做 考前回扣 回扣7
回扣7 解析几何1.直线方程的五种形式(1)点斜式：y －y 1＝k (x －x 1)(直线过点P 1(x 1，y 1)，且斜率为k ，不包括y 轴和平行于y 轴的直线).(2)斜截式：y ＝kx ＋b (b 为直线l 在y 轴上的截距，且斜率为k ，不包括y 轴和平行于y 轴的直线).(3)两点式：y －y 1y 2－y 1＝x －x 1x 2－x 1(直线过点P 1(x 1，y 1)，P 2(x 2，y 2)，且x 1≠x 2，y 1≠y 2，不包括坐标轴和平行于坐标轴的直线).(4)截距式：x a ＋yb ＝1(a 、b 分别为直线的横、纵截距，且a ≠0，b ≠0，不包括坐标轴、平行于坐标轴和过原点的直线).(5)一般式：Ax ＋By ＋C ＝0(其中A ，B 不同时为0). 2.直线的两种位置关系当不重合的两条直线l 1和l 2的斜率存在时： (1)两直线平行l 1∥l 2⇔k 1＝k 2. (2)两直线垂直l 1⊥l 2⇔k 1·k 2＝－1.提醒：当一条直线的斜率为0，另一条直线的斜率不存在时，两直线也垂直，此种情形易忽略. 3.三种距离公式(1)A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)两点间的距离： |AB |＝(x 2－x 1)2＋(y 2－y 1)2.(2)点到直线的距离：d ＝|Ax 0＋By 0＋C |A 2＋B 2(其中点P (x 0，y 0)，直线方程为Ax ＋By ＋C ＝0).(3)两平行线间的距离：d ＝|C 2－C 1|A 2＋B 2(其中两平行线方程分别为l 1：Ax ＋By ＋C 1＝0，l 2：Ax ＋By ＋C 2＝0).提醒：应用两平行线间距离公式时，注意两平行线方程中x ，y 的系数应对应相等. 4.圆的方程的两种形式(1)圆的标准方程：(x －a )2＋(y －b )2＝r 2.(2)圆的一般方程：x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0(D 2＋E 2－4F >0). 5.直线与圆、圆与圆的位置关系(1)直线与圆的位置关系：相交、相切、相离，代数判断法与几何判断法.(2)圆与圆的位置关系：相交、内切、外切、外离、内含，代数判断法与几何判断法.6.圆锥曲线的定义、标准方程与几何性质|x|≤a，|y|≤b |x|≥a x≥07.直线与圆锥曲线的位置关系判断方法：通过解直线方程与圆锥曲线方程联立得到的方程组进行判断.弦长公式：|AB|＝1＋k2|x1－x2|＝1＋1k2|y1－y2|.8.范围、最值问题的常用解法(1)几何法①直线外一定点P到直线上各点距离的最小值为该点P到直线的垂线段的长度.②圆C外一定点P到圆上各点距离的最大值为|PC|＋R，最小值为|PC|－R(R为圆C的半径).③过圆C内一定点P的圆的最长的弦即为经过点P的直径，最短的弦为过点P且与经过点P 的直径垂直的弦.④圆锥曲线上本身存在最值问题，如(ⅰ)椭圆上两点间最大距离为2a(长轴长)；(ⅱ)双曲线上两点间最小距离为2a(实轴长)；(ⅲ)椭圆上的点到焦点的距离的取值范围为[a－c，a＋c]，a－c与a＋c分别表示椭圆焦点到椭圆上点的最小与最大距离；(ⅳ)在抛物线上的点中，顶点与抛物线的准线距离最近.(2)代数法把要求的最值表示为某个参数的解析式，然后利用函数、最值、基本不等式等进行求解.9.定点、定值问题的思路求解直线或曲线过定点问题的基本思路是把直线或曲线方程中的变量x，y当作常数看待，把方程一端化为零，既然是过定点，那么这个方程就要对任意参数都成立，这时参数的系数就要全部等于零，这样就得到一个关于x，y的方程组，这个方程组的解所确定的点就是直线或曲线所过的定点.求证某几何量为定值，首先要求出这个几何量的代数表达式，然后对表达式进行化简、整理，根据已知条件列出必要的方程(或不等式)，消去参数，最后推出定值.10.解决存在性问题的解题步骤第一步：先假设存在，引入参变量，根据题目条件列出关于参变量的方程(组)或不等式(组)；第二步：解此方程(组)或不等式(组)，若有解则存在，若无解则不存在；第三步：得出结论.1.不能准确区分直线倾斜角的取值范围以及斜率与倾斜角的关系，导致由斜率的取值范围确定倾斜角的范围时出错.2.易忽视直线方程的几种形式的限制条件，如根据直线在两轴上的截距相等设方程时，忽视截距为0的情况，直接设为xa＋ya＝1；再如，过定点P(x0，y0)的直线往往忽视斜率不存在的情况直接设为y－y0＝k(x－x0)等.3.讨论两条直线的位置关系时，易忽视系数等于零时的讨论导致漏解，如两条直线垂直时，一条直线的斜率不存在，另一条直线斜率为0.4.在解析几何中，研究两条直线的位置关系时，要注意有可能这两条直线重合；在立体几何中提到的两条直线，一般可理解为它们不重合.5.求解两条平行线之间的距离时，易忽视两直线系数不相等，而直接代入公式|C1－C2|A2＋B2，导致错解.6.在圆的标准方程中，误把r2当成r；在圆的一般方程中，忽视方程表示圆的条件.7.易误认两圆相切为两圆外切，忽视两圆内切的情况导致漏解.8.利用椭圆、双曲线的定义解题时，要注意两种曲线的定义形式及其限制条件.如在双曲线的定义中，有两点是缺一不可的：其一，绝对值；其二，2a<|F1F2|.如果不满足第一个条件，动点到两定点的距离之差为常数，而不是差的绝对值为常数，那么其轨迹只能是双曲线的一支.9.易混淆椭圆的标准方程与双曲线的标准方程，尤其是方程中a，b，c三者之间的关系，导致计算错误.10.