2015《创新大课堂》高三人教版数学(理)一轮复习第二章 函数、导数及其应用 章末高频考点
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章末高频考点高频考点1 函数的定义域与值域1.(2013·湖北荆门期末)函数f (x )=1x ln(x 2-3x +2+-x 2-3x +4)的定义域为( )A .(-∞,-4]∪(2,+∞)B .(-4,0)∪(0,1)C .[-4,0)∪(0,1]D .[-4,0)∪(0,1)D [要使函数f (x )有意义,必须且只需⎩⎨⎧x ≠0,x 2-3x +2≥0,-x 2-3x +4≥0,x 2-3x +2+-x 2-3x +4>0,解得-4≤x <0或0<x <1.故选D.]2.(2013·南昌二中月考)若函数f (x )=log a (x +1)(a >0,a ≠1)的定义域和值域都是[0,1],则a 等于( )A.13B. 2C.22D .2D [本题主要考查定义域与值域相同的函数问题,难度中等.f (x )=log a (x +1)的定义域是[0,1], ∴0≤x ≤1,则1≤x +1≤2.当a >1时,0=log a 1≤log a (x +1)≤log a 2=1,∴a =2;当0<a <1时,log a 2≤log a (x +1)≤log a 1=0,与值域是[0,1]矛盾.综上,a =2.]3.(2013·山东青岛调研)已知函数y =f (x 2-1)的定义域为[-3,3],则函数y =f (x )的定义域是________.解析 ∵y =f (x 2-1)的定义域为[-3,3], ∴x ∈[-3,3],x 2-1∈[-1,2], ∴y =f (x )的定义域为[-1,2].答案 [-1,2] 高频考点2 分段函数4.(2013·江西师大附中、鹰潭一中联考)已知函数f (x )=⎩⎨⎧2x,x <1f (x -1),x ≥1,则f (log 27)=( )A.716B.78C.74D.725.(2013·济南名校四诊)已知函数f (x )=⎩⎨⎧x 2-4x +3,x ≤0-x 2-2x +3,x >0,则不等式f (a 2-4)>f (3a )的解集为( )A .(2,6)B .(-1,4)C .(1,4)D .(-3,5)B [本题以分段函数为载体,考查了函数的单调性以及不等式等知识,考查了数形结合的思想.解题时首先作函数f (x )的图象,根据图象得到函数的单调性,进而得到不等式的解集.作出函数f (x )的图象,如图所示, 则函数f (x )在R 上是单调递减的. 由f (a 2-4)>f (3a ),可得a 2-4<3a ,整理得a 2-3a -4<0, 即(a +1)(a -4)<0,解得-1<a <4. 所以不等式的解集为(-1,4).] 高频考点3 函数的图象6.(2013·泉州五中质检)已知函数f (x )的图象如图所示,则f (x )的解析式可以是( )A .f (x )=ln|x |xB .f (x )=e xxC .f (x )=1x 2-1D .f (x )=x -1xD [由函数的图象知,函数f (x )为奇函数,应排除B 、C ;对于函数y =ln 1×1x , 当x >0时,y =ln xx ,∴y ′=1-ln x x 2,∴当x >e 时y ′<0,是减函数,排除A ,故选D.]7.(2013·潍坊二模)已知函数f (x )=x -4+9x +1(x >-1),当x =a 时,f (x )取得最小值,则在直角坐标系中,函数g (x )=(1a )|x +1|的大致图象为( )B [本题主要考查基本不等式、指数函数的图象、函数的性质等基础知识,考查化归与转化思想、数形结合思想等数学思想方法,考查分析问题、解决问题的能力.f (x )=x -4+9x +1=x +1+9x +1-5≥6-5=1,当且仅当x +1=3,即x =2时取等号.此时g (x )=(1a )|x +1|=(12)|x +1|,该函数图象由偶函数y =(12)|x |的图象向左平移一个单位得到,故选B.]8.(2013·福建质检)函数f (x )=log 12cos x (-π2<x <π2)的图象大致是( )9.