高中数学常见的函数问题总结
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高中数学知识点总结三角函数的导数与极限高中数学知识点总结:三角函数的导数与极限一、三角函数的极限在高中数学中,我们经常遇到三角函数的极限问题。
三角函数的极限计算是求取无穷小量与无穷大量之间的关系,下面就来总结一些三角函数的极限。
1. 正弦函数的极限lim (x→0) sin(x) / x = 1这个极限可以通过泰勒级数展开或用几何图形说明来证明。
因为sin(x)的图像在x=0处有一条切线,斜率为1,所以极限值为1。
2. 余弦函数的极限lim (x→0) (cos(x) - 1) / x = 0余弦函数的图像在x=0处有一条切线,斜率为0,所以极限值为0。
3. 正切函数的极限lim (x→0) tan(x) / x = 1正切函数在x=0时,正切线斜率为1,因此极限值为1。
4. 余切函数的极限lim (x→0) csc(x) = ∞余切函数在x=0时趋于无穷大。
5. sec(x)与cot(x)的极限lim (x→0) sec(x) = 1lim (x→0) cot(x) = ∞在x=0处,sec(x)为1,cot(x)为无穷大。
二、三角函数的导数导数是函数在某一点上的变化率,下面我们来总结一下常见三角函数的导数。
1. 正弦函数的导数d/dx sin(x) = cos(x)2. 余弦函数的导数d/dx cos(x) = -sin(x)3. 正切函数的导数d/dx tan(x) = sec^2(x)4. 余切函数的导数d/dx cot(x) = -csc^2(x)5. 正割函数的导数d/dx sec(x) = sec(x) * tan(x)6. 余割函数的导数d/dx csc(x) = -csc(x) * cot(x)三、三角函数的导数与极限的应用三角函数的导数与极限在物理、工程、计算机科学等领域有广泛的应用。
下面举几个例子说明其应用。
1. 物理学中的振动问题物理学中很多振动问题涉及到角度的变化,而角度变化与三角函数有密切关系,通过计算三角函数的导数和极限,可以得到振动过程中的速度和加速度等相关信息。
高中数学常见题型解法归纳 函数的零点个数问题的求解方法【知识要点】一、方程的根与函数的零点(1)定义:对于函数()y f x =(x D ∈),把使f(x)=0成立的实数x 叫做函数()y f x =(x D ∈)的零点.函数的零点不是一个点的坐标,而是一个数,类似的有截距和极值点等.(2)函数零点的意义:函数()y f x =的零点就是方程f(x)=0的实数根,亦即函数()y f x =的图像与x 轴的交点的横坐标,即: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)零点存在性定理:如果函数()y f x =在区间[,]a b 上的图像是一条连续不断的曲线,并且有0)()(<⋅b f a f ,那么函数()y f x =在区间(,)a b 内至少有一个零点,即存在(,c a b ∈)使得()0f c =,这个c 也就是方程的根.函数()y f x =在区间[,]a b 上的图像是一条连续不断的曲线,并且有0)()(<⋅b f a f 是函数()y f x =在区间(,)a b 内至少有一个零点的一个充分不必要条件.零点存在性定理只能判断是否存在零点,但是零点的个数则不能通过零点存在性定理确定,一般通过数形结合解决. 二、二分法(1)二分法及步骤对于在区间[,]a b 上连续不断,且满足0)()(<⋅b f a f 的函数()y f x =,通过不断地把函数的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到函数零点近似值的方法叫做二分法. (2)给定精确度ε,用二分法求函数的零点近似值的步骤如下: 第一步:确定区间[,]a b ,验证0)()(<⋅b f a f ,给定精确度ε. 第二步:求区间(,)a b 的中点1x .第三步:计算1()f x :①若1()f x =0,则1x 就是函数的零点;②若1()()0f a f x <,则令1b x = (此时零点01(,)x a x ∈)③若1()()0f x f b <,则令1a x =(此时零点01(,)x x b ∈)第四步:判断是否达到精确度ε即若a b ε-<,则得到零点值a 或b ,否则重复第二至第四步.