【精品高考数学】2020年高三数学(江苏专用)-第05讲(含有绝对值函数的取值范围问题)+答案

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2020版江苏高考数学名师大讲坛一轮复习教程学案:第5课__函数的概念含解析

2020版江苏高考数学名师大讲坛一轮复习教程学案:第5课__函数的概念含解析
第二章 函 数 ____第 5 课__函数的概念____
1. 体会函数是描述两个变量之间依赖关系的重要数学模型,理解函数的概念. 2. 了解构成函数的要素有定义域、对应法则、值域,会求一些简单函数的定义域和值域. 3. 了解映射的概念,进一步了解函数是非空数集到非空数集的映射.
1. 阅读:必修 1 第 23~27 页及第 46 页.
所以 f(x)∈[ 2,2].
a (2) f(x)= {[f(x)]2-2}+f(x)=a 1-x2+ 1+x+ 1-x,
2
1 令 t=f(x)= 1+x+ 1-x,则 1-x2= t2-1,
2
( ) 1
1
所以 f(x)=m(t)=a t2-1 +t= at2+t-a,t∈[ 2,2].
2
2
1
1
1
由题意知 g(a)即为函数 m(t)= at2+t-a,t∈[ 2,2]的最大值,t=- 是抛物线 m(t)= at2
(1) 求函数 f(x)的定义域和值域;
a (2) 设 f(x)= {[f(x)]2-2}+f(x)(a 为实数),当 a<0 时,求 f(x)的最大值 g(a).
2
{ ) 解析:(1)
由题意得
1+x 1-x
≥ ≥
0, 0,
解得-1≤x≤1,
所以函数的定义域为[-1,1].
又[f(x)]2=2+2 1-x2∈[2,4],f(x)≥0,
1 单调递减,当 x∈(-∞,1)时,y<0;当 x∈[2,5)时, <y≤2,即函数的值域为(-∞,0)∪
2
( ]1 ,2 . 2
ax+3 4. 若函数 y= 的值域为(-∞,-2)∪(-2,+∞),则实数 a 的值为__4__.

第05讲 一元二次不等式与其他常见不等式解法(十大题型)(课件)高考数学一轮复习(新教材新高考)

第05讲 一元二次不等式与其他常见不等式解法(十大题型)(课件)高考数学一轮复习(新教材新高考)
(2)解关于的不等式:() < − 1.
【解析】(1)() ≥ −2对一切实数x恒成立,等价于∀ ∈ R, 2 + (1 − ) + ≥ 0
恒成立.当 = 0时,不等式可化为 ≥ 0,不满足题意.
1
>0
>0
当 ≠ 0,有
,即
,解得 ≥ 3
Δ≤0
32 + 2 − 1 ≥ 0
【典例2-2】已知关于的一元二次不等式 2 + + > 0的解集为
−∞, −2 ⋃ 1, +∞ .
(1)求和的值;
(2)求不等式 2 − 2 + + 2 + 1 − 2 < 0的解集.
【解析】(1)由题意知−2和1是方程 2 + + = 0的两个根且 > 0,
∴ < 0,且1,2是方程 2 + + = 0的两个实数根,

1+2=−
1×2=




,解得 = −3, = 2,其中 < 0;
∴不等式 2 + + > 0化为2 2 − 3 + > 0,
1
1
2
即2 − 3 + 1 < 0,解得 ∈ 2 , 1 ,因此所求不等式的解集为 | 2 < < 1 .
>

