高中数学第一章集合与函数概念13函数的基本性质131单调性与最大(小)值(2)课后训练2新人教A版1!
高中数学知识点总结及练习

必修1知识点 第一章 集合与函数概念【1.1.1】集合的含义与表示(1)集合的概念集合中的元素具有确定性、互异性和无序性. (2)常用数集及其记法N 表示自然数集,N *或N +表示正整数集,Z 表示整数集,Q 表示有理数集,R 表示实数集.(3)集合与元素间的关系对象a 与集合M 的关系是a M ∈,或者a M ∉,两者必居其一. (4)集合的表示法①自然语言法:用文字叙述的形式来描述集合.②列举法:把集合中的元素一一列举出来,写在大括号内表示集合. ③描述法:{x |x 具有的性质},其中x 为集合的代表元素. ④图示法:用数轴或韦恩图来表示集合. (5)集合的分类①含有有限个元素的集合叫做有限集.②含有无限个元素的集合叫做无限集.③不含有任何元素的集合叫做空集(∅).【1.1.2】集合间的基本关系(6)子集、真子集、集合相等(7)已知集合A 有(1)n n ≥个元素,则它有2n个子集,它有21n-个真子集,它有21n -个非空子集,它有22n-非空真子集.【1.1.3】集合的基本运算(8)交集、并集、补集 BA A = ∅=∅B A ⊆ B B ⊆ B{x A A = A ∅= B A ⊇ B B ⊇A {|x x ()U A =∅ð ()U A U =ð【补充知识】含绝对值的不等式与一元二次不等式的解法(1)含绝对值的不等式的解法2)一元二次不等式的解法()()()U U A B A B =痧?()()()U U A B A B =痧?〖1.2〗函数及其表示 【1.2.1】函数的概念(1)函数的概念①设A 、B 是两个非空的数集,如果按照某种对应法则f,对于集合A 中任何一个数x ,在集合B 中都有唯一确定的数()f x 和它对应,那么这样的对应(包括集合A ,B 以及A 到B 的对应法则f)叫做集合A 到B 的一个函数,记作:f A B →.②函数的三要素:定义域、值域和对应法则.③只有定义域相同,且对应法则也相同的两个函数才是同一函数. (2)求函数的定义域时,一般遵循以下原则:①()f x 是整式时,定义域是全体实数.②()f x 是分式函数时,定义域是使分母不为零的一切实数.③()f x 是偶次根式时,定义域是使被开方式为非负值时的实数的集合.④对数函数的真数大于零,当对数或指数函数的底数中含变量时,底数须大于零且不等于1. ⑤tan y x =中,()2x k k Z ππ≠+∈.⑥零(负)指数幂的底数不能为零. ⑦若()f x 是由有限个基本初等函数的四则运算而合成的函数时,则其定义域一般是各基本初等函数的定义域的交集.⑧对于求复合函数定义域问题,一般步骤是:若已知()f x 的定义域为[,]a b ,其复合函数[()]f g x 的定义域应由不等式()a g x b ≤≤解出.⑨对于含字母参数的函数,求其定义域,根据问题具体情况需对字母参数进行分类讨论. ⑩由实际问题确定的函数,其定义域除使函数有意义外,还要符合问题的实际意义. (4)求函数的值域或最值求函数最值的常用方法和求函数值域的方法基本上是相同的.事实上,如果在函数的值域中存在一个最小(大)数,这个数就是函数的最小(大)值.因此求函数的最值与值域,其实质是相同的,只是提问的角度不同.求函数值域与最值的常用方法:①观察法:对于比较简单的函数,我们可以通过观察直接得到值域或最值.②配方法:将函数解析式化成含有自变量的平方式与常数的和,然后根据变量的取值范围确定函数的值域或最值.③判别式法:若函数()y f x =可以化成一个系数含有y 的关于x 的二次方程2()()()0a y x b y x c y ++=,则在()0a y ≠时,由于,x y 为实数,故必须有2()4()()0b y a y c y ∆=-⋅≥,从而确定函数的值域或最值.④不等式法:利用基本不等式确定函数的值域或最值.⑤换元法:通过变量代换达到化繁为简、化难为易的目的,三角代换可将代数函数的最值问题转化为三角函数的最值问题.⑥反函数法:利用函数和它的反函数的定义域与值域的互逆关系确定函数的值域或最值. ⑦数形结合法:利用函数图象或几何方法确定函数的值域或最值. ⑧函数的单调性法.【1.2.2】函数的表示法(5)函数的表示方法表示函数的方法,常用的有解析法、列表法、图象法三种.解析法:就是用数学表达式表示两个变量之间的对应关系.列表法:就是列出表格来表示两个变量之间的对应关系.图象法:就是用图象表示两个变量之间的对应关系. (6)映射的概念①设A 、B 是两个集合,如果按照某种对应法则f,对于集合A 中任何一个元素,在集合B 中都有唯一的元素和它对应,那么这样的对应(包括集合A ,B 以及A 到B 的对应法则f )叫做集合A 到B 的映射,记作:f A B →.②给定一个集合A 到集合B 的映射,且,a A b B ∈∈.如果元素a 和元素b 对应,那么我们把元素b 叫做元素a 的象,元素a 叫做元素b 的原象.〖1.3〗函数的基本性质【1.3.1】单调性与最大(小)值(1)函数的单调性①定义及判定方法②在公共定义域内,两个增函数的和是增函数,两个减函数的和是减函数,增函数减去一个减函数为增函数,减函数减去一个增函数为减函数. ③对于复合函数[()]y f g x =,令()u g x =,若()y f u =为增,()u g x =为增,则[()]y f g x =为增;若()y f u =为减,()u g x =为减,则[()]y f g x =为增;若()y f u =为增,()u g x =为减,则[()]y f g x =为减;若()y f u =为减,()u g x =为增,则[()]y f g x =为减.【1.3.2】奇偶性(2)函数的奇偶性①定义及判定方法②若函数()f x 为奇函数,且在0x =处有定义,则(0)0f =.③奇函数在y 轴两侧相对称的区间增减性相同,偶函数在y 轴两侧相对称的区间增减性相反.④在公共定义域内,两个偶函数(或奇函数)的和(或差)仍是偶函数(或奇函数),两个偶函数(或奇函数)的积(或商)是偶函数,一个偶函数与一个奇函数的积(或商)是奇函数.〖补充知识〗函数的图象(1)作图利用描点法作图:①确定函数的定义域; ②化解函数解析式;③讨论函数的性质(奇偶性、单调性); ④画出函数的图象. 利用基本函数图象的变换作图:要准确记忆一次函数、二次函数、反比例函数、指数函数、对数函数、幂函数、三角函数等各种基本初等函数的图象. ①平移变换0,0,|()()h h h h y f x y f x h ><=−−−−−−−→=+左移个单位右移|个单位0,0,|()()k k k k y f x y f x k ><=−−−−−−−→=+上移个单位下移|个单位②伸缩变换01,1,()()y f x y f x ωωω<<>=−−−−→=伸缩 01,1,()()A A y f x y Af x <<>=−−−−→=缩伸③对称变换()()x y f x y f x =−−−→=-轴()()y y f x y f x =−−−→=-轴 ()()y f x y f x =−−−→=--原点1()()y x y f x y f x -==−−−−→=直线 ()(||)y y y y f x y f x =−−−−−−−−−−−−−−−→=去掉轴左边图象保留轴右边图象,并作其关于轴对称图象()|()|x x y f x y f x =−−−−−−−−−→=保留轴上方图象将轴下方图象翻折上去(2)识图对于给定函数的图象,要能从图象的左右、上下分别范围、变化趋势、对称性等方面研究函数的定义域、值域、单调性、奇偶性,注意图象与函数解析式中参数的关系. (3)用图函数图象形象地显示了函数的性质,为研究数量关系问题提供了“形”的直观性,它是探求解题途径,获得问题结果的重要工具.要重视数形结合解题的思想方法.第二章 基本初等函数(Ⅰ) 【2.1.1】指数与指数幂的运算(1)根式的概念①如果,,,1nxa a R x R n =∈∈>,且n N +∈,那么x 叫做a 的n 次方根.当n 是奇数时,a 的n 次方n 是偶数时,正数a 的正的n n 次方根用符号表示;0的n 次方根是0;负数a 没有n 次方根.n 叫做根指数,a 叫做被开方数.当n 为奇数时,a 为任意实数;当n 为偶数时,0a ≥.③根式的性质:n a =;当n a =;当n 为偶数时, (0)|| (0)a a a a a ≥⎧==⎨-<⎩.(2)分数指数幂的概念①正数的正分数指数幂的意义是:0,,,m naa m n N +=>∈且1)n >.0的正分数指数幂等于0.②正数的负分数指数幂的意义是:1()0,,,m mnnaa m n N a -+==>∈且1)n >.0的负分数指数幂没有意义. 注意口诀:底数取倒数,指数取相反数. (3)分数指数幂的运算性质①(0,,)rs r s aa a a r s R +⋅=>∈ ②()(0,,)r s rs a a a r s R =>∈③()(0,0,)rr r ab a b a b r R =>>∈【2.1.2】指数函数及其性质(4)指数函数〖2.2〗对数函数【2.2.1】对数与对数运算(1)对数的定义①若(0,1)xa N a a =>≠且,则x 叫做以a 为底N 的对数,记作log a xN =,其中a 叫做底数,N叫做真数.②负数和零没有对数. ③对数式与指数式的互化:log (0,1,0)x a x N a N a a N =⇔=>≠>.(2)几个重要的对数恒等式log 10a =,log 1a a =,log b a a b =.(3)常用对数与自然对数常用对数:lg N ,即10log N ;自然对数:ln N ,即log e N (其中 2.71828e =…).(4)对数的运算性质 如果0,1,0,0aa M N >≠>>,那么①加法:log log log ()aa a M N MN += ②减法:log log log a a aMM N N-=③数乘:log log ()n aa n M M n R =∈ ④log a N a N =⑤loglog (0,)bn a anM M b n R b=≠∈ ⑥换底公式:log log (0,1)log b a b N N b b a =>≠且 【2.2.2】对数函数及其性质(5)对数函数〖2.3〗幂函数(1)幂函数的定义一般地,函数y xα=叫做幂函数,其中x为自变量,α是常数.(2)幂函数的图象(3)幂函数的性质①图象分布:幂函数图象分布在第一、二、三象限,第四象限无图象.幂函数是偶函数时,图象分布在第一、二象限(图象关于y轴对称);是奇函数时,图象分布在第一、三象限(图象关于原点对称);是非奇非偶函数时,图象只分布在第一象限.②过定点:所有的幂函数在(0,)+∞都有定义,并且图象都通过点(1,1).③单调性:如果0α>,则幂函数的图象过原点,并且在[0,)+∞上为增函数.如果0α<,则幂函数的图象在(0,)+∞上为减函数,在第一象限内,图象无限接近x轴与y轴.④奇偶性:当α为奇数时,幂函数为奇函数,当α为偶数时,幂函数为偶函数.当qpα=(其中,p q互质,p和q Z∈),若p为奇数q为奇数时,则qpy x=是奇函数,若p为奇数q为偶数时,则qpy x=是偶函数,若p为偶数q为奇数时,则qpy x=是非奇非偶函数.⑤图象特征:幂函数,(0,)y x xα=∈+∞,当1α>时,若01x<<,其图象在直线y x=下方,若1x>,其图象在直线y x=上方,当1α<时,若01x<<,其图象在直线y x=上方,若1x>,其图象在直线y x=下方.〖补充知识〗二次函数(1)二次函数解析式的三种形式①一般式:2()(0)f x ax bx c a=++≠②顶点式:2()()(0)f x a x h k a=-+≠③两根式:12()()()(0)f x a x x x x a=--≠(2)求二次函数解析式的方法①已知三个点坐标时,宜用一般式.②已知抛物线的顶点坐标或与对称轴有关或与最大(小)值有关时,常使用顶点式.③若已知抛物线与x轴有两个交点,且横线坐标已知时,选用两根式求()f x更方便.(3)二次函数图象的性质①二次函数2()(0)f x ax bx c a=++≠的图象是一条抛物线,对称轴方程为,2bxa=-顶点坐标是24(,)24b ac ba a--.②当0a>时,抛物线开口向上,函数在(,]2ba-∞-上递减,在[,)2ba-+∞上递增,当2bxa=-时,2min4()4ac bf xa-=;当0a<时,抛物线开口向下,函数在(,]2ba-∞-上递增,在[,)2ba-+∞上递减,当2bxa=-时,2max4()4ac bf xa-=.③二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠当240b ac ∆=->时,图象与x 轴有两个交点11221212(,0),(,0),||||||M x M x M M x x a =-=. (5)二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠在闭区间[,]p q 上的最值:要讨论对称轴与定义域区间的位置。
