函数导学案
函数的极值、最值导学案

函数的极值、最值导学案(一)学习目标: 编辑:赵辉、李勤涛、王芳1.理解极大值、极小值的概念.2.能够运用判别极大值、极小值的方法来求函数的极值.3.掌握求可导函数的极值、最值的步骤。
自主学习:阅读课本27、28页之后回答下列问题1 求函数44313+-=x x y 的单调区间,并画出函数图象简图。
探究: 观察函数图形在x=2和2-=x 的函数值与其附近的函数值有什么关系? )2(f '和)2(-'f 的值呢?在x=2和2-=x 附近的导数值又有什么规律?2 观察下列函数图象分析当x 等于54321,,,,x x x x x 时导数怎样?在这些点附近导数的符号有什么规律?f(x 2)f(x 4)f(x 5)f(x 3)f(x 1)f(b)f(a)x 5x 4x 3x 2x 1b axOy归纳总结1.极大值: 一般地,设函数f(x)在点x 0附近有定义,如果对x 0附近的所有的点都有 ,就说f(x 0)是函数f(x)的一个 ,记作 ,x 0是极大值点 2.极小值:一般地,设函数f(x)在x 0附近有定义,如果对x 0附近的所有的点都有 .就说 是函数f(x)的 ,记作 ,x 0是极小值点 3.极大值与极小值统称为在定义中,取得极值的点称为极值点,极值点是自变量的值,极值指的是函数值 思考 函数3)(x x f =有没有极值点?导数为0的点一定是函数的极值点吗?典型例题例1. 求函数44313+-=x x y 的极值,并求[-3 ,4]上的最大值和最小值。
变式1:将区间[3,4]-改为[0,3]【归纳】:一、求可导函数f (x )的极值的步骤:(1)确定函数的定义区间,求导数/()f x(2)求方程/()f x =0的根(3)用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干小开区间,并列成表格.检查/()f x 在 方程根左右的值的符号:①如果左正右负,那么f (x )在这个根处取得极大值; ②如果左负右正,那么f (x )在这个根处取得极小值; ③ 如果左右不改变符号,那么f (x )在这个根处无极值 二、求闭区间[a,b]的最值的步骤: ① 先求出给定区间上的极值;再求出区间端点的函数值; ②最后从极值和区间端点的函数值中找出最大值和最小值。
导数与函数的极值、最值(经典导学案及练习答案详解)

§3.3导数与函数的极值、最值学习目标1.借助函数图象,了解函数在某点取得极值的必要和充分条件.2.会用导数求函数的极大值、极小值.3.会求闭区间上函数的最大值、最小值.知识梳理1.函数的极值(1)函数的极小值函数y=f(x)在点x=a的函数值f(a)比它在点x=a附近其他点的函数值都小,f′(a)=0;而且在点x=a附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0,则a叫做函数y=f(x)的极小值点,f(a)叫做函数y=f(x)的极小值.(2)函数的极大值函数y=f(x)在点x=b的函数值f(b)比它在点x=b附近其他点的函数值都大,f′(b)=0;而且在点x=b附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0,则b叫做函数y=f(x)的极大值点,f(b)叫做函数y=f(x)的极大值.(3)极小值点、极大值点统称为极值点,极小值和极大值统称为极值.2.函数的最大(小)值(1)函数f(x)在区间[a,b]上有最值的条件:如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值和最小值.(2)求y=f(x)在区间[a,b]上的最大(小)值的步骤:①求函数y=f(x)在区间(a,b)上的极值;②将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.常用结论对于可导函数f(x),“f′(x0)=0”是“函数f(x)在x=x0处有极值”的必要不充分条件.思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数f(x)在区间(a,b)上不存在最值.(×)(2)函数的极小值一定是函数的最小值.(×)(3)函数的极小值一定不是函数的最大值.(√)(4)函数y=f′(x)的零点是函数y=f(x)的极值点.(×)教材改编题1.如图是f (x )的导函数f ′(x )的图象,则f (x )的极小值点的个数为( )A .1B .2C .3D .4答案 A解析 由题意知只有在x =-1处f ′(-1)=0,且其两侧导数符号为左负右正.2.函数f (x )=x 3-ax 2+2x -1有极值,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-6]∪[6,+∞)B .(-∞,-6)∪(6,+∞)C .(-6,6)D .[-6,6]答案 B解析 f ′(x )=3x 2-2ax +2,由题意知f ′(x )有变号零点,∴Δ=(-2a )2-4×3×2>0, 解得a >6或a <- 6.3.若函数f (x )=13x 3-4x +m 在[0,3]上的最大值为4,则m =________. 答案 4解析 f ′(x )=x 2-4,x ∈[0,3],当x ∈[0,2)时,f ′(x )<0,当x ∈(2,3]时,f ′(x )>0,所以f (x )在[0,2)上单调递减,在(2,3]上单调递增.又f (0)=m ,f (3)=-3+m .所以在[0,3]上,f (x )max =f (0)=4,所以m =4.题型一 利用导数求函数的极值问题命题点1 根据函数图象判断极值例1 (2022·广州模拟)设函数f (x )在R 上可导,其导函数为f ′(x ),且函数y =(x -1)f ′(x )的图象如图所示,则下列结论中正确的是( )A .函数f (x )有极大值f (-3)和f (3)B .函数f (x )有极小值f (-3)和f (3)C.函数f(x)有极小值f(3)和极大值f(-3)D.函数f(x)有极小值f(-3)和极大值f(3)答案 D解析由题图知,当x∈(-∞,-3)时,y>0,x-1<0⇒f′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈(-3,1)时,y<0,x-1<0⇒f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(1,3)时,y>0,x-1>0⇒f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(3,+∞)时,y<0,x-1>0⇒f′(x)<0,f(x)单调递减.所以函数有极小值f(-3)和极大值f(3).命题点2求已知函数的极值例2已知函数f(x)=x-1+ae x(a∈R,e为自然对数的底数).(1)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,求a的值;(2)求函数f(x)的极值.解(1)因为f(x)=x-1+ae x,所以f′(x)=1-ae x,又因为曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,所以f′(1)=0,即1-ae1=0,所以a=e.(2)由(1)知f′(x)=1-ae x,当a≤0时,f′(x)>0,所以f(x)在(-∞,+∞)上单调递增,因此f(x)无极大值与极小值;当a>0时,令f′(x)>0,则x>ln a,所以f(x)在(ln a,+∞)上单调递增,令f′(x)<0,则x<ln a,所以f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,故f(x)在x=ln a处取得极小值,且f(ln a)=ln a,但是无极大值,综上,当a≤0时,f(x)无极大值与极小值;当a>0时,f(x)在x=ln a处取得极小值ln a,但是无极大值.命题点3已知极值(点)求参数例3(1)(2022·大庆模拟)函数f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1处取得极值10,则a+b等于()A .-7B .0C .