2 函数与方程及函数的实际应用
函数与方程的基本概念
函数与方程的基本概念函数与方程是数学中两个重要的概念，它们在数学的各个领域中都有广泛的应用。
本文将介绍函数与方程的基本概念，包括定义、特点以及它们在实际问题中的应用。
一、函数的基本概念1.1 函数的定义在数学中，函数是一种特殊的关系，它将一个集合的元素映射到另一个集合的元素上。
具体来说，对于集合A和B，如果存在一个映射f，它将A中的每个元素映射到B中唯一的元素上，则称f为从A到B的函数。
1.2 函数的特点函数具有以下特点：（1）每个元素都有且只有一个对应元素；（2）对于集合A中没有的元素，其在B中也没有对应元素；（3）函数的定义域和值域决定了其有效的输入和输出范围。
1.3 函数的表示方法函数可以用多种方式进行表示，包括：（1）显式定义：例如，y = 2x + 1表示了一个线性函数；（2）隐式定义：例如，x² + y² = 1表示了一个圆的方程；（3）图表表示：函数可以通过绘制图像来进行表示，直观地展示函数的性质。
二、方程的基本概念2.1 方程的定义方程是数学中表示等式的一种方式。
它由未知数、已知数、运算符和等号组成。
方程的解是使得等式成立的未知数的值。
2.2 方程的特点方程具有以下特点：（1）方程中包含一个或多个未知数；（2）方程中使用运算符和等号进行数学运算；（3）方程的解是使得等式成立的未知数的值。
2.3 方程的类型方程可以分为各种类型，如一次方程、二次方程、线性方程组等。
每种类型的方程都有其独特的解法和特点。
三、函数与方程的应用3.1 函数的应用函数在实际问题中具有广泛的应用，一些常见的应用包括：（1）物理学中的运动学公式：例如位置函数、速度函数和加速度函数；（2）经济学中的成本函数和收益函数：用于计算成本和收益的关系；（3）生物学中的生长模型：用于描述生物体在不同条件下的生长规律。
3.2 方程的应用方程在实际问题中也有着广泛的应用，常见的应用有：（1）物理学中的力学方程：例如牛顿第二定律和万有引力定律；（2）化学中的反应方程：用于描述化学反应的物质转化过程；（3）工程学中的电路方程：用于分析电路中的电流和电压关系。
二次函数与实际问题
二次函数与实际问题一、引言二次函数是高中数学中非常重要的一部分，它在实际生活中有着广泛的应用。
本文旨在介绍二次函数的基本概念、性质以及如何应用到实际问题中。
二、二次函数的定义与性质1. 二次函数的定义二次函数是形如y=ax²+bx+c（a≠0）的函数，其中a,b,c为常数，x,y为自变量和因变量。
2. 二次函数的图像特征（1）对称轴：x=-b/2a（2）顶点：(-b/2a, c-b²/4a)（3）开口方向：当a>0时，开口向上；当a<0时，开口向下。
（4）零点：即方程ax²+bx+c=0的解。
当b²-4ac>0时，有两个不相等实根；当b²-4ac=0时，有一个重根；当b²-4ac<0时，无实根。
3. 二次函数与一次函数、常数函数的比较（1）一次函数y=kx+b是一个斜率为k、截距为b的直线。
（2）常数函数y=c是一个水平直线，其值始终为c。
（3）与一次函数相比，二次函数具有更加复杂的图像特征；与常数函数相比，二次函数具有更加丰富的变化。
三、二次函数的应用1. 最值问题对于二次函数y=ax²+bx+c，当a>0时，其最小值为c-b²/4a，即顶点的纵坐标；当a<0时，其最大值为c-b²/4a。
2. 零点问题对于二次函数y=ax²+bx+c，求其零点即为求解方程ax²+bx+c=0的解。
可以使用求根公式或配方法等方式来求解。
3. 优化问题在实际生活中，很多问题都可以转化为求某个目标函数的最大值或最小值。
例如，在制作一个长方形纸箱时，如何使得纸箱的容积最大？假设纸箱长为x，宽为y，高为h，则容积V=xyh。
由于长和宽已知，因此我们只需要确定h的取值范围，并找出使得V最大的h即可。
由于纸箱需要稳定，在实际中我们还需要考虑其他因素（如纸板厚度等），从而确定出一个合适的取值范围。
二次函数总结
二次函数总结二次函数是数学中一种常见且重要的函数形式。
它的一般形式可以表示为f(x) = ax^2 + bx + c，其中a、b和c为常数，且a不等于零。
二次函数是一个拱形曲线，它在数学、物理和经济等领域都有广泛的应用。
在本文中，将对二次函数的性质、图像、方程以及实际问题中的应用进行总结和探讨。
一、二次函数的性质二次函数有一些重要的性质，其中最基本的是二次项的系数a 决定了函数的开口方向。
当a大于零时，二次函数的图像开口向上，形成一个U型；当a小于零时，二次函数的图像开口向下，形成一个倒U型。
另一个重要性质是二次函数的对称轴与顶点。
对称轴是函数图像上对称的线，它通过顶点，并且与x轴垂直。
顶点是二次函数图像的最低点或最高点，它的横坐标可以通过-b/2a来确定。
二、二次函数的图像二次函数的图像是一个拱形曲线，其形状由a的正负决定。
当a大于零时，图像开口向上，当a小于零时，图像开口向下。
图像的形状还与常数b和c的取值相关。
常数b决定了图像在x方向上的平移，即左右移动；常数c决定了图像在y方向上的平移，即上下移动。
通过改变这些常数的取值，可以使图像的位置和形状发生变化，从而满足不同的条件。
三、二次函数的方程解二次函数的方程是一个重要的应用技巧，因为它可以帮助我们找到函数图像与坐标轴的交点。
二次函数的方程可以通过将f(x)设置为零来表示，即ax^2 + bx + c = 0。
解这个方程可以使用公式x = (-b ± √(b^2 - 4ac)) / 2a，也称为二次方程的根式解。
这个解式给出了二次函数与x轴的交点的横坐标。
方程的解有三种情况：当Δ = b^2 - 4ac大于零时，方程有两个不同的实数解；当Δ等于零时，方程有一个实数解；当Δ小于零时，方程没有实数解。
