全国统考2022版高考数学大一轮备考复习第2章函数概念与基本初等函数Ⅰ第2讲函数的基本性质课件文
高考数学一轮复习 第二章 函数概念与基本初等函数I 2.
解析答案
命题点2 函数零点个数的判断
例 2 (1)函数 f(x)=x22x--26,+xl≤n x0,,x>0 的零点个数是_2__. 解析 当 x≤0 时,令 x2-2=0,解得 x=- 2(正根舍去),
所以在(-∞,0]上有一个零点. 当 x>0 时,f′(x)=2+1x>0 恒成立, 所以f(x)在(0,+∞)上是增函数. 又因为f(2)=-2+ln 2<0,f(3)=ln 3>0, 所以f(x)在(0,+∞)上有一个零点, 综上,函数f(x)的零点个数为2.
①(0,1)
②(1,2)
③(2,4)
④(4,+∞)
解析 因为 f(1)=6-log21=6>0,f(2)=3-log22=2>0,f(4) =32-log24=-12<0, 所以函数f(x)的零点所在区间为(2,4).
解析答案
(2)函数
f
x
=x
12-
1 2
x
的零点个数为____.
解析答案
(2)若定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+2)=f(x),且当x∈[0,1]时,f(x)=x, 则函数y=f(x)-log3|x|的零点个数是_4__. 解析 由题意知,f(x)是周期为2的偶函数. 在同一坐标系内作出函数y=f(x)及y=log3|x|的图象,如图: 观察图象可以发现它们有4个交点, 即函数y=f(x)-log3|x|有4个零点.
解析答案
题型二 函数零点的应用
(5)若函数f(x)在(a,b)上单调且f(a)·f(b)<0,则函数f(x)在[a,b]上有
且只有一个零点.( √ )
2022届高考数学一轮复习(新高考版) 第2章 函数的概念及其表示
解析 ∵f(x)-2f 1x=2x,
①
以1x代替①中的 x,得 f 1x-2f(x)=2x,
②
①+②×2 得-3f(x)=2x+4x,
∴f(x)=-23x-34x.
题型三 分段函数
命题点1 求分段函数的函数值
例 2 已知 f(x)=cfoxs-π1x,+x1≤,1x,>1, 则 f 43+f -43的值为
ZHUGANSHULI JICHULUOSHI
知识梳理
1.函数的概念 一般地,设A,B是非空的 数集 ,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合 A中的任意一个数x在集合B中都有 唯一确定 的数f(x)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y=f(x),x∈A. 2.函数的定义域、值域 (1)在函数y=f(x),x∈A中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的 定义域 ; 与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的 值域 . (2)如果两个函数的 定义域 相同,并且 对应关系 完全一致,我们就称这两个函 数相等.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
4.如图,△AOD是一直角边长为1的等腰直角三角形,平面图形OBD是 四分之一圆的扇形,点P在线段AB上,PQ⊥AB,且PQ交AD或交弧DB 于点Q,设AP=x(0<x<2),图中阴影部分表示的平面图形APQ(或APQD) 的面积为y,则函数y=f(x)的大致图象是
(2)设函数 f(x)=x2+x,1x,>0x,≤0, 则满足 f(x)+f x-12>1 的 x 的取值范围 是__-__14_,__+__∞__ .
解析
当
x>12时,2x+2
2022届高考一轮复习第2章函数的概念及基本初等函数ⅰ第2节函数的单调性与最值课时跟踪检测理含解
第二章 函数的概念及基本初等函数(Ⅰ)第二节 函数的单调性与最值A 级·基础过关 |固根基|1.下列函数中,在区间(0,+∞)上为增函数的是( ) A .y =ln(x +2)B .y =-x +1C .y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12xD .y =x +1x解析:选A 函数y =ln(x +2)的增区间为(-2,+∞),所以在(0,+∞)上是增函数. 2.如果函数f(x)=ax 2+2x -3在区间(-∞,4)上是单调递增的,则实数a 的取值范围是( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,+∞B .⎣⎢⎡⎭⎪⎫-14,+∞C .⎣⎢⎡⎭⎪⎫-14,0 D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,0 解析:选D 当a =0时,f(x)=2x -3在定义域R 上单调递增,故在(-∞,4)上单调递增; 当a≠0时,二次函数f(x)的对称轴为x =-1a ,因为f(x)在(-∞,4)上单调递增, 所以a<0,且-1a ≥4,解得-14≤a<0.综上,实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,0.3.已知函数f(x)是定义在区间[0,+∞)上的函数,且在该区间上单调递增,则满足f(2x -1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13的x 的取值范围是( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫13,23B .⎣⎢⎡⎭⎪⎫13,23C .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,23 D .⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,23 解析:选D 因为函数f(x)是定义在区间[0,+∞)上的增函数,满足f(2x -1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13, 所以0≤2x-1<13,解得12≤x<23.4.设偶函数f(x)的定义域为R ,当x∈[0,+∞)时,f(x)是增函数,则f(-2),f(π),f(-3)的大小关系是( )A .f (π)>f(-3)>f(-2)B .f (π)>f(-2)>f(-3)C .f (π)<f(-3)<f(-2)D .f (π)<f(-2)<f(-3) 解析:选A 因为f(x)是偶函数, 所以f(-3)=f(3),f(-2)=f(2). 又因为函数f(x)在[0,+∞)上是增函数, 所以f(π)>f(3)>f(2),即f(π)>f(-3)>f(-2).5.函数y =f(x)(x∈R)的图象如图所示,则函数g(x)=f(log a x)(0<a<1)的单调递减区间是( )A .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12 B .[a ,1] C .(-∞,0)∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞ D .[a ,a +1 ]解析:选B 由图象,知f(x)在(-∞,0)和⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞上单调递减,而在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12上单调递增.又因为当0<a<1时,y =log a x 为(0,+∞)上的减函数,所以要使g(x)=f(log a x)单调递减,则需log a x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12,即0≤log a x ≤12,解得x∈[a ,1].6.定义新运算⊕:当a≥b 时,a ⊕b =a ;当a<b 时,a ⊕b =b 2,则函数f(x)=(1⊕x)x -(2⊕x),x∈[-2,2]的最大值等于( )A .-1B .1C .6D .12解析:选C 由已知得,当-2≤x≤1时,f(x)=x -2; 当1<x≤2时,f(x)=x 3-2.因为f(x)=x 3-2,f(x)=x -2在定义域内都为增函数,且f(1)<f(2), 所以f(x)的最大值为f(2)=23-2=6.7.函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧log 12x ,x≥1,2x ,x<1的值域为________.解析:当x≥1时,log 12x≤0;当x<1时,0<2x<2,故f(x)的值域为(0,2)∪(-∞,0]=(-∞,2).答案:(-∞,2)8.函数f(x)=x +2x -1 的值域为________. 解析:由2x -1≥0,得x≥12,∴函数的定义域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞. 又函数f(x)=x +2x -1在⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞上单调递增,∴当x =12时,函数取最小值f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=12,∴函数f(x)的值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞.答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞9.已知f(x)=xx -a(x≠a). (1)若a =-2,证明:f(x)在(-∞,-2)内单调递增; (2)若a>0且f(x)在(1,+∞)上单调递减,求a 的取值范围. 解:(1)证明:任取x 1<x 2<-2, 当a =-2时,f(x 1)-f(x 2)= x 1x 1+2-x 2x 2+2=2(x 1-x 2)(x 1+2)(x 2+2). ∵(x 1+2)(x 2+2)>0,x 1-x 2<0, ∴f(x 1)-f(x 2)<0,即f(x 1)<f(x 2), ∴f(x)在(-∞,-2)上单调递增.(2)任取1<x 1<x 2,则f(x 1)-f(x 2)=x 1x 1-a -x 2x 2-a =a (x 2-x 1)(x 1-a )(x 2-a ).∵a>0,x 2-x 1>0,∴要使f(x 1)-f(x 2)>0,只需(x 1-a)(x 2-a)>0在(1,+∞)上恒成立,∴a≤1.综上所述知a 的取值范围是(0,1].10.(2019届福建师大附中模拟)定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足下面三个条件: ①对任意正数a ,b ,都有f(a)+f(b)=f(ab); ②当x>1时,f(x)<0; ③f(2)=-1. (1)求f(1)的值;(2)用单调性的定义证明:函数f(x)在(0,+∞)上是减函数; (3)求满足f(3x -1)>2的x 的取值集合.解:(1)由f(a)+f(b)=f(ab),得f(1)+f(1)=f(1),则f(1)=0. (2)证明:任取x 1,x 2∈(0,+∞)且x 1<x 2,则f(x 1)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2x 1=f(x 2),所以f(x 2)-f(x 1)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2x 1. 由x 2x 1>1,得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2x 1<0,即f(x 2)<f(x 1),∴f(x)在(0,+∞)上是减函数.(3)∵f(2)=-1,∴f(4)=f(2)+f(2)=-2,又f(4)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=f(1)=0,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=2.又f(x)的定义域为(0,+∞),且在其上是减函数, ∴⎩⎪⎨⎪⎧3x -1<14,3x -1>0,解得13<x<512. 故满足要求的x 的取值集合为⎝ ⎛⎭⎪⎫13,512.B 级·素养提升 |练能力|11.设a>0且a≠1,则“函数f(x)=a x在R 上是减函数”是“函数g(x)=(2-a)x 3在R 上是增函数”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A 若函数f(x)=a x在R 上为减函数,则有0<a<1;若函数g(x)=(2-a)x 3在R 上为增函数,则有2-a>0,即a<2,所以“函数f(x)=a x在R 上是减函数”是“函数g(x)=(2-a)x 3在R 上是增函数”的充分不必要条件,故选A .12.已知在函数f(x)=lg(a x-b x)+x 中,常数a ,b 满足a>1>b>0,且a =b +1,那么f(x)>1的解集为( )A .(0,1)B .(1,+∞)C .(1,10)D .(10,+∞) 解析:选B 由a x-b x>0,a>1>b>0,得⎝ ⎛⎭⎪⎫a b x>1,解得x>0,所以函数f(x)的定义域为(0,+∞).因为a>1>b>0,所以y =a x单调递增,y =-b x单调递增,所以t =a x-b x单调递增.又y =lg t 单调递增,所以f(x)=lg(a x-b x)+x 为(0,+∞)上的增函数.而f(1)=lg(a -b)+1=lg 1+1=1,所以当x>1时,f(x)>1,故f(x)>1的解集为(1,+∞).故选B .13.如果函数y =f(x)在区间I 上是增函数,且函数y =f (x )x 在区间I 上是减函数,那么称函数y=f(x)是区间I 上的“缓增函数”,区间I 叫做“缓增区间”.若函数f(x)=12x 2-x +32是区间I 上的“缓增函数”,则“缓增区间”I 为( )A .[1,+∞)B .[0,3]C .[0,1]D .[1,3]解析:选D 因为函数f(x)=12x 2-x +32的对称轴为x =1,所以函数y =f(x)在区间[1,+∞)上是增函数.又当x≥1时,f (x )x =12x +32x -1,令g(x)=12x +32x -1(x≥1),则g′(x)=12-32x 2=x 2-32x 2,由g′(x)≤0,得1≤x ≤3,即函数f (x )x =12x -1+32x 在区间[1,3]上单调递减,故“缓增区间”I 为[1,3].故选D . 14.定义运算:x y =⎩⎪⎨⎪⎧x ,xy≥0,y ,xy<0,例如:34=3,(-2)4=4,则函数f(x)=x2(2x -x 2)的最大值为________.解析:由已知,得f(x)=x2(2x -x 2)=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x 2(2x -x 2)≥0,2x -x 2,x 2(2x -x 2)<0=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,0≤x≤2,2x -x 2,x<0或x>2,易知函数f(x)的最大值为4. 答案:4。
高考数学一轮总复习 第2章 函数的概念与基本初等函数 第二节 函数的基本性质课件(理)
奇偶性
定义
图象特点
如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x, 偶函数 都有 f(-x)=f(x) ,那么函数f(x)是偶 关于
y轴
对
称
函数
奇函数
如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x, 都有 f(-x)=-f(x) ,那么函数f(x)是奇 关于
原点
对
称
函数
2.周期性 (1)周期函数:对于函数y=f(x),如果存在一个非零常数T,使 得当x取定义域内的任何值时,都有f(x+T)= f(x) ,那么就 称函数y=f(x)为周期函数,称T为这个函数的周期. (2)最小正周期:如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最 小的正数,那么这个 最小 正数就叫做f(x)的最小正周期.
数f(x)在区间D上是减函数
(2)单调性、单调区间的定义 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
前提 设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足
条件
对于任意x∈I,都有 f(x)≤M ;
2
减函数,故 f(x)的单调递增区间为(-∞,-1).故选 C.
答案 C [点评] 判断函数的单调性,应首先求出函数的定义域,在定
义域内求解.
函数的奇偶性解题方略 奇偶性的判断 (1)定义法
答案 [-2,+∞)
►单调性的两个易错点:单调性;单调区间.
(2)[函数的单调递增(减)区间有多个时,不能用并集表示,:可
以 用 逗 号 或 “ 和 ”] 函 数
f(x)
=xBiblioteka +1 x的
单
调
递
增
2022届高考数学一轮复习第2章函数概念与基本初等函数Ⅰ第2讲函数的基本性质课件新人教版
考点1 函数的单调性与最值
考点1 函数的单调性与最值
2.函数的最值
考点2 函数的奇偶性
函数奇偶性的概念及性质
注意 既是奇函数又是偶函数的函数只有一种类型,即f()=0,∈D.其中定义域D是关
于原点对称的非空数集.
考点2 函数的奇偶性
规律总结 一些重要类型的奇偶函数
考点2 函数的奇偶性
考点3 函数的周期性
考法3 求函数的最值(值域)
考法3 求函数的最值(值域)
考法3 求函数的最值(值域)
考法3 求函数的最值(值域)
考法3 求函数的最值(值域)
考法3 求函数的最值(值域)
图2-2-1
考法3 求函数的最值(值域)
考法3 求函数的最值(值域)
考法3 求函数的最值(值域)
考法3 求函数的最值(值域)
考法4 判断函数的奇偶性
(3)当<0时,->0,则f(-)=-(-)2-=-(2+)=-f();
当>0时,-<0,则f(-)=(-)2-=-(-2+)=-f().
又f (0)=0,故对任意的∈(-∞,+∞),都有f(-)=-f(), ………. (只有当所有
区间上都满足相同关系时,才能判定其奇偶性)
的上升或下降确定单调性.
(3)导数法:先求导数,再利用导数值的正负确定函数的单调区间.
(4)性质法:对于由基本初等函数的和、差构成的函数,根据各基本初等函数
的增减性及“增+增=增,增-减=增,减+减=减,减-增=减”进行判断.
