高中数学通用模型解题精编版
高中数学解题方法
1.对于集合,一定要抓住集合的代表元素,及元素的“确定性、互异性、无序性” 。如:集合 A x|y lgx ,B y|y lgx ,C (x,y)|y lg x ,A、B、C 中元素各表示什么?
A 表示函数 y=lgx 的定义域,
B 表示的是值域,而
C 表示的却是函数上的点的轨迹
2 进行集合的交、并、补运算时,不要忘记集合本身和空集的特殊情况注重借助于数轴和文氏
图解集合问题。
空集是一切集合的子集,是一切非空集合的真子集。
如:集合 A x|x2 2x 3 0 , B x|ax 1
若B A ,则实数a的值构成的集合为
(答: 1, 0,1)
1
3 显然,这里很容易解出 A={-1,3}. 而 B 最多只有一个元素。故 B 只能是 -1 或者 3。根据条件,可以得到 a=-1,a=1/3. 但是,这里千万小心,还有一个 B 为空集的情况,也就是 a=0, 不要把它搞忘记了。
3.注意下列性质:
(1)集合a1,a2,??,a n的所有子集的个数是2n;要知道它的来历:若 B为 A 的子集,则对于元素 a1来说,有 2种选择(在或者不在)。同样,对于元素 a2, a3,?? a n,都有 2种选择,所以,总共有2n种选择,即集合 A 有2n个子集。
当然,我们也要注意到,这2n种情况之中,包含了这 n 个元素全部在何全部不在的情况,故真子集个数为2n 1,非空真子集个数为2n 2
( 2)若 A B A B A, A B B;(3)德摩根定律:
C U A B C U A C U B ,C U A B C U A C U B
有些版本可能是这种写法,遇到后要能够看懂
A B A B,A B A B
4. 你会用补集思想解决问题吗?(排除法、间接法)
如:已知关于 x 的不等式
ax 2
5
0的解集为 M ,若3 M 且5 M ,求实数 a xa
的取值范围。
a · 3 5
(∵ 3 M ,∴ 2 0
32
a a
a · 5 5
∵5 M ,∴ 2 0
5a
注意,有时候由集合本身就可以得到大量信息,做题时不要错过; 如告诉你函数
2
f(x)=ax 2
+bx+c(a>0) 在 ( ,1) 上单调递减,在 (1, ) 上单调递增,就应该马上知道函数对 称轴是 x=1.或者,我说在上 ,也应该马上可以想到 m , n 实际上就是方程 的 2个根 5、熟悉命题的几种形式、 可
以判断真假的语句叫做命题,逻辑连接词有 “或”
( ),“且”( )和
“非”( ).
若p q 为真,当且仅当 p 、 q 均为真
若p q 为真,当且仅当 p 、q 至少有一个为真
若 p 为真,当且仅当 p 为假
命题的四种形式及其相互关系是什么? (互为逆否关系的命题是等价命题。 ) 原命题与逆否命题同真、同假;逆命题与否命题同真同假。 6、熟悉充要条件的性质(高考经常考)
p 是 q 的既非充分又非必要条件
7. 对映射的概念了解吗?映射 f :A → B ,是否注意到 A 中元素的任意性和 B 中与之对应元 素的唯一性,哪几种对应能构成映射?
A {x|x 满足条件 p} ,
B {x| x 满足条件 q} ,
p 是 q 的充分非必要条件 B ; p 是 q 的必要非充分条件
B ;
p 是 q 的充要条件 A B ;
(一对一,多对一,允许 B 中有元素无原象。 ) 注意映射个数的求法。如集合 A 中有 m 个元素,集合 B 中有 n 个元素,则从 A 到 B 的映射个数有 n m个。
如:若A {1,2,3,4} ,B {a,b,c} ;问:A到B的映射有个,B 到A
的映射
有个;A到B的函数有个,若A {1,2,3} ,则A到B 的一一映射有
个。
函数y ( x )的图象与直线x a 交点的个数为个。
8.函数的三要素是什么?如何比较两个函数是
否相同? (定义域、对应法则、值域)
相同函数的判断方法:①表达式相同;②定义域一致(两点必须同时具备)
9.求函数的定义域有哪些常见类型?