2014秋入学高中数学必修一第一章_集合与函数概念分节详解及练习

§1.1.1 集合的含义与表示¤知识要点:1. 把一些元素组成的总体叫作集合(set ),其元素具有三个特征,即确定性、互异性、无序性.2. 集合的表示方法有两种:列举法,即把集合的元素一一列举出来,并用花括号“{ }”括起来,基本形式为123{,,,,}n a a a a ⋅⋅⋅,适用于有限集或元素间存在规律的无限集. 描述法,即用集合所含元素的共同特征来表示,基本形式为{|()x A P x ∈},既要关注代表元素x ,也要把握其属性()P x ,适用于无限集.3. 通常用大写拉丁字母,,,A B C ⋅⋅⋅表示集合. 要记住一些常见数集的表示,如自然数集N ,正整数集*N 或N +,整数集Z ,有理数集Q ,实数集R . 4. 元素与集合之间的关系是属于(belong to )与不属于(not belong to ),分别用符号∈、∉表示,例如3N ∈,2N -∉.¤例题精讲:【例1】试分别用列举法和描述法表示下列集合:(1)由方程2(23)0x x x --=的所有实数根组成的集合; (2)大于2且小于7的整数.【例2】用适当的符号填空:已知{|32,}A x x k k Z ==+∈,{|61,}B x x m m Z ==-∈,则有: 17 A ; -5 A ; 17 B .【例3】试选择适当的方法表示下列集合:(1)一次函数3y x =+与26y x =-+的图象的交点组成的集合;(2)二次函数24y x =-的函数值组成的集合; (3)反比例函数2y x=的自变量的值组成的集合.*【例4】已知集合2{|1}2x aA a x +==-有唯一实数解,试用列举法表示集合A .§1.1.2 集合间的基本关系¤知识要点:1. 一般地,对于两个集合A 、B ,如果集合A 中的任意一个元素都是集合B 中的元素,则说两个集合有包含关系,其中集合A 是集合B 的子集(subset ),记作A B ⊆(或B A ⊇),读作“A 含于B ”(或“B 包含A ”).2. 如果集合A 是集合B 的子集(A B ⊆),且集合B 是集合A 的子集(B A ⊇),即集合A 与集合B 的元素是一样的,因此集合A 与集合B 相等,记作A B =.3. 如果集合A B ⊆,但存在元素x B ∈,且x A ∉,则称集合A 是集合B 的真子集(proper subset ),记作A ≠⊂B (或B ≠⊃A ).4. 不含任何元素的集合叫作空集(empty set ),记作∅,并规定空集是任何集合的子集.5. 性质:A A ⊆;若A B ⊆,B C ⊆,则A C ⊆;若A B A =,则A B ⊆;若A B A =,则B A ⊆. ¤例题精讲:【例1】用适当的符号填空:(1){菱形} {平行四边形}; {等腰三角形} {等边三角形}.(2)∅ 2{|20}x R x ∈+=; 0 {0}; ∅ {0}; N {0}.A BB A A B A B A . B .C .D .【例2】设集合1,,}22{|,{|n n x n n A x x B x =∈=+∈==Z}Z ,则下列图形能表示A 与B 关系的是( ).【例3】若集合{}{}2|60,|10M x x x N x ax =+-==-=,且N M ⊆,求实数a 的值.【例4】已知集合A ={a ,a +b ,a +2b },B ={a ,ax ,ax 2}. 若A =B ,求实数x 的值.§1.1.3 集合的基本运算(一)¤知识要点:集合的基本运算有三种,即交、并、补,学习时先理解概念,并掌握符号等,再结合解题的训练,而达到B (读作“B (读作“{|B x x ={|B x x =¤例题精讲:【例1】设集合,{|15},{|39},,()U U R A x x B x x A B A B ==-≤≤=<<求ð.\【例2】设{|||6}A x Z x =∈≤,{}{}1,2,3,3,4,5,6B C ==,求: (1)()ABC ; (2)()A A BC ð.【例3】已知集合{|24}A x x =-<<,{|}B x x m =≤,且A B A =,求实数m 的取值范围.【例4】已知全集*{|10,}U x x x N =<∈且,{2,4,5,8}A =,{1,3,5,8}B =,求()U C A B ,()U C AB ,()()U U C A C B , ()()U U C A C B ,并比较它们的关系.§1.1.3 集合的基本运算(二)¤知识要点:1. 含两个集合的Venn 图有四个区域,分别对应着这两个集合运算的结果. 我们需通过Venn 图理解和掌握各区域的集合运算表示,解决一类可用列举法表示的集合运算. 通过图形,我们还可以发现一些集合性质:()()()U U U C A B C A C B =,()()()U U U C A B C A C B =.2. 集合元素个数公式:()()()()n A B n A n B n A B =+-.3. 在研究集合问题时,常常用到分类讨论思想、数形结合思想等. 也常由新的定义考查创新思维. ¤例题精讲:【例1】设集合{}{}24,21,,9,5,1A a a B a a =--=--,若{}9AB =,求实数a 的值.【例2】设集合{|(3)()0,}A x x x a a R =--=∈,{|(4)(1)0}B x x x =--=,求AB , AB .(教材P 14B 组题2)【例3】设集合A ={x |240x x +=}, B ={x |222(1)10x a x a +++-=,a R ∈},若AB =B ,求实数a的值.【例4】对集合A 与B ,若定义{|,}A B x x A x B -=∈∉且,当集合*{|8,}A x x x N =≤∈,集合{|(2)(5)(6)0}B x x x x x =---=时,有A B -= .§1.2.1 函数的概念¤知识要点:1. 设A 、B 是非空的数集,如果按某个确定的对应关系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y 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(function ),记作y =()f x ,x A ∈.其中,x 叫自变量,x 的取值范围A 叫作定义域(domain ),与x 的值对应的y 值叫函数值,函数值的集合{()|}f x x A ∈叫值域(range ).2. 设a 、b 是两个实数,且a <b ,则:{x |a ≤x ≤b }=[a ,b ] 叫闭区间; {x |a <x <b }=(a ,b ) 叫开区间; {x |a ≤x <b }=[,)a b , {x |a <x ≤b }=(,]a b ,都叫半开半闭区间.符号:“∞”读“无穷大”;“-∞”读“负无穷大”;“+∞”读“正无穷大”. 则{|}(,)x x a a >=+∞,{|}[,)x x a a ≥=+∞,{|}(,)x x b b <=-∞,{|}(,]x x b b ≤=-∞,(,)R =-∞+∞. 3. 决定函数的三个要素是定义域、值域和对应法则. 当且仅当函数定义域、对应法则分别相同时,函数才是同一函数.¤例题精讲:【例1】求下列函数的定义域: (1)121y x =+-;(2)y =.【例2】求下列函数的定义域与值域:(1)3254x y x+=-; (2)22y x x =-++.【例3】已知函数1()1xf x x-=+. 求:(1)(2)f 的值; (2)()f x 的表达式【例4】已知函数22(),1x f x x R x =∈+.(1)求1()()f x f x +的值;(2)计算:111(1)(2)(3)(4)()()()234f f f f f f f ++++++.§1.2.2 函数的表示法¤知识要点:1. 函数有三种表示方法:解析法(用数学表达式表示两个变量之间的对应关系,优点:简明,给自变量可求函数值);图象法(用图象表示两个变量的对应关系,优点:直观形象,反应变化趋势);列表法(列出表格表示两个变量之间的对应关系,优点:不需计算就可看出函数值).2. 分段函数的表示法与意义(一个函数,不同范围的x ,对应法则不同).3. 一般地,设A 、B 是两个非空的集合,如果按某一个确定的对应法则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,那么就称对应:f A B →为从集合A 到集合B 的一个映射(mapping ).记作“:f A B →”.判别一个对应是否映射的关键:A 中任意,B 中唯一;对应法则f .¤例题精讲:【例1】如图,有一块边长为a 的正方形铁皮,将其四个角各截去一个边长为x 的小正方形,然后折成一个无盖的盒子,写出体积V 以x 为自变量的函数式是_____,这个函数的定义域为_______..【例2】已知f (x )=33x x-+⎪⎩ (,1)(1,)x x ∈-∞∈+∞,求f [f (0)]的值.【例3】画出下列函数的图象: (1)|2|y x =-;(2)|1||24|y x x =-++.【例4】函数()[]f x x =的函数值表示不超过x 的最大整数,例如[ 3.5]4-=-,[2.1]2=,当(2.5,3]x ∈-时,写出()f x 的解析式,并作出函数的图象.§1.3.1 函数的单调性¤知识要点:1. 增函数:设函数y =f (x )的定义域为I ,如果对于定义域I 内的某个区间D 内的任意两个自变量x 1,x 2,当x 1<x 2时,都有f (x 1)<f (x 2),那么就说f (x )在区间D 上是增函数(increasing function ). 仿照增函数的定义可定义减函数.2. 如果函数f (x )在某个区间D 上是增函数或减函数,就说f (x )在这一区间上具有(严格的)单调性,区间D 叫f(x )的单调区间. 在单调区间上,增函数的图象是从左向右是上升的(如右图1),减函数的图象从左向右是下降的(如右图2). 由此,可以直观观察函数图象上升与下降的变化趋势,得到函数的单调区间及单调性.3. 判断单调性的步骤:设x 1、x 2∈给定区间,且x 1<x 2;→计算f (x 1)-f (x 2) →判断符号→下结论.¤例题精讲:【例1】试用函数单调性的定义判断函数2()1xf x x =-在区间(0,1)上的单调性.【例2】求二次函数2()(0)f x ax bx c a =++<的单调区间及单调性.【例3】求下列函数的单调区间: (1)|1||24|y x x =-++;(2)22||3y x x =-++.【例4】已知31()2x f x x +=+,指出()f x 的单调区间.§1.3.1 函数最大(小)值¤知识要点:1. 定义最大值:设函数()y f x =的定义域为I ,如果存在实数M 满足:对于任意的x ∈I ,都有()f x ≤M ;存在x 0∈I ,使得0()f x = M . 那么,称M 是函数()y f x =的最大值(Maximum Value ). 仿照最大值定义,可以给出最小值(Minimum Value )的定义.2. 配方法:研究二次函数2(0)y ax bx c a =++≠的最大(小)值,先配方成224()24b ac b y a x a a-=++后,当0a >时,函数取最小值为244ac b a -;当0a <时,函数取最大值244ac ba-.3. 单调法:一些函数的单调性,比较容易观察出来,或者可以先证明出函数的单调性,再利用函数的单调性求函数的最大值或最小值.4. 图象法:先作出其函数图象后,然后观察图象得到函数的最大值或最小值. ¤例题精讲:【例1】求函数261y x x =++的最大值.【例2】某商人如果将进货单价为8元的商品按每件10元售出时,每天可售出100件. 现在他采用提高售出价,减少进货量的办法增加利润,已知这种商品每件提价1元,其销售量就要减少10件,问他将售出价定为多少元时,才能使每天所赚得的利润最大?并求出最大利润.【例3】求函数2y x =的最小值.【例4】求下列函数的最大值和最小值:(1)25332,[,]22y x x x =--∈-; (2)|1||2|y x x =+--.§1.3.2 函数的奇偶性¤知识要点:1. 定义:一般地,对于函数()f x 定义域内的任意一个x ,都有()()f x f x -=,那么函数()f x 叫偶函数(even function ). 如果对于函数定义域内的任意一个x ,都有()()f x f x -=-),那么函数()f x 叫奇函数(odd function ).2. 具有奇偶性的函数其定义域关于原点对称,奇函数的图象关于原点中心对称,偶函数图象关于y 轴轴对称.3. 判别方法:先考察定义域是否关于原点对称,再用比较法、计算和差、比商法等判别()f x -与()f x 的关系.¤例题精讲:【例1】判别下列函数的奇偶性:(1)31()f x x x=-; (2)()|1||1|f x x x =-++;(3)23()f x x x =-.【例2】已知()f x 是奇函数,()g x 是偶函数,且1()()1f xg x x -=+,求()f x 、()g x .【例3】已知()f x 是偶函数,0x ≥时,2()24f x x x =-+,求0x <时()f x 的解析式.【例4】设函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且在区间(,0)-∞上是减函数,实数a 满足不等式22(33)(32)f a a f a a +-<-,求实数a 的取值范围.复习【例1】已知a ,b 为常数,若22()43,()1024f x x x f ax b x x =+++=++,则5a b -= .【例2】已知()f x 是偶函数,而且在(0,)+∞上是减函数,判断()f x 在(,0)-∞上是增函数还是减函数,并加以证明.【例3】集合{|17}A x x =-≤≤,{|231}B x m x m =-<<+,若A B B =,求实数m 的取值范围.【例4】设a 为实数,函数2()||1f x x x a =+-+,x ∈R .。