四、二次函数在实际问题中的应用二次函数在实际问题中有广泛的应用。
其中一个常见的应用是抛物线的运动模型。
当我们抛出一个物体时，它的运动轨迹可以用二次函数来描述。
二次函数与实际问题典型例题
二次函数与实际问题典型例题摘要：一、二次函数的应用背景1.二次函数在实际问题中的重要性2.常见实际问题与二次函数的关系二、二次函数典型例题解析1.例题一：抛物线与直角三角形的面积问题2.例题二：抛物线与最值问题3.例题三：抛物线与交点问题4.例题四：抛物线与对称性问题三、解决二次函数实际问题的方法与技巧1.利用二次函数的基本性质2.代数法与几何法的结合3.合理运用已知条件四、总结1.二次函数与实际问题的紧密联系2.解决二次函数实际问题的策略与方法正文：二次函数在实际问题中有着广泛的应用，它不仅可以帮助我们理解许多现实中的现象，还能为解决实际问题提供有力的工具。
本文将通过解析几道典型的二次函数实际问题例题，来探讨如何巧妙地运用二次函数来解决实际问题。
首先来看一道抛物线与直角三角形的面积问题。
题目描述：已知抛物线y = ax^2 + bx + c 与x 轴相交于A、B 两点，且AB = 4，点C 到AB 的距离为h。
求抛物线与三角形ABC 的面积。
解析：通过将抛物线与x 轴相交的点A、B 坐标代入解析式，可以求得a、b、c 的值，进一步计算出顶点坐标。
由于已知AB = 4，可以根据顶点到AB 的距离公式求得h，最后利用三角形面积公式计算出结果。
接下来是抛物线与最值问题。
题目描述：已知抛物线y = ax^2 + bx + c 在x = 1 处取得最小值，求a、b、c 的值。
解析：根据抛物线的性质，可以知道当a > 0 时，抛物线开口向上，此时可以通过配方法将解析式转化为顶点式，从而求得最小值点的坐标。
当a < 0 时，抛物线开口向下，此时可以通过配方和换元法求得最值。
再来一道抛物线与交点问题。
题目描述：已知抛物线y = ax^2 + bx + c 与直线y = mx + n 相交于不同的两点，求a、b、c、m、n 的关系。
解析：将直线方程代入抛物线方程，消去y 得到一个关于x 的二次方程，通过求解该方程可以得到交点的横坐标，再代入直线方程求得纵坐标，从而得到交点坐标。
函数与方程式的关系
函数与方程式的关系一、引言函数与方程式是高中数学中的重要概念，对于学生理解它们之间的关系和应用具有重要意义。
本教案主要介绍函数与方程式的关系，并通过实际例子展示其实际应用。
通过本课的学习，学生将能够深入理解函数与方程式之间的联系，并能够应用它们进行问题的求解。
二、函数与方程式的定义及关系1. 函数的定义：函数是一种关系，它将一个集合中的每个元素都与另一个集合中的唯一元素相对应。
函数可以用来描述不同变量之间的依赖关系。
2. 方程式的定义：方程式是一个等式，其中包含了一个或多个未知数。
方程式表示了一种平衡关系或者相等关系。
3. 函数与方程式的关系：函数可以通过方程式来表示。
一个方程式被称为函数的解，当且仅当它满足该函数的定义。
三、函数与方程式的实际应用1. 函数与图像：函数可以通过图像来表示，图像的每一个点都表示了一个函数的解。
通过观察函数的图像，我们可以获得更多关于函数性质的信息。
2. 函数与实际问题：函数可以用来描述实际问题中的关系。
例如，利用函数可以描述物体的运动轨迹、销售额的增长等等。
3. 方程式的应用：通过解方程式，我们可以求得函数的解，进而解决实际问题。
例如，求解一元二次方程可以确定抛物线上的点的横坐标。
四、函数与方程式的解法1. 方程式的解法：通过一系列数学变换和运算，可以解得方程式的解。
例如，对于一元一次方程式，可以通过移项等操作求解；对于一元二次方程式，可以通过配方法、求根公式等方法求解。
2. 函数的解法：函数的解是函数的自变量取某个值时，函数的值。
对于一元函数，我们可以通过代入自变量的值来求得函数的值。
五、实例展示通过一些实际问题的例子，我们来演示函数与方程式的关系和应用。
1. 例子1：某公司生产的产品每天的销售量可以用函数y = 2x + 5来表示，其中x表示天数，y表示销售量。
请问第10天的销售量是多少？解：将x = 10代入函数中，得到y = 2*10 + 5 = 25。
所以第10天的销售量为25。
小题考法专练 (二) 基本初等函数、函数与方程、函数的实际应用问题
小题考法专练 （二） 基本初等函数、函数与方程、函数的实际应用问题一、小题提速练1．函数f (x )＝ln x －2x 2的零点所在的区间为( )A ．(0,1) B.(1,2) C ．(2,3)D.(3,4)解析：选B 易知f (x )＝ln x －2x 2的定义域为(0，＋∞)，且在定义域上单调递增．∵f (1)＝－2<0，f (2)＝ln 2－12>0，∴f (x )的零点所在的区间为(1,2)．2．设函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧1＋log 2(2－x )，x <1，e x ，x ≥1，则f (－2)＋f (ln 6)＝( )A ．3 B.6 C ．9D.12解析：选C 由题意，函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧1＋log 2(2－x )，x <1，e x ，x ≥1，则f (－2)＋f (ln 6)＝1＋log 2[2－(－2)]＋e ln 6＝1＋2＋6＝9. 3．若a ，b ，c 满足2a ＝3，b ＝log 25,3c ＝2，则( ) A ．c <a <b B.b <c <a C ．