-7或0D .-15或6答案 A 解析 由题意知,函数f (x )=x 3+ax 2+bx +a 2,可得f ′(x )=3x 2+2ax +b ,因为f (x )在x =1处取得极值10,可得⎩⎪⎨⎪⎧ f ′(1)=3+2a +b =0,f (1)=1+a +b +a 2=10, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =4,b =-11,或⎩⎪⎨⎪⎧a =-3,b =3, 检验知,当a =-3,b =3时,可得f ′(x )=3x 2-6x +3=3(x -1)2≥0,此时函数f (x )单调递增,函数无极值点,不符合题意;当a =4,b =-11时,可得f ′(x )=3x 2+8x -11=(3x +11)(x -1),当x <-113或x >1时, f ′(x )>0,f (x )单调递增;当-113<x <1时,f ′(x )<0,f (x )单调递减, 当x =1时,函数f (x )取得极小值,符合题意.所以a +b =-7.(2)(2022·南京模拟)已知函数f (x )=x (ln x -ax )在区间(0,+∞)上有两个极值,则实数a 的取值范围为( )A .(0,e)B.⎝⎛⎭⎫0,1eC.⎝⎛⎭⎫0,12 D.⎝⎛⎭⎫0,13 答案 C解析 f ′(x )=ln x -ax +x ⎝⎛⎭⎫1x -a=ln x +1-2ax ,由题意知ln x +1-2ax =0在(0,+∞)上有两个不相等的实根,2a =ln x +1x, 设g (x )=ln x +1x, 则g ′(x )=1-(ln x +1)x 2=-ln x x 2.当0<x <1时,g ′(x )>0,g (x )单调递增;当x >1时,g ′(x )<0,g (x )单调递减,所以g (x )的极大值为g (1)=1,又当x >1时,g (x )>0,当x →+∞时,g (x )→0,当x →0时,g (x )→-∞,所以0<2a <1,即0<a <12. 教师备选 1.(2022·榆林模拟)设函数f (x )=x cos x 的一个极值点为m ,则tan ⎝⎛⎭⎫m +π4等于( ) A.m -1m +1B.m +1m -1C.1-m m +1D.m +11-m 答案 B解析 由f ′(x )=cos x -x sin x =0,得tan x =1x ,所以tan m =1m, 故tan ⎝⎛⎭⎫m +π4=1+tan m 1-tan m =m +1m -1. 2.已知a ,b ∈R ,若x =a 不是函数f (x )=(x -a )2(x -b )·(e x -1-1)的极小值点,则下列选项符合的是( )A .1≤b <aB .b <a ≤1C .a <1≤bD .a <b ≤1 答案 B解析 令f (x )=(x -a )2(x -b )(e x -1-1)=0,得x 1=a ,x 2=b ,x 3=1.下面利用数轴标根法画出f (x )的草图,借助图象对选项A ,B ,C ,D 逐一分析.对选项A ,若1≤b <a ,由图可知x =a 是f (x )的极小值点,不符合题意; 对选项B ,若b <a ≤1,由图可知x =a 不是f (x )的极小值点,符合题意; 对选项C ,若a <1≤b ,由图可知x =a 是f (x )的极小值点,不符合题意; 对选项D ,若a <b ≤1,由图可知x =a 是f (x )的极小值点,不符合题意. 思维升华 根据函数的极值(点)求参数的两个要领(1)列式:根据极值点处导数为0和极值这两个条件列方程组,利用待定系数法求解;(2)验证:求解后验证根的合理性.跟踪训练1 (1)(2022·长沙模拟)若x =1是函数f (x )=(x 2+ax -1)e x-1的极值点,则f (x )的极大值为( )A .-1B .-2e -3C .5e -3D .1 答案 C解析 因为f (x )=(x 2+ax -1)e x -1,故可得f ′(x )=(2x +a )e x -1+(x 2+ax -1)e x -1=e x -1[x 2+(a +2)x +a -1],因为x =1是函数f (x )=(x 2+ax -1)e x-1的极值点,故可得f ′(1)=0,即2a +2=0,解得a =-1.此时f ′(x )=e x -1(x 2+x -2)=e x -1(x +2)(x -1).令f ′(x )=0,解得x 1=-2,x 2=1,由f ′(x )>0可得x <-2或x >1;由f ′(x )<0可得-2<x <1,所以f (x )在区间(-∞,-2)上单调递增,在(-2,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,故f (x )的极大值点为x =-2.则f (x )的极大值为f (-2)=(4+2-1)e -3=5e -3.(2)(2022·芜湖模拟)函数f (x )=ln x +12x 2-ax (x >0)在⎣⎡⎦⎤12,3上有且仅有一个极值点,则实数a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫52,103B.⎣⎡⎭⎫52,103C.⎝⎛⎦⎤52,103D.⎣⎡⎦⎤2,103 答案 B解析 ∵f (x )=ln x +12x 2-ax (x >0), ∴f ′(x )=1x+x -a , ∵函数f (x )=ln x +12x 2-ax (x >0)在⎣⎡⎦⎤12,3上有且仅有一个极值点, ∴y =f ′(x )在⎣⎡⎦⎤12,3上只有一个变号零点.令f ′(x )=1x +x -a =0,得a =1x+x . 设g (x )=1x +x ,则g (x )在⎣⎡⎦⎤12,1上单调递减,在[1,3]上单调递增,∴g (x )min =g (1)=2,又g ⎝⎛⎭⎫12=52,g (3)=103, ∴当52≤a <103时,y =f ′(x )在⎣⎡⎦⎤12,3上只有一个变号零点. ∴实数a 的取值范围为⎣⎡⎭⎫52,103.题型二 利用导数求函数最值例4 已知函数g (x )=a ln x +x 2-(a +2)x (a ∈R ).(1)若a =1,求g (x )在区间[1,e]上的最大值;(2)求g (x )在区间[1,e]上的最小值h (a ).解 (1)∵a =1,∴g (x )=ln x +x 2-3x ,∴g ′(x )=1x +2x -3=(2x -1)(x -1)x, ∵x ∈[1,e],∴g ′(x )≥0,∴g (x )在[1,e]上单调递增,∴g (x )max =g (e)=e 2-3e +1.(2)g (x )的定义域为(0,+∞),g ′(x )=a x +2x -(a +2)=2x 2-(a +2)x +a x=(2x -a )(x -1)x. ①当a 2≤1,即a ≤2时,g (x )在[1,e]上单调递增,h (a )=g (1)=-a -1; ②当1<a 2<e ,即2<a <2e 时,g (x )在⎣⎡⎭⎫1,a 2上单调递减,在⎝⎛⎦⎤a 2,e 上单调递增,h (a )=g ⎝⎛⎭⎫a 2=a ln a 2-14a 2-a ; ③当a 2≥e ,即a ≥2e 时,g (x )在[1,e]上单调递减,h (a )=g (e)=(1-e)a +e 2-2e. 综上,h (a )=⎩⎪⎨⎪⎧ -a -1,a ≤2,a ln a 2-14a 2-a ,2<a <2e ,(1-e )a +e 2-2e ,a ≥2e.教师备选已知函数f (x )=ln x -ax -2(a ≠0).(1)讨论函数f (x )的单调性;(2)若函数f (x )有最大值M ,且M >a -4,求实数a 的取值范围.解 (1)f (x )的定义域为(0,+∞),由f (x )=ln x -ax -2(a ≠0)可得f ′(x )=1x-a , 当a <0时,f ′(x )>0,所以f (x )在(0,+∞)上单调递增;当a >0时,令f ′(x )=0,得x =1a, 所以当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, 综上所述,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)由(1)知,当a <0时,f (x )在(0,+∞)上单调递增,无最大值,当a >0时,f (x )在⎝⎛⎭⎫0,1a 上单调递增,在⎝⎛⎭⎫1a ,+∞上单调递减, 所以当x =1a时,f (x )取得最大值, 即f (x )max =f ⎝⎛⎭⎫1a =ln 1a -a ×1a-2 =ln 1a-3=-ln a -3, 因此有-ln a -3>a -4,得ln a +a -1<0,设g (a )=ln a +a -1,则g ′(a )=1a+1>0, 所以g (a )在(0,+∞)上单调递增,又g (1)=0,所以g (a )<g (1),得0<a <1,故实数a 的取值范围是(0,1).