(5)复合法:对于复合函数,先将函数f (g( ))分解成f (t )和t =g (),然后讨论
第二章
函数概念与基本初等函数Ⅰ
2022高考数学一轮总复习第二章函数概念与基本初等函数第1讲函数及其表示学案文(含答案)
高考数学一轮总复习学案:第1讲函数及其表示1.函数与映射的概念函数映射两集合A,B 设A,B是两个非空的数集设A,B是两个非空的集合对应关系f:A→B 如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应如果按某一个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个元素x,在集合B中都有唯一确定的元素y与之对应名称称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数称对应f:A→B为从集合A到集合B的一个映射记法y=f(x)(x∈A)对应f:A→B是一个映射(1)函数的定义域、值域在函数y=f(x),x∈A中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.显然,值域是集合B的子集.(2)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.(3)相等函数:如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,则这两个函数相等,这是判断两函数相等的依据.(4)函数的表示法表示函数的常用方法有:解析法、图象法、列表法.3.分段函数若函数在其定义域的不同子集上,因对应关系不同而分别用几个不同的式子来表示,这种函数称为分段函数.[注意] 分段函数是一个函数,而不是几个函数,分段函数的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集.常用结论1.直线x =a (a 是常数)与函数y =f (x )的图象有0个或1个交点. 2.几个常用函数的定义域(1)分式型函数,分母不为零的实数集合. (2)偶次方根型函数,被开方式非负的实数集合.(3)f (x )为对数式时,函数的定义域是真数为正数、底数为正且不为1的实数集合. (4)若f (x )=x 0,则定义域为{x |x ≠0}.(5)正切函数y =tan x 的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≠k π+π2,k ∈Z .一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)函数f (x )=x 2-2x 与g (t )=t 2-2t 是相等函数.( )(2)若两个函数的定义域与值域相同,则这两个函数是相等函数.( )(3)若集合A =R ,B ={x |x >0},f :x →y =|x |,则对应关系f 是从A 到B 的映射.( ) (4)分段函数是由两个或几个函数组成的.( )(5)分段函数的定义域等于各段定义域的并集,值域等于各段值域的并集.( ) 答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ 二、易错纠偏常见误区| (1)对函数概念理解不透彻; (2)解分段函数不等式时忘记范围; (3)用换元法求解析式,反解时忽视范围.1.已知集合P ={x |0≤x ≤4},Q ={y |0≤y ≤2},下列从P 到Q 的各对应关系f 中不是函数的是________.(填序号)①f :x →y =12x ;②f :x →y =13x ;③f :x →y =23x ;④f :x →y =x .解析:对于③,因为当x =4时,y =23×4=83∉Q ,所以③不是函数.答案:③2.设函数f (x )=⎩⎨⎧(x +1)2,x <1,4-x -1,x ≥1,则使得f (x )≥1的自变量x 的取值范围为________.解析:因为f (x )是分段函数,所以f (x )≥1应分段求解.当x <1时,f (x )≥1⇒(x +1)2≥1⇒x ≤-2或x ≥0,所以x ≤-2或0≤x <1;当x ≥1时,f (x )≥1⇒4-x -1≥1,即x -1≤3,所以1≤x ≤10.综上所述,x ≤-2或0≤x ≤10,即x ∈(-∞,-2]∪[0,10].答案:(-∞,-2]∪[0,10]3.已知f (x )=x -1,则f (x )=________.解析:令t =x ,则t ≥0,x =t 2,所以f (t )=t 2-1(t ≥0),即f (x )=x 2-1(x ≥0). 答案:x 2-1(x ≥0)函数的定义域(多维探究) 角度一 求函数的定义域(1)已知函数f (x )的定义域是[-1,1],则函数g (x )=f (2x -1)ln (1-x )的定义域是( )A .[0,1]B .(0,1)C .[0,1)D .(0,1](2)(2020·高考北京卷)函数f (x )=1x +1+ln x 的定义域是________. 【解析】 (1)由函数f (x )的定义域为[-1,1],得-1≤x ≤1,令-1≤2x -1≤1,解得0≤x ≤1,又由1-x >0且1-x ≠1,解得x <1且x ≠0,所以函数g (x )的定义域为(0,1),故选B .(2)函数f (x )=1x +1+ln x 的自变量满足⎩⎪⎨⎪⎧x +1≠0,x >0,所以x >0,即定义域为(0,+∞).【答案】 (1)B (2)(0,+∞)求解函数定义域的策略(1)求给定函数的定义域往往转化为解不等式(组)的问题.在解不等式组取交集时可借助于数轴,要特别注意端点值的取舍.(2)求抽象函数的定义域:①若y =f (x )的定义域为(a ,b ),则解不等式a <g (x )<b 即可求出y =f [g (x )]的定义域;②若y =f [g (x )]的定义域为(a ,b ),则求出g (x )在(a ,b )上的值域即得y =f (x )的定义域.(3)已知函数定义域求参数范围,可将问题转化成含参数的不等式(组),然后求解. [提醒] (1)求函数定义域时,对函数解析式先不要化简. (2)求出定义域后,一定要将其写成集合或区间的形式. 角度二 已知函数的定义域求参数(1)如果函数f (x )=ln(-2x +a )的定义域为(-∞,1),那么实数a 的值为( )A .-2B .-1C .1D .2(2)若函数y =ax +1ax 2-4ax +2的定义域为R ,则实数a 的取值范围是( )A .⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12B .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12C . ⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12 D .⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,12 【解析】 (1)因为-2x +a >0, 所以x <a2,所以a2=1,所以a =2.(2)由ax 2-4ax +2>0恒成立, 得a =0或⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ=(-4a )2-4×a ×2<0,解得0≤a <12. 【答案】 (1)D (2)D已知函数定义域求参数的取值范围,通常是根据已知的定义域将问题转化为方程或不等式恒成立的问题,然后求得参数的值或范围.1.函数f (x )=3xx -1+ln(2x -x 2)的定义域为( )A .(2,+∞)B .(1,2)C .(0,2)D .[1,2]解析:选B .要使函数有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧x -1>0,2x -x 2>0, 解得1<x <2. 所以函数f (x )=3xx -1+ln(2x -x 2)的定义域为(1,2).2.已知函数y =f (x 2-1)的定义域为[-3,3],则函数y =f (x )的定义域为________. 解析:因为y =f (x 2-1)的定义域为[-3,3],所以x ∈[-3,3],x 2-1∈[-1,2],所以y =f (x )的定义域为[-1,2].答案:[-1,2] 3.若函数y =mx -1mx 2+4mx +3的定义域为R ,则实数m 的取值范围是________.解析:因为函数y =mx -1mx 2+4mx +3的定义域为R ,所以mx 2+4mx +3≠0,所以m =0或⎩⎪⎨⎪⎧m ≠0,Δ=16m 2-12m <0,即m =0或0<m <34, 所以实数m 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,34.答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,34求函数的解析式(师生共研)(1)已知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +1=lg x ,则f (x )的解析式为________________.(2)已知f ⎝⎛⎭⎪⎫x 2+1x2=x 4+1x4,则f (x )的解析式为________________.(3)若f (x )为二次函数且f (0)=3,f (x +2)-f (x )=4x +2,则f (x )的解析式为________________.(4)已知函数f (x )满足f (-x )+2f (x )=2x ,则f (x )的解析式为______________. 【解析】 (1)(换元法)令2x+1=t ,由于x >0,所以t >1且x =2t -1, 所以f (t )=lg2t -1, 即f (x )的解析式是f (x )=lg2x -1(x >1). (2)(配凑法)因为f ⎝⎛⎭⎪⎫x 2+1x 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x 22-2,所以f (x )=x 2-2,x ∈[2,+∞).(3)(待定系数法)设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 又f (0)=c =3.所以f (x )=ax 2+bx +3,所以f (x +2)-f (x )=a (x +2)2+b (x +2)+3-(ax 2+bx +3)=4ax +4a +2b =4x +2.所以⎩⎪⎨⎪⎧4a =4,4a +2b =2,所以⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-1,所以函数f (x )的解析式为f (x )=x 2-x +3. (4)(解方程组法)因为2f (x )+f (-x )=2x ,① 将x 换成-x 得2f (-x )+f (x )=-2x ,② 由①②消去f (-x ),得3f (x )=6x , 所以f (x )=2x . 【答案】 (1)f (x )=lg 2x -1(x >1) (2)f (x )=x 2-2,x ∈[2,+∞) (3)f (x )=x 2-x +3 (4)f (x )=2x求函数解析式的4种方法(1)配凑法:由已知条件f [g (x )]=F (x ),可将F (x )改写成关于g (x )的表达式,然后以x 替代g (x ),得f (x )的表达式.(2)换元法:已知复合函数f [g (x )]的解析式,可用换元法,此时要注意新元的取值范围.(3)待定系数法:若已知函数的类型(如一次函数、二次函数)可用待定系数法.(4)解方程组法:已知关于f (x )与f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x或f (-x )的表达式,可根据已知条件再构造出另外一个等式组成方程组,通过解方程组求出f (x ).[提醒] 求解析式时要注意新元的取值范围.1.(一题多解)已知二次函数f (2x +1)=4x 2-6x +5,则f (x )=_______. 解析:方法一(换元法):令2x +1=t (t ∈R ),则x =t -12,所以f (t )=4⎝ ⎛⎭⎪⎫t -122-6·t -12+5=t 2-5t +9(t ∈R ),所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R ).方法二(配凑法):因为f (2x +1)=4x 2-6x +5=(2x +1)2-10x +4=(2x +1)2-5(2x +1)+9,所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R ).方法三(待定系数法):因为f (x )是二次函数,所以设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则f (2x +1)=a (2x +1)2+b (2x +1)+c =4ax 2+(4a +2b )x +a +b +c .因为f (2x +1)=4x 2-6x +5, 所以⎩⎪⎨⎪⎧4a =4,4a +2b =-6,a +b +c =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-5,c =9,所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R ). 答案:x 2-5x +9(x ∈R )2.已知函数f (x )满足2f (x )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x=3x ,则f (x )=________________. 