高中数学第一章集合与函数概念1.3.1.1函数的单调性课后提升训练

函数的单调性(45分钟70分)一、选择题(每小题5分,共40分)1.(2017·兰州高一检测)如果函数f(x)=x2-(a-1)x+5在区间上是减函数,那么实数a的取值范围是( )A.a≤2B.a>3C.2≤a≤3D.a≥3【解析】选D.函数对称轴为x=,由函数在区间上是减函数,所以≥1,所以a ≥3.2.函数f(x)=的单调减区间是( )A.(-∞,+∞)B.C. D.【解析】选C.由-2x+1≥0,得x≤,又一次函数y=-2x+1为R上的减函数,故f(x)=的单调减区间为.3.(2017·石家庄高一检测)若函数f(x)=ax+1在R上递减,则函数g(x)=a(x2-4x+3)的增区间是( )A.(2,+∞)B.(-∞,2)C.(-2,+∞)D.(-∞,-2)【解析】选B.因函数f(x)=ax+1在R上递减,所以a<0,所以g(x)=a(x2-4x+3)的增区间为h(x)=x2-4x+3的单调减区间,又h(x)=x2-4x+3在(-∞,2)上单调递减,故g(x)=a(x2-4x+3)的增区间是(-∞,2).4.(2017·朔州高一检测)已知函数f(x)=4x2-mx+5在区间[-2,+∞)上是增函数,则f(1)的取值范围是( )A.f(1)≥25B.f(1)=25C.f(1)≤25D.f(1)>25【解析】选A.由题意得≤-2⇒m≤-16,所以f(1)=9-m≥25.【补偿训练】(2017·哈尓滨高一检测)已知函数f(x)=4x2+kx-1在区间[1,2]上是单调函数,则实数k的取值范围是( )A.(-∞,-16]∪[-8,+∞)B.[-16,-8]C.(-∞,-8]∪[-4,+∞)D.[-8,-4]【解析】选A.对称轴位于区间两则,即-≤1或-≥2,解得k≥-8或k≤-16.5.已知函数y=ax和y=-在(0,+∞)上都是减函数,则函数f(x)=bx+a在R上是( )A.减函数且f(0)<0B.增函数且f(0)<0C.减函数且f(0)>0D.增函数且f(0)>0【解析】选A.因为y=ax在(0,+∞)上是减函数,所以必有a<0,而y=-在(0,+∞)上是减函数,则b<0,所以f(x)=bx+a在R上是减函数且f(0)=a<0.6.(2017·德州高一检测)若函数f(x)=则g(x)=x2+xf(x)-2的单调增区间为( )A.(-∞,+∞)B.[0,+∞)C.[1,2]D.[-2,0]【解析】选B.g(x)=x2+xf(x)-2=当x≥0时,g(x)=2x2-2单调递增;当x<0时,g(x)=-2为常数,所以g(x)的单调增区间为[0,+∞).7.(2017·焦作高一检测)f(x)=是定义在(-∞,+∞)上的减函数,则a的取值范围是( )A. B.C. D.【解析】选A.由函数y=f(x)在(-∞,+∞)上是减函数知,一方面满足每一段函数图象是单调递减的,即3a-1<0且-a<0,解之得0<a<;另一方面整个函数图象表现为单调递减,需要在分段点处的值满足(3a-1)×1+4a≥-a×1,即7a-1≥-a,所以a≥.综上可知≤a<.【误区警示】本题易忽视在分段点x=1处值的大小比较,从而误选答案C而致错.8.(2017·长沙高一检测)已知函数f(x)=1-(x>0),若存在实数a,b(a<b),使y=f(x)的定义域为(a,b)时,值域为(ma,mb),则实数m的取值范围是( )A.m<B.0<m<C.m<且m≠0D.m>【解析】选B.因为函数f(x)=1-(x>0)为定义域内的单调递增函数,要使得y=f(x)的定义域为(a,b)时,值域为(ma,mb),则,即a,b为方程1-=mx的两个实数根,整理得mx2-x+1=0有两个不相等的实数根,所以m≠0,则Δ=(-1)2-4m>0,解得m<,又由题设中给出的区间可知m>0,所以实数m的取值范围是0<m<,故选B.二、填空题(每小题5分,共10分)9.已知函数f(x)是定义在[0,+∞)上的增函数,则满足f(2x-1)<f的x的取值范围是________.【解析】由f(x)在[0,+∞)上递增,所以得解得≤x<.答案:10.(2017·湛江高一检测)函数f(x)=的单调增区间为________.【解析】函数的定义域为(-∞,0]∪[4,+∞),令t=x2-4x,则f(t)=,因为f(t)=为增函数,而t=x2-4x在区间[2,+∞)上为增函数,与定义域取交集得函数f(x)=的单调增区间为[4,+∞).答案:[4,+∞)三、解答题(每小题10分,共20分)11.(2017·亳州高一检测)已知函数f(x)=,f(2)=1.(1)求a的值.(2)求证:函数f(x)在(-∞,0)上是减函数.【解析】(1)由已知得f(2)==1,所以a=2.(2)由(1)知f(x)==+(x≠0),设任意x1,x2∈(-∞,0),且x1<x2,所以f(x1)-f(x2)=-=.因为x1,x2∈(-∞,0),且x1<x2,所以x2-x1>0,x1x2>0,所以f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),所以f(x)在(-∞,0)上是减函数.12.(2017·葫芦岛高一检测)用函数单调性定义证明:f(x)=x+在x∈(0,)上是减函数.【证明】设x1,x2是(0,)上的任意两个值,且x1<x2,则x2-x1>0,f(x2)-f(x1)=x2+-x1-=(x2-x1)+=(x2-x1)·.因为x1,x2∈(0,),所以0<x1x2<2,所以x1x2-2<0,又因为x2-x1>0,所以f(x2)-f(x1)<0,即f(x2)<f(x1),所以f(x)在x∈(0,)上是减函数.【能力挑战题】设函数y=f(x)是定义在(0,+∞)上的减函数,并且满足f(xy)=f(x)+f(y),f=1.(1)求f(1)的值.(2)若存在实数m,使得f(m)=2,求m的值.(3)若f(x-2)>2,求x的取值范围.【解析】(1)令x=y=1,则f(1)=f(1)+f(1),所以f(1)=0.(2)因为f=1,所以f=f=f+f=2, 所以m=.(3)因为f(x-2)>2=f,所以则2<x<.。
高中数学必修一课后习题答案(人教版)

人教版高中数学必修1课后习题答案(第一章集合与函数概念)人教A版习题1.2(第24页)练习(第32页)1.答:在一定的范围内,生产效率随着工人数量的增加而提高,当工人数量达到某个数量时,生产效率达到最大值,而超过这个数量时,生产效率随着工人数量的增加而降低.由此可见,并非是工人越多,生产效率就越高.2.解:图象如下[8,12]是递增区间,[12,13]是递减区间,[13,18]是递增区间,[18,20]是递减区间.3.解:该函数在[1,0]-上是减函数,在[0,2]上是增函数,在[2,4]上是减函数,在[4,5]上是增函数. 4.证明:设12,x x R∈,且12x x <,因为121221()()2()2()0f x f x x x x x -=--=->, 即12()()f x f x >, 所以函数()21f x x =-+在R 上是减函数.5.最小值.练习(第36页)1.解:(1)对于函数42()23f x x x =+,其定义域为(,)-∞+∞,因为对定义域内每一个x 都有4242()2()3()23()f x x x x x f x -=-+-=+=,所以函数42()23f x x x =+为偶函数;(2)对于函数3()2f x x x =-,其定义域为(,)-∞+∞,因为对定义域内每一个x 都有33()()2()(2)()f x x x x x f x -=---=--=-,所以函数3()2f x x x =-为奇函数;(3)对于函数21()x f x x+=,其定义域为(,0)(0,)-∞+∞,因为对定义域内每一个x 都有22()11()()x x f x f x x x-++-==-=--,所以函数21()x f x x+=为奇函数;(4)对于函数2()1f x x =+,其定义域为(,)-∞+∞,因为对定义域内每一个x 都有22()()11()f x x x f x -=-+=+=,所以函数2()1f x x =+为偶函数.2.解:()f x 是偶函数,其图象是关于y 轴对称的;()g x 是奇函数,其图象是关于原点对称的.习题1.3(第39页)1.解:(1)函数在5(,)2-∞上递减;函数在5[,)2+∞上递增; (2)函数在(,0)-∞上递增;函数在[0,)+∞上递减.2.证明:(1)设120x x <<,而2212121212()()()()f x f x x x x x x x -=-=+-,由12120,0x x x x +<-<,得12()()0f x f x ->,即12()()f x f x >,所以函数2()1f x x =+在(,0)-∞上是减函数; (2)设120x x <<,而1212211211()()x x f x f x x x x x --=-=,由12120,0x x x x >-<,得12()()0f x f x -<,即12()()f x f x <,所以函数1()1f x x=-在(,0)-∞上是增函数. 3.解:当0m >时,一次函数y mx b =+在(,)-∞+∞上是增函数;当0m <时,一次函数y mx b =+在(,)-∞+∞上是减函数,令()f x mx b =+,设12x x <, 而1212()()()f x f x m x x -=-,当0m >时,12()0m x x -<,即12()()f x f x <, 得一次函数y mx b =+在(,)-∞+∞上是增函数;当0m <时,12()0m x x ->,即12()()f x f x >, 得一次函数y mx b =+在(,)-∞+∞上是减函数.4.解:自服药那一刻起,心率关于时间的一个可能的图象为5.解:对于函数21622100050x y x =-+-, 当162405012()50x=-=⨯-时,max 307050y =(元), 即每辆车的月租金为4050元时,租赁公司最大月收益为307050元. 6.解:当0x <时,0x ->,而当0x ≥时,()(1)f x x x =+,即()(1)f x x x -=--,而由已知函数是奇函数,得()()f x f x -=-,得()(1)f x x x -=--,即()(1)f x x x =-,所以函数的解析式为(1),0()(1),0x x x f x x x x +≥⎧=⎨-<⎩. B 组1.解:(1)二次函数2()2f x x x =-的对称轴为1x =,则函数()f x 的单调区间为(,1),[1,)-∞+∞,且函数()f x 在(,1)-∞上为减函数,在[1,)+∞上为增函数,函数()g x 的单调区间为[2,4], 且函数()g x 在[2,4]上为增函数; (2)当1x =时,min ()1f x =-,因为函数()g x 在[2,4]上为增函数,所以2min ()(2)2220g x g ==-⨯=.2.解:由矩形的宽为x m ,得矩形的长为3032xm -,设矩形的面积为S , 则23033(10)22x x x S x --==-, 当5x =时,2max 37.5S m =,即宽5x =m 才能使建造的每间熊猫居室面积最大,且每间熊猫居室的最大面积是237.5m .3.