思维升华 (1)求函数f (x )在闭区间[a ,b ]上的最值时,在得到极值的基础上,结合区间端点的函数值f (a ),f (b )与f (x )的各极值进行比较得到函数的最值.(2)若所给的闭区间[a ,b ]含参数,则需对函数f (x )求导,通过对参数分类讨论,判断函数的单调性,从而得到函数f (x )的最值.跟踪训练2 某村庄拟修建一个无盖的圆柱形蓄水池(不计厚度),设该蓄水池的底面半径为r米,高为h 米,体积为V 立方米.假设建造成本仅与表面积有关,侧面的建造成本为100元/平方米,底面的建造成本为160元/平方米,该蓄水池的总建造成本为12 000π元(π为圆周率).(1)将V 表示成r 的函数V (r ),并求该函数的定义域;(2)讨论函数V (r )的单调性,并确定r 和h 为何值时该蓄水池的体积最大.解 (1)∵蓄水池的侧面的总成本为100×2πrh =200πrh (元),底面的总成本为160πr 2元,∴蓄水池的总成本为(200πrh +160πr 2)元.由题意得200πrh +160πr 2=12 000π,∴h =15r (300-4r 2).从而V (r )=πr 2h =π5(300r -4r 3).由h >0,且r >0,可得0<r <5 3.故函数V (r )的定义域为(0,53).(2)由(1)知V (r )=π5(300r -4r 3), 故V ′(r )=π5(300-12r 2),令V ′(r )=0,解得r 1=5,r 2=-5(舍).当r ∈(0,5)时,V ′(r )>0,故V (r )在(0,5)上单调递增;当r ∈(5,53)时,V ′(r )<0,故V (r )在(5,53)上单调递减.由此可知,V (r )在r =5处取得最大值,此时h =8,即当r =5,h =8时,该蓄水池的体积最大.课时精练1.若函数f (x )=x 2+2xe x 的极大值点与极小值点分别为a ,b ,则a +b 等于() A .-4 B. 2C .0D .2答案 C解析 f ′(x )=2-x 2e x ,当-2<x <2时,f ′(x )>0;当x <-2或x >2时,f ′(x )<0.故f (x )=x 2+2x ex 的极大值点与极小值点分别为2,-2, 则a =2,b =-2,所以a +b =0.2.如图是函数y =f (x )的导函数的图象,下列结论中正确的是( )A .f (x )在[-2,-1]上单调递增B .当x =3时,f (x )取得最小值C .当x =-1时,f (x )取得极大值D .f (x )在[-1,2]上单调递增,在[2,4]上单调递减答案 D解析 根据题图知,当x ∈(-2,-1),x ∈(2,4)时,f ′(x )<0,函数y =f (x )单调递减;当x ∈(-1,2),x ∈(4,+∞)时,f ′(x )>0,函数y =f (x )单调递增.所以y =f (x )在[-2,-1]上单调递减,在(-1,2)上单调递增,在(2,4)上单调递减,在(4,+∞)上单调递增,故选项A 不正确,选项D 正确;故当x =-1时,f (x )取得极小值,选项C 不正确;当x =3时,f (x )不是取得最小值,选项B 不正确.3.已知函数f (x )=2ln x +ax 2-3x 在x =2处取得极小值,则f (x )的极大值为( )A .2B .-52C .3+ln 2D .-2+2ln 2 答案 B解析 由题意得,f ′(x )=2x+2ax -3, ∵f (x )在x =2处取得极小值,∴f ′(2)=4a -2=0,解得a =12, ∴f (x )=2ln x +12x 2-3x , f ′(x )=2x +x -3=(x -1)(x -2)x ,∴f (x )在(0,1),(2,+∞)上单调递增,在(1,2)上单调递减,∴f (x )的极大值为f (1)=12-3=-52. 4.(2022·重庆联考)函数f (x )=x +2cos x 在[0,π]上的最大值为( )A .π-2B.π6 C .2D.π6+ 3 答案 D解析 由题意得,f ′(x )=1-2sin x ,∴当0≤sin x ≤12,即x 在⎣⎡⎦⎤0,π6和⎣⎡⎦⎤5π6,π上时,f ′(x )≥0,f (x )单调递增; 当12<sin x ≤1,即x 在⎝⎛⎭⎫π6,5π6上时, f ′(x )<0,f (x )单调递减,∴f (x )有极大值f ⎝⎛⎭⎫π6=π6+3,有极小值f ⎝⎛⎭⎫5π6=5π6-3,而端点值f (0)=2,f (π)=π-2,则f ⎝⎛⎭⎫π6>f (0)>f (π)>f ⎝⎛⎭⎫5π6, ∴f (x )在[0,π]上的最大值为π6+ 3. 5.(多选)已知x =1和x =3是函数f (x )=ax 3+bx 2-3x +k (a ,b ∈R )的两个极值点,且函数f (x )有且仅有两个不同零点,则k 值为( )A .-43B.43 C .-1D .0 答案 BD解析 f ′(x )=3ax 2+2bx -3,依题意1,3是f ′(x )=0的两个根, 所以⎩⎨⎧ 1+3=-2b 3a ,1×3=-33a,解得a =-13,b =2. 故f (x )=-13x 3+2x 2-3x +k . 易求得函数f (x )的极大值为f (3)=k 和极小值为f (1)=-43+k .要使函数f (x )有两个零点,则f (x )极大值k =0或f (x )极小值-43+k =0, 所以k =0或k =43. 6.(多选)已知函数f (x )=x +sin x -x cos x 的定义域为[-2π,2π),则( )A .f (x )为奇函数B .f (x )在[0,π)上单调递增C .f (x )恰有4个极大值点D .f (x )有且仅有4个极值点答案 BD解析 因为f (x )的定义域为[-2π,2π),所以f (x )是非奇非偶函数,故A 错误;因为f (x )=x +sin x -x cos x ,所以f ′(x )=1+cos x -(cos x -x sin x )=1+x sin x ,当x ∈[0,π)时,f ′(x )>0,则f (x )在[0,π)上单调递增,故B 正确;显然f ′(0)≠0,令f ′(x )=0,得sin x =-1x, 分别作出y =sin x ,y =-1x在区间[-2π,2π)上的图象,由图可知,这两个函数的图象在区间[-2π,2π)上共有4个公共点,且两图象在这些公共点上都不相切,故f (x )在区间[-2π,2π)上的极值点的个数为4,且f (x )只有2个极大值点,故C 错误,D 正确.7.(2022· 潍坊模拟)写出一个存在极值的奇函数f (x )=________.答案 sin x (答案不唯一)解析 正弦函数f (x )=sin x 为奇函数,且存在极值.8.(2021·新高考全国Ⅰ)函数f (x )=|2x -1|-2ln x 的最小值为________.答案 1解析 函数f (x )=|2x -1|-2ln x 的定义域为(0,+∞).①当x >12时,f (x )=2x -1-2ln x , 所以f ′(x )=2-2x =2(x -1)x,当12<x <1时,f ′(x )<0, 当x >1时,f ′(x )>0,所以f (x )min =f (1)=2-1-2ln 1=1;②当0<x ≤12时,f (x )=1-2x -2ln x 在⎝⎛⎦⎤0,12上单调递减, 所以f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫12=-2ln 12=2ln 2=ln 4>ln e =1.综上,f (x )min =1. 9.