2019版同步优化探究文数(北师大版)练习:第二章 第八节 函数与方程及应用 含解析
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课时作业组——基础对点练.曲线=-在点()处切线的斜率等于( )....解析:=-==,′=(+)=(+),∴=′==,故选.答案:.(·济南模拟)已知函数()的导函数′(),且满足()=′()+,则′()=( ).-.-..解析:∵()=′()+,∴′()=[′()]′+( )′=′()+,∴′()=′()+,即′()=-.答案:.函数()=的图像在点(,())处的切线的倾斜角为( )解析:因为′()=+,所以′()=,即曲线=()在点(,())处的切线的斜率为.所以在点(,())处的切线的倾斜角为,故选.答案:.曲线=在=处的切线方程是+-=,则=( )...解析:由题知,′=,′==,又切点为(),故切线方程为-+=,∴=,故选.答案:.已知函数()=-,且′()=(),则的值是( ).-.-解析:因为′()=+=-,所以=-,所以=-)==,故选.答案:.已知()=-++,则()在点(-)处的切线与坐标轴围成的三角形的面积等于( )..解析:∵()=-++,∴′()=-+,∴′(-)=,故切线方程为-=(+),即-+=,令=,得=,令=,得=-,∴所求面积=××=.答案:.(·巴蜀中学模拟)已知曲线=在点(, )处的切线与直线平行且距离为,则直线的方程为( ).++=.++=或+-=.--=.-+=或--=解析:′==-,′==-=-,因此=-,设直线方程为=-+,即+-=,由题意得=,解得=或=-,所以直线的方程为+-=或++=.故选.答案:.已知函数()在上满足(-)=-+,则曲线=()在(,())处的切线方程是( ).=-.=.=-+.=-解析:法一:令=得()=,令-=,可得=-,代入(-)=-+得()=(-)-(-)+,化简整理得()=-,即()=-,∴′()=-,∴′()=.∴所求切线方程为-=(-),即=-.法二:令=得()=,由(-)=-+,两边求导可得′(-)·(-)′=-,令=可得-′()=-,即′()=.∴所求切线方程为-=(-),即=-.答案:.(·潍坊模拟)如图,=()是可导函数,直线:=+是曲线=()在=处的切线,()=(),′()是()的导函数,则′()=( )..-..解析:由题意知直线:=+是曲线=()在=处的切线,由图可得()=.又点()在直线上,∴+=,∴=-,∴′()==-.∵()=(),∴′()=()+′(),则′()=()+′()=+×=,故选.答案:.若曲线=()=+(为常数)不存在斜率为负数的切线,则实数的取值范围是( ).[-,+∞).(-,+∞).(,+∞).[,+∞)解析:′()=+=(>),根据题意有′()≥(>)恒成立,所以+≥(>)恒成立,即≥-(>)恒成立,所以≥,故实数的取值范围为[,+∞).故选.。
课时作业 A 组——基础对点练1、(2018·乌鲁木齐模拟)函数f (x )=e x +2x -3的零点所在的一个区间是( ) A 、(-12,0) B 、(0,12) C 、(12,1) D 、(1,32)解析:因为f (12)=-2<0,f (1)=e -1>0,所以零点在区间(12,1)上、答案:C2、函数f (x )=2x 6-x 4-1的零点个数是( ) A 、4 B 、2 C 、1D 、0 解析:函数f (x )=2x 6-x 4-1的零点个数,就是方程2x 6-x 4-1=0的实根的个数,变形为2x 6=x 4+1,显然x =0不是方程的根;当x ≠0时,等价于2x 2=1+1x 4,令g (x )=2x 2,h (x )=1+1x 4,作出函数g (x )和h (x )的图像如图所示,数形结合知函数g (x )和h (x )的图像有2个交点,即函数f (x )有2个零点、答案:B3、已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 2-3x .则函数g (x )=f (x )-x +3的零点的集合为( ) A 、{1,3} B 、{-3,-1,1,3} C 、{2-7,1,3}D 、{-2-7,1,3}解析:当x ≥0时,f (x )=x 2-3x , 令g (x )=x 2-3x -x +3=0, 得x 1=3,x 2=1.当x <0时,-x >0,∴f (-x )=(-x )2-3(-x ), ∴-f (x )=x 2+3x ,∴f (x )=-x 2-3x . 令g (x )=-x 2-3x -x +3=0,x 4=-2+7>0(舍),∴函数g (x )=f (x )-x +3的零点的集合是{-2-7,1,3},故选D. 答案:D4、已知a ,b ,c ,d 都是常数,a >b ,c >d .若f (x )=2 017-(x -a )(x -b )的零点为c ,d ,则下列不等式正确的是( ) A 、a >c >b >d B 、a >b >c >d C 、c >d >a >bD 、c >a >b >d解析:f (x )=2 017-(x -a )(x -b )=-x 2+(a +b )x -ab +2 017,又f (a )=f (b )=2 017,c ,d 为函数f (x )的零点,且a >b ,c >d ,所以可在平面直角坐标系中作出函数f (x )的大致图像,如图所示,由图可知c >a >b >d ,故选D.答案:D5、(2018·德州模拟)已知函数y =f (x )是周期为2的周期函数,且当x ∈[-1,1]时,f (x )=2|x |-1,则函数F (x )=f (x )-|lg x |的零点个数是( ) A 、9 B 、10 C 、11D 、18解析:由F (x )=0得f (x )=|lg x |分别作f (x )与y =|lg x |的图像,如图,所以有10个零点,故选B. 答案:B6、已知函数f (x )=⎩⎨⎧e x+a ,x ≤0,3x -1,x >0(a ∈R),若函数f (x )在R 上有两个零点,则a 的取值范围是( )A 、(-∞,-1)B 、(-∞,0)C 、(-1,0)D 、[-1,0)解析:当x >0时,f (x )=3x -1有一个零点x =13,所以只需要当x ≤0时, e x +a =0有一个根即可,即e x=-a .当x ≤0时,e x∈(0,1],所以-a ∈(0,1],即a ∈[-1,0),故选D. 答案:D7、(2018·长沙市模拟)对于满足0<b ≤3a 的任意实数a ,b ,函数f (x )=ax 2+bx +c 总有两个不同的零点,则a +b -ca 的取值范围是( )A 、(1,74]B 、(1,2]C 、[1,+∞)D 、(2,+∞)解析:依题意对方程ax 2+bx +c =0,有Δ=b 2-4ac >0,于是c <b 24a ,从而a +b -c a >a +b -b 24a a =1+b a -14(b a )2,对满足0<b ≤3a 的任意实数a ,b 恒成立、令t =b a ,因为0<b ≤3a ,所以0<t ≤3.因此-14t 2+t +1∈(1,2],故a +b -ca >2.选D. 答案:D8、已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|2x-1|,x <2,3x -1,x ≥2,若方程f (x )-a =0有三个不同的实数根,则实数a 的取值范围为( ) A 、(1,3) B 、(0,3) C 、(0, 2)D 、(0,1)解析:画出函数f (x )的图像如图所示,观察图像可知,若方程f (x )-a =0有三个不同的实数根,则函数y =f (x )的图像与直线y =a 有3个不同的交点,此时需满足0<a <1,故选D. 答案:D9、(2018·汕头模拟)设函数f (x )是定义在R 上的周期为2的函数,且对任意的实数x ,恒有f (x )-f (-x )=0,当x ∈[-1,0]时,f (x )=x 2,若g (x )=f (x )-log a x 在x ∈(0,+∞)上有三个零点,则a 的取值范围为( ) A 、[3,5]B 、[4,6]C 、(3,5)D 、(4,6)解析:∵f (x )-f (-x )=0,∴f (x )=f (-x ),∴f (x )是偶函数,根据函数的周期性和奇偶性作出函数f (x )的图像如图所示:∵g (x )=f (x )-log a x 在(0,+∞)上有三个零点, ∴y =f (x )和y =log a x 的图像在(0,+∞)上有三个交点, 作出函数y =log a x 的图像,如图,∴⎩⎨⎧log a 3<log a 5>a >1,解得3<a <5.故选C.答案:C10、(2018·湖北七校联考)已知f (x )是奇函数且是R 上的单调函数,若函数y =f (2x 2+1)+f (λ-x )只有一个零点,则实数λ的值是( ) A.14 B.18 C 、-78D 、-38解析:令y =f (2x 2+1)+f (λ-x )=0,则f (2x 2+1)=-f (λ-x )=f (x -λ),因为f (x )是R 上的单调函数,所以2x 2+1=x -λ只有一个根,即2x 2-x +1+λ=0只有一个根,则Δ=1-8(1+λ)=0,解得λ=-78.故选C. 答案:C11、已知定义在R 上的奇函数y =f (x )的图像关于直线x =1对称,当-1≤x <0时,则方程f (x )-12=0在(0,6)内的所有根之和为( )A 、8B 、10C 、12D 、16解析:∵奇函数f (x )的图像关于直线x =1对称,∴f (x )=f (2-x )=-f (-x ),即f (x )=-f (x +2)=f (x +4),∴f (x )是周期函数,其周期T =4.又当x ∈[-1,0)时,f (x )=-log 12(-x ),故f (x )在(0,6)上的函数图像如图所示、由图可知方程f (x )-12=0在(0,6)内的根共有4个,其和为x 1+x 2+x 3+x 4=2+10=12,故选C.答案:C12、已知函数f (x )=e |x |+|x |.若关于x 的方程f (x )=k 有两个不同的实根,则实数k 的取值范围是 、解析:易知函数f (x )=e |x |+|x |为偶函数,故只需求函数f (x )在(0,+∞)上的图像与直线y =k 有唯一交点时k 的取值范围、当x ∈(0,+∞)时,f (x )=e x +x ,此时f ′(x )=e x +1>0,所以函数f (x )在(0,+∞)上单调递增,从而当x >0时,f (x )=e x +x >f (0)=1,所以要使函数f (x )在(0,+∞)上的图像与直线y =k 有唯一交点,只需k >1,故所求实数k 的取值范围是(1,+∞)、 答案:(1,+∞)13、已知函数若关于x 的方程f (x )=k 有两个不等的实数根,则实数k 的取值范围是 、解析:作出函数y =f (x )与y =k 的图像,如图所示:由图可知k ∈(0,1]、 答案:(0,1]14、函数f (x )=⎩⎨⎧ln x -x 2+2x ,x >0,4x +1,x ≤0的零点个数是 、解析:当x >0时,令ln x -x 2+2x =0, 得ln x =x 2-2x ,作y =ln x 和y =x 2-2x 图像, 显然有两个交点、当x ≤0时,令4x +1=0, ∴x =-14.综上共有3个零点、 答案:315、已知函数f (x )=|x -a |-2x +a ,a ∈R,若方程f (x )=1有且只有三个不同的实数根,则实数a 的取值范围是 、解析:令g (x )=|x -a |+a ,h (x )=2x +1,作出函数h (x )=2x +1的图像,易知直线y =x 与函数h (x )=2x +1的图像的两交点坐标为(-1,-1)和(2,2),又函数g (x )=|x -a |+a 的图像是由函数y =|x |的图像的顶点在直线y =x 上移动得到的,且当函数h (x )=2x +1的图像和g (x )=|x -a |+a 的图像相切时,切点为(2,1+2),(-2,1-2),切线方程为y =-x +22+1或y =-x -22+1,又两切线与y =x 的交点分别为(1+222,1+222),(1-222,1-222),故a =1±222,结合图像可知a 的取值范围是(-∞,1-222)∪(1+222,2)、 答案:(-∞,1-222)∪(1+222,2) B 组——能力提升练1、已知符号函数sgn(x )=⎩⎨⎧1,x >0,0,x =0,-1,x <0,设函数f (x )=sgn (1-x )+12·f 1(x )+sgn (x -1)+12·f 2(x ),其中f 1(x )=x 2+1,f 2(x )=-2x +4.若关于x 的方程[f (x )]2-3f (x )+m =0恒好有6个根,则实数m 的取值范围是( ) A 、(-∞,94) B 、(-∞,94] C 、[2,94]D 、(2,94)解析:①若x >1,则f (x )=-1+12·f 1(x )+1+12·f 2(x )=-2x +4.②若x =1,则f (x )=0+12·f 1(x )+0+12·f 2(x )=x 2-2x +52=2.③若x <1,则f (x )=1+12·f 1(x )+-1+12·f 2(x )=x 2+1.综上,f (x )=⎩⎨⎧x 2+1,x <1,2,x =1,2x +4,x >1,作出其图像如图所示、若要使方程[f (x )]2-3f (x )+m =0恒好有6个根,令t =f (x ),则关于t 的方程t 2-3t +m =0需有两个不相等的实数根,故Δ=9-4m >0,得m <94.数形结合知1<f (x )<2,所以函数g (t )=t 2-3t +m 在(1,2)上有两个不同的零点,又函数g (t )图像的对称轴为t =32∈(1,2),所以需⎩⎨⎧g (1)>0,g (2)>0,即⎩⎨⎧1-3+m >0,22-3×2+m >0,得2<m <94,故选D. 答案:D2、(2018·湘中名校联考)已知函数f (x )=-13x 3+ax 2+bx +c 有两个极值点x 1,x 2,若x 1<f (x 1)<x 2,则关于x 方程[f (x )]2-2af (x )-b =0的实数根的个数不可能为( )A 、2B 、3C 、4D 、5解析:由题意,得f ′(x )=-x 2+2ax +b .因为x 1,x 2是函数f (x )的两个极值点,所以x 1,x 2是方程-x 2+2ax +b =0的两个实数根,所以由[f (x )]2-2af (x )-b =0,可得f (x )=x 1或f (x )=x 2.由题意,知函数f (x )在(-∞,x 1),(x 2,+∞)上单调递减,在(x 1,x 2)上单调递增,又x 1<f (x 1)<x 2,依题意作出简图,如图所示,结合图形可知,方程[f (x )]2-2af (x )-b =0的实根个数不可能为5,故选D.答案:D3、(2018·合肥市质检)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +1,x <|12x 2-2x +1|,x ≥0.方程[f (x )]2-af (x )+b =0(b ≠0)有6个不同的实数解,则3a +b 的取值范围是( ) A 、[6,11] B 、[3,11] C 、(6,11)D 、(3,11)解析:首先作出函数f (x )的图像(如图),对于方程[f (x )]2-af (x )+b =0,可令f (x )=t ,那么方程根的个数就是f (x )=t 1与f (x )=t 2的根的个数之和,结合图像可知,要使总共有6个根,需要一个方程有4个根,另一个方程有2个根,从而可知关于t 的方程t 2-at +b =0有2个根,分别位于区间(0,1)与(1,2)内,进一步由根的分布得出约束条件⎩⎨⎧b >1-a +b <4-2a +b >0,画出可行域(图略),计算出目标函数z =3a +b 的取值范围为(3,11)、答案:D4、(2018·洛阳统考)已知x 1,x 2是函数f (x )=e -x -|ln x |的两个零点,则( ) A.1e <x 1x 2<1 B 、1<x 1x 2<e C 、1<x 1x 2<10D 、e <x 1x 2<10解析:在同一直角坐标系中画出函数y =e -x 与y =|ln x |的图像(图略),结合图像不难看出,在x 1,x 2中,其中一个属于区间(0,1),另一个属于区间(1,+∞)、不妨设x 1∈(0,1),x 2∈(1,+∞),则有e -x 1=|ln x 1|=-ln x 1∈(e -1,1),e -x 2=|ln x 2|=ln x 2∈(0,e -1),e -x 2-e -x 1=ln x 2+ln x 1=ln(x 1x 2)∈(-1,0),于是有e -1<x 1x 2<e 0,即1e <x 1x 2<1,故选A. 答案:A5、设函数f (x )=e x +x -2,g (x )=ln x +x 2-3.若实数a ,b 满足f (a )=0,g (b )=0,则( ) A 、g (a )<0<f (b ) B 、f (b )<0<g (a ) C 、0<g (a )<f (b ) D 、f (b )<g (a )<0解析:∵f (x )=e x +x -2, ∴f ′(x )=e x +1>0, 则f (x )在R 上为增函数, 且f (0)=e 0-2<0,f (1)=e -1>0, 又f (a )=0,∴0<a <1. ∵g (x )=ln x +x 2-3, ∴g ′(x )=1x +2x .当x ∈(0,+∞)时,g ′(x )>0, 得g (x )在(0,+∞)上为增函数, 又g (1)=ln 1-2=-2<0, g (2)=ln 2+1>0,且g (b )=0, ∴1<b <2,即a <b , ∴⎩⎨⎧f (b )>f (a )=0,g (a )<g (b )=0.故选A. 答案:A6、对于函数f (x )和g (x ),设α∈{x |f (x )=0},β∈{x |g (x )=0},若存在α,β,使得|α-β|≤1,则称f (x )与g (x )互为“零点相邻函数”、若函数f (x )=e x -1+x -2与g (x )=x 2-ax -a +3互为“零点相邻函数”,则实数a 的取值范围是( ) A 、[2,4] B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,73 C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤73,3 D 、[2,3]解析:函数f (x )=e x -1+x -2的零点为x =1,设g (x )=x 2-ax -a +3的零点为b ,若函数f (x )=e x -1+x -2与g (x )=x 2-ax -a +3互为“零点相邻函数”,则|1-b |≤1,∴0≤b ≤2.由于g (x )=x 2-ax -a +3的图像过点(-1,4),∴要使其零点在区间[0,2]上,则g ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2≤0,即⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22-a ·a 2-a +3≤0,解得a ≥2或a ≤-6(舍去),易知g (0)≥0,即a ≤3,此时2≤a ≤3,满足题意、 答案:D7、设x 0为函数f (x )=sin πx 的零点,且满足|x 0|+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+12<33,则这样的零点有( ) A 、61个 B 、63个 C 、65个D 、67个解析:依题意,由f (x 0)=sin πx 0=0得,πx 0=k π,k ∈Z,即x 0=k ,k ∈Z.当k 是奇数时,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+12=sin π⎝ ⎛⎭⎪⎫k +12=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+π2=-1,|x 0|+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+12=|k |-1<33,|k |<34,满足这样条件的奇数k 共有34个;当k 是偶数时,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+12=sin π⎝ ⎛⎭⎪⎫k +12=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+π2=1,|x 0|+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+12=|k |+1<33,|k |<32,满足这样条件的偶数k共有31个、综上所述,满足题意的零点共有34+31=65(个),选C. 答案:C8、设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x ,0≤x 1x +1-1,-1<x <0,设函数g (x )=f (x )-4mx -m ,其中m ≠0.若函数g (x )在区间(-1,1)上有且仅有一个零点,则实数m 的取值范围是( ) A 、m ≥14或m =-1 B 、m ≥14 C 、m ≥15或m =-1D 、m ≥15解析:f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x , 0≤x <1,1x +1-1, -1<x <0.