(2013·石家庄二中月考)若函数y =f (x )的图象过点(1,1),则函数f (4-x )的图象一定经过点________.解析 本题主要考查函数图象变换之间的关系.由于函数y =f (4-x )的图象可以看作y =f (x )的图象先关于y 轴对称,再向右平移4个单位得到,点(1,1)关于y 轴对称的点为(-1,1),再将此点向右平移4个单位可推出函数 y =f (4-x )的图象过定点(3,1). 答案 (3,1)10.(2013·临川一中二模)对a ,b ∈R ,记min{a ,b }=⎩⎨⎧a ,a <b b ,a ≥b ,函数f (x )=min{12x ,-|x -1|+2}(x ∈R )的最大值为________.解析 y =f (x )是y =12x 与y =-|x -1|+2两者中的较小者,数形结合可知,函数的最大值为1. 答案 1高频考点4 函数的性质11.(2013·哈尔滨三中月考)设f (x )是定义在R 上的奇函数,且y =f (x )的图象关于直线x=13对称,则f(-23)=()A.0 B.1C.-1 D.2A[本题主要考查函数基本性质中的奇偶性,对称性,属于基础题,难度较小.由f(x)是奇函数可知,f(0)=0,f(-23)=-f(23).又y=f(x)的图象关于x=13对称,所以f(0)=f(23),因此f(-23)=0.故选A.]12.(2013·太原五中质检)函数f(x)是定义域为R的奇函数,当x>0时,f(x)=-x+1,则当x<0时,f(x)的表达式为() A.-x+1 B.-x-1C.x+1 D.x-1B[本题主要考查函数的奇偶性,考查考生的运算能力和逻辑推理能力.∵函数f(x)为定义在R上的奇函数,∴f(-x)=-f(x),设x<0,则-x>0,故f(x)=-f(-x)=-(x+1)=-x-1,选B.]13.(2013·沙市中学月考)函数log13(x2-4x+3)的单调递增区间为() A.(3,+∞) B.(-∞,1)C.(-∞,1)∪(3,+∞) D.(0,+∞)B[令u=x2-4x+3,原函数可以看作y=log13u与u=x2-4x+3的复合函数.令u=x2-4x+3>0,则x<1或x>3.∴函数y=log13(x2-4x+3)的定义域为(-∞,1)∪(3,+∞).又u=x2-4x+3的图象的对称轴为x=2,且开口向上,∴u=x2-4x+3在(-∞,1)上是减函数,在(3,+∞)上是增函数,而函数y=log13u在(0,+∞)上是减函数,∴y =log 13(x 2-4x +3)的单调递减区间为(3,+∞),单调递增区间为(-∞,1).]14.(2013·重庆巴蜀中学月考)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a x (x >1)(4-a2)x +2(x ≤1)是R 上的单调递增函数,则实数a 的取值范围为( )A .(1,+∞)B .[4,8)C .(4,8)D .(1,8)B [本题主要考查分段函数及函数的单调性.解决本题的关键是对函数单调性的理解.函数f (x )=a x (x >1)要单调递增必须a >1,而f (x )=(4-a2)x +2(x ≤1)要单调递增必须4-a 2>0,即a <8,要使函数f (x )在R 上单调递增,必有a ≥6-a2,即a ≥4,故实数a 的取值范围是[4,8).]15.(2013·海南中学月考)定义两种运算:a ⊕b =log 2(a 2-b 2),a ⊗b =(a -b )2,则函数f (x )=2⊕x(x ⊗2)-2为( )A .奇函数B .偶函数C .奇函数且为偶函数D .非奇且非偶函数A [本题主要考查新定义,意在考查考生的逻辑推理能力.∵函数f (x )=2⊕x (x ⊗2)-2=log 2(22-x 2)(x -2)2-2=log 2(4-x 2)2-x -2=log 2(4-x 2)-x(-2<x <2),∴f (-x )=-f (x ),函数f (x )为奇函数.]16.