已知双曲线的渐近线方程求双曲线的离心率时，易忽视讨论焦点所在坐标轴导致漏解. 11.直线与圆锥曲线相交的必要条件是它们构成的方程组有实数解，消元后得到的方程中要注意：二次项的系数是否为零，判别式Δ≥0的限制.尤其是在应用根与系数的关系解决问题时，必须先有“判别式Δ≥0”；在求交点、 弦长、中点、斜率、对称或存在性问题时都应在“Δ>0”下进行.1.直线2mx －(m 2＋1)y －m ＝0倾斜角的取值范围为( ) A.[0，π) B.[0，π4]∪[3π4，π) C.[0，π4] D.[0，π4]∪(π2，π)答案 C解析 由已知可得m ≥0.直线的斜率k ＝2m m 2＋1.当m ＝0时，k ＝0，当m >0时，k ＝2m m 2＋1＝2m ＋1m ≤22m ·1m＝1，又因为m >0，所以0<k ≤1.综上可得直线的斜率0≤k ≤1.设直线的倾斜角为θ，则0≤tan θ≤1，因为0≤θ<π，所以0≤θ≤π4.2.若直线l 1：ax ＋2y ＋6＝0与直线l 2：x ＋(a －1)y ＋a 2－1＝0平行，则a 等于( ) A.2或－1 B.2 C.－1 D.以上都不对 答案 C解析 由题意a (a －1)＝2，得a ＝2或a ＝－1.当a ＝2时，l 1方程为2x ＋2y ＋6＝0，即x ＋y ＋3＝0，l 2方程为x ＋y ＋3＝0，两直线重合，不合题意，舍去；当a ＝－1时，直线l 1，l 2的方程分别为－x ＋2y ＋6＝0，x －2y ＝0，符合题意.所以a ＝－1.故选C.3.直线x ＋y ＝3a 与圆x 2＋y 2＝a 2＋(a －1)2相交于点A ，B ，点O 是坐标原点，若△AOB 是正三角形，则实数a 等于( ) A.1 B.－1 C.12 D.－12答案 C解析 由题意得，圆的圆心坐标为O (0，0)，设圆心到直线的距离为d ， 所以弦长为2r 2－d 2＝r ，得4d 2＝3r 2. 所以6a 2＝3a 2＋3(a －1)2， 解得a ＝12，故选C.4.直线3x ＋4y －5＝0与圆x 2＋y 2＝4相交于A 、B 两点，则弦AB 的长等于( ) A.4 3 B.3 3 C.2 3 D. 3答案 C解析 由于圆x 2＋y 2＝4的圆心为O (0，0)，半径r ＝2，而圆心O (0，0)到直线3x ＋4y －5＝0的距离d ＝|－5|32＋42＝1，∴|AB |＝2r 2－d 2＝24－1＝2 3.5.与圆O 1：x 2＋y 2＋4x －4y ＋7＝0和圆O 2：x 2＋y 2－4x －10y ＋13＝0都相切的直线条数是( ) A.4 B.3 C.2 D.1 答案 B解析 圆O 1(－2，2)，r 1＝1，圆O 2(2，5)，r 2＝4， ∴|O 1O 2|＝5＝r 1＋r 2，∴圆O 1和圆O 2相外切， ∴与圆O 1和圆O 2相切的直线有3条.故选B.6.已知点P (a ，b )(ab ≠0)是圆x 2＋y 2＝r 2内的一点，直线m 是以P 为中点的弦所在直线，直线l 的方程为ax ＋by ＝r 2，那么( ) A.m ∥l ，l 与圆相交 B.m ⊥l ，l 与圆相切 C.m ∥l ，l 与圆相离 D.m ⊥l ，l 与圆相离答案 C解析 以点P 为中点的弦所在的直线的斜率是－ab ，直线m ∥l ，点P (a ，b )是圆x 2＋y 2＝r 2内一点，所以a 2＋b 2<r 2，圆心到ax ＋by ＝r 2，距离是r 2a 2＋b 2>r ，故相离. 7.我们把焦点相同，且离心率互为倒数的椭圆和双曲线称为一对“相关曲线”.已知F 1、F 2是一对相关曲线的焦点，P 是它们在第一象限的交点，当∠F 1PF 2＝30°时，这一对相关曲线中椭圆的离心率是( )A.7－4 3B.2－ 3C.3－1D.4－2 3 答案 B解析 由题意设椭圆方程为x 2a 2＋y 2b 2＝1，双曲线方程为x 2a 21－y 2b 21＝1，且c ＝c 1.由题意c a ·ca 1＝1，(*)由∠F 1PF 2＝30°，由余弦定理得：椭圆中4c 2＝4a 2－(2＋3)|PF 1||PF 2|， 双曲线中：4c 2＝4a 21＋(2－3)|PF 1||PF 2|，可得b 21＝(7－43)b 2，代入(*)式，c 4＝a 21a 2＝(c 2－b 21)a 2＝(8－43)c 2a 2－(7－43)a 4，即e 4－(8－43)e 2＋(7－43)＝0， 得e 2＝7－43，即e ＝2－3，故选B.8.若椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2，线段F 1F 2被抛物线y 2＝2bx 的焦点分成5∶3两段，则此椭圆的离心率为( ) A.255 B.41717 C.35 D.45答案 A解析 ∵c ＋b2c －b 2＝53，a 2－b 2＝c 2，c ＝2b ，∴5c 2＝4a 2，∴e ＝c a ＝25＝255.9.如图，已知F 1，F 2是双曲线C ：x 2a 2－y 2b 2＝1(a >0，b >0)的左，右焦点，|F 1F 2|＝4，点A 在双曲线的右支上，线段AF 1与双曲线左支相交于点B ，△F 2AB 的内切圆与BF 2相切于点E ，若|AF 2|＝2|BF 1|，|BE |＝22，则双曲线C 的离心率为________.答案2解析 设|AF 2|＝2|BF 1|＝2m ，由题意得|AF 1|＝2m ＋2a ，|BF 2|＝m ＋2a ，因此|AB |＝m ＋2a ，2|BE |＝|AB |＋|BF 2|－|AF 2|＝4a ， 即a ＝2，又|F 1F 2|＝4⇒c ＝2，所以离心率为ca＝ 2.10.