例:函数 y x 4 x2的定义域是
lg x 3
答:0,2 2, 3 3,4 )
函数定义域求法:
分式中的分母不为零;偶次方根下的数(或式)大于或等于零;指数式的
底数大于零且不等于一;对数式的底数大于零且不等于一,真数大于零。
正切函数y tanx x R,且x k ,k
余切函数y cotx x R, 且x k ,k
反三角函数的定义域
函数 y = arcsinx 的定义域是 [-1, 1] ,值域是,函数 y= arccosx 的定义
域是 [- 1, 1] ,值域是 [0, π,] 函数 y= arctgx 的定义域是 R ,
值域是 . 函数 y= arcctgx 的定义域是 R ,值域是 (0, π) .
当以上几个方面有两个或两个以上同时出现时,先分别求出满足每一个条件的自变量的范围,再取他们的交集,就得到函数的定义域。
10.如何求复合函数的定义域?
如:函数f(x)的定义域是a,b ,b a 0,则函数F(x) f(x)
f( x)的定
义域是 _________ 。(答:a, a )
复合函数定义域的求法:已知y f (x) 的定义域为m, n ,求y f g(x) 的
定义域,可由m g(x) n解出 x 的范围,即为y f g(x) 的定义域。
例若函数y f ( x)的定义域为1,2 ,则f (log 2x)的定义域为。
22
分析:由函数y f (x)的定义域为1,2 可知:1 x 2;所以y f (log 2x)
中有
2
22
1
log2 x 2 。
1
解:依题意知:log 2x 2
22
解之,得2 x 4
∴ f (log 2 x) 的定义域为x | 2 x 4
11、函数值域的求法
1、直接观察法对于一些比较简单的函数,其值域可通过观察得到。
1
例求函数 y= 的值域
x
2、配方法配方法是求二次函数值域最基本的方法之一。
例、求函数 y= x 2-2x+5 , x [-1 ,2] 的值域。
3、判别式法对二次函数或者分式函数(分子或分母中有一个是二次)都可通用,但这类题型有时
也可以用其他方法进行化简,不必拘泥在判别式上面
下面,我把这一类型的详细写出来,希望大家能够看懂
4、反函数法 直接求函数的值域困难时,可以通过求其原函数的定义域来确定原函数的值域。
3x 4
例 求函数 y= 值域。
5x 6
5、函数有界性法
直接求函数的值域困难时,可以利用已学过函数的有界性,来确定函数的值域。我们所说的单调性,最常用的就 是三角函数的单调性。
x
例 求函数 y=
e
x
1
,
y e
x
1
解不等式,求出 y ,就是要求的答案
a. y k+x 2
型:
直接用不等式性质 bx
b. y 2
bx
型, 先化简,再用均值不
例:
x+1
c.. y
d. y
x
2
mx n x mx n
型 通常用判别式 x 2 mx n x 2
mx n
xn 法一:用判别式
法二:用换元法,把分母替换掉
例: y 2 x x 1
x1
x+1)2
( x+1)+1 x1
( x+1) 1
1 2 1 1 x1
2sin 1
, y
1 sin y
2sin 1
的值域。
1 cos
e 1 x x
e e x
1 2sin 1
|sin | | | 1, 1 sin 2 y 2sin 1 1 cos
1y
0 1y
1y
2sin 1 y(1 cos )
4 y 2
sin( x) 1 y,即sin( x)
1y 4 y 2
又由 sin( x) 1
知
1
6、函数单调性法 通常和导数结合,是最近高考考的较多的一个内容 x5
例求函数 y=2 log x 1(2≤x ≤10)的值域 7、换元法
通过简单的换元把一个函数变为简单函数,其题型特征是函数解析式含有根式或三角 函数公式模型。换元法是数学方法中几种最主要方法之一,在求函数的值域中同样发 挥作用。
例求函数 y=x+ x 1 的值域。
8 数形结合法 其题型是函数解析式具有明显的某种几何意义,如两点的距离公式直线斜率等等,这 类题目若运用数形结合法,往往会更加简单,一目了然,赏心悦目。
22
例:已知点 P(x.y )在圆 x 2+y 2
=1上,
(1) y
的取值
范围 x 的取值范围
(2) y -2 解:(1) 令 y
k,则y
k(x 2),是一条过 (-2,0) 的直线.