解析:因为2f (x )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x=3x ,① 把①中的x 换成1x,得2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +f (x )=3x.②联立①②可得⎩⎪⎨⎪⎧2f (x )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =3x ,2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +f (x )=3x ,解此方程组可得f (x )=2x -1x(x ≠0).答案:2x -1x(x ≠0)3.已知函数f (x +1)=x +2x ,则f (x )的解析式为________________. 解析:方法一(换元法):设t =x +1,则x =(t -1)2,t ≥1,代入原式得f (t )=(t -1)2+2(t -1)=t 2-2t +1+2t -2=t 2-1.故f (x )=x 2-1,x ≥1.方法二(配凑法):因为x +2x =(x )2+2x +1-1=(x +1)2-1, 所以f (x +1)=(x +1)2-1,x +1≥1, 即f (x )=x 2-1,x ≥1. 答案:f (x )=x 2-1(x ≥1)分段函数(多维探究) 角度一 分段函数求值(1)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x,x ≤0,f (x -3),x >0,则f (5)的值为( )A .-7B .-1C .0D .12(2)若函数f (x )=⎩⎨⎧lg (1-x ),x <0,-2x ,x ≥0,则f [f (-9)]=________.(3)(2021·广东省七校联考)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2(3-x ),x ≤02x -1,x >0,若f (a -1)=12,则实数a =________.【解析】 (1)f (5)=f (5-3)=f (2)=f (2-3)=f (-1)=(-1)2-2-1=12.故选D .(2)因为函数f (x )=⎩⎨⎧lg (1-x ),x <0,-2x ,x ≥0,所以f (-9)=lg 10=1,所以f [f (-9)]=f (1)=-2.(3)当a -1≤0,即a ≤1时,log 2(4-a )=12,4-a =212,故a =4-212,不满足a ≤1,舍去.当a -1>0,即a >1时,2a -1-1=12,2a -1=32,解得a =log 23,满足a >1.综上可得a =log 23.【答案】 (1)D (2)-2 (3)log 23分段函数的求值问题的解题思路(1)求函数值:先确定要求值的自变量属于哪一段区间,然后代入该段的解析式求值,当出现f [f (a )]的形式时,应从内到外依次求值.(2)求自变量的值:先假设所求的值在分段函数定义区间的各段上,然后求出相应自变量的值,切记要代入检验.角度二 分段函数与方程(1)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +a ,x <0,3x ,x ≥0,若f [f (-1)]=9,则实数a =( )A .2B .4C .133D .4或133(2)已知函数f (x )=⎩⎨⎧x +1,-1<x <0,2x ,x ≥0,若实数a 满足f (a )=f (a -1),则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =( )A .2B .4C .6D .8【解析】 (1)因为-1<0,所以f (-1)=a -2, 所以f (a -2)=9. 当a -2≥0,即a ≥2时, 3a -2=9,解得a =4.当a -2<0,即a <2时,2(a -2)+a =9,解得a =133(舍去).综上可知a =4.故选B . (2)由题意得a >0.当0<a <1时,由f (a )=f (a -1),即2a =a ,解得a =14,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =f (4)=8.当a ≥1时,由f (a )=f (a -1),得2a =2(a -1),不成立.故选D .【答案】 (1)B (2)D(1)若分段函数中含有参数,则直接根据条件选择相应区间上的解析式代入求参; (2)若是求自变量的值,则需要结合分段区间的范围对自变量进行分类讨论,再求值. 角度三 分段函数与不等式(一题多解)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x,x ≤0,1,x >0,则满足f (x +1)<f (2x )的x 的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(0,+∞)C .(-1,0)D .(-∞,0)【解析】 方法一:①当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x ≤0,即x ≤-1时,f (x +1)<f (2x )即为2-(x +1)<2-2x,即-(x +1)<-2x ,解得x <1.所以不等式的解集为(-∞,-1].②当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x >0时,不等式组无解.③当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x ≤0,即-1<x ≤0时,f (x +1)<f (2x )即为1<2-2x ,解得x <0.所以不等式的解集为(-1,0).④当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x >0,即x >0时,f (x +1)=1,f (2x )=1,不合题意.综上,不等式f (x +1)<f (2x )的解集为(-∞,0). 故选D .方法二:因为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x,x ≤0,1,x >0,所以函数f (x )的图象如图所示.由图可知,只有当⎩⎪⎨⎪⎧2x <0,x +1≥0或2x <x +1<0时,满足f (x +1)<f (2x ),故x <0,所以不等式f (x +1)<f (2x )的解集为(-∞,0).【答案】 D涉及与分段函数有关的不等式问题,主要表现为解不等式,当自变量取值不确定时,往往要分类讨论求解;当自变量取值确定,但分段函数中含有参数时,只需依据自变量的情况,直接代入相应解析式求解.1.(2021·长沙市统一模拟考试)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3 x ,x >0,x 2,x ≤0,则f [f (-3)]=( )A .-2B .2C .-1D .1解析:选D .f (-3)=3,则f [f (-3)]=f (3)=log 33=1.故选D .2.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3-x+a ,x ≤2,f (x -1),x >2,若f (3)=-89,则实数a =( )A .1B .-1C .19D .0解析:选B .f (3)=f (3-1)=f (2)=3-2+a =-89,解得a =-1.3.(2021·六校联盟第二次联考)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1+x 2,x ≤0,1,x >0,若f (x -4)>f (2x -3),则实数x 的取值范围是( )A .(-1,+∞)B .(-∞,-1)C .(-1,4)D .(-∞,1)解析:选C .函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1+x 2,x ≤0,1,x >0在(-∞,0]上是减函数,在(0,+∞)上函数值保持不变,若f (x -4)>f (2x -3),则⎩⎪⎨⎪⎧x -4<0,2x -3≥0或x -4<2x -3≤0,解得x ∈(-1,4).故选C .4.已知实数a ≠0,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +a ,x <1,-x -2a ,x ≥1.若f (1-a )=f (1+a ),则a 的值为________.解析:由题可知,1-a 与1+a 异号,当a >0时,1-a <1,1+a >1, 所以2(1-a )+a =-1-a -2a ,解得a =-32(舍去).当a <0时,1-a >1,1+a <1, 所以-1+a -2a =2+2a +a , 解得a =-34.答案:-34核心素养系列2 数学抽象——函数的新定义问题定义函数问题是指给出阅读材料,设计一个陌生的数学情境,定义一个新函数,并给出新函数所满足的条件或具备的性质;或者给出函数,再定义一个新概念(如不动点),把数学知识与方法迁移到这段阅读材料,考生需捕捉相关信息,通过归纳、探索,发现解题方法,然后解决问题.若函数f (x )满足:在定义域D 内存在实数x 0,使得f (x 0+1)=f (x 0)+f (1)成立,则称函数f (x )为“1的饱和函数”.给出下列四个函数:①f (x )=1x;②f (x )=2x ;③f (x )=lg(x 2+2);④f (x )=cos (πx ).其中是“1的饱和函数”的所有函数的序号为( ) A .①③ B .②④ C .①②D .③④【解析】 对于①,若存在实数x 0,满足f (x 0+1)=f (x 0)+f (1),则1x 0+1=1x 0+1,所以x 20+x 0+1=0(x 0≠0,且x 0≠-1),显然该方程无实根,所以①不是“1的饱和函数”;对于②,若存在实数x 0,满足f (x 0+1)=f (x 0)+f (1),则2x 0+1=2x 0+2,解得x 0=1,所以②是“1的饱和函数”;对于③,若存在实数x 0,满足f (x 0+1)=f (x 0)+f (1),则lg[(x 0+1)2+2]=lg(x 20+2)+lg(12+2),化简得2x 20-2x 0+3=0,显然该方程无实根,所以③不是“1的饱和函数”;对于④,注意到f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13+1=cos 4π3=-12,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13+f (1)=cos π3+cos π=-12,即f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13+1=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13+f (1),所以④是“1的饱和函数”.综上可知,其中是“1的饱和函数”的所有函数的序号是②④.【答案】 B处理新定义函数问题的常用方法(1)联想背景:有些题目给出的新函数是以熟知的初等函数(如一次函数、二次函数、指数函数、对数函数、三角函数等)为背景定义的,可以通过阅读材料,分析有关信息,联想背景函数及其性质,进行类比,捕捉解题灵感,然后解决问题.(2)紧扣定义:对于题目定义的新函数,通过仔细阅读,分析定义以及新函数所满足的条件,围绕定义与条件来确定解题的方向,然后准确作答.(3)巧妙赋值:如果题目所定义的新函数满足的条件是函数方程,可采用赋值法,即令x ,y 取特殊值,或为某一范围内的值,求得特殊函数值或函数解析式,再结合掌握的数学知识与方程思想来解决问题.(4)构造函数:有些定义型函数可看成是由两个已知函数构造而成的.1.对于函数f (x ),若存在常数a ≠0,使得x 取定义域内的每一个值,都有f (x )=f (2a -x ),则称f (x )为准偶函数,下列函数中是准偶函数的是( )A .f (x )=xB .f (x )=x 2C .f (x )=tan xD .f (x )=cos (x +1)解析:选D .由题意可得准偶函数的图象关于直线x =a (a ≠0)对称,即准偶函数的图象存在不是y 轴的对称轴.选项A ,C 中函数的图象不存在对称轴,选项B 中函数的图象的对称轴为y 轴,只有选项D 中的函数满足题意.2.在平面直角坐标系中,横坐标、纵坐标均为整数的点称为整点,若函数f (x )的图象恰好经过n (n ∈N *)个整点,则称函数f (x )为n 阶整点函数.给出下列函数:①f (x )=sin 2x ;②g (x )=x 3;③h (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x;④φ(x )=ln x .其中是一阶整点函数的是( ) A .①②③④ B .①③④ C .①④D .④解析:选C .对于函数f (x )=sin 2x ,它的图象(图略)只经过一个整点(0,0),所以它是一阶整点函数,排除D ;对于函数g (x )=x 3,它的图象(图略)经过整点(0,0),(1,1),…,所以它不是一阶整点函数,排除A ;对于函数h (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x,它的图象(图略)经过整点(0,1),(-1,3),…,所以它不是一阶整点函数,排除B .故选C .。
高考数学大一轮复习第二章函数概念与基本初等函数I2.1函数及其表示课件
C.f(x)=x2 和 g(x)=(x+1)2
D.f(x)=
xx2和 g(x)=
x x2
A中两个函数的定义域不同; B中y=x0的x不能取0; C中两函数的对应关系不同.故选D.