三、一元二次方程2()0(0)f x ax bx c a =++=≠的根的分布讨论一元二次方程2()0(0)f x ax bx c a =++=≠的根的分布一般从以下个方面考虑列不等式组: (1)a 的符号; (2)对称轴2bx a=-的位置; (3)判别式的符号; (4)根分布的区间端点的函数值的符号.四、精确度为0.1指的是零点所在区间的长度小于0.1,其中的任意一个值都可以取;精确到0.1指的是零点保留小数点后一位数字,要看小数点后两位,四舍五入. 五、方法总结函数零点问题的处理常用的方法有:(1) 方程法;(2)图像法;(3)方程+图像法. 【方法点评】方法一 方程法使用情景 方程可以直接解出来. 解题步骤 先解方程,再求解.【例1 】已知函数2()32(1)(2)f x x a x a a 区间(1,1)-内有零点,求实数a 的取值范围.【点评】(1)本题如果用其它方法比较复杂,用这种方法就比较简洁.关键是能发现方程能直接解出来.(2)对于含有参数的函数要尝试因式分解,如果不好因式分解,再考虑其它方法.【反馈检测1】函数2()(1)cos f x x x =-在区间[0,4]上的零点个数是( ) A .4 B .5 C .6 D . 7方法二 图像法使用情景 一些简单的初等函数或单调性容易求出,比较容易画出函数的图像.解题步骤先求函数的单调性,再画图分析.【例2】(2017全国高考新课标I 理科数学)已知函数2()(2)xx f x ae a e x =+--.(1)讨论()f x 的单调性;(2)若()f x 有两个零点,求a 的取值范围.(2) ①若0,a ≤由(1)知()f x 至多有一个零点.②若0a >,由(1)知当ln x a =-时,()f x 取得最小值,1(ln )1ln f a a a-=-+. (i )当1a =时,(ln )f a -=0,故()f x 只有一个零点. (ii )当(1,)a ∈+∞时,由于11ln a a-+>0,即(ln )0f a ->,故()f x 没有零点. (iii )当0,1a ∈()时,11ln 0a a-+<,即(ln )0f a -<. 422(2)(2)2220,f ae a e e ----=+-+>-+>故()f x 在(,ln )a -∞-只有一个零点.00000000003ln(1),()(2)203ln(1)ln ,()n n n n n n f n e ae a n e n n aa f x a>-=+-->->->->-∞设正整数满足则由于因此在(-lna,+)有一个零点.综上所述,a 的取值范围为(0,1).【点评】(1)本题第2问根据函数的零点个数求参数的范围,用的就是图像法. 由于第1问已经求出了函数的单调性,所以第2问可以直接利用第1问的单调性作图分析. (2) 当0,1a ∈()时,要先判断(,ln )a -∞的零点的个数,此时考查了函数的零点定理,(ln )0f a -<,还必须在该区间找一个函数值为正的值,它就是422(2)(2)2220,f aea e e ----=+-+>-+>要说明(2)0f ->,这里利用了放缩法,丢掉了42ae ae --+.(3) 当0,1a ∈()时,要判断(ln ,)a -+∞上的零点个数,也是在考查函数的零点定理,还要在该区间找一个函数值为正的值,它就是03ln(1)n a>-,再放缩证明0()f n >0. (4)由此题可以看出零点定理在高考中的重要性.【例3】已知3x =是函数()()2ln 110f x a x x x =++-的一个极值点. (Ⅰ)求a ;(Ⅱ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅲ)若直线y b =与函数()y f x =的图象有3个交点,求b 的取值范围.(Ⅲ)由(Ⅱ)知,()f x 在()1,1-内单调增加,在()1,3内单调减少,在()3,+∞上单调增加,且当1x =或3x =时,()'0f x =所以()f x 的极大值为()116ln 29f =-,极小值为()332ln 221f =- 因此()()21616101616ln 291f f =-⨯>-=()()213211213f e f --<-+=-<所以在()f x 的三个单调区间()()()1,1,1,3,3,-+∞直线y b =有()y f x =的图象各有一个交点,当且仅当()()31f b f <<,因此,b 的取值范围为()32ln 221,16ln 29--【点评】本题第(3)问,由于函数()f x 中没有参数,所以可以直接画图数形结合分析解答.