d R(d 为圆心到直线的距离 ,R 为半径)
(2) 令y-2x b,即y 2x b 0,也是直线 d d
x2
x2
例求函数
y= (x 2) + (x 8) 的值域。
22
解:原函数可化简得: y=∣ x-2 ∣+∣x+8∣
上式可以看成数轴上点 P(x)到定点 A(2),B(-8)间的距离之和。 由上图可知:当点 P 在线段 AB 上时, y=∣x-2∣+∣x+8∣=∣AB ∣=10
当点 P 在线段 AB 的延长线或反向延长线上时, y=∣x-2∣+∣x+8∣>∣ AB ∣=10 故所求函数的值域为: [10 ,+∞)
2 2 2
解:原函数可变形为:
y=
(x 3) (0 2) +
(x 2) (0
上式可看成 x 轴上的点 P (x , 0)到两定点 A (3,2),B (-2 ,-1 )的距离之和, 由 图 可 知 当 点 P 为 线 段 与 x 轴 的 交 点 时 ,
22
y
min =
∣AB ∣=
(3 2) (2 1) = 43 ,
故所求函数的值域为 [ 43 , +∞)。
上式可看成定点 A (3,2)到点 P (x ,0
)的距离与定点 B ( -2 ,1)到点 P (x ,0)的距离之差。 即:y=∣ AP ∣ - ∣ BP ∣ 由图可知:(1)当点 P 在 x 轴上且不是直线 AB 与 x 轴的交点时,如点 P1,则构成△ ABP1,根据三角形两边 之差小于第三边,
2)当点 P 恰好为直线 AB 与 x 轴的交点时,有 ∣∣ AP ∣- ∣ BP ∣∣ 综上所述,可知函数的值域为: ( - 26 , - 26 )。
注:求两距离之和时,要将函数式变形,使
A ,
B 两点在 x 轴的两侧,而求两距离之差时,则要使两点
A ,
B 在 x
轴的同侧。
9 、不等式法
利用基本不等式 a+b ≥2 ab ,a+b+c ≥ 3 3 abc (a ,b ,c ∈ R ),求函数的最值,其题型特征解析式
例求函数 y= x
6x 13 - x 4x 5 的值域
解: 将函数变形为: 2 2 2 2
y=
(x 3)2
(0 2)2
- (x 2)2
(0
1)2
即:
- 26 < y < 26 (2 1) = 26
AB ∣ = 26 。 ∣ AP1∣- ∣ BP1∣∣<∣
是和式时要求积为定值,解析式是积时要求和为定值,不过有时须要用到拆项、添项和两边平方等技
巧。 例:
2
(x 0) x
2
1 1
3
2
1 1
3 3
x 3
x x x x 应用公式 a+b+c 3 3
abc 时,注意使 3者的乘积变成常数)
x2
y
x3
x 2 0时,
1 x
2 1 y
x 2 x 2 0时, 1 0y
2
多种方法综合运用
总之,在具体求某个函数的值域时,首先要仔细、认真观察其题型特征,然后再选择恰当的方法, 一般优先考虑直接法,函数单调性法和基本不等式法,然后才考虑用其他各种特殊方法。
12. 求一个函数的解析式或一个函数的反函数时,注明函数的定义域了吗? 切记:做题,特别是做大题时, 一定要注意附加条件,如定义域、单位等东西要记得协商,不 要犯我当年的错误,与到手的满分失之交臂
211 =x x
2
=x (3-2x)(0 x x+3-2x 3 ( )3 1 x (3-2x) 应用公式 3 abc ( a b c )3 时,应注意使 3者之和变成常数) 倒数法 有时,直接看不出函数的值把它倒过来之后, 你会发现另一番境况 例 求函数 y= x 2 的值域 x3 x 2 1 x2 y=0 如: f x 1 e x x,求 f(x). 令 t x 1,则 t 0 ∴x t 2 1 ∴f(t) e t 1t2 1 ∴f(x) e x 1 x 2 1 x 0 13. 反函数存在的条件是什么? (一一对应函数) 求反函数的步骤掌握了吗? (①反解 x ;②互换 x 、y ;③注明定义域) 1 x x 0 如:求函数 f(x) 2 的反函数 x 2 x 0 在更多时候, 反函数的求法只是在选择题中出现, 大方便。请看这个例题: (2004.