作函数y =f (x )的图像,如图所示、函数g (x )零点的个数⇔函数y =f (x )的图像与直线y =4mx +m 交点的个数、 当直线y =4mx +m 过点(1,1)时,m =15;当直线y =4mx +m 与曲线y =1x +1-1(-1<x <0)相切时,可求得m =-1.根据图像可知,当m ≥15或m =-1时,函数g (x )在区间(-1,1)上有且仅有一个零点、 答案:C9、已知f (x )是定义在R 上的奇函数,且x >0时,f (x )=ln x -x +1,则函数g (x )=f (x )-e x (e 为自然对数的底数)的零点个数是( ) A 、0 B 、1 C 、2D 、3解析:当x >0时,f (x )=ln x -x +1,f ′(x )=1x -1=1-x x ,所以x ∈(0,1)时,f ′(x )>0,此时f (x )单调递增;x ∈(1,+∞)时,f ′(x )<0,此时f (x )单调递减、因此,当x >0时,f (x )max =f (1)=ln 1-1+1=0.根据函数f (x )是定义在R 上的奇函数作出函数y =f (x )与y =e x 的大致图像,如图,观察到函数y =f (x )与y =e x 的图像有两个交点,所以函数g (x )=f (x )-e x (e 为自然对数的底数)有2个零点、故选C.答案:C10、已知函数f (x )=ln x -ax 2+x 有两个零点,则实数a 的取值范围是( ) A 、(-∞,1)B 、(0,1)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,1+e e 2D.⎝⎛⎭⎪⎫0,1+e e 2解析:依题意,关于x 的方程ax -1=ln x x 有两个不等的正根、记g (x )=ln xx ,则g ′(x )=1-ln x x 2,当0<x <e 时,g ′(x )>0,g (x )在区间(0,e)上单调递增;当x >e 时,g ′(x )<0,g (x )在区间(e,+∞)上单调递减,且g (e)=1e ,当0<x <1时,g (x )<0.设直线y =a 1x -1与函数g (x )的图像相切于点(x 0,y 0),则有⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1-lnx 0x 20a 1x 0-1=ln x 0x 0,由此解得x 0=1,a 1=1.在坐标平面内画出直线y =ax -1(该直线过点(0,-1)、斜率为a )与函数g (x )的大致图像,结合图像可知,要使直线y =ax -1与函数g (x )的图像有两个不同的交点,则a 的取值范围是(0,1),选B. 答案:B11、已知f ′(x )为函数f (x )的导函数,且f (x )=12x 2-f (0)x +f ′(1)e x -1,g (x )=f (x )-12x 2+x ,若方程g ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2a -x -x =0在(0,+∞)上有且仅有一个根,则实数a 的取值范围是( ) A 、(-∞,0)∪{1} B 、(-∞,-1] C 、(0,1] D 、[1,+∞)解析:∵f (x )=12x 2-f (0)x +f ′(1)e x -1,∴f (0)=f ′(1)e -1,f ′(x )=x -f (0)+f ′(1)e x -1,=1,∴f (x )=12∴f ′(1)=1-f ′(1)e -1+f ′(1)e 1-1,∴f ′(1)=e,∴f (0)=f ′(1)e -1x 2-x +e x ,∴g (x )=f (x )-12x 2+x =12x 2-x +e x -12x 2+x =e x , ∵g ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2a -x -x =0, ∴g ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2a -x =x =g (ln x ),∴x 2a -x =ln x ,∴x 2a =x +ln x 、当a >0时,只有y =x 2a (x >0)和y =x +ln x 的图像相切时,满足题意,作出图像如图所示,由图像可知,a =1,当a <0时,显然满足题意,∴a =1或a <0,故选A. 答案:A12、已知函数y =f (x )是定义域为R 的偶函数、当x ≥0时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧54sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x (0≤x ≤1)⎝ ⎛⎭⎪⎫14x+1(x >1),若关于x的方程5[f (x )]2-(5a +6)f (x )+6a =0(a ∈R)有且仅有6个不同的实数根,则实数a 的取值范围是( )A 、(0,1)∪⎩⎨⎧⎭⎬⎫54B 、[0,1]∪⎩⎨⎧⎭⎬⎫54C 、(0,1]∪⎩⎨⎧⎭⎬⎫54D.⎝ ⎛⎦⎥⎤1,54∪{0} 解析:作出f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧54sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x (0≤x ≤1)⎝ ⎛⎭⎪⎫14x+1(x >1)的大致图像如图所示,又函数y =f (x )是定义域为R 的偶函数,且关于x 的方程5[f (x )]2-(5a +6)f (x )+6a =0(a ∈R)有且仅有6个不同的实数根,等价于f (x )=65和f (x )=a (a ∈R)有且仅有6个不同的实数根、由图可知方程f (x )=65有4个不同的实数根,所以必须且只需方程f (x )=a (a ∈R)有且仅有2个不同的实数根,由图可知0<a ≤1或a =54.故选C.答案:C13、在平面直角坐标系xOy 中,若直线y =2a 与函数y =|x -a |-1的图像只有一个交点,则a 的值为 、解析:若直线y =2a 与函数y =|x -a |-1的图像只有一个交点,则方程2a =|x -a |-1只有一解,即方程|x -a |=2a +1只有一解,故2a +1=0,所以a =-12. 答案:-1214、函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|+2cos πx (-4≤x ≤6)的所有零点之和为 、解析:问题可转化为y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|与y =-2cos πx 在-4≤x ≤6的交点的横坐标的和,因为两个函数图像均关于x =1对称,所以x =1两侧的交点对称,那么两对应交点的横坐标的和为2,分别画出两个函数的图像(图略),易知x =1两侧分别有5个交点,所以所求和为5×2=10. 答案:1015、已知函数f (x )=⎩⎨⎧1-|x +1|,x <x 2-4x +2,x ≥1,则函数g (x )=2|x |f (x )-2的零点个数为 、解析:由g (x )=2|x |f (x )-2=0得,f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x |-1,作出y =f (x ),y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x |-1的图像,由图像可知共有2个交点,故函数的零点个数为2.答案:216、已知函数f (x )=⎩⎨⎧2x -1(x ≥2)2(1≤x <2),若方程f (x )=ax +1恰有一个解,则实数a 的取值范围是 、解析:如图,当直线y =ax +1过点B (2,2)时,a =12,满足方程有两个解;当直线y =ax +1与f (x )=2x -1(x ≥2)的图像相切时,a =-1+52,满足方程有两个解;当直线y =ax +1过点A (1,2)时,a =1,满足方程恰有一个解、故实数a 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12∪⎝ ⎛⎦⎥⎤-1+52,1.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12∪⎝ ⎛⎦⎥⎤-1+52,1。
课时作业A组——基础对点练1.函数f(x)=log2(x2+2x-3)的定义域是()A.[-3,1]B.(-3,1)C.(-∞,-3]∪[1,+∞)D.(-∞,-3)∪(1,+∞)解析:使函数f(x)有意义需满足x2+2x-3>0,解得x>1或x<-3,所以f(x)的定义域为(-∞,-3)∪(1,+∞).答案:D2.下列各组函数中,表示同一函数的是()A.f(x)=x,g(x)=(x)2B.f(x)=x2,g(x)=(x+1)2C.f(x)=x2,g(x)=|x|D.f(x)=0,g(x)=x-1+1-x解析:在A中,定义域不同,在B中,解析式不同,在D中,定义域不同.答案:C3.设M={x|-2≤x≤2},N={y|0≤y≤2},函数f(x)的定义域为M,值域为N,则f(x)的图像可以是()解析:A项,定义域为[-2,0],D项,值域不是[0,2],C项,当x=0时有两个y 值与之对应,故选B.答案:B4.设f,g都是由A到A的映射,其对应法则如下:映射f的对应法则则f [g (1)]的值为( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:由映射g 的对应法则,可知g (1)=4,由映射f 的对应法则,知f (4)=1,故f [g (1)]=1. 答案:A5.已知f (x )是一次函数,且f [f (x )]=x +2,则f (x )=( ) A .x +1 B .2x -1 C .-x +1D .x +1或-x -1解析:设f (x )=kx +b ,则由f [f (x )]=x +2,可得k (kx +b )+b =x +2,即k 2x +kb +b =x +2,∴k 2=1,kb +b =2,解得k =1,b =1,则f (x )=x +1.故选A. 答案:A6.设函数f (x )={ 3x -b ,x <1,x,x ≥1.若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫56=4,则b =( ) A .1 B.78 C.34D.12解析:f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫56=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫3×56-b =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52-b .当52-b <1,即b >32时,3×⎝ ⎛⎭⎪⎫52-b -b =4,解得b =78(舍).当52-b ≥1,即b ≤32时,解得b =12.故选D.答案:D7.已知函数f (x )=⎩⎨⎧2x,x >0,x +1,x ≤0,若f (a )+f (1)=0,则实数a 的值等于( )A.-3 B.-1C.1 D.3解析:由题意知f(1)=21=2.∵f(a)+f(1)=0,∴f(a)+2=0.①当a>0时,f(a)=2a,2a+2=0无解;②当a≤0时,f(a)=a+1,∴a+1+2=0,∴a=-3.答案:A8.下列函数中,不满足f(2x)=2f(x)的是()A.f(x)=x+1 B.f(x)=x-|x|C.f(x)=|x| D.f(x)=-x解析:对于A,f(x)=x+1,f(2x)=2x+1≠2f(x)=2x+2,A不满足;对于B,f(x)=x-|x|,f(2x)=2x-|2x|=2f(x),B满足;对于C,f(x)=|x|,f(2x)=2|x|=2f(x),C满足;对于D,f(x)=-x,f(2x)=-2x=2f(x),D满足.故选A.答案:A9.已知函数f(x)=2x+1(1≤x≤3),则()A.f(x-1)=2x+2(0≤x≤2)B.f(x-1)=2x-1(2≤x≤4)C.f(x-1)=2x-2(0≤x≤2)D.f(x-1)=-2x+1(2≤x≤4)解析:因为f(x)=2x+1,所以f(x-1)=2x-1.因为函数f(x)的定义域为[1,3],所以1≤x-1≤3,即2≤x≤4,故f(x-1)=2x-1(2≤x≤4).答案:B10.某学校要召开学生代表大会,规定各班每10人推选一名代表,当各班人数除以10的余数大于6时再增选一名代表.那么,各班可推选代表人数y与该班人数x之间的函数关系用取整函数y=[x]([x]表示不大于x的最大整数)可以表示为( ) A .y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤x 10B .y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤x +310 C .y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤x +410 D .y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤x +510 解析:取特殊值法,若x =56,则y =5,排除C ,D ;若x =57,则y =6,排除A ,选B. 答案:B11.已知函数f (x )=⎩⎨⎧log 2x -1,x >0,f (2-x ),x ≤0,则f (0)=( )A .-1B .0C .1D .3解析:f (0)=f (2-0)=f (2)=log 22-1=0. 答案:B12.已知实数a <0,函数f (x )=⎩⎨⎧x 2+2a ,x <1,-x ,x ≥1,若f (1-a )≥f (1+a ),则实数a的取值范围是( ) A .(-∞,-2] B .[-2,-1] C .[-1,0)D .(-∞,0)解析:当a <0时,1-a >1,1+a <1,所以f (1-a )=-(1-a )=a -1,f (1+a )=(1+a )2+2a =a 2+4a +1, 由f (1-a )≥f (1+a )得a 2+3a +2≤0,解得-2≤a ≤-1,所以a ∈[-2,-1].故选B. 答案:B13.若函数f (x )=2x +3,g (x +2)=f (x ),则函数g (x )的表达式为 . 解析:令x +2=t ,则x =t -2.因为f (x )=2x +3,所以g (x +2)=f (x )=2x +3,所以g (t )=2(t -2)+3=2t -1.故函数g (x )的表达式为g (x )=2x -1.答案:g (x )=2x -114.(2018·唐山一中测试)已知函数f (x )=ax 5-bx +|x |-1,若f (-2)=2,则f (2)= .解析:因为f (-2)=2,所以-32a +2b +2-1=2,即32a -2b =-1,则f (2)=32a -2b +2-1=0. 答案:015.已知函数f (x )=⎩⎨⎧log 2x ,x >0,3x+1,x ≤0,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14的值是 .解析:由题意可得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=log 214=-2,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=f (-2)=3-2+1=109.答案:10916.(2018·广州市测试)已知函数f (x )=⎩⎨⎧21-x,x ≤1-log 2x ,x >0,若|f (a )|≥2,则实数a的取值范围是 .解析:当a ≤0时,1-a ≥1,21-a ≥2,所以|f (a )|≥2成立;当a >0时,由|f (a )|≥2可得|1-log 2a |≥2,所以1-log 2a ≤-2或1-log 2a ≥2,解得0<a ≤12或a ≥8.综上,实数a 的取值范围是(-∞,12]∪[8,+∞). 答案:(-∞,12]∪[8,+∞)B 组——能力提升练1.(2018·石家庄质检)已知函数f (x )={ 2e x -1,x <x 3+x ,x ≥1,则f (f (x ))<2的解集为( ) A .(1-ln 2,+∞) B .(-∞,1-ln 2) C .(1-ln 2,1)D .(1,1+ln 2)解析:因为当x ≥1时,f (x )=x 3+x ≥2,当x <1时,f (x )=2e x -1<2,所以f (f (x ))<2等价于f (x )<1,即2e x -1<1,解得x <1-ln 2,所以f (f (x ))<2的解集为(-∞,1-ln 2),故选B. 答案:B2.具有性质:f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =-f (x )的函数,我们称为满足“倒负”变换的函数,下列函数:①f (x )=x -1x ;②f (x )=x +1x ;③f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x ,0<x <1,0,x =1,-1x ,x >1.其中满足“倒负”变换的函数是( ) A .①② B .①③ C .②③D .①解析:对于①,f (x )=x -1x ,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =1x -x =-f (x ),满足;对于②,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =1x +x =f (x ),不满足;对于③,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧1x ,0<1x <1,0,1x =1,-x ,1x >1,即f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧1x ,x >1,0,x =1,-x ,0<x <1,故f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =-f (x ),满足.综上可知,满足“倒负”变换的函数是①③.答案:B3.(2018·天津模拟)设函数f (x )满足f ⎝⎛⎭⎪⎫1-x 1+x =1+x ,则f (x )的表达式为( )A.21+xB.21+x 2C.1-x 21+x 2D.1-x 1+x解析:令1-x 1+x =t ,则x =1-t1+t ,代入f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1-x 1+x =1+x ,得f (t )=1+1-t 1+t =21+t ,故选A. 答案:A4.(2018·郑州质检)设函数f :R →R 满足f (0)=1,且对任意x ,y ∈R 都 有f (xy +1)=f (x )f (y )-f (y )-x +2,则f (2 017)=( ) A .0 B .1 C .2 017D .2 018解析:令x =y =0,则f (1)=f (0)f (0)-f (0)+2=1×1-1+2=2;令y =0,则f (1)=f (x )f (0)-f (0)-x +2,将f (0)=1,f (1)=2代入,可得f (x )=1+x ,所以f (2 017)=2 018.故选D. 答案:D5.已知函数f (x )=⎩⎨⎧f (x -4),xe x ,-2≤x ≤2f (-x ),x <-2,则f (-2 017)=( )A .1B .e C.1eD .e 2解析:由已知可得,当x >2时,f (x )=f (x -4),故其周期为4,f (-2 017)=f (2 017)=f (2 016+1)=f (1)=e. 答案:B6.函数f (x )=⎩⎨⎧2e x -1,x <2,log 3(x 2-1),x ≥2,则不等式f (x )>2的解集为( ) A .(-2,4)B .(-4,-2)∪(-1,2)C .(1,2)∪(10,+∞)D .(10,+∞)解析:令2e x -1>2(x <2),解得1<x <2;令log 3(x 2-1)>2(x ≥2),解得x >10,故选C. 答案:C7.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f (x +2),x <2,⎝ ⎛⎭⎪⎫13x,x ≥2,则f (-1+log 35)的值为( )A.115 B.53 C .15D.23解析:∵-1+log 35<2,∴f (-1+log 35)=f (-1+log 35+2)=f (1+log 35)=f (log 315)=⎝ ⎛⎭⎪⎫13log 315=115,故选A. 答案:A8.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-1,x ≥0,1x ,x <0,若f (f (a ))=-12,则实数a =( )A .4B .-2C .4或-12 D .4或-2答案:C9.已知函数f (x )=⎩⎨⎧x ln (1+x )+x 2,x ≥-x ln (1-x )+x 2,x <0,若f (-a )+f (a )≤2f (1),则实数a的取值范围是( ) A .(-∞,-1]∪[1,+∞) B .[-1,0] C .[0,1] D .[-1,1]解析:若x >0,则-x <0,f (-x )=x ln(1+x )+x 2=f (x ),同理可得x <0时,f (-x )=f (x ),且x =0时,f (0)=f (0),所以f (x )为偶函数.