判断()f x 在(,0)-∞上是增函数,证明如下: 设120x x <<,则120x x ->->,因为函数()f x 在(0,)+∞上是减函数,得12()()f x f x -<-, 又因为函数()f x 是偶函数,得12()()f x f x <,所以()f x 在(,0)-∞上是增函数.复习参考题(第44页)A 组1.解:(1)方程29x =的解为123,3x x =-=,即集合{3,3}A =-;(2)12x ≤≤,且x N ∈,则1,2x =,即集合{1,2}B =;(3)方程2320xx -+=的解为121,2x x ==,即集合{1,2}C =.2.解:(1)由PA PB =,得点P 到线段AB 的两个端点的距离相等,即{|}P PA PB =表示的点组成线段AB 的垂直平分线;(2){|3}P POcm =表示的点组成以定点O 为圆心,半径为3cm 的圆.3.解:集合{|}P PA PB =表示的点组成线段AB 的垂直平分线, 集合{|}P PA PC =表示的点组成线段AC 的垂直平分线,得{|}{|}P PA PB P PA PC ==的点是线段AB 的垂直平分线与线段AC 的垂直平分线的交点,即ABC ∆的外心.4.解:显然集合{1,1}A =-,对于集合{|1}B x ax ==,当0a=时,集合B =∅,满足B A ⊆,即0a =;当0a ≠时,集合1{}B a =,而B A ⊆,则11a =-,或11a=,得1a =-,或1a =,综上得:实数a 的值为1,0-,或1.5.解:集合20(,)|{(0,0)}30x y A B x y x y ⎧-=⎫⎧==⎨⎨⎬+=⎩⎩⎭,即{(0,0)}A B =;集合20(,)|23x y AC x y x y ⎧-=⎫⎧==∅⎨⎨⎬-=⎩⎩⎭,即A C =∅;集合3039(,)|{(,)}2355x y BC x y x y ⎧+=⎫⎧==-⎨⎨⎬-=⎩⎩⎭; 则39()(){(0,0),(,)}55AB BC =-.6.解:(1)要使原式有意义,则2050x x -≥⎧⎨+≥⎩,即2x ≥,得函数的定义域为[2,)+∞;(2)要使原式有意义,则40||50x x -≥⎧⎨-≠⎩,即4x ≥,且5x ≠,得函数的定义域为[4,5)(5,)+∞.7.解:(1)因为1()1x f x x -=+, 所以1()1a f a a -=+,得12()1111a f a a a -+=+=++, 即2()11f a a +=+;(2)因为1()1xf x x-=+,所以1(1)(1)112a af a a a -++==-+++, 即(1)2af a a +=-+.8.证明:(1)因为221()1x f x x +=-,所以22221()1()()1()1x x f x f x x x +-+-===---,即()()f x f x -=;(2)因为221()1x f x x +=-,所以222211()11()()111()x x f f x x x x++===---, 即1()()f f x x=-.9.解:该二次函数的对称轴为8k x=, 函数2()48f x x kx =--在[5,20]上具有单调性, 则208k ≥,或58k ≤,得160k ≥,或40k ≤, 即实数k 的取值范围为160k ≥,或40k ≤.10.解:(1)令2()f x x -=,而22()()()f x x x f x ---=-==,即函数2y x -=是偶函数; (2)函数2y x -=的图象关于y 轴对称; (3)函数2y x -=在(0,)+∞上是减函数; (4)函数2y x -=在(,0)-∞上是增函数.B 组1.解:设同时参加田径和球类比赛的有x 人, 则158143328x ++---=,得3x =,只参加游泳一项比赛的有15339--=(人),即同时参加田径和球类比赛的有3人,只参加游泳一项比赛的有9人.2.解:因为集合A ≠∅,且20x ≥,所以0a ≥. 3.解:由(){1,3}U AB =ð,得{2,4,5,6,7,8,9}A B =, 集合A B 里除去()U A B ð,得集合B ,所以集合{5,6,7,8,9}B =.4.解:当0x ≥时,()(4)f x x x =+,得(1)1(14)5f =⨯+=; 当0x <时,()(4)f x x x =-,得(3)3(34)21f -=-⨯--=;(1)(5),1(1)(1)(3),1a a a f a a a a ++≥-⎧+=⎨+-<-⎩. .5.证明:(1)因为()f x ax b =+,得121212()()222x x x x a f a b x x b ++=+=++, 121212()()()222f x f x ax b ax b a x x b ++++==++, 所以1212()()()22x x f x f x f ++=; (2)因为2()g x x ax b =++,得22121212121()(2)()242x x x x g x x x x a b ++=++++, 22121122()()1[()()]22g x g x x ax b x ax b +=+++++ 2212121()()22x x x x a b +=+++, 因为2222212121212111(2)()()0424x x x x x x x x ++-+=--≤, 即222212121211(2)()42x x x x x x ++≤+, 所以1212()()()22x x g x g x g ++≤. 6.解:(1)函数()f x 在[,]b a --上也是减函数,证明如下:设12b x x a -<<<-,则21a x x b <-<-<, 因为函数()f x 在[,]a b 上是减函数,则21()()f x f x ->-,又因为函数()f x 是奇函数,则21()()f x f x ->-,即12()()f x f x >, 所以函数()f x 在[,]b a --上也是减函数;(2)函数()g x 在[,]b a --上是减函数,证明如下: 设12b x x a -<<<-,则21a x x b <-<-<,因为函数()g x 在[,]a b 上是增函数,则21()()g x g x -<-, 又因为函数()g x 是偶函数,则21()()g x g x <,即12()()g x g x >, 所以函数()g x 在[,]b a --上是减函数.7.解:设某人的全月工资、薪金所得为x 元,应纳此项税款为y 元,则 0,02000(2000)5%,2000250025(2500)10%,25004000175(4000)15%,40005000x x x y x x x x ≤≤⎧⎪-⨯<≤⎪=⎨+-⨯<≤⎪⎪+-⨯<≤⎩ 由该人一月份应交纳此项税款为26.78元,得25004000x <≤, 25(2500)10%26.78x +-⨯=,得2517.8x =, 所以该人当月的工资、薪金所得是2517.8元.。
高中数学必修一课件 第一章集合与函数概念 1.3.1.2 函数的单调性与最值

f-32;当
x=12时,有最大值
1 f2.
答案 C
2.函数 f(x)=x12在区间12,2上的最大值是
1 A.4
B.-1
C.4
D.-4
( ).
解析 由 t=x2 在12,2上是增函数,易知 f(x)=x12在12,2上 是减函数.
∴f(x)max=f12=4. 答案 C
(2)∵f(x)的最小值为 f(2)=121,
∴f(x)>a
恒成立,只须
f(x)min>a,即
11 a< 2 .
类型三 函数最值的实际应用 【例 3】 某公司生产一种电子仪器的固定成本为 20 000 元, 每生产一台仪器需增加投入 100 元,已知总收益满足函数:
R(x)=400x-12x2,0≤x≤400, 其中 x 是仪器的月产量. 80 000,x>400.
课堂小结 1.函数最值定义中两个条件缺一不可,若只有(1),M不是
最大(小)值,如f(x)=-x2(x∈R), 对任 意x∈R, 都有 f(x)≤1成立,但1不是最大值,否则大于0的任意实数都是 最 大 值 了 . 最 大 ( 小 ) 值 的 核 心 就 是 不 等 式 f(x)≤M( 或 f(x)≥M),故也不能只有(2).
2.若函数f(x)在区间[a,b]上单调,且f(x)的图象连续不间断,
则函数f(x)的最值必在
区间端点处取得.
互动探究 探究点1 函数f(x)=x2≥-1总成立,f(x)的最小值是-1吗? 提示 不是.因为对x∈R,找不到使f(x)=-1成立的实数x. 探究点2 函数最大值或最小值的几何意义是什么? 提示 函数的最大值或最小值是函数的整体性质,从图象上 看,函数的最大值或最小值是图象最高点或最低点的纵坐 标.
高中数学必修1知识点总结及练习

必修1知识点 第一章 集合与函数概念【1.1.1】集合的含义与表示(1)集合的概念集合中的元素具有确定性、互异性和无序性. (2)常用数集及其记法N 表示自然数集,N *或N +表示正整数集,Z 表示整数集,Q 表示有理数集,R 表示实数集.(3)集合与元素间的关系对象a 与集合M 的关系是a M ∈,或者a M ∉,两者必居其一. (4)集合的表示法①自然语言法:用文字叙述的形式来描述集合.②列举法:把集合中的元素一一列举出来,写在大括号内表示集合. ③描述法:{x |x 具有的性质},其中x 为集合的代表元素. ④图示法:用数轴或韦恩图来表示集合. (5)集合的分类①含有有限个元素的集合叫做有限集.②含有无限个元素的集合叫做无限集.③不含有任何元素的集合叫做空集(∅).【1.1.2】集合间的基本关系(6)子集、真子集、集合相等 名称记号意义性质示意图子集B A ⊆(或)A B ⊇A 中的任一元素都属于B(1)A ⊆A(2)A ∅⊆(3)若B A ⊆且B C ⊆,则A C ⊆ (4)若B A ⊆且B A ⊆,则A B =A(B)或B A真子集A ≠⊂B(或B ≠⊃A )B A ⊆,且B 中至少有一元素不属于A(1)A ≠∅⊂(A 为非空子集)(2)若A B ≠⊂且B C ≠⊂,则A C ≠⊂B A集合 相等A B =A 中的任一元素都属于B ,B 中的任一元素都属于A(1)A ⊆B (2)B ⊆AA(B)(7)已知集合A 有(1)n n ≥个元素,则它有2n 个子集,它有21n -个真子集,它有21n -个非空子集,它有22n -非空真子集.【1.1.3】集合的基本运算(8)交集、并集、补集 名称记号意义性质示意图交集A B{|,x x A ∈且}x B ∈ (1)A A A = (2)A ∅=∅ (3)AB A ⊆ A B B ⊆ BA并集A B{|,x x A ∈或}x B ∈(1)A A A = (2)A A ∅= (3)A B A ⊇ AB B ⊇BA补集UA {|,}x x U x A ∈∉且1()U A A =∅ 2()U A A U =【补充知识】含绝对值的不等式与一元二次不等式的解法(1)含绝对值的不等式的解法不等式解集||(0)x a a <> {|}x a x a -<<||(0)x a a >>|x x a <-或}x a >||,||(0)ax b c ax b c c +<+>>把ax b+看成一个整体,化成||x a<,||(0)x a a >>型不等式来求解(2)一元二次不等式的解法判别式24b ac ∆=-0∆> 0∆= 0∆<二次函数2(0)y ax bx c a =++>的图象O一元二次方程20(0)ax bx c a ++=>的根21,242b b acx a-±-=(其中12)x x <122b x x a==-无实根()()()U U U A B A B =()()()UU U A B A B =〖1.2〗函数及其表示【1.2.1】函数的概念(1)函数的概念①设A 、B 是两个非空的数集,如果按照某种对应法则f ,对于集合A 中任何一个数x ,在集合B 中都有唯一确定的数()f x 和它对应,那么这样的对应(包括集合A ,B 以及A 到B 的对应法则f )叫做集合A 到B 的一个函数,记作:f A B →.②函数的三要素:定义域、值域和对应法则.③只有定义域相同,且对应法则也相同的两个函数才是同一函数. (2)求函数的定义域时,一般遵循以下原则:①()f x 是整式时,定义域是全体实数.②()f x 是分式函数时,定义域是使分母不为零的一切实数.③()f x 是偶次根式时,定义域是使被开方式为非负值时的实数的集合.④对数函数的真数大于零,当对数或指数函数的底数中含变量时,底数须大于零且不等于1. ⑤tan y x =中,()2x k k Z ππ≠+∈.⑥零(负)指数幂的底数不能为零. ⑦若()f x 是由有限个基本初等函数的四则运算而合成的函数时,则其定义域一般是各基本初等函数的定义域的交集.⑧对于求复合函数定义域问题,一般步骤是:若已知()f x 的定义域为[,]a b ,其复合函数[()]f g x 的定义域应由不等式()a g x b ≤≤解出.