已知F 1，F 2是双曲线x 216－y 29＝1的焦点，PQ 是过焦点F 1的弦，且PQ 的倾斜角为60°，那么|PF 2|＋|QF 2|－|PQ |的值为________. 答案 16解析 由双曲线方程x 216－y 29＝1知，2a ＝8，由双曲线的定义得，|PF 2|－|PF 1|＝2a ＝8， ① |QF 2|－|QF 1|＝2a ＝8，②①＋②得|PF 2|＋|QF 2|－(|QF 1|＋|PF 1|)＝16， ∴|PF 2|＋|QF 2|－|PQ |＝16. 11.抛物线y 2＝4x的焦点到双曲线x 2－y 23＝1的渐近线的距离是________.答案32解析 抛物线y 2＝4x 的焦点为(1，0)，双曲线x 2－y 23＝1的渐近线为y ＝±ba x ，即y ＝±3x .由于焦点(1，0)到双曲线的两条渐近线距离相等，所以只考虑焦点到其中一条之间的距离d ＝|3|3＋1＝32. 12.过抛物线y 2＝2x 的焦点F 作直线交抛物线于A ，B 两点，若|AB |＝2512，|AF |<|BF |，则|AF |＝________. 答案 56解析 ∵1|AF |＋1|BF |＝2p ＝2，|AB |＝|AF |＋|BF |＝2512，|AF |<|BF |，∴|AF |＝56，|BF |＝54.13.已知圆F 1：(x ＋1)2＋y 2＝r 2与圆F 2：(x －1)2＋y 2＝(4－r )2 (0<r <4)的公共点的轨迹为曲线E ，且曲线E 与y 轴的正半轴相交于点M .若曲线E 上相异两点A 、B 满足直线MA ，MB 的斜率之积为14.(1)求曲线E 的方程；(2)证明：直线AB 恒过定点，并求定点的坐标； (3)求△ABM 的面积的最大值. 解 (1)设圆F 1，圆F 2的公共点为Q ， 由已知得，|F 1F 2|＝2，|QF 1|＝r ，|QF 2|＝4－r ， 故|QF 1|＋|QF 2|＝4>|F 1F 2|，因此曲线E 是长轴长2a ＝4，焦距2c ＝2的椭圆，且b 2＝a 2－c 2＝3，所以曲线E 的方程为x 24＋y 23＝1. (2)由曲线E 的方程得，上顶点M (0，3)，记A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，由题意知，x 1≠0，x 2≠0，若直线AB 的斜率不存在，则直线AB 的方程为x ＝x 1，故y 1＝－y 2，且y 21＝y 22＝3(1－x 214)，因此k MA ·k MB ＝y 1－3x 1·y 2－3x 2＝－y 21－3x 21＝34，与已知不符，因此直线AB 的斜率存在，设直线AB ：y＝kx ＋m ，代入椭圆E 的方程x 24＋y 23＝1，得(3＋4k 2)x 2＋8kmx ＋4(m 2－3)＝0.①因为直线AB 与曲线E 有公共点A ，B ，所以方程①有两个非零不等实根x 1，x 2， 所以x 1＋x 2＝－8km3＋4k 2，x 1x 2＝4(m 2－3)3＋4k 2，又k AM ＝y 1－3x 1＝kx 1＋m －3x 1，k MB ＝y 2－3x 2＝kx 2＋m －3x 2， 由k AM ·k BM ＝14，得4(kx 1＋m －3)(kx 2＋m －3)＝x 1x 2，即(4k 2－1)x 1x 2＋4k (m －3)(x 1＋x 2)＋4(m －3)2＝0，所以4(m 2－3)(4k 2－1)＋4k (m －3)(－8km )＋4(m －3)2(3＋4k 2)＝0， 化简得m 2－33m ＋6＝0，故m ＝3或m ＝23， 结合x 1x 2≠0知m ＝23，即直线AB 恒过定点N (0，23). (3)由Δ>0且m ＝23得k <－32或k >32，又S △ABM ＝|S △ANM －S △BNM |＝12|MN |·|x 2－x 1|＝32(x 1＋x 2)2－4x 1x 2 ＝32(－8km 3＋4k 2)2－4·4(m 2－3)3＋4k 2＝64k 2－93＋4k 2＝64k 2－9＋124k 2－9≤32， 当且仅当4k 2－9＝12，即k ＝±212时，△ABM 的面积最大，最大值为32.。
高考数学(全国甲卷通用理科)知识 方法篇 专题3 函数与导数 第8练 含答案
第8练 突难点——抽象函数与函数图象[题型分析·高考展望] 抽象函数即没有函数关系式，通过对函数性质的描述，对函数相关知识进行考查，此类题目难度较大，也是近几年来高考命题的热点.对函数图象问题，以基本函数为主，由基本函数进行简单的图象变换，主要是平行变换和对称变换，这样的题目都离不开函数的单调性与奇偶性.体验高考1.(2015·安徽)函数f (x )＝的图象如图所示，则下列结论成立的是( )ax ＋b(x ＋c )2A.a >0，b >0，c <0B.a <0，b >0，c >0C.a <0，b >0，c <0D.a <0，b <0，c <0答案 C 解析 函数定义域为{x |x ≠－c }，结合图象知－c >0，∴c <0.令x ＝0，得f (0)＝，又由图象知f (0)>0，b c 2∴b >0.令f (x )＝0，得x ＝－，结合图象知－>0，b a b a∴a <0.故选C.2.(2015·天津)已知函数f (x )＝Error!函数g (x )＝b －f (2－x )，其中b ∈R .若函数y ＝f (x )－g (x )恰有4个零点，则b 的取值范围是( )A. B.(74，＋∞)(－∞，74)C. D.(0，74)(74，2)答案 D 解析 由f (x )＝Error!得f (2－x )＝Error!