a <b <cD.c <b <a解析：选A ∵2a ＝3,21<3<22，∴1<a <2. ∵b ＝log 25>log 24，∴b >2. ∵3c ＝2,30<2<31，∴0<c <1， ∴c <a <b ，故选A.4．(多选)若10a ＝4,10b ＝25，则( ) A ．a ＋b ＝2 B.b －a ＝1 C ．ab >8lg 22D.b －a >lg 6 解析：选ACD 由10a ＝4,10b ＝25，得a ＝lg 4，b ＝lg 25，∴a ＋b ＝lg 4＋lg 25＝lg 100＝2，∴b －a ＝lg 25－lg 4＝lg254，∵lg 10＝1>lg 254>lg 6，∴b －a >lg 6，∴ab ＝4lg 2lg 5>4lg 2lg 4＝8lg 22，故正确的有A 、C 、D.5．(2020·枣庄二模)已知a >b >0，若log a b ＋log b a ＝52，a b ＝b a ，则a b ＝( )A. 2B.2 C ．2 2D.4解析：选B ∵log a b ＋log b a ＝52，∴log a b ＋1log a b ＝52，解得log a b ＝2或log a b ＝12.若log a b＝2，则b ＝a 2，代入a b ＝b a 得aa 2＝(a 2)a ＝a 2a ，a 2＝2a ，又a >0，∴a ＝2，则b ＝22＝4，不合题意；若log a b ＝12，则b ＝a 12，即a ＝b 2，代入a b ＝b a 得(b 2)b ＝b 2b ＝bb 2，∴2b ＝b 2，又b >0，∴b ＝2，则a ＝b 2＝4.综上，a ＝4，b ＝2，∴ab ＝2.故选B.6．(2020·临沂一模)已知函数f (x )＝12x 2－2x ＋1，x ∈[1,4]，当x ＝a 时，f (x )取得最大值b ，则函数g (x )＝a |x ＋b |的大致图象为( )解析：选C f (x )＝12x 2－2x ＋1＝12(x －2)2－1，故a ＝4，b ＝1，g (x )＝a |x ＋b |＝4|x ＋1|＝⎩⎪⎨⎪⎧4x ＋1，x ≥－1，4－x －1，x <－1，对比图象知C 满足条件．故选C.7．已知函数f (x )＝2x －2x －a 的一个零点在区间(1,2)内，则实数a 的取值范围是( )A ．(1,3) B.(1,2) C ．(0,3)D.(0,2)解析：选C 由题意知，显然函数f (x )＝2x －2x －a 在区间(1,2)内连续且递增，因为f (x )的一个零点在区间(1,2)内，所以f (1)f (2)<0，即(2－2－a )(4－1－a )<0，解得0<a <3，故选C.8．(2020·济南期末)已知函数f (x )＝lg(x 2＋1＋x )＋12，则f (ln 5)＋f ⎝⎛⎭⎫ln 15＝( ) A ．0 B.12 C ．1D.2解析：选C ∵f (x )＝lg(x 2＋1＋x )＋12，∴f (－x )＝lg((－x )2＋1－x )＋12，∴f (x )＋f (－x )＝lg(x 2＋1＋x )＋12＋lg(x 2＋1－x )＋12＝lg(x 2＋1＋x )(x 2＋1－x )＋1＝lg [](x 2＋1)2－x 2＋1＝lg 1＋1＝0＋1＝1，∴f (ln 5)＋f ⎝⎛⎭⎫ln 15＝f (ln 5)＋f (－ln 5)＝1.故选C. 9．(2020·文登模拟)已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－x 2＋x ，x <0，log 2(x ＋1)，x ≥0，若|f (x )|≥2ax ，则实数a 的取值范围是( )A ．(－∞，0] B.[－1,0] C ．[－1,1]D.⎣⎡⎦⎤－12，0 解析：选D 作出函数图象如图．结合图象可得， 要使|f (x )|≥2ax 恒成立， 当x ＞0时，必有a ≤0；当x ≤0时，只需x 2－x ≥2ax ，即x －1≤2a 恒成立，所以a ≥－12.综上所述，a ∈⎣⎡⎦⎤－12，0，故选D. 10．(多选)已知x ，y 均大于0，e x ＋x ＝e y ＋2y ，则下列结论正确的是( ) A ．log 3x <log 3y B.x －23<y －23C ．sin x >sin yD.11＋x 2<11＋y 2解析：选BD 因为x ，y 均大于0，所以e x ＋x ＝e y ＋2y ＝e y ＋y ＋y >e y ＋y .易知函数m ＝e n ＋n 在(0，＋∞)上单调递增，故x >y .根据对数函数的性质得log 3x >log 3y ，选项A 错误．因为x >y >0，函数m ＝n －23在(0，＋∞)上单调递减，所以x 23－<y 23－，选项B 正确．函数m ＝sin n 在(0，＋∞)上的单调性不确定，因此sin x >sin y 不一定成立，选项C 错误．因为x >y >0，所以x 2>y 2，所以11＋x 2<11＋y 2，选项D 正确．11．(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}12．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x ，x <0，f (x －2)，x ≥0，则f (log 23)＝________.解析：因为f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x ，x <0，f (x －2)，x ≥0，log 23>0，所以f (log 23)＝f (log 23－2)＝f ⎝⎛⎭⎫log 234，又log 234<log 21＝0，所以f (log 23)＝f ⎝⎛⎭⎫log 234＝2log 234＝34. 答案：3413.