题型二 函数的定义域问题
命题点1 求函数的定义域
例2 (2016·临安中学一模)(1)函数f(x)=
答案
解析
1-2x+
思维升华
函数的值域可由定义域和对应关系唯一确定,当且仅当定义域和对应 关系都相同的函数才是同一函数.值得注意的是,函数的对应关系是就 结果而言的(判断两个函数的对应关系是否相同,只要看对于函数定义 域中的任意一个相同的自变量的值,按照这两个对应关系算出的函数 值是否相同).
跟踪训练1 (1)下列所给图象中函数图象的个数为 答案 解析
答案
解析
由函数y=f(x+1)的定义域为[0,2], 得函数y=f(x)的定义域为[1,3], 令1x-≤12≠x≤03,, 得12≤x≤32且 x≠1, ∴g(x)的定义域为[12,1)∪(1,32].
命题点2 已知函数的定义域求参数范围 例3 (1)若函数f(x)= 2x22axa 的1 定 义 域 为 R , 则 a 的 取 值 范 围 为 _[_-__1_,0_]__. 答案 解析
思考辨析
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)对于函数f:A→B,其值域是集合B.( ×) (2)若两个函数的定义域与值域相同,则这两个函数是相等函数.( ×) (3)映射是特殊的函数.( × ) (4)若A=R,B={x|x>0},f:x→y=|x|,其对应是从A到B的映射.( ×) (5)分段函数是由两个或几个函数组成的.( ×)
令1x=t(t≠0),则 f(t)=t12+51t =5t+t2 1, 5x+1
2022版高考数学一轮复习(应试基础必备 高考考法突破)课件:专题2 函数概念与基本初等函数
解决问题 的前提和 关键是?
应掌握基本 初等函数的 单调性以及 函数单调性 的基本求法
考点10 函数的单调性和最值
考点10 考法1 确定函数的单调性或单调区间
方法一:利用定义.
方法二:利用规则和性质.
方法三:导数法是已知函数的解析式, 判断函数的单调性或求单调区间时最常 用的一种方法,具体见专题3考点20.
等关系列不等式或等式,求得参数的取值(范围). (2)确定已知复合函数f[g(x)]中的初等函数f(x)和g(x),首先由外
层函数f(x)的单调性确定内层函数g(x)在给定区间上的单调性.再结合 内层函数的图象或其单调区间,列出等式或不等式求解.
解题时首先
应明确:设
函数f(x)的单 调增(减)区间 为A,若函数 在区间B上单 调递增(减), 则B包含于A.
式子来表示这个函数,这种形式的函数叫做分段函数.它是一类 重要函数,它是一个函数,不能误认为它是几个函数.
一个分段函数的解析式要把每一段写在一个大括号内,自 变量取值范围要不重不漏. 2.分段函数的定义域与值域
分段函数的定义域是各段函数定义域的并集,分段函数的 值域也是各段函数值域的并集. 【注意】分段函数虽由几个部分组成,但表示的是一个函 数.根据分段函数的特征知,研究分段函数的有关问题常用 的基本思想方法是分类讨论、数形结合等.
是否符合相应段的
自变量的取值范围.
考点9 分段函数及其应用
考点9 考法4 类 型 2 已 知 函 数 值 或 函 数 值 的 取 值
范围,求自变量的值或自变量的取 值范围
考点9 分段函数及其应用
考点9 考法4 类 型 2 已 知 函 数 值 或 函 数 值 的 取 值
范围,求自变量的值或自变量的取 值范围
第二章 函数与基本初等函数I第2讲 函数的单调性与最值 讲义(辅导培训班家教一轮复习专用)
1.函数的单调性(1)单调函数的定义自左向右看图象是上升的自左向右看图象是下降的(2)单调区间的定义如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.2.函数的最值【知识拓展】函数单调性的常用结论(1)对∀x 1,x 2∈D (x 1≠x 2),f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0⇔f (x )在D 上是增函数,f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0⇔f (x )在D 上是减函数.(2)对勾函数y =x +ax (a >0)的增区间为(-∞,-a ]和[a ,+∞),减区间为[-a ,0)和(0,a ].(3)在区间D 上,两个增函数的和仍是增函数,两个减函数的和仍是减函数. (4)函数f (g (x ))的单调性与函数y =f (u )和u =g (x )的单调性的关系是“同增异减”.【思考辨析】判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若定义在R 上的函数f (x ),有f (-1)<f (3),则函数f (x )在R 上为增函数.( × ) (2)函数y =f (x )在[1,+∞)上是增函数,则函数的单调递增区间是[1,+∞).( × ) (3)函数y =1x 的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).( × )(4)所有的单调函数都有最值.( × )(5)如果一个函数在定义域内的某几个子区间上都是增函数,则这个函数在定义域上是增函数.( × )(6)闭区间上的单调函数,其最值一定在区间端点取到.( √ )1.下列函数中,定义域是R 且为增函数的是( ) A .y =e -xB .y =x 3C .y =ln xD .y =|x |答案 B解析 由所给选项知只有y =x 3的定义域是R 且为增函数,故选B.2.若函数y =ax +1在[1,2]上的最大值与最小值的差为2,则实数a 的值是( ) A .2 B .-2 C .2或-2 D .0 答案 C解析 当a >0时,由题意得2a +1-(a +1)=2,即a =2;当a <0时,a +1-(2a +1)=2,即a =-2,所以a =±2,故选C.3.(2016·广州模拟)函数y =x 2+2x -3(x >0)的单调增区间为________. 答案 (0,+∞)解析 函数的对称轴为x =-1,又x >0, 所以函数f (x )的单调增区间为(0,+∞).4.(教材改编)已知函数f (x )=x 2-2ax -3在区间[1,2]上是增函数,则实数a 的取值范围为________________________________________________________________________. 答案 (-∞,1]解析 函数f (x )=x 2-2ax -3的图象开口向上,对称轴为直线x =a ,画出草图如图所示.由图象可知函数f (x )的单调递增区间是[a ,+∞), 由[1,2]⊆[a ,+∞),可得a ≤1. 5.(教材改编)已知函数f (x )=2x -1,x ∈[2,6],则f (x )的最大值为________,最小值为________. 答案 2 25解析 可判断函数f (x )=2x -1在[2,6]上为减函数,所以f (x )max =f (2)=2,f (x )min =f (6)=25.题型一 确定函数的单调性(区间)命题点1 给出具体解析式的函数的单调性例1 (1)函数f (x )=log 12(x 2-4)的单调递增区间是( )A .(0,+∞)B .(-∞,0)C .(2,+∞)D .(-∞,-2)(2)y =-x 2+2|x |+3的单调递增区间为________. 答案 (1)D (2)(-∞,-1],[0,1]解析 (1)因为y =log 12t ,t >0在定义域上是减函数,所以求原函数的单调递增区间,即求函数t =x 2-4的单调递减区间,结合函数的定义域,可知所求区间为(-∞,-2).(2)由题意知,当x ≥0时,y =-x 2+2x +3=-(x -1)2+4;当x <0时,y =-x 2-2x +3=-(x +1)2+4,二次函数的图象如图.由图象可知,函数y =-x 2+2|x |+3在(-∞,-1],[0,1]上是增函数. 命题点2 解析式含参数的函数的单调性例2 已知函数f (x )=axx 2-1(a >0),用定义法判断函数f (x )在(-1,1)上的单调性.解 设-1<x 1<x 2<1, 则f (x 1)-f (x 2)=ax 1x 21-1-ax 2x 22-1=ax 1x 22-ax 1-ax 2x 21+ax 2(x 21-1)(x 22-1)=a (x 2-x 1)(x 1x 2+1)(x 21-1)(x 22-1)∵-1<x 1<x 2<1,∴x 2-x 1>0,x 1x 2+1>0,(x 21-1)(x 22-1)>0.