当x ≥0时,易知f (x )=x ln(1+x )+x 2为增函数,所以不等式f (-a )+f (a )≤2f (1)等价于2f (a )≤2f (1),即f (a )≤f (1),亦即f (|a |)≤f (1),则|a |≤1,解得-1≤a ≤1,故选D. 答案:D10.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( ) A .-32 B .-34 C .-32或-34D.32或-34解析:当a >0时,1-a <1,1+a >1.由f (1-a )=f (1+a )得2-2a +a =-1-a -2a ,解得a =-32,不合题意;当a <0时,1-a >1,1+a <1,由f (1-a )=f (1+a )得-1+a -2a =2+2a +a ,解得a =-34,所以a 的值为-34,故选B. 答案:B11.给出定义:若m -12<x ≤m +12(其中m 为整数),则m 叫作离实数x 最近的整数,记作{x },即{x }=m .现给出下列关于函数f (x )=|x -{x }|的四个命题: ①f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=12; ②f (3.4)=-0.4; ③f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14; ④y =f (x )的定义域为R ,值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,12.其中真命题的序号是( ) A .①② B .①③ C .②④D .③④解析:①∵-1-12<-12≤-1+12,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫-12=-1, ∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=⎪⎪⎪⎪⎪⎪-12-⎩⎨⎧⎭⎬⎫-12=⎪⎪⎪⎪⎪⎪-12+1=12,∴①正确.②∵3-12<3.4≤3+12,∴{3,4}=3, ∴f (3.4)=|3.4-{3.4}|=|3.4-3|=0.4, ∴②错误.③∵0-12<-14≤0+12,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫-14=0,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14=⎪⎪⎪⎪⎪⎪-14-0=14.∵0-12<14≤0+12,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫14=0,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=⎪⎪⎪⎪⎪⎪14-0=14,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14, ∴③正确.④y =f (x )的定义域为R ,值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12,∴④错误.故选B.答案:B12.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+1, x ≤0,-(x -1)2, x >0,则不等式f (x )≥-1的解集是 .解析:由题意得⎩⎨⎧x ≤0,x2+1≥-1,或⎩⎪⎨⎪⎧x >0,-(x -1)2≥-1,解得-4≤x ≤0或0<x ≤2,即-4≤x ≤2,即不等式的解集为[-4,2].答案:[-4,2]13.已知函数f (x )的定义域为实数集R ,任意x ∈R ,f (x -90)=⎩⎨⎧ lg x ,x >0,-x ,x ≤0,则f (10)-f (-100)的值为 .解析:令t =x -90,得x =t +90,则f (t )=⎩⎪⎨⎪⎧ lg (t +90),t >-90,-(t +90),t ≤-90,f (10)=lg 100=2,f (-100)=-(-100+90)=10,所以f (10)-f (-100)=-8. 答案:-814.(2018·郑州质检)若函数f (x )满足:任意a ,b ∈R ,都有3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +2b 3=f (a )+2f (b ),且f (1)=1,f (4)=7,则f (2 017)= .解析:由已知得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +2b 3=f (a )+2f (b )3. 取f (x )=kx +m ,易验证f (x )=kx +m 满足f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +2b 3=f (a )+2f (b )3. 由f (1)=1,f (4)=7得⎩⎪⎨⎪⎧ k +m =4k +m =7,由此解得k =2,m =-1,故f (x )=2x -1,f (2 017)=2×2 017-1=4 033.答案:4 033。
课时作业A组——基础对点练1.函数f(x)=log2(x2+2x-3)的定义域是( )A.[-3, 1]B.(-3,1)C.(-∞,-3]∪[1,+∞)D.(-∞,-3)∪(1,+∞)解析:使函数f(x)有意义需满足x2+2x-3>0,解得x>1或x<-3,所以f(x)的定义域为(-∞,-3)∪(1,+∞).答案:D2.下列各组函数中,表示同一函数的是( )xA.f(x)=x,g(x)=()2B.f(x)=x2,g(x)=(x+1)2x2C.f(x)=,g(x)=|x|x-11-xD.f(x)=0,g(x)=+解析:在A中,定义域不同,在B中,解析式不同,在D中,定义域不同.答案:C3.设M={x|-2≤x≤2},N={y|0≤y≤2},函数f(x)的定义域为M,值域为N,则f(x)的图像可以是( )解析:A项,定义域为[-2,0],D项,值域不是[0,2],C项,当x=0时有两个y值与之对应,故选B.答案:B4.设f,g都是由A到A的映射,其对应法则如下:映射f的对应法则x1234f(x)3421映射g的对应法则x1234g (x )4312则f [g (1)]的值为( )A .1 B .2C .3D .4解析:由映射g 的对应法则,可知g (1)=4,由映射f 的对应法则,知f (4)=1,故f [g (1)]=1.答案:A5.已知f (x )是一次函数,且f [f (x )]=x +2,则f (x )=( )A .x +1 B .2x -1C .-x +1D .x +1或-x -1解析:设f (x )=kx +b ,则由f [f (x )]=x +2,可得k (kx +b )+b =x +2,即k 2x +kb +b =x +2,∴k 2=1,kb +b =2,解得k =1,b =1,则f (x )=x +1.故选A.答案:A6.设函数f (x )=Error!若f =4,则b =( )(f(56))A .1 B.78C. D.3412解析:f =f=f .当-b <1,即b >时,3×-b =4,解得b =(舍)(f(56))(3×56-b)(52-b)5232(52-b)78.当-b ≥1,即b ≤时,2-b =4,解得b =.故选D.52325212答案:D7.已知函数f (x )=Error!若f (a )+f (1)=0,则实数a 的值等于( )A .-3 B .-1C .1D .3解析:由题意知f (1)=21=2.∵f (a )+f (1)=0,∴f (a )+2=0.①当a >0时,f (a )=2a,2a +2=0无解;②当a ≤0时,f (a )=a +1,∴a +1+2=0,∴a =-3.答案:A8.下列函数中,不满足f (2x )=2f (x )的是( )A .f (x )=x +1 B .f (x )=x -|x |C .f (x )=|x |D .f (x )=-x解析:对于A ,f (x )=x +1,f (2x )=2x +1≠2f (x )=2x +2,A 不满足;对于B ,f (x )=x -|x |,f (2x )=2x -|2x |=2f (x ),B 满足;对于C ,f (x )=|x |,f (2x )=2|x |=2f (x ),C 满足;对于D ,f (x )=-x ,f (2x )=-2x =2f (x ),D 满足.故选A.答案:A9.已知函数f (x )=2x +1(1≤x ≤3),则( )A .f (x -1)=2x +2(0≤x ≤2)B .f (x -1)=2x -1(2≤x ≤4)C .f (x -1)=2x -2(0≤x ≤2)D .f (x -1)=-2x +1(2≤x ≤4)解析:因为f (x )=2x +1,所以f (x -1)=2x -1.因为函数f (x )的定义域为[1,3],所以1≤x -1≤3,即2≤x ≤4,故f (x -1)=2x -1(2≤x ≤4).答案:B10.某学校要召开学生代表大会,规定各班每10人推选一名代表,当各班人数除以10的余数大于6时再增选一名代表.那么,各班可推选代表人数y 与该班人数x 之间的函数关系用取整函数y =[x ]([x ]表示不大于x 的最大整数)可以表示为( )A .y =B .y =[x10][x +310]C .y =D .y =[x +410][x +510]解析:取特殊值法,若x =56,则y =5,排除C ,D ;若x =57,则y =6,排除A ,选B.答案:B11.已知函数f (x )=Error!则f (0)=( )A .-1 B .0C .1D .3解析:f (0)=f (2-0)=f (2)=log 22-1=0.答案:B12.已知实数a <0,函数f (x )=Error!若f (1-a )≥f (1+a ),则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-2]B .[-2,-1]C .[-1,0)D .(-∞,0)解析:当a <0时,1-a >1,1+a <1,所以f (1-a )=-(1-a )=a -1,f (1+a )=(1+a )2+2a =a 2+4a +1,由f (1-a )≥f (1+a )得a 2+3a +2≤0,解得-2≤a ≤-1,所以a ∈[-2,-1].故选B.答案:B13.若函数f (x )=2x +3,g (x +2)=f (x ),则函数g (x )的表达式为________.解析:令x +2=t ,则x =t -2.因为f (x )=2x +3,所以g (x +2)=f (x )=2x +3,所以g (t )=2(t -2)+3=2t -1.故函数g (x )的表达式为g (x )=2x -1.答案:g (x )=2x -114.(2018·唐山一中测试)已知函数f (x )=ax 5-bx +|x |-1,若f (-2)=2,则f (2)=________.解析:因为f (-2)=2,所以-32a +2b +2-1=2,即32a -2b =-1,则f (2)=32a -2b +2-1=0.答案:015.已知函数f (x )=Error!则f的值是__________.(f(14))解析:由题意可得f =log 2=-2,(14)14∴f =f (-2)=3-2+1=.(f(14))109答案:10916.(2018·广州市测试)已知函数f (x )=Error!,若|f (a )|≥2,则实数a 的取值范围是__________.解析:当a ≤0时,1-a ≥1,21-a ≥2,所以|f (a )|≥2成立;当a >0时,由|f (a )|≥2可得|1-log 2a |≥2,所以1-log 2a ≤-2或1-log 2a ≥2,解得0<a ≤或a ≥8.综上,实数a 的12取值范围是(-∞,]∪[8,+∞).12答案:(-∞,]∪[8,+∞)12B 组——能力提升练1.(2018·石家庄质检)已知函数f (x )=Error!,则f (f (x ))<2的解集为( )A .(1-ln 2,+∞) B .(-∞,1-ln 2)C .(1-ln 2,1)D .(1,1+ln 2)解析:因为当x ≥1时,f (x )=x 3+x ≥2,当x <1时,f (x )=2e x -1<2,所以f (f (x ))<2等价于f (x )<1,即2e x -1<1,解得x <1-ln 2,所以f (f (x ))<2的解集为(-∞,1-ln 2),故选B.答案:B2.具有性质:f =-f (x )的函数,我们称为满足“倒负”变换的函数,下列函数:(1x )①f (x )=x -;②f (x )=x +;③f (x )=Error!其中满足“倒负”变换的函数是( )1x 1x A .①② B .①③C .②③D .①解析:对于①,f (x )=x -,f =-x =-f (x ),满足;对于②,f =+x =f (x ),不满足;1x (1x )1x (1x )1x 对于③,f =Error!(1x )即f =Error!故f =-f (x ),满足.(1x )(1x )综上可知,满足“倒负”变换的函数是①③.答案:B3.(2018·天津模拟)设函数f (x )满足f =1+x ,则f (x )的表达式为( )(1-x1+x )A. B.21+x 21+x 2C.D.1-x 21+x 21-x 1+x解析:令=t ,则x =,代入f =1+x ,得f (t )=1+=,故选A.1-x1+x 1-t1+t (1-x 1+x )1-t 1+t 21+t 答案:A4.(2018·郑州质检)设函数f :R →R 满足f (0)=1,且对任意x ,y ∈R 都有f (xy +1)=f (x )f (y )-f (y )-x +2,则f (2 017)=( )A .0B .1C .2 017D .2 018解析:令x =y =0,则f (1)=f (0)f (0)-f (0)+2=1×1-1+2=2;令y =0,则f (1)=f (x )f (0)-f (0)-x +2,将f (0)=1,f (1)=2代入,可得f (x )=1+x ,所以f (2 017)=2 018.故选D.答案:D5.已知函数f (x )=Error!,则f (-2 017)=( )A .1 B .eC.D .e 21e 解析:由已知可得,当x >2时,f (x )=f (x -4),故其周期为4,f (-2 017)=f (2017)=f (2016+1)=f (1)=e.答案:B6.函数f (x )=Error!则不等式f (x )>2的解集为( )A .(-2,4)B .(-4,-2)∪(-1,2)C .(1,2)∪(,+∞)10D .(,+∞)10解析:令2e x -1>2(x <2),解得1<x <2;令log 3(x 2-1)>2(x ≥2),解得x >,故选C.10答案:C7.已知函数f (x )=Error!则f (-1+log 35)的值为( )A. B.11553C .15D.23解析:∵-1+log 35<2,∴f (-1+log 35)=f (-1+log 35+2)=f (1+log 35)=f (log 315)=log 315=,故选A.(13)115答案:A8.设函数f (x )=Error!若f (f (a ))=-,则实数a =( )12A .4B .-2C .4或-D .4或-212答案:C9.已知函数f (x )=Error!,若f (-a )+f (a )≤2f (1),则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-1]∪[1,+∞)B .[-1,0]C .[0,1]D .[-1,1]解析:若x >0,则-x <0,f (-x )=x ln(1+x )+x 2=f (x ),同理可得x <0时,f (-x )=f (x ),且x =0时,f (0)=f (0),所以f (x )为偶函数.当x ≥0时,易知f (x )=x ln(1+x )+x 2为增函数,所以不等式f (-a )+f (a )≤2f (1)等价于2f (a )≤2f (1),即f (a )≤f (1),亦即f (|a |)≤f (1),则|a |≤1,解得-1≤a ≤1,故选D.答案:D10.已知实数a ≠0,函数f (x )=Error!若f (1-a )=f (1+a ),则a 的值为( )A .-B .-3234C .-或-D.或-32343234解析:当a >0时,1-a <1,1+a >1.由f (1-a )=f (1+a )得2-2a +a =-1-a -2a ,解得a =-,不合题意;当a <0时,321-a >1,1+a <1,由f (1-a )=f (1+a )得-1+a -2a =2+2a +a ,解得a =-,所以a 的值34为-,故选B.34答案:B11.给出定义:若m -<x ≤m +(其中m 为整数),则m 叫作离实数x 最近的整数,记作1212{x },即{x }=m .现给出下列关于函数f (x )=|x -{x }|的四个命题:①f=;(-12)12②f (3.4)=-0.4;③f=f ;(-14)(14)④y =f (x )的定义域为R ,值域是.[-12,12]其中真命题的序号是( )A .①② B .①③C .②④D .③④解析:①∵-1-<-≤-1+,121212∴=-1,{-12}∴f===,∴①正确.(-12)|-12-{-12}||-12+1|12②∵3-<3.4≤3+,∴{3,4}=3,1212∴f (3.4)=|3.4-{3.4}|=|3.4-3|=0.4,∴②错误.③∵0-<-≤0+,∴=0,121412{-14}∴f==.∵0-<≤0+,∴=0,∴f ==,(-14)|-14-0|14121412{14}(14)|14-0|14∴f =f ,∴③正确.(-14)(14)④y =f (x )的定义域为R ,值域是,∴④错误.故选B.[0,12]答案:B12.已知函数f (x )=Error!则不等式f (x )≥-1的解集是________.解析:由题意得Error!或Error!解得-4≤x ≤0或0<x ≤2,即-4≤x ≤2,即不等式的解集为[-4,2].答案:[-4,2]13.已知函数f (x )的定义域为实数集R ,任意x ∈R ,f (x -90)=Error!则f (10)-f (-100)的值为__________.解析:令t =x -90,得x =t +90,则f (t )=Error!f (10)=lg 100=2,f (-100)=-(-100+90)=10,所以f (10)-f (-100)=-8.答案:-814.(2018·郑州质检)若函数f (x )满足:任意a ,b ∈R ,都有3f =f (a )+2f (b ),且f (1)(a +2b 3)=1,f (4)=7,则f (2 017)=__________.解析:由已知得f=.(a +2b 3)f (a )+2f (b )3取f (x )=kx +m ,易验证f (x )=kx +m 满足f=.(a +2b 3)f (a )+2f (b )3由f (1)=1,f (4)=7得Error!,由此解得k =2,m =-1,故f (x )=2x -1,f (2 017)=2×2017-1=4 033.答案:4 033。