已知函数f (x )＝a x ＋x －b 的零点x 0∈(n ，n ＋1)(n ∈Z )，其中常数a ，b 满足2a ＝3,3b＝2，则n ＝______.解析：a ＝log 23>1,0<b ＝log 32<1，令f (x )＝0，得a x ＝－x ＋b .在同一平面直角坐标系中画出函数y ＝a x 和y ＝－x ＋b 的图象，如图所示．由图可知，两函数的图象在区间(－1，0)内有交点，所以函数f (x )在区间(－1,0)内有零点，所以n ＝－1.答案：－114．2019年7月，中国良渚古城遗址获准列入世界遗产名录，标志着中华五千年文明史得到国际社会认可．良渚古城遗址是人类早期城市文明的范例，实证了中华五千年文明史．考古科学家在测定遗址年龄的过程中利用了“放射性物质因衰变而减少”这一规律．已知样本中碳14的质量N 随时间T (单位：年)的衰变规律满足N ＝N 0·25730T－(N 0表示碳14原有的质量)，则经过5 730年后，碳14的质量变为原来的______；经过测定，良渚古城遗址文物样本中碳14的质量是原来的37至12，据此推测良渚古城存在的时期距今约在5 730年到______年之间．(参考数据：lg 2≈0.3，lg 7≈0.84，lg 3≈0.48)解析：∵N ＝N 0·25730T－，∴当T ＝5 730时，N ＝N 0·2－1＝12N 0，∴经过5 730年后，碳14的质量变为原来的12.由题意可知25730T－>37，两边同时取以2为底的对数得：log 225730T－>log 237，∴－T 5 730>lg 37lg 2＝lg 3－lg 7lg 2≈－1.2，∴T <6 876，∴推测良渚古城存在的时期距今约在5 730年到6 876年之间．答案：12 6 876二、小题拔高练15．设函数f (x )的定义域为R ，f (－x )＝f (x )，f (x )＝f (2－x )，当x ∈[0,1]时，f (x )＝x 3，则函数g (x )＝|cos πx |－f (x )在区间⎣⎡⎦⎤－12，32上零点的个数为( ) A ．3 B.4 C ．5D.6解析：选C 由f (－x )＝f (x )，得f (x )的图象关于y 轴对称．由f (x )＝f (2－x )，得f (x )的图象关于直线x ＝1对称．当x ∈[0,1]时，f (x )＝x 3，所以f (x )在[－1,2]上的图象如图．令g (x )＝|cos πx |－f (x )＝0，得|cos πx |＝f (x )．由图可知，两函数y ＝f (x )与y ＝|cos πx |的图象在⎣⎡⎦⎤－12，32上的交点有5个．故选C. 16．已知函数f (x )＝|ln(x 2＋1－x )|，设a ＝f (log 30.2)，b ＝f (3－0.2)，c ＝f (－31.1)，则a ，b ，c 的大小关系为( )A ．a >b >c B.b >a >c C ．c >a >bD.c >b >a解析：选C 法一：f (x )＝|ln(x 2＋1－x )|＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ln 1x 2＋1＋x ＝|ln(x 2＋1＋x )|＝f (－x )，所以函数f (x )＝|ln(x 2＋1－x )|是偶函数．当x >0时，f (x )＝ln(x 2＋1＋x )，此时函数f (x )单调递增．a ＝f (log 30.2)＝f (log 35)，b ＝f (3－0.2)，c ＝f (－31.1)＝f (31.1)，因为31.1>3>log 35>1>3－0.2>0，所以c >a >b ，故选C.法二：令g (x )＝ln(x 2＋1－x )，则g (－x )＋g (x )＝ln(x 2＋1＋x )＋ln(x 2＋1－x )＝ln 1＝0，所以g (x )为奇函数，y ＝f (x )＝|g (x )|为偶函数．当x >0时，函数f (x )＝|ln(x 2＋1－x )|＝ln(x 2＋1＋x )单调递增，又f (0)＝ln 1＝0，所以函数f (x )的大致图象如图所示．－2<log 30.2＝log 315＝－log 35<－1,0<3－0.2<1，－31.1<－3，结合图象可知f (－31.1)>f (log 30.2)>f (3－0.2)，即c >a >b ，故选C.17．(多选)若实数x ，y 满足5x －4y ＝5y －4x ，则下列关系式中可能成立的是( ) A ．x ＝y B.1<x <y C ．0<x <y <1D.y <x <0解析：选ACD 由题意，实数x ，y 满足5x －4y ＝5y －4x ，可化为4x ＋5x ＝5y ＋4y ，设f (x )＝4x ＋5x ，g (x )＝5x ＋4x ，由初等函数的性质，可得f (x )，g (x )都是单调递增函数，画出函数f (x )，g (x )的图象，如图所示．根据图象可知，当x ＝0时，f (0)＝g (0)＝1；当x ＝1时，f (1)＝g (1)＝9.当x ＝y 时，f (x )＝g (y )，所以5x －4y ＝5y －4x 成立，所以A 正确；当1<x <y 时，f (x )<g (y )，所以B 不正确；当0<x <y <1时，f (x )＝g (y )可能成立，所以C 正确；当y <x <0时，此时f (x )≤g (x )，所以f (x )＝g (y )可能成立，所以D 正确．故选A 、C 、D.18．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ax 2－2ax ＋8，x ≤1，2x －a ln x ，x >1，若函数f (x )有三个零点，则实数a 的取值范围是( )A ．(7，＋∞) B.(－4，＋∞) C ．[8，＋∞)D.