全国理 )函数 y x 1 1(x 1) 的反函数是( B ) 22 A . y= x 2 - 2x+2( x<1) B .y=x 2 -2x+2(x ≥1) 22 C .y=x 2 -2x (x<1) D .y=x 2 - 2x (x ≥1) 当然,心情好的同学,可以自己慢慢的计算,我想, 一番心血之后,如果不出现计算 问题的话,答案还是可以做出来的。可惜,这个不合我胃口,因为我一向懒散惯了,不习惯 计算。下面请看一下我的思路: 原函数定义域为 x 〉 =1,那反函数值域也为 y>=1. 排除选项 C,D. 现在看值域。原函数 至于为 y>=1, 则反函数定义域为 x>=1, 答案为 B. 我题目已经做完了, 好像没有动笔(除非你拿来写 * 书)。思路能不能明白呢? 14. 反函数的性质有哪些? 反函数性质: 1、 反函数的定义域是原函数的值域 (可扩展为反函数中的 x 对应原函数中的 y ) 2、 反函数的值域是原函数的定义域(可扩展为反函数中的 y 对应原函数中的 x ) 3、 反函数的图像和原函数关于直线 =x 对称(难怪点( x,y)和点( y ,x )关于直线 y=x 对称 ① 互为反函数的图象关于直线 y =x 对称; ② 保存了原来函数的单调性、奇函数性; ③设y f(x) 的定义域为 A ,值域为 C ,a A ,b C ,则 f(a) = b f 1 (b) a f 1 f(a) f 1 (b) a ,f f 1 (b) f (a) b 由反函数的性质,可以快速的解出很 多比较麻烦的题目,如 41 ( 04. 上 海 春 季 高 考 ) 已 知 函 数 f (x) log 3( 2) , 则 方 程 f 1 (x) 答: f 1 (x) x1x1) x x 0 这就为我们这些喜欢偷懒的人提供了 4 的解 x x ________ .1 对于这一类题目,其实方法特别简单,呵呵。已知反函数的 y,不就是原函数的x 吗?那代进去阿,答案是不是已经出来了呢? (也可能是告诉你反函数的 x 值,那方法也一样,呵呵。自己想想,不懂再问我 15 . 如何用定义证明函数的单调性? (取值、作差、判正负) 判断函数单调性的方法有三种: (1)定义法: 根据定义,设任意得 x1,x 2,找出 f(x 1),f(x 2) 之间的大小关系 可以变形为求f(x 1 ) f(x 2 ) 的正负号或者 f(x 1 ) 与1的关系 x1 x2 f(x2 ) (2)参照图象: ①若函数 f(x) 的图象关于点 (a ,b)对称,函数 f(x) 在关于点 (a ,0) 的对称区间具有相同的单调性; (特例:奇函数) ②若函数 f(x) 的图象关于直线 x= a对称,则函数 f(x) 在关于点 (a , 0)的对称区间里具有相反的单调性。 (特例:偶函数) (3)利用单调函数的性质: ①函数 f(x) 与 f(x) +c(c 是常数 ) 是同向变化的 ②函数 f(x) 与 cf(x)(c 是常数 ),当 c> 0时,它们是同向变化的;当 c<0 时,它们是反向变化的。 ③如果函数 f1(x) ,f2(x) 同向变化,则函数 f1(x) +f2(x) 和它们同向 变化; (函数相加) ④如果正值函数 f1(x) ,f2(x) 同向变化,则函数 f1(x)f2(x) 和它们同向 变化;如果负值函数 f1(2) 与 f2(x) 同向变化,则函数 f1(x)f2(x) 和它们反向变化; (函数相乘) ⑤函数 f(x) 与f1(x)在 f(x) 的同号区间里反向变化。 f (x) ⑥若函数 u=φ(x) ,x[α,β] 与函数 y = F(u) ,u∈[φ( α) , φ(β)] 或u∈[φ ( β), φ( α)] 同向变化,则在[α,β] 上复合函数y=F[φ(x)] 是递增的;若函数 u=φ (x),x[ α,β ]与函数 y= F(u) ,u∈[φ( α) ,φ ( β )] 或u∈[φ( β) ,φ(α)] 反向变化,则在[ α,β]上复合函数 y=F[ φ (x)] 是递减的。