【反馈检测2】已知函数2()1x e f x ax=+,其中a 为实数,常数 2.718e =.(1) 若1 3x=是函数()f x的一个极值点,求a的值;(2) 当4a=-时,求函数()f x的单调区间;(3) 当a取正实数时,若存在实数m,使得关于x的方程()f x m=有三个实数根,求a的取值范围.方法三方程+图像法使用情景函数比较复杂,不容易求函数的单调性.解题步骤先令()0f x=,重新构造方程()()g x h x=,再画函数(),()y g x y h x==的图像分析解答.【例4】函数()lg cosf x x x=-的零点有()A.4 个 B.3 个 C.2个 D.1个【点评】调性不是很方便,所以先令()lg cos0f x x x=-=,可化为lg cosx x=,再在同一直角坐标系下画出lgy x=和cosy x=的图像分析解答.(2)方程+图像是零点问题中最难的一种,大家注意理解掌握和灵活应用.【反馈检测3】设函数()()()221ln,1,02f x x m xg x x m x m=-=-+>.(1)求函数()f x的单调区间;(2)当1m≥时,讨论函数()f x与()g x图象的交点个数.422510152025oy=cosxy=lgxyx参考答案【反馈检测1答案】C【反馈检测2答案】(1)95a =;(2)()f x 的单调增区间是51(1)2-,15(,12+; ()f x 的单调减区间是1(,)2-∞-,15(,12-,5(1)++∞;(3)a 的取值范围是(1,)+∞. 【反馈检测2详细解析】(1)222(21)()(1)xax ax e f x ax -+'=+ 因为13x =是函数()f x 的一个极值点,所以1()03f '=,即12910,935a a a -+==. 而当95a =时,229591521(2)()()59533ax ax x x x x -+=-+=--,可验证:13x =是函数()f x 的一个极值点.因此95a =.(2) 当4a =-时,222(481)()(14)xx x e f x x -++'=-令()0f x '=得24810x x -++=,解得51x =,而12x ≠±.所以当x 变化时,()f x '、()f x 的变化是x1(,)2-∞-15(,1)22-- 512-51(1,)22-15(,1)22+ 512+5(1,)2++∞ ()f x '--++-()f x极小值极大值因此()f x 的单调增区间是51(1,)22-,15(,1)22+;()f x 的单调减区间是1(,)2-∞-,15(,1)2--,5(1,)++∞; 【反馈检测3答案】(1)单调递增区间是),m +∞, 单调递减区间是(m ;(2)1.【反馈检测3详细解析】(1)函数()f x 的定义域为()()(0,,'x m x m f x x+∞=.当0x m <<()'0f x <,函数()f x 单调递减,当x m >时,()'0f x >函数()f x 单调递增,综上,函数()f x 的单调递增区间是),m +∞, 单调递减区间是(m .(2)令()()()()211ln ,02F x f x g x x m x m x x =-=-++->,问题等价于求函数()F x 的零点个数,()()()1'x x m F x x--=-,当1m =时,()'0F x ≤,函数()F x 为减函数,F x有唯一零点,即两函数图象总有一个交点.综上,函数()。
经典高中数学最全必修一函数性质详解及知识点总结及题型详解分析一、函数的概念与表示1、映射:1对映射定义的理解;2判断一个对应是映射的方法;一对多不是映射,多对一是映射集合A,B 是平面直角坐标系上的两个点集,给定从A →B 的映射f:x,y →x 2+y 2,xy,求象5,2的原象.3.