所以f (x )＋f (2－x )＝Error!即f (x )＋f (2－x )＝Error!y ＝f (x )－g (x )＝f (x )＋f (2－x )－b ，所以y ＝f (x )－g (x )恰有4个零点等价于方程f (x )＋f (2－x )－b ＝0有4个不同的解，即函数y ＝b 与函数y ＝f (x )＋f (2－x )的图象有4个公共点，由图象知＜b ＜2.743.(2016·课标全国乙)函数y ＝2x 2－e |x |在[－2，2]的图象大致为( )答案 D解析 f (2)＝8－e 2>8－2.82>0，排除A ；f (2)＝8－e 2<8－2.72<1，排除B ；当x >0时，f (x )＝2x 2－e x ，f ′(x )＝4x －e x ，当x ∈时，f ′(x )<×4－e 0＝0，(0，14)14因此f (x )在上单调递减，排除C ，故选D.(0，14)4.(2016·天津)已知f (x )是定义在R 上的偶函数，且在区间(－∞，0)上单调递增.若实数a 满足f (2|a －1|)>f (－)，则a 的取值范围是________.2答案 (12，32)解析 ∵f (x )是偶函数，且在(－∞，0)上单调递增，∴在(0，＋∞)上单调递减，f (－)＝f ()，22∴f (2|a －1|)>f ()，∴2|a －1|<＝221，22∴|a －1|<，即－<a －1<，即<a <.12121212325.(2015·浙江)已知函数f (x )＝Error!则f (f (－3))＝________，f (x )的最小值是________.答案 0 2－32解析 f (f (－3))＝f (1)＝0.当x ≥1时，f (x )＝x ＋－3≥2－3＜0，当且仅当x ＝时，取等2x22号；当x ＜1时，f (x )＝lg(x 2＋1)≥lg 1＝0，当且仅当x ＝0时，取等号.∴f (x )的最小值为2－3.2高考必会题型题型一 与函数性质有关的简单的抽象函数问题例1 已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数，且以2为周期，则“f (x )为[0，1]上的增函数”是“f (x )为[3，4]上的减函数”的( )A.既不充分也不必要条件B.充分而不必要条件C.必要而不充分条件D.充要条件答案 D解析 ①∵f (x )在R 上是偶函数，∴f (x )的图象关于y 轴对称.∵f (x )为[0，1]上的增函数，∴f (x )为[－1，0]上的减函数.又∵f (x )的周期为2，∴f (x )为区间[－1＋4，0＋4]＝[3，4]上的减函数.②∵f (x )为[3，4]上的减函数，且f (x )的周期为2，∴f (x )为[－1，0]上的减函数.又∵f (x )在R 上是偶函数，∴f (x )为[0，1]上的增函数.由①②知“f (x )为[0，1]上的增函数”是“f (x )为[3，4]上的减函数”的充要条件.点评 抽象函数的条件具有一般性，对待选择题、填空题可用特例法、特值法或赋值法.也可由函数一般性质进行推理.变式训练1 已知定义在区间(0，＋∞)上的函数f (x )满足f ()＝f (x 1)－f (x 2)，且当x ＞1x 1x 2时，f (x )＜0.(1)求f (1)的值；(2)判断f (x )的单调性；(3)若f (3)＝－1，解不等式f (|x |)＜－2.解 (1)令x 1＝x 2＞0，代入f ()＝f (x 1)－f (x 2)，x 1x 2得f (1)＝f (x 1)－f (x 2)＝0，故f (1)＝0.(2)任取x 1，x 2∈(0，＋∞)，且x 1＞x 2，则＞1.x 1x 2∵当x ＞1时，f (x )＜0.∴f ＜0，即f (x 1)－f (x 2)＜0，(x 1x 2)即f (x 1)＜f (x 2)，故函数f (x )在区间(0，＋∞)上单调递减.(3)由f ＝f (x 1)－f (x 2)，(x 1x 2)得f ()＝f (9)－f (3).93而f (3)＝－1，∴f (9)＝－2，∴原不等式为f (|x |)＜f (9).∵函数f (x )在区间(0，＋∞)上单调递减，∴|x |＞9，∴x ＜－9或x ＞9.∴不等式的解集为{x |x ＜－9或x ＞9}.题型二 与抽象函数有关的综合性问题例2 对于函数f (x )，若在定义域内存在实数x ，满足f (－x )＝－f (x )，则称f (x )为“局部奇函数”.(1)已知二次函数f (x )＝ax 2＋2x －4a (a ∈R )，试判断f (x )是否为“局部奇函数”？并说明理由；(2)若f (x )＝2x ＋m 是定义在区间[－1，1]上的“局部奇函数”，求实数m 的取值范围.解 f (x )为“局部奇函数”等价于关于x 的方程f (x )＋f (－x )＝0有解.(1)当f (x )＝ax 2＋2x －4a (a ∈R )时，方程f (x )＋f (－x )＝0即2a (x 2－4)＝0.因为方程有解x ＝±2，所以f (x )为“局部奇函数”.(2)当f (x )＝2x ＋m 时，f (x )＋f (－x )＝0可化为2x ＋2－x ＋2m ＝0，因为f (x )的定义域为[－1，1]，所以方程2x ＋2－x ＋2m ＝0在[－1，1]上有解.令t ＝2x ∈[，2]，则－2m ＝t ＋.121t设g (t )＝t ＋，t ∈[，2]，1t 12则g ′(t )＝1－，t ∈[，2].1t 212当t ∈时，g ′(t )＜0，(12，1)故g (t )在(0，1)上为减函数；当t ∈(1，2)时，g ′(t )＞0，故g (t )在(1，2)上为增函数.