(同增异减) ⑦若函数 y=f(x) 是严格单调的,则其反函数 x=f -1(y) 也是严格单调的, 如:求y log 1x2 2x 的单调区间 2 2 (设u x22x,由 u 0则0 x 2 若f( x) f(x)总成立 f (x)为偶函数 函数图象关于 y 轴对称 2 且 log 1 u , u x 1 2 1,如图: 2 当x (0,1]时,u ,又log 1 u ,∴y 2 当x [1,2)时,u ,又 log 1 u ,∴y 2 ∴??) 16. 如何利用导数判断函数的单调性? 在区间 a ,b 内,若总有 f'(x) 0则f ( x)为增函数。(在个别点上导数等于 零,不影响函数的单调性),反之也对,若 f'(x) 0呢? 如:已知 a 0,函数 f(x) x 3 ax 在 1, 上是单调增函数,则 a 的最大 值是( ) A. 0 B. 1 由已知 f(x)在[1, )上为增函数,则 3a 1,即 a 3 ∴a 的最大值为 3) 17. 函数 f(x) 具有奇偶性的必要(非充分)条件是什么? ( f(x) 定义域关于原点对称) 若f( x) f (x)总成立 f(x)为奇函数 函数图象关于原点对称 C. 2 D. 3 令f'(x) 3x 2 注意如下结论: (1)在公共定义域内:两个奇函数的乘积是偶函数;两个偶函数的乘积是偶函数; 个偶函数与奇函数的乘积是奇函数。 ( 2)若f(x) 是奇函数且定义域中有原点,则 f(0) 0。 a· 2 x a 2 如:若 f (x ) a·2 x a 2 为奇函数,则实数 a 2 x 1 (∵f(x)为奇函数, x R ,又 0 R ,∴f(0) 0 2 又如: f(x)为定义在 ( 1,1)上的奇函数,当 x (0,1)时, f(x) x 2 41 求f(x)在 1,1 上的解析式。 判断函数奇偶性的方法 一、定义域法 一个函数是奇 (偶)函数, 其定义域必关于原点对称, 若函数的定义域不关于原点对称,则函数为非奇非偶函数 二、奇偶函数定义法 在给定函数的定义域关于原点对称的前提下,计算 f ( x) ,然后根据函数的奇偶性的定义 判断其奇偶性 . a· 20 a 2 0,∴ a 1) 令 x 1, 0 ,则 x 0 , 1, f( x) 42 x x 1 41 又f (x)为奇函数,∴ f (x) 2x 4x 2x 1 1 4 x 又f(0) 0,∴f (x) 2x 4 x 1 x ( 1, 0) x0 2x 它是函数为奇(偶) 函数的必要条件 . 这种方法可以做如下变形 三 、复合函数奇偶性 18. 你熟悉周期函数的定义吗? (若存在实数 T(T 0),在定义域内总有 f x T f(x),则 f(x)为周期 函数, T 是一个周期。 ) 如:若 f x a f(x),则 (答: f(x)是周期函数, T 2a 为f(x)的一个周期) 我们在做题的时候, 经常会遇到这样的情况: 告诉你 f(x)+f(x+t)=0, 我们要 马上反应过来, f ( x) f (x t) 0 这时说这个函数周期 2t. 推导: f ( x t) f (x 2t) 0 f (x) f ( x 2t) , 同时可能也会遇到这种样子: f(x)=f(2a-x), 或者说 f(a-x)=f(a+x). 其实这都是说同样一个意 思:函数 f(x)关于直线对称, 对称轴可以由括号内的 2 个数字相加再除以 2 得到。比如, f(x)=f(2a-x), 或者说 f(a-x)=f(a+x) 就都表示函数关于直线 x=a 对称。 又如:若 f (x)图象有两条对称轴 x a ,x b 即f(a x) f (a x),f (b x) f (b x) f (x) f (2a x) f (x) f (2b x) 令t 2a x,则2b x t 2b 2a, f (t) f(t 2b 2a) 即f(x) f(x 2b 2a) 所以,函数f (x)以2|b a|为周期 (因不知道 a,b 的大小关系 , 为保守起见 ,我加了一个绝对值 如: f(x)+f(-x) =0 f(x)-f(-x)=0 f(x ) f(-x) 奇函数 偶函数 偶函数 f(2a x) f (2b x) 19. 