已知集合A 到集合B ={0,1,2,3}的映射f:x →11-x ,则集合A 中的元素最多有几个写出元素最多时的集合A.2、函数;构成函数概念的三要素 ①定义域②对应法则③值域函 数 解 析 式 的 七 种 求 法 待定系数法:在已知函数解析式的构造时,可用待定系数法; 例1 设)(x f 是一次函数,且34)]([+=x x f f ,求)(x f配凑法:已知复合函数[()]f g x 的表达式,求()f x 的解析式,[()]f g x 的表达式容易配成()g x 的运算形式时,常用配凑法;但要注意所求函数()f x 的定义域不是原复合函数的定义域,而是()g x 的值域;例2 已知221)1(xx x x f +=+ )0(>x ,求 ()f x 的解析式三、换元法:已知复合函数[()]f g x 的表达式时,还可以用换元法求()f x 的解析式;与配凑法一样,要注意所换元的定义域的变化; 例3 已知x x x f 2)1(+=+,求)1(+x f四、代入法:求已知函数关于某点或者某条直线的对称函数时,一般用代入法; 例4已知:函数)(2x g y x x y =+=与的图象关于点)3,2(-对称,求)(x g 的解析式五、构造方程组法:若已知的函数关系较为抽象简约,则可以对变量进行置换,设法构造方程组,通过解方程组求得函数解析式;例5 设,)1(2)()(x xf x f x f =-满足求)(x f例6 设)(x f 为偶函数,)(x g 为奇函数,又,11)()(-=+x x g x f 试求)()(x g x f 和的解析式六、赋值法:当题中所给变量较多,且含有“任意”等条件时,往往可以对具有“任意性”的变量进行赋值,使问题具体化、简单化,从而求得解析式;例7 已知:1)0(=f ,对于任意实数x 、y,等式)12()()(+--=-y x y x f y x f 恒成立,求)(x f七、递推法:若题中所给条件含有某种递进关系,则可以递推得出系列关系式,然后通过迭加、迭乘或者迭代等运算求得函数解析式;例8 设)(x f 是+N 上的函数,满足1)1(=f ,对任意的自然数b a , 都有ab b a f b f a f -+=+)()()(,求)(x f1、求函数定义域的主要依据:1分式的分母不为零;2偶次方根的被开方数不小于零,零取零次方没有意义;32 2 (21)x x 已知f -的定义域是[-1,3],求f()的定义域1求函数值域的方法①直接法:从自变量x 的范围出发,推出y=fx 的取值范围,适合于简单的复合函数; ②换元法:利用换元法将函数转化为二次函数求值域,适合根式内外皆为一次式; ③判别式法:运用方程思想,依据二次方程有根,求出y 的取值范围;适合分母为二次且x ∈R 的分式;④分离常数:适合分子分母皆为一次式x 有范围限制时要画图; ⑤单调性法:利用函数的单调性求值域; ⑥图象法:二次函数必画草图求其值域; ⑦利用对号函数四.1.定义:2.性质:①y=fx 是偶函数⇔y=fx 的图象关于y 轴对称, y=fx 是奇函数⇔y=fx 的图象关于原点对称,②若函数fx 的定义域关于原点对称,则f0=0③奇±奇=奇 偶±偶=偶 奇×奇=偶 偶×偶=偶 奇×偶=奇两函数的定义域D 1 ,D 2,D 1∩D 2要关于原点对称31、函数单调性的定义:2 设()[]x g f y =是定义在M 上的函数,若fx 与gx 的单调性相反,则()[]x g f y =在M 上是减函数;若fx 与gx 的单调性相同,则()[]x g f y =在M 上是增函数;时,1)(>x f ,⑴求证:)(x f 在R 上是增函数; ⑵若4)3(=f ,解不等式2)5(2<-+a a f 3函数)26(log 21.0x x y -+=的单调增区间是________4高考真题已知(31)4,1()log ,1a a x a x f x x x -+<⎧=⎨>⎩是(,)-∞+∞上的减函数,那么a 的取值范围是A (0,1)B 1(0,)3C 11[,)73D 1[,1)7一:函数单调性的证明1.取值 2,作差 3,定号 4,结论 二:函数单调性的判定,求单调区间x a x y += 0>a xax y -= 0>a 三:函数单调性的应用1.比较大小 例:如果函数c bx x x f ++=2)(对任意实数t 都有)2()2(-=+t f t f ,那么 A 、)4()1()2(f f f << B 、)4()2()1(f f f <<C 、)1()4()2(f f f << C 、)1()2()4(f f f <<2.解不等式例:定义在-1,1上的函数()f x 是减函数,且满足:(1)()f a f a -<,求实数a 的取值范围; 例:设是定义在上的增函数,,且,求满足不等式的x 的取值范围.3.取值范围例: 函数 在上是减函数,则 的取值范围是_______.例:若(31)41()log 1a a x a x f x x x -+≤⎧=⎨>⎩是R 上的减函数,那么a 的取值范围是A.(0,1)B.1(0,)3C.11[,)73D.1[,1)74. 