(2013·广元适应性统考)函数f (x )的定义域为R ,若f (x +1)与f (x -1)都是奇函数,则( )A .f (x )是偶函数B .f (x )是奇函数C .f (x )=f (x +2)D .f (x +3)是奇函数D [本题主要考查奇函数的定义与性质,意在考查考生的推理论证能力.由f(x+1)是奇函数得,f(-x+1)=-f(x+1),即f(-x)=-f(x+2)①;由f(x-1)是奇函数得,f(-x-1)=-f(x-1),即f(-x)=-f(x-2)②.由①②得f(x+2)=f(x-2),于是有f(x+3)=f(x-1),又f(x-1)是奇函数,所以函数f(x+3)是奇函数,选D.]17.(2013·江西师中附中、鹰潭一中联考)下列函数中既是偶函数,又是区间(-1,0)上的减函数的是() A.y=cos x B.y=-|x-1|C.y=ln 2-x2+xD.y=e x+e-xD[本题主要考查函数的奇偶性、单调性的判断方法.对于选项A:函数y=cos x是偶函数,但在区间(-1,0)上是增函数,所以A不符合条件;对于选项B:函数y=-|x-1|,有f(-x)=-|x+1|≠f(x),所以B不符合条件;对于选项C:函数y=ln 2-x2+x ,有f(-x)=ln2+x2-x=-f(x),所以C不符合条件;对于选项D:函数y=e x+e-x,有f(-x)=e-x+e x=f(x),而在区间(-1,0)上y′=e x-e-x<0,即y=e x+e-x是区间(-1,0)上的减函数.故选D.] 18.(2013·湛江一测)已知f(x)是定义在R上的奇函数,对任意x∈R,都有f(x+4)=f(x),若f(-1)=2,则f(2 013)等于() A.2 012 B.2C.2 013 D.-2D[本题主要考查函数的奇偶性、周期性等知识,考查函数与方程的数学思想方法,以及推理推证能力、运算求解能力.∵f(x+4)=f(x),∴f(x)的周期为4.∴f(2 013)=f(1),又f(x)为奇函数,∴f(1)=-f(-1)=-2,即f(2 013)=-2.]19.(2013·江西教学质量监测)已知x 13-(log130.5)x<(-y)13-(log130.5)-y,则实数x,y的关系是( )A .x -y >0B .x -y <0C .x +y >0D .x +y <0D [本题主要考查函数的单调性. 设f (x )=x 13-(log 130.5)x ,log 131<log 130.5<log 1313=1,即0<log 130.5<1.又f ′(x )=13x-(log 130.5)x ln(log 130.5)>0,所以函数f (x )是(-∞,+∞)上的单调递增函数,故由不等式f (x )<f (-y )得x <-y ,即x +y <0,选D.] 高频考点5 简单的指数、对数不等式20.(2013·河南鹤壁一模)若正整数m 满足10m -1<2512<10m ,则m =________.(lg 2≈0.301 0) 解析 不等式10m -1<2512<10m同时取以10为底的对数,则⎩⎨⎧m -1<512lg 2,m >512lg 2,∴154.112<m <155.112,∴m =155. 答案 15521.(2013·深圳中学月考)定义在R 上的奇函数f (x ),当x ∈(0,+∞)时,f (x )=log 2x ,则不等式f (x )<-1的解集是________. 解析 当x <0时,-x >0, ∴f (x )=-f (-x )=-log 2(-x ),∴f (x )=⎩⎨⎧log 2x ,x >00,x =0-log 2(-x ),x <0由f (x )<-1,得⎩⎨⎧x >0log 2x <-1或⎩⎨⎧x =00<-1或⎩⎨⎧x <0-log 2(-x )<-1,解得0<x <12或x <-2. 答案 {x |0<x <12或x <-2}22.(2013·成都七中二诊)已知函数y =f (x )的图象与函数y =a x (a >0且a ≠1)的图象关于直线y =x 对称,记g (x )=f (x )[f (x )+f (2)-1].若y =g (x )在区间[12,2]上是增函数,则实数a 的取值范围是________.