所以函数g (t )＝t ＋，t ∈[，2]的值域为[2，]，1t 1252由2≤－2m ≤，得－≤m ≤－1，5254故实数m 的取值范围是[－，－1].54点评 (1)让抽象函数不再抽象的方法主要是赋值法和单调函数法，因此学会赋值、判断并掌握函数单调性和奇偶性是必须过好的两关，把握好函数的性质.(2)解答抽象函数问题时，学生往往盲目地用指数、对数函数等代替函数来解答问题，而导致出错.要明确抽象函数是具有某些性质的一类函数，而不是具体的某一个函数.因此掌握这类函数的关键是把握函数的性质以及赋值的方法.变式训练2 定义在(0，＋∞)上的可导函数f (x )满足xf ′(x )－f (x )＝x ，且f (1)＝1.现给出关于函数f (x )的下列结论：(1)函数f (x )在上单调递增；(1e ，＋∞)(2)函数f (x )的最小值为－；1e2(3)函数f (x )有且只有一个零点；(4)对于任意的x ＞0，都有f (x )≤x 2.其中正确结论的个数是( )A.1B.2C.3D.4答案 D解析 设g (x )＝，x ∈(0，＋∞)，f (x )x 则g ′(x )＝＝＝，xf ′(x )－f (x )x 2x x 21x 所以g (x )＝ln x ＋c (c 为常数)，所以f (x )＝x ln x ＋cx .因为f (1)＝1，所以c ＝1，所以f (x )＝x ln x ＋x .对于(1)，因为f ′(x )＝ln x ＋2，当x ＞时，f ′(x )＞ln ＋2＝－1＋2＝1＞0，1e 1e所以(1)正确.对于(2)，由f ′(x )＞0，得x ＞；1e2由f ′(x )＜0，得0＜x ＜，1e2所以f (x )＝x ln x ＋x 在(0，]上单调递减，1e2在[，＋∞)上单调递增.1e2所以当x ＝时，函数f (x )取得最小值f ()＝ln ＋＝－，所以(2)正确.1e21e21e21e21e21e2对于(3)，函数f (x )＝x ln x ＋x 的图象如图所示，所以(3)正确.对于(4)，f (x )－x 2＝x ln x ＋x －x 2＝x (ln x ＋1－x ).令h (x )＝ln x ＋1－x ，x ∈(0，＋∞)，则h ′(x )＝－1＝.1x 1－x x令h ′(x )＞0，得0＜x ＜1；令h (x )＜0，得x ＞1.从而h (x )在(0，1)上单调递增，在(1，＋∞)上单调递减，所以h (x )≤h (1)＝0，即ln x ＋1－x ≤0.又x ＞0，所以f (x )－x 2＝x (ln x ＋1－x )≤0，即f (x )≤x 2.所以(4)正确.综上，正确结论的个数是4.题型三 函数图象的应用与判断例3 已知函数f (x )＝，则y ＝f (x )的图象大致为( )1ln (x ＋1)－x答案 B解析 令g (x )＝ln(x ＋1)－x ，则g ′(x )＝－，x ＞－1.x1＋x 当g ′(x )>0时，－1<x <0；当g ′(x )<0时，x >0.故g (x )<g (0)＝0，即x >0或－1<x <0时均有f (x )<0，排除A ，C ，D.点评 (1)求函数图象时首先考虑函数定义域，然后考虑特殊值以及函数变化趋势，特殊值首先考虑坐标轴上的点.(2)运用函数图象解决问题时，先要正确理解和把握函数图象本身的含义及其表示的内容，熟悉图象所能够表达的函数的性质.(3)在运用函数图象时要避免只看表象不联系其本质，透过函数的图象要看到它所反映的函数的性质，并以此为依据进行分析、推断，才是正确的做法.变式训练3 形如y ＝(a ＞0，b ＞0)的函数因其图象类似于汉字中的“囧”字，故生动b|x |－a 地称为“囧函数”.若当a ＝1，b ＝1时的“囧函数”与函数y ＝lg|x |的交点个数为n ，则n ＝________.答案 4解析 由题意知，当a ＝1，b ＝1时，y ＝＝Error!1|x |－1在同一坐标系中画出“囧函数”与函数y ＝lg|x |的图象如图所示，易知它们有4个交点.高考题型精练1.定义在R 上的偶函数f (x )满足f (2－x )＝f (x )，且在[－3，－2]上是减函数，α，β是钝角三角形的两个锐角，则下列不等式中正确的是( )A.f (sin α)>f (cos β)B.f (sin α)<f (cos β)C.f (cos α)<f (cos β)D.f (cos α)>f (cos β)答案 B解析 因为f (x )为R 上的偶函数，所以f (－x )＝f (x )，又f (2－x )＝f (x )，所以f (x ＋2)＝f (2－(x ＋2))＝f (－x )＝f (x )，所以函数f (x )以2为周期.因为f (x )在[－3，－2]上是减函数，所以f (x )在[－1，0]上也是减函数，故f (x )在[0，1]上是增函数.因为α，β是钝角三角形的两个锐角，所以α＋β<，α<－β，π2π2所以0<sin α<sin ＝cos β<1，(π2－β)故f (sin α)<f (cos β)，故选B.2.定义域为R 的函数f (x )对任意x 都有f (2＋x )＝f (2－x )，且其导函数f ′(x )满足＞0，f ′(x )2－x 则当2＜a ＜4时，有( )A.f (2a )＜f (log 2a )＜f (2)B.f (log 2a )＜f (2)＜f (2a )C.f (2a )＜f (2)＜f (log 2a )D.f (log 2a )＜f (2a )＜f (2)答案 A解析 由函数f (x )对任意x 都有f (2＋x )＝f (2－x )，得函数f (x )图象的对称轴为直线x ＝2.