<
6、已知关于的一元二次不等式 + + > 的解集为,则一定满足
<


7、已知关于的一元二次不等式 + + < 的解集为,则一定满足

【精品高考数学】2020年高三数学(江苏专用)-第09讲(用零点、极值解决不等式问题)+答案

【精品高考数学】2020年高三数学(江苏专用)-第09讲(用零点、极值解决不等式问题)+答案

第09讲(用零点、极值解决不等式问题)【目标导航】在导数的综合应用中,经常涉及到与函数零点与极值点有关的一些问题.处理这类问题,我们需要通过零点与极值点的概念,通过构造方程或方程组,简化函数或方程的表达式,从而解决与零点,极值点有关的等式与不等式问题.考查函数与方程思想,转化与化归思想,同时考查抽象概括、综合分析问题和解决问题的能力. 【例题导读】例1、已知函数f (x )=ln x(x -1)2,设函数f (x )在(0,1)上的极值点为x 0,求证f (x 0)<-2.例2、已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +1(a >0,b ∈R )有极值,且导函数f ′(x )的极值点是f (x )的零点.(极值点是指函数取极值时对应的自变量的值)(1)求b 关于a 的函数关系式,并写出定义域;(2)若f (x ),f ′(x )这两个函数的所有极值之和不小于-72,求a 的取值范围.例3、已知函数f (x )=1x -x +a ln x .若f (x )存在两个极值点x 1,x 2,证明:f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<a -2.例4、设函数f (x )=(x -1)3-ax -b ,x ∈R ,其中a ,b ∈R 若f (x )存在极值点x 0,且f (x 1)=f (x 0),其中x 1≠x 0,求证:x 1+2x 0=3.例5、 已知函数f (x )=ln x -x +1x -1.(1)讨论f (x )的单调性,并证明f (x )有且仅有两个零点;(2)设x 0是f (x )的一个零点,证明曲线y =ln x 在点A (x 0,ln x 0)处的切线也是曲线y =e x 的切线.例6、已知函数f (x )=2ln x +12x 2-ax ,a ∈R .(1)当a =3时,求函数f (x )的极值;(2)设函数f (x )在x =x 0处的切线方程为y =g (x ),若函数y =f (x )-g (x )是(0,+∞)上的单调增函数, 求x 0的值;(3)是否存在一条直线与函数y =f (x )的图象相切于两个不同的点?并说明理由.【反馈练习】1、已知函数f (x )=x 3+52x 2+ax +b (a ,b 为常数),其图象是曲线C .函数f (x )的导函数为f ′(x ),若存在唯一的实数x 0,使得f (x 0)=x 0与f ′(x 0)=0同时成立,求实数b 的取值范围.2、设a ∈R ,函数f (x )=e x -12ax 2,e 是自然对数的底数.若函数f (x )的极大值与极小值,记为f (x 1),f (x 2),求证:x 1+x 2>2.3、已知函数f (x )=ax 2-ax -x ln x ,且f (x )≥0.(1)求a ;(2)证明:f (x )存在唯一的极大值点x 0,且e -2<f (x 0)<2-2.4、设函数f (x )=ln x -a (x -1)e x ,其中a ∈R 且0<a <14,(1)证明:f (x )恰有两个零点;(2)设x 0为f (x )的极值点,x 1为f (x )的零点,且x 1>x 0,证明:3x 0-x 1>2.第09讲(用零点、极值解决不等式问题)【目标导航】在导数的综合应用中,经常涉及到与函数零点与极值点有关的一些问题.处理这类问题,我们需要通过零点与极值点的概念,通过构造方程或方程组,简化函数或方程的表达式,从而解决与零点,极值点有关的等式与不等式问题.考查函数与方程思想,转化与化归思想,同时考查抽象概括、综合分析问题和解决问题的能力. 【例题导读】例1、已知函数f (x )=ln x(x -1)2,设函数f (x )在(0,1)上的极值点为x 0,求证f (x 0)<-2.【解析】 证明:f (x )=ln x(x -1)2,f ′(x )=x -1-2x ln x x (x -1)3令h (x )=x -1-2x ln x ,x ∈(0,1)则h ′(x )=1-2(ln x +1)=-2ln x -1,令h ′(x )=0得x =e -12.①当e -12≤x <1时,h ′(x )≤0,∴h (x )在[e -12,1)上单调递减,∴h (x )∈(0,2e -12-1]∴f ′(x )=x -1-2x ln x x (x -1)3<0恒成立,∴f (x )在[e -12,1)上单调递减.②当0<x ≤e -12时,h ′(x )≥0,∴h (x )在(0,e -12]上单调递增,其中h ⎝⎛⎭⎫12=12-1-2·12·ln 12=ln 4e>0, 又h (e -2)=e -2-1-2e -2ln(e -2)=5e2-1<0,∴存在唯一x 0∈(e -2,12),使得h (x 0)=0,∴f ′(x 0)=0,当0<x <x 0时,f ′(x )>0,∴f (x )在(0,x 0)上单调递增;当x 0<x ≤e -12时,f ′(x )<0,∴f (x )在(x 0,e -12]上单调递减.由①②和f (x )=ln x(x -1)2在(0,x 0)上单调递增,在(x 0,1)上单调递减.∴当x =x 0时,f (x )=ln x(x -1)2取得极大值,∵h (x 0)=x 0-1-2x 0ln x 0=0,∴ln x 0=x 0-12x 0,∴f (x 0)=ln x 0(x 0-1)2=12x 0(x 0-1)=12⎝⎛⎭⎫x 0-122-12.又x 0∈⎝⎛⎭⎫0,12,∴2⎝⎛⎭⎫x 0-122-12∈⎝⎛⎭⎫-12,0, ∴f (x 0)=12(x 0-12)2-12<-2.例2、已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +1(a >0,b ∈R )有极值,且导函数f ′(x )的极值点是f (x )的零点.(极值点是指函数取极值时对应的自变量的值)(1)求b 关于a 的函数关系式,并写出定义域;(2)若f (x ),f ′(x )这两个函数的所有极值之和不小于-72,求a 的取值范围.【解析】 (1)由f (x )=x 3+ax 2+bx +1,得g (x )=f ′(x )=3x 2+2ax +b =3(x +a 3)2+b -a 23.令g ′(x )=0得x =-a 3,由于当x >-a 3时,g (x )>0,g (x )=f ′(x )单调递增,当x <-a3时,g ′(x )<0,g (x )=f ′(x )单调递减.当x =-a 3时,f ′(x )有极小值b -a 23.因为f ′(x )的极值点是f (x )的零点.所以f (-a 3)=-a 327+a 39-ab 3+1=0,又a >0,故b =2a 29+a3.因为f (x )有极值,故f ′(x )=0有实根,从而b -a 23=19a(27-a 3)≤0,即a ≥3.a =3时,f ′(x )>0(x ≠-1),故f (x )在R 上是增函数,f (x )没有极值;a >3时,f ′(x )=0有两个相异的实根x 1=-a -a 2-3b 3,x 2=-a +a 2-3b3.如表故f (x )的极值点是x 1,x 2.从而a >3,因此b =2a 29+3a,定义域为(3,+∞).(2)由(1)知,f (x )的极值点是x 1,x 2,且x 1+x 2=-23a ,x 21+x 22=4a 2-6b 9.从而f (x 1)+f (x 2)=x 31+ax 21+bx 1+1+x 32+ax 22+bx 2+1 =x 13(3x 21+2ax 1+b )+x 23(3x 22+2ax 2+b )+13a (x 21+x 22)+23b (x 1+x 2)+2 =4a 3-6ab 27-4ab 9+2=0记f (x ),f ′(x )所有极值之和为h (a ),因为f ′(x )的极值为b -a 23=-19a 2+3a ,所以h (a )=-19a 2+3a,a >3.因为h ′(a )=-29a -3a 2<0,于是h (a )在(3,+∞)上单调递减.因为h (6)=-72,于是h (a )≥h (6),故a ≤6.因此a 的取值范围为(3,6].例3、已知函数f (x )=1x -x +a ln x .若f (x )存在两个极值点x 1,x 2,证明:f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<a -2.【解析】证明:f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=-1x 2-1+ax =-x 2-ax +1x 2.(i)若a ≤2,则f ′(x )≤0,当且仅当a =2,x =1时f ′(x )=0,所以f (x )在(0,+∞)单调递减.(ii)若a >2,令f ′(x )=0得,x =a -a 2-42或x =a +a 2-42.当时x ∈(0,a -a 2-42)∪(a +a 2-42,+∞)时,f ′(x )<0;当x ∈(a -a 2-42,a +a 2-42)时,f ′(x )>0.所以f (x )在(0,a -a 2-42),(a +a 2-42,+∞)单调递减,在(a -a 2-42,a +a 2-42)单调递增.所以f (x )存在两个极值点当且仅当a >2.由于f (x )的两个极值点x 1,x 2,满足x 2-ax +1=0,所以x 1x 2=1,不妨设x 1<x 2,则x 2>1.由于 f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2=-1x 1x 2-1+a ln x 1-ln x 2x 1-x 2=-2+a ln x 1-ln x 2x 1-x 2=-2+a -2ln x 21x 2-x 2,所以f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<a -2等价于1x 2-x 2+2ln x 2<0.设函数g (x )=1x -x +2ln x ,所以g ′(x )=-1x 2-1+2x =-x 2+2x -1x 2=-(x -1)2x 2≤0恒成立,所以g (x )在(0,+∞)单调递减,又g (1)=0,从而当x ∈(1,+∞)时,g (x )<0.所以1x 2-x 2+2ln x 2<0,即f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<a -2.例4、设函数f (x )=(x -1)3-ax -b ,x ∈R ,其中a ,b ∈R 若f (x )存在极值点x 0,且f (x 1)=f (x 0),其中x 1≠x 0, 求证:x 1+2x 0=3. 【解析】证明:f (x )=(x -1)3-ax -b ,可得f ′(x )=3(x -1)2-a ,下面分两种情况讨论:①a ≤0,有f ′(x )=3(x -1)2-a ≥0恒成立,所以f (x )在R 上单调递增;②a >0,令f ′(x )=0,解得x =1+3a 3,或x =1-3a3.所以f (x )在⎝⎛⎭⎫-∞,1-a 3单调递增,在⎝⎛⎭⎫1-a 3,1+a 3单调递减,在⎝⎛⎭⎫1+a 3,+∞单调递增 因为f (x )存在极值点,所以a >0,且x 0≠1.由题意得f ′(x 0)=3(x 0-1)2-a =0,即(x 0-1)2=a3,而f (x 0)=(x 0-1)3-ax 0-b =(x 0-1)2(-2x 0-1)-b .f (3-2x 0)=(2-2x 0)3-3(x 0-1)2(3-2x 0)-b =(x 0-1)2[8-8x 0-9+6x 0]-b =(x 0-1)2(-2x 0-1)-b∴f (3-2x 0)=f (x 0)且3-2x 0≠x 0,由题意知,存在唯一实数x 1满足f (x 1)=f (x 0),且x 1≠x 0,因此x 1=3-2x 0,所以x 1+2x 0=3.例5、 已知函数f (x )=ln x -x +1x -1.(1)讨论f (x )的单调性,并证明f (x )有且仅有两个零点;(2)设x 0是f (x )的一个零点,证明曲线y =ln x 在点A (x 0,ln x 0)处的切线也是曲线y =e x 的切线. 【解析】(1)f (x )的定义域为(0,1)∪(1,+∞).因为f ′(x )=1x +2(x -1)2>0,所以f (x )在(0,1),(1,+∞)单调递增.因为f (e)=1-e +1e -1<0,f (e 2)=2-e 2+1e 2-1=e 2-3e 2-1>0, 所以f (x )在(1,+∞)有唯一零点x 1,即f (x 1)=0.又0<1x 1<1,f (1x 1)=-ln x 1+x 1+1x 1-1=-f (x 1)=0,故f (x )在(0,1)有唯一零点.综上,f (x )有且仅有两个零点.(2)因为1x 0=e -ln x 0,故点B (-ln x 0,1x 0)在曲线y =e x 上.