课时作业 A 组——基础对点练1.(2018·广州市模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ≥01x ,x <0,g (x )=-f (-x ),则函数g (x )的图像是( )解析:g (x )=-f (-x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2,x ≤01x ,x >0,∴g (x )的图像是选项D 中的图像.答案:D2.如图,在不规则图形ABCD 中,AB 和CD 是线段,AD 和BC 是圆弧,直线l⊥AB 于E ,当l 从左至右移动(与线段AB 有公共点)时,把四边形ABCD 分成两部分,设AE =x ,左侧部分面积为y ,则y 关于x 的大致图像为( )解析:直线l 在AD 圆弧段时,面积y 的变化率逐渐增大,l 在DC 段时,y 随x 的变化率不变;l 在CB 段时,y 随x 的变化率逐渐变小,故选D. 答案:D3.(2018·惠州市调研)函数f (x )=(x -1x)cos x (-π≤x ≤π且x ≠0)的图像可能为( )解析:函数f (x )=(x -1x )cos x (-π≤x ≤π且x ≠0)为奇函数,排除选项A ,B ;当 x =π时,f (x )=(π-1π)cos π=1π-π<0,排除选项C ,故选D.答案:D4.(2018·长沙市一模)函数y =ln|x |-x 2的图像大致为( )解析:令f (x )=ln|x |-x 2,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞)且f (-x )=ln |x |-x 2=f (x ),故函数y =ln |x |-x 2为偶函数,其图像关于y 轴对称,排除B ,D ;当x >0时,y =ln x -x 2,则y ′=1x -2x ,当x ∈(0,22)时,y ′=1x -2x >0,y =ln x -x 2单调递增,排除C.选A. 答案:A5.(2018·武昌调研)已知函数f (x )的部分图像如图所示,则f (x )的解析式可以是( ) A .f (x )=2-x 22xB .f (x )=cos xx 2C .f (x )=-cos 2xxD .f (x )=cos xx解析:A 中,当x →+∞时,f (x )→-∞,与题图不符,故不成立;B 为偶函数,与题图不符,故不成立;C 中,当x →0+时,f (x )<0,与题图不符,故不成立.选D. 答案:D6.函数f (x )的图像向右平移1个单位长度,所得图像与曲线y =e x 关于y 轴对称,则f (x )=( )A .e x +1B .e x -1C .e-x +1D .e-x -1解析:与曲线y =e x 关于y 轴对称的图像对应的函数为y =e -x ,将函数y =e -x 的图像向左平移1个单位长度即得y =f (x )的图像,∴f (x )=e -(x +1)=e -x -1,故选D. 答案:D7.函数f (x )=2ln x 的图像与函数g (x )=x 2-4x +5的图像的交点个数为( ) A .3B .2C .1D .0解析:在同一直角坐标系中画出函数f (x )=2ln x 与函数g (x )=x 2-4x +5=(x -2)2+1的图像,如图所示.∵f (2)=2ln 2>g (2)=1,∴f (x )与g (x )的图像的交点个数为2.故选B. 答案:B8.如图,函数f (x )的图像为折线ACB ,则不等式f (x )≥log 2(x +1)的解集是( )A .{x |-1<x ≤0}B .{x |-1≤x ≤1}C .{x |-1<x ≤1}D .{x |-1<x ≤2}解析:作出函数y =log 2(x +1)的图像,如图所示:其中函数f (x )与y =log 2(x +1)的图像的交点为D (1,1),结合图像可知f (x )≥log 2(x +1)的解集为{x |-1<x ≤1},故选C. 答案:C9.已知函数f (x )=|2x -m |的图像与函数g (x )的图像关于y 轴对称,若函数f (x )与函数g (x )在区间[1,2]上同时单调递增或同时单调递减,则实数m 的取值范围是( ) A .[12,2]B .[2,4]C .(-∞,12]∪[4,+∞)D .[4,+∞)解析:易知当m ≤0时不符合题意,当m >0时,g (x )=|2-x -m |,即g (x )=|(12)x -m |.当f (x )与g (x )在区间[1,2]上同时单调递增时,f (x )=|2x -m |与g (x )=|(12)x -m |的图像如图1或图2所示,易知⎩⎪⎨⎪⎧log 2m ≤1,-log 2m ≤1,解得12≤m ≤2;当f (x )在[1,2]上单调递减时,f (x )=|2x -m |与g (x )=|(12)x -m |的图像如图3所示,由图像知此时g (x )在[1,2]上不可能单调递减.综上所述,12≤m ≤2,即实数m 的取值范围为[12,2].答案:A 10.若函数y =2-x +1+m 的图像不经过第一象限,则m 的取值范围是________.解析:由y =2-x +1+m ,得y =⎝⎛⎭⎫12x -1+m ;函数y =⎝⎛⎭⎫12x -1的图像如所示,则要使其图像不经过第一象限,则m ≤-2. 答案:(-∞,-2]11.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax +b ,x ≤0,log c ⎝⎛⎭⎫x +19,x >0 的图像如图所示,则a +b +c =________. 解析:由图像可求得直线的方程为y =2x +2.又函数y =log c ⎝⎛⎭⎫x +19的图像过点(0,2),将其坐标代入可得c =13,所以a +b +c =2+2+13=133. 答案:13312.(2018·枣庄一中模拟)已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,当x ≥0时,f (x )=x 2-2x ,如果函数g (x )=f (x )-m (m ∈R)恰有4个零点,则m 的取值范围是________. 解析:f (x )的图像如图所示,g (x )=0即f (x )=m , y =m 与y =f (x )有四个交点, 故m 的取值范围为(-1,0). 答案:(-1,0)13.若函数f (x )=⎩⎨⎧ 1x,x <0,⎝⎛⎭⎫13x,x ≥0,则不等式-13≤f (x )≤13的解集为__________.解析:函数f (x )=⎩⎨⎧1x,x <0,⎝⎛⎭⎫13x,x ≥0和函数g (x )=±13的图像如图所示.当x <0时,是区间(-∞,-3],当x ≥0时,是区间[1,+∞),故不等式-13≤f (x )≤13的解集为(-∞,-3]∪[1,+∞).答案:(-∞,-3]∪[1,+∞)B 组——能力提升练1.函数y =x +2x +1的图像与函数y =2sin πx +1(-4≤x ≤2)的图像所有交点的横坐标之和等于( ) A .-6 B .-4 C .-2D .-1解析:依题意,注意到函数y =1x 与函数y =-2sin πx (-3≤x ≤3)均是奇函数,因此其图像均关于原点成中心对称,结合图像不难得知,它们的图像共有2对关于原点对称的交点,这2对交点的横坐标之和为0;将函数y =1x 与函数y =-2sin πx (-3≤x ≤3)的图像同时向左平移1个单位长度、再同时向上平移1个单位长度,所得两条新曲线(这两条新曲线方程分别为y =1+1x +1=x +2x +1、y =-2sin π(x +1)+1=2sin πx +1)仍有2对关于点(-1,1)对称的交点,这2对交点的横坐标之和为-4(其中每对交点的横坐标之和为-2),即函数y =x +2x +1的图像与函数y =2sin πx +1(-4≤x ≤2)的图像所有交点的横坐标之和等于-4,因此选B. 答案:B2.函数f (x )=ax 3+bx 2+cx +d 的图像如图所示,则下列结论成立的是( )A .a >0,b <0,c >0,d >0B .a >0,b <0,c <0,d >0C .a <0,b <0,c >0,d >0D .a >0,b >0,c >0,d <0解析:∵函数f (x )的图像在y 轴上的截距为正值,∴d >0.∵f ′(x )=3ax 2+2bx +c ,且函数f (x )=ax 3+bx 2+cx +d 在(-∞,x 1)上单调递增,(x 1,x 2)上单调递减,(x 2,+∞)上单调递增,∴f ′(x )<0的解集为(x 1,x 2),∴a >0,又x 1,x 2均为正数,∴c 3a >0,-2b3a >0,可得c >0,b <0. 答案:A3.设f (x )=|3x -1|,c <b <a ,且f (c )>f (a )>f (b ),则下列关系中一定成立的是( )A .3c >3aB .3c >3bC .3c +3a >2D .3c +3a <2解析:画出f (x )=|3x -1|的图像,如图所示,要使c <b <a ,且f (c )>f (a )>f (b )成立,则有c <0,且a >0. 由y =3x 的图像可得0<3c <1<3a . ∴f (c )=1-3c ,f (a )=3a -1,∵f (c )>f (a ), ∴1-3c >3a -1,即3a +3c <2. 答案:D4.已知函数f (x )=-2x 2+1,函数g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 12x ,x >02x ,x ≤0,则函数y =|f (x )|-g (x )的零点的个数为( ) A . 2 B . 3 C .4D .5解析:函数y =|f (x )|-g (x )的零点的个数,即|f (x )|-g (x )=0的根的个数,可得|f (x )|=g (x ),画出函数|f (x )|,g (x )的图像如图所示,观察函数的图像,则它们的交点为4个,即函数y =|f (x )|-g (x )的零点个数为4,选C.答案:C5.若关于x 的不等式4a x -1<3x -4(a >0,且a ≠1)对于任意的x >2恒成立,则a 的取值范围为( ) A.⎝⎛⎭⎫0,12 B.⎝⎛⎦⎤0,12 C .[2,+∞)D .(2,+∞)解析:不等式4a x -1<3x -4等价于a x -1<34x -1.令f (x )=a x -1,g (x )=34x -1,当a >1时,在同一坐标系中作出两个函数的图像,如图1所示,由图知不满足条件;当0<a <1时,在同一坐标系中作出两个函数的图像,如图2所示,则f (2)≤g (2),即a 2-1≤34×2-1,即a ≤12,所以a 的取值范围是⎝⎛⎦⎤0,12,故选B.答案:B6.若函数f (x )=(2-m )xx 2+m的图像如图所示,则m 的取值范围为( )A .(-∞,-1)B .(-1,2)C .(0,2)D .[1,2)解析:根据题图可知,函数图像过原点,即f (0)=0,所以m ≠0.当x >0时,f (x )>0,所以2-m >0,即m <2.函数f (x )在[-1,1]上是单调递增的,所以f ′(x )≥0在[-1,1]上恒成立, 则f ′(x )=(2-m )(x 2+m )-2x (2-m )x (x 2+m )2=(m -2)(x 2-m )(x 2+m )2≥0,∵m -2<0,(x 2+m )2>0,∴只需x 2-m ≤0在[-1,1]上恒成立即可,∴m ≥(x 2)max , ∴m ≥1.综上所述:1≤m <2,故选D. 答案:D7.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x -1, x ≤0,x 12, x >0.若f (x 0)>1,则x 0的取值范围是________. 解析:在同一直角坐标系中,作出函数y =f (x )的图像和直线y =1,它们相交于(-1,1)和(1,1)两点,由f (x 0)>1,得x 0<-1或x 0>1. 答案:(-∞,-1)∪(1,+∞)8.定义在R 上的函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧lg|x |,x ≠0,1, x =0,关于x 的方程y =c (c 为常数)恰有三个不同的实数根x 1,x 2,x 3,则x 1+x 2+x 3=________. 解析:函数f (x )的图像如图,方程f (x )=c 有三个根,即y =f (x )与y =c 的图像有三个交点,易知c =1,且一根为0,由lg|x |=1知另两根为-10和10,∴x 1+x 2+x 3=0. 答案:09.设f (x )是定义在R 上的偶函数,F (x )=(x +2)3f (x +2)-17,G (x )=-17x +33x +2,若F (x )的图像与G (x )的图像的交点分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x m ,y m ),则∑i =1m(x i +y i )=________.解析:∵f (x )是定义在R 上的偶函数,∴g (x )=x 3f (x )是定义在R 上的奇函数,其图像关于原点中心对称,∴函数F (x )=(x +2)3f (x +2)-17=g (x +2)-17的图像关于点(-2,-17)中心对称.又函数G (x )=-17x +33x +2=1x +2-17的图像也关于点(-2,-17)中心对称,∴F (x )和G (x )的图像的交点也关于点(-2,-17)中心对称,∴x 1+x 2+…+x m =m2×(-2)×2=-2m ,y 1+y 2+…+y m =m2×(-17)×2=-17m ,∴∑i =1m (x i +y i )=(x 1+x 2+…+x m )+(y 1+y 2+…+y m )=-19m . 答案:-19m10.(2018·西安质检)已知函数f (x )=1|x |-1,下列关于函数f (x )的研究:①y =f (x )的值域为R.②y=f(x)在(0,+∞)上单调递减.③y=f(x)的图像关于y轴对称.④y=f(x)的图像与直线y =ax(a≠0)至少有一个交点.其中,结论正确的序号是________.解析:函数f(x)=1|x|-1=⎩⎪⎨⎪⎧1x-1,x≥01-x-1,x<0,其图像如图所示,由图像可知f(x)的值域为(-∞,-1)∪(0,+∞),故①错;在(0,1)和(1,+∞)上单调递减,在(0,+∞)上不是单调的,故②错;f(x)的图像关于y轴对称,故③正确;由于在每个象限都有图像,所以与过原点的直线y=ax(a≠0)至少有一个交点,故④正确.答案:③④。
课时作业组——基础对点练.函数()的导函数′()的图像是如图所示的一条直线,与轴的交点坐标为(),则()与()的大小关系为( ).()<().()>().()=().无法确定解析:由题意知()的图像是以=为对称轴,且开口向下的抛物线,所以()=()>().选.答案:.若函数()=-在区间(,+∞)单调递增,则的取值范围是( ).(-∞,-].(-∞,-].[,+∞).[,+∞) 解析:依题意得′()=-≥在(,+∞)上恒成立,即≥在(,+∞)上恒成立,∵>,∴<<,∴≥,故选.答案:.已知函数()=--(其中为自然对数的底数),则=()的图像大致为( )解析:依题意得′()=-.当<时,′()<,()是减函数,()>( )=-;当>时,′()>,()是增函数,因此对照各选项知选.答案:.函数()=)的大致图像是( )解析:当=-时,(-)==-<,排除;当=-时,(-)==-<,排除;又′()=-)=,当∈(,)时,′()>,()是增函数,当∈(,)时,′()<,()是减函数,所以错误.故选.答案:.若函数()=-++在∈[]上是增函数,则实数的取值范围为( ).(,).(,].(-∞,].(-∞,) 解析:因为()=-++,所以′()=-+,又()在∈[]上是增函数,所以′()≥在∈[]上恒成立,即-+≥≤+在∈[]上恒成立,因为∈[],所以≤(+),又+≥=,当且仅当=,即=时取“=”,所以≤,即≤.答案:.已知定义在(,+∞)上的函数()的导函数为′(),且′()( )>(),则( ).()>()>().()<()<().()>()>().()<()<()解析:设()=),>且≠,因为′()( )>(),所以′()=-((·(),( ()=(-((( ()>,所以()在(),(,+∞)上单调递增,所以()<()<(),故)<)<),即<<,所以()<()<().选.答案:.(·成都模拟)()是定义域为的函数,对任意实数都有()=(-)成立.若当≠时,不等式(-)·′()<成立,若=(),=,=(),则,,的大小关系是( ).>>.>>.>>.>>解析:因为对任意实数都有()=(-)成立,所以函数()的图像关于直线=对称,又因为当≠时,不等式(-)·′()<成立,所以函数()在(,+∞)上单调递减,所以>()=>(),即>>.答案:.(·九江模拟)已知函数()=+-,若()在区间上是增函数,则实数的取值范围为.解析:由题意知′()=+-≥在上恒成立,即≥-+在上恒成立,∵=,∴≥,即≥.答案:.设′()是奇函数()(∈)的导函数,(-)=,当>时,′()-()>,则使得()>成立的的取值范围是.解析:令()=,则′()=,∴当>时,′()>,即()在(,+∞)上单调递增,∵()为奇函数,(-)=,∴()=,∴()==,结合奇函数()的图像知,()>的解集为(-)∪(,+∞),故填(-)∪(,+∞).答案:(-)∪(,+∞)。
课时作业组——基础对点练.(·岳阳模拟)下列函数中,既是奇函数又存在极值的是( ).=(-).=.=-.=+解析:、为单调函数,不存在极值,不是奇函数,故选.答案:.设函数()在上可导,其导函数为′(),且函数()在=-处取得极小值,则函数=′()的图像可能是( )解析:∵()在=-处取得极小值,∴在=-附近的左侧′()<,当<-时,′()>.在=-附近的右侧′()>,当-<<时,′()<,故选.答案:.已知()=),其中为自然对数的底数,则( ).()>()>().()>()>().()>()>().()>()>()解析:()=),′()=),令′()=,解得=,当∈(,)时,′()>,函数()单调递增,当∈(,+∞)时,′()<,函数()单调递减,故()在=处取得最大值(),()-()=)-)=-)=-)<,∴()<(),则()>()>(),故选.答案:.函数()=-的最小值为( )...不存在解析:′()=-=,且>.令′()>,得>;令′()<,得<<.∴()在=处取得极小值也是最小值,且()=-=.答案:.(·山西八校联考)已知=-是函数()=(++)的一个极值点,四位同学分别给出下列结论,则一定不成立的结论是( ).=.=.≠.=解析:令()=++,则′()=+,′()=[()+′()],因为=-是函数()=()的一个极值点,所以有(-)+′(-)=,得=.设()=()+′()=+(+)++,若=,则=≠,()=(+),′()在=-两侧不变号,与=-是函数()=(++)的一个极值点矛盾,故=一定不成立,选择.答案:.已知为自然对数的底数,设函数()=(-)(-)(=),则( ).当=时,()在=处取到极小值.当=时,()在=处取到极大值.当=时,()在=处取到极小值.当=时,()在=处取到极大值解析:当=时,()=(-)(-),是函数()的零点.当<<时,()=(-)(-)<,当>时,()=(-)(-)>不会是极值点.当=时,()=(-)(-),零点还是,但是当<<,>时,()>,由极值的概念,知选.答案:.若<<<,则( ).->-.-<-.>.<解析:令()=,则′()==.当<<时,′()<,即()在()上单调递减,∵<<<,∴()<(),即<,∴>,故选.答案:.设函数()=(\\((-(+,≤,( )++,>))(是自然对数的底数),若()是函数()的最小值,则的取值范围是( ).[].[-].[].[] 解析:当>时,对函数()=)++的单调性进行研究,求导后发现()在(,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增,即函数()在>时的最小值为();当≤时,()=(-)+是对称轴方程为=的二次函数,欲使()是函数的最小值,则(\\(≥((≤(())⇒(\\(≥,-≤≤))⇒≤≤,故选.答案:。
课时作业A 组——基础对点练1.已知椭圆C 1:y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)的右顶点为A (1,0),过C 1的焦点且垂直长轴的弦长为1. (1)求椭圆C 1的方程;(2)设点P 在抛物线C 2:y =x 2+h (h ∈R)上,C 2在点P 处的切线与C 1交于点M ,N .当线段AP 的中点与MN 的中点的横坐标相等时,求h 的最小值.解析:(1)由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧ b =1,2·b 2a =1.从而⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1. 因此,所求的椭圆C 1的方程为y 24+x 2=1.(2)如图,设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),P (t ,t 2+h ),则抛物线C 2在点P 处的切线斜率为y ′|x =t =2t .直线MN 的方程为:y =2tx -t 2+h .将上式代入椭圆C 1的方程中,得4x 2+(2tx -t 2+h )2-4=0,即4(1+t 2)x 2-4t (t 2-h )x +(t 2-h )2-4=0.①因为直线MN 与椭圆C 1有两个不同的交点,所以①式中的Δ1=16[-t 4+2(h +2)t 2-h 2+4]>0.②设线段MN 的中点的横坐标是x 3,则x 3=x 1+x 22=t (t 2-h )2(1+t 2). 设线段P A 的中点的横坐标是x 4,则x 4=t +12. 由题意,得x 3=x 4,即t 2+(1+h )t +1=0.③由③式中的Δ2=(1+h )2-4≥0,得h ≥1,或h ≤-3.当h ≤-3时,h +2<0,4-h 2<0,则不等式②不成立,所以h ≥1.当h =1时,代入方程③得t =-1,将h =1,t =-1代入不等式②,检验成立.所以,h 的最小值为1.2.已知点A (0,-2),椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,F 是椭圆E 的右焦点,直线AF 的斜率为233,O 为坐标原点. (1)求E 的方程;(2)设过点A 的动直线l 与E 相交于P ,Q 两点,当△OPQ 的面积最大时,求l 的方程.解析:(1)设F (c,0),由条件知,2c =233,得c = 3. 又c a =32,所以a =2,b 2=a 2-c 2=1. 故E 的方程为x 24+y 2=1. (2)当l ⊥x 轴时不合题意,故设l :y =kx -2,P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),将y =kx -2代入x 24+y 2=1得 (1+4k 2)x 2-16kx +12=0.当Δ=16(4k 2-3)>0, 即k 2>34时,x 1,2=8k ±24k 2-34k 2+1. 从而|PQ |=k 2+1|x 1-x 2|=4k 2+1·4k 2-34k 2+1. 又点O 到直线PQ 的距离d =2k 2+1, 所以△OPQ 的面积S △OPQ =12d |PQ |=44k 2-34k 2+1. 设4k 2-3=t ,则t >0,S △OPQ =4t t 2+4=4t +4t. 因为t +4t ≥4,当且仅当t =2,即k =±72时等号成立,且满足Δ>0,。