[9，＋∞)解析：选C 当a ＝0时，f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧8，x ≤1，2x ，x >1，易知函数f (x )无零点，舍去．当a <0，且x ≤1时，f (x )＝ax 2－2ax ＋8的图象开口向下，对称轴为直线x ＝1，且f (1)＝a －2a ＋8＝－a ＋8>0，所以当a <0，且x ≤1时，函数f (x )只有一个零点；当a <0，且x >1时，f (x )＝2x －a ln x ，f ′(x )＝2－a x ＝2x －ax >0，函数f (x )在(1，＋∞)上单调递增，f (x )>2，所以当a <0，且x >1时，函数f (x )无零点．故当a <0时，函数f (x )只有一个零点，与题意不符，舍去．当a >0，且x ≤1时，f (x )＝ax 2－2ax ＋8的图象开口向上，对称轴为直线x ＝1，且f (0)＝8>0，所以函数f (x )在(－∞，1]上最多有一个零点；当a >0，且x >1时，f (x )＝2x －a ln x ，f ′(x )＝2x －a x ，令f ′(x )＝0，得x ＝a 2，若0<a2≤1，则函数f (x )在(1，＋∞)上单调递增，若a2>1，则f (x )在⎝⎛⎭⎫a 2，＋∞上单调递增，在⎝⎛⎭⎫1，a 2上单调递减，f ⎝⎛⎭⎫a 2＝a －a ln a2，此时函数f (x )最多有两个零点．若使得函数f (x )有三个零点，则⎩⎨⎧－a ＋8≤0，a －a ln a2<0，a2>1，解得a ≥8.19．(2020·北京高考)为满足人民对美好生活的向往，环保部门要求相关企业加强污水治理，排放未达标的企业要限期整改．设企业的污水排放量W 与时间t 的关系为W ＝f (t )，用－f (b )－f (a )b －a 的大小评价在[a ，b ]这段时间内企业污水治理能力的强弱．已知整改期内，甲、乙两企业的污水排放量与时间的关系如图所示．给出下列四个结论：①在[t 1，t 2]这段时间内，甲企业的污水治理能力比乙企业强； ②在t 2时刻，甲企业的污水治理能力比乙企业强； ③在t 3时刻，甲、乙两企业的污水排放都已达标；④甲企业在[0，t 1]，[t 1，t 2]，[t 2，t 3]这三段时间中，在[0，t 1]的污水治理能力最强． 其中所有正确结论的序号是________．解析：由题图可知甲企业的污水排放量在t 1时刻高于乙企业，而在t 2时刻甲、乙两企业的污水排放量相同，故在[t 1，t 2]这段时间内，甲企业的污水治理能力比乙企业强，故①正确；由题图知在t 2时刻，甲企业对应的关系图象斜率的绝对值大于乙企业的，故②正确；在t 3时刻，甲、乙两企业的污水排放量都低于污水达标排放量，故都已达标，③正确；甲企业在[0，t 1]，[t 1，t 2]，[t 2，t 3]这三段时间中，在[0，t 1]的污水治理能力明显低于[t 1，t 2]时的，故④错误．答案：①②③三、大题融会练20．已知函数f (x )＝e x －cos x .(1)求f (x )的图象在点(0，f (0))处的切线方程； (2)求证：f (x )在⎝⎛⎭⎫－π2，＋∞上仅有2个零点． 解：(1)f ′(x )＝e x ＋sin x ，f ′(0)＝1，f (0)＝0，∴f (x )的图象在点(0，f (0))处的切线方程为y －0＝x －0，即y ＝x . (2)证明：令g (x )＝f ′(x )＝e x ＋sin x ， 则g ′(x )＝e x ＋cos x ， 当－π2<x <π2时，g ′(x )>0，∴g (x )在⎝⎛⎭⎫－π2，π2上单调递增． 而g ⎝⎛⎭⎫－π2＝e 2－π－1<0，g ⎝⎛⎭⎫π2＝e 2π＋1>0，由零点存在性定理知g (x )在⎝⎛⎭⎫－π2，π2上有唯一零点， ∴f ′(x )在⎝⎛⎭⎫－π2，π2上有唯一零点． 又f ′⎝⎛⎭⎫－π2<0，f ′(0)＝1>0， ∴f ′(x )在⎝⎛⎭⎫－π2，π2上单调递增且有唯一零点α∈⎝⎛⎭⎫－π2，0， ∴x ∈⎝⎛⎭⎫－π2，α时，f ′(x )<0；x ∈⎝⎛⎭⎫α，π2时，f ′(x )>0. ∴f (x )在⎝⎛⎭⎫－π2，α上单调递减，在⎝⎛⎭⎫α，π2上单调递增， 又f (0)＝0，∴f (α)<0，结合f ⎝⎛⎭⎫－π2＝e 2－π>0，f ⎝⎛⎭⎫π2＝e 2π>0， 由零点存在性定理知f (x )在⎝⎛⎭⎫－π2，α上有一个零点，在⎝⎛⎭⎫α，π2上有一个零点0. 当x ≥π2时，e x >1，cos x ≤1，e x －cos x >0，f (x )>0，此时f (x )无零点．综上，f (x )在⎝⎛⎭⎫－π2，＋∞上仅有2个零点．。
2014高考数学(苏教理)专题常考问题2函数与方程及函数的应用
常考问题2 函数与方程及函数的应用[真题感悟]1．(2013·湖南卷改编)函数f (x )＝2ln x 的图象与函数g (x )＝x 2－4x ＋5的图象的交点个数为________．解析 由已知g (x )＝(x －2)2＋1，所以其顶点为(2,1)，又f (2)＝2ln 2∈(1,2)，可知点(2,1)位于函数f (x )＝2ln x 图象的下方，故函数f (x )＝2ln x 的图象与函数g (x )＝x 2－4x ＋5的图象有2个交点．答案 22．(2012·江苏卷)设f (x )是定义在R 上且周期为2的函数，在区间[－1,1]上，f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ax ＋1，－1≤x ＜0，bx ＋2x ＋1，0≤x ≤1，其中a ，b ∈R .若f ⎝⎛⎭⎫12＝f ⎝⎛⎭⎫32，则a ＋3b 的值为________． 