已知函数f (x )=ln x -2x -2x +1. (1)求函数f (x )的单调区间;(2)设g (x )=f (x )-4+a x +1+2(a ∈R ),若x 1,x 2是函数g (x )的两个极值点,求实数a 的取值范围. 解 (1)由题知函数f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=1x -2(x +1)-2(x -1)(x +1)2=(x -1)2x (x +1)2≥0对任意x ∈(0,+∞)恒成立, 当且仅当x =1时,f ′(x )=0,所以f (x )的单调递增区间为(0,+∞),无单调递减区间.(2)因为g (x )=f (x )-4+a x +1+2=ln x -a x +1, 所以g ′(x )=1x +a (x +1)2=x 2+(2+a )x +1x (x +1)2(x >0). 由题意知x 1,x 2是方程g ′(x )=0在(0,+∞)内的两个不同的实数解.令h (x )=x 2+(2+a )x +1,又h (0)=1>0,所以只需⎩⎪⎨⎪⎧-2-a >0,Δ=(2+a )2-4>0,解得a <-4,即实数a 的取值范围为(-∞,-4). 10.(2022·珠海模拟)已知函数f (x )=ln x -ax ,x ∈(0,e],其中e 为自然对数的底数.(1)若x =1为f (x )的极值点,求f (x )的单调区间和最大值;(2)是否存在实数a ,使得f (x )的最大值是-3?若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由. 解 (1)∵f (x )=ln x -ax ,x ∈(0,e],∴f ′(x )=1-ax x, 由f ′(1)=0,得a =1.∴f ′(x )=1-x x, ∴x ∈(0,1),f ′(x )>0,x ∈(1,+∞),f ′(x )<0,∴f (x )的单调递增区间是(0,1),单调递减区间是(1,e];f (x )的极大值为f (1)=-1,也即f (x )的最大值为f (1)=-1.(2)∵f (x )=ln x -ax ,∴f ′(x )=1x -a =1-ax x , ①当a ≤0时,f (x )在(0,e]上单调递增,∴f (x )的最大值是f (e)=1-a e =-3,解得a =4e >0,舍去;②当a >0时,由f ′(x )=1x -a =1-axx =0,得x =1a ,当0<1a <e ,即a >1e 时,∴x ∈⎝⎛⎭⎫0,1a 时,f ′(x )>0;x ∈⎝⎛⎭⎫1a ,e 时,f ′(x )<0,∴f (x )的单调递增区间是⎝⎛⎭⎫0,1a ,单调递减区间是⎝⎛⎭⎫1a ,e ,又f (x )在(0,e]上的最大值为-3,∴f (x )max =f ⎝⎛⎭⎫1a =-1-ln a =-3,∴a =e 2;当e ≤1a ,即0<a ≤1e 时,f (x )在(0,e]上单调递增,∴f (x )max =f (e)=1-a e =-3,解得a =4e >1e ,舍去.综上,存在a 符合题意,此时a =e 2.11.若函数f (x )=(x 2-a )e x 的两个极值点之积为-3,则f (x )的极大值为() A.6e 3 B .-2eC .-2e D.4e 2答案 A解析 因为f (x )=(x 2-a )e x ,所以f ′(x )=(x 2+2x -a )e x ,由f′(x)=(x2+2x-a)e x=0,得x2+2x-a=0,由函数f(x)=(x2-a)e x的两个极值点之积为-3,则由根与系数的关系可知,-a=-3,即a=3,所以f(x)=(x2-3)e x,f′(x)=(x2+2x-3)e x,当x<-3或x>1时,f′(x)>0;当-3<x<1时,f′(x)<0,故f(x)在(-∞,-3)上单调递增,在(-3,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,所以f(x)的极大值为f(-3)=6 e3.12.函数f(x)=ax3-6ax2+b在区间[-1,2]上的最大值为3,最小值为-29(a>0),则a,b的值为()A.a=2,b=-29 B.a=3,b=2C.a=2,b=3 D.以上都不对答案 C解析函数f(x)的导数f′(x)=3ax2-12ax=3ax(x-4),因为a>0,所以由f′(x)<0,计算得出0<x<4,此时函数单调递减,由f′(x)>0,计算得出x>4或x<0,此时函数单调递增,即函数在[-1,0]上单调递增,在[0,2]上单调递减,即函数在x=0处取得极大值同时也是最大值,则f(0)=b=3,则f(x)=ax3-6ax2+3,f(-1)=-7a+3,f(2)=-16a+3,则f(-1)>f(2),即函数的最小值为f(2)=-16a+3=-29,计算得出a=2,b=3.13.(2021·全国乙卷)设a≠0,若x=a为函数f(x)=a(x-a)2(x-b)的极大值点,则() A.a<b B.a>bC.ab<a2D.ab>a2答案 D解析当a>0时,根据题意画出函数f(x)的大致图象,如图1所示,观察可知b>a.图1当a <0时,根据题意画出函数f (x )的大致图象,如图2所示,观察可知a >b .图2综上,可知必有ab >a 2成立.14.(2022·河南多校联考)已知函数f (x )=2ln x ,g (x )=x +2,若f (x 1)=g (x 2),则x 1-x 2的最小值为______.答案 4-2ln 2解析 设f (x 1)=g (x 2)=t ,即2ln x 1=t ,x 2+2=t ,解得x 1=2e t ,x 2=t -2,所以x 1-x 2=2e t -t +2,令h (t )=2e t -t +2,则h ′(t )=21e 2t -1, 令h ′(t )=0,解得t =2ln 2,当t <2ln 2时,h ′(t )<0,当t >2ln 2时,h ′(t )>0,所以h (t )在(-∞,2ln 2)上单调递减,在(2ln 2,+∞)上单调递增,所以h (t )的最小值为h (2ln 2)=e ln 2-2ln 2+2=4-2ln 2,所以x 1-x 2的最小值为4-2ln 2.15.(多选)已知函数f (x )=x ln x +x 2,x 0是函数f (x )的极值点,以下几个结论中正确的是( )A .0<x 0<1eB .x 0>1eC .f (x 0)+2x 0<0D .f (x 0)+2x 0>0答案 AD解析 函数f (x )=x ln x +x 2(x >0),∴f ′(x )=ln x +1+2x ,∵x 0是函数f (x )的极值点,∴f ′(x 0)=0,即ln x 0+1+2x 0=0,∴f ′⎝⎛⎭⎫1e =2e >0,当x >1e时,f ′(x )>0, ∵当x →0时,f ′(x )→-∞,∴0<x 0<1e,即A 正确,B 不正确; f (x 0)+2x 0=x 0ln x 0+x 20+2x 0=x 0(ln x 0+x 0+2)=x 0(1-x 0)>0,即D 正确,C 不正确.16.已知函数f (x )=x 2-2x +a ln x (a >0).(1)求函数f (x )的单调递增区间;(2)若函数f (x )有两个极值点x 1,x 2,x 1<x 2,不等式f (x 1)≥mx 2恒成立,求实数m 的取值范围.解 (1)f ′(x )=2x -2+a x =2x 2-2x +a x,x >0, 一元二次方程2x 2-2x +a =0的Δ=4(1-2a ),①当a ≥12时,f ′(x )≥0,f (x )在(0,+∞)上单调递增; ②当0<a <12时,令f ′(x )=0, 得x 1=1-1-2a 2>0,x 2=1+1-2a 2>0, 所以当0<x <1-1-2a 2时, f ′(x )>0,f (x )单调递增, 当1-1-2a 2<x <1+1-2a 2时, f ′(x )<0,f (x )单调递减,当x >1+1-2a 2时,f ′(x )>0,f (x )单调递增. 综上所述,当a ≥12时,f (x )的单调递增区间为(0,+∞),当0<a <12时,f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1-1-2a 2,⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1-2a 2,+∞. (2)由(1)知,0<a <12,x 1+x 2=1,x 1x 2=a 2,则0<x 1<12<x 2, 由f (x 1)≥mx 2恒成立,得x 21-2x 1+a ln x 1≥mx 2,即(1-x 2)2-2(1-x 2)+2(1-x 2)x 2ln(1-x 2)≥mx 2,即m ≤x 2-1x 2+2(1-x 2)ln(1-x 2), 记h (x )=x -1x+2(1-x )ln(1-x ), 1>x >12, 则h ′(x )=1x 2-2ln(1-x )-1>0⎝⎛⎭⎫1>x >12, 故h (x )在⎝⎛⎭⎫12,1上单调递增,h ⎝⎛⎭⎫12=-32-ln 2, 故m ≤-32-ln 2.。