你掌握常用的图象变换了吗? f(x)与f( x )的图象关于 y轴对称联想点( x,y) ,(-x,y) f(x)与 f ( x)的图象关于 x轴对称联想点( x,y ) ,(x,-y) f(x)与f( x)的图象关于原点对称联想点( x,y),(-x,-y) f(x)与f 1(x)的图象关于直线y x对称联想点( x,y),(y,x) f(x)与f(2a x)的图象关于直线x a 对称联想点( x,y),(2a-x,y) f(x)与f(2a x) 的图象关于点(a,0) 对称联想点( x,y) ,(2a-x,0) 左移a(a 0)个单位y f(x a) 将y f(x)图象 右移a(a 0)个单位y f(x a) 上移b(b 0)个单位y f(x a) b 下移b(b 0)个单位y f(x a) b (这是书上的方法,虽然我从来不用,但可能大家接触最多,我还是写出来吧。对于这种题目,其实根本不用这么麻烦。你要判断函数 y-b=f(x+a) 怎么由 y=f(x) 得到,可以直接令 y-b=0,x+a=0, 画出点的坐标。看点和原点的关系,就可以很直观的看出函数平移的轨迹了。) 注意如下“翻折”变换: f ( x) | f (x把) |轴下x方的图像翻到上面 f ( x) f ( | x把| )轴右y方的图像翻到上面 如: f(x) log 2 x 1 作出 y log 2 x 1 及y log 2 x 1 的图象 y=log 2x 19. 你熟练掌握常用函数的图象和性 质了吗? x kx b k 0 1) 一次函数: y (k 为斜率, b 为直线与 y 轴的交点 ) 2) 反比例函 数: k y k 0 推广为y b x k k 0 是中心O' (a,b) xa 的双曲线。 3) 二次函数 y ax2 bx c a 0 a x b 2a 4ac 4a b图象为抛物线 顶点坐标为 开口方向: 根的关系: 2 b ,4a c b2 2a 4a ,对称轴 x b 2a a 0 ,向上,函 数 a 0,向下, y max b 2a y min 4ac b2 4a 4ac b2 4a x1 x2 ,x1 a x2 c,| x1 x2 | a |a| 二次函数的几种表达形式: f (x) ax 2 bx c(一般式 ) 2 f (x) a(x m)2 n(顶点式,( m , n)为顶点 f (x) a(x x 1)(x x 2 )( x 1 , x 2是方程的 2个根) f (x) a(x x 1)(x x 2) h(函数经过点( x 1, h)( x 2, h) 应用:①“三个二次” (二次函数、二次方程、二次不等式)的关系——二次方程 22 ax 2 bx c 0, 0时,两根 x 1、x 2为二次函数 y ax 2 bx c 的图象与 x 轴 4ac b 2 f mi n f, m ax mfamx ( f(n ) , ( ) ) 4a 也可以比较 m , n 和对称轴的关系, 距离越远,值越大 ( 只讨论 a 0的情况) 的两个交点,也是二次不等式 ax 2 b x c 0 ( 0) 解集的端点值。 ②求闭区间[ m , n] 上的最值。 区间在对称轴左边( 区间在对称轴右边( 区间在对称轴 2边 b ) n) 2a b ) m) 2a b n 2a fmax f (m) ,f m i n fm ax f (n ) ,f m i n m) f n( ) f m( ) k 0 如:二次方③求区间定(动) ,对称轴动(定)的最值问题。 ④一元二次方程根的分布问题。 一根大于 k,一根小于 k f(k) 0 m b n 在区间( m ,n )内有2根 m 2a n f (m) 0 f (n) 0 在区间( m , n )内有1根 f (m) f (n) 0 4)指数函数: y a x a 0, a 1 (5)对数函数 y log a x a 0,a 1 20. 你在基本运算上常出现错误吗? 1 指数运算: a 0 1(a 0),a p 1 p (a 0) a mm 1 a n n a m (a 0),a n n m (a 0) n a m 对数运算:l og a M( N ) l a ogM l a oNg M , 0N 0 由图象记性质! 利用它的单调性求最值与利用均值不等式求最值的区 别是什么? 意等号成立的条件) 均值不等式一定要注 6)“对勾函 x y