因为函数f (x )的导函数f ′(x )满足＞0，f ′(x )2－x 所以函数f (x )在(2，＋∞)上单调递减，(－∞，2)上单调递增.因为2＜a ＜4，所以1＜log 2a ＜2＜4＜2a .又函数f (x )图象的对称轴为直线x ＝2，所以f (2)＞f (log 2a )＞f (2a )，故选A.3.两个函数的图象经过平移后能够重合，称这两个函数为“同根函数”，给出四个函数：f 1(x )＝2log 2(x ＋1)，f 2(x )＝log 2(x ＋2)，f 3(x )＝log 2x 2，f 4(x )＝log 2(2x )，则“同根函数”是( )A.f 2(x )与f 4(x )B.f 1(x )与f 3(x )C.f 1(x )与f 4(x )D.f 3(x )与f 4(x )答案 A 解析 f 4(x )＝log 2(2x )＝1＋log 2x ，f 2(x )＝log 2(x ＋2)，将f 2(x )的图象沿着x 轴先向右平移2个单位得到y ＝log 2x 的图象，然后再沿着y 轴向上平移1个单位可得到f 4(x )的图象，根据“同根函数”的定义可知选A.4.设函数f (x )＝x |x －a |，若对∀x 1，x 2∈[3，＋∞)，x 1≠x 2，不等式＞0恒成立，f (x 1)－f (x 2)x 1－x 2则实数a 的取值范围是( )A.(－∞，－3]B.[－3，0)C.(－∞，3]D.(0，3]答案 C解析 由题意分析可知条件等价于f (x )在[3，＋∞)上单调递增，又∵f (x )＝x |x －a |，∴当a ≤0时，结论显然成立；当a ＞0时，f (x )＝Error!∴f (x )在上单调递增，(－∞，a 2)在上单调递减，在(a ，＋∞)上单调递增，(a 2，a )∴0＜a ≤3.综上，实数a 的取值范围是(－∞，3].5.在平面直角坐标系中，若两点P ，Q 满足条件：(1)P ，Q 都在函数y ＝f (x )的图象上；(2)P ，Q 两点关于直线y ＝x 对称，则称点对{P ，Q }是函数y ＝f (x )的一对“和谐点对”.(注：点对{P ，Q }与{Q ，P }看作同一对“和谐点对”)已知函数f (x )＝Error!则此函数的“和谐点对”有( )A.0对B.1对C.2对D.3对答案 C解析 作出函数f (x )的图象，然后作出f (x )＝log 2x (x ＞0)关于直线y ＝x 对称的图象，与函数f (x )＝x 2＋3x ＋2(x ≤0)的图象有2个不同交点，所以函数的“和谐点对”有2对.6.对定义在[0，1]上，并且同时满足以下两个条件的函数f (x )称为M 函数：(1)对任意的x ∈[0，1]，恒有f (x )≥0；(2)当x 1≥0，x 2≥0，x 1＋x 2≤1时，总有f (x 1＋x 2)≥f (x 1)＋f (x 2)成立.则下列3个函数中不是M 函数的个数是( )①f (x )＝x 2；②f (x )＝x 2＋1；③f (x )＝2x －1.A.0B.1C.2D.3答案 B解析 在[0，1]上，3个函数都满足f (x )≥0.当x 1≥0，x 2≥0，x 1＋x 2≤1时：对于①，f (x 1＋x 2)－[f (x 1)＋f (x 2)]＝(x 1＋x 2)2－(x ＋x )＝2x 1x 2≥0，满足；212对于②，f (x 1＋x 2)－[f (x 1)＋f (x 2)]＝[(x 1＋x 2)2＋1]－[(x ＋1)＋(x ＋1)]＝2x 1x 2－1＜0，不满212足；对于③，f (x 1＋x 2)－[f (x 1)＋f (x 2)]＝(212x +x －1)－(21x －1＋22x －1)＝21x 22x －21x －22x ＋1＝(21x －1)·(22x －1)≥0，满足.故选B.7.已知函数f (x )＝－m |x |有三个零点，则实数m 的取值范围为________.1x ＋2答案 (1，＋∞)解析 函数f (x )有三个零点等价于方程＝m |x |有且仅有三个实根.∵＝m |x |⇔＝1x ＋21x ＋21m |x |·(x ＋2)，作函数y ＝|x |(x ＋2)的图象，如图所示.由图象可知m 应满足：0＜＜1，故m ＞1.1m8.设函数y ＝f (x ＋1)是定义在(－∞，0)∪(0，＋∞)上的偶函数，在区间(－∞，0)是减函数，且图象过点(1，0)，则不等式(x －1)f (x )≤0的解集为________.答案 (－∞，0]∪(1，2]解析 y＝f(x＋1)的图象向右平移1个单位得到y＝f(x)的图象，由已知可得f(x)的图象的对称轴为x＝1，过定点(2，0)，且函数在(－∞，1)上递减，在(1，＋∞)上递增，则f(x)的大致图象如图所示.不等式(x－1)f(x)≤0可化为Error!或Error!由图可知符合条件的解集为(－∞，0]∪(1，2].9.设函数f(x)是定义在R上的偶函数，且对任意的x∈R恒有f(x＋1)＝f(x－1)，已知当x∈[0，1]时，f(x)＝2x，则有①2是函数f(x)的周期；②函数f(x)在(1，2)上是减函数，在(2，3)上是增函数；③函数f(x)的最大值是1，最小值是0.其中所有正确命题的序号是________.