课时作业 A 组——基础对点练1.直线x +3y +a =0(a 为实常数)的倾斜角的大小是( ) A .30° B .60° C .120°D .150°解析:直线x +3y +a =0(a 为实常数)的斜率为-33,令其倾斜角为θ,则tan θ=-33,解得θ=150°,故选D. 答案:D2.如果AB <0,且BC <0,那么直线Ax +By +C =0不通过( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限D .第四象限解析:直线Ax +By +C =0可化为y =-A B x -CB,∵AB <0,BC <0,∴-A B >0,-CB >0.∴直线过第一、二、三象限,不过第四象限,故选D.答案:D3.直线x +(a 2+1)y +1=0的倾斜角的取值范围是( ) A .[0,π4]B .[3π4,π)C .[0,π4]∪(π2,π)D .[π4,π2)∪[3π4,π)解析:由直线方程可得该直线的斜率为-1a 2+1,又-1≤-1a 2+1<0,所以倾斜角的取值范围是[3π4,π).答案:B4.若方程(2m 2+m -3)x +(m 2-m )y -4m +1=0表示一条直线,则参数m 满足的条件是( ) A .m ≠-32B .m ≠0C .m ≠0且m ≠1D .m ≠1 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧2m 2+m -3=0,m 2-m =0,解得m =1,故m ≠1时方程表示一条直线.答案:D5.设a ∈R ,则“a =1”是“直线l 1:ax +2y -1=0与直线l 2:x +2y +4=0平行”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:由a =1可得l 1∥l 2,反之,由l 1∥l 2可得a =1,故选C. 答案:C6.设直线l 的方程为x +y cos θ+3=0(θ∈R),则直线l 的倾斜角α的取值范围是( ) A .[0,π) B.⎝⎛⎭⎫π4,π2C.⎣⎡⎦⎤π4,3π4D.⎝⎛⎭⎫π4,π2∪⎝⎛⎭⎫π2,3π4解析:当cos θ=0时,方程变为x +3=0,其倾斜角为π2;当cos θ≠0时,由直线l 的方程,可得斜率k =-1cos θ.因为cos θ∈[-1,1]且cos θ≠0, 所以k ∈(-∞,-1]∪[1,+∞), 即tan α∈(-∞,-1]∪[1,+∞), 又α∈[0,π),所以α∈⎣⎡⎭⎫π4,π2∪⎝⎛⎦⎤π2,3π4, 综上知,直线l 的倾斜角α的取值范围是⎣⎡⎦⎤π4,3π4. 答案:C7.(2018·开封模拟)过点A (-1,-3),斜率是直线y =3x 的斜率的-14的直线方程为( )A .3x +4y +15=0B .4x +3y +6=0C .3x +y +6=0D .3x -4y +10=0解析:设所求直线的斜率为k ,依题意k =-14×3=-34.又直线经过点A (-1,-3),因此所求直线方程为y +3=-34(x +1),即3x +4y +15=0.答案:A8.直线(2m +1)x +(m +1)y -7m -4=0过定点( ) A .(1,-3) B .(4,3) C .(3,1)D .(2,3)解析:2mx +x +my +y -7m -4=0,即(2x +y -7)m +(x +y -4)=0,由⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y =7,x +y =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =1.则直线过定点(3,1),故选C. 答案:C9.(2018·张家口模拟)直线l 经过A (2,1),B (1,-m 2)(m ∈R)两点,则直线l 的倾斜角α的取值范围是( ) A .0≤α≤π4B.π2<α<π C.π4≤α<π2D.π2<α≤3π4解析:直线l 的斜率k =tan α=1+m 22-1=m 2+1≥1,所以π4≤α<π2.答案:C10.已知直线x +a 2y -a =0(a 是正常数),当此直线在x 轴,y 轴上的截距和最小时,正数a 的值是( ) A .0 B .2 C. 2D .1解析:直线x +a 2y -a =0(a 是正常数)在x 轴,y 轴上的截距分别为a 和1a ,此直线在x 轴,y轴上的截距和为a +1a ≥2,当且仅当a =1时,等号成立.故当直线x +a 2y -a =0在x 轴,y轴上的截距和最小时,正数a 的值是1,故选D. 答案:D11.已知点M (0,-1),点N 在直线x -y +1=0上,若直线MN 垂直于直线x +2y -3=0, 则点N 的坐标是( ) A .(-2,-1) B .(2,3) C .(2,1)D .(-2,1)解析:∵点N 在直线x -y +1=0上, ∴可设点N 坐标为(x 0,x 0+1).根据经过两点的直线的斜率公式,得k MN =(x 0+1)+1x 0=x 0+2x 0.∵直线MN 垂直于直线x +2y -3=0,直线x +2y -3=0的斜率k =-12,∴k MN ×⎝⎛⎭⎫-12=-1,即x 0+2x 0=2,解得x 0=2.因此点N 的坐标是(2,3),故选B. 答案:B12.直线l 过点P (1,0),且与以A (2,1),B (0,3)为端点的线段有公共点,则直线l 斜率的取值范围为________.解析:如图,因为k AP =1-02-1=1,k BP =3-00-1=-3,所以k ∈(-∞,-3]∪[1,+∞). 答案:(-∞,-3]∪[1,+∞)13.已知直线l :ax +y -2-a =0在x 轴和y 轴上的截距相等,则实数a =________. 解析:令x =0,则l 在y 轴上的截距为2+a ;令y =0,得直线l 在x 轴上的截距为1+2a .依题意2+a =1+2a ,解得a =1或a =-2.答案:1或-214.(2018·武汉市模拟)若直线2x +y +m =0过圆x 2+y 2-2x +4y =0的圆心,则m 的值为________.解析:圆x 2+y 2-2x +4y =0可化为(x -1)2+(y +2)2=5,圆心为(1,-2),则直线2x +y +m =0过圆心(1,-2),故2-2+m =0,m =0. 答案:015.设点A (-1,0),B (1,0),直线2x +y -b =0与线段AB 相交,求b 的取值范围. 解析:b 为直线y =-2x +b 在y 轴上的截距,当直线y =-2x +b 过点A (-1,0)和点B (1,0)时,b 分别取得最小值和最大值.∴b 的取值范围是[-2,2].B 组——能力提升练1.已知f (x )=a sin x -b cos x ,若f ⎝⎛⎭⎫π4-x =f ⎝⎛⎭⎫π4+x ,则直线ax -by +c =0的倾斜角为( ) A.π3 B.π6 C.π4D.3π4解析:令x =π4,则f (0)=f ⎝⎛⎭⎫π2,即-b =a ,则直线ax -by +c =0的斜率k =ab =-1,其倾斜角为3π4.故选D.答案:D2.过点P (1,1)的直线,将圆形区域{(x ,y )|x 2+y 2≤4}分为两部分,使得这两部分的面积之差最大,则该直线的方程为( ) A .x +y -2=0 B .y -1=0 C .x -y =0D .x +3y -4=0解析:两部分面积之差最大,即弦长最短,此时直线垂直于过该点的直径.因为过点P (1,1)的直径所在直线的斜率为1,所以所求直线的斜率为-1,方程为x +y -2=0. 答案:A3.过点(3,1)作圆(x -1)2+y 2=1的两条切线,切点分别为A ,B ,则直线AB 的方程为( ) A .2x +y -3=0 B .2x -y -3=0 C .4x -y -3=0D .4x +y -3=0解析:根据平面几何知识,直线AB 一定与点(3,1),(1,0)的连线垂直,而这两点连线所在直线的斜率为12,故直线AB 的斜率一定是-2,只有选项A 中直线的斜率为-2,故选A.答案:A4.已知点A (-1,0),B (1,0),C (0,1),直线y =ax +b (a >0)将△ABC 分割为面积相等的两部分,则b 的取值范围是( ) A .(0,1) B .(1-22,12) C .(1-22,13] D .[13,12)解析:由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =1y =ax +b 消去x ,得y =a +b a +1,当a >0时,直线y =ax +b 与x 轴交于点(-ba ,0),结合图形(图略)知12×a +b a +1×(1+b a )=12,化简得(a +b )2=a (a +1),则a =b 21-2b .∵a >0,∴b 21-2b >0,解得b <12.考虑极限位置,即a =0,此时易得b =1-22,故选B.答案:B5.已知p :“直线l 的倾斜角α>π4”;q :“直线l 的斜率k >1”,则p 是q 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:当π2<α≤π时,tan α≤0,即k ≤0,而当k >1时,即tan α>1,则π4<α<π2,所以p 是q的必要不充分条件,故选B.答案:B6.若经过点(1,0)的直线l 的倾斜角是直线x -2y -2=0的倾斜角的2倍,则直线l 的方程为( )A .4x -3y -4=0B .3x -4y -3=0C .3x +4y -3=0D .4x +3y -4=0解析:设直线x -2y -2=0的倾斜角为α,则其斜率tan α=12,直线l 的斜率tan 2α=2tan α1-tan 2α=43.又因为l 经过点(1,0),所以其方程为4x -3y -4=0,故选A.答案:A7.一条光线从点(-2,-3)射出,经y 轴反射后与圆(x +3)2+(y -2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为( ) A .-53或-35B .-32或-23C .-54或-45D .-43或-34解析:由题知,反射光线所在直线过点(2,-3),设反射光线所在直线的方程为y +3=k (x -2),即kx -y -2k -3=0.∵圆(x +3)2+(y -2)2=1的圆心为(-3,2),半径为1,且反射光线与该圆相切, ∴|-3k -2-2k -3|k 2+1=1,化简得12k 2+25k +12=0,解得k =-43或k =-34.答案:D8.已知倾斜角为θ的直线与直线x -3y +1=0垂直,则23sin 2θ-cos 2θ=( ) A.103 B .-103C.1013D .-1013解析:依题意,tan θ=-3(θ∈[0,π)),所以23sin 2θ-cos 2θ=2(sin 2θ+cos 2θ)3sin 2θ-cos 2θ=2(tan 2θ+1)3tan 2θ-1=1013,故选C.答案:C9.(2018·天津模拟)已知m ,n 为正整数,且直线2x +(n -1)y -2=0与直线mx +ny +3=0互相平行,则2m +n 的最小值为( ) A .7B .9C .11D .16解析:∵直线2x +(n -1)y -2=0与直线mx +ny +3=0互相平行,∴2n =m (n -1),∴m +2n =mn ,两边同除以mn 可得2m +1n =1,∵m ,n 为正整数,∴2m +n =(2m +n )⎝⎛⎭⎫2m +1n =5+2n m +2mn ≥5+22n m ·2m n =9.当且仅当2n m =2mn时取等号. 故选B. 答案:B10.直线x cos θ-y -1=0(θ∈R)的倾斜角α的取值范围为________.解析:直线的斜率为k =cos θ∈[-1,1],即tan α∈[-1,1],所以α∈[0,π4]∪[34π,π).答案:[0,π4]∪[34π,π)11.过点A (1,2)且与直线x -2y +3=0垂直的直线方程为________.解析:直线x -2y +3=0的斜率为12,所以由垂直关系可得要求直线的斜率为-2,所以所求方程为y -2=-2(x -1),即2x +y -4=0. 答案:2x +y -4=012.设m ∈R ,过定点A 的动直线x +my =0和过定点B 的动直线mx -y -m +3=0交于点P (x ,y ),则|P A |·|PB |的最大值是________.解析:动直线x +my =0(m ≠0)过定点A (0,0),动直线mx -y -m +3=0过定点B (1,3).由题意易得直线x +my =0与直线mx -y -m +3=0垂直,即P A ⊥PB .所以|P A |·|PB |≤|P A |2+|PB |22=|AB |22=12+322=5,即|P A |·|PB |的最大值为5.答案:513.已知直线x =π4是函数f (x )=a sin x -b cos x (ab ≠0)图像的一条对称轴,求直线ax +by +c=0的倾斜角. 解析:f (x )=a 2+b 2sin(x -φ),其中tan φ=b a ,将x =π4代入,得sin(π4-φ)=±1,即π4-φ=k π+π2,k ∈Z ,解得φ=-k π-π4,k ∈Z.所以tan φ=tan ⎝⎛⎭⎫-k π-π4=-1=ba ,所以直线ax +by +c =0的斜率为-ab =1,故倾斜角为π4.。
课时作业A 组——基础对点练1.已知椭圆C 1:y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)的右顶点为A (1,0),过C 1的焦点且垂直长轴的弦长为1. (1)求椭圆C 1的方程;(2)设点P 在抛物线C 2:y =x 2+h (h ∈R)上,C 2在点P 处的切线与C 1交于点M ,N .当线段AP 的中点与MN 的中点的横坐标相等时,求h 的最小值.解析:(1)由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧ b =1,2·b 2a =1.从而⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1. 因此,所求的椭圆C 1的方程为y 24+x 2=1.(2)如图,设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),P (t ,t 2+h ),则抛物线C 2在点P 处的切线斜率为y ′|x =t =2t .直线MN 的方程为:y =2tx -t 2+h .将上式代入椭圆C 1的方程中,得4x 2+(2tx -t 2+h )2-4=0,即4(1+t 2)x 2-4t (t 2-h )x +(t 2-h )2-4=0.①因为直线MN 与椭圆C 1有两个不同的交点,所以①式中的Δ1=16[-t 4+2(h +2)t 2-h 2+4]>0.②设线段MN 的中点的横坐标是x 3,则x 3=x 1+x 22=t (t 2-h )2(1+t 2). 设线段P A 的中点的横坐标是x 4,则x 4=t +12. 由题意,得x 3=x 4,即t 2+(1+h )t +1=0.③由③式中的Δ2=(1+h )2-4≥0,得h ≥1,或h ≤-3.当h ≤-3时,h +2<0,4-h 2<0,则不等式②不成立,所以h ≥1.当h =1时,代入方程③得t =-1,将h =1,t =-1代入不等式②,检验成立.所以,h 的最小值为1.2.已知点A (0,-2),椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,F 是椭圆E 的右焦点,直线AF 的斜率为233,O 为坐标原点. (1)求E 的方程;(2)设过点A 的动直线l 与E 相交于P ,Q 两点,当△OPQ 的面积最大时,求l 的方程.解析:(1)设F (c,0),由条件知,2c =233,得c = 3. 又c a =32,所以a =2,b 2=a 2-c 2=1. 故E 的方程为x 24+y 2=1. (2)当l ⊥x 轴时不合题意,故设l :y =kx -2,P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),将y =kx -2代入x 24+y 2=1得 (1+4k 2)x 2-16kx +12=0.当Δ=16(4k 2-3)>0,即k 2>34时,x 1,2=8k ±24k 2-34k 2+1. 从而|PQ |=k 2+1|x 1-x 2|=4k 2+1·4k 2-34k 2+1. 又点O 到直线PQ 的距离d =2k 2+1,所以△OPQ 的面积S △OPQ =12d |PQ |=44k 2-34k 2+1. 设4k 2-3=t ,则t >0,S △OPQ =4t t 2+4=4t +4t. 因为t +4t ≥4,当且仅当t =2,即k =±72时等号成立,且满足Δ>0, 所以,当△OPQ 的面积最大时,l 的方程为y =72x -2或y =-72x -2. 3.如图,在矩形ABCD 中,|AB |=4,|AD |=2,O 为AB 的中点,P ,Q分别是AD 和CD 上的点,且满足①|AP ||AD |=|DQ ||DC |,②直线AQ 与BP 的交点在椭圆E :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上. (1)求椭圆E 的方程;(2)设R 为椭圆E 的右顶点,M 为椭圆E 第一象限部分上一点,作MN 垂直于y 轴,垂足为N ,求梯形ORMN 面积的最大值.解析:(1)设AQ 与BP 的交点为G (x ,y ),P (-2,y 1),Q (x 1,2),由题可知,y 12=x 1+24,y x +2=2x 1+2,y 2-x =y 14, 从而有4y 2-x=x +2y ,整理得x 24+y 2=1,即为椭圆E 的方程. (2)由(1)知R (2,0),设M (x 0,y 0),则y 0=124-x 20, 从而梯形ORMN 的面积S =12(2+x 0)y 0=14(4-x 20)(2+x 0)2,令t =2+x 0,则2<t <4,S =144t 3-t 4, 令u =4t 3-t 4,则u ′=12t 2-4t 3=4t 2(3-t ),当t ∈(2,3)时,u ′>0,u =4t 3-t 4单调递增,当t ∈(3,4)时,u ′<0,u =4t 3-t 4单调递减,所以当t =3时,u 取得最大值,则S 也取得最大值,最大值为334. 4.(2018·贵阳监测)已知椭圆C :y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)的离心率为63,且椭圆C 上的点到一个焦点的距离的最小值为3- 2.(1)求椭圆C 的方程;(2)已知过点T (0,2)的直线l 与椭圆C 交于A 、B 两点,若在x 轴上存在一点E ,使∠AEB =90°,求直线l 的斜率k 的取值范围.解析:(1)设椭圆的半焦距长为c ,则由题设有:⎩⎪⎨⎪⎧ c a =63,a -c =3-2,解得:a =3,c =2,∴b 2=1, 故椭圆C 的方程为y 23+x 2=1. (2)由已知可得,以AB 为直径的圆与x 轴有公共点.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),AB 的中点为M (x 0,y 0),将直线l :y =kx +2代入y 23+x 2=1, 得(3+k 2)x 2+4kx +1=0,Δ=12k 2-12,∴x 0=x 1+x 22=-2k 3+k 2,y 0=kx 0+2=63+k 2, |AB |=1+k 2 12k 2-123+k 2=23k 4-13+k 2, ∴⎩⎨⎧ Δ=12k 2-12>0,63+k 2≤12|AB |,解得:k 4≥13,即k ≥413或k ≤-413.B 组——能力提升练1.(2018·武汉市模拟)已知抛物线x 2=2py (p >0)的焦点为F ,直线x =4与x 轴的交点为P ,与抛物线的交点为Q ,且|QF |=54|PQ |. (1)求抛物线的方程;(2)如图所示,过F 的直线l 与抛物线相交于A ,D 两点,与圆x 2+(y -1)2=1相交于B ,C 两点(A ,B 两点相邻),过A ,D 两点分别作抛物线的切线,两条切线相交于点M ,求△ABM 与△CDM 的面积之积的最小值.解析:(1)由已知得F (0,p 2),P (4,0),Q (4,8p ),|QF |=8p +p 2,|PQ |=8p, 因为|QF |=54|PQ |,所以8p +p 2=54·8p, 解得p =2或p =-2(舍去),所以抛物线的方程为x 2=4y .(2)设l :y =kx +1,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立方程,得⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1,x 2=4y ,消去y ,得x 2-4kx -4=0, 所以x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4.由y =x 24,得y ′=x 2. 所以直线MA :y -x 214=x 12(x -x 1),即y =x 12x -x 214. 同理可求得直线MD :y =x 22x -x 224. 联立方程,得⎩⎨⎧ y =x 1x 2-x 214,y =x 2x 2-x 224,解得M (2k ,-1).所以点M 到l 的距离d =2k 2+21+k 2=21+k 2.所以S △ABM ·S △CDM =14|AB |·|CD |·d 2 =14(|AF |-1)(|DF |-1)d 2=14y 1y 2d 2 =14·x 21x 2216d 2=1+k 2≥1, 当且仅当k =0时取等号.所以当k =0时,△ABM 与△CDM 面积之积的最小值为1.2.