由题设知f (x 0)=0,即ln x 0=x 0+1x 0-1,故直线AB 的斜率k =1x 0-ln x 0-ln x 0-x 0=1x 0-x 0+1x 0-1-x 0+1x 0-1-x 0=1x 0曲线y =e x 在B (-ln x 0,1x 0)点处切线的斜率是1x 0,曲线y =ln x 在点A (x 0,ln x 0)处切线的斜率也是1x 0,所以曲线y =ln x =在点A (x 0,ln x 0)处的切线也是曲线y =e x的切线.例6、已知函数f (x )=2ln x +12x 2-ax ,a ∈R .(1)当a =3时,求函数f (x )的极值;(2)设函数f (x )在x =x 0处的切线方程为y =g (x ),若函数y =f (x )-g (x )是(0,+∞)上的单调增函数, 求x 0的值;(3)是否存在一条直线与函数y =f (x )的图象相切于两个不同的点?并说明理由.【解析】(1) 当a =3时,函数f (x )=2ln x +12x 2-3x 的定义域为(0,+∞).则f ′(x )=2x +x -3=x 2-3x +2x,令f ′(x )=0得,x =1或x =2.如表所以函数f (x )的极大值为f (1)=-52;极小值为f (2)=2ln2-4.(2)依题意,切线方程为y =f ′(x 0)(x -x 0)+f (x 0)(x 0>0),从而g (x )=f ′(x 0)(x -x 0)+f (x 0)(x 0>0), 记p (x )=f (x )-g (x ),则p (x )=f (x )-f (x 0)-f ′(x 0)(x -x 0)在(0,+∞)上为单调增函数, 所以p ′(x )=f ′(x )-f ′(x 0)≥0在(0,+∞)上恒成立,即p ′(x )=2x -2x 0+x -x 0≥0在(0,+∞)上恒成立.变形得⎝⎛⎭⎫x -2x 0(x -x 0)≥0在(0,+∞)上恒成立, 所以2x 0=x 0,又x 0>0,所以x 0= 2.10分变形得x +2x ≥x 0+2x 0在(0,+∞)上恒成立,因为x +2x≥2x ·2x =22(当且仅当x =2时,等号成立), 所以22≥x 0+2x 0,从而(x 0-2)2≤0,所以x 0= 2.假设存在一条直线与函数f (x )的图象有两个不同的切点T 1(x 1,y 1),T 2(x 2,y 2),不妨0<x 1<x 2,则T 1处切线l 1的方程为:y -f (x 1)=f ′(x 1)(x -x 1),T 2处切线l 2的方程为:y -f (x 2)=f ′(x 2)(x -x 2).因为l 1,l 2为同一直线,所以即⎩⎨⎧2x 1+x 1-a =2x 2+x 2-a ,2ln x 1+12x 21-ax 1-x 1⎝⎛⎭⎫2x 1+x 1-a =2ln x 2+12x 22-ax 2-x 2⎝⎛⎭⎫2x 2+x 2-a整理得,⎩⎪⎨⎪⎧x 1x 2=2,2ln x 1-12x 21=2ln x 2-12x 22消去x 2得,2ln x 212+2x 21-x 212=0.①令t =x 212,由0<x 1<x 2与x 1x 2=2,得t ∈(0,1),记p (t )=2ln t +1t -t ,则p ′(t )=2t -1t 2-1=-(t -1)2t2<0,所以p (t )为(0,1)上的单调减函数,所以p (t )>p (1)=0.从而①式不可能成立,所以假设不成立,从而不存在一条直线与函数f (x )的图象有两个不同的切点.【反馈练习】1、已知函数f (x )=x 3+52x 2+ax +b (a ,b 为常数),其图象是曲线C .函数f (x )的导函数为f ′(x ),若存在唯一的实数x 0,使得f (x 0)=x 0与f ′(x 0)=0同时成立,求实数b 的取值范围. 【解析】f ′(x )=3x 2+5x +a ,∵f (x 0)=x 0且f ′(x 0)=0.∴⎩⎪⎨⎪⎧3x 2+5x 0+a =0,x 30+52x 20+ax 0+b =x 0,消去a ,得2x 30+52x 20+x 0-b =0有唯一解. 令g (x )=2x 3+52x 2+x -b ,则g ′(x )=6x 2+5x +1=(2x +1)(3x +1)令g ′(x )=0得x 1=-12,x 2=-13∵ g (x )=0有唯一解,∴ g ⎝⎛⎭⎫-12<0或g ⎝⎛⎭⎫-13>0,解得b <-754或b >-18. ∴ 实数b 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-∞,-754∪⎝⎛⎭⎫-18,+∞. 2、设a ∈R ,函数f (x )=e x -12ax 2,e 是自然对数的底数.若函数f (x )的极大值与极小值,记为f (x 1),f (x 2),求证:x 1+x 2>2.【解析】证明:f (x )=e x -12ax 2,f ′(x )=e x -ax .不妨设x 2>x 1.∵ f (x )存在极大值与极小值f (x 1),f (x 2), ∴ ⎩⎪⎨⎪⎧f ′(x 1)=e x 1-ax 1=0,f ′(x 2)=e x 2-ax 2=0, ∴ ⎩⎪⎨⎪⎧e x 2+e x 1=a (x 2+x 1),e x 2-e x 1=a (x 2-x 1), ∴(x 2-x 1)e x 2+e x 1e x 2-e x 1=x 2+x 1,即(x 2-x 1)e x 2-x 1+1e x 2-x 1-1=x 2+x 1.要证x 1+x 2>2,只要证(x 2-x 1)e x 2-x 1+1e x 2-x 1-1>2.令t =x 2-x 1,则只要证t e t +1e t -1>2,即证(t -2)e t +t +2>0,其中t >0,令g (t )=(t -2)e t +t +2,t >0.则g ′(t )=(t -1)e t +1,[g ′(t )]=t e t >0, ∴g ′(t )在(0,+∞)上是增函数, ∴ g ′(t )>g ′(0)=0,∴ g (t )在(0,+∞)上是增函数.∴ g (t )>g (0)=0,即(t -2)e t +t +2>0.∴ x 1+x 2>2.3、已知函数f (x )=ax 2-ax -x ln x ,且f (x )≥0.(1)求a ;(2)证明:f (x )存在唯一的极大值点x 0,且e -2<f (x 0)<2-2. 【解析】(1)f (x )的定义域为(0,+∞).设g (x )=ax -a -ln x ,则f (x )=xg (x ),f (x )≥0等价于g (x )≥0.因为g (1)=0,g (x )≥0,故g ′(1)=0,而g ′(x )=a -1x,g ′(1)=a -1,得a =1.若a =1,则g ′(x )=1-1x.当0<x <1时,g ′(x )<0,g (x )单调递减;当x >1时,g ′(x )>0,g (x )单调递增.所以x =1是g (x )的极小值点,故g (x )≥g (1)=0.综上,a =1.(2)证明:由(1)知f (x )=x 2-x -x ln x ,f ′(x )=2x -2-ln x .设h (x )=2x -2-ln x ,则h ′(x )=2-1x .当x ∈(0,12)时,h ′(x )<0;当x ∈(12,+∞)时,h ′(x )>0.所以h (x )在(0,12)单调递减,在(12,+∞)单调递增.又h (e -2)>0,h (12)<0,h (1)=0,所以h (x )在(0,12)有唯一零点x 0,在⎝⎛⎭⎫12,+∞有唯一零点1,且当x ∈(0,x 0)时,h (x )>0;当x ∈(x 0,1)时,h (x )<0;当x ∈(1,+∞)时,h (x )>0.因为f ′(x )=h (x ),所以x =x 0是f (x )的唯一极大值点.由f ′(x 0)=0得ln x 0=2(x 0-1),故f (x 0)=x 0(1-x 0).由x 0∈(0,12)得,f (x 0)<14.因为x =x 0是f (x )在(0,1)的最大值点,由e -1∈(0,1),f ′(e -1)≠0得f (x 0)>f (e -1)=e -2.所以e -2<f (x 0)<2-2.4、设函数f (x )=ln x -a (x -1)e x ,其中a ∈R 且0<a <14,(1)证明:f (x )恰有两个零点;(2)设x 0为f (x )的极值点,x 1为f (x )的零点,且x 1>x 0,证明:3x 0-x 1>2. 【解析】(1)证明:f (x )的定义域为(0,+∞),且f ′(x )=1x -[a e x +a (x -1)e x]=1-ax 2e x x,令g (x )=1-ax 2e x ,由0<a <14,可知g (x )在(0,+∞)内单调递减,又g (1)=1-a e >0,且g ⎝⎛⎭⎫ln 1a =1-a ⎝⎛⎭⎫ln 1a 21a =1-⎝⎛⎭⎫ln 1a 2<0 故g (x )在(0,+∞)内有唯一解,从而f ′(x )=0在(0,+∞)内有唯一解,不妨设为x 0,则1<x 0<ln 1a.当x ∈(0,x 0)时,f (x )=g (x )x >g (x 0)x =0,所以f (x )在(0,x 0)内单调递增;当x ∈(x 0,+∞)时,f ′(x )=g (x )x<g (x 0)x=0,所以f (x )在(x 0,+∞)内单调递减,因此x 0是f (x )的唯一极值点.令h (x )=ln x -x +1,则当x >1时,h ′(x )=1x-1<0,故h (x )在(1,+∞)内单调递减,从而当x >1时,h (x )<h (1)=0,所以ln x <x -1.从而f ⎝⎛⎭⎫ln 1a =ln(ln 1a)-a ⎝⎛⎭⎫ln 1a -1eln 1a = ln(ln 1a )-ln 1a+1=h ⎝⎛⎭⎫ln 1a <0, 又因为f (x 0)>f (1)=0,所以f (x )在(1,+∞)内有唯一零点.又f (x )在(0,x 0)内有唯一零点1,从而,f (x )在(0,+∞)内恰有两个零点.11 / 11(2)证明:由题意,⎩⎪⎨⎪⎧ f ′(x 0)=0,f (x 1)=0, 即⎩⎪⎨⎪⎧ax 20e x 0=1,ln x 1=a (x 1-1)e x 1.从而ln x 1=x 1-1x 20e x 1-x 0,即e x 1-x 0=x 20ln x 1x 1-1因为当x >1时,ln x <x -1,又x 1>x 0>1,故e x 1-x 0<x 20(x 1-1)x 1-1=x 20,两边取对数,得lne x 1-x 0<2ln x 0,于是x 1-x 0<2ln x 0<2(x 0-1),整理得3x 0-x 1>2.。

高考数学常用的解题技巧第05讲分离参数法(含答案)

高考数学常用的解题技巧第05讲分离参数法(含答案)

第05讲:分离参数法【知识要点】一、参数在数学问题中经常出现,特别是在最值、值域、取值范围、恒成立和存在性等问题中,经常出现,这时可以考虑是否可以利用分离参数法来解答,即整理成()()k f x k f x 或的形式,再解答.二、分离参数时,一定要判断清楚参数的系数的符号,再除以其系数,如果不能确定其符号,可以分类讨论,也可以寻找其它方法.【方法讲评】【例1】已知函数xx x f ln 1)((1)求曲线)(x f y 在点))2(,2(f 处的切线方程;(2)求函数)(x f 的极值;(3)对(0,),()2x f x bx 恒成立,求实数b 的取值范围.列表:x )1,0(1),1()('x f - 0 +)(x f ↘0↗函数)(x f y 的极小值为0)1(f , 无极大值。

(3)依题意对(0,),()2x f x bx 恒成立等价于2ln 1bx x x 在(0,)上恒成立可得x xx b ln 11在(0,)上恒成立,令21ln ln 2()1()xx g x g x x x x【点评】本题第(2)问是恒成立问题,刚好b 的系数x 是一个正数,知道参数的系数的符号,分离参数很方便,所以可以分离参数求最值,比较简洁. 【反馈检测1】已知函数()ln a f x x x . (1)若0a ,试判断()f x 在定义域内的单调性;(2)若()f x 在1,e 上的最小值为32,求a 的值;(3)若2()f x x 在1,上恒成立,求a 的取值范围.【反馈检测2】已知函数()sin cos f x a x b x (,a b R,且0)的部分图象如图所示.(1) 求,,a b 的值;(2) 若方程23()()0f x f x m 在2(,)33x 内有两个不同的解,求实数m 的取值范围.高中数学常用解题技巧第05讲:分离参数法参考答案【反馈检测1答案】(1) f x 在0,上是单调递增函数;(2)a=-e ;(3)1a .【反馈检测1详细解析】(1)由题意知f x 的定义域为0,,且221f '(x)=+=, a>0,a xax x x ,x2376yO 1。

江苏省苏州市第五中学高考数学总复习第5讲不等式基本性质、含有绝对值的不等式课件

江苏省苏州市第五中学高考数学总复习第5讲不等式基本性质、含有绝对值的不等式课件

③通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的
思想.
诊断自测
1.(2011·江苏卷)解不等式x+|2x-1|<3.