解析 因为函数f (x )是周期为2的函数，所以f (－1)＝f (1)⇒－a ＋1＝b ＋22，又f ⎝⎛⎭⎫12＝f ⎝⎛⎭⎫32＝f ⎝⎛⎭⎫－12⇒12b ＋232＝－12a ＋1，联立列成方程组解得a ＝2，b ＝－4，所以a ＋3b ＝2－12＝－10.答案 －103．(2013·新课标全国Ⅰ卷改编)已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－x 2＋2x ，x ≤0，ln (x ＋1)，x >0.若|f (x )|≥ax ，则a 的取值范围是________．解析 当x ≤0时，f (x )＝－x 2＋2x ＝－(x －1)2＋1≤0，所以|f (x )|≥ax ，化简为x 2－2x ≥ax ，即x 2≥(a ＋2)x ，因为x ≤0，所以a ＋2≥x 恒成立，所以a ≥－2；当x >0时，f (x )＝ln(x ＋1)>0，所以|f (x )|≥ax 化简为ln(x ＋1)>ax 恒成立，由函数图象可知a ≤0，综上，当－2≤a ≤0时，不等式|f (x )|≥ax 恒成立． 答案 [－2,0]4．(2013·天一、淮阴、海门中学调研)将一个长宽分别是a ，b (0＜b ＜a )的铁皮的四角切去相同的正方形，然后折成一个无盖的长方体的盒子，若这个长方体的外接球的体积存在最小值，则ab的取值范围是________． 解析 设切去正方形的边长为x ，x ∈⎝⎛⎭⎫0，b 2，则该长方体外接球的半径为 r 2＝14[(a －2x )2＋(b －2x )2＋x 2]＝14[9x 2－4(a ＋b )x ＋a 2＋b 2]，在x ∈⎝⎛⎭⎫0，b 2 存在最小值时，必有2(a ＋b )9＜b2，解得a b ＜54，又0＜b ＜a ⇒ab ＞1，故ab 的取值范围是⎝⎛⎭⎫1，54. 答案 ⎝⎛⎭⎫1，54 [考题分析]高考对本内容的考查主要有：(1)函数与方程是A 级要求，但经常与二次函数等基本函数的图象和性质综合起来考查，是重要考点；(2)函数模型及其应用是考查热点，要求是B 级；试题类型可能是填空题，也可能在解答题中与函数性质、导数、不等式综合考查.1．函数的零点与方程的根 (1)函数的零点对于函数f (x )，我们把使f (x )＝0的实数x 叫做函数f (x )的零点． (2)函数的零点与方程根的关系函数F (x )＝f (x )－g (x )的零点就是方程f (x )＝g (x )的根，即函数y ＝f (x )的图象与函数y ＝g (x )的图象交点的横坐标． (3)零点存在性定理如果函数y ＝f (x )在区间[a ，b ]上的图象是连续不断的一条曲线，且有f (a )·f (b )<0，那么，函数y ＝f (x )在区间(a ，b )内有零点，即存在c ∈(a ，b )使得f (c )＝0, 这个c 也就是方程f (x )＝0的根． 注意以下两点：①满足条件的零点可能不唯一； ②不满足条件时，也可能有零点．(4)二分法求函数零点的近似值，二分法求方程的近似解．2．应用函数模型解决实际问题的一般程序 读题(文字语言)⇒建模(数学语言)⇒求解(数学应用)⇒反馈(检验作答)与函数有关的应用题，经常涉及到物价、路程、产值、环保等实际问题，也可涉及角度、面积、体积、造价的最优化问题．解答这类问题的关键是确切的建立相关函数解析式，然后应用函数、方程、不等式和导数的有关知识加以综合解答．3．在求方程解的个数或者根据解的个数求方程中的字母参数的范围的问题时，数形结合是基本的解题方法，即把方程分拆为一个等式，使两端都转化为我们所熟悉的函数的解析式，然后构造两个函数f (x )，g (x )，即把方程写成f (x )＝g (x )的形式，这时方程根的个数就是两个函数图象交点的个数，可以根据图象的变化趋势找到方程中字母参数所满足的各种关系.热点一 函数与方程问题【例1】 (2013·苏锡常镇调研)已知直线y ＝mx 与函数f (x )＝⎩⎨⎧2－⎝⎛⎭⎫13x ，x ≤0，12x 2＋1，x >0的图象恰好有3个不同的公共点，则实数m 的取值范围是________．解析 作出函数f (x )＝⎩⎨⎧2－⎝⎛⎭⎫13x ，x ≤0，12x 2＋1，x >0的图象，如图所示．直线y ＝mx 的图象是绕坐标原点旋转的动直线．当斜率m ≤0时，直线y ＝mx 与函数f (x )的图象只有一个公共点；当m >0时，直线y ＝mx 始终与函数y ＝2－⎝⎛⎭⎫13x(x ≤0)的图象有一个公共点，故要使直线y ＝mx 与函数f (x )的图象有三个公共点，必须有直线y ＝mx 与函数y ＝12x 2＋1(x >0)的图象有两个公共点，即方程mx ＝12x 2＋1，在x >0时有两个不相等的实数根，即方程x 2－2mx ＋2＝0的判别式Δ＝4m 2－4×2>0，且m >0，解得m > 2.故所求实数m 的取值范围是()2，＋∞. 答案 (2，＋∞)[规律方法] 解决由函数零点的存在情况求参数的值或取值范围问题，关键是利用函数方程思想或数形结合思想，构建关于参数的方程或不等式求解．【训练1】 已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x ，x ≥2，(x －1)3，x <2.若关于x 的方程f (x )＝k 有两个不同的实根，则实数k 的取值范围是________．解析 将方程有两个不同的实根转化为两个函数图象有两个不同的交点．作出函数f (x )的图象，如图，由图象可知，当0<k <1时，函数f (x )与y ＝k 的图象有两个不同的交点，所以所求实数k 的取值范围是(0,1)．答案 (0,1)热点二 函数的实际应用问题【例2】 已知一家公司生产某种品牌服装的年固定成本为10万元，每生产1千件需另投入2.7万元．