高中数学必修一 《3 1 函数的概念及其表示》集体备课导学案

【新教材】3.1.1 函数的概念(人教A版)1.理解函数的定义、函数的定义域、值域及对应法则。
2.掌握判定函数和函数相等的方法。
3.学会求函数的定义域与函数值。
重点:函数的概念,函数的三要素。
难点:函数概念及符号y=f(x)的理解。
一、预习导入阅读课本60-65页,填写。
1.函数的概念(1)函数的定义:设A,B是,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的,在集合B中都有和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数,记作.(2)函数的定义域与值域:函数y=f(x)中,x叫做,叫做函数的定义域,与x的值相对应的y值叫做,函数值的集合叫做函数的值域.显然,值域是集合B的.2.区间概念(a,b为实数,且a<b)3.其它区间的表示1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)区间表示数集,数集一定能用区间表示. ( ) (2)数集{x |x ≥2}可用区间表示为[2,+∞]. ( )(3)函数的定义域和对应关系确定后,函数的值域也就确定了.( ) (4)函数值域中每一个数在定义域中一定只有一个数与之对应.( ) (5)函数的定义域和值域一定是无限集合. ( ) 2.函数y =1x +1的定义域是 ( )A .[-1,+∞)B .[-1,0)C .(-1,+∞)D .(-1,0) 3.已知f (x )=x 2+1,则f ( f (-1))= ( ) A .2 B .3 C .4 D .5 4.用区间表示下列集合:(1){x |10≤x ≤100}用区间表示为________. (2){x |x >1}用区间表示为________.题型一 函数的定义例1 下列选项中(横轴表示x 轴,纵轴表示y 轴),表示y 是x 的函数的是( )跟踪训练一1.集合A={x|0≤x ≤4},B={y|0≤y ≤2},下列不表示从A 到B 的函数的是( )题型二 相等函数例2 试判断以下各组函数是否表示同一函数:(1)f(x)=(√x )2,g(x)=√x 2;(2)y=x 0与y=1(x ≠0);(3)y=2x+1(x ∈Z)与y=2x-1(x ∈Z). 跟踪训练二1.试判断以下各组函数是否表示同一函数: ①f(x)=x 2-x x,g(x)=x-1;②f(x)=√xx ,g(x)=√x ;③f(x)=√(x +3)2,g(x)=x+3;④f(x)=x+1,g(x)=x+x 0;⑤汽车匀速运动时,路程与时间的函数关系f(t)=80t(0≤t ≤5)与一次函数g(x)=80x(0≤x ≤5). 其中表示相等函数的是 (填上所有正确的序号). 题型三 区间例3 已知集合A={x|5-x ≥0},集合B={x||x|-3≠0},则A ∩B 用区间可表示为 . 跟踪训练三1.集合{x|0<x<1或2≤x ≤11}用区间表示为 .2. 若集合A=[2a-1,a+2],则实数a 的取值范围用区间表示为 . 题型四 求函数的定义域 例4 求下列函数的定义域:(1)y=(x+2)|x |-x ; (2)f(x)=x 2-1x -1−√4-x . 跟踪训练四1.求函数y=√2x +3√2-x1x 的定义域.2.已知函数f(x)的定义域是[-1,4],求函数f(2x+1)的定义域. 题型五 求函数值(域) 例5 (1)已知f(x)=11+x(x ∈R ,且x ≠-1),g(x)=x 2+2(x ∈R),则f(2)=________,f(g(2))=________. (2)求下列函数的值域:①y =x +1; ②y =x 2-2x +3,x ∈[0,3); ③y =3x−11+x; ④y =2x -√x −1.跟踪训练五1.求下列函数的值域: (1)y = √2x +1 +1;(2)y =1−x 21+x 2.1.对于集合A ={x |0≤x ≤2},B ={y |0≤y ≤3},由下列图形给出的对应f 中,不能构成从A 到B 的函数有( )个A.1个B.2个C.3个D.4个2.函数()2121f x ax x =++的定义域为R ,则实数a 的取值范围为( )A .a >1B .0<a <1C .a <0D .a <13.函数f (x )=√x−1x+3的定义域为 A .{x|1≤x <3或x >3} B .{x|x >1} C .{x|1≤x <2} D .{x|x ≥1}4.已知函数f (2x +1)的定义域为(−2,0),则f (x )的定义域为( ) A.(−2,0)B.(−4,0)C.(−3,1)D.(−12,1)5.下列各组函数中,()f x 与()g x 相等的是( )A .()()2,2f x x g x x =-=-B .()()32,f x x g x ==C .()()22,2x f x g x x x=+=+D .()()22,1x x x f x g x x x-==- 6.集合A ={x |x ≤5且x ≠1}用区间表示____________.7.已知函数8()2f x x =-(1)求函数()f x 的定义域; (2)求(2)f -及(6)f 的值. 8.求下列函数的值域: (1)f (x )=211x x -+;(2)f (x )=x .答案小试牛刀1.(1)× (2) × (3)√ (4)× (5 )× 2.C 3.D4. (1)[10,100] (2)(1,+∞) 自主探究 例1 【答案】D 跟踪训练一【答案】C 例2 【答案】见解析【解析】:(1)因为函数f(x)=(√x )2的定义域为{x|x≥0},而g(x)=√x 2的定义域为{x|x ∈R},它们的定义域不同,所以它们不表示同一函数.(2)因为y=x 0要求x ≠0,且当x ≠0时,y=x 0=1,故y=x 0与y=1(x ≠0)的定义域和对应关系都相同,所以 它们表示同一函数.(3)y=2x+1(x ∈Z)与y=2x-1(x ∈Z)两个函数的定义域相同,但对应关系不相同,故它们不表示同一函数. 跟踪训练二【答案】⑤【解析】①f(x)与g(x)的定义域不同,不是同一函数; ②f(x)与g(x)的解析式不同,不是同一函数; ③f(x)=|x+3|,与g(x)的解析式不同,不是同一函数; ④f(x)与g(x)的定义域不同,不是同一函数;⑤f(x)与g(x)的定义域、值域、对应关系皆相同,是同一函数. 例3 【答案】(-∞,-3)∪(-3,3)∪(3,5] 【解析】∵A={x|5-x ≥0},∴A={x|x ≤5}. ∵B={x||x|-3≠0},∴B={x|x ≠±3}. ∴A ∩B={x|x<-3或-3<x<3或3<x ≤5}, 即A ∩B=(-∞,-3)∪(-3,3)∪(3,5]. 跟踪训练三【答案】(1)(0,1)∪[2,11] (2)(-∞,3)【解析】 (2)由区间的定义知,区间(a,b)(或[a,b])成立的条件是a<b. ∵A=[2a-1,a+2],∴2a-1<a+2.∴a<3, ∴实数a 的取值范围是(-∞,3).例4【答案】(1) (-∞,-2)∪(-2,0) (2) (-∞,1)∪(1,4]【解析】(1)要使函数有意义,自变量x 的取值必须满足{x +2≠0,|x |-x ≠0,即{x ≠-2,|x |≠x ,解得x<0,且x ≠-2.故原函数的定义域为(-∞,-2)∪(-2,0).(2)要使函数有意义,自变量x 的取值必须满足{4-x ≥0,x -1≠0,即{x ≤4,x ≠1.