2x-1≥0, 原不等式可化为 x+2x-1<3 2x-1<0, 或 x-2x-1<3.
1 4 1 解得2≤x<3或-2<x<2.
4 ∴原不等式的解集是x-2<x<3 .
3.绝对值三角不等式
(1)性质1:|a+b| ≤ |a|+|b|. (2)性质2:|a|-|b| ≤ |a+b|. (3)性质3:|a|-|b| ≤ |a-b| ≤ |a|+|b|. 利用以上性质可证明不等式或求不等式的最值.
4.绝对值不等式的解法 (1)含绝对值的不等式|x|<a与|x|>a的解集 不等式 |x|<a |x|>a a>0 {x| -a <x< a } a=0 a<0 ∅ R
规律方法 含绝对值不等式的证明,可考虑去掉绝对值符号,也
可 利 用 重 要 不 等 式 |a + b|≤|a| + |b| 及 推 广 形 式 |a1 + a2 + … + an|≤|a1|+|a2|+…+|an|进行放缩. 应用绝对值不等式性质求函数的最值时,一定要注意等号成立 的条件.
∅ {x|x∈R且 a - a {x|x> 或x< } x≠0}
(2)|ax+b|≤c(c>0)和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法
①|ax+b|≤c⇔ -c ≤ax+b≤ c ; ②|ax+b|≥c⇔ax+b≥ c 或ax+b≤ -c . (3)|x-a|+|x-b|≥c和|x-a|+|x-b|≤c型不等式的解法 ①利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思 想; ②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;

精品解析:2020年江苏省高考数学试卷(解析版)

精品解析:2020年江苏省高考数学试卷(解析版)
【答案】
11.设{an}是公差为d的等差数列,{bn}是公比为q的等比数列.已知数列{an+bn}的前n项和 ,则d+q的值是_______.
【答案】
12.已知 ,则 的最小值是_______.
【答案】
13.在△ABC中, D在边BC上,延长AD到P,使得AP=9,若 (m为常数),则CD的长度是________.
令 ,
当 , ,
此时 ,
当 , ,
但 对任意的 恒成立.
等价于 对任意的 恒成立.
的两根为 ,
则 ,
所以 .
令 ,则 .
构造函数 , ,
所以 时, , 递减, .
所以 ,即 .
【点睛】本小题主要考查利用的导数求切线方程,考查利用导数研究不等式恒成立问题,考查利用导数证明不等式,考查分类讨论的数学思想方法,属于难题.
【答案】
【解析】
【分析】
根据条件得 ,再用圆心到直线距离表示三角形PAB面积,最后利用导数求最大值.
【详解】
设圆心 到直线 距离为 ,则
所以
令 (负值舍去)
当 时, ;当 时, ,因此当 时, 取最大值,即 取最大值为 ,
故答案为:
【点睛】本题考查垂径定理、利用导数求最值,考查综合分析求解能力,属中档题.
16.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知 .
(1)求 的值;
(2)在边BC上取一点D,使得 ,求 的值.
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【分析】
(1)利用余弦定理求得 ,利用正弦定理求得 .
(2)根据 的值,求得 的值,由(1)求得 的值,从而求得 的值,进而求得 的值.
【详解】(1)由余弦定理得 ,所以 .

2020年高考数学江苏卷附答案解析版

2020年高考数学江苏卷附答案解析版

绝密★启用前

2020 年普通高等学校招生全国统一考试(江苏卷)
数学
注意事项 此
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共 6 页,均为非选择题(第 1 题~第 20 题,共 20 题).本卷满分为 160
分,考试时间为 120 分钟.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回. 卷
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用 0.5 毫米黑色墨水的签字笔填写在试
数学试卷 第 3 页(共 6 页)
(1)求△AF1F2 的周长;
(2)在 x 轴上任取一点 P ,直线 AP 与椭圆 E 的右准线相交于点 Q ,求 OPQP 的最
小值;
数学试卷 第 4 页(共 6 页)
毕业学校_____________ 姓名________________ 考生号________________ ________________ _____________

第Ⅰ卷
一、填空题:本大题共 14 小题,每小题 5 分,共计 70 分.请把答案填写在答.题.卡.相.应.位.
置.上..
1.已知集合 A {1,0,1,2} , B {0,2,3} ,则 A B
.

2.已知 i 是虚数单位,则复数 z 1 i2 i 的实部是
.
3.已知一组数据 4, 2a , 3 a , 5 , 6的平均数为 4,则 a 的值是
a2 5
毕业学校_____________ 姓名________________ 考生号________________ ________________ _____________
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(江苏专用)2020高考数学二轮复习专题五函数、不等式与导数教学案