⑨对于含字母参数的函数,求其定义域,根据问题具体情况需对字母参数进行分类讨论. ⑩由实际问题确定的函数,其定义域除使函数有意义外,还要符合问题的实际意义. (4)求函数的值域或最值求函数最值的常用方法和求函数值域的方法基本上是相同的.事实上,如果在函数的值域中存在一个最小(大)数,这个数就是函数的最小(大)值.因此求函数的最值与值域,其实质是相同的,只是提问的角度不同.求函数值域与最值的常用方法:①观察法:对于比较简单的函数,我们可以通过观察直接得到值域或最值.②配方法:将函数解析式化成含有自变量的平方式与常数的和,然后根据变量的取值范围确定函数的值域或最值. ③判别式法:若函数()y f x =可以化成一个系数含有y 的关于x 的二次方程2()()()0a y x b y x c y ++=,则在()0a y ≠时,由于,x y 为实数,故必须有2()4()()0b y a y c y ∆=-⋅≥,从而确定函数的值域或最值.④不等式法:利用基本不等式确定函数的值域或最值.⑤换元法:通过变量代换达到化繁为简、化难为易的目的,三角代换可将代数函数的最值问题转化为三角函数的最值问题.⑥反函数法:利用函数和它的反函数的定义域与值域的互逆关系确定函数的值域或最值. ⑦数形结合法:利用函数图象或几何方法确定函数的值域或最值. ⑧函数的单调性法.【1.2.2】函数的表示法(5)函数的表示方法表示函数的方法,常用的有解析法、列表法、图象法三种.解析法:就是用数学表达式表示两个变量之间的对应关系.列表法:就是列出表格来表示两个变量之间的对应关系.图象法:就是用图象表示两个变量之间的对应关系. (6)映射的概念①设A 、B 是两个集合,如果按照某种对应法则f,对于集合A 中任何一个元素,在集合B 中都有唯一的元素和它对应,那么这样的对应(包括集合A ,B 以及A 到B 的对应法则f )叫做集合A 到B 的映射,记作:f A B →.②给定一个集合A 到集合B 的映射,且,a A b B ∈∈.如果元素a 和元素b 对应,那么我们把元素b 叫做元素a 的象,元素a 叫做元素b 的原象.〖1.3〗函数的基本性质【1.3.1】单调性与最大(小)值(1)函数的单调性①定义及判定方法函数的 性 质定义图象判定方法 函数的 单调性如果对于属于定义域I 内某个区间上的任意两个自变量的值x 1、x 2,当x .1.< x ..2.时,都有f(x ...1.)<f(x .....2.).,那么就说f(x)在这个区间上是增函数.... x 1x 2y=f(X)xy f(x )1f(x )2o(1)利用定义(2)利用已知函数的单调性(3)利用函数图象(在某个区间图象上升为增) (4)利用复合函数 如果对于属于定义域I 内某个区间上的任意两个自变量的值x 1、x 2,当x .1.< x ..2.时,都有f(x ...1.)>f(x .....2.).,那么就说f(x)在这个区间上是减函数.... y=f(X)yxox x 2f(x )f(x )211(1)利用定义(2)利用已知函数的单调性(3)利用函数图象(在某个区间图象下降为减) (4)利用复合函数②在公共定义域内,两个增函数的和是增函数,两个减函数的和是减函数,增函数减去一个减函数为增函数,减函数减去一个增函数为减函数. ③对于复合函数[()]y f g x =,令()u g x =,若()y f u =为增,()u g x =为增,则[()]y f g x =为增;若()y f u =为减,()u g x =为减,则[()]y f g x =为增;若()y f u =为增,()u g x =为减,则[()]y f g x =为减;若()y f u =为减,()u g x =为增,则[()]y f g x =为减.【1.3.2】奇偶性(2)函数的奇偶性①定义及判定方法函数的 性 质定义图象判定方法 函数的 奇偶性如果对于函数f(x)定义域内任意一个x ,都有f(..-.x)=...-.f(x)....,那么函数f(x)叫做奇函..数..(1)利用定义(要先判断定义域是否关于原点对称)(2)利用图象(图象关于原点对称)如果对于函数f(x)定义域内任意一个x ,都有f(..-.x)=...f(x)....,那么函数f(x)叫做偶函数....(1)利用定义(要先判断定义域是否关于原点对称)(2)利用图象(图象关于y 轴对称) ②若函数()f x 为奇函数,且在0x =处有定义,则(0)0f =.③奇函数在y 轴两侧相对称的区间增减性相同,偶函数在y 轴两侧相对称的区间增减性相反.④在公共定义域内,两个偶函数(或奇函数)的和(或差)仍是偶函数(或奇函数),两个偶函数(或奇函数)的积(或商)是偶函数,一个偶函数与一个奇函数的积(或商)是奇函数.〖补充知识〗函数的图象(1)作图利用描点法作图:①确定函数的定义域; ②化解函数解析式; ③讨论函数的性质(奇偶性、单调性); ④画出函数的图象. 利用基本函数图象的变换作图:要准确记忆一次函数、二次函数、反比例函数、指数函数、对数函数、幂函数、三角函数等各种基本初等函数的图象. ①平移变换0,0,|()()h h h h y f x y f x h ><=−−−−−−−→=+左移个单位右移|个单位0,0,|()()k k k k y f x y f x k ><=−−−−−−−→=+上移个单位下移|个单位②伸缩变换01,1,()()y f x y f x ωωω<<>=−−−−→=伸缩 01,1,()()A A y f x y Af x <<>=−−−−→=缩伸③对称变换()()x y f x y f x =−−−→=-轴()()y y f x y f x =−−−→=-轴 ()()y f x y f x =−−−→=--原点1()()y x y f x y f x -==−−−−→=直线 ()(||)y y y y f x y f x =−−−−−−−−−−−−−−−→=去掉轴左边图象保留轴右边图象,并作其关于轴对称图象()|()|x x y f x y f x =−−−−−−−−−→=保留轴上方图象将轴下方图象翻折上去(2)识图对于给定函数的图象,要能从图象的左右、上下分别范围、变化趋势、对称性等方面研究函数的定义域、值域、单调性、奇偶性,注意图象与函数解析式中参数的关系. (3)用图函数图象形象地显示了函数的性质,为研究数量关系问题提供了“形”的直观性,它是探求解题途径,获得问题结果的重要工具.要重视数形结合解题的思想方法.第二章 基本初等函数(Ⅰ) 【2.1.1】指数与指数幂的运算(1)根式的概念①如果,,,1nxa a R x R n =∈∈>,且n N +∈,那么x 叫做a 的n 次方根.当n 是奇数时,a 的n 次方n 是偶数时,正数a 的正的nn次方根用符号0的n 次方根是0;负数a 没有n 次方根.n 叫做根指数,a 叫做被开方数.当n 为奇数时,a 为任意实数;当n 为偶数时,0a ≥.③根式的性质:n a =;当na =;当n 为偶数时,(0)|| (0) a a a a a ≥⎧==⎨-<⎩. (2)分数指数幂的概念①正数的正分数指数幂的意义是:0,,,m naa m n N +=>∈且1)n >.0的正分数指数幂等于0.②正数的负分数指数幂的意义是:1()0,,,mm nn aa m n N a -+==>∈且1)n >.0的负分数指数幂没有意义. 注意口诀:底数取倒数,指数取相反数. (3)分数指数幂的运算性质①(0,,)rs r s aa a a r s R +⋅=>∈ ②()(0,,)r s rs a a a r s R =>∈③()(0,0,)rr rab a b a b r R =>>∈【2.1.2】指数函数及其性质(4)指数函数〖2.2〗对数函数【2.2.1】对数与对数运算(1)对数的定义 ①若(0,1)xa N a a =>≠且,则x 叫做以a 为底N 的对数,记作log a xN =,其中a 叫做底数,N叫做真数.②负数和零没有对数. ③对数式与指数式的互化:log (0,1,0)x a x N a N a a N =⇔=>≠>.(2)几个重要的对数恒等式log 10a =,log 1a a =,log b a a b =.(3)常用对数与自然对数常用对数:lg N ,即10log N ;自然对数:ln N ,即log e N (其中 2.71828e =…).(4)对数的运算性质 如果0,1,0,0aa M N >≠>>,那么①加法:log log log ()aa a M N MN += ②减法:log log log a a aM M N N-=③数乘:log log ()naa n M M n R =∈ ④log a NaN =⑤log log (0,)b na anM M b n R b=≠∈ ⑥换底公式:log log (0,1)log b a b N N b b a =>≠且 【2.2.2】对数函数及其性质(5)对数函数函数 名称 对数函数定义函数log (0a y x a =>且1)a ≠叫做对数函数图象1a > 01a <<定义域 (0,)+∞值域 R过定点 图象过定点(1,0),即当1x =时,0y =.奇偶性 非奇非偶单调性在(0,)+∞上是增函数在(0,)+∞上是减函数函数值的 变化情况log 0(1)log 0(1)log 0(01)a a a x x x x x x >>==<<<log 0(1)log 0(1)log 0(01)a a a x x x x x x <>==><<a 变化对 图象的影响在第一象限内,a 越大图象越靠低;在第四象限内,a 越大图象越靠高.〖2.3〗幂函数(1)幂函数的定义 一般地,函数y x α=叫做幂函数,其中x 为自变量,α是常数.(2)幂函数的图象(3)幂函数的性质 ①图象分布:幂函数图象分布在第一、二、三象限,第四象限无图象.幂函数是偶函数时,图象分布在第一、二象限(图象关于y 轴对称);是奇函数时,图象分布在第一、三象限(图象关于原点对称);是非奇非偶函数时,图象只分布在第一象限.②过定点:所有的幂函数在(0,)+∞都有定义,并且图象都通过点(1,1).③单调性:如果0α>,则幂函数的图象过原点,并且在[0,)+∞上为增函数.如果0α<,则幂函数的图象在(0,)+∞上为减函数,在第一象限内,图象无限接近x 轴与y 轴.④奇偶性:当α为奇数时,幂函数为奇函数,当α为偶数时,幂函数为偶函数.当qpα=(其中,p q 互质,p 和xyO(1,0)1x =log a y x=xyO (1,0)1x =log a y x=q Z ∈),若p 为奇数q 为奇数时,则qpy x =是奇函数,若p 为奇数q 为偶数时,则q py x=是偶函数,若p 为偶数q 为奇数时,则q py x=是非奇非偶函数.⑤图象特征:幂函数,(0,)y x x α=∈+∞,当1α>时,若01x <<,其图象在直线y x =下方,若1x >,其图象在直线y x =上方,当1α<时,若01x <<,其图象在直线y x =上方,若1x >,其图象在直线y x =下方.〖补充知识〗二次函数(1)二次函数解析式的三种形式 ①一般式:2()(0)f x ax bx c a =++≠②顶点式:2()()(0)f x a x h k a =-+≠③两根式:12()()()(0)f x a x x x x a =--≠(2)求二次函数解析式的方法①已知三个点坐标时,宜用一般式.②已知抛物线的顶点坐标或与对称轴有关或与最大(小)值有关时,常使用顶点式. ③若已知抛物线与x 轴有两个交点,且横线坐标已知时,选用两根式求()f x 更方便.(3)二次函数图象的性质 ①二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠的图象是一条抛物线,对称轴方程为,2bx a=-顶点坐标是24(,)24b ac b a a--. ②当0a>时,抛物线开口向上,函数在(,]2b a -∞-上递减,在[,)2b a -+∞上递增,当2bx a=-时,2min 4()4ac b f x a-=;当0a <时,抛物线开口向下,函数在(,]2b a -∞-上递增,在[,)2ba-+∞上递减,当2bx a=-时,2max 4()4ac b f x a -=.③二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠当240b ac ∆=->时,图象与x轴有两个交点11221212(,0),(,0),||||||M x M x M M x x a =-=. (5)二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠在闭区间[,]p q 上的最值:要讨论对称轴与定义域区间的位置。
高一数学练习册答案:第一章集合与函数概念