故原函数的定义域为(-∞,1)∪(1,4]. 跟踪训练四【答案】(1) {x |-32≤x <2,且x ≠0} (2) [-1,32]【解析】(1)要使函数有意义,需{2x +3≥0,2-x >0,x ≠0,解得-32≤x<2,且x ≠0,所以函数y=√2x +3−√2-x+1x 的定义域为{x |-32≤x <2,且x ≠0}.(2)已知f(x)的定义域是[-1,4],即-1≤x≤4. 故对于f(2x+1)应有-1≤2x+1≤4, ∴-2≤2x≤3,∴-1≤x≤32.∴函数f(2x+1)的定义域是[-1,32]. 例5【答案】(1)1317 (2)① R ② [2,6) ③ {y|y ∈R 且y≠3} ④ ⎣⎢⎡⎭⎪⎫158,+∞ 【解析】(1) ∵f (x)=11+x ,∴f(2)=11+2=13.又∵g (x)=x 2+2,∴g (2)=22+2=6, ∴f ( g(2))=f (6)=11+6=17.(2) ①(观察法)因为x ∈R ,所以x +1∈R ,即函数值域是R.②(配方法)y =x 2-2x +3=(x -1)2+2,由x ∈[0,3),再结合函数的图象(如图),可得函数的值域为[2,6).③(分离常数法)y =3x -1x +1=3x +3-4x +1=3-4x +1.∵4x +1≠0,∴y≠3, ∴y =3x -1x +1的值域为{y|y ∈R 且y≠3}.④(换元法)设t =x -1,则t≥0且x =t 2+1,所以y =2(t 2+1)-t =2 ⎝ ⎛⎭⎪⎫t -142+158,由t≥0,再结合函数的图象(如图),可得函数的值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫158,+∞.跟踪训练五【答案】(1) [1,+∞) (2) (-1,1]【解析】(1)因为2x +1≥0,所以2x +1+1≥1,即所求函数的值域为[1,+∞). (2)因为y =1-x 21+x 2=-1+21+x2,又函数的定义域为R ,所以x 2+1≥1,所以0<21+x 2≤2,则y ∈(-1,1]. 所以所求函数的值域为(-1,1]. 当堂检测1-5.CADCD 6.(,1)(1,5]-∞7.【答案】(1)()f x 的定义域为[3,2)(2,)-⋃+∞;(2)(2)1f -=-;(6)5f = 【解析】(1)依题意,20x -≠,且30x +≥,故3x ≥-,且2x ≠,即函数()f x 的定义域为[)()3,22,-⋃+∞. (2)()8223122f -=+-+=---,()8663562f =+=-. 8. 【答案】(1)(–∞,2)∪(2,+∞); (2)[–54,+∞). 【解析】(1)因为f (x )=()2131x x +-+=2–31x +,所以f (x )≠2, 所以函数f (x )的值域为(–∞,2)∪(2,+∞).(21x +(t≥0),则x=t 2–1,所以y=t 2–t –1(t≥0). 因为抛物线y=t 2–t –1开口向上,对称轴为直线t=12∈[0,+∞),所以当t=12时,y取得最小值为–54,无最大值,所以函数f(x)的值域为[–54,+∞).。
高一数学《基本初等函数》导学案(参考答案)

第二章 基本初等函数第二节 指数函数及其性质 (第2课时)参考答案【自主认知】 1.y 与x 之间满足y=2x (x ∈N *).2.y 与x 之间满足y= (x ∈N *).3.因为对于每一个x 都有唯一的y 与之对应,因此按照函数的定义这两个关系式都可构成函数.它们与函数y=x 2的区别在于前者的自变量都在指数的位置上,而y=x 2的自变量在底数的位置上.y=a x (a>0且a ≠1) 自变量 R【合作探究】不能.因为当a<0时,a x 不一定有意义,如(-2)x ;当a=0时,0x 不一定有意义,如00,0-2,故a 的取值范围不能小于或等于0.2.不一定,当限定a>0且a ≠1时,才是指数函数3.因为指数函数的解析式为y=a x (a>0,且a ≠1),故要确定指数函数的解析式,只需确定a 的值.【典型例题】 1.选B.y=2-x = 故此函数是指数函数,且为减函数,故选B. 2. 要使函数f(x)有意义,需2x -1≥0,即2x ≥1,故x ≥0.答案:[0,+∞)3.【解题指南】(1)观察函数解析式的形式看是否满足指数函数的定义,然后再下结论.(2)已知是指数函数时,需紧扣指数函数解析式的特点,让a x 的系数为1,列出a 的方程,进而求出a 的值,检验可得答案.【解析】(1)选B.函数y=2·3x ,y=3x+1,y=x x 均不符合指数函数解析式的特征,不是指数函数,而y=πx 符合指数函数的定义,是指数函数.(2)由题意a 2-3a+3=1,即a 2-3a+2=0.解得a=1或a=2,而a=1不符合指数函数的定义,故a=2.答案:24.选C.令(a-2)2=1,得a=3或a=1,当a=1时不符合题意舍去,故a=3.【变式拓展】【解题指南】1.取特殊值,令x=1,得到的y 值即为a,b,c,d 的值,通过观察图象即可确定大小关系.2.先考虑去掉绝对值,然后画出函数的图象求解.【解析】1.选D.过点(1,0)作直线x=1,在第一象限内分别与各曲线相交,可知1<d<c,b<a<1,故b<a<1<d<c.2.当x ≥0时,y=5|x|=5x ;当x<0时,y=5|x|=5-x = .所以函数y=5|x|的图象如图所示.四、随堂检测x 1(),2x 1()5x 1()21. 选C.①不是指数函数,自变量不在指数上;②中2x的系数为-1,故不是指数函数;③自变量不在指数上,不是指数函数;④⑤符合指数函数定义的形式,是指数函数.2. 选D.点(a,9)在函数y=3x的图象上,所以3a=9,a=2,所以tan=tan60°=.3. 选B.因为3x>0,所以3x+1>1,即函数的值域是(1,+∞).4. 选B.由函数的图象在第一、三、四象限可知,此函数应为递增的,故a>1,又过定点(0,-b),此点应在y轴的负半轴上,则-b<0,即b>0.5. 令t=x2-2x+2,则y=,又t=x2-2x+2=(x-1)2+1,因为0≤x≤3,所以当x=1时,t min=1;当x=3时,t max=5.故1≤t≤5,所以≤y≤,故所求函数的值域为.。
函数的表示方法导学案

潍坊滨海中学 高三数学◆必修1◆导学案编写:张慧 校审:高三数学§2.1.2《函数的表示方法》导学案教学目的:(1)掌握函数的三种表示方法(图象法、列表法、解析法);(2)在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法表示函数教学重点:(1)图像法、列表法、解析法表示函数(2)会画简单的函数图像教学难点:如何选择恰当的方法表示函数※ 理解概念1列表法:用列表来表示两个变量之间函数关系的方法,优点:不必通过计算就可以知道自变量取某个值时,相应的函数值是多少.2图像法:用图象表示两个变量之间函数关系的方法。
优点::可以从整体上直观而形象地表示出函数的变化情况.3解析法:用等式来表示两个变量之间函数关系的方法。
优点:函数关系清楚,容易从自变量求出其对应的函数值,便于用解析式研究函数性质.※ 合作探究问题:购买某种饮料x 听所需钱数为y 元,若每听2元,试分别用解析法,列表法,图像法将y 表示成x(x {1,2,3,4})的函数,并指出函数的值域. 讨论:(1)三种表示方法的各自的特点是什么? (2)函数图像上的点满足什么条件?满足函数关系式y =f (x )的点(x ,y )在什么地方?小结:这是一个实际问题,x 的取值只能为正整数.用三种方法表示这个函数问题,既体现了函数在生活中的用途,也体现了三种方法表示函数时的各自特点※ 典型例题例1:设x 是任意的一个实数,y 是不超过x 的最大整数,试问x 和y 之间是否是函数关系?如果是,画出这个函数的图像。
2009年第一学期◆高一 9月 23 日 班级: 姓名:2例2:已知函数y=f(n),满足f(0)=1,且f(n)=nf(n-1),n ∈N +。
求f(1),f(2),f(3),f(4),f(5)。