设该公司一年内生产该品牌服装x 千件并全部销售完，每千件的销售收入为R (x )万元，且R (x )＝⎩⎨⎧10.8－130x 2，0＜x ≤10，108x －1 0003x 2，x ＞10.(1)写出年利润W (万元)关于年产量x (千件)的函数解析式；(2)年产量为多少千件时，该公司在这一品牌服装的生产中所获得的年利润最大． (注：年利润＝年销售收入一年总成本) 解 (1)当0＜x ≤10时，W ＝xR (x )－(10＋2.7x )＝8.1x －x 330－10；当x ＞10时，W ＝xR (x )－(10＋2.7x )＝98－1 0003x－2.7x ，∴W ＝⎩⎨⎧8.1x －x 330－10，0＜x ≤10，98－1 0003x－2.7x ，x ＞10.(2)①当0＜x ≤10时， 由W ′＝8.1－x 210＝0，得x ＝9.当x ∈(0,9)时，W ′＞0； 当x ∈(9,10]时，W ′＜0， ∴当x ＝9时， W 取得最大值，即W max ＝8.1×9－130×93－10＝38.6.②当x ＞10时，W ＝98－⎝⎛⎭⎫1 0003x ＋2.7x ≤98－2 1 0003x×2.7x ＝38， 当且仅当1 0003x ＝2.7x ，即x ＝1009时，W 取得最大值38. 综合①②知：当x ＝9时， W 取得最大值38.6， 故当年产量为9千件时，该公司在这一品牌服装的生产中所获的年利润最大． [规律方法] (1)关于解决函数的实际应用问题，首先要在阅读上下功夫，一般情况下，应用题文字叙述比较长，要耐心、细心地审清题意，弄清各量之间的关系，再建立函数关系式，然后借助函数的知识求解，解答后再回到实际问题中去．(2)对函数模型求最值的常用方法：单调性法、基本不等式法及导数法．【训练2】 (2012·江苏卷)如图，建立平面直角坐标系xOy ，x 轴在地平面上，y 轴垂直于地平面，单位长度为1千米．某炮位于坐标原点．已知炮弹发射后的轨迹在方程y ＝kx －120(1＋k 2)x 2(k >0)表示的曲线上，其中k 与发射方向有关．炮的射程是指炮弹落地点的横坐标．(1)求炮的最大射程；(2)设在第一象限有一飞行物(忽略其大小)，其飞行高度为3.2千米，试问它的横坐标a 不超过多少时，炮弹可以击中它？请说明理由． 解 (1)令y ＝0，得 kx －120(1＋k 2)x 2＝0，由实际意义和题设条件知x >0，k >0， 故x ＝20k 1＋k2＝20k ＋1k ≤202＝10， 当且仅当k ＝1时取等号． 所以炮的最大射程为10千米． (2)因为a >0，所以炮弹可击中目标⇔存在k >0，使3.2＝ka －120(1＋k 2)a 2成立⇔关于k 的方程a 2k 2－20ak ＋a 2＋64＝0有正根⇔判别式Δ＝(－20a )2－4a 2(a 2＋64)≥0⇔a ≤6.所以当a 不超过6千米时，可击中目标.备课札记：。
初中数学中考[函数]第4讲二次函数的应用与方程和不等式(教师版)
![初中数学中考[函数]第4讲二次函数的应用与方程和不等式(教师版)](https://img.taocdn.com/s3/m/5a424396f5335a8103d22058.png)
⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩二次函数与一次函数及反比例函数的综合二次函数的几何变换二次函数应用二次函数与方程二次函数与不等式二次函数的实际应用一．直线与抛物线的交点（1）y 轴与抛物线2y ax bx c =++的交点为()0c ，. （2）与y 轴平行的直线x h =与抛物线2y ax bx c =++有且只有一个交点()2h ah bh c ++，. （3）抛物线与x 轴的交点:二次函数2y ax bx c =++的图像与x 轴的两个交点的横坐标1x 、2x ，是对应一元二次方程20ax bx c ++=的两个实数根.抛物线与x 轴的交点情况可以由对应的一元二次方程的根的判别式判定：①有两个交点⇔0∆>⇔抛物线与x 轴相交；②有一个交点（顶点在x 轴上）⇔0∆=⇔抛物线与x 轴相切；【方法技巧】【知识梳理】③没有交点⇔0∆<⇔抛物线与x 轴相离.（4）直线与抛物线的交点，可以联立方程来求交点，交点的个数可以通过判断联立方程的△的正负性，可能有0个交点、1个交点、2个交点.（5）抛物线与x 轴两交点之间的距离．若抛物线2y ax bx c =++与x 轴两交点为()()1200A x B x ，，，，12AB x x =- 二、二次函数常用的解题方法（1）求二次函数的图象与x 轴的交点坐标，需转化为一元二次方程；（2）求二次函数的最大（小）值需要利用配方法将二次函数由一般式转化为顶点式； （3）根据图象的位置判断二次函数2y ax bx c =++中a ，b ，c 的符号，或由二次函数中a ，b ，c 的符号判断图象的位置，要数形结合；（4）二次函数的图象关于对称轴对称，可利用这一性质，求和已知一点对称的点坐标，或已知与x 轴的一个交点坐标，可由对称性求出另一个交点坐标.三、二次函数图象的平移变换平移规律：在原有函数的基础上“左加右减”，（1）若为一般式2y ax bx c =++，往左（右）平移m 个单位，往上（下）平移n 个单位， 则解析式为()()2y a x m b x m c n =±+±+±（2）若为顶点式()2y a x h k =-+，往左（右）平移m 个单位，往上（下）平移n 个单位，则解析式为()2y a x h m k n =-±+±（3）若为双根式()()12y a x x x x =--，往左（右）平移m 个单位，往上（下）平移n 个单位，则解析式为()()12y a x x m x x m n =-±-±±四、二次函数图象的几何变换二次函数图象的对称一般有五种情况，可以用一般式或顶点式表达 1. 