解析 本题主要考查指数、对数函数的图象及复合函数的单调性,难度较大. 由已知可得y =f (x )=log a x ,∴g (x )=log a x ·(log a x +log a 2-1)=(log a x )2+log a 2a ·log a x .当a >1时,y =log a x 在[12,2]上是增函数,且log a x ∈[log a 12,log a 2], 若g (x ) 在[12,2]上是增函数, 则必有log a 12≥-12log a 2a , 解得a ≤12(舍去);当0<a <1时,y =log a x 在[12,2]上是减函数,且log a x ∈[log a 2,log a 12], 若g (x )在[12,2]上是增函数,则必有log a 12≤-12log a 2a ,解得0<a ≤12. 答案 [0,12] 高频考点6 函数的零点23.(2013·湖南长郡中学、衡阳八中等十二校二联)若{x }=x -[x ]([x ]表示不超过x 的最大整数),则方程12 013-2 012x ={x }的实数解的个数是( )A .1B .0C .2D .4C [本题以新定义为载体,考查函数的性质和方程的根,结合数形结合思想和转化思想考查方程的根的个数,关键是方程的转化.由已知可得,原方程可转化为12 013+[x ]=2 013x ,可构造两个函数:y =12013+[x ],y =2 013x ,可知两函数的图象有两个交点,故选C.]24.(3013·广州一测)已知e 是自然对数的底数,函数f (x )=e x +x -2的零点为a ,函数g (x )=ln x +x -2的零点为b ,则下列不等式中成立的是( )A .f (a )<f (1)<f (b )B .f (a )<f (b )<f (1)C .f (1)<f (a )<f (b )D .f (b )<f (1)<f (a )A [本题主要考查函数与方程、导数的应用等知识,考查函数与方程、数形结合的数学思想方法,以及推理论证能力、运算求解能力.由e x +x -2=0得e x =2-x ,令y 1=e x ,y 3=2-x .由ln x +x -2=0得ln x =2-x ,令y 2=ln x .在同一坐标系下画出y 1,y 2,y 3的图象,可得a <1<b . 又f ′(x )=e x +1>0,∴f (x )单调递增,∴f (a )<f (1)<f (b ).]25.(2013·安庆二模)已知函数f (x )=⎩⎨⎧2x-1,x >0-x 2-2x ,x ≤0,若函数g (x )=f (x )-m 有3个零点,则实数m 的取值范围是________.解析 在坐标系内作出函数f (x )=⎩⎨⎧2x-1,x >0-x 2-2x ,x ≤0的图象,如图所示,发现当0<m <1时,函数f (x )的图象与直线y =m 有3个交点,即函数g (x )=f (x )-m 有3个零点. 答案 (0,1)高频考点7 导数的几何意义26.(2013·安庆二模)曲线f (x )=x 3+x -2在点P 0处的切线平行于直线y =4x -1,则点P 0的坐标为( )A .(1,0)或(-1,-4)B .(0,1)C .(1,0)D .(-1,-4)A [本题主要考查导数的几何意义及导数的基本公式.令f ′(x )=3x 2+1=4,解得x =±1 ,由此可得切点P 0的横坐标为±1,则点P 0的坐标为(1,0)或(-1,-4),故选A.]27.(2013·深圳中学实战考试)函数y =x 33-x 2+1(0<x <2)的图象上任意点处切线的倾斜角记为α,则α的最小值是( )A.π4B.π6C.5π6D.3π4D [本题主要考查导数的运算及其几何意义的应用,难度较小.由于y ′=x 2-2x ,当0<x <2时,-1≤y ′<0,据导数的几何意义得 -1≤tan α<0,当tan α=-1时,α取得最小值,即αmin =3π4.]28.(2013·哈尔滨三中联考)设函数f (x )是R 上以5为周期的可导偶函数,则曲线y =f (x )在x =5处的切线的斜率为( )A .