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F (-c,0),离心率为33,点M 在椭圆上且位于第一象限,直线FM 被圆x 2+y 2=b 24截得的线段的长为c ,|FM |=433. (1)求直线FM 的斜率;(2)求椭圆的方程;(3)设动点P 在椭圆上,若直线FP 的斜率大于2,求直线OP (O 为原点)的斜率的取值范围.解析:(1)由已知,有c 2a 2=13, 又由a 2=b 2+c 2,可得a 2=3c 2,b 2=2c 2.设直线FM 的斜率为k (k >0),F (-c,0),则直线FM 的方程为y =k (x +c ).由已知,有(kc k 2+1)2+(c 2)2=(b 2)2, 解得k =33. (2)由(1)得椭圆方程为x 23c 2+y 22c 2=1,直线FM 的方程为y =33(x +c ),两个方程联立,消去y ,整理得3x 2+2cx -5c 2=0,解得x =-53c ,或x =c . 因为点M 在第一象限,可得M 的坐标为(c ,233c ). 由|FM |= (c +c )2+(233c -0)2=433, 解得c =1,所以椭圆的方程为x 23+y 22=1.(3)设点P 的坐标为(x ,y ),直线FP 的斜率为t ,得t =y x +1,即y =t (x +1)(x ≠-1),与椭圆方程联立⎩⎪⎨⎪⎧ y =t (x +1),x 23+y 22=1,消去y ,整理得2x 2+3t 2(x +1)2=6,又由已知,得t = 6-2x 23(x +1)2>2, 解得-32<x <-1,或-1<x <0. 设直线OP 的斜率为m ,得m =y x, 即y =mx (x ≠0),与椭圆方程联立,整理得m 2=2x 2-23. ①当x ∈(-32,-1)时,有y =t (x +1)<0, 因此m >0,于是m = 2x 2-23,得m ∈(23,233). ②当x ∈(-1,0)时,有y =t (x +1)>0.因此m <0,于是m =-2x 2-23, 得m ∈(-∞,-233). 综上,直线OP 的斜率的取值范围是(-∞,-233)∪(23,233). 3.已知圆C :(x -1)2+y 2=r 2(r >1),设A 为圆C 与x 轴负半轴的交点,过点A 作圆C 的弦AM ,并使弦AM 的中点恰好落在y 轴上.(1)求点M 的轨迹E 的方程;(2)延长MC 交曲线E 于另一点N ,曲线E 在点N 处的切线与直线AM 交于点B ,试判断以点B 为圆心,线段BC 的长为半径的圆与直线MN 的位置关系,并证明你的结论. 解析:(1)设M (x ,y ),x >0,由题意可知,A (1-r,0),记AM 的中点为D ,则D (0,y 2),因为C (1,0),DC →=(1,-y 2),DM →=(x ,y 2). 在⊙C 中,易知CD ⊥DM ,所以DC →·DM →=0,所以x -y 24=0,即y 2=4x (x >0), 所以点M 的轨迹E 的方程为y 2=4x (x >0).(2)⊙B 与直线MN 相切.证明如下:设直线MN 的方程为x =my +1,M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),直线BN 的方程为y =k (x -y 224)+y 2. 联立,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =my +1,y 2=4x ,消去x ,得y 2-4my -4=0, 所以y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4.r -1=x 1,则点A (-x 1,0),所以直线AM 的方程为y =2y 1x +y 12. 联立,得⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -y 224)+y 2,y 2=4x ,消去x ,得ky 2-4y +4y 2-ky 22=0, 由Δ=0,可得k =2y 2, 所以直线BN 的方程为y =2y 2x +y 22. 联立,得⎩⎨⎧ y =2y 1x +y 12,y =2y 2x +y 22,解得x B =-1,y B =y 21-42y 1=y 21+y 1y 22y 1=y 1(y 1+y 2)2y 1=4my 12y 1=2m , 所以点B (-1,2m ),|BC |=4+4m 2,点B 到直线MN 的距离d =|2+2m 2|m 2+1=4m 2+4=|BC |, 所以⊙B 与直线MN 相切.。
课时作业组——基础对点练.下列函数为奇函数的是 ( ).=.=.=--.=解析:因为函数=的定义域为[,+∞),不关于原点对称,所以函数=为非奇非偶函数,排除;因为=为偶函数,所以排除;因为=为偶函数,所以排除;因为=()=--,(-)=--=-(--)=-(),所以函数=--为奇函数,故选.答案:.下列函数中为偶函数的是( ).=.=.=-.=解析:选项,记()=,定义域为,(-)=(-)(-)=-=-(),故()为奇函数;选项,记()=,定义域为,(-)=(-)(-)==(),故()为偶函数;选项,函数=的定义域为(,+∞),不关于原点对称,故为非奇非偶函数;选项,记()=-,定义域为,(-)=-(-)==,故()为非奇非偶函数,选.答案:.下列函数中,既不是奇函数,也不是偶函数的是( ).=.=+.=+.=+解析:选项中的函数是偶函数;选项中的函数是奇函数;选项中的函数是偶函数;只有选项中的函数既不是奇函数也不是偶函数.答案:.下列函数中,既是偶函数又存在零点的是( ).=+.=.=.=解析:项中的函数是非奇非偶函数;项中的函数是偶函数但不存在零点;项中的函数是奇函数;项中的函数既是偶函数又存在零点.答案:.函数=的图像( ).关于原点对称.关于直线=-对称.关于轴对称.关于直线=对称解析:由>得-<<,即函数定义域为(-),又(-)==-=-(),∴函数=为奇函数,故选.答案:.设()=+ (∈),则下列说法错误的是( ).()在上单调递增.()是奇函数.()是周期函数.()的值域为解析:因为(-)=-+(-)=-(+)=-(),所以()为奇函数,故正确;因为′()=+≥,所以函数()在上单调递增,故正确;因为()在上单调递增,所以()的值域为,故正确;()不是周期函数,故选.答案:.定义运算=,=,则()=为( ).偶函数.奇函数.非奇非偶函数.常函数解析:由定义得()=.∵-≥,且-≠,即∈[-)∪(].∴()==-(∈[-)∪(]),∴(-)=,∴(-)=-(),∴()为奇函数.答案:.()是上的奇函数,当≥时,()=+(+),则当<时,()=( ).+(-).--(-).-+(-).-(-)解析:当<时,->,(-)=(-)+(-),∵()是上的奇函数,∴当<时,()=-(-)=-[(-)+(-)]=-(-).答案:.为实数,[]表示不超过的最大整数,则函数()=-[]在上为( ).偶函数.奇函数.周期函数.增函数解析:函数()=-[]在上的图像如下图:选.答案:。
课时作业 A 组——基础对点练1.下列四个函数中,在(0,+∞)上为增函数的是( ) A .f (x )=3-x B .f (x )=x 2-3x C .f (x )=-1x +1D .f (x )=-|x |解析:当x >0时,f (x )=3-x 为减函数; 当x ∈⎝⎛⎭⎫0,32时,f (x )=x 2-3x 为减函数, 当x ∈⎝⎛⎭⎫32,+∞时,f (x )=x 2-3x 为增函数; 当x ∈(0,+∞)时,f (x )=-1x +1为增函数; 当x ∈(0,+∞)时,f (x )=-|x |为减函数.故选C. 答案:C2.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 |解析:因为对数函数y =ln x 的定义域不是R ,故首先排除选项C ;因为指数函数y =e -x ,即y =⎝⎛⎭⎫1e x,在定义域内单调递减,故排除选项A ;对于函数y =|x |,当x ∈(-∞,0)时,函数变为y =-x ,在其定义域内单调递减,因此排除选项D ;而函数y =x 3在定义域R 上为增函数.故选B. 答案:B3.(2018·长春市模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2,x <-1,2x -1,x ≥-1,则函数f (x )的值域为( )A .[-1,+∞)B .(-1,+∞)C .[-12,+∞)D .R解析:当x <-1时,f (x )=x 2-2∈(-1,+∞);当x ≥-1时,f (x )=2x -1∈[-12,+∞),综上可知,函数f (x )的值域为(-1,+∞).故选B. 答案:B4.设f (x )=x -sin x ,则f (x )( )A .既是奇函数又是减函数B .既是奇函数又是增函数C .是有零点的减函数D .是没有零点的奇函数解析:∵f (-x )=-x -sin(-x )=-(x -sin x )=-f (x ),∴f (x )为奇函数.又f ′(x )=1-cos x ≥0, ∴f (x )单调递增,选B. 答案:B5.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+1,x >0,cos x ,x ≤0,则下列结论正确的是( )A .f (x )是偶函数B .f (x )是增函数C .f (x )是周期函数D .f (x )的值域为[-1,+∞)解析:因为f (π)=π2+1,f (-π)=-1,所以f (-π)≠f (π),所以函数f (x )不是偶函数,排除A ;因为函数f (x )在(-2π,-π)上单调递减,排除B ;函数f (x )在(0,+∞)上单调递增,所以函数f (x )不是周期函数,排除C ;因为x >0时,f (x )>1,x ≤0时,-1≤f (x )≤1,所以函数f (x )的值域为[-1,+∞),故选D. 答案:D6.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 .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析: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,选A. 答案:A7.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +3a ,x <0,a x ,x ≥0,(a >0且a ≠1)是R 上的减函数,则a 的取值范围是( )A .(0,1)B.⎣⎡⎭⎫13,1C.⎝⎛⎦⎤0,13 D.⎝⎛⎦⎤0,23 解析:∵⎩⎪⎨⎪⎧0<a <13a ≥1,∴13≤a <1.答案:B8.下列函数中,在区间(0,+∞)上为增函数的是( ) A .y =x +1 B .y =(x -1)2 C .y =2-xD .y =log 0.5(x +1)解析:A 项,y =x +1为(-1,+∞)上的增函数,故在(0,+∞)上递增;B 项,y =(x -1)2在(-∞,1)上递减,在(1,+∞)上递增;C 项,y =2-x =⎝⎛⎭⎫12x为R 上的减函数;D 项,y =log 0.5(x +1)为(-1,+∞)上的减函数.故选A. 答案:A9.已知f (x )是偶函数,当x >0时,f (x )单调递减,设a =-21.2,b =⎝⎛⎭⎫12-0.8,c =2log 5 2,则f (a ),f (b ),f (c )的大小关系为( ) A .f (c )<f (b )<f (a ) B .f (c )<f (a )<f (b ) C .f (c )>f (b )>f (a )D .f (c )>f (a )>f (b )解析:依题意,注意到21.2>20.8=⎝⎛⎭⎫12-0.8>20=1=log 55>log 54=2log 52>0,又函数f (x )在区间(0,+∞)上是减函数,于是有f (21.2)<f (20.8)<f (2log 52),由函数f (x )是偶函数得f (a )=f (21.2),因此f (a )<f (b )<f (c ),选C. 答案:C10.(2018·长沙市统考)已知函数f (x )=x 12,则( )A .存在x 0∈R ,f (x 0)<0B .任意x ∈(0,+∞),f (x )≥0C .存在x 1,x 2∈[0,+∞),f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0D .任意x 1∈[0,+∞),存在x 2∈[0,+∞),f (x 1)>f (x 2)解析:幂函数f (x )=x 12的值域为[0,+∞),且在定义域上单调递增,故A 错误,B 正确,C错误,D 选项中当x 1=0时,结论不成立,选B. 答案:B11.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 )=x B .f (x )=x 2 C .f (x )=tan xD .f (x )=cos(x +1)解析:由f (x )为准偶函数的定义可知,若f (x )的图像关于x =a (a ≠0)对称,则f (x )为准偶函数,A ,C 中两函数的图像无对称轴,B 中函数图像的对称轴只有x =0,而D 中f (x )=cos(x +1)的图像关于x =k π-1(k ∈Z)对称. 答案:D12.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,故值域为(0,2)∪(-∞,0]=(-∞,2).答案:(-∞,2)13.函数f (x )=x +2x -1的值域为________. 解析:由2x -1≥0可得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,+∞ 14.若函数f (x )=|2x +a |的单调递增区间是[3,+∞),则a =________.解析:由f (x )=⎩⎨⎧-2x -a ,x <-a22x +a ,x ≥-a2,可得函数f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎭⎫-a2,+∞,故3=-a2,解得a =-6.答案:-615.已知函数f (x )=x +ax (x ≠0,a ∈R),若函数f (x )在(-∞,-2]上单调递增,则实数a 的取值范围是__________.解析:设x 1<x 2≤-2,则Δy =f (x 1)-f (x 2)=x 1+a x 1-x 2-ax 2=(x 1-x 2)⎝⎛⎭⎫1-a x 1x 2=(x 1-x 2)(x 1x 2-a )x 1x 2.因为x 1-x 2<0,x 1x 2>0,所以要使Δy =(x 1-x 2)(x 1x 2-a )x 1x 2<0恒成立,只需使x 1x 2-a >0恒成立,即a <x 1x 2恒成立.因为x 1<x 2≤-2,所以x 1x 2>4,所以a ≤4,故函数f (x )在(-∞,-2]上单调递增时,实数a 的取值范围是(-∞,4]. 答案:(-∞,4]B 组——能力提升练1.(2018·合肥市质检)已知函数f (x )=(x 2-2x )sin(x -1)+x +1在[-1,3]上的最大值为M ,最小值为m ,则M +m =( ) A .4 B .2 C .1D .0解析:注意到f (x )=[(x -1)2-1]sin(x -1)+x +1,可令t =x -1,g (t )=(t 2-1)sin t +t ,则y =f (x )=g (t )+2,t ∈[-2,2].显然M =g (t )max +2,m =g (t )min +2.又g (t )为奇函数,则g (t )max +g (t )min =0,所以M +m =4,故选A. 答案:A2.(2018·西安一中模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 3,x ≤0,ln (x +1),x >0,若f (2-x 2)>f (x ),则实数x 的取值范围是( )A .(-∞,-1)∪(2,+∞)B .(-∞,-2)∪(1,+∞)C .(-1,2)D .(-2,1)解析:∵当x =0时,两个表达式对应的函数值都为零,∴函数的图像是一条连续的曲线.∵当x ≤0时,函数f (x )=x 3为增函数,当x >0时,f (x )=ln(x +1)也是增函数,∴函数f (x )是定义在R 上的增函数.因此,不等式f (2-x 2)>f (x )等价于2-x 2>x ,即x 2+x -2<0,解得-2<x <1.故选D. 答案:D3.(2018·郑州模拟)已知函数f (x )=x +x ln x ,若k ∈Z ,且k (x -1)<f (x )对任意的x >1恒成立,则k 的最大值为( ) A .2 B .3 C .4D .5解析:依题意得,当x =2时,k (2-1)<f (2),即k <2+2ln 2<2+2=4,因此满足题意的最大整数k 的可能取值为3.当k =3时,记g (x )=f (x )-k (x -1),即g (x )=x ln x -2x +3(x >1),则g ′(x )=ln x -1,当1<x <e 时,g ′(x )<0,g (x )在区间(1,e)上单调递减;当x >e 时,g ′(x )>0,g (x )在区间(e ,+∞)上单调递增.因此,g (x )的最小值是g (e)=3-e >0,于是有g (x )>0恒成立.所以满足题意的最大整数k 的值是3,选B. 答案:B4.若函数f (x )=x 2-12ln x +1在其定义域的一个子区间(k -1,k +1)内不是单调函数,则实数k 的取值范围是( ) A .[1,+∞) B.⎣⎡⎭⎫1,32 C .[1,2)D.⎣⎡⎭⎫32,2解析:函数f (x )的定义域为(0,+∞),所以k -1≥0,即k ≥1.令f ′(x )=4x 2-12x =0,解得x=12⎝⎛⎭⎫x =-12舍.因为函数f (x )在区间(k -1,k +1)内不是单调函数,所以k -1<12<k +1,得-12<k <32.综上得1≤k <32. 答案:B5.已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增.若实数a 满足f (log 2a )+f (log 12a )≤2f (1),则a 的取值范围是( )A .[1,2] B.⎝⎛⎦⎤0,12 C.⎣⎡⎦⎤12,2D . (0,2]解析:由已知条件得f (-x )=f (x ),则f (log 2a )+f (log 12a )≤2f (1)⇒f (log 2a )+f (-log 2a )≤2f (1)⇒f (log 2a )≤f (1),又f (log 2a )=f (|log 2a |)且f (x )在[0,+∞)上单调递增,∴|log 2a |≤1⇒-1≤log 2a ≤1,解得12≤a ≤2,选C.答案:C6.设函数f (x )=ln(1+x )+m ln(1-x )是偶函数,则( ) A .m =1,且f (x )在(0,1)上是增函数 B .m =1,且f (x )在(0,1)上是减函数 C .m =-1,且f (x )在(0,1)上是增函数 D .m =-1,且f (x )在(0,1)上是减函数解析:因为函数f (x )=ln(1+x )+m ln(1-x )是偶函数,所以f ⎝⎛⎭⎫12=f ⎝⎛⎭⎫-12,则(m -1)ln 3=0,即m =1,则f (x )=ln(1+x )+ln(1-x )=ln(1-x 2),在(0,1)上,当x 增大时,1-x 2减小,ln(1-x 2)减小,即f (x )在(0,1)上是减函数,故选B. 答案:B7.已知函数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:由a x -b x >0,即⎝⎛⎭⎫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 为增函数.而f (1)=lg(a -b )+1=lg 1+1=1,所以x >1时f (x )>1,故f (x )>1的解集为(1,+∞).故选B. 答案:B8.已知函数f (x )是定义在R 上的单调递增函数,且满足对任意的实数x 都有f (f (x )-3x )=4,则f (x )+f (-x )的最小值等于( ) A .2 B .4 C .8D .12解析:由f (x )的单调性知存在唯一实数K 使f (K )=4,即f (x )=3x +K ,令x =K 得f (K )=3K +K =4,所以K =1,从而f (x )=3x +1,即f (x )+f (-x )=3x +13x +2≥23x ·13x +2=4,当且仅当x =0时取等号.故选B. 答案:B9.(2013·高考安徽卷)“a ≤0”是“函数f (x )=|(ax -1)x |在区间(0,+∞)内单调递增”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:充分性:当a <0时,f (x )=|(ax -1)·x |=-ax 2+x 为图像开口向上的二次函数,且图像的对称轴为直线x =12a ⎝⎛⎭⎫12a <0,故f (x )在(0,+∞)上为增函数;当a =0时,f (x )=x ,为增函数.必要性:f (0)=0,当a ≠0时,f ⎝⎛⎭⎫1a =0,若f (x )在(0,+∞)上为增函数,则1a <0,即a <0.f (x )=x 时,f (x )为增函数,此时a =0.综上,a ≤0为f (x )在(0,+∞)上为增函数的充分必要条件. 答案:C10.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(a -1)x +4-2a ,x <11+log 2x ,x ≥1.若f (x )的值域为R ,则实数a 的取值范围是( )A .(1,2]B .