(江苏专用)2020高考数学二轮复习专题五函数、不等式与导数教学案

专题五 函数、不等式与导数[江苏卷5年考情分析]小题考情分析大题考情分析常考点 1.函数的基本性质(5年5考)2.函数的零点问题(5年4考)3.导数与函数的单调性(5年2考)4.基本不等式(5年4考) 本部分内容在高考解答题中为必考内容,考查类型有四类:第一类考查函数的单调性及应用函数零点求参数(2015年T19),第二类考查函数与不等式零点问题(2016年T19),第三类考查函数与导数、函数的极值、零点问题(2017年T20,2019年T19),第四类考查函数的定义、零点以及导数应用与函数的性质(2018年T19);题目总体难度较大,多体现分类讨论思想和考查推理论证的能力.偶考点 1.一元二次不等式恒成立问题2.线性规划问题第一讲 | 小题考法——函数考点(一) 函数的基本性质主要考查函数的三要素以及函数的单调性、奇偶性、周期性的应用,常结合 分段函数命题.[题组练透]1.(2018·江苏高考)函数f (x )满足f (x +4)=f (x )(x ∈R ),且在区间(-2,2]上,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧cos πx2,0<x ≤2,⎪⎪⎪⎪⎪⎪x +12,-2<x ≤0,则f (f (15))的值为________.解析:由函数f (x )满足f (x +4)=f (x )(x ∈R ), 可知函数f (x )的周期是4,所以f (15)=f (-1)=⎪⎪⎪⎪⎪⎪-1+12=12,所以f (f (15))=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=cos π4=22. 答案:222.(2017·江苏高考)已知函数f (x )=x 3-2x +e x-1e x ,其中e 是自然对数的底数.若f (a-1)+f (2a 2)≤0,则实数a 的取值范围是________.解析:由f (x )=x 3-2x +e x-1e x ,得f (-x )=-x 3+2x +1e x -e x=-f (x ),所以f (x )是R 上的奇函数.又f ′(x )=3x 2-2+e x +1e x ≥3x 2-2+2e x ·1ex =3x 2≥0,当且仅当x =0时取等号, 所以f (x )在其定义域内单调递增. 因为f (a -1)+f (2a 2)≤0,所以f (a -1)≤-f (2a 2)=f (-2a 2), 所以a -1≤-2a 2,解得-1≤a ≤12,故实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,12. 答案:⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,123.(2019·南通等七市一模)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (x +2)=f (x ).当0<x ≤1时,f (x )=x 3-ax +1,则实数a 的值为________.解析:f (x +2)=f (x ),令x =-1,得f (-1)=f (1),又函数f (x )是定义在R 上的奇函数,所以f (-1)=-f (1),所以f (1)=0.当0<x ≤1时,f (x )=x 3-ax +1,则f (1)=2-a =0,故a =2.答案:24.(2019·南通等七市一模)已知函数f (x )=(2x +a )(|x -a |+|x +2a |)(a <0).若f (1)+f (2)+f (3)+ … +f (672)=0,则满足f (x )=2 019的x 的值为________.解析:因为a <0,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(2x +a )2,x ≥-2a ,-3a (2x +a ),a <x <-2a ,-(2x +a )2,x ≤a .易知函数f (x )的图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2,0对称,且在R 上单调递增.若f (1)+f (2)+f (3)+ … +f (672)=0,则-a 2=1+6722,a =-673,则当x ≥-2a 时,f (x )≥9a 2=9×6732>2 019,当x ≤-a2时,f (x )≤0,所以3×673(2x -673)=2 019,所以x=337.答案:337[方法技巧]函数性质的应用技巧奇偶性 具有奇偶性的函数在关于原点对称的区间上其图象、函数值、解析式和单调性联系密切,研究问题时可转化到只研究部分(一半)区间上.尤其注意偶函数f (x )的性质:f (|x |)=f (x )单调性 可以比较大小,求函数最值,解不等式,证明方程根的唯一性周期性利用周期性可以转化函数的解析式、图象和性质,把不在已知区间上的问题,转化到已知区间上求解对称性 利用其轴对称或中心对称可将研究的问题,转化到另一对称区间上研究考点(二) 基本初等函数主要考查基本初等函数的图象和性质以及由基本初等函数复合而成的函数的 性质问题.[题组练透]1.(2018·南通检测)已知幂函数f (x )=x α,其中α∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫-2,-1,12,1,2,3.则使f (x )为奇函数,且在区间(0,+∞)上是单调增函数的α的所有取值的集合为________.解析:幂函数f (x )为奇函数,则α=-1,1,3,f (x )在区间(0,+∞)上是单调增函数,则α的所有值为1,3.答案:{1,3}2.已知函数y =2x +12x +1与函数y =x +1x的图象共有k (k ∈N *)个公共点:A 1(x 1,y 1),A 2(x 2,y 2),…,A k (x k ,y k ),则∑i =1k (x i +y i )=________.解析:如图,函数y =2x +12x +1与函数y =x +1x 的图象都关于点(0,1)成中心对称,所以它们的交点也关于点(0,1)成中心对称,且只有两个交点,所以∑i =12 x i =0,∑i =12 y i =2,则∑i =1k(x i +y i )=2.答案:23.(2018·镇江期末)不等式log a x -ln 2x <4(a >0且a ≠1)对任意x ∈(1,100)恒成立,则实数a 的取值范围为________________.解析:不等式log a x -ln 2x <4可化为ln x ln a -ln 2x <4,即1ln a <4ln x+ln x 对任意x ∈(1,100)恒成立. 因为x ∈(1,100),所以ln x ∈(0,2ln 10), 所以4ln x +ln x ≥4,故1ln a<4,解得ln a <0或ln a >14,即0<a <1或a >e 14.答案:(0,1)∪⎝⎛⎭⎪⎫e 14,+∞4.(2019·南京盐城二模)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x +3|,x ≤0,x 3-12x +3,x >0.设g (x )=kx +1,且函数y=f (x )-g (x )的图象经过四个象限,则实数k 的取值范围为________.解析:由题意知,要使y =f (x )-g (x )的图象经过四个象限,只需y =f (x )的图象与y =g (x )的图象在(-∞,0)和(0,+∞)都相交且交点个数大于1.当x >0时,f (x )=x 3-12x +3,f ′(x )=3x 2-12.易知f (x )在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,且f (2)<0.又g (x )=kx +1的图象恒过(0,1),所以易得过(0,1)且与f (x )=x 3-12x +3(x >0)的图象相切的切线的斜率为-9,所以k >-9.当x ≤0时,作出f (x )=|x +3|的图象(图略),数形结合易知k <13.综上可知,实数k 的取值范围为⎝⎛⎭⎪⎫-9,13. 答案:⎝⎛⎭⎪⎫-9,13 [方法技巧]基本初等函数图象与性质的应用技巧(1)指数函数与对数函数的单调性都取决于其底数,当底数a 的值不确定时,要注意分a >1和0<a <1两种情况讨论.(2)由指数函数、对数函数与其他函数复合而成的函数,其性质的研究往往通过换元法转化为两个基本初等函数的有关性质,然后根据复合函数的性质与相关函数的性质之间的关系进行判断.(3)对于幂函数y =x α的性质要注意α>0和α<0两种情况的不同.考点(三) 函数的零点问题主要考查函数零点个数问题以及根据函数零点个数求参数的取值范围.[典例感悟][典例] (1)(2018·苏锡常镇一模)若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧12x -1,x <1,ln xx 2,x ≥1,则函数y =|f (x )|-18的零点个数为________.(2)(2018·镇江期末)已知k 为常数,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2x +1,x ≤0,|ln x |,x >0,若关于x 的方程f (x )=kx +2有且只有四个不同解,则实数k 的取值构成的集合为________.[解析] (1)当x ≥1时,y =ln x x 2-18, 则ln x x 2=18,即ln x =18x 2, 令g (x )=ln x -18x 2,x ≥1,则函数g (x )是连续函数且先增后减,g (1)=-18<0,g (2)=ln 2-12>0,g (4)=ln 4-2<0,由函数的零点判定定理可知g (x )=ln x -18x 2有2个零点.当x <1时,y =⎩⎪⎨⎪⎧12x-1,x <0,1-12x,x ∈[0,1),函数的图象与y =18的图象如图,则两个函数有2个交点,综上,函数y =|f (x )|-18有4个零点.(2)作函数y =f (x )和y =kx +2的图象,如图所示,两图象除了(0,2)还应有3个公共点.当k ≥0时,直线应与曲线y =f (x )(x >1)相切,设切点为(x 0,ln x 0),则切线斜率为k =1x 0,又k =ln x 0-2x 0,则1x 0=ln x 0-2x 0,解得x 0=e 3,此时k =1e3;当k <0时,当y =kx +2与曲线y =x +2x +1相切于点(0,2)时,k =-1,函数y =f (x )和y =kx +2的图象只有3个公共点,不符合题意,当-1<k <0时,函数y =f (x )和y =kx +2的图象只有3个公共点,不符合题意, 当直线y =kx +2与y =f (x )(0<x <1)相切时,两图象只有3个公共点, 设切点为(x 0,-ln x 0),则切线的斜率k =-1x 0,又k =-ln x 0-2x 0,则-1x 0=-ln x 0-2x 0,解得x 0=e -1,此时k =-e 不符合题意,当k <-e 时,两图象只有两个公共点,不合题意,而当-e<k <-1时,两图象有4个公共点,符合题意,所以实数k 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫1e 3∪(-e ,-1).[答案] (1)4 (2)⎩⎨⎧⎭⎬⎫1e 3∪(-e ,-1)[方法技巧]利用函数零点的情况求参数值或范围的方法[演练冲关]1.(2019·苏州期末)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x ,x ≥0,-2x ,x <0,若方程f (x )-kx =3有三个相异的实根,则实数k 的取值范围是________.解析:法一:方程f (x )-kx =3,即f (x )=kx +3有三个相异的实根,即曲线y =f (x )和直线y =kx +3有三个不同的交点,作出大致图象如图所示.又直线y =kx +3和y =-2x (x <0)必有一个交点,所以k >-2,则直线y =kx +3与曲线y =-x 2+2x (x ≥0)有两个交点,联立方程,得⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +3,y =-x 2+2x (x ≥0),整理得x 2+(k -2)x +3=0(x ≥0),由⎩⎪⎨⎪⎧-(k -2)>0,Δ=(k -2)2-12>0,得k <2-23,故实数k 的取值范围是(-2,2-23).法二:当x <0且k ≠-2时,方程f (x )-kx =3可转化为-2x -kx =3,解为x =-32+k ,当x ≥0时,方程f (x )-kx =3可转化为-x 2+2x -kx =3,即x 2+(k -2)x +3=0(x ≥0),若Δ=(k -2)2-12>0,则x =2-k ±(k -2)2-122,因为方程f (x )-kx =3有三个相异的实根,所以⎩⎪⎨⎪⎧-32+k<0,2-k -(k -2)2-122≥0,(k -2)2-12>0,解得-2<k <2-23,所以实数k 的取值范围是(-2,2-23).答案:(-2,2-23)2.(2019·江苏高考)设f (x ),g (x )是定义在R 上的两个周期函数,f (x )的周期为4,g (x )的周期为2,且f (x )是奇函数.当x ∈(0,2]时,f (x )=1-(x -1)2,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧k (x +2),0<x ≤1,-12,1<x ≤2,其中k >0.若在区间(0,9]上,关于x 的方程f (x )=g (x )有8个不同的实数根,则k 的取值范围是________.解析:当x ∈(0,2]时,y =f (x )=1-(x -1)2⇔(x -1)2+y 2=1(y ≥0),结合f (x )是周期为4的奇函数,可作出f (x )在(0,9]上的图象如图所示.∵ 当x ∈(1,2]时,g (x )=-12,又g (x )的周期为2,∴ 当x ∈(3,4]∪(5,6]∪(7,8]时,g (x )=-12.由图可知,当x ∈(1,2]∪(3,4]∪(5,6]∪(7,8]时,f (x )与g (x )的图象有2个交点,∴ 当x ∈(0,1]∪(2,3]∪(4,5]∪(6,7]∪(8,9]时,f (x )与g (x )的图象有6个交点.又当x ∈(0,1]时,y =g (x )=k (x +2)(k >0)恒过定点A (-2,0),由图可知,当x ∈(2,3]∪(6,7]时,f (x )与g (x )的图象无交点,∴ 当x ∈(0,1]∪(4,5]∪(8,9]时,f (x )与g (x )的图象有6个交点.由f (x )与g (x )的周期性可知,当x ∈(0,1]时,f (x )与g (x )的图象有2个交点.当y =k (x +2)与圆弧(x -1)2+y 2=1(0<x ≤1)相切时,d =|3k |k 2+1=1⇒k 2=18(k >0)⇒k =24.当y =k (x +2)过点A (-2,0)与B (1,1)时,k =13.∴ 13≤k <24. 答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫13,243.(2019·扬州期末)已知函数f (x )=a +3+4x-|x +a |有且仅有三个零点,并且这三个零点构成等差数列,则实数a 的值为________.解析:令f (x )=a +3+4x -|x +a |=0,得|x +a |-4x -a =3,设g (x )=|x +a |-4x-a ,则函数g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x -4x-2a ,x <-a ,x -4x ,x ≥-a ,不妨设f (x )=0的三个根分别为x 1,x 2,x 3,且x 1<x 2<x 3,当x ≥-a 时,由f (x )=0,得g (x )=3,即x -4x=3,得x 2-3x -4=0,得(x +1)(x -4)=0,解得x =-1或x =4.①-a ≤-1,即a ≥1,此时x 2=-1,x 3=4,由等差数列的性质可得x 1=-6,由f (-6)=0,即g (-6)=3,得6+46-2a =3,解得a =116,满足题意.②-1<-a ≤4,即-4≤a <1,则f (x )=0在(-∞,-a )上有两个不同的解x 1,x 2,x 3=4,所以x 1,x 2是-x -4x-2a =3在(-∞,-a )上的两个解,即x 1,x 2是x 2+(2a +3)x +4=0在(-∞,-a )上的两个解,则Δ=4a 2+12a -7>0,x 1,2=-(2a +3)±Δ2,所以x 1+x 2=-(2a +3),x 1x 2=4,由x 1,x 2,x 3成等差数列,且x 1<x 2<x 3,得2x 2=x 1+4,得a =-1+332(舍去)或a =-1-332,符合题意.③-a >4,即a <-4时,f (x )=0最多有两个解,不满足题意.综上所述,实数a 的值为116或-1-332.答案:116或-1-332[必备知能·自主补缺] (一) 主干知识要牢记 1.函数的定义域(1)函数的定义域是研究函数问题的先决条件,它会直接影响函数的性质,所以要树立定义域优先的意识.(2)对于复合函数的定义域要注意:①如果函数f (x )的定义域为A ,则f (g (x ))的定义域是使函数g (x )∈A 的x 的取值范围. ②如果f (g (x ))的定义域为A ,则函数f (x )的定义域是函数g (x )的值域. ③f (g (x ))与f (h (x ))联系的纽带是g (x )与h (x )的值域相同. 2.函数的值域求函数值域的常用方法有观察法、不等式法、图象法、换元法、单调性法等. 3.函数的图象函数的图象包括作图、识图、用图,其中作函数图象有两种基本方法:一是描点法;二是图象变换法,其中图象变换有平移变换、伸缩变换、对称变换.4.函数的单调性单调性是函数的一个局部性质,一个函数在不同的区间上可以有不同的单调性.判断函数单调性常用定义法、图象法及导数法.5.函数的奇偶性函数的奇偶性是函数在定义域上的整体性质.偶函数的图象关于y 轴对称,在关于坐标原点对称的定义域上具有相反的单调性;奇函数的图象关于坐标原点对称,在关于坐标原点对称的定义域上具有相同的单调性.判断函数奇偶性的常用方法有定义法、图象法及性质法.6.函数的周期性周期性是函数在定义域上的整体性质.若函数满足f (a +x )=f (x )(a 不等于0),则其一个周期T =|a |,最小正数T 叫做f (x )的最小正周期.(二) 二级结论要用好1.函数单调性和奇偶性的重要结论(1)当f (x ),g (x )同为增(减)函数时,f (x )+g (x )为增(减)函数.(2)偶函数的和、差、积、商是偶函数,奇函数的和、差是奇函数,积、商是偶函数,奇函数与偶函数的积、商是奇函数.(3)定义在(-∞,+∞)上的奇函数的图象必过原点,即有f (0)=0.存在既是奇函数,又是偶函数的函数:f (x )=0.2.抽象函数的周期性与对称性的结论 (1)函数的周期性①若函数f (x )满足f (x +a )=f (x -a ),则f (x )是周期函数,T =2a . ②若函数f (x )满足f (x +a )=-f (x ),则f (x )是周期函数,T =2a . ③若函数f (x )满足f (x +a )=1f (x ),则f (x )是周期函数,T =2a . (2)函数图象的对称性①若函数y =f (x )满足f (a +x )=f (a -x ),或f (x )=f (2a -x ),则f (x )的图象关于直线x =a 对称.②若函数y =f (x )满足f (a +x )=-f (a -x ),或f (x )=-f (2a -x ),则f (x )的图象关于点(a ,0)对称.③若函数y =f (x )满足f (a +x )=f (b -x ),则函数f (x )的图象关于直线x =a +b2对称.3.函数图象平移变换的相关结论(1)把y =f (x )的图象沿x 轴左右平移|c |个单位(c >0时向左移,c <0时向右移)得到函数y =f (x +c )的图象(c 为常数).(2)把y =f (x )的图象沿y 轴上下平移|b |个单位(b >0时向上移,b <0时向下移)得到函数y =f (x )+b 的图象(b 为常数).[课时达标训练]A 组——抓牢中档小题1.(2018·江苏高考)函数f (x )=log 2x -1的定义域为________.解析:由log 2x -1≥0,即log 2x ≥log 22,解得x ≥2,所以函数f (x )=log 2x -1的定义域为{x |x ≥2}.