关于x 轴对称2y ax bx c =++关于x 轴对称后，得到的解析式是2y ax bx c =---；()2y a x h k =-+关于x 轴对称后，得到的解析式是()2y a x h k =---；2. 关于y 轴对称2y ax bx c =++关于y 轴对称后，得到的解析式是2y ax bx c =-+；()2y a x h k =-+关于y 轴对称后，得到的解析式是()2y a x h k =++；3. 关于原点对称2y ax bx c =++关于原点对称后，得到的解析式是2y ax bx c =-+-；()2y a x h k =-+关于原点对称后，得到的解析式是()2y a x h k =-+-；4. 关于顶点对称2y ax bx c =++关于顶点对称后，得到的解析式是222b y ax bx c a=--+-；()2y a x h k =-+关于顶点对称后，得到的解析式是()2y a x h k =--+．5. 关于点()m n ，对称 ()2y a x h k =-+关于点()m n ，对称后，得到的解析式是()222y a x h m n k =-+-+- 根据对称的性质，显然无论作何种对称变换，抛物线的形状一定不会发生变化，因此a 永远不变．求抛物线的对称抛物线的表达式时，可以依据题意或方便运算的原则，选择合适的形式，习惯上是先确定原抛物线（或表达式已知的抛物线）的顶点坐标及开口方向，再确定其对称抛物线的顶点坐标及开口方向，然后再写出其对称抛物线的表达式． 五、二次函数与实际应用 1、二次函数求最值的应用依据实际问题中的数量关系，确定二次函数的解析式，结合方程、一次函数等知识解决实际问题．【注意】对二次函数的最大（小）值的确定，一定要注意二次函数自变量的取值范围，同时兼顾实际问题中对自变量的特殊要求，结合图像进行理解． 2、利用图像信息解决问题 两种常见题型：（1）观察点的特点，验证满足二次函数的解析式及其图像，利用二次函数的性质求解； （2）由图文提供的信息，建立二次函数模型解题．【注意】获取图像信息，如抛物线的顶点坐标，与坐标轴的交点坐标等． 3、建立二次函数模型解决问题利用二次函数解决抛物线的隧道、大桥和拱门等实际问题时，要恰当地把这些实际问题中的数据落实到平面直角坐标系中的抛物线上，从而确定抛物线所对应的函数解析式，通过解析式解决一些测量问题或其他问题．【注意】构建二次函数模型时，建立适当的平面直角坐标系是关键。
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1．函数f (x )＝－1x
＋log 2x 的一个零点落在下列哪个区间( )． A ．(0,1)
B ．(1,2)
C ．(2,3)
D ．(3,4) 2．在用二分法求方程x 3－2x －1＝0的一个近似解时，现在已经将一根锁定在区间(1,2)内，
则下一步可断定该根所在的区间为( )．
A ．(1.4,2)
B ．(1.1,4)
C.⎝ ⎛⎭⎪⎫1，32
D.⎝ ⎛⎭
⎪⎫32，2 3．设函数f (x )＝13
x －ln x ，则函数f (x )( )． A ．在区间⎝ ⎛⎭
⎪⎫1e ，1，(1，e)内均有零点 B ．在区间⎝ ⎛⎭
⎪⎫1e ，1，(1，e)内均无零点 C ．在区间⎝ ⎛⎭
⎪⎫1e ，1内有零点，在(1，e)内无零点 D ．在区间⎝ ⎛⎭
⎪⎫1e ，1内无零点，在(1，e)内有零点 4．已知f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ x ＋3，x ≤1，－x 2＋2x ＋3，x ＞1，则函数g (x )＝f (x )－e x
的零点个数为( )． A ．1 B ．2 C ．3 D ．4
5．某车间分批生产某种产品，每批的生产准备费用为800元．若每批生产x 件，则平均仓储时间为x 8
天，且每件产品每天的仓储费用为1元．为使平均到每件产品的生产准备费用与仓储费用之和最小，每批应生产产品( )．
A ．60件
B ．80件
C ．100件
D ．120件 6．已知0＜a ＜1，函数f (x )＝a x －|log a x |的零点个数为________．
7．已知函数f (x )＝⎝ ⎛⎭
⎪⎫15x －log 3x ，若x 0是函数y ＝f (x )的零点，且0＜x 1＜x 0，则f (x 1)________0(填“＞”、“＜”、“≥”、“≤”)．
8．设函数y ＝x 3与y ＝⎝ ⎛⎭
⎪⎫12x －2的图象的交点为(x 0，y 0)，若x 0所在的区间是(n ，n ＋1)(n ∈Z )，则n ＝________.
9．经市场调查，某超市的一种小商品在过去的近20天内的销售量(件)与价格(元)均为时间t (天)的函数，且销售量近似满足g (t )＝80－2t (件)，价格近似满足f (t )＝20－12|t －10|(元)．
(1)试写出该种商品的日销售额y 与时间t (0≤t ≤20)的函数表达式；
(2)求该种商品的日销售额y 的最大值与最小值．
10．已知二次函数f (x )＝x 2－16x ＋q ＋3.
(1)若函数在区间[－1,1]上存在零点，求实数q 的取值范围；
(2)问是否存在常数t (t ≥0)，当x ∈[t,10]时，f (x )的值域为区间D ，且区间D 的长度为12－t .
11．设函数f (x )＝x 3－92
x 2＋6x －a . (1)对于任意实数x ，f ′(x )≥m 恒成立，求m 的最大值；
(2)若方程f (x )＝0有且仅有一个实根，求a 的取值范围．。