(-∞,2]C .(0,2]D .[2,+∞)解析:依题意,当x ≥1时,f (x )=1+log 2x 单调递增,f (x )=1+log 2x 在区间[1,+∞)上的值域是[1,+∞).因此,要使函数f (x )的值域是R ,则需函数f (x )在(-∞,1)上的值域M ⊇(-∞,1).①当a -1<0,即a <1时,函数f (x )在(-∞,1)上单调递减,函数f (x )在(-∞,1)上的值域M =(-a +3,+∞),显然此时不能满足M ⊇(-∞,1),因此a <1不满足题意;②当a -1=0,即a =1时,f (x )在(-∞,1)上的值域M ={2},此时不能满足M ⊇(-∞,1),因此a =1不满足题意;③当a -1>0,即a >1时,函数f (x )在(-∞,1)上单调递增,函数f (x )在(-∞,1)上的值域M =(-∞,-a +3),由M ⊇(-∞,1)得⎩⎨⎧a >13-a ≥1,解得1<a ≤2.综上所述,满足题意的实数a 的取值范围是(1,2],选A. 答案:A11.函数f (x )=x 2-2ax +a 在区间(-∞,1)上有最小值,则函数g (x )=f (x )x 在区间(1,+∞)上一定( ) A .有最小值 B .有最大值 C .是减函数D .是增函数解析:∵函数f (x )=x 2-2ax +a 在区间(-∞,1)上有最小值,图像开口向上, 对称轴x =a ,∴a <1, g (x )=f (x )x =x +ax-2a .若a ≤0,则g (x )=x +ax-2a 在(0,+∞),(-∞,0)上单调递增;若0<a <1,则g (x )=x +ax -2a 在(a ,+∞)上单调递增,则在(1,+∞)上单调递增.综上可得,g (x )=x +ax -2a 在(1,+∞)上单调递增.故选D.答案:D12.(2018·武汉市模拟)若存在正实数a ,b ,使得任意x ∈R 有f (x +a )≤f (x )+b 恒成立,则称f (x )为“限增函数”.给出以下三个函数:①f (x )=x 2+x +1;②f (x )=|x |;③f (x )=sin(x 2),其中是“限增函数”的是( ) A .①② B .②③ C .①③D .③解析:对于①,f (x +a )≤f (x )+b 即(x +a )2+(x +a )+1≤x 2+x +1+b ,即2ax ≤-a 2-a +b ,x ≤-a 2-a +b 2a 对一切x ∈R 恒成立,显然不存在这样的正实数a ,b .对于②,f (x )=|x |,即|x +a |≤|x |+b ,|x +a |≤|x |+b 2+2b |x |,而|x +a |≤|x |+a ,∴|x |+a ≤|x |+b 2+2b |x |,则|x |≥a -b 22b ,显然,当a ≤b 2时式子恒成立,∴f (x )=|x |是“限增函数”.对于③,f (x )=sin(x 2),-1≤f (x )=sin(x 2)≤1,故f (x +a )-f (x )≤2,当b ≥2时,对于任意的正实数a ,b 都成立,故选B. 答案:B13.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x +4x ,x >0,-x 2-2x ,x ≤0的值域为__________. 解析:当x >0时,f (x )=x 2-2x +4x =x +4x -2,由基本不等式可得x +4x≥2x ·4x =4(当且仅当x =4x,即x =2时等号成立), 所以f (x )=x +4x-2≥4-2=2,即函数f (x )的取值范围为[2,+∞);当x ≤0时,f (x )=-x 2-2x =-(x +1)2+1,因为当x =-1时,f (x )取得最大值1, 所以函数f (x )的取值范围为(-∞,1].综上,函数f (x )的值域为(-∞,1]∪[2,+∞). 答案:(-∞,1]∪[2,+∞)14.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ≤1,x +6x -6,x >1,则f (f (-2))=__________,f (x )的最小值是__________.解析:因为f (-2)=4,f (4)=-12,所以f (f (-2))=-12;x ≤1时,f (x )min =0,x >1时,f (x )min=26-6,又26-6<0,所以f (x )min =26-6. 答案:-1226-615.(2018·长沙市模拟)定义运算:x y =⎩⎪⎨⎪⎧x ,xy ≥0,y ,xy <0,例如:=3,(-=4,则函数f (x )=x 2x -x 2)的最大值为__________.解析:由已知得f (x )=x 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:416.定义域为R 的函数f (x )满足f (x +3)=2f (x ),当x ∈[-1,2)时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x ∈[-1,0),-(12)|x -1|,x ∈[0,2),若存在x ∈[-4,-1),使得不等式t 2-3t ≥4f (x )成立,则实数t 的取值范围是__________.解析:由题意知f (x )=12f (x +3).当x ∈[-1,0)时,f (x )=x 2+x =(x +12)2-14∈[-14,0];当x∈[0,2)时,f (x )=-(12)|x -1|∈[-1,-12];所以当x ∈[-1,2)时,f (x )min =-1.故当x ∈[-4,-1)时,x +3∈[-1,2),所以f (x +3)min =-1,此时f (x )min =12×(-1)=-12.由存在x ∈[-4,-1),使得不等式t 2-3t ≥4f (x )成立,可得t 2-3t ≥4×(-12),解得t ≤1或t ≥2.答案:(-∞,1]∪[2,+∞)。
课时作业 A 组——基础对点练1.函数f (x )的导函数f ′(x )的图像是如图所示的一条直线l ,l 与x 轴的交点坐标为(1,0),则f (0)与f (3)的大小关系为( ) A .f (0)<f (3) B .f (0)>f (3) C .f (0)=f (3) D .无法确定解析:由题意知f (x )的图像是以x =1为对称轴,且开口向下的抛物线,所以f (0)=f (2)>f (3).选B. 答案:B2.若函数f (x )=kx -ln x 在区间(1,+∞)单调递增,则k 的取值范围是( ) A .(-∞,-2] B .(-∞,-1] C .[2,+∞)D .[1,+∞)解析:依题意得f ′(x )=k -1x ≥0在(1,+∞)上恒成立,即k ≥1x 在(1,+∞)上恒成立,∵x >1,∴0<1x <1,∴k ≥1,故选D.答案:D3.已知函数f (x )=e x -2x -1(其中e 为自然对数的底数),则y =f (x )的图像大致为( )解析:依题意得f ′(x )=e x -2. 当x <ln 2时,f ′(x )<0,f (x )是减函数, f (x )>f (ln 2)=1-2ln 2;当x >ln 2时,f ′(x )>0,f (x )是增函数, 因此对照各选项知选C. 答案:C4.函数f (x )=sin x2ex 的大致图像是( )解析:当x =-π2时,f (-π2)=sin (-π2)2e -π2=-12e π2<0,排除D ;当x =-π4时,f (-π4)=sin (-π4)2e -π4=-24e π4<0,排除C ;又f ′(x )=cos x -sin x 2e x =2cos (x +π4)2e x ,当x ∈(0,π4)时,f ′(x )>0,f (x )是增函数,当x ∈(π4,π2)时,f ′(x )<0,f (x )是减函数,所以B 错误.故选A.答案:A5.若函数f (x )=x 3-2ax 2+6x +5在x ∈[1,2]上是增函数,则实数a 的取值范围为( ) A .(0,322]B .(0,322)C .(-∞,322)D .(-∞,322]解析:因为f (x )=x 3-2ax 2+6x +5,所以f ′(x )=3x 2-4ax +6,又f (x )在x ∈ [1,2]上是增函数,所以f ′(x )≥0在x ∈[1,2]上恒成立,即3x 2-4ax +6≥0,4ax ≤3x 2+6在x ∈[1,2]上恒成立,因为x ∈[1,2],所以4a ≤ (3x +6x )min ,又3x +6x ≥23x ·6x =62,当且仅当3x =6x,即x =2时取“=”,所以4a ≤62,即a ≤322.答案:C6.已知定义在(0,+∞)上的函数f (x )的导函数为f ′(x ),且f ′(x )(x ln x 2)>2f (x ),则( ) A .6f (e)>2f (e 3)>3f (e 2) B .6f (e)<3f (e 2)<2f (e 3) C .6f (e)>3f (e 2)>2f (e 3) D .6f (e)<2f (e 3)<3f (e 2)解析:设F (x )=f (x )ln x 2,x >0且x ≠1,因为f ′(x )(x ln x 2)>2f (x ),所以F ′(x )=f ′(x )·ln x 2-f (x )·2x (ln x 2)2=f ′(x )·(x ln x 2)-2f (x )x (ln x 2)2>0,所以F (x )在(0,1),(1,+∞)上单调递增,所以F (e)<F (e 2)<F (e 3),故f (e )ln e 2<f (e 2)ln e 4<f (e 3)ln e 6,即f (e )2<f (e 2)4<f (e 3)6,所以6f (e)<3f (e 2)<2f (e 3).选B. 答案:B7.(2018·成都模拟)f (x )是定义域为R 的函数,对任意实数x 都有f (x )=f (2-x )成立.若当x ≠1时,不等式(x -1)·f ′(x )<0成立,若a =f (0.5),b =f ⎝⎛⎭⎫43,c =f (3),则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .b >a >c B .a >b >c C .c >b >aD .a >c >b解析:因为对任意实数x 都有f (x )=f (2-x )成立,所以函数f (x )的图像关于直线x =1对称,又因为当x ≠1时,不等式(x -1)·f ′(x )<0成立,所以函数f (x )在(1,+∞)上单调递减,所以f ⎝⎛⎭⎫43>f (0.5)=f ⎝⎛⎭⎫32>f (3),即b >a >c . 答案:A8.(2018·九江模拟)已知函数f (x )=12x 2+2ax -ln x ,若f (x )在区间⎣⎡⎦⎤13,2上是增函数,则实数a 的取值范围为________.解析:由题意知f ′(x )=x +2a -1x ≥0在⎣⎡⎦⎤13,2上恒成立,即2a ≥-x +1x 在⎣⎡⎦⎤13,2上恒成立, ∵⎝⎛⎭⎫-x +1x max =83,∴2a ≥83,即a ≥43. 答案:⎣⎡⎭⎫43,+∞9.设f ′(x )是奇函数f (x )(x ∈R)的导函数,f (-2)=0,当x >0时,xf ′(x )-f (x )>0,则使得f (x )>0成立的x 的取值范围是________. 解析:令g (x )=f (x )x ,则g ′(x )=xf ′(x )-f (x )x 2,∴当x >0时,g ′(x )>0,即g (x )在(0,+∞)上单调递增,∵f (x )为奇函数,f (-2)=0,∴f (2)=0,∴g (2)=f (2)2=0,结合奇函数f (x )的图像知,f (x )>0的解集为(-2,0)∪(2,+∞),故填(-2,0)∪(2,+∞). 答案:(-2,0)∪(2,+∞)10.(2018·荆州质检)设函数f (x )=13x 3-a2x 2+bx +c ,曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程为y =1.(1)求b ,c 的值;(2)若a >0,求函数f (x )的单调区间. 解析:(1)f ′(x )=x 2-ax +b ,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ f (0)=1,f ′(0)=0,即⎩⎪⎨⎪⎧c =1,b =0.(2)由(1)得,f ′(x )=x 2-ax =x (x -a )(a >0), 当x ∈(-∞,0)时,f ′(x )>0;当x ∈(0,a )时,f ′(x )<0; 当x ∈(a ,+∞)时,f ′(x )>0.所以函数f (x )的单调递增区间为(-∞,0),(a ,+∞),单调递减区间为(0,a ). 11.已知函数f (x )=e x ln x -a e x (a ∈R).(1)若f (x )在点(1,f (1))处的切线与直线y =1e x +1垂直,求a 的值;(2)若f (x )在(0,+∞)上是单调函数,求实数a 的取值范围. 解析:(1)f ′(x )=e x ln x +e x ·1x -a e x =⎝⎛⎭⎫1x -a +ln x e x, f ′(1)=(1-a )e ,由(1-a )e·1e =-1,得a =2.(2)由(1)知f ′(x )=⎝⎛⎭⎫1x -a +ln x e x,若f (x )为单调递减函数,则f ′(x )≤0在x >0时恒成立. 即1x -a +ln x ≤0在x >0时恒成立. 所以a ≥1x +ln x 在x >0时恒成立.令g (x )=1x+ln x (x >0),则g ′(x )=-1x 2+1x =x -1x 2(x >0),由g ′(x )>0,得x >1; 由g ′(x )<0,得0<x <1.故g (x )在(0,1)上为单调递减函数,在(1,+∞)上为单调递增函数,此时g (x )的最小值为g (1)=1,但g (x )无最大值(且无趋近值). 故f (x )不可能是单调递减函数. 若f (x )为单调递增函数, 则f ′(x )≥0在x >0时恒成立, 即1x-a +ln x ≥0在x >0时恒成立, 所以a ≤1x +ln x 在x >0时恒成立,由上述推理可知此时a ≤1.故实数a 的取值范围是(-∞,1].B 组——能力提升练1.函数f (x )的定义域是(0,π2),f ′(x )是它的导函数,且f (x )+tan x ·f ′(x )>0在定义域内恒成立,则( )A .f (π6)>2f (π4)B.2sin 1·f (1)>f (π4)C .f (π6)>3f (π3)D.2f (π4)>3f (π3)解析:∵0<x <π2,∴sin x >0,cos x >0.由f (x )+tan x ·f ′(x )>0,得cos x ·f (x )+sin x ·f ′(x )>0.令g (x )=sin x ·f (x ),0<x <π2,则g ′(x )=cos x ·f (x )+sin x ·f ′(x )>0,即g (x )在(0,π2)上是增函数,∴g (1)>g (π4),即sin 1·f (1)>sin π4·f (π4),∴2sin 1·f (1)>f (π4).故选B.答案:B2.已知函数f (x )=sin x2+cos x .若当x >0时,函数f (x )的图像恒在直线y =kx 的下方,则k 的取值范围是( ) A .[13,33]B .[13,+∞)C .[33,+∞) D .[-33,32] 解析:由题意,当x >0时,f (x )=sin x2+cos x<kx 恒成立.由f (π)<k π知k >0.又f ′(x )=1+2cos x (2+cos x )2,由切线的几何意义知,要使f (x )<kx 恒成立,必有k ≥f ′(0)=13.要证k ≥13时不等式恒成立,只需证g (x )=sin x 2+cos x -13x <0,∵g ′(x )=2cos x +1(2+cos x )2-13=-(cos x -1)23(2+cos x )2≤0,∴g (x )在(0,+∞)上单调递减,∴g (x )<g (0)=0,∴不等式成立.综上k ∈[13,+∞).答案:B3.(2018·石家庄市质检)已知函数f (x )=sin(2x +π12),f ′(x )是f (x )的导函数,则函数y =2f (x )+f ′(x )的一个单调递减区间是( ) A .[π12,7π12]B .[-5π12,π12]C .[-π3,2π3]D .[-π6,5π6]解析:由题意,得f ′(x )=2cos(2x +π12),所以y =2f (x )+f ′(x )=2sin(2x +π12)+2cos(2x +π12)=22sin(2x +π12+π4)=22sin(2x +π3).由2k π+π2≤2x +π3≤2k π+3π2(k ∈Z),得k π+π12≤x ≤k π+7π12(k ∈Z),所以y =2f (x )+f ′(x )的一个单调递减区间为[π12,7π12],故选A. 答案:A4.已知函数f (x )=ax 3-3x 2+1,若f (x )存在唯一的零点x 0,且x 0>0,则a 的取值范围是( ) A .(2,+∞) B .(-∞,-2) C .(1,+∞)D .(-∞,-1)解析:当a =0时,显然f (x )有两个零点,不符合题意. 当a ≠0时,f ′(x )=3ax 2-6x ,令f ′(x )=0,解得x 1=0,x 2=2a.当a >0时,2a >0,所以函数f (x )=ax 3-3x 2+1在(-∞,0)与⎝⎛⎭⎫2a ,+∞上为增函数,在⎝⎛⎭⎫0,2a 上为减函数,因为f (x )存在唯一零点x 0,且x 0>0,则f (0)<0,即1<0,不成立. 当a <0时,2a <0,所以函数f (x )=ax 3-3x 2+1在⎝⎛⎭⎫-∞,2a 和(0,+∞)上为减函数,在⎝⎛⎭⎫2a ,0上为增函数,因为f (x )存在唯一零点x 0,且x 0>0,则f ⎝⎛⎭⎫2a >0,即a ·8a 3-3·4a 2+1>0,解得a >2或a <-2,又因为a <0,故a 的取值范围为(-∞,-2).选B. 答案:B5.(2018·广州市模拟)若函数f (x )=e x (sin x +a cos x )在(π4,π2)上单调递增,则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,1] B .(-∞,1) C .[1,+∞)D .(1,+∞)解析:f ′(x )=e x [sin x +cos x -a (sin x -cos x )],当a =0时,f ′(x )=e x (sin x +cos x ),显然x ∈(π4,π2),f ′(x )>0恒成立,排除C ,D ;当a =1时,f ′(x )=2e x cos x ,x ∈(π4,π2)时,f ′(x )>0,故选A. 答案:A6.已知函数f (x )=-12x 2-3x +4ln x 在(t ,t +1)上不单调,则实数t 的取值范围是________.解析:∵函数f (x )=-12x 2-3x +4ln x (x >0),∴f ′(x )=-x -3+4x,∵函数f (x )=-12x 2-3x +4ln x 在(t ,t +1)上不单调,∴f ′(x )=-x -3+4x =0在(t ,t +1)上有解,∴x 2+3x -4x=0在(t ,t +1)上有解,∴x 2+3x -4=0在(t ,t +1)上有解,由x 2+3x -4=0得x =1或x =-4(舍去), ∴1∈(t ,t +1),∴t ∈(0,1),故实数t 的取值范围是(0,1).答案:(0,1)7.已知y =f (x )为R 上的连续可导函数,且xf ′(x )+f (x )>0,则函数g (x )=xf (x )+1(x >0)的零点个数为________.解析:因为g (x )=xf (x )+1(x >0),g ′(x )=xf ′(x )+f (x )>0,所以g (x )在(0,+∞)上单调递增,又g (0)=1,y =f (x )为R 上的连续可导函数,所以g (x )为(0,+∞)上的连续可导函数,又g (x )>g (0)=1,所以g (x )在(0,+∞)上无零点. 答案:08.(2018·洛阳统考)已知函数f (x )=e x +m ln x (m ∈R ,e 为自然对数的底数),若对任意正数x 1,x 2,当x 1>x 2时都有f (x 1)-f (x 2)>x 1-x 2成立,则实数m 的取值范围是________. 解析:依题意得,对于任意的正数x 1,x 2,当x 1>x 2时,都有f (x 1)-x 1>f (x 2)-x 2,因此函数g (x )=f (x )-x 在区间(0,+∞)上是增函数,于是当x >0时,g ′(x )=f ′(x )-1=e x +m x -1≥0,即x (e x -1)≥-m 恒成立.记h (x )=x (e x -1),x >0,则有h ′(x )=(x +1)e x -1>(0+1)e 0-1=0(x >0),h (x )在区间(0,+∞)上是增函数,h (x )的值域是(0,+∞),因此-m ≤0,m ≥0.故所求实数m 的取值范围是[0,+∞). 答案:[0,+∞)9.已知函数f (x )=x 2-(2t +1)x +t ln x (t ∈R).(1)若t =1,求曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程以及f (x )的极值;(2)设函数g (x )=(1-t )x ,若存在x 0∈[1,e],使得f (x 0)≥g (x 0)成立,求实数t 的最大值. 解析:(1)依题意,函数f (x )的定义域为(0,+∞),当t =1时,f (x )=x 2-3x +ln x ,f ′(x )=2x -3+1x =(2x -1)(x -1)x.由f ′(1)=0,f (1)=-2,得曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为y =-2. 令f ′(x )=0,解得x =12或x =1,f ′(x ),f (x )随x 的变化情况如下:由表格知,f (x )极大值=f ⎝⎛⎭⎫12=-54+ln 12,f (x )极小值=f (1)=-2. (2)由题意知,不等式f (x )≥g (x )在区间[1,e]上有解, 即x 2-2x +t (ln x -x )≥0在区间[1,e]上有解.∵当x ∈[1,e]时,ln x ≤1≤x (不同时取等号),∴ln x -x <0,∴t ≤x 2-2x x -ln x 在区间[1,e]上有解.令h (x )=x 2-2x x -ln x ,则h ′(x )=(x -1)(x +2-2ln x )(x -ln x )2.∵x ∈[1,e],∴x +2>2≥2ln x ,∴h ′(x )≥0,h (x )单调递增,∴x ∈[1,e]时,h (x )max =h (e)=e (e -2)e -1.∴t ≤e (e -2)e -1,∴实数t 的最大值是e (e -2)e -1.。