答案:{x |x ≥2}2.(2019·江苏高考)函数y =7+6x -x 2的定义域是________. 解析:要使函数有意义,需7+6x -x 2≥0,即x 2-6x -7≤0,即(x +1)(x -7)≤0,解得-1≤x ≤7. 故所求函数的定义域为[-1,7]. 答案:[-1,7]3.函数f (x )=ln 1|x |+1的值域是________.解析:因为|x |≥0,所以|x |+1≥1. 所以0<1|x |+1≤1.所以ln 1|x |+1≤0,即f (x )=ln 1|x |+1的值域为(-∞,0].答案:(-∞,0]4.(2019·南京盐城一模)已知y =f (x )为定义在R 上的奇函数,且当x >0时,f (x )=e x+1,则f (-ln 2)的值为________.解析:法一:因为f (x )为奇函数,f -(ln 2)=-f (ln 2)=-(e ln 2+1)=-3.法二:当x <0时,-x >0,所以当x <0时,f (x )=-f (-x )=-(e -x +1),因为-ln 2<0,所以f (-ln 2)=-(e ln 2+1)=-3.答案:-35.已知f (x )是奇函数,g (x )=2+f (x )f (x ).若g (2)=3,则g (-2)=________.解析:由题意可得g (2)=2+f (2)f (2)=3,解得f (2)=1.又f (x )是奇函数,则f (-2)=-1, 所以g (-2)=2+f (-2)f (-2)=2-1-1=-1.答案:-16.(2019·苏北三市一模)已知a ,b ∈R ,函数f (x )=(x -2)·(ax +b )为偶函数,且在(0,+∞)上是减函数,则关于x 的不等式f (2-x )>0的解集为________.解析:因为f (x )=(x -2)(ax +b )=ax 2+(b -2a )x -2b 为偶函数,所以b =2a ,f (x )=ax 2-4a =a (x -2)(x +2),又f (x )在(0,+∞)上是减函数,所以a <0,由二次函数的图象可知f (x )>0的解集为(-2,2).f (2-x )=f (x -2),而f (x -2)的图象可看成是由f (x )的图象向右平移2个单位长度得到,所以f (2-x )>0的解集为(0,4).答案:(0,4)7.(2018·福建模拟)已知函数f (x )=⎩⎨⎧x -a ,x ≥1,ln (1-x ),x <1有两个零点,则实数a 的取值范围是________.解析:当x <1时,令ln(1-x )=0,解得x =0,故f (x )在(-∞,1)上有1个零点, ∴f (x )在[1,+∞)上有1个零点. 当x ≥1时,令x -a =0,得a =x ≥1. ∴实数a 的取值范围是[1,+∞). 答案:[1,+∞)8.(2018·苏州模拟)设a =log 132,b =log 1213,c =⎝ ⎛⎭⎪⎫120.3,则a ,b ,c 按从小到大的顺序排列为_________.解析:因为log 132<log 131=0,log 1213=log 23>log 22=1,0<⎝ ⎛⎭⎪⎫120.3<⎝ ⎛⎭⎪⎫120=1,即a <0,b >1,0<c <1,所以a <c <b .答案:a <c <b9.(2019·苏锡常镇四市一模)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2(3-x ),x ≤0,2x -1,x >0,若f (a -1)=12,则实数a =________.解析:当a -1≤0,即a ≤1时,f (a -1)=log 2(4-a )=12,a =4-2>1,舍去;当a -1>0,即a >1时,2a -1-1=12,a =1+log 232=log 23>1,所以实数a =log 23.答案:log 2310.(2018·南京三模)已知函数f (x )是定义在R 上且周期为4的偶函数.当x ∈[2,4]时,f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪log 4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -32,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12的值为________. 解析:因为函数f (x )是定义在R 上且周期为4的偶函数,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫4-12,因为当x ∈[2,4]时,f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪log 4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -32,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=f ⎝⎛⎭⎪⎫4-12=⎪⎪⎪⎪⎪⎪log 4⎝⎛⎭⎪⎫4-12-32=log 42=12. 答案:1211.(2019·苏州期末)设函数f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2x -ax 2,若对任意x 1∈(-∞,0),总存在x 2∈[2,+∞),使得f (x 2)≤f (x 1),则实数a 的取值范围为________.解析:对任意x 1∈(-∞,0),总存在x 2∈[2,+∞),使得f (x 2)≤f (x 1),即f (x )min (x ∈[2,+∞))≤f (x )min (x ∈(-∞,0)).a =0,f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2x ,当x ∈(-∞,0)时,函数f (x )=-2x∈(0,+∞),当x ∈[2,+∞)时,f (x )=2x∈(0,1],符合题意.a <0,当x <0时,f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2x -ax 2≥0,此时最小值为0.当x ≥2时,f (x )=2x-ax 2>0,不满足题意.a >0,当x ≥2时,f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2x -ax 2,易得32a ≥2,即0<a ≤14时,f (x )的最小值为0,a >14时,f (x )的最小值为f (2)=4a -1,当x <0时,f (x )=-2x +ax 2,f ′(x )=2x 2+2ax =2ax 3+2x2,易得x =3-1a时f (x )取极小值,且取最小值,可得f (x )的最小值为f ⎝⎛⎭⎪⎫ 3-1a =33a ,由题意可得0<a ≤14时满足题意,a >14时,33a ≥4a -1,结合图象(图略),得14<a ≤1.综上可得,实数a 的取值范围为[0,1]. 答案:[0,1]12.(2018·苏锡常镇调研)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a -e x,x <1,x +4x,x ≥1(e 是自然对数的底数).若函数y =f (x )的最小值是4,则实数a 的取值范围为________.解析:法一:当x ≥1时,f (x )min =f (2)=4,所以当x <1时,a -e x≥4恒成立.转化为a ≥e x +4对x <1恒成立.因为e x +4在(-∞,1)上的值域为(4,e +4),所以a ≥e +4.法二:当x <1时,f (x )=a -e x>a -e ;当x ≥1时,f (x )=x +4x ≥4,当且仅当x =4x,即x =2时,取“=”,又函数f (x )的值域是[4,+∞),所以a -e ≥4,即a ≥e +4.答案: [e +4,+∞)13.(2019·南京盐城二模)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x ≥0时,f (x )=x 2-5x ,则不等式f (x -1)>f (x )的解集为________.解析:当x <0时,-x >0,所以f (-x )=x 2+5x ,又f (x )为奇函数,所以f (x )=-f (-x )=-x 2-5x ,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-5x ,x ≥0,-x 2-5x ,x <0.法一:当x -1≥0时,x ≥1,由f (x -1)>f (x )得,(x -1)2-5(x -1)>x 2-5x ,解得x <3,所以1≤x <3.当x -1<0时,x <1,①0≤x <1时,由f (x -1)>f (x )得,-(x -1)2-5(x -1)>x 2-5x , 解得-1<x <2,所以0≤x <1;②x <0时,由f (x -1)>f (x )得,-(x -1)2-5(x -1)>-x 2-5x ,解得x >-2, 所以-2<x <0.综上可得,不等式f (x -1)>f (x )的解集为{x |-2<x <3}.法二:数形结合可知,不等式f (x -1)>f (x )的解集可以理解为将f (x )的图象向右平移一个单位长度后所得函数f (x -1)的图象在函数f (x )的图象上方部分的点对应的横坐标取值的集合,由f (x )的解析式易得函数f (x -1)的图象与函数f (x )的图象的交点坐标分别为(-2,6)和(3,-6),所以不等式的解集为{x |-2<x <3}.答案:(-2,3)14.(2018·南通三模)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x ,x ≥a ,x 3-3x ,x <a .若函数g (x )=2f (x )-ax 恰有2个不同的零点,则实数a 的取值范围是________.解析:由题意可知,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(2-a )x ,x ≥a ,2x 3-(6+a )x ,x <a ,显然当a =2时,g (x )有无穷多个零点,不符合题意;当x ≥a 时,令g (x )=0,得x =0,当x <a 时,令g (x )=0,得x =0或x 2=6+a 2,①若a >0,且a ≠2,则g (x )在[a ,+∞)上无零点, 在(-∞,a )上存在零点x =0和x =-6+a2, ∴6+a2≥a ,解得0<a <2, ②若a =0,则g (x )在[0,+∞)上存在零点x =0, 在(-∞,0)上存在零点x =-3,符合题意. ③若a <0,则g (x )在[a ,+∞)上存在零点x =0, ∴g (x )在(-∞,a )上只有1个零点, ∵0∉(-∞,a ),∴g (x )在(-∞,a )上的零点为-6+a2, ∴-6+a 2<a ,解得-32<a <0, 综上,a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,2. 答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,2 B 组——力争难度小题1.(2019·南京四校联考)已知f (x )是定义在R 上的奇函数,且满足∀x ∈R ,f (x +2)=f (x )+1.若g (x )=f (x )+cos πx 2,则g ⎝ ⎛⎭⎪⎫1219+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫2219+…+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫875219=________. 解析:由题意得,f (-x )=-f (x )=-[f (x +2)-1]⇒f (-x )+f (x +2)=1, 故g (x )+g (2-x )=f (x )+cos πx 2+f (2-x )+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π-πx 2=1,又f (6+x )=f (4+x )+1=f (2+x )+2=f (x )+3=-f (-x )+3, 所以f (-x )+f (6+x )=3,所以g (x )+g (6-x )=f (x )+cos πx2+f (6-x )+cos ⎝⎛⎭⎪⎫3π-πx 2=3.令S 1=g ⎝⎛⎭⎪⎫1219+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫2219+…+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫437219,则S 1=g ⎝ ⎛⎭⎪⎫437219+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫436219+…+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫1219, 两式相加得,2S 1=437×1,所以S 1=4372.令S 2=g ⎝ ⎛⎭⎪⎫439219+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫440219+…+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫875219, 则S 2=g ⎝ ⎛⎭⎪⎫875219+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫874219+…+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫439219, 两式相加得,2S 2=437×3,所以S 2=1 3112.又f (2)=f (0)+1=1,g (2)=f (2)+cos π=f (2)-1=0, 故原式=S 1+g (2)+S 2=4372+0+1 3112=874.答案:8742.(2019·南通等七市二模)定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x +4)=f (x ),且在[2,4)上,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,2≤x <3,x -4,3≤x <4,则函数y =f (x )-log 5|x |的零点个数为________.解析:由f (x +4)=f (x )得奇函数f (x )的最小正周期为4,作出函数f (x )与y =log 5|x |的部分图象如图所示,根据图象易知,函数y =f (x )与y =log 5|x |的图象有5个交点,故函数y =f (x )-log 5|x |的零点个数是5.答案:53.(2018·无锡期末)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x -1x 2,x ≤-12,log 12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+x 2,x >-12,g (x )=-x 2-2x -2.若存在a ∈R ,使得f (a )+g (b )=0,则实数b 的取值范围是________.解析:由题意,存在a ∈R ,使得f (a )=-g (b ), 令h (b )=-g (b )=b 2+2b +2.当a ≤-12时,f (a )=a 2+2a -1a 2=-1a 2+2a +1=-⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -12+2,因为a ≤-12,所以-2≤1a <0,从而-7≤f (a )<1;当a >-12时,f (a )=log 12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+a 2,因为a >-12,所以1+a 2>14,从而f (a )<2. 综上,函数f (a )的值域是(-∞,2). 令h (b )<2,即b 2+2b +2<2,解得-2<b <0.所以实数b 的取值范围是(-2,0). 答案:(-2,0)4.(2018·苏北四市三调)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax -1,x ≤0,x 3-ax +|x -2|,x >0的图象恰好经过三个象限,则实数a 的取值范围是________.解析:当a <0时,x ≤0,y =ax -1的图象经过第二、三象限;x >0,y =x 3-ax +|x -2|>0在(0,+∞)恒成立,所以图象仅在第一象限,所以a <0时显然满足题意;当a ≥0时,x ≤0,y =ax -1的图象仅经过第三象限,由题意知,x >0,y =x 3-ax +|x -2|的图象需经过第一、四象限.y =x 3+|x -2|与y =ax 在y 轴右侧的图象有公共点(且不相切),如图,y =x 3+|x -2|=⎩⎪⎨⎪⎧x 3-x +2,0<x <2,x 3+x -2,x >2.结合图象设切点坐标为(x 0,x 30-x 0+2),y ′=3x 2-1,则有3x 20-1=x 30-x 0+2x 0,解得x 0=1,所以临界直线l 0的斜率为2,所以a >2时,符合.综上,a <0或a >2. 答案:(-∞,0)∪(2,+∞)5.(2018·苏州测试)设f (x )是定义在R 上的偶函数,且当x ≥0时,f (x )=2x,若对任意的x ∈[a ,a +2],不等式f (x +a )≥f 2(x )恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析:当x ≥0时,定义在R 上的偶函数f (x )=2x ,易得f (x )=2|x |,x ∈R .由f (x +a )≥f 2(x )得,2|x +a |≥(2|x |)2,即|x +a |≥|2x |对于x ∈[a ,a +2]恒成立,即(3x +a )(x -a )≤0对于x ∈[a ,a +2]恒成立,即⎩⎪⎨⎪⎧(3a +a )(a -a )≤0,[3(a +2)+a ](a +2-a )≤0,解得a ≤-32.答案:⎝⎛⎦⎥⎤-∞,-326.(2018·南京、盐城、连云港二模)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 3+3x 2+t ,x <0,x ,x ≥0(t ∈R ).若函数g (x )=f (f (x )-1)恰有4个不同的零点,则t 的取值范围为________.解析:当x <0时,f ′(x )=-3x 2+6x =3x (2-x ),故函数f (x )在区间(-∞,0)上单调递减,此时f (0)=t .当t ≥0时,作出函数f (x )的图象如图①所示. 令f (x )=0,得x =0,从而当g (x )=f (f (x )-1)=0时,f (x )=1, 由图象①可知,此时至多有两个零点,不符合题意; 当t <0时,作出函数f (x )的图象如图②所示.令f (x )=0,得x =0,或x =m (m <0),且-m 3+3m 2+t =0, 从而当g (x )=f (f (x )-1)=0时,f (x )-1=0或f (x )-1=m ,即f (x )=1或f (x )=1+m ,借助图象②知,欲使得函数g (x )恰有4个不同的零点, 则m +1≥0,从而-1≤m <0.又因为t (m )=m 3-3m 2,而t ′(m )=3m 2-6m >0,故t (m )在区间[-1,0)上单调递增,从而t ∈[-4,0).答案: [-4,0)第二讲 | 小题考法——不等式考点(一) 不等式的恒成立问题及存在性问题主要考查恒成立问题或存在性问题以及等价转化思想的应用.[题组练透]1.设实数a ≥1,使得不等式x |x -a |+32≥a 对任意的实数x ∈[1,2]恒成立,则满足条件的实数a 的范围是________.解析:(1)当1≤a ≤32时,显然符合题意;(2)当a ≥2时,原不等式可化为x (a -x )≥a -32,取x =1,成立;当x ∈(1,2]时,a ≥x 2-32x -1=x +1-12(x -1).而函数f (x )=x +1-12(x -1)在(1,2]上单调递增,故a ≥f (2)=52; (3)当32<a <2时,原不等式可化为①⎩⎪⎨⎪⎧1≤x ≤a ,x (a -x )≥a -32或②⎩⎪⎨⎪⎧a ≤x ≤2,x (x -a )≥a -32,不等式组①参照(2)的过程得a ≥a +1-12(a -1),解得1≤a ≤32,矛盾,舍去;由不等式组②得a ≤x 2+32x +1=x -1+52(x +1),同上可得1≤a ≤32,矛盾,舍去.