又∵a >0,∴f (x 1)-f (x 2)>0, ∴函数f (x )在(-1,1)上为减函数. 引申探究如何用导数法求解例2?解 f ′(x )=a ·(x 2-1)-ax ·2x (x 2-1)2=-a (x 2+1)(x 2-1)2,∵a >0,∴f ′(x )<0在(-1,1)上恒成立, 故函数f (x )在(-1,1)上为减函数.思维升华 确定函数单调性的方法:(1)定义法和导数法,证明函数单调性只能用定义法和导数法;(2)复合函数法,复合函数单调性的规律是“同增异减”;(3)图象法,图象不连续的单调区间不能用“∪”连接.(1)已知函数f (x )=x 2-2x -3,则该函数的单调递增区间为( )A .(-∞,1]B .[3,+∞)C .(-∞,-1]D .[1,+∞)(2)函数f (x )=(3-x 2)e x 的单调递增区间是( ) A .(-∞,0) B .(0,+∞)C .(-3,1)D .(-∞,-3)和(1,+∞)答案 (1)B (2)C解析 (1)设t =x 2-2x -3,则t ≥0,即x 2-2x -3≥0,解得x ≤-1或x ≥3.所以函数的定义域为(-∞,-1]∪[3,+∞).因为函数t =x 2-2x -3的图象的对称轴为x =1, 所以函数t 在(-∞,-1]上单调递减, 在[3,+∞)上单调递增.所以函数f (x )的单调递增区间为[3,+∞).(2)f ′(x )=-2x ·e x +e x (3-x 2)=e x (-x 2-2x +3)=e x [-(x +3)(x -1)].当-3<x <1时,f ′(x )>0,所以函数y =(3-x 2)e x 的单调递增区间是(-3,1),故选C. 题型二 函数的最值例3 (1)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x ,x ≥1,-x 2+2,x <1的最大值为________.答案 2解析 当x ≥1时,函数f (x )=1x 为减函数,所以f (x )在x =1处取得最大值,为f (1)=1;当x <1时,易知函数f (x )=-x 2+2在x =0处取得最大值,为f (0)=2. 故函数f (x )的最大值为2.(2)已知f (x )=x 2+2x +ax ,x ∈[1,+∞),且a ≤1.①当a =12时,求函数f (x )的最小值;②若对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立,试求实数a 的取值范围. 解 ①当a =12时,f (x )=x +12x+2,又x ∈[1,+∞),所以f ′(x )=1-12x 2>0,即f (x )在[1,+∞)上是增函数,所以f (x )min =f (1)=1+12×1+2=72.②f (x )=x +ax+2,x ∈[1,+∞).(ⅰ)当a ≤0时,f (x )在[1,+∞)内为增函数. 最小值为f (1)=a +3.要使f (x )>0在x ∈[1,+∞)上恒成立,只需a +3>0, 所以-3<a ≤0.(ⅱ)当0<a ≤1时,f ′(x )=1-ax2,因为x ∈[1,+∞),所以f ′(x )≥0,即f (x )在[1,+∞)上为增函数, 所以f (x )min =f (1)=a +3, 即a +3>0,a >-3,所以0<a ≤1.综上所述,f (x )在[1,+∞)上恒大于零时, a 的取值范围是(-3,1].思维升华 求函数最值的五种常用方法及其思路(1)单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求最值.(2)图象法:先作出函数的图象,再观察其最高点、最低点,求出最值.(3)基本不等式法:先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后用基本不等式求出最值.(4)导数法:先求导,然后求出在给定区间上的极值,最后结合端点值,求出最值. (5)换元法:对比较复杂的函数可通过换元转化为熟悉的函数,再用相应的方法求最值.(1)函数y =x +x -1的最小值为________.(2)函数f (x )=x 2+8x -1(x >1)的最小值为________.答案 (1)1 (2)8解析 (1)易知函数y =x +x -1在[1,+∞)上为增函数,∴x =1时,y min =1.(本题也可用换元法求解)(2)方法一 (基本不等式法)f (x )=x 2+8x -1=(x -1)2+2(x -1)+9x -1=(x -1)+9x -1+2≥2(x -1)·9x -1+2=8,当且仅当x -1=9x -1,即x =4时,f (x )min =8.方法二 (导数法)f ′(x )=(x -4)(x +2)(x -1)2,令f ′(x )=0,得x =4或x =-2(舍去). 当1<x <4时,f ′(x )<0, f (x )在(1,4)上是递减的; 当x >4时,f ′(x )>0, f (x )在(4,+∞)上是递增的,所以f (x )在x =4处取到极小值也是最小值, 即f (x )min =f (4)=8.题型三 函数单调性的应用 命题点1 比较大小例4 已知函数f (x )的图象向左平移1个单位后关于y 轴对称,当x 2>x 1>1时,[f (x 2)-f (x 1)]·(x 2-x 1)<0恒成立,设a =f (-12),b =f (2),c =f (3),则a ,b ,c 的大小关系为( )A .c >a >bB .c >b >aC .a >c >bD .b >a >c 答案 D解析 根据已知可得函数f (x )的图象关于直线x =1对称,且在(1,+∞)上是减函数,因为a =f (-12)=f (52),且2<52<3,所以b >a >c .命题点2 解函数不等式例5 (2017·珠海月考)定义在R 上的奇函数y =f (x )在(0,+∞)上递增,且f (12)=0,则满足f (log19x )>0的x 的集合为________________.答案 {x |0<x <13或1<x <3}解析 由题意知f (12)=0,f (-12)=0,由f (log 19x )>0,得log 19x >12,或-12<log 19x <0,解得0<x <13或1<x <3.命题点3 求参数范围例6 (1)如果函数f (x )=ax 2+2x -3在区间(-∞,4)上是单调递增的,则实数a 的取值范围是( ) A .a >-14B .a ≥-14C .-14≤a <0D .-14≤a ≤0(2)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(2-a )x +1,x <1,a x ,x ≥1满足对任意x 1≠x 2,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0成立,那么a 的取值范围是________. 答案 (1)D (2)[32,2)解析 (1)当a =0时,f (x )=2x -3,在定义域R 上是单调递增的,故在(-∞,4)上单调递增; 当a ≠0时,二次函数f (x )的对称轴为x =-1a ,因为f (x )在(-∞,4)上单调递增, 所以a <0,且-1a ≥4,解得-14≤a <0.综合上述得-14≤a ≤0.(2)由已知条件得f (x )为增函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧2-a >0,a >1,(2-a )×1+1≤a ,解得32≤a <2,所以a 的取值范围是[32,2).思维升华 函数单调性应用问题的常见类型及解题策略(1)比较大小.比较函数值的大小,应将自变量转化到同一个单调区间内,然后利用函数的单调性解决.(2)解不等式.在求解与抽象函数有关的不等式时,往往是利用函数的单调性将“f ”符号脱掉,使其转化为具体的不等式求解.此时应特别注意函数的定义域. (3)利用单调性求参数.①视参数为已知数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参数;②需注意若函数在区间[a ,b ]上是单调的,则该函数在此区间的任意子集上也是单调的; ③分段函数的单调性,除注意各段的单调性外,还要注意衔接点的取值.(1)(2016·太原模拟)已知函数f (x )=x (e x -1ex ),若f (x 1)<f (x 2),则( )A .x 1>x 2B .x 1+x 2=0C .x 1<x 2D .x 21<x 22(2)(2016·西安模拟)要使函数y =2x +kx -2与y =log 3(x -2)在(3,+∞)上具有相同的单调性,则实数k 的取值范围是________. 