2019高一数学练习册答案:第一章集合与函数概念1.1集合1 1 1集合的含义与表示1.D.2.A.3.C.4.{1,-1}.5.{x|x=3n+1,n∈N}.6.{2,0,-2}.7.A={(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1)}.8.1.9.1,2,3,6. 10.列举法表示为{(-1,1),(2,4)},描述法的表示方法不唯一,如可表示为(x,y)|y=x+2,y=x2.11.-1,12,2.1 1 2集合间的基本关系1.D.2.A.3.D.4. ,{-1},{1},{-1,1}.5. .6.①③⑤.7.A=B.8.15,13.9.a≥4.10.A={ ,{1},{2},{1,2}},B∈A.11.a=b=1.1 1 3集合的基本运算(一)1.C.2.A.3.C.4.4.5.{x|-2≤x≤1}.6.4.7.{-3}.8.A∪B={x|x3,或x≥5}.9.A∪B={-8,-7,-4,4,9}.10.1.11.{a|a=3,或-221 1 3集合的基本运算(二)1.A.2.C.3.B.4.{x|x≥2,或x≤1}.5.2或8.6.x|x=n+12,n∈Z.7.{-2}.8.{x|x6,或x≤2}.9.A={2,3,5,7},B={2,4,6,8}.10.A,B的可能情形有:A={1,2,3},B={3,4};A={1,2,4},B={3,4};A={1,2,3,4},B={3 ,4}.11.a=4,b=2.提示:∵A∩ 綂 UB={2},∴2∈A,∴4+2a-12=0 a=4,∴A={x|x2+4x-12=0}={2,-6},∵A∩ 綂 UB={2},∴-6 綂 UB,∴-6∈B,将x=-6代入B,得b2-6b+8=0 b=2,或b=4.①当b=2时,B={x|x2+2x-24=0}={-6,4},∴-6 綂 UB,而2∈ 綂 UB,满足条件A∩ 綂UB={2}.②当b=4时,B={x|x2+4x-12=0}={-6,2}, ∴2 綂 UB,与条件A∩ 綂 UB={2}矛盾.1.2函数及其表示1 2 1函数的概念(一)1.C.2.C.3.D.4.22.5.-2,32∪32,+∞.6.[1,+∞).7.(1)12,34.(2){x|x≠-1,且x≠-3}.8.-34.9.1.10.(1)略.(2)72.11.-12,234.1 2 1函数的概念(二)1.C.2.A.3.D.4.{x∈R|x≠0,且x≠-1}.5.[0,+∞).6.0.7.-15,-13,-12,13.8.(1)y|y≠25.(2)[-2,+∞).9.(0,1].10.A∩B=-2,12;A∪B=[-2,+∞).11.[-1,0).1 2 2函数的表示法(一)1.A.2.B.3.A.4.y=x100.5.y=x2-2x+2.6.1x.7.略.8.x1234y828589889.略.10.1.11.c=-3.1 2 2函数的表示法(二)1.C.2.D.3.B.4.1.5.3.6.6.7.略.8.f(x)=2x(-1≤x0),-2x+2(0≤x≤1).9.f(x)=x2-x+1.提示:设f(x)=ax2+bx+c,由f(0)=1,得c=1,又f(x+1)-f(x)=2x,即a(x+1)2+b(x+1)+c-(ax2+bx+c)=2x,展开得2ax+(a+b)=2x,所以2a=2,a+b=0,解得a=1,b=-1.10.y=1.2(02.4(203.6(404.8(601.3函数的基本性质1 3 1单调性与最大(小)值(一)1.C.2.D.3.C.4.[-2,0),[0,1),[1,2].5.-∞,32.6.k12.7.略.8.单调递减区间为(-∞,1),单调递增区间为[1,+∞).9.略.10.a≥-1.11.设-10,∴(x1x2+1)(x2-x1)(x21-1)(x22-1)0,∴函数y=f(x)在(-1,1)上为减函数.1 3 1单调性与最大(小)值(二)1.D.2.B.3.B.4.-5,5.5.25.6.y=316(a+3x)(a-x)(011.日均利润最大,则总利润就最大.设定价为x元,日均利润为y元.要获利每桶定价必须在12元以上,即x12.且日均销售量应为440-(x-13)·400,即x23,总利润y=(x-12)[440-(x-13)·40]-600(121 3 2奇偶性1.D.2.D.3.C.4.0.5.0.6.答案不唯一,如y=x2.7.(1)奇函数.(2)偶函数.(3)既不是奇函数,又不是偶函数.(4)既是奇函数,又是偶函数.8.f(x)=x(1+3x)(x≥0),x(1-3x)(x0).9.略.10.当a=0时,f(x)是偶函数;当a≠0时,既不是奇函数,又不是偶函数.11.a=1,b=1,c=0.提示:由f(-x)=-f(x),得c=0,∴f(x)=ax2+1bx,∴f(1)=a+1b=2a=2b-1.∴f(x)=(2b-1)x2+1bx.∵f(2)3,∴4(2b-1)+12b32b-32b0 0单元练习1.C.2.D.3.D.4.D.5.D.6.B.7.B.8.C.9.A.10.D.11.{0,1,2}.12.-32.13.a=-1,b=3.14.[1,3)∪(3,5].15.f1217.T(h)=19-6h(0≤h≤11),-47(h11).18.{x|0≤x≤1}.19.f(x)=x只有唯一的实数解,即xax+b=x(*)只有唯一实数解,当ax2+(b-1)x=0有相等的实数根x0,且ax0+b≠0时,解得f(x)=2xx+2,当ax2+(b-1)x=0有不相等的实数根,且其中之一为方程(*)的增根时,解得f(x)=1.20.(1)x∈R,又f(-x)=(-x)2-2|-x|-3=x2-2|x|-3=f(x),所以该函数是偶函数.(2)略.(3)单调递增区间是[-1,0],[1,+∞),单调递减区间是(-∞,-1],[0,1].21.(1)f(4)=4×13=5.2,f(5.5)=5×1.3+0.5×3.9=8.45,f(6.5)=5×1.3+1×3.9+ 0.5×6 5=13.65.(2)f(x)=1.3x(0≤x≤5),3.9x-13(56.5x-28.6(622.(1)值域为[22,+∞).(2)若函数y=f(x)在定义域上是减函数,则任取x1,x2∈(0,1]且x1f(x2)成立,即(x1-x2)2+ax1x20,只要a-2x1x2即可,由于x1,x2∈(0,1],故-2x1x2∈(-2,0),a-2,即a的取值范围是(-∞,-2).(实习编辑:邓杉)。
高中数学第一章集合与函数概念1.3函数的基本性质1.3.1单调性与最大(小)值教学设计新人教A版必修
1.3.1 单调性与最大(小)值第1课时整体设计教学目标1.使学生从形与数两方面理解函数单调性的概念,初步掌握利用函数图象和单调性定义判断、证明函数单调性的方法.2.通过对函数单调性定义的探究,渗透数形结合的思想方法,培养学生观察、归纳、抽象的能力和语言表达能力;通过对函数单调性的证明,提高学生的推理论证能力.3.通过知识的探究过程培养学生细心观察、认真分析、严谨论证的良好思维习惯,让学生经历从具体到抽象,从特殊到一般,从感性到理性的认知过程.重点难点教学重点:函数单调性的概念、判断及证明.教学难点:归纳抽象函数单调性的定义以及根据定义证明函数的单调性.教学方法教师启发讲授,学生探究学习.教学手段计算机、投影仪.教学过程创设情境,引入课题课前布置任务:(1)由于某种原因,2008年北京奥运会开幕式时间由原定的7月25日推迟到8月8日,请查阅资料说明做出这个决定的主要原因.(2)通过查阅历史资料研究北京奥运会开幕式当天气温变化情况.课上通过交流,可以了解到开幕式推迟主要是天气的原因,北京的天气到8月中旬,平均气温、平均降雨量和平均降雨天数等均开始下降,比较适宜举办大型国际体育赛事.下图是北京市某年8月8日一天24小时内气温随时间变化的曲线图.图1引导学生识图,捕捉信息,启发学生思考.问题:观察图形,能得到什么信息?预案:(1)当天的最高温度、最低温度以及何时达到;(2)在某时刻的温度;(3)某些时段温度升高,某些时段温度降低.在生活中,我们关心很多数据的变化规律,了解这些数据的变化规律,对我们的生活是很有帮助的.问题:还能举出生活中其他的数据变化情况吗?预案:水位高低、燃油价格、股票价格等.归纳:用函数观点看,其实就是随着自变量的变化,函数值是变大还是变小.【设计意图】由生活情境引入新课,激发兴趣.归纳探索,形成概念对于自变量变化时,函数值是变大还是变小,初中时同学们就有了一定的认识,但是没有严格的定义,今天我们的任务首先就是建立函数单调性的严格定义.1.借助图象,直观感知问题1:分别作出函数y =x +2,y =-x +2,y =x 2,y =1x的图象,并且观察自变量变化时,函数值有什么变化规律?图2预案:(1)函数y =x +2在整个定义域内y 随x 的增大而增大;函数y =-x +2在整个定义域内y 随x 的增大而减小.(2)函数y =x 2在[0,+∞)上y 随x 的增大而增大,在(-∞,0)上y 随x 的增大而减小.(3)函数y =1x在(0,+∞)上y 随x 的增大而减小,在(-∞,0)上y 随x 的增大而减小. 引导学生进行分类描述(增函数、减函数),同时明确函数的单调性是对定义域内某个区间而言的,是函数的局部性质.问题2:能不能根据自己的理解说说什么是增函数、减函数?预案:如果函数f (x )在某个区间上随自变量x 的增大,y 也越来越大,我们说函数f (x )在该区间上为增函数;如果函数f (x )在某个区间上随自变量x 的增大,y 越来越小,我们说函数f (x )在该区间上为减函数.教师指出:这种认识是从图象的角度得到的,是对函数单调性的直观认识.【设计意图】从图象直观感知函数单调性,完成对函数单调性的第一次认识.2.探究规律,理性认识问题1:下图是函数y =x +2x(x >0)的图象,能说出这个函数分别在哪个区间为增函数和减函数吗?图3学生的困难是难以确定分界点的确切位置.通过讨论,使学生感受到用函数图象判断函数单调性虽然比较直观,但有时不够精确,需要结合解析式进行严密化、精确化的研究.【设计意图】使学生体会到用数量大小关系严格表述函数单调性的必要性.问题2:如何从解析式的角度说明f (x )=x 2在[0,+∞)为增函数?预案:(1)在给定区间内取两个数,例如1和2,因为12<22,所以f (x )=x 2在[0,+∞)为增函数.(2)仿(1),取很多组验证均满足,所以f (x )=x 2在[0,+∞)为增函数.(3)任取x 1,x 2∈[0,+∞),且x 1<x 2,因为x 12-x 22=(x 1+x 2)(x 1-x 2)<0,即x 12<x 22,所以f (x )=x 2在[0,+∞)为增函数.对于学生错误的回答,引导学生分别用图形语言和文字语言进行辨析,使学生认识到问题的根源在于自变量不可能被穷举,从而引导学生在给定的区间内任意取两个自变量x 1,x 2.【设计意图】把对单调性的认识由感性上升到理性的高度,完成对概念的第二次认识.事实上也给出了证明单调性的方法,为证明单调性做好了铺垫.3.抽象思维,形成概念问题:你能用准确的数学符号语言表述出增函数的定义吗?师生共同探究,得出增函数严格的定义,然后学生类比得出减函数的定义.(1)板书定义(2)巩固概念判断题:①已知f (x )=1x,因为f (-1)<f (2),所以函数f (x )是增函数. ②若函数f (x )满足f (2)<f (3),则函数f (x )在区间[2,3]上为增函数.③若函数f (x )在区间(1,2]和(2,3)上均为增函数,则函数f (x )在区间(1,3)上为增函数.④因为函数f (x )=1x 在区间(-∞,0)和(0,+∞)上都是减函数,所以f (x )=1x在(-∞,0)∪(0,+∞)上是减函数.通过判断题,强调三点:①单调性是对定义域内某个区间而言的,离开了定义域和相应区间就谈不上单调性. ②对于某个具体函数的单调区间,可以是整个定义域(如一次函数),可以是定义域内某个区间(如二次函数),也可以根本不单调(如常函数).③函数在定义域内的两个区间A ,B 上都是增(或减)函数,一般不能认为函数在A ∪B 上是增(或减)函数.思考:如何说明一个函数在某个区间上不是单调函数?【设计意图】让学生由特殊到一般,从具体到抽象归纳出单调性的定义,通过对判断题的辨析,加深学生对定义的理解,完成对概念的第三次认识.掌握证法,适当延展【例】证明函数f (x )=x +2x在(2,+∞)上是增函数. 1.分析解决问题针对学生可能出现的问题,组织学生讨论、交流.证明:任取x 1,x 2∈(2,+∞),且x 1<x 2,设元f (x 1)-f (x 2)=⎝⎛⎭⎪⎫x 1+2x 1-⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+2x 2求差 =(x 1-x 2)+⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 1-2x 2 =(x 1-x 2)+2(x 2-x 1)x 1x 2=(x 1-x 2)⎝ ⎛⎭⎪⎫1-2x 1x 2=(x 1-x 2)x 1x 2-2x 1x 2,变形 ∵2<x 1<x 2,∴x 1-x 2<0,x 1x 2>2,∴f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2),断号∴函数f (x )=x +2x在(2,+∞)上是增函数.