课时作业组——基础对点练.(·榆林市模拟)定义在上的函数(),满足(-)′()≤,且=(+)为偶函数,当-<-时,有( ).()=().()≥().()>().()≤()解析:因为函数=(+)为偶函数,所以=(+)=(-+),即函数=()关于=对称,所以(-)=(),(-)=().当>时,′()≤,此时函数=()单调递减,当<时,′()≥,此时函数=()单调递增.①若≥,≥,则由`-<-,得-<-,即≤<,所以()>().②同理若<,<,由-<-,得-(-)<-(-),即<<,所以()>().③若,中一个大于,一个小于,不妨设<,≥,则-(-)<-,可得<-<,所以(-)>(),即()>().综上有()>().答案:.对任意∈,函数()的导数存在,若′()>(),且>,则以下说法正确的是( ).()<·().()>·().()<().()>() 解析:设()=,则′()=>,故()=为上的单调递增函数,因此()>(),即>=(),所以()>·(),选.答案:.若存在正数使(-)<成立,则的取值范围是( ).(-,+∞).(-∞,+∞).(,+∞).(-,+∞)解析:∵(-)<,∴>-.令()=-,∴′()=+->.∴()在(,+∞)上单调递增,∴()>()=-=-,∴的取值范围为(-,+∞),故选.答案:.已知函数()是定义在上的可导函数,其导函数为′(),若:任意,∈,且≠,<,:任意∈,′()<,则是的( ).充分不必要条件.必要不充分条件.充要条件.既不充分也不必要条件解析:因为任意,∈,且≠,所以不妨设<,则由<可得()-()<-,则(\\(((-((<-((-((>-)),即(\\(((+<((+((->((-)).令()=()+,则由单调性的定义可知()在上单调递增,所以′()=′()+≥在上恒成立,即′()≥-在上恒成立,同理令()=()-,可得′()≤在上恒成立,所以等价于任意∈,′()≤,显然可以推出,而推不出,所以是的必要不充分条件.答案:.(·昆明市检测)已知函数()=(\\(()+,≤,,>,))若方程()-=恰有两个不同的实根,则实数的取值范围是( ).[,).(,).(-∞,]∪[,+∞).(,] 解析:方程()-=有两个不同的实根,即直线=与函数()的图像有两个不同的交点.作出函数()的图像如图所示.当>时,()=,得′()=,设直线=与函数()=(>)的图像相切,切点为(,),则=)=,解得=,则=,即=是函数()=(>)的图像的切线,当≤时,直线=与函数()的图像有一个交点,不合题意;当<<时,直线=与函数()=(>)的图像有两个交点,但与射线=+(≤)也有一个交点,这样就有三个交点,不合题意;当≥时,直线=与函数()的图像至多有一个交点,不合题意;只有当≤<时,直线=与函数()的图像有两个交点,符合题意.故选.答案:.已知函数()=-(∈),()=-,若至少存在一个∈[,],使得()<()成立,则实数的取值范围是( ).(-∞,).(-∞,] 解析:由题意,不等式()<()在[,]上有解,∴< 在[,]上有解,即<)在[,]上有解,令()=),则′()=),当≤≤时,′()≥,∴在[,]上,()=()=,∴<,∴<.∴的取值范围是.故选.答案:.若函数()=-有两个零点,则实数的取值范围为( ).-<<.>-.<<.-<<。
第八节函数与方程[考纲传真]结合二次函数的图像,了解函数的零点与方程根的联系,判断一元二次方程根的存在性与根的个数.(对应学生用书第24页)[基础知识填充]1.函数的零点(1)函数零点的定义函数y=f(x)的图像与横轴的交点的横坐标称为这个函数的零点.(2)几个等价关系方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图像与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点.(3)函数零点的判定(零点存在性定理)若函数y=f(x)在闭区间[a,b]上的图像是连续曲线,并且在区间端点的函数值符号相反,即f(a)·f(b)<0,则在区间(a,b)内,函数y=f(x)至少有一个零点,即相应的方程f(x)=0在区间(a,b)内至少有一个实数解.2.二分法每次取区间的中点,将区间一分为二,再经比较,按需要留下其中一个小区间的方法称为二分法.3.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图像与零点的关系[1.函数f(x)在区间[a,b]上的图像是连续不断的曲线,则“f(a)·f(b)<0”是函数f (x )在区间(a ,b )内有零点的充分不必要条件.2.若函数f (x )在区间[a ,b ]上是单调函数,且f (a )·f (b )<0,则函数f (x )在区间(a ,b )内只有一个零点.[基本能力自测]1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)函数的零点就是函数的图像与x 轴的交点.( )(2)函数y =f (x ),x ∈D 在区间(a ,b )⊆D 内有零点(函数图像连续不断),则f (a )·f (b )<0.( )(3)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.( ) (4)二次函数y =ax 2+bx +c 在b 2-4ac <0时没有零点.( )[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√2.(教材改编)函数f (x )=e x +3x 的零点个数是( ) A .0 B .1 C .2D .3B [∵f (-1)=1e-3<0,f (0)=1>0,∴f (x )在(-1,0)内有零点,又f (x )为增函数,∴函数f (x )有且只有一个零点.]3.(2015·安徽高考)下列函数中,既是偶函数又存在零点的是( ) A .y =cos x B .y =sin x C .y =ln xD .y =x 2+1A [由于y =sin x 是奇函数;y =ln x 是非奇非偶函数,y =x 2+1是偶函数但没有零点,只有y =cos x 是偶函数又有零点.]4.(2016·江西赣中南五校联考)函数f (x )=3x -x 2的零点所在区间是( ) A .(0,1) B .(1,2) C .(-2,-1)D .(-1,0)D [∵f (-2)=-359,f (-1)=-23,f (0)=1,f (1)=2,f (2)=5,∴f (0)f (1)>0,f (1)f (2)>0,f (-2)f (-1)>0,f (-1)f (0)<0,故选D .]5.函数f (x )=ax +1-2a 在区间(-1,1)上存在一个零点,则实数a 的取值范围是________. ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,1 [∵函数f (x )的图像为直线,由题意可得f (-1)f (1)<0,∴(-3a +1)·(1-a )<0,解得13<a <1, ∴实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫13,1.](对应学生用书第25页)(1)若x -c )(x -a )的两个零点分别位于区间( ) A .(a ,b )和(b ,c )内 B .(-∞,a )和(a ,b )内 C .(b ,c )和(c ,+∞)内D .(-∞,a )和(c ,+∞)内(2)(2018·唐山模拟)设x 0是方程⎝ ⎛⎭⎪⎫13x =x 的解,则x 0所在的范围是( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,13B .⎝ ⎛⎭⎪⎫13,12C .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,23D .⎝ ⎛⎭⎪⎫23,1(1)A (2)B [(1)∵a <b <c ,∴f (a )=(a -b )(a -c )>0, f (b )=(b -c )(b -a )<0,f (c )=(c -a )(c -b )>0,由函数零点存在性定理可知:在区间(a ,b )和(b ,c )内分别存在零点,又函数f (x )是二次函数,最多有两个零点;因此函数f (x )的两个零点分别位于区间(a ,b )和(b ,c )内,故选A . (2)构造函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x -x ,因为f (0)=⎝ ⎛⎭⎪⎫130-0=1>0,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=⎝ ⎛⎭⎪⎫13-13=⎝ ⎛⎭⎪⎫13-⎝ ⎛⎭⎪⎫13>0,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=⎝ ⎛⎭⎪⎫13-12=⎝ ⎛⎭⎪⎫13-⎝ ⎛⎭⎪⎫12<0.所以由零点存在性定理可得函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x -x 在⎝ ⎛⎭⎪⎫13,12上存在零点,即x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫13,12,故选B .] [规律方法] 判断函数零点所在区间的方法:判断函数在某个区间上是否存在零点,要根据具体题目灵活处理,当能直接求出零点时,就直接求出进行判断;当不能直接求出时,可根据零点存在性定理判断;当用零点存在性定理也无法判断时,可画出图像判断.[变式训练1] (1)已知函数f (x )=ln x -⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -2的零点为x 0,则x 0所在的区间是( )A .(0,1)B .(1,2)C .(2,3)D .(3,4)(2)(2018·衡阳模拟)已知[x ]表示不超过实数x 的最大整数,g (x )=[x ]为取整函数,x 0是函数f (x )=ln x -2x 的零点,则g (x 0)等于( ) 【导学号:00090044】 A .1 B .2 C .3D .4(1)C (2)B [(1)∵f (x )=ln x -⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -2在(0,+∞)上是增函数,又f (1)=ln 1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=ln 1-2<0,f (2)=ln 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫120<0,f (3)=ln 3-⎝ ⎛⎭⎪⎫121>0,∴x 0∈(2,3),故选C .(2)f (2)=ln 2-1<0,f (3)=ln 3-23>0,则x 0∈(2,3),故g (x 0)=2.](1)函数0.5 A .1B .2(2)(2017·秦皇岛模拟)函数f (x )=⎩⎨⎧ln x -x 2+2x ,x >0,4x +1,x ≤0的零点个数是________.(1)B (2)3 [(1)令f (x )=2x |log 0.5x |-1=0, 可得|log 0.5x |=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x.设g (x )=|log 0.5x |,h (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ,在同一坐标系下分别画出函数g (x ),h (x )的图像,可以发现两个函数图像一定有2个交点,因此函数f (x )有2个零点.(2)当x >0时,作函数y =ln x 和y =x 2-2x 的图像, 由图知,当x >0时,f (x )有2个零点; 当x ≤0时,由f (x )=0得x =-14, 综上,f (x )有3个零点.][规律方法] 判断函数零点个数的方法:(1)解方程法:所对应方程f (x )=0有几个不同的实数解就有几个零点. (2)零点存在性定理法:利用零点存在性定理并结合函数的性质进行判断. (3)数形结合法:转化为两个函数的图像的交点个数问题.先画出两个函数的图像,看其交点的个数,其中交点的个数,就是函数零点的个数.[变式训练2] (1)(2015·湖北高考)函数f (x )=2sin x sin x +π2-x 2的零点个数为________.(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 ,则方程f (x )=log 3|x |的解的个数是( ) A .0B .2(1)2 (2)C [(1)f (x )=2sin x sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2-x 2=2sin x cos x -x 2=sin 2x -x 2,由f (x )=0,得sin 2x =x 2.设y 1=sin 2x ,y 2=x 2,在同一平面直角坐标系中画出二者的图像,如图所示.由图像知,两个函数图像有2个交点,故函数f (x )有两个零点.(2)画出周期函数f (x )和y =log 3|x |的图像,如图所示,则方程f (x )=log 3|x |的解的个数是4.](2017·4)=f (x ),且在区间[0,2]上f (x )=x ,若关于x 的方程f (x )=log a x 有三个不同的实根,求a 的取值范围.[思路点拨] 先作出函数f (x )的图像,根据方程有三个不同的根,确定应满足的条件.[解] 由f (x -4)=f (x )知,函数的周期为4,又函数为偶函数,所以f (x -4)=f (x )=f (4-x ),所以函数图像关于x =2对称,且f (2)=f (6)=f (10)=2,要使方程f (x )=log a x 有三个不同的根,则满足⎩⎨⎧a >1,f (6)<2,f (10)>2,如图,即⎩⎨⎧a >1,log a 6<2,log a 10>2,解得6<a <10.故a 的取值范围是(6,10).[规律方法] 已知函数有零点求参数取值范围常用的方法(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图像,然后数形结合求解.[变式训练3] (1)函数f (x )=2x -2x -a 的一个零点在区间(1,2)内,则实数a 的取值范围是( ) 【导学号:00090045】 A .(1,3) B .(1,2) C .(0,3)D .(0,2)(2)(2016·山东高考)已知函数f (x )=⎩⎨⎧|x |,x ≤m ,x 2-2mx +4m ,x >m ,其中m >0.若存在实数b ,使得关于x 的方程f (x )=b 有三个不同的根,则m 的取值范围是________. (1)C (2)(3,+∞) [(1)∵函数f (x )=2x -2x -a 在区间(1,2)上单调递增,又函数f (x )=2x -2x -a 的一个零点在区间(1,2)内,则有f (1)·f (2)<0,∴(-a )(4-1-a )<0,即a (a -3)<0,∴0<a <3.(2)作出f (x )的图像如图所示.当x >m 时,x 2-2mx +4m =(x -m )2+4m -m 2,∴要使方程f (x )=b 有三个不同的根,则有4m -m 2<m ,即m 2-3m >0.又m >0,解得m >3.]。
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第8讲函数与方程、函数的应用一、选择题1.(2017·赣中南五校联考)函数f(x)=3x-x2的零点所在区间是( ) A.(0,1) B.(1,2)C.(-2,-1)D.(-1,0)解析由于f(-1)=-错误!〈0,f(0)=30-0=1〉0,∴f(-1)·f(0)〈0.则f(x)在(-1,0)内有零点.答案D2.已知函数f(x)=错误!则函数f(x)的零点为()A.12,0 B.-2,0C.错误!D.0解析当x≤1时,由f(x)=2x-1=0,解得x=0;当x〉1时,由f(x)=1+log2x=0,解得x=错误!,又因为x>1,所以此时方程无解.综上函数f(x)的零点只有0。
答案D3.函数f(x)=2x-错误!-a的一个零点在区间(1,2)内,则实数a的取值范围是( )A.(1,3) B.(1,2)C.(0,3) D.(0,2)解析因为函数f(x)=2x-错误!-a在区间(1,2)上单调递增,又函数f (x)=2x-错误!-a的一个零点在区间(1,2)内,则有f(1)·f(2)〈0,所以(-a)(4-1-a)〈0,即a(a-3)〈0,所以0〈a<3。
课时作业
A 组——基础对点练
1.(2018·乌鲁木齐模拟)函数f (x )=e x +2x -3的零点所在的一个区间是( )
A .(-12
,0) B .(0,12) C .(12,1) D .(1,32
) 解析:因为f (12)=e 12-2<0,f (1)=e -1>0,所以零点在区间(12
,1)上. 答案:C
2.函数f (x )=2x 6-x 4-1的零点个数是( )
A .4
B .2
C .1
D .0
解析:函数f (x )=2x 6-x 4-1的零点个数,就是方程2x 6-x 4-1=0的实根的个数,变形为
2x 6=x 4+1,显然x =0不是方程的根;当x ≠0时,等价于2x 2=1+1x 4,令g (x )=2x 2,h (x )=1+1x 4,作出函数g (x )和h (x )的图像如图所示,数形结合知函数g (x )和h (x )的图像有2个交点,即函数f (x )有2个零点.
答案:B
3.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 2-3x .则函数g (x )=f (x )-x +3的零点的集合为( )
A .{1,3}
B .{-3,-1,1,3}
C .{2-7,1,3}
D .{-2-7,1,3}
解析:当x ≥0时,f (x )=x 2-3x ,
令g (x )=x 2-3x -x +3=0,
得x 1=3,x 2=1.
当x <0时,-x >0,∴f (-x )=(-x )2-3(-x ),
∴-f (x )=x 2+3x ,∴f (x )=-x 2-3x .
令g (x )=-x 2-3x -x +3=0,
得x 3=-2-7,
x 4=-2+7>0(舍),
∴函数g (x )=f (x )-x +3的零点的集合是{-2-7,1,3},故选D.
答案:D
4.(2018·云南省检测)已知a ,b ,c ,d 都是常数,a >b ,c >d .若f (x )=2 017-(x -a )(x -b )的零点为c ,d ,则下列不等式正确的是( )
A .a >c >b >d
B .a >b >c >d
C .c >d >a >b
D .c >a >b >d
解析:f (x )=2 017-(x -a )(x -b )=-x 2+(a +b )x -ab +2 017,又f (a )=f (b )=2 017,c ,d 为函数f (x )的零点,且a >b ,c >d ,所以可在平面直角坐标系中作出函数f (x )的大致图像,如图所示,由图可知c >a >b >d ,故选D.
答案:D
5.(2018·德州模拟)已知函数y =f (x )是周期为2的周期函数,且当x ∈[-1,1]时,f (x )=2|x |-1,则函数F (x )=f (x )-|lg x |的零点个数是( )
A .9
B .10
C .11
D .18
解析:由F (x )=0得f (x )=|lg x |分别作f (x )与y =|lg x |的图像,如图,
所以有10个零点,故选B.
答案:B
6.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧
e x +a ,x ≤0,3x -1,x >0(a ∈R),若函数
f (x )在R 上有两个零点,则a 的取值范围是( )
A .(-∞,-1)
B .(-∞,0)
C .(-1,0)
D .[-1,0)
解析:当x >0时,f (x )=3x -1有一个零点x =13
,所以只需要当x ≤0时,e x +a =0有一个根即可,即e x =-a .当x ≤0时,e x ∈(0,1],所以-a ∈(0,1],即a ∈[-1,0),故选D. 答案:D。