综上所述,1≤a ≤32或a ≥52.答案:⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,32∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫52,+∞ 2.(2019·扬州期末)已知正实数x ,y 满足x +4y -xy =0,若x +y ≥m 恒成立,则实数m 的取值范围为________.解析:x +4y -xy =0,即x +4y =xy ,等式两边同时除以xy ,得4x +1y =1,由基本不等式可得x +y =(x +y ).⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +1y =4y x+xy+5≥24y x ·x y +5=9,当且仅当4y x=x y,即x =2y =6时,等号成立,所以x +y 的最小值为9,因此m ≤9.答案:(-∞,9]3.已知不等式(m -n )2+(m -ln n +λ)2≥2对任意m ∈R ,n ∈(0,+∞)恒成立,则实数λ的取值范围为________.解析:条件“不等式(m -n )2+(m -ln n +λ)2≥2对任意m ∈R ,n ∈(0,+∞)恒成立”可看作“点(m ,m +λ),(n ,ln n )两点的距离的平方恒大于2”,即“直线y =x +λ与曲线f (x )=ln x 上点之间的距离恒大于等于2”.如图,当与直线y =x +λ平行的直线与曲线f (x )=ln x 相切时,两平行线间的距离最短,f ′(x )=1x=1,故切点A (1,0),此切点到直线y =x +λ的距离为|1+λ|2≥ 2,解得λ≥1或λ≤-3(舍去,此时直线与曲线相交).故实数λ的取值范围为[1,+∞).答案:[1,+∞)4.(2019·南京盐城一模)若正实数a ,b ,c 满足ab =a +2b ,abc =a +2b +c ,则c 的最大值为________.解析:由ab =a +2b ≥22ab ,得ab ≥8,则由abc =a +2b +c ,得c =a +2b ab -1=abab -1=1+1ab -1≤1+17=87,当且仅当a =4,b =2时等号成立,所以c 的最大值为87. 答案:875.(2019·江苏连云港期中)已知a 为正实数,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+ax +3,x ≥0,2x +a ,x <0.若∃x 1,x 2∈R ,使得f (x 1)=f (x 2),则实数a 的取值范围是________.解析:因为a >0,所以抛物线y =x 2+ax +3的对称轴在y 轴左侧,所以函数y =x 2+ax +3在[0,+∞)上单调递增,且当x =0时有最小值为3.又函数y =2x+a 在(-∞,0)上为增函数,若∃x 1,x 2∈R ,使得f (x 1)=f (x 2),只需20+a >3,解得a >2,则实数a 的取值范围为(2,+∞).答案:(2,+∞)[方法技巧]不等式恒成立问题或存在性问题的求解策略(1)有关不等式恒成立问题,通常利用分离变量法将其转化,即将所求参数与变量x 之间的函数关系用不等式连接起来,再求函数的最值,从而确定参数范围.用分离变量法进行等价转化的好处是可以减少分类讨论.若不等式中含有绝对值,须通过分类讨论,转化为一般的一元二次不等式,再求解.(2)存在性问题也需要转化为最值问题,优先考虑分离变量的做题思路. (3)二元问题的恒成立也可以构造几何意义,利用几何法求解.考点(二) 基本不等式[题组练透]1.(2019·常州期末)已知正数x ,y 满足x +y x=1,则1x +xy的最小值为________.解析:法一:由正数x ,y 满足x +y x =1,得y x =1-x ,x y =11-x >0,则0<x <1,1x +x y =1x+11-x =⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +11-x [x +(1-x )]=2+1-x x +x 1-x ≥2+21-x x ·x 1-x =4,当且仅当x =12时取等号,故1x +xy的最小值为4.法二:由正数x ,y 满足x +y x =1,得x 2+y =x ,y =x (1-x )>0,则0<x <1,则1x +x y =y +x 2xy=1y =1x (1-x )≥1⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1-x 22=4,当且仅当x =12时取等号,故1x +xy的最小值为4.答案:42.(2019·南通等七市二模)已知关于x 的不等式ax 2+bx +c >0(a ,b ,c ∈R )的解集为{x |3<x <4},则c 2+5a +b的最小值为________.解析:由题意可得a <0,-b a =7,c a=12,则a <0,b =-7a ,c =12a ,c 2+5a +b =144a 2+5-6a =-24a -56a≥2(-24a )·5-6a=45,当且仅当a =-512时取等号,故c 2+5a +b 的最小值为4 5.答案:4 53.已知实数x ,y 满足x >y >0,且x +y ≤2,则2x +3y +1x -y的最小值为________. 解析:法一:因为4≥2x +2y ,所以 4⎝⎛⎭⎪⎫2x +3y +1x -y ≥⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +3y +1x -y [(x +3y )+(x -y )]=3+2(x -y )x +3y +x +3y x -y ≥3+22,当且仅当x =22-1,y =3-22时取等号, 故2x +3y +1x -y 的最小值为3+224. 法二:因为x >y >0,x +y ≤2,所以0<y <1, 又因为2x +3y +1x -y ≥22+2y +12-2y =3-y2(1+y )(1-y )=12·16-⎝ ⎛⎭⎪⎫3-y +83-y ≥3+224, 当且仅当x =22-1,y =3-22时取等号. 答案:3+2244.若实数x ,y 满足2x 2+xy -y 2=1,则x -2y 5x 2-2xy +2y 2的最大值为________.解析:2x 2+xy -y 2=(2x -y )(x +y ),令2x -y =m ,x +y =n ,则mn =1,当x -2y 5x 2-2xy +2y2=m -n m 2+n 2=m -n (m -n )2+2取得最大值时,必有m -n >0,则m -n(m -n )2+2=1m -n +2m -n≤122=24,当且仅当m -n =2时取等号,所以x -2y 5x 2-2xy +2y 2的最大值为24. 答案:24[方法技巧]利用基本不等式求最值的方法(1)知和求积的最值:“和为定值,积有最大值”.但应注意以下两点:①具备条件——正数;②验证等号成立.(2)知积求和的最值:“积为定值,和有最小值”,直接应用基本不等式求解,但要注意利用基本不等式求最值的条件.(3)构造不等式求最值:在求解含有两个变量的代数式的最值问题时,通常采用“变量替换”或“常数1”的替换,构造不等式求解.(4)“a +b ,a 2+b 2,ab ,1a +1b”之间的互化也是基本等式常见处理方法.考点(三) 线性规划问题主要考查在约束条件下目标函数最值的求法,以及已知最优解或可行域的情况求参数的值或范围.[题组练透]1.(2018·全国卷Ⅱ)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -5≥0,x -2y +3≥0,x -5≤0,则z =x +y 的最大值为________.解析:作出不等式组所表示的可行域如图中阴影部分所示.由图可知当直线x +y =z 过点A 时z 取得最大值.由⎩⎪⎨⎪⎧x =5,x -2y +3=0得点A (5,4),∴z max =5+4=9. 答案:92.(2018·苏州模拟)设变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥1,x -y ≥0,2x -y -2≤0,则目标函数z =2x +y 的最小值为________.解析:作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥1,x -y ≥0,2x -y -2≤0对应的可行域,如图中阴影部分所示.当直线y =-2x +z 过点C 时,在y 轴上的截距最小,此时z 最小,由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =1,x -y =0得⎩⎪⎨⎪⎧x =12,y =12,所以C ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,z min =2×12+12=32.答案:323.(2018·福州四校联考)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -3≤0,2x -2y -1≤0,x -a ≥0,其中a >0,若x -yx +y的最大值为2,则a 的值为________.解析:设z =x -y x +y ,则y =1-z 1+z x ,当z =2时,y =-13x ,作出x,y 满足的约束条件⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -3≤0,2x -2y -1≤0,x -a ≥0表示的平面区域如图中阴影部分所示,作出直线y =-13x ,易知此直线与区域的边界线2x -2y -1=0的交点为⎝ ⎛⎭⎪⎫38,-18,当直线x =a 过点⎝ ⎛⎭⎪⎫38,-18时a =38,又此时直线y =1-z 1+z x 的斜率1-z 1+z =-1+2z +1的最小值为-13,即z 的最大值为2,符合题意,所以a 的值为38.答案:384.已知a ,b ,c 为正实数,且a +2b ≤8c ,2a +3b ≤2c ,则3a +8bc的取值范围为________.解析:因为a ,b ,c 为正实数,且a +2b ≤8c ,2a +3b ≤2c,所以⎝ ⎛a c +2bc ≤8,2c a +3c b ≤2,令a c =x ,b c =y , 得⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤8,2x +3y≤2,则⎩⎪⎨⎪⎧y ≤4-12x ,y ≥3x 2x -2,1<x <8.作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示.令z =3a +8b c =3x +8y ,则y =-38x +z 8,由图知当直线y =-38x +z 8过点A 时,截距最大,即z 最大,当直线y =-38x +z 8与曲线y =3x2x -2相切时,截距最小,即z 最小.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =4-12x ,y =3x 2x -2得A (2,3), ∴z max =3×2+8×3=30,设直线y =-38x +z 8与曲线y =3x2x -2的切点为(x 0,y 0),则⎝⎛⎭⎪⎫3x 2x -2′⎪⎪⎪x =x 0=-38,即-6(2x 0-2)2=-38, 解得x 0=3.∴切点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫3,94,∴z min =3×3+8×94=27,∴27≤3a +8b c ≤30.答案:[27,30][方法技巧]解决线性规划问题的3步骤[必备知能·自主补缺] (一) 主干知识要记牢 1.不等式的性质 (1)a >b ,b >c ⇒a >c ;(2)a >b ,c >0⇒ac >bc ;a >b ,c <0⇒ac <bc ; (3)a >b ⇒a +c >b +c ; (4)a >b ,c >d ⇒a +c >b +d ; (5)a >b >0,c >d >0⇒ac >bd ;(6)a >b >0,n ∈N ,n >1⇒a n>b n,n a >nb . 2.简单分式不等式的解法 (1)f (x )g (x )>0⇔f (x )g (x )>0,f (x )g (x )<0⇔f (x )g (x )<0.(2)f (x )g (x )≥0⇔⎩⎪⎨⎪⎧f (x )g (x )≥0,g (x )≠0,f (x )g (x )≤0⇔⎩⎪⎨⎪⎧f (x )g (x )≤0,g (x )≠0.(3)对于形如f (x )g (x )>a (≥a )的分式不等式要采取:“移项—通分—化乘积”的方法转化为(1)或(2)的形式求解.(二) 二级结论要用好1.一元二次不等式的恒成立问题(1)ax 2+bx +c >0(a ≠0)恒成立的条件是⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ<0.(2)ax 2+bx +c <0(a ≠0)恒成立的条件是⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0.2.基本不等式的重要结论 (1)a +b2≥ab (a >0,b >0).(2)ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22(a ,b ∈R ).(3)a 2+b 22≥a +b2≥ab (a >0,b >0).3.线性规划中的两个重要结论(1)点M (x 0,y 0)在直线l :Ax +By +C =0(B >0)上方(或下方)⇔Ax 0+By 0+C >0(或<0). (2)点M (x 1,y 1),N (x 2,y 2)在直线l :Ax +By +C =0同侧(或异侧)⇔(Ax 1+By 1+C )(Ax 2+By 2+C )>0(或<0).[课时达标训练]A 组——抓牢中档小题1.当x >0时,f (x )=2xx 2+1的最大值为________. 解析:因为x >0,所以f (x )=2x x 2+1=2x +1x≤22=1, 当且仅当x =1x,即x =1时取等号.答案:12.(2019·苏北三市一模)已知a >0,b >0,且a +3b =1b -1a,则b 的最大值为________.解析:a +3b =1b -1a 可化为1b -3b =a +1a ≥2,即3b 2+2b -1≤0,解得0<b ≤13,所以b 的最大值为13.答案:133.已知点A (a ,b )在直线x +2y -1=0上,则2a+4b的最小值为________.解析:由题意可知a +2b =1,则2a +4b =2a +22b ≥22a +2b=22,当且仅当a =2b =12,即a =12且b =14时等号成立.答案:2 24.若不等式(a -2)x 2+2(a -2)x -4<0对x ∈R 恒成立,则实数a 的取值范围是________. 解析:当a -2=0,即a =2时,原不等式为-4<0, 所以a =2时不等式恒成立, 当a -2≠0,即a ≠2时,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a -2<0,Δ<0,即⎩⎪⎨⎪⎧a -2<0,4(a -2)2+16(a -2)<0, 解得-2<a <2.综上所述,-2<a ≤2,即实数a 的取值范围是(-2,2]. 答案:(-2,2]5.要制作一个容积为4 m 3,高为1 m 的无盖长方体容器.已知该容器的底面造价是每平方米20元,侧面造价是每平方米10元,则该容器的最低总造价是________.解析:设底面矩形的一边长为x .由容器的容积为4 m 3,高为1 m ,得另一边长为4xm.记容器的总造价为y 元,则y =4×20+2⎝⎛⎭⎪⎫x +4x ×1×10=80+20⎝⎛⎭⎪⎫x +4x ≥80+20×2x ·4x=160,当且仅当x =4x,即x =2时等号成立. 因此,当x =2时,y 取得最小值160, 即容器的最低总造价为160元. 答案:160元6.已知a >0, b >0,且2a +3b=ab ,则ab 的最小值是________.解析:因为ab =2a +3b≥22a ·3b ,所以ab ≥26,当且仅当2a =3b=6时取等号.答案:2 67.已知关于x 的不等式2x +2x -a≥7在x ∈(a ,+∞)上恒成立,则实数a 的最小值为________.解析:因为x ∈(a ,+∞),所以2x +2x -a =2(x -a )+2x -a+2a ≥2 2(x -a )·2x -a+2a =4+2a ,当且仅当x -a =1时等号成立.由题意可知4+2a ≥7,解得a ≥32,即实数a 的最小值为32.答案:328.若两个正实数x ,y 满足1x +4y =1,且不等式x +y 4<m 2-3m 有解,则实数m 的取值范围是________.解析:由题可知,1=1x +4y ≥24xy=4xy,即xy ≥4,于是有m 2-3m >x +y4≥xy ≥4,故m 2-3m >4,化简得(m +1)(m -4)>0,解得m <-1或m >4,即实数m 的取值范围为(-∞,-1)∪(4,+∞).答案:(-∞,-1)∪(4,+∞)9.已知函数f (x )=x 2+mx -1,若对于任意x ∈[m ,m +1],都有f (x )<0成立,则实数m 的取值范围是________.解析:因为f (x )=x 2+mx -1是开口向上的二次函数,所以函数的最大值只能在区间端点处取到,所以对于任意x ∈[m ,m +1],都有f (x )<0,只需⎩⎪⎨⎪⎧f (m )<0,f (m +1)<0,即⎩⎪⎨⎪⎧m 2+m 2-1<0,(m +1)2+m (m +1)-1<0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧-22<m <22,-32<m <0,所以-22<m <0,即实数m 的取值范围是m ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,0.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,0 10.(2018·苏北四市期末)若实数x ,y 满足xy +3x =3⎝ ⎛⎭⎪⎫0<x <12,则3x +1y -3的最小值为________.解析:因为实数x ,y 满足xy +3x =3⎝ ⎛⎭⎪⎫0<x <12,所以x =3y +3∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,解得y >3.则3x +1y -3=y +3+1y -3=y -3+1y -3+6≥2(y -3)·1y -3+6=8,当且仅当x =37,y =4时取等号. 答案:811.已知α,β均为锐角,且cos(α+β)=sin αsin β,则tan α的最大值是________.解析:由cos(α+β)=sin αsin β,得cos αcos β-sin αsin β=sin αsin β,即cos αcos β=sin α⎝ ⎛⎭⎪⎫sin β+1sin β, 由α,β均为锐角得cos α≠0,tan β>0, 所以tan α=sin αcos α=cos βsin β+1sin β=sin βcos βsin 2β+1=tan β2tan 2β+1=12tan β+1tan β≤122=24, 当且仅当2tan β=1tan β,即tan β=22时,等号成立. 答案:2412.(2019·湖北宜昌模拟)已知x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2y -x ≥0,x +y -3≤0,2x -y +3≥0,若不等式ax +y ≤7恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析:x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2y -x ≥0,x +y -3≤0,2x -y +3≥0的平面区域如图所示,由于对任意的实数x ,y ,不等式ax +y ≤7恒成立,设z =ax +y ,根据图形,当a ≥0时,z =ax +y 的最优解为A (2,1),可得2a +1≤7,解得0≤a ≤3;当a <0时,z =ax +y 的最优解为B (-2,-1),则-2a -1≤7,解得-4≤a <0,则实数a 的取值范围是[-4,3].。