定论 2.归纳解题步骤引导学生归纳证明函数单调性的步骤:设元、作差、变形、断号、定论.练习:证明函数f (x )=x 在[0,+∞)上是增函数.问题:要证明函数f (x )在区间(a ,b )上是增函数,除了用定义来证,如果可以证得对任意的x 1,x 2∈(a ,b ),且x 1≠x 2有f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1>0可以吗? 引导学生分析这种叙述与定义的等价性,让学生尝试用这种等价形式证明函数f (x )=x 在[0,+∞)上是增函数.【设计意图】初步掌握根据定义证明函数单调性的方法和步骤.等价形式进一步发展可以得到导数法,为用导数方法研究函数单调性埋下伏笔.归纳小结,提高认识学生交流在本节课学习中的体会、收获,交流学习过程中的体验和感受,师生合作共同完成小结.1.小结(1)概念探究过程:直观到抽象、特殊到一般、感性到理性.(2)证明方法和步骤:设元、作差、变形、断号、定论.(3)数学思想方法和思维方法:数形结合,等价转化,类比等.2.作业书面作业:课本习题1.3 A 组第1,2,3题.课后探究:(1)证明:函数f (x )在区间(a ,b )上是增函数当且仅当对任意的x ,x +h ∈(a ,b ),且h ≠0有f (x +h )-f (x )h>0. (2)研究函数y =x +1x(x >0)的单调性,并结合描点法画出函数的草图. 设计说明1.教学内容的分析函数的单调性是学生在了解函数概念后学习的函数的第一个性质,是函数学习中第一个用数学符号语言刻画的概念,为进一步学习函数其他性质提供了方法依据.对于函数单调性,学生的认知困难主要在两个方面:(1)要求用准确的数学符号语言去刻画图象的上升与下降,这种由形到数的翻译,从直观到抽象的转变对高一的学生是比较困难的;(2)单调性的证明是学生在函数内容中首次接触到的代数论证内容,而学生在代数方面的推理论证能力是比较薄弱的.根据以上的分析和教学大纲的要求,确定了本节课的重点和难点.2.教学目标的确定根据本课教材的特点、教学大纲对本节课的教学要求以及学生的认知水平,从三个不同的方面确定了教学目标,重视单调性概念的形成过程和对概念本质的认识;强调判断、证明函数单调性的方法的落实以及数形结合思想的渗透;突出语言表达能力、推理论证能力的培养和良好思维习惯的养成.3.教学方法和教学手段的选择本节课是函数单调性的起始课,采用教师启发讲授,学生探究学习的教学方法,通过创设情境,引导探究,师生交流,最终形成概念,获得方法.本节课使用了多媒体投影和计算机来辅助教学,目的是充分发挥其快捷、生动、形象的特点,为学生提供直观感性的材料,有助于学生对问题的理解和认识.4.教学过程的设计为达到本节课的教学目标,突出重点,突破难点,教学上采取了以下的措施:(1)在探索概念阶段,让学生经历从直观到抽象、从特殊到一般、从感性到理性的认知过程,完成对单调性定义的三次认识,使得学生对概念的认识不断深入.(2)在应用概念阶段,通过对证明过程的分析,帮助学生掌握用定义证明函数单调性的方法和步骤.(3)可对判断方法进行适当的延展,加深对定义的理解,同时也为用导数研究单调性埋下伏笔.第2课时作者:方诚心整体设计教学目标1.知识与技能(1)使学生理解函数的最值是在整个定义域上来研究的,它是函数单调性的应用.(2)启发学生学会分析问题、认识问题和创造性地解决问题.2.过程与方法(1)通过渗透数形结合的数学思想,对学生进行辩证唯物主义的教育.(2)探究与活动,明白考虑问题要细致,说理要明确.3.情感、态度与价值观理性描述生活中的最大(小)、最多(少)等现象.重点难点教学重点:函数最大(小)值的定义和求法.教学难点:如何求一个具体函数的最值.教学过程导入新课思路1.某工厂为了扩大生产规模,计划重新建造一个面积为10 000 m 2的矩形新厂址,新厂址的长为x m ,则宽为10 000xm ,所建围墙y m ,假如你是这个工厂的厂长,你会选择一个长和宽各为多少米的矩形土地,使得新厂址的围墙y 最短?学生先思考或讨论,教师指出此题意在求函数y =2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +10 000x ,x >0的最小值.引出本节课题:在生产和生活中,我们非常关心花费最少、用料最省、用时最省等最值问题,这些最值对我们的生产和生活是很有帮助的.那么什么是函数的最值呢?这就是我们今天学习的课题.用函数知识解决实际问题,将实际问题转化为求函数的最值,这就是函数的思想,用函数解决问题.思路2.画出下列函数的图象,指出图象的最高点或最低点,并说明它能体现函数的什么特征?①f (x )=-x +3;②f (x )=-x +3,x ∈[-1,2];③f (x )=x 2+2x +1;④f (x )=x 2+2x +1,x ∈[-2,2].学生回答后,教师引出课题:函数的最值.推进新课 新知探究提出问题(1)如图4所示是函数y =-x 2-2x 、y =-2x +1,x ∈[-1,+∞)、y =f (x )的图象.观察这三个图象的共同特征.图4(2)函数图象上任意点P(x,y)的坐标与函数有什么关系?(3)你是怎样理解函数图象最高点的?(4)问题(1)中,在函数y=f(x)的图象上任取一点A(x,y),如图5所示,设点C的坐标为(x0,y0),谁能用数学符号解释:函数y=f(x)的图象有最高点C?图5(5)在数学中,形如问题(1)中函数y=f(x)的图象上最高点C的纵坐标就称为函数y=f(x)的最大值.谁能给出函数最大值的定义?(6)函数最大值的定义中f(x)≤M即f(x)≤f(x0),这个不等式反映了函数y=f(x)的函数值具有什么特点?其图象又具有什么特征?(7)函数最大值的几何意义是什么?(8)函数y=-2x+1,x∈(-1,+∞)有最大值吗?为什么?(9)点(-1,3)是不是函数y=-2x+1,x∈(-1,+∞)的最高点?(10)由问题(9)你发现了什么值得注意的地方?讨论结果:(1)函数y=-x2-2x的图象有最高点A,函数y=-2x+1,x∈[-1,+∞)的图象有最高点B,函数y=f(x)的图象有最高点C.也就是说,这三个函数的图象的共同特征是都有最高点.(2)函数图象上任意点P的坐标(x,y)的意义:横坐标x是自变量的取值,纵坐标y是自变量为x时对应的函数值的大小.(3)图象上最高点的纵坐标是所有函数值中的最大值,即函数的最大值.(4)由于点C是函数y=f(x)图象上的最高点,则点A在点C的下方,即对定义域内任意x,都有y≤y0,即f(x)≤f(x0),也就是对函数y=f(x)的定义域内任意x,均有f(x)≤f(x0)成立.(5)一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足:①对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M.那么,称M是函数y=f(x)的最大值.....(6)f(x)≤M反映了函数y=f(x)的所有函数值不大于实数M;这个函数的特征是图象有最高点,并且最高点的纵坐标是M.(7)函数图象上最高点的纵坐标.(8)函数y =-2x +1,x ∈(-1,+∞)没有最大值,因为函数y =-2x +1,x ∈(-1,+∞)的图象没有最高点.(9)不是,因为该函数的定义域中没有-1.(10)讨论函数的最大值,要坚持定义域优先的原则;函数图象上有最高点时,这个函数才存在最大值,最高点必须是函数图象上的点.提出问题(1)类比函数的最大值,请你给出函数的最小值的定义及其几何意义.(2)类比上面问题(9),你认为讨论函数最小值应注意什么?活动:让学生思考函数最大值的定义,利用定义来类比定义.最高点类比最低点,不等号“≤”类比不等号“≥”.函数的最大值和最小值统称为函数的最值.讨论结果:(1)函数最小值的定义是:一般地,设函数y =f (x )的定义域为I ,如果存在实数M 满足:①对于任意的x ∈I ,都有f (x )≥M ;②存在x 0∈I ,使得f (x 0)=M .那么,称M 是函数y =f (x )的最小值.....函数最小值的几何意义:函数图象上最低点的纵坐标.(2)讨论函数的最小值,也要坚持定义域优先的原则;函数图象上有最低点时,这个函数才存在最小值,最低点必须是函数图象上的点.应用示例例1 求函数y =2x -1在区间[2,6]上的最大值和最小值. 活动:先思考或讨论,再到黑板上书写.当学生没有解题思路时,才提示:图象最高点的纵坐标就是函数的最大值,图象最低点的纵坐标就是函数的最小值.根据函数的图象观察其单调性,再利用函数单调性的定义证明,最后利用函数的单调性求得最大值和最小值.利用变换法画出函数y =2x -1的图象,只取在区间[2,6]上的部分.观察可得函数的图象是上升的.解:设2≤x 1<x 2≤6,则有 f (x 1)-f (x 2)=2x 1-1-2x 2-1=2[(x 2-1)-(x 1-1)](x 1-1)(x 2-1)=2(x 2-x 1)(x 1-1)(x 2-1). ∵2≤x 1<x 2≤6, ∴x 2-x 1>0,(x 1-1)(x 2-1)>0.∴f (x 1)>f (x 2),即函数y =2x -1在区间[2,6]上是减函数.∴当x =2时,函数y =2x -1在区间[2,6]上取得最大值f (2)=2; 当x =6时,函数y =2x -1在区间[2,6]上取得最小值f (6)=25.图6由图象得,函数的图象在区间(-∞,-1)和[0,1]上是上升的,在+∞)上是下降的,最高点是(±1,4),1),[0,1]上是增函数;函数在[-1,0],如果烟花距地面的高度h m与时间t s之间的关系为h(t)=-4.9t2+14.7t+18,那么烟花冲出后什么时候是它爆裂的最佳时刻?这时距地面的高度是多少?(精确到1 m) 活动:可以指定一位学生到黑板上书写,教师在下面巡视,并及时帮助做错的学生改错.并对学生的板书及时评价.将实际问题最终转化为求函数的最值,画出函数的图象,利用函数的图象求出最大值.“烟花冲出后什么时候是它爆裂的最佳时刻”就是当t取什么值时函数h(t)=-4.9t2+14.7t+18取得最大值;“这时距地面的高度是多少(精确到1 m)”就是函数h(t)=-4.9t2+14.7t+18的最大值;转化为求函数h(t)=-4.9t2+14.7t+18的最大值及此时自变量t的值.解:作出函数h(t)=-4.9t2+14.7t+18的图象,如图7所示,图7显然,函数图象的顶点就是烟花上升的最高点,顶点的横坐标就是烟花爆裂的最佳时刻,纵坐标就是这时距地面的高度.由二次函数的知识,对于函数h (t )=-4.9t 2+14.7t +18,我们有: 当t =-14.72×(-4.9)=1.5时,函数有最大值h =4×(-4.9)×18-14.724×(-4.9)≈29.即烟花冲出后1.5 s 是它爆裂的最佳时刻,这时距地面的高度约是29 m.点评:本题主要考查二次函数的最值问题,以及应用二次函数解决实际问题的能力.解应用题的步骤是:①审清题意读懂题;②将实际问题转化为数学问题来解决;③归纳结论.注意:要坚持定义域优先的原则;求二次函数的最值要借助于图象即数形结合.知能训练课本本节练习5. 【补充练习】某厂2013年拟举行促销活动,经调查测算,该厂产品的年销售量(即该厂的年产量)x万件与去年促销费m (万元)(m ≥0)满足x =3-2m +1.已知2013年生产的固定投入为8万元,每生产1万件该产品需要再投入16万元,厂家将每件产品的销售价格定为每件产品平均成本的1.5倍(产品成本包括固定投入和再投入两部分资金).(1)将2013年该产品的利润y 万元表示为年促销费m (万元)的函数; (2)求2013年该产品利润的最大值,此时促销费为多少万元?分析:(1)年利润=销售价格×年销售量-固定投入-促销费-再投入,销售价格=1.5×每件产品平均成本;(2)利用单调法求函数的最大值.解:(1)每件产品的成本为8+16xx元,故2013年的利润为y =1.5×8+16xx×x -(8+16x +m )=4+8x -m =4+8⎝⎛⎭⎪⎫3-2m +1-m =28-16m +1-m (万元)(m ≥0).(2)可以证明当0≤m ≤3时,函数y =28-16m +1-m 是增函数,当m >3时,函数y =28-16m +1-m 是减函数,所以当m =3时,函数y =28-16m +1-m 取最大值21万元. 拓展提升问题:求函数y =1x 2+x +1的最大值.