答案 (1)D (2)(-∞,-4) 解析 (1)f (-x )=-x (1e x -e x )=f (x ),∴f (x )在R 上为偶函数, f ′(x )=e x -1e x +x (e x +1ex ),∴x >0时,f ′(x )>0,∴f (x )在[0,+∞)上为增函数, 由f (x 1)<f (x 2),得f (|x 1|)<f (|x 2|),∴|x 1|<|x 2|,∴x 21<x 22.(2)由于y =log 3(x -2)的定义域为(2,+∞),且为增函数, 故函数y =log 3(x -2)在(3,+∞)上是增函数. 又函数y =2x +k x -2=2(x -2)+4+k x -2=2+4+k x -2,因其在(3,+∞)上是增函数,故4+k <0,得k <-4.1.解抽象函数不等式典例(12分)函数f(x)对任意的m、n∈R,都有f(m+n)=f(m)+f(n)-1,并且x>0时,恒有f(x)>1.(1)求证:f(x)在R上是增函数;(2)若f(3)=4,解不等式f(a2+a-5)<2.思维点拨(1)对于抽象函数的单调性的证明,只能用定义.应该构造出f(x2)-f(x1)并与0比较大小.(2)将函数不等式中的抽象函数符号“f”运用单调性“去掉”是本题的切入点.要构造出f(M)<f(N)的形式.规范解答(1)证明设x1,x2∈R且x1<x2,则x2-x1>0,∵当x>0时,f(x)>1,∴f(x2-x1)>1.[2分]f(x2)=f[(x2-x1)+x1]=f(x2-x1)+f(x1)-1,[4分]∴f(x2)-f(x1)=f(x2-x1)-1>0⇒f(x1)<f(x2),∴f(x)在R上为增函数.[6分](2)解∵m,n∈R,不妨设m=n=1,∴f(1+1)=f(1)+f(1)-1⇒f(2)=2f(1)-1,[8分]f(3)=4⇒f(2+1)=4⇒f(2)+f(1)-1=4⇒3f(1)-2=4,∴f(1)=2,∴f(a2+a-5)<2=f(1),[10分]∵f(x)在R上为增函数,∴a2+a-5<1⇒-3<a<2,即a∈(-3,2).[12分]解函数不等式问题的一般步骤:第一步:(定性)确定函数f(x)在给定区间上的单调性;第二步:(转化)将函数不等式转化为f(M)<f(N)的形式;第三步:(去f)运用函数的单调性“去掉”函数的抽象符号“f”,转化成一般的不等式或不等式组;第四步:(求解)解不等式或不等式组确定解集;第五步:(反思)反思回顾.查看关键点,易错点及解题规范.1.(2016·北京东城区模拟)下列函数中,在区间(1,+∞)上是增函数的是( )A .y =-x +1B .y =11-xC .y =-(x -1)2D .y =31-x 答案 B解析 A 中,函数在(1,+∞)上为减函数,C 中,函数在(1,+∞)上为减函数,D 中,函数在(1,+∞)上为减函数.2.(2016·长春二模)已知函数f (x )=|x +a |在(-∞,-1)上是单调函数,则a 的取值范围是( )A .(-∞,1]B .(-∞,-1]C .[-1,+∞)D .[1,+∞) 答案 A解析 因为函数f (x )在(-∞,-a )上是单调函数,所以-a ≥-1,解得a ≤1.故选A.3.已知函数y =log 2(ax -1)在(1,2)上单调递增,则实数a 的取值范围是( )A .(0,1]B .[1,2]C .[1,+∞)D .[2,+∞) 答案 C解析 要使y =log 2(ax -1)在(1,2)上单调递增,则a >0且a -1≥0,即a ≥1.4.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a x ,x >1,(4-a 2)x +2,x ≤1是R 上的单调递增函数,则实数a 的取值范围是( ) A .(1,+∞)B .[4,8)C .(4,8)D .(1,8) 答案 B 解析 由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧ a >1,4-a 2>0,a ≥(4-a 2)+2,解得4≤a <8.5.(2016·兰州模拟)已知函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的函数,且在该区间上单调递增,则满足f (2x -1)<f (13)的x 的取值范围是()A .(13,23) B .[13,23) C .(12,23) D .[12,23) 答案 D 解析 由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -1≥0,2x -1<13,即12≤x <23. 6.定义新运算 :当a ≥b 时,a b =a ;当a <b 时,a b =b 2,则函数f (x )=(1 x )x -(2 x ),x ∈[-2,2]的最大值等于( )A .-1B .1C .6D .12答案 C解析 由已知得,当-2≤x ≤1时,f (x )=x -2,当1<x ≤2时,f (x )=x 3-2.∵f (x )=x -2,f (x )=x 3-2在定义域内都为增函数,∴f (x )的最大值为f (2)=23-2=6.7.函数f (x )=⎝⎛⎭⎫13x -log 2(x +2)在区间[-1,1]上的最大值为________.答案 3解析 由于y =⎝⎛⎭⎫13x 在R 上递减,y =log 2(x +2)在[-1,1]上递增,所以f (x )在[-1,1]上单调递减,故f (x )在[-1,1]上的最大值为f (-1)=3.8.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 1,x >0,0,x =0,-1,x <0,g (x )=x 2f (x -1),则函数g (x )的递减区间是________. 答案 [0,1)解析 由题意知g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x 2,x >1,0,x =1,-x 2,x <1,函数的图象如图所示,其递减区间为[0,1).9.若函数f (x )=|2x +a |的单调递增区间是[3,+∞),则a =________.答案 -6解析 f (x )=|2x +a |=⎩⎨⎧ 2x +a ,x ≥-a 2,-2x -a ,x <-a 2.∵函数的单调递增区间为[-a 2,+∞), ∴-a 2=3,∴a =-6. *10.(2016·石家庄调研)已知a >0且a ≠1,设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -2,x ≤3,2+log a x ,x >3的最大值为1,则a 的取值范围为________.答案 [13,1) 解析 f (x )在(-∞,3]上是增函数,则f (x )max =1.∵f (x )在R 上的最大值为1,∴0<a <1,且2+log a 3≤1,解得13≤a <1, ∴a 的取值范围是[13,1). 11.已知函数f (x )=1a -1x(a >0,x >0). (1)求证:f (x )在(0,+∞)上是增函数;(2)若f (x )在[12,2]上的值域是[12,2],求a 的值. (1)证明 任取x 1>x 2>0,则f (x 1)-f (x 2)=1a -1x 1-1a +1x 2=x 1-x 2x 1x 2,∵x 1>x 2>0, ∴x 1-x 2>0,x 1x 2>0,∴f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2),∴f (x )在(0,+∞)上是增函数.(2)解 由(1)可知,f (x )在[12,2]上为增函数, ∴f (12)=1a -2=12,f (2)=1a -12=2, 解得a =25. 12.已知f (x )是定义在(0,+∞)上的减函数,且满足f (x )+f (y )=f (xy ).(1)求证:f (x )-f (y )=f (x y); (2)若f (4)=-4,解不等式f (x )-f (1x -12)≥-12. (1)证明 由条件f (x )+f (y )=f (xy )可得f (x y )+f (y )=f (x y·y )=f (x ), 所以f (x )-f (y )=f (x y). (2)解 因为f (4)=-4,所以f (4)+f (4)=f (16)=-8,f (4)+f (16)=f (64)=-12.