答案 ①②解析 在f(x＋1)＝f(x－1)中，令x－1＝t，则有f(t＋2)＝f(t)，因此2是函数f(x)的周期，故①正确；当x∈[0，1]时，f(x)＝2x是增函数，根据函数的奇偶性知，f(x)在[－1，0]上是减函数，根据函数的周期性知，函数f(x)在(1，2)上是减函数，在(2，3)上是增函数，故②正确；由②知f(x)在[0，2]上的最大值f(x)max＝f(1)＝2，f(x)的最小值f(x)min＝f(0)＝f(2)＝20＝1，且f(x)是周期为2的周期函数，∴f(x)的最大值是2，最小值是1，故③错误.10.已知函数y＝f(x)(x∈R)为奇函数，且对定义域内的任意x都有f(1＋x)＝－f(1－x).当x∈(2，3)时，f(x)＝log2(x－1)，给出以下4个结论：①函数y＝f(x)的图象关于点(k，0)(k∈Z)成中心对称；②函数y＝f(x)是以2为周期的周期函数；③当x∈(－1，0)时，f(x)＝－log2(1－x)；④函数y＝f(|x|)在(k，k＋1)(k∈Z)上单调递增，则正确结论的序号是__________.答案 ①②③解析 因为f(1＋x)＝－f(1－x)，y＝f(x)(x∈R)为奇函数，所以f (1＋x )＝f (x －1)，则f (2＋x )＝f (x )，所以y ＝f (x )(x ∈R )是以2为周期的周期函数，②正确；所以f (2k ＋x )＝f (x )，f (x －k )＝f (x ＋k )＝－f (k －x )，所以f (x ＋k )＝－f (k －x )，即函数y ＝f (x )的图象关于点(k ，0)(k ∈Z )成中心对称，①正确；由①知，函数f (x )的图象关于点(2，0)成中心对称，即f (x ＋2)＝－f (2－x ).又因为当x ∈(－1，0)时，2－x ∈(2，3)，所以f (x )＝f (x ＋2)＝－f (2－x )＝－log 2(2－x －1)＝－log 2(1－x )，③正确；函数y ＝f (|x |)是偶函数，在关于原点对称的区间上的单调性相反，所以④不正确.11.已知函数f (x )＝|x 2－4x ＋3|.(1)求函数f (x )的单调区间，并指出其增减性；(2)求集合M ＝{m |使方程f (x )＝m 有四个不相等的实根}.解 f (x )＝Error!作出函数图象如图.(1)函数的增区间为(1，2)，(3，＋∞)；函数的减区间为(－∞，1)，(2，3).(2)在同一坐标系中作出y ＝f (x )和y ＝m 的图象，使两函数图象有四个不同的交点(如图).由图知0＜m ＜1，∴M ＝{m |0＜m ＜1}.12.函数f (x )的定义域为D ＝{x |x ≠0}，且满足对于任意x 1，x 2∈D ，有f (x 1·x 2)＝f (x 1)＋f (x 2).(1)求f (1)的值；(2)判断f (x )的奇偶性并证明你的结论；(3)如果f (4)＝1，f (x －1)＜2，且f (x )在(0，＋∞)上是增函数，求x 的取值范围.解 (1)∵对于任意x 1，x 2∈D ，有f (x 1·x 2)＝f (x 1)＋f (x 2)，∴令x 1＝x 2＝1，得f (1)＝2f (1)，∴f (1)＝0.(2)f (x )为偶函数.证明：令x 1＝x 2＝－1，有f (1)＝f (－1)＋f (－1)，∴f (－1)＝f (1)＝0.12令x 1＝－1，x 2＝x ，有f (－x )＝f (－1)＋f (x )，∴f (－x )＝f (x )，∴f (x )在D 上为偶函数.(3)依题设有f(4×4)＝f(4)＋f(4)＝2，由(2)知，f(x)是偶函数，∴f(x－1)＜2⇔f(|x－1|)＜f(16).又f(x)在(0，＋∞)上是增函数，∴0＜|x－1|＜16，解得－15＜x＜17且x≠1.∴x的取值范围是{x|－15＜x＜17且x≠1}.。
考前三个月高考数学(全国甲卷通用理科)知识方法篇专题3函数与导数第13练
1 k－
， 1
所以结论中一定错误的是 C，选项 D 无法判断；
构造函数 h(x)＝ f(x)－ x，
则 h′ (x)＝ f′( x)－1＞ 0，所以函数 h(x)在 R 上单调递增，且 1k＞ 0，
1
11
11
所以 h(k)＞ h(0)，即 f(k)－ k＞－ 1， f(k)＞ k－ 1，选项 A， B 无法判断，故选 C.
(1) 讨论 f(x)的单调性； (2) 若 f(x)有两个零点，求 a 的取值范围 . 解 (1) f′ (x)＝ (x－ 1)ex＋2a(x－ 1) ＝( x－1)(ex＋ 2a).
(ⅰ )设 a≥ 0，则当 x∈ (－ ∞ ， 1)时， f ′(x)<0；
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当 x∈ (1，＋ ∞)时， f ′(x)>0.
所以 f( x)在 (－ ∞， 1)上单调递减，在 (1，＋ ∞ )上单调递增 .
(ⅱ )设 a<0，由 f′ (x)＝ 0 得 x＝1 或 x＝ ln(－ 2a).
2.(2015 课·标全国 Ⅱ )设函数 f′ (x)是奇函数 f(x)(x∈ R )的导函数， f(－ 1)＝ 0，当 x>0 时，xf′( x) －f (x)＜ 0，则使得 f(x)>0 成立的 x 的取值范围是 ( )
A.( －∞，－ 1)∪ (0， 1)
B.( － 1， 0)∪ (1，＋∞ )
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第 13 练 必考题型 —— 导数与单调性
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当 x∈
1 0， 4
时， f′ (x)<14× 4－ e0＝ 0，
1 因此 f( x)在 0，4 上单调递减，排除 C，故选 D.