解:(方法一)利用计算机软件画出函数的图象,如图8所示,故图象最高点是⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,43.图8则函数y =1x 2+x +1的最大值是43.(方法二)函数的定义域是R ,可以证明当x <-12时,函数y =1x 2+x +1是增函数;当x ≥-12时,函数y =1x 2+x +1是减函数.则当x =-12时,函数y =1x 2+x +1取最大值43,即函数y =1x 2+x +1的最大值是43.(方法三)函数的定义域是R , 由y =1x 2+x +1,得yx 2+yx +y -1=0.∵x ∈R ,∴关于x 的方程yx 2+yx +y -1=0必有实数根.当y =0时,关于x 的方程yx 2+yx +y -1=0无实数根,即y =0不属于函数的值域. 当y ≠0时,则关于x 的方程yx 2+yx +y -1=0是一元二次方程, 则有Δ=(-y )2-4×y (y -1)≥0.∴0<y ≤43.∴函数y =1x 2+x +1的最大值是43.点评:方法三称为判别式法,形如函数y =ax 2+bx +cdx 2+ex +f(d ≠0),当函数的定义域是R (此时e 2-4df <0)时,常用判别式法求最值,其步骤是:①把y 看成常数,将函数解析式整理为关于x 的方程的形式mx 2+nx +k =0;②分类讨论m =0是否符合题意;③当m ≠0时,关于x 的方程mx 2+nx +k =0中有x ∈R ,则此一元二次方程必有实数根,得n 2-4mk ≥0,得关于y 的不等式,解不等式组⎩⎪⎨⎪⎧n 2-4mk ≥0,m ≠0.此不等式组的解集与②中y 的值取并集得函数的值域,从而得函数的最大值和最小值.课堂小结本节课学习了:(1)函数的最值;(2)求函数最值的方法:①图象法,②单调法,③判别式法;(3)求函数最值时,要注意函数的定义域.作业课本习题1.3A 组 5,6.设计感想为达到本节课的教学目标,突出重点,突破难点,教学上采取了以下措施:1.在探索概念阶段,让学生经历从直观到抽象、从特殊到一般、从感性到理性的认知过程,完成对函数最值定义的三次认识,使得学生对概念的认识不断深入.2.在应用概念阶段,通过对证明过程的分析,帮助学生掌握用图象和单调法求函数最值的方法和步骤.备课资料 基本初等函数的最值1.正比例函数:y =kx (k ≠0)在定义域R 上不存在最值.在闭区间[a ,b ]上存在最值,当k >0时,函数y =kx 的最大值为f (b )=kb ,最小值为f (a )=ka ;当k <0时,函数y =kx 的最大值为f (a )=ka ,最小值为f (b )=kb .2.反比例函数:y =k x(k ≠0)在定义域(-∞,0)∪(0,+∞)上不存在最值.在闭区间[a ,b ](ab >0)上存在最值,当k >0时,函数y =k x 的最大值为f (a )=k a ,最小值为f (b )=k b;当k <0时,函数y =k x 的最大值为f (b )=k b ,最小值为f (a )=k a.3.一次函数:y =kx +b (k ≠0)在定义域R 上不存在最值.在闭区间[m ,n ]上存在最值,当k >0时,函数y =kx +b 的最大值为f (n )=kn +b ,最小值为f (m )=km +b ;当k <0时,函数y =kx +b 的最大值为f (m )=km +b ,最小值为f (n )=kn +b .4.二次函数:y =ax 2+bx +c (a ≠0):当a >0时,函数y =ax 2+bx +c 在定义域R 上有最小值f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a =-b 2+4ac 4a ,无最大值;当a <0时,函数y =ax 2+bx +c 在定义域R 上有最大值f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a =-b 2+4ac 4a ,无最小值.二次函数在闭区间上的最值问题是高考考查的重点和热点内容之一.二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a >0)在闭区间[p ,q ]上的最值可能出现以下三种情况:(1)若-b2a <p ,则f (x )在区间[p ,q ]上是增函数,则f (x )min =f (p ),f (x )max =f (q ).(2)若p ≤-b2a ≤q ,则f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a ,此时f (x )的最大值视对称轴与区间端点的远近而定:①当p ≤-b 2a <p +q2时,则f (x )max =f (q );②当p +q 2=-b 2a 时,则f (x )max =f (p )=f (q ); ③当p +q2<-b2a<q 时,则f (x )max =f (p ). (3)若-b2a ≥q ,则f (x )在区间[p ,q ]上是减函数,则f (x )min =f (q ),f (x )max =f (p ). 由此可见,当-b2a ∈[p ,q ]时,二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a >0)在闭区间[p ,q ]上的最大值是f (p )和f (q )中的最大值,最小值是f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a ;当-b2a ∉[p ,q ]时,二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a >0)在闭区间[p ,q ]上的最大值是f (p )和f (q )中的最大值,最小值是f (p )和f (q )中的最小值.。
高考调研高中数学(人教A版必修一)备课资源:第1章+第3节+函数的基本性质(打包12份)1313 单
=(x1-x2)(
1 x1+
x2+1)<0.
∴f(x1)-f(x2)<0,f(x1)<f(x2).
∴f(x)= x+x在[2,+∞)上单调递增.
∴f(x)min=f(2)= 2+2.
课后巩固
1.已知函数f(x)=3x,x∈[1,2],则f(x)的最大值为( )
A.2
B.4
C.6
D.8
答案 C
2.已知函数f(x)=|x|,x∈[-1,3],则f(x)的最小值为( )
A.0
B.1
C.2
D.3
答案 A
3.函数y=x2-2x+2在[-2,2]上的最大值、最小值为( )
A.10,2
B.10,1
C.2,1
D.以上都不对
答案 B
4.函数y=2x2+2,x∈N*的最小值是________. 答案 4
解析 ∵x∈N*,∴x2≥1,∴y=2x2+2≥4, 即y=2x2+2在x∈N*上的最小值为4,此时x=1.
题型三 利用单调性求函数的最值 例4 求函数f(x)=x+4x在x∈[1,3]上的最大值与最小值.
【解析】 设1≤x1<x2≤3,
则f(x1)-f(x2)=x1-x2+
4(1-
4 x1x2
).又∵
x1<x2,∴x1-x2<0.
①当1≤x1<x2≤2时,1-x14x2<0.
A.f(-2),0 C.f(-2),2
B.0,2 D.f(2),2
【解析】 由函数最值的几何意义知,当x=-2时,有最小 值f(-2);当x=1时,有最大值2.
【答案】 C
题型二 二次函数的最值 例3 已知函数f(x)=x2-4x-4. (1)若函数定义域为[3,4],求函数的最值; (2)若函数定义域为[-3,4],求函数的最值. 【思路分析】 ①确定对称轴与抛物线的开口方向、作 图. ②在图像上标出定义域的位置. ③观察单调性写出最值.
高中数学第一章集合与函数概念1.3函数的基本性质1.3.1单调性与最大(小)值第1课时函数的单调性
-(-1)2 + 4, ≥ 0,
即 f(x) =
-( + 1)2 + 4, < 0.
(2)函数图象如图所示.
(3)函数 f(x)的图象在(-∞,-1]和[0,1]上是上升的,在(-1,0)和(1,+∞)
上是下降的,所以 f(x)的单调递增区间是(-∞,-1],[0,1],单调递减区间
1
∴f(x)=x+ 在(0,1)内是减函数.
12/12/2021
第十五页,共二十八页。
=
(1 -2 )(1 2 -1)
.
1 2
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D典例透析
证明:设 x1,x2 是区间(0,1)内的任意两个实数,且 x1<x2,则
1
1
f(x1)-f(x2) = 1 +
− 2 +
1
2
2 -1
1
=(x1-x2) +
= (x1-x2) 11 2
1 2
∵0<x1<x2<1,
∴x1x2-1<0,x 1-x2<0,x 1x2>0.
∴f(x1)-f(x2)>0,即 f(x1)>f(x2).
间 D 上的任意两个自变量的值 x 1,x2,当 x 1<x2 时,都有
f(x1)>f(x2)
定 f(x1)<f(x2)
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1
1.3.1 单调性与最大(小)值
课后训练
1.定义在R上的函数f(x)满足f(x)<5,则f(x)的最大值是( ).
A.5 B.f(5) C.4.9 D.不能确定
2.定义在区间[0,3]上的函数y=f(x)是减函数,则它的最大值是( ).
A.f(0) B.f(3) C.0 D.3
3.函数f(x)(-2≤x≤2)的图象如图所示,则函数的最大值和最小值分别为( ).
A.f(2),f(-2) B.f12,f(-1)
C.f12,f32 D.f12,f(0)
4.函数f(x)=x2-4x+3,x∈[1,4],则f(x)的最大值为( ).
A.-1 B.0 C.3 D.-2
5.f(x)=2,1,2,12,3,2xxxxx的最大值是( ).
A.0 B.1 C.2 D.3
6.函数f(x)=1x在[1,b](b>1)上的最小值是14,则b=__________.
7.函数f(x)=x2+bx+1的最小值是0,则实数b=__________.
8.(能力拔高题)定义在R上的函数f(x)对任意两个不等实数x1,x2,总有
12
12
()()fxfxxx
>0成立,且f(-3)=a,f(-1)=b,则f(x)在[-3,-1]上的最大值是__________.
9.已知函数f(x)=21xx,x∈[-3,-2],求函数f(x)的最大值和最小值.
10.某公司生产一种电子仪器的固定成本为20 000元,每生产一台仪器需要增加投入
100元,最大月产量是400台.已知总收益满足函数R(x)=400x-12x2,其中x是仪器的月
产量(单位:台).
(1)将利润y(元)表示为月产量x(台)的函数.
(2)当月产量为何值时,公司所获得利润最大?最大利润为多少?(总收益=总成本+利
润)
2
参考答案
1. 答案:D
2. 答案:A
3. 答案:C 由图象可知最大值为12f,最小值为32f.
4. 答案:C ∵f(x)在[1,2]上是减函数,在[2,4]上是增函数,又f(1)=0,f(4)=3,
∴f(x)的最大值是3.
5. 答案:D 当0≤x≤1时,f(x)的最大值是f(1)=2,
又当1<x<2时,f(x)=2;当x≥2时,f(x)=3,则f(x)的最大值是3.
6. 答案:4 ∵f(x)在[1,b]上是减函数,
∴f(x)在[1,b]上的最小值为f(b)=114b,
∴b=4.
7. 答案:±2 f(x)是二次函数,二次项系数1>0,
则最小值为22242bbbf+1=0,
解得b=±2.
8. 答案:b 由1212()()fxfxxx>0,得f(x)在R上是增函数,
则f(x)在[-3,-1]上的最大值是f(-1)=b.
9. 答案:解:设x1,x2是区间[-3,-2]上的任意两个实数,且x1<x2,则f(x1)-f(x2)
=12122112121212222(1)2(1)2()11(1)(1)(1)(1)xxxxxxxxxxxxxx.
由于-3≤x1<x2≤-2,
则x1-x2<0,x1+1<0,x2+1<0.
所以f(x1)-f(x2)<0,f(x1)<f(x2).
所以函数f(x)=21xx,x[-3,-2]是增函数.
又因为f(-2)=4,f(-3)=3,
所以函数的最大值是4,最小值是3.
10. 答案:解:(1)设月产量为x台时,利润为y元,
则总成本为20 000+100x,
所以y=R(x)-(20 000+100x)
=400x-212x-20 000-100x
=212x+300x-20 000,0≤x≤400.
(2)由(1)得y=12 (x-300)2+25 000,
3
当x=300时,y有最大值25 000,
即当月产量为300台时,公司所获得利润最大,最大利润为25 000元.