-15B .0 C.15D .5B [∵函数f (x )是R 上以5为周期的函数,∴曲线y =f (x )在x =5处的切线与在x =0处的切线相同, 又函数f (x )是偶函数,其函数图象关于y 轴对称, ∴x =0是函数f (x )的一个极值点,即f ′(0)=0,∴曲线y =f (x )在x =0及x =5处的切线的斜率均为0,故选B.] 29.(2013·安庆一中4月监测)经过原点且与曲线y =x +9x +5相切的方程是 ( )A .x +y =0或x25+y =0 B .x -y =0或x25+y =0 C .x +y =0或x25-y =0 D .x -y =0或x25-y =0A [本题主要考查分式函数的曲线的切线方程的求解.设切点(x 0,y 0),则切线的斜率为k =y 0x 0,另一方面,y ′=(x +9x +5)′=-4(x +5)2,故y ′(x 0)=k ,即-4(x 0+5)2=y 0x 0=x 0+9x 0(x 0+5)⇒x 20+18x 0+45=0,得x 0(1)=-3,x 0(2)=-15,对应有y 0(1)=3,y 0(2)=-15+9-15+5=35,因此得两个切点A (-3,3)或B (-15,35),从而得y ′A =-1,y ′B =-125.由于切线过原点,故得切线l A :y =-x 或l B :y =-x25.] 30.(2013·昆明一中月考)若存在过点(1,0)的直线与曲线y =x 3和y =ax 2+154x -9都相切,则a 等于( )A .-1或-2564B .-1或214 C .-74或-2564D .-74或7A [设过点(1,0)的直线与y =x 3相切于点(x 0,x 30),所以切线方程为y -x 30=3x 20(x -x 0),即y =3x 20x -2x 30.又点(1,0)在切线上,则x 0=0或x 0=32. 当x 0=0时,由y =0与y =ax 2+154x -9相切可得a =-2564; 当x 0=32时,由y =274x -274与y =ax 2+154x -9相切可得a =-1,所以选A.] 31.(2013·广州二测)已知函数y =f (x )的图象如图所示,则其导函数y =f ′(x )的图象可能是( )A [本题主要考查导数在函数中的应用等知识,考查数形结合的数学思想方法,以及推理论证能力.如图,y =f (x )在(-∞,x 1)上单调递增,在(x 1,x 2)上单调递减,在(x 2,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减,i∴当x ∈(-∞,x 1)时,f ′(x )>0, 当x ∈(x 1,x 2)时,f ′(x )<0, 当x ∈(x 2,0)时,f ′(x )>0,当x ∈(0,+∞)时,f ′(x )<0.从而选A.] 高频考点8 导数的应用32.(文)(2013·山东胶东示范二模)已知函数f (x )=12ax 2+ln x ,其中a ∈R . (1)求f (x )的单调区间;(2)若f (x )在(0,1]上的最大值是-1,求a 的值.解析 本题考查导数与函数的极值、单调性、最值等知识,考查考生分析问题、解决问题的能力,考查函数与方程、分类整合等数学思想方法. (1)f ′(x )=ax 2+1x ,x ∈(0,+∞). 当a ≥0时,f ′(x )>0,从而函数f (x ) 在(0,+∞)上单调递增. 当a <0时,令f ′(x )=0, 解得x =-1a 或x =--1a (舍去).此时,f (x )与f ′(x )的变化情况如下:∴f (x )的单调增区间是(0,-1a ),单调减区间是(-1a ,+∞).(2)①当a≥0时,由(1)得函数f(x)在(0,1]上的最大值为f(1)=a 2.令a2=-1,得a=-2,这与a≥0矛盾,不合题意.②当-1≤a<0时,-1a≥1,由(1)得函数f(x)在(0,1]上的最大值为f(1)=a 2.令a2=-1,得a=-2,这与-1≤a<0矛盾,不合题意.③当a<-1时,0< -1a<1,由(1)得函数f(x)在(0,1]上的最大值为f( -1 a).令f( -1a)=-1,解得a=-e,符合a<-1.