4.(2016 天·津 )已知 f(x)是定义在 R 上的偶函数， 且在区间 (－∞，0)上单调递增 .若实数 a 满足 f(2|a－1|)>f(－ 2)，则 a 的取值范围是 ________.
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第 8 练 突难点 —— 抽象函数与函数图象
[题型分析 ·高考展望 ] 抽象函数即没有函数关系式， 通过对函数性质的描述， 对函数相关知
识进行考查，此类题目难度较大，也是近几年来高考命题的热点
.对函数图象问题，以基本
________. 答案 0 2 2－ 3 解析 f(f(－ 3)) ＝ f(1) ＝ 0.当 x≥ 1 时， f(x)＝x＋ 2x－ 3≥ 2 2－ 3＜ 0，当且仅当 x＝ 2时，取等 号； 当 x＜ 1 时， f(x)＝ lg( x2＋ 1)≥lg 1 ＝ 0，当且仅当 x＝ 0 时，取等号 .∴ f(x)的最小值为 2 2－ 3.
答案
12，
3 2
解析 ∵ f(x)是偶函数，且在 (－ ∞ ，0) 上单调递增，
∴在 (0，＋ ∞ )上单调递减， f (－ 2)＝ f( 2)，
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7 ＝0 有 4 个不同的解，即函数 y＝b 与函数 y＝ f( x)＋ f(2－ x)的图象有 4 个公共点，由图象知 4 ＜b＜ 2. 3.(2016 课·标全国乙 )函数 y＝ 2x2－ e|x|在 [ － 2， 2] 的图象大致为 ( )
答案 D 解析 f(2) ＝ 8－ e2>8－ 2.82>0 ，排除 A ； f(2)＝ 8－ e2<8－2.72<1，排除 B ； 当 x>0 时， f(x)＝ 2x2－ ex， f′ (x)＝ 4x－ex，
高考必会题型
题型一 与函数性质有关的简单的抽象函数问题 例 1 已知函数 f(x)是定义在 R 上的偶函数，且以 2 为周期，则“ f( x)为 [0，1]上的增函数” 是“ f(x)为 [3， 4]上的减函数”的 ( )
A. 既不充分也不必要条件 B.充分而不必要条件 C.必要而不充分条件 D.充要条件 答案 D 解析 ①∵ f(x)在 R 上是偶函数， ∴f (x)的图象关于 y 轴对称 . ∵f (x)为 [0， 1]上的增函数，
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变式训练 1
已知定义在区间
(0，＋∞ ) 上的函数
∴f (x)为 [ － 1， 0]上的减函数 . 又∵ f(x)的周期为 2， ∴f (x)为区间 [ － 1＋ 4， 0＋ 4]＝ [3， 4]上的减函数 .
②∵ f(x)为 [3， 4]上的减函数，且 f(x)的周期为 2， ∴f (x)为 [ － 1， 0]上的减函数 . 又∵ f(x)在 R 上是偶函数， ∴ f(x)为 [0， 1]上的增函数 .
1
∴f (2|a－1|)>f( 2)， ∴ 2|a－1|< 2＝2 2 ，
∴|a－ 1|<12，即－
1 2<
a－
1<12，即
13 2< a <2.
5.(2015 浙·江 )已知函数
2 f (x)＝ x＋ x－ 3，x≥ 1，
lg x2＋ 1 ， x＜1，
则 f (f( － 3))＝ ________ ， f(x) 的最小值是
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2－|x|＋ x2， x＜ 0， 所以 f( x)＋ f(2－ x)＝ 4－|x|－ |2－ x|， 0≤ x≤ 2，
2－|2－ x|＋ x－ 2 2， x＞ 2， x2＋ x＋ 2， x＜ 0， 即 f(x)＋ f(2－ x)＝ 2， 0≤x≤ 2， x2－ 5x＋ 8， x＞ 2. y＝f(x)－ g(x)＝ f(x)＋ f(2－ x)－ b，所以 y＝ f(x)－g(x)恰有 4 个零点等价于方程 f( x)＋ f(2－ x)－ b
函数为主， 由基本函数进行简单的图象变换， 主要是平行变换和对称变换， 这样的题目都离
不开函数的单调性与奇偶性 .
体验高考
ax ＋ b
1.(2015 安·徽 )函数 f(x)＝ x＋ c 2的图象如图所示，则下列结论成立的是 (
)
A. a>0， b>0， c<0
B. a<0， b>0， c>0
C.a<0，b>0， c<0 答案 C
D. a<0， b<0， c<0
解析 函数定义域为 { x|x≠ － c} ，结合图象知－ c>0 ，
∴c<0.令 x＝ 0，得 f(0) ＝cb2，又由图象知 f(0)>0 ，
∴b>0. 令 f(x) ＝0，得 x＝－ ba，结合图象知－
b a>0，
∴a<0. 故选 C.
2－ |x|， x≤ 2， 2.(2015 天·津 )已知函数 f( x)＝ x－ 2 2，x＞ 2， 函数 g( x)＝ b－ f (2－ x)，其中 b∈R .若函数 y
由①② 知 “ f(x)为 [0， 1]上的增函数 ” 是 “ f(x)为 [3， 4]上的减函数 ” 的充要条件 .
点评 抽象函数的条件具有一般性，对待选择题、填空题可用特例法、特值法或赋值法
.也
可由函数一般性质进行推理 .
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＝f (x)－ g(x)恰有 4 个零点，则 b 的取值范围是 ( )
A.
7，＋∞ 4
B. －∞， 7 4
7 C. 0， 4
D.
7， 2 4
答案 D
2－ |x|， x≤ 2， 解析 由 f(x)＝
x－ 2 2， x＞ 2，
2－ |2－ x|， x≥ 0， 得 f(2－ x)＝
x2， x＜ 0.
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