※当堂训练1、下图都是函数的图像吗?为什么?2、某人从甲镇去乙村,一开始沿公路乘车,后来沿小路步行,图中横轴表示运动的时间,纵轴表示此人与乙村的距离,则较符合该人走法的图像是( ).3、用长为4m 的铁丝围成矩形,试将矩形面积S(m 2)表示为矩形一边长x(m)的函数,并画出函数的图像.4、函数解析式5,032.4 2.2,3x y x x <≤⎧=⎨->⎩,回答下列问题.(1)函数的定义域是_______________. (2)若x = 8,则y =_______________;若y = 12.2,则x =_______________. (3)画出函数的图像.(4)函数的值域是_______________.※课后练习:(1)画出函数f(x)=|x|的图像,并求出f(-3),f(3),f(-1),f(1)的值.(2)常州市出租车收费标准如下:在3km 以内(含3km )路程按起步价9元收费,超过3km 以外的路程按1.8元/km 收费,试写出收费额关于路程的函数解析式,并画出它的图象※ 归纳总结教材P 41~ P 42。
高中数学《函数的概念》导学案

第一章 集合与函数概集合 1.2.1 函数的概念一、学习目标1.理解函数的概念,了解构成函数的三要素;2.会判断给出的两个函数是否是同一函数;3.能正确使用区间表示数集,会求函数定义域、值域及函数相等的判断。
【重点、难点】重点:理解函数的概念,用区间符号正确表示数的集合;难点:对函数概念及符号y=f(x)的理解,求函数定义域和值域。
二、学习过程【情景创设】初中的函数的定义是什么?初中学过哪些函数?设在一个变化过程中有两个变量x 和y ,如果对于x 的每一个值,y 都有唯一的值与它对应,那么就说x 是自变量,y 是x 的函数.并将自变量x 取值的集合叫做函数的定义域,和自变量x 的值对应的y 值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域.这种用变量叙述的函数定义我们称之为函数的传统定义.初中已经学过:正比例函数、反比例函数、一次函数、二次函数等。
【导入新课】问题1:对教科书中第15页的实例(1),你能得出炮弹飞行1s,5s,10s,20s 时距地面多高吗?其中t 的取值范围是什么?(点拨:用解析式刻画变量之间的对应关系,关注t 和h 的范围)解:h(1)= ,h(5)= , h(10)= , h(20)= 炮弹飞行时间t 的变化范围是数集{026}A x x =≤≤,炮弹距地面的高度h 的变化范围是数集{0845}B h h =≤≤,对应关系21305h t t =- (*)。
从问题的实际意义可知,对于数集A 中的任意一个时间t ,按照对应关系(*),在数集B 中都有唯一确定的高度h 和它对应。
问题2:对教科书中第15页的实例(2),你能从图中可以看出哪一年臭氧空洞面积最大?哪些年的臭氧空洞面积大约为2000万平方千米?其中t 的取值范围是什么?(点拨:用图像刻画变量之间的对应关系)。
例子(2)中数集{19792001}A t t =≤≤,{026}B S S =≤≤,并且对于数集A 中的任意一个时间t ,按图中曲线,在数集B 中都有唯一确定的臭氧层空洞面积S 和它对应。
《一次函数》导学案

(2)当它是一次函数时,画出草图,指出它的图象经过哪几个象限?y是随x的增大而增大还是减小?(3)当图象不过原点时,求出图象与两轴所围成的三角形面积.解:(四)一次函数y=kx+b的图象与正比例函数y=kx的图象之间的位置关系:1.当b>0时,直线y=kx+b由直线y=kx向平移个单位长度;2.当b<0时,直线y=kx+b由直线y=kx向平移个单位长度.【例2】.将一次函数y=2x-3向下平移5个单位的表达式为__________。
(五)用待定系数法求一次函数的解析式:1.常见的直接条件:(1)、对于正比例函数,需要__________个点的坐标。
(2)、对于一次函数,需要__________个点的坐标。
【例3】.(1)、已知正比例函数经过点(-1,2),则其表达式为__________。
(2)、已知一次函数经过点(0,3)和(-2,5),则其表达式为__________。
2.间接条件:围成图形的面积;平行关系等.【例4】.已知一次函数y=kx+2的图象过第一、二、三象限且与x、y轴分别交于A、B两点,O为原点,若ΔAOB的面积为2,求(1)A点坐标.(2) 该一次函数的表达式.解:(六)用函数观点看方程(组)和不等式①一次函数y=kx+b的图象与x轴交点的横坐标-bk⇔一元一次方程kx+b=0的解x=②一次函数y=k1x+b与y=k2x+b两个图象的交点1122y kx by kx b=+⎧⇔⎨=+⎩二元一次方程组的.③使一次函数y=kx+b的函数值y>0(或y<0)的自变量的取值范围⇔一元一次不等式kx+b>0(或kx+b<0)的__________.【例4】.如图,已知函数y=ax+b和y=kx的图象交于点P,则根据图象可得二元一次方程组⎩⎪⎨⎪⎧y=ax+b,y=kx的解__________.三、综合演练见《新航标》P39(1——5、8)P40(3、8)P41( 1、3、7)四、课后提升见《新航标》P39——41其余题五、我的困惑第二课时《一次函数的应用》导学案【学习目标】能用一次函数解决实际问题.【点击中考】“命题趋势”见《新航标》第37页。
导学案007(函数的单调性)

函数的单调性编号:007一、考纲要求:函数的基本性质二、复习目标:1.理解函数的单调性2.能判断或证明函数的单调性三、重点难点:判断或证明函数的单调性四、要点梳理:1.函数的单调性(1)单调函数的定义若函数f(x)在区间D上是增函数或减函数,则称函数f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,区间D叫做f(x)的单调区间.2.函数的最值一个防范函数的单调性是对某个区间而言的,所以要受到区间的限制.例如函数y =1x分别在(-∞,0),(0,+∞)内都是单调递减的,但不能说它在整个定义域即(-∞,0)∪(0,+∞)内单调递减,只能分开写,即函数的单调减区间为(-∞,0)和(0,+∞),不能用“∪”连接. 两种形式设任意x 1,x 2∈[a ,b ]且x 1<x 2,那么 ①f x 1-f x 2x 1-x 2>0⇔f (x )在[a ,b ]上是增函数;f x 1-f x 2x 1-x 2<0⇔f (x )在[a ,b ]上是减函数.②(x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]>0⇔f (x )在[a ,b ]上是增函数;(x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]<0⇔f (x )在[a ,b ]上是减函数. 两条结论(1)闭区间上的连续函数一定存在最大值和最小值.当函数在闭区间上单调时最值一定在端点取到.(2)开区间上的“单峰”函数一定存在最大(小)值. 四种方法 函数单调性的判断(1)定义法:取值、作差、变形、定号、下结论.(2)复合法:同增异减,即内外函数的单调性相同时,为增函数,不同时为减函数. (3)导数法:利用导数研究函数的单调性. (4)图象法:利用图象研究函数的单调性.五、基础自测:1.判断下列说法是否正确:(1)若定义在R 上的函数()f x 满足(2)(1)f f >,则函数()f x 是R 上的单调增函数; (2)若定义在R 上的函数()f x 满足(2)(1)f f >,则函数()f x 在R 上不是单调减函数; (3)若定义在R 上的函数()f x 在区间(,0]-∞上是单调增函数,在区间[0,)+∞上是单调增函数,则函数()f x 在R 上是单调增函数;(4)若定义在R 上的函数()f x 在区间(,0]-∞上是单调增函数,在区间(0,)+∞上是单调增函数,则函数()f x 在R 上是单调增函数.2、下列函数 (1)2()(1)f x x =- (2)()x f x e = (3)()ln(1)f x x =+ (4) 111y x =-- (5)||y x x =在(,0)x ∈-∞是减函数的序号是_________________ 4.六、典例精讲:例1 (1)判断函数()f x = (2)判断函数1()ln 1xf x x-=+的单调性,并证明你的结论.例2(1) 函数32()15336f x x x x =--+的单调递增区间为 . (2) 函数20.7log (32)y x x =-+的单调减区间是____________________例3.