由(1)可得f (x )-f (1x -12)=f (x (x -12)), 又f (x )是定义在(0,+∞)上的减函数,⎩⎪⎨⎪⎧x >0,1x -12>0⇒x >12, 由f (x )-f (1x -12)≥-12, 即f (x (x -12))≥f (64),所以x (x -12)≤64.所以x 2-12x -64=(x -16)(x +4)≤0,得-4≤x ≤16,又x >12,所以x ∈(12,16].故原不等式的解集为{x |12<x ≤16}.*13.已知函数f (x )=lg(x +a x-2),其中a 是大于0的常数. (1)求函数f (x )的定义域;(2)当a ∈(1,4)时,求函数f (x )在[2,+∞)上的最小值;(3)若对任意x ∈[2,+∞)恒有f (x )>0,试确定a 的取值范围.解 (1)由x +a x -2>0,得x 2-2x +a x>0, 当a >1时,x 2-2x +a >0恒成立,定义域为(0,+∞);当a =1时,定义域为{x |x >0且x ≠1};当0<a <1时,定义域为{x |0<x <1-1-a 或x >1+1-a }.(2)设g (x )=x +a x-2, 当a ∈(1,4),x ∈[2,+∞)时,g ′(x )=1-a x 2=x 2-a x 2>0恒成立, 所以g (x )=x +a x-2在[2,+∞)上是增函数. 所以f (x )=lg ⎝⎛⎭⎫x +a x -2在[2,+∞)上是增函数. 所以f (x )=lg ⎝⎛⎭⎫x +a x -2在[2,+∞)上的最小值为f (2)=lg a 2. (3)对任意x ∈[2,+∞)恒有f (x )>0,即x +a x-2>1对x ∈[2,+∞)恒成立. 所以a >3x -x 2,令h (x )=3x -x 2,而h (x )=3x -x 2=-⎝⎛⎭⎫x -322+94在[2,+∞)上是减函数,所以h (x )max =h (2)=2,所以a >2.。
2022高考理数复习资料讲义:第2章 函数概念与基础初等函数 第2讲
第2讲函数的单调性与最值[考纲解读] 1掌握求函数单调性与单调区间的求解方法,并能利用函数的单调性求最值.重点2理解函数的单调性、最大值、最小值及其几何意义.重点3能够运用函数图象理解和研究函数的性质.难点[考向预测] 从近三年高考情况来看,本讲是高考中的一个热点.预测2022年高考将主要考查函数单调性的应用、比较大小、函数最值的求解、根据函数的单调性求参数的取值范围等问题1.函数的单调性1增函数、减函数2单调区间的定义如果函数y=f在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数y=f在这一区间具有严格的f-2=2-=a=2.函数y=-的最小值为________.答案解析令t=,则t≥0且=t2+1,所以y=t2+1-t=2+,t≥0,所以当t=时,y min=3.函数y=的值域为________.答案解析y===2+,由∈R得2-+1=2+∈,所以∈,所以y=的值域是4.2022·石家庄模拟对于任意实数a,b,定义min{a,b}=设函数f=-+3,g=log2,则函数h=min{f,g}的最大值是________.答案 1解析解法一:在同一坐标系中,作函数f,g的图象,依题意,h的图象如图所示.易知点A2,1为图象的最高点,因此h的最大值为h2=1解法二:依题意,h=当0<≤2时,h=log2是增函数,当>2时,h=3-是减函数,所以h在=2时取得最大值h2=1条件探究1 将举例说明1中“f=-+”改为“f=--”,其他条件不变,如何解答解f=--在[-2,-1]上是减函数,在上是增函数,且f-2=,f=,所以f ma=条件探究2 将举例说明2中“y=-”改为“y=+”,其他条件不变,如何解答解由1-2≥0可得-1≤≤1可令=cosθ,θ∈[0,π],则y=cosθ+sinθ=sin,θ∈[0,π],所以-1≤y≤,故所求函数的最小值是-1条件探究3 将举例说明3中“y=”改为“y=”,其他条件不变,如何解答解由y=得2=,由2≥0知≥0,解得-1<y≤1,故所求函数的值域为-1,1].求函数的最值或值域的常用方法1单调性法:若所给函数为单调函数,可根据函数的单调性求值域.如举例说明12有界性法:利用代数式的有界性如2≥0,≥0,2>0,-1≤sin≤1等确定函数的值域.3数形结合法:若函数解析式的几何意义较明显如距离、斜率等或函数图象易作出,可用数形结合法求函数的值域或最值.如举例说明44换元法:形如求y=+c+dac≠0的函数的值域或最值,常用代数换元法、三角换元法结合题目条件将原函数转化为熟悉的函数,再利用函数的相关性质求解.如举例说明25分离常数法:形如求y=ac≠0的函数的值域或最值常用分离常数法求解.如举例说明3另外,基本不等式法、导数法求函数值域或最值也是常用方法,在后面章节中有重点讲述.1.已知函数f=a+log a a>0,且a≠1在[1,2]上的最大值与最小值之和为log a2+6,则a的值为________.答案2解析因为f=a+log a a>0且a≠1在[1,2]上为单调函数,所以由题意可得f1+f2=a+a2+log a2=log a2+6,所以a+a2=6,解得a=2或a=-3舍去,所以a=22.已知定义在D=[-4,4]上的函数f=对任意∈D,存在1,2∈D,使得f1≤f≤f2,则|1-2|的最大值与最小值之和为________.答案9解析作出函数f的图象如图所示,由任意∈D,f1≤f≤f2知,f1,f2分别为f的最小值和最大值,由图可知|1-2|ma=8,|1-2|min=1,所以|1-2|的最大值与最小值之和为9题型函数单调性的应用角度1 比较函数值的大小1.已知函数f的图象向左平移1个单位后关于y轴对称,当2>1>1时,[f2-f1]2-1<0恒成立,设a=f,b=f2,c=f3,则a,b,c的大小关系为A.c>a>b B.c>b>a C.a>c>b D.b>a>c答案D解析根据已知可得函数f的图象关于直线=1对称,且在1,+∞上是减函数,所以a=f=f,且2<<3,所以b>a>c 角度2 解不等式2.已知函数f=则不等式f1-2>f2的的取值范围是A.0,-1B.-1,+1C.0,+1D.-1,-1答案D解析作出函数f的图象如图所示.则不等式f1-2>f2等价于或解得-1<<-1角度3 求参数的值或取值范围3.已知函数f=对于任意1≠2都有<0成立,则实数a的取值范围是A.1,3]B.1,3C.1,2]D.1,2答案C解析根据题意,由<0,易知函数f为R上的单调递减函数,则解得1<a≤函数单调性应用问题的常见类型及解题策略1比较大小.如举例说明12解不等式.利用函数的单调性将“f”符号脱掉,转化为具体的不等式求解,应注意函数的定义域.如举例说明2 3利用单调性求参数①依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较;②需注意:若函数在区间[a,b]上是单调的,则该函数在此区间的任意子集上也是单调的;③分段函数的单调性,除注意各段的单调性外,还要注意衔接点的取值.如举例说明31.2022·郑州模拟函数y=在-1,+∞上单调递增,则a 的取值范围是A.a=-3B.a<3C.a≤-3D.a≥-3答案C解析y===1+,所以当a-3<0时,y=的单调递增区间是-∞,a+2,a+2,+∞;当a-3≥0时不符合题意.又因为y=在-1,+∞上单调递增,所以-1,+∞≤a+2,+∞,所以a+2≤-1,即a≤-3,综上知,a的取值范围是-∞,-3].2.2022·河南百校联盟质检已知f=2-2-,a=,b=,c =log2,则fa,fb,fc的大小顺序为A.fb<fa<fc B.fc<fb<faC.fc<fa<fb D.fb<fc<fa答案B解析a==>>1,c=log2<0,所以c<b<a因为f=2-2-=2-在R上单调递增,所以fc<fb<fa.3.已知函数f的定义域为R,对任意1<2,都有f1-f2<1-2,且f-3=-4,则不等式f log|3-1|>log|3-1|-1的解集为A.2,+∞B.-∞,2C.0,1∪1,2 D.-∞,0∪0,2答案D解析由对任意1<2,都有f1-f2<1-2,得f1-1<f2-2令g=f-,则有对任意1<2,都有g1<g2,所以g在R上单调递增,因为f-3=-4,所以g-3=f-3--3=-1,所以f log|3-1|>log|3-1|-1等价于g log|3-1|>g-3,所以log|3-1|>-3=log8,所以0<|3-1|<8,解得<2且≠0,故所求不等式的解集是-∞,0∪0,2.11。