综上,当f(x)在(0,1]上的最大值是-1时,a=-e.32.(理)(2013·山东胶东示范校二模)已知函数f(x)=x-12ax2-ln(1+x),其中a∈R.(1)若x=2是f(x)的极值点,求a的值;(2)求f(x)的单调区间;(3)若f(x)在[0,+∞)上的最大值是0,求a的取值范围.解析本题考查导数与函数的极值、单调性、最值等知识,考查考生分析问题、解决问题的能力,考查函数与方程、分类整合等数学思想方法.(1)根据可导函数在一定点处取得极值的必要条件是其导数等于零,得出关于a 的方程即可求出a,再根据极点值两则导数值异号进行检验;(2)讨论导数的符号,就参数a的取值情况进行分类讨论即可;(3)根据函数的单调性和极值点,以及函数最大值的概念分情况解决.(1)f′(x)=x(1-a-ax)x+1,x∈(-1,+∞).依题意,得f′(2)=0,解得a=1 3.经检验,a=13时,符合题意.(2)①当a =0时,f ′(x )=xx +1,x ∈(-1,+∞). 故f (x )的单调增区间是(0,+∞),单调减区间是(-1,0). ②当a >0时,令f ′(x )=0,得x 1=0,x 2=1a -1. 当0<a <1时,f (x )与f ′(x )的变化情况如下:∴f (x )的单调增区间是(0,1a -1),单调减区间是(-1,0)和(1a -1,+∞). 当a =1时,f (x )的单调减区间是(-1,+∞). 当a >1时,-1<x 2<0,f (x )与f ′(x )的变化情况如下:∴f (x )的单调增区间是(1a -1,0),单调减区间是(-1,1a -1)和(0,+∞). ③当a <0时,f (x )的单调增区间是(0,+∞),单调减区间是(-1,0). 综上,当a ≤0时,f (x )的单调增区间是(0,+∞),单调减区间是(-1,0); 当0<a <1时,f (x )的单调增区间是(0,1a -1),单调减区间是(-1,0)和 (1a-1,+∞); 当a =1时,f (x )的单调减区间是(-1,+∞);当a >1时,f (x )的单调增区间是(1a -1,0),单调减区间是(-1,1a -1)和 (0,+∞).(3)由(2)知a ≤0时,f (x )在(0,+∞)上单调递增, 由f (0)=0知不合题意.当0<a <1时,f (x )在(0,+∞)的最大值是f (1a -1),由1a -1>0,f (x )在区间(0,1a -1)上递增可知,f (1a -1)>f (0)=0知不合题意. 当a ≥1时,f (x )在(0,+∞)单调递减,可得f (x )在[0,+∞)上的最大值是f (0)=0符合题意.∴f (x )在[0,+∞)上的最大值是0时,a 的取值范围是[1,+∞). (理)高频考点9 定积分33.(2013·长春外国语学校月考)设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ∈[0,1]1x ,x ∈(1,e )(其中e 为自然对数的底数),则∫e0f (x )d x 的值为( )A.43 B.54 C.65D.76A [本题主要考查分段函数定积分的求解.∫e 0f (x )d x =∫10f (x )d x +∫e1f (x )d x =∫10x 2d x +∫e 11x d x=13+ln e =43, 故选A.]34.(2013·济南一中四校联考)从如图所示的圆O :x 2+y 2=2内任取一点M (x ,y ),则点M 取自阴影部分的概率为________.解析 本题是用概率“包装”的定积分题,既为概率输送了新鲜的血液,又为定积分找到了坚实的着陆点.所求的概率模型为几何概型,利用定积分求出阴影部分的面积,再求出圆的面积,阴影部分面积除以圆的面积即为所求的概率.在求不规则平面图形的面积时,常用定积分来求解. 由题意可得圆的面积为S 圆 =2π.联立⎩⎨⎧x 2+y 2=2,y =x 2,得交点坐标为(-1,1),(1,1), 所以阴影部分的面积为S 阴影=2[π4+∫10(x -x 2)d x]=π2+13,所以点M 取自阴影部分的概率为P =S 阴影S 圆=π2+132π=3π+212π. 答案 3π+212π。