已知函数()f x 对任意x ,y ∈R ,总有()()()f x f y f x y +=+,且当0x >时,()0f x <, ,求证:()f x 是R 上的减函数.七、千思百练:1.函数1()f x x x=-的单调增区间为 . 2、设函数()f x 是减函数,且()0f x >,下列函数中为增函数的是_________(1)1()y f x =-(2)12log ()y f x = (3)()2f x y = (4)[]2()y f x =(5)32()y x f x =-3.函数()f x 是R 上的减函数,a ∈R ,记2()m f a =,(1)n f a =-,则m ,n 的大小关系是 .4、(必修1第37页第7题)函数21()21x x f x -=+的单调区间是_______________________5、(必修1第55页第12题)对于任意的12,,x x R ∈若函数1()()2xf x =,则1212()()()22f x f x x xf ++与的大小关系是__________________八、反思感悟:1、判断函数单调性的常见方法:(1)图像法 (2)定义法 (3)导数法2、复合函数单调性的判断:同增异减法。
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集合与函数的概念导学案
一、集合有关概念 1、集合:(原始概念)具有某种共同特征的事物的全体 2、元素:确定性;互异性;无序性。
二、集合与集合的关系
1、子集:若
,则
;
若集合中元素个数为 2、真子集:
,且
中至少有一个元素不属于
; 若集合中元素个数为真子集为
个
3、空集:
(1)是任何集合的子集; (2)是任何非空集合的真子集。
例、求满足
的集合有___________个;满足
的集合有___________个。
三、集合的运算及运算律 1、交集: 2、并集:
3、补集: a 、交换律: b 、结合律:;
四、求函数的定义域:
示例:求函数y =4-x 2+
1
x -1
的定义域 五、求函数的值域与最值: 示例:求下列函数的值域:
①y =2x +1,x ∈{1,2,3,4,5} ②y =x 2-2x -3,x ∈[0,3]
③y =2x -x +1 ④y =1
x 2-2x +3
六、求函数的解析式:
示例:若f (x )为二次函数,且f (0)=2,f (2-x )-f (x )=0,f (1)=-2,求f (x )的解析式 解:∵f (x )为二次函数,∴设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0) ∵f (0)=2,f (2-x )-f (x )=0,f (1)=-2, ∴c =2,a +b +c =-2,∴a +b =-4,
ax 2+bx +c =a (2-x )2+b (2-x )+c , ∴b =-2a , ∴a =4,b =-8,
∴f (x )=4x 2-8x +2 (待定系数法) 已知f (x +1 )=x +3,求f (x )的解析式子 (换元法)
解:令x +1=t ,则t ≥1,x =(t -1)2, ∴f (t )=(t -1)2+3=t 2-2t +4,t ≥1, ∴f (x )=x 2-2x +4,x ≥1,
七、判断、证明函数的单调性
判断函数y =x +1
x -1
的单调性,证明你的结论
解:函数y =x +1
x -1
在区间(1,+∞)递数,在区间(-∞,1) 递数
任取x 1,x 2 ∈(-∞,1), x 1<x 2,y 1-y 2=x 1+1x 1-1-x 2+1x 2-1=2(x 2-x 1)
(x 1-1)(x 2-1),
∵x 1,x 2∈(1,+∞),∴x 1-1>0,x 2-1>0,又∵x 1<x 2,∴x 2-x 1>0, ∴f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2),
∴f (x )=x +1
x -1
在区间(1,+∞)上是减函数.
八、判断函数的奇偶性:
示例;判断下列函数的奇函数:①f (x )=x 3+5x ②f (x )=|x |(x 2+1) ③f (x )=1-x 2+x 2-1 方法:①先求函数定义域,并判断定义域是否关于数“0”对称;
②计算f (-x ),
③根据f (-x )与f (x )的关系判断函数的奇偶性
已知函数f (x )=(m -2)x 2+(m -1)x +3是偶函数,则m =___________. 九、作函数的图象:
示例:作下列函数的单调性,并根据函数图象说出函数的值域,单调区间 ①f (x )=2x +1 ②f (x )=x 2+3x -4 ③y =|x -2|+|2x +3| ④y =|x |(x +1)
十、函数性质的应用:
示例:偶函数f (x ),当x ≥0时,f (x )=x 2-x ,求当x <0时, f (x )的解析式 解:当x <0时,-x >0,f (-x )=(-x )2-(-x )=x 2+x ,
∵f (x )为偶函数,∴f (x )=f (-x )=x 2+x , ∴当x <0时, f (x )=x 2+x
定义在(-1,1)上的奇函数f (x ),若f (x )在(-1,1)上递减,若f (2a -1)+f (a -1)>0,
求实数a 的取值范围
解:∵f (x )为奇函数,∴f (2a -1)+f (a -1)>0可化为f (2a -1)>-f (a -1)=f (1-a )
∵f (x )在(-1,1)上递减,∴⎩⎪⎨⎪⎧-1<2a -1<1,-1<1-a <1,2a -1<1-a .
∴0<a <2
3
奇函数f (x )在区间(-∞,0)上单调递增,判断f (x )在区间(0, +∞)上的单调性,并证明
解:f (x )在区间(0, +∞)上的单调递增
任取x 1,x 2 ∈(0, +∞), x 1<x 2,则-x 1,-x 2∈ (-∞,0),-x 1>-x 2, ∵f (x )在区间(-∞,0)上单调递增,∴f (-x 1)>f (-x 2), ∵f (x )为奇函数,∴-f (x 1)>-f (x 2),即f (x 1)<f (x 2), ∴f (x )在区间(0, +∞)上的单调递增
十一、判断一个对应是否是映射?
判断下列映射是不是集合A 到集合B 的映射;
①A ={1,2,3},B ={1,4,5,6},对应法则f :求平方.
②A ={1,2,-1,-2},B ={1,-1,2,-2},对应法则f :求平方根. ③A ={1,2,3},B ={1,3
2,3
3},对应法则f :求立方根. ④A ={0,1,2,
3},B ={0,1,12,1
3},对应法则f :求倒数.
判别方法:A中的每一个元素在f 下,在B中都有惟一的元素与之对应
训练案
1、设全集U R =,集合2
{|1},{|1}M x x P x x =>=>,则下列关系中正确的是( )
A. P=M
B. P M ⊆
C. M P ⊆
D. ()U C M P =∅
2、已知全集U R =,则正确表示集合{1,0,1}M =-和{}
2
|0N x x x =+=关系的韦恩(Venn )
图是 ( )
3、设集合22
{|},{|}A s s t B t s t ====,则下列关系正确的是( ) A .A B ⊆ B. A B = C. A B B =
D.
A B B =
二、填空题
4、集合{}0,2,A a =,{}
2
1,B a =,若{}0,1,2,4,16A B = ,则a 的值为
_________.
5、设集合{(,)|46},{(,)|327}A x y x y B x
y x y =+=
=+=,则满足()C A B ⊆ 的集合C 是__________-
6、函数2(),()21,f x x g x x ==-则(0)g =__________; [(0)]f g =__________; 三、解答题
7、(共30分)
(1)求下列函数的定义域。
(每小题5分,共15分)
①1()2f x x =- ②0
()f x =
③()f x =
8、设集合22
{|20},{|220}A x x x B x x kx =--==-+=,若A B A = ,求实数k 的取值范围。