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第05讲(含有绝对值函数的取值范围问题)【目标导航】在数学高考中,函数问题一直占有较大的分量,而绝对值函数是函数中较为困难的一类函数,绝对值函数在高考中往往以填空小题的形式出现,绝对值函数可以视为分段函数,也可以整体处理,因此恰当的进行分类整合,探究绝对值函数的图象与性质是解决此类问题的核心方法. 【例题导读】例1、已知函数f (x )=x |x -4|,x ∈[0,m ],其中m >0,且函数f (x )的值域为[0,4],则实数m 的取值范围是_________.例2、已知函数f (x )=x |x -a |在[0,2]上的值域为[0,4],则实数a 的值是_________.例3、已知函数f (x )=x ||x -a +2x -3,若f (x )在R 上为增函数,则实数a 的取值范围是_________.例4、 若函数f (x )=x 2|x -a |在区间[0,2]上是增函数,则实数a 的取值范围是_________.例5、 已知函数f (x )=e x |x 2-a |(其中实数a >0),则f (x )的单调减区间是_______________.例6、已知函数f (x )=⎩⎨⎧||x +3,x ≤0,x 3-12x +3,x >0,设g (x )=kx +1,且函数y =f (x )-g (x )的图象经过四个象限,则实数k 的取值范围是________.例7、 已知f (x )=||x 2-4+x 2+kx ,若f (x )在(0,4)上有两个不同的零点x 1,x 2,则k 的取值范围是________.例8、 已知函数f (x )是定义在[1,+∞)上的函数,且f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1-|2x -3|,1≤x <2,12f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x , x ≥2,则函数y =2xf (x )-3在区间(1,2 015)上的零点个数为________.【反馈练习】1、函数y =|x -1|+|x +a |是偶函数,则实数a 的值是__________.2、函数y =2||x -m 在(2,+∞)上是增函数,则实数m 的取值范围是________.3、设f (x )=|lg(x -1)|,若0<a <b ,且f (a )=f (b ),则ab 的取值范围是________.4、已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且对于任意的x ∈[0,+∞),满足f (x +2)=f (x ),若当x ∈[0,2)时,f (x )=|x 2-x -1|,则函数y =f (x )-1在区间[-2,4]上的零点个数为________.5、若不等式|x -2a |≥12x +a -1对x ∈R 恒成立,则a 的取值范围是________.6、若函数g (x )=x 2-a |x |+3只有两个单调区间,则a 的取值范围为_________.7、已知函数f (x )=|sin x |-kx (x ≥0,k ∈R )有且只有三个零点,设此三个零点中的最大值为x 0,则x 0(1+x 20)sin2x 0=________.8、已知t 为常数,函数f (x )=||x 3-3x -t +1在区间[-2,1]上的最大值为2,则实数t =_________.9、设函数f (x )=x |x +2|,则不等式f (f (x ))≤3的解集为________.10、已知函数f (x )=⎩⎨⎧a -|x +1|,x ≤1,x -a 2,x >1,函数g (x )=2-f (x ),若函数y =f (x )-g (x )恰有4个零点,则实数a 的取值范围是________.11、已知函数f (x )=x |x -a |+2x ,若存在a ∈[0,4],使得关于x 的方程f (x )=tf (a )有三个不相等的实根,则实数t 的取值范围为________.12、设a 为实数,函数f (x )=e 2x +|e x -a |(x ∈R ),则当0<a <12时,函数f (x )的值域为_________(用a 表示).13、已知函数f (x )=⎩⎨⎧ax -1,x ≤0,x 3-ax +|x -2|,x >0的图象恰好经过三个象限,则实数a 的取值范围是________.14、已知函数f(x)=a +3+4x -|x +a|有且仅有三个零点,并且这三个零点构成等差数列,则实数a 的值为________.第05讲(含有绝对值函数的取值范围问题)【目标导航】在数学高考中,函数问题一直占有较大的分量,而绝对值函数是函数中较为困难的一类函数,绝对值函数在高考中往往以填空小题的形式出现,绝对值函数可以视为分段函数,也可以整体处理,因此恰当的进行分类整合,探究绝对值函数的图象与性质是解决此类问题的核心方法. 【例题导读】例1、已知函数f (x )=x |x -4|,x ∈[0,m ],其中m >0,且函数f (x )的值域为[0,4],则实数m 的取值范围是_________. 【答案】[2,2+22]【解析】 由函数f (x )=x |x -4|图象可知(如图4-1所示),当x >4时,令x |x -4|=4,即x 2-4x -4=0,解得x =2+22,若函数f (x )的值域为[0,4],所以实数m 的取值范围是[2,2+22].例2、已知函数f (x )=x |x -a |在[0,2]上的值域为[0,4],则实数a 的值是_________. 【答案】 0或4【解析】(1)当a <0时,f (x )=x (x -a ),f (2)=2(2-a )>4,显然不满足条件;(2)当a =0时,f (x )=x 2,在[0,2]上的值域为[0,4],满足条件; (3)当a >0时,①当0<a ≤2时,f (x )=|x 2-ax |,f (0)=0,f (2)=|4-2a |=4-2a <4,f⎝⎛⎭⎫a 2=a 22-a 24=a 24≤1,不满足条件;②当2<a <4时,f (x )=-x 2+ax =-⎝⎛⎭⎫x -a 22+a 24≤a24<4,不满足条件; ③当a =4时,f (x )=-x 2+4x =-(x -2)2+4≤4,满足条件; ④当a >4时,f (x )=-x 2+ax ,f (2)=-4+2a >4,不满足条件.综上所述,a =0或a =4.例3、已知函数f (x )=x ||x -a +2x -3,若f (x )在R 上为增函数,则实数a 的取值范围是_________. 【答案】 [-2,2]【解析】 f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2-a x -3,x ≥a ,-x 2+2+a x -3,x <a =⎩⎨⎧⎝⎛⎭⎫x -a -222-a -224-3, x ≥a ,-⎝⎛⎭⎫x -a +222+a +224-3,x <a .f (x )在R 上恒为增函数的充要条件是⎩⎨⎧a -22≤a ,a +22≥a .解得-2≤a ≤2.例4、 若函数f (x )=x 2|x -a |在区间[0,2]上是增函数,则实数a 的取值范围是_________.【答案】 (-∞,0]∪[3,+∞)【解析】 (1)当a ≤0时,f (x )=x 3-ax 2,显然在区间[0,2]上是增函数;(2)当a >0时,记g (x )=x 3-ax 2,令g ′(x )=3x 2-2ax =0,解得x =0,x =2a3,g (x )在(-∞,0)上单调递增,在⎝⎛⎭⎫0,2a 3上单调递减,在⎝⎛⎭⎫2a3,+∞上单调递增,又g (0)=g (a )=0,所以f (x )=|g (x )|在(-∞,0)上单调递减,在⎝⎛⎭⎫0,2a 3上单调递增,在⎝⎛⎭⎫2a3,a 上单调递减,在(a ,+∞)上单调递增.要使f (x )在区间[0,2]上是增函数,只要2a3≥2,即a ≥3.综上所述,实数a 的取值范围为(-∞,0]∪[3,+∞).例5、 已知函数f (x )=e x |x 2-a |(其中实数a >0),则f (x )的单调减区间是_______________. 【答案】 ()-a +1-1,-a 和()a +1-1,a【解析】 因为f (x )=⎩⎨⎧e x x 2-a ,x |>a ,e x a -x 2,x |≤a .当|x |>a 时,f ′(x )=e x (x 2+2x -a ),由f ′(x )<0,解得-1-a +1<x <-1+a +1.因为-1-a +1<-a ,-1+a +1<a ,所以f (x )的单调减区间为(-1-a +1,-a ),同理当|x |≤a ,f ′(x )=-e x (x 2+2x -a ),所以 f (x ) 的单调减区间为(a +1-1,a ). 所以f (x )的单调减区间为()-a +1-1,-a 和()a +1-1,a .例6、已知函数f (x )=⎩⎨⎧||x +3,x ≤0,x 3-12x +3,x >0,设g (x )=kx +1,且函数y =f (x )-g (x )的图象经过四个象限,则实数k 的取值范围是________. 【答案】 ⎝⎛⎭⎫-9,13 【解析】 令h (x )=f (x )-g (x ).(1)当x ≤0时,h (x )=||x +3-(kx +1),因为h (0)=2,所以h (x )必过第二象限,即只须使h (x )过第三象限, 当k ≥1时,h (x )只在第二象限,故不合题意; 当k ≤-1时,h (x )必过第三象限,故符合题意; 当-1<k <1时,需h (-3)<0,所以-1<k <13,故k <13;(2)当x >0时,h (x )=x 3-(12+k )x +2,因为h ′(x )=3x 2-(12+k ),所以须使h (x )过第四象限, 必须⎩⎪⎨⎪⎧ 12+k >0,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12+k 3-g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12+k 3<0,所以⎩⎪⎨⎪⎧12+k >0,12+k 3·12+k3>1,所以k >-9 综上,-9<k <13.例7、 已知f (x )=||x 2-4+x 2+kx ,若f (x )在(0,4)上有两个不同的零点x 1,x 2,则k 的取值范围是________. 【答案】 (-7,-2)【解析】一 (大函数法)因为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧kx +4,0<x ≤2,2x 2+kx -4,2<x <4,(1)当k ≥0时,因为f (x )在(0,2]上没有零点,且f (x )在(2,4)递增即至多一个零点,所以不合题意; (2)当k <0时,当f (2)>0即-2<k <0时,因为f (x )在(0,2]上没有零点,且f (x )在(2,4)递增即至多一个零点,所以不合题意;当f (2)=0即k =-2时,不合题意;当f (2)<0即k <-2时,因为f (x )在(0,2]上有一个零点,所以须f (x )在(2,4)有一个零点.因为f (2)<0, 由二次函数图象得只须f (4)>0,解得k >-7. 综上,-7<k <-2.【解析】二(小函数法)因为f (x )=||x 2-4+x 2+kx 在(0,4)上有两个不同的零点,所以方程||x 2-4+x 2+kx =0在(0,4)上有两个不同的解, 即||x 2-4=-(x 2+kx )在(0,4)上有两个不同的解,所以函数y =||x 2-4与y =-(x 2+kx )图象在(0,4)上有两个不同的交点. 由两函数图象发现只须满足:错误!解得-7<k <-2.【解析】三(分离参数法)因为f (x )=||x 2-4+x 2+kx 在(0,4)上有两个不同的零点,所以方程-k =||x 2-4+x 2x在(0,4)上有两个不同的解,所以函数y =-k 与y =⎩⎨⎧4x,0<x ≤2,2x -4x ,2<x <4图象在(0,4)上有两个不同的交点.由函数y =⎩⎨⎧4x ,0<x ≤2,2x -4x ,2<x <4的图象可知,只须2<-k <7,即-7<k <-2.例8、 已知函数f (x )是定义在[1,+∞)上的函数,且f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1-|2x -3|,1≤x <2,12f ⎝⎛⎭⎫12x , x ≥2,则函数y =2xf (x )-3在区间(1,2 015)上的零点个数为________. 【答案】11 【解析】解法1 由题意得当1≤x <2时,f (x )=⎩⎨⎧2x -2,1≤x ≤32,4-2x , 32<x <2. 设x ∈[2n-1,2n )(n ∈N *),则x 2n -1∈[1,2),又f (x )=12n -1f ⎝⎛⎭⎫12n -1x ,①当x 2n -1∈⎣⎡⎦⎤1,32时,则x ∈[2n -1,3·2n -2],所以f (x )=12n -1f ⎝⎛⎭⎫12n -1x =12n -1⎝⎛⎭⎫2·12n -1x -2,所以2xf (x )-3=2x ·12n -1⎝⎛⎭⎫2·12n -1x -2-3=0,整理得x 2-2·2n -2x -3·22n -4=0.解得x =3·2n -2或x =-2n -2.由于x ∈[2n -1,3·2n -2],所以x =3·2n -2;②当x2n -1∈⎝⎛⎭⎫32,2时,则x ∈(3·2n -2,2n ),所以f (x )=12n -1f ⎝⎛⎭⎫12n -1x =12n -1⎝⎛⎭⎫4-2·12n -1x ,所以2xf (x )-3=2x ·12n -1⎝⎛⎭⎫4-2x 2n -1-3=0,整理得x 2-4·2n -2x +3·22n -4=0.解得x =3·2n -2或x =2n -2.由于x ∈(3·2n -2,2n ),所以无解.综上所述,x =3·2n -2.由x =3·2n -2∈(1,2 015),得n ≤11,所以函数y =2xf (x )-3在区间(1,2 015)上零点的个数是11.解法2 由题意得当x ∈[2n-1,2n )时,因为f (x )=12n -1·f ⎝⎛⎭⎫12n -1x ,所以f (x )max =f ⎝⎛⎭⎫32·2n -1=12n -1.令g (x )=32x .当x =32·2n -1时,g (x )=g ⎝⎛⎭⎫32·2n -1=12n -1,所以当x ∈[2n -1,2n)时,x =32·2n -1为y =2xf (x )-3的一个零点. 下面证明:当x ∈[2n -1,2n )时,y =2xf (x )-3只有一个零点.当x ∈[2n-1,3·2n -2]时,y =f (x )单调递增,y =g (x )单调递减,f (3·2n -2)=g (3·2n -2),所以x ∈[2n-1,3·2n -2]时,有一零点x =3·2n -2;当x ∈(3·2n -2,2n)时,y =f (x )=12n -1-12n -1⎝⎛⎭⎫x 2n -2-3,k 1=f ′(x )=-122n -3,g (x )=32x ,k 2=g ′(x )=-32x 2∈⎝⎛⎭⎫-13·22n -3,-322n +1,所以k 1<k 2.又因为f (3·2n -2)=g (3·2n -2),所以当x ∈[2n -1,2n)时,y =2xf(x)-3只有一个零点.由x=3·2n-2∈(1,2 015),得n≤11,所以函数y=2xf(x)-3在区间(1,2 015)上零点的个数是11.解法3 分别作出函数y=f(x)与y=32x的图像,如图,交点在x1=32,x2=3,x3=6,…,x n=3·2n-2处取得.由x=3·2n-2∈(1,2 015),得n≤11,所以函数y=2xf(x)-3在区间(1,2 015)上零点的个数是11.【反馈练习】1、函数y=|x-1|+|x+a|是偶函数,则实数a的值是__________.【答案】 1【解析】由函数y=|x-1|+|x+a|的图象所示)知:“断”点位置为x=1和x=-a,所以-a=-1,即a=1.2、函数y=2||x-m在(2,+∞)上是增函数,则实数m的取值范围是________.【答案】(-∞,2]x-m的图象所示)知:m≤2.【解析】由函数y=2||3、设f(x)=|lg(x-1)|,若0<a<b,且f(a)=f(b),则ab的取值范围是________.【答案】(4,+∞)【解析】由于函数f(x)=|lg(x-1)|的图象如图所示.由f(a)=f(b)可得-lg(a-1)=lg(b-1),解得ab=a+b>2ab(由于a<b),所以ab的取值范围是(4,+∞).图444、已知f(x)是定义在R上的偶函数,且对于任意的x∈[0,+∞),满足f(x+2)=f(x),若当x∈[0,2)时,f(x)=|x2-x-1|,则函数y=f(x)-1在区间[-2,4]上的零点个数为________.【答案】7【解析】由题意作出y =f (x )在区间[-2,4]上的图象所示,与直线y =1的交点共有7个,故函数y =f (x )-1在区间[-2,4]上的零点个数为7.5、若不等式|x -2a |≥12x +a -1对x ∈R 恒成立,则a 的取值范围是________.【答案】 ⎝⎛⎦⎤-∞,12 【解析】作出y =|x -2a |和y =12x +a -1的简图如图所示,依题意知应有2a ≤2-2a ,故a 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,12.6、若函数g (x )=x 2-a |x |+3只有两个单调区间,则a 的取值范围为_________. 【答案】 ( -∞,0]【解析】 若函数g (x )=x 2-a |x |+3只有两个单调区间,则a2≤0,所以a 的取值范围是(-∞,0].7、已知函数f (x )=|sin x |-kx (x ≥0,k ∈R )有且只有三个零点,设此三个零点中的最大值为x 0,则x 0(1+x 20)sin2x 0=________.【答案】 12【解析】由y =|sin x |(x ≥0)和y =kx 的图像可知,当曲线与直线恰有三个公共点时,直线y =kx 与曲线y =-sin x (x ∈[π,2π])相切,设切点横坐标为x 0,斜率为-cos x 0.由⎩⎪⎨⎪⎧-sin x 0=kx 0,-cos x 0=k ,得tan x 0=x 0. 因为sin2x 0=2sin x 0cos x 0cos 2x 0+sin 2x 0=2tan x 01+tan 2x 0=2x 01+x 20,所以x 0(1+x 20)sin2x 0=12.8、已知t 为常数,函数f (x )=||x 3-3x -t +1在区间[-2,1]上的最大值为2,则实数t =_________. 【答案】 1【解析】所示,先作出函数y =x 3-3x 的图象,发现其经过点(-2,-2),(-1,2),(1,-2),所以函数y =||x 3-3x 的图象经过点(-2,2),(-1,2),(1,2).因为函数f (x )=||x 3-3x -t +1在区间[-2,1]上的最大值为2,当1-t >0,t <1,不符合题意.当1-t =0,t =1,符合题意.当1-t <0,t >1,f (-2)=f (1)=|t +1|>2,不符合题意.所以t =1.9、设函数f (x )=x |x +2|,则不等式f (f (x ))≤3的解集为________. 【答案】 (-∞,2-1]【解析】设f (x )=t ,则f (t )≤3,由函数f (x )=x |x +2|图象可得t ≤1,即f (x )≤1,所以,x ≤2-1,不等式f (f (x ))≤3的解集为(-∞,2-1].10、已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a -|x +1|,x ≤1,x -a 2,x >1,函数g (x )=2-f (x ),若函数y =f (x )-g (x )恰有4个零点,则实数a 的取值范围是________. 【答案】 (2,3]【解析】由题意,当y =f (x )-g (x )=2[f (x )-1]=0时,即方程f (x )=1有4个解.又由函数y =a -|x +1|与函数y =(x -a )2的大致形状可知,直线y =1与函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a -|x +1|,x ≤1,x -a 2,x >1的左右两支曲线都有两个交点,如图所示.那么,有错误!即错误! 所以实数a 的取值范围是(2,3].11、已知函数f (x )=x |x -a |+2x ,若存在a ∈[0,4],使得关于x 的方程f (x )=tf (a )有三个不相等的实根,则实数t 的取值范围为________. 【答案】 ⎝⎛⎭⎫1,98 【解析】f (x )=x |x -a |+2x =⎩⎪⎨⎪⎧x 2-a -2x ,x ≥a ,-x 2+a +2x ,x <a ,f (x )=⎩⎨⎧⎝⎛⎭⎫x -a -222-a -224,x ≥a ,-⎝⎛⎭⎫x -a +222+a +224,x <a ,因为0≤a ≤4,所以a -22<a ,(1)当a +22≥a ,即0≤a ≤2时,f (x )在R 上递增, 不合题意; (2)当a +22<a ,即2<a ≤4时,f (x )在⎝⎛⎭⎫-∞,a +22上递增,在⎝⎛⎭⎫a +22,a 上递减,在(a ,+∞)上递增,若关于x 的方程f (x )=tf (a )有三个不相等的实根,则f (a )<tf (a )<f ⎝⎛⎭⎫a +22,2a <2at <⎝⎛⎭⎫a +222,所以1<t <18⎝⎛⎭⎫a +4a +4,所以实数t 的取值范围是⎝⎛⎭⎫1,98. 12、设a 为实数,函数f (x )=e 2x +|e x -a |(x ∈R ),则当0<a <12时,函数f (x )的值域为_________(用a 表示).【答案】 [a 2,+∞)【解析】令e x =t >0,则f (x )=g (t )=t 2+|t -a |,因为0<a <12,所以g (t )=t 2+||t -a =⎩⎪⎨⎪⎧t 2+t -a ,t ≥a ,t 2-t +a , 0<t <a ,所以 g (t )在(0,a ]递减,在[a ,+∞)递增,所以g (t )值域为[a 2,+∞),即所以f (x )值域为[a 2,+∞).13、已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax -1,x ≤0,x 3-ax +|x -2|,x >0的图象恰好经过三个象限,则实数a 的取值范围是________.【答案】 (-∞,0)∪(2,+∞)【解析】因为f (0)=-1,x →+∞时,f (x )→+∞,所以函数f (x )过第一、三象限,①若a <0,显然成立;②若a ≥0,只需x >0时,f (x )min <0即可,即存在x >0,使得f (x )<0分离参数,得⎝⎛⎭⎫x 2+|x -2|x min <a ,易求得⎝⎛⎭⎫x 2+|x -2|x min =2,所以,此时a >2,综上所述,实数a 的取值范围是(-∞,0)∪(2,+∞).14、已知函数f(x)=a +3+4x -|x +a|有且仅有三个零点,并且这三个零点构成等差数列,则实数a 的值为________. 【答案】116或-1-332【解析】 思路分析1 函数f(x)有且仅有三个零点,通常转化为方程f(x)=0有三相异实根,再转化为两个新函数的图像有三个不同的交点,这两个新函数如何构建是关键,通常的原则是:一是两个新函数图像是常见初等函数图像,二是一个函数图像是定的,另一个函数图像是动的,三是参数放在直线型中,即定曲线动直线,这样便于解决问题,基于这三点,所以构造的是函数y =4x +3与y =|x +a|-a =⎩⎪⎨⎪⎧x ,x≥-a ,-x -2a ,x<-a 的图像有且仅有三个不同的交点,再通过分类讨论的思想方法和三个零点构成等差数列建立关于a 的方程,从而求得a 的值.思路分析2 注意所研究的函数为分段函数f(x)=⎩⎨⎧x +4x +3+2a ,x<-a ,-x +4x+3,x≥-a ,因此,分别来研究每一段中的零点的个数,由于函数分为两段,因此,只有两种可能,一段为两个零点,另一段为一个零点.另外,注意到当x≥-a 时,函数为f(x)=-x +4x+3不含参数,可以直接求解,因此需对这两个零点是否在解法1 由f(x)=a +3+4x -|x +a|=0,得4x +3=|x +a|-a ,原函数有三个零点,即可转化为函数y =4x+3与y =|x +a|-a =⎩⎪⎨⎪⎧x ,x≥-a ,-x -2a ,x<-a图像有且仅有三个不同的交点,设三个交点的横坐标为x 1,x 2,x 3,且x 1<x 2<x 3,易知a≠0.下面分两种情况讨论:(1)a>0.如图1所示.,图1)由⎩⎪⎨⎪⎧y =4x +3,y =x ,解得x 2=-1,x 3=4. 又三个零点构成等差数列,则x 2=x 1+x 32,得x 1=-6,则有4-6+3=-(-6)-2a ,解得a =116符合题意.(2)a<0.如图2所示.,图2)由⎩⎪⎨⎪⎧y =4x +3,y =x ,解得x 3=4,由x 2=x 1+x 32,得x 1-2x 2=-4;再由⎩⎪⎨⎪⎧y =4x +3,y =-x -2a ,消去y ,得x 2+(2a +3)x +4=0 (*).由根据与系数的关系得⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-(2a +3),x 1x 2=4,且x 1-2x 2=-4,解得⎩⎨⎧x 1=-4a -103,x 2=1-2a3,即(-4a -10)(1-2a )9=4,化简得4a 2+8a -23=0,综上(1)(2)可得a 的值为116或-1-323. 解得a =-2±332,检验方程(*)Δ(2a +3)2-16=4a 2+12a -7>0,但a<0,则a =-2-332满足题意.解法2 因为f(x)=⎩⎨⎧x +4x +3+2a ,x<-a ,-x +4x+3,x≥-a ,所以由f(x)=-x +4x+3=0得x =-1或4.(1)若-1≥-a ,即a≥1时,由于函数有三个零点,且成等差数列,所以,另一个零点x 0<-1,故-2=4+x 0,从而x 0=-6,故-6+4-6+3+2a =0,解得a =116,满足条件;(2)若-1<-a ,即a<1时,设函数f(x)=x +4x +3+2a(x<-a)的两个零点为x 1,x 2(x 1<x 2),即x 1,x 2是方程x 2+(2a +3)x +4=0 (*)的两个实数根,从而x 1+x 2=-2a -3,x 1x 2=4,又由于三个零点成等差数列,所以2x 2=x 1+4,消去x 1,x 2得4a 2+8a -23=0,解得a =-2±332,检验方程(*)Δ>0,而a<1,则a=-2-332满足题意. 综上,实数a 的值为116或-2-332.。

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