二次函数最值例:探究函数12)(2+-=ax x x f 在区间[]1,0的最大值和最小值;例:探究函数12)(2+-=x x x f 在区间[]1,+a a 的最大值和最小值;5.抽象函数单调性判断例:已知函数)(x f 的定义域是),0(+∞,当1>x 时,0)(>x f ,且)()()(y f x f xy f +=⑴求)1(f ,⑵证明)(x f 在定义域上是增函数⑶如果1)31(-=f ,求满足不等式)21()(--x f x f ≥2的x 的取值范围例:已知函数fx 对于任意x ,y ∈R ,总有fx +fy =fx +y ,且当x >0时,fx <0,f 1=-错误!.1求证:fx 在R 上是减函数; 2求fx 在-3,3上的最大值和最小值.例:已知定义在区间0,+∞上的函数fx 满足f 错误!=fx 1-fx 2,且当x >1时,fx <0. 1求f 1的值;2判断fx 的单调性;3若f 3=-1,解不等式f |x |<-2.六.函数的周期性:1.定义若⇔≠=+)0)(()(T x f T x f )(x f 是周期函数,T 是它的一个周期;说明:nT 也是)(x f 的周期推广若)()(b x f a x f +=+,则)(x f 是周期函数,a b -是它的一个周期对照记忆()()f x a f x a +=-说明:()()f a x f a x +=-说明:2.若)()(x f a x f -=+;)(1)(x f a x f =+;)(1)(x f a x f -=+;则)(x f 周期是2a1 已知定义在R 上的奇函数fx 满足fx+2=-fx ,则,f 6的值为A -1B 0C 1 D22 定义在R 上的偶函数()f x ,满足(2)(2)f x f x +=-,在区间-2,0上单调递减,设( 1.5),(2),(5)a f b f c f =-==,则,,a b c 的大小顺序为_____________3 已知f x 是定义在实数集上的函数,且,32)1(,)(1)(1)2(+=-+=+f x f x f x f 若则f 2005= .4 已知)(x f 是-∞+∞,上的奇函数,)()2(x f x f -=+,当0≤≤x 1时,fx=x,则f=________ 例11 设)(x f 是定义在R 上的奇函数,且对任意实数x 恒满足)()2(x f x f -=+,当]2,0[∈x 时22)(x x x f -=⑴求证:)(x f 是周期函数;⑵当]4,2[∈x 时,求)(x f 的解析式;⑶计算:1、已知函数54)(2+-=mx x x f 在区间),2[+∞-上是增函数,则)1(f 的范围是A 25)1(≥fB 25)1(=fC 25)1(≤fD 25)1(>f2、方程0122=++mx mx 有一根大于1,另一根小于1,则实根m 的取值范围是_______八.指数式与对数式 1.幂的有关概念1零指数幂)0(10≠=a a 2负整数指数幂()10,n na a n N a-*=≠∈ 3正分数指数幂()0,,,1m n m na a a m n N n *=>∈>; 5负分数指数幂()110,,,1m nm nmnaa m n N n a a-*==>∈>60的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义. 2.有理数指数幂的性质3.根式根式的性质:当n 是奇数,则a a n n =;当n 是偶数,则⎩⎨⎧<-≥==00a aa aa a n n4.对数1对数的概念:如果)1,0(≠>=a a N a b ,那么b 叫做以a 为底N 的对数,记)1,0(log ≠>=a a N b a2对数的性质:①零与负数没有对数 ②01log =a ③1log =a a3对数的运算性质 logMN=logM+logN对数换底公式:)10,10,0(log log log ≠>≠>>=m m a a N aNN m m a 且且 对数的降幂公式:)10,0(log log ≠>>=a a N N mnN a n a m 且 1 213323121)()1.0()4()41(----⨯b a ab 2 1.0lg 10lg 5lg 2lg 125lg 8lg ⋅--+x 名称 指数函数 对数函数 一般形式 Y=a x a>0且a ≠1 y=log a x a>0 , a ≠1 定义域 -∞,+ ∞ 0,+ ∞ 值域 0,+ ∞ -∞,+ ∞ 过定点 0,1 1,0 图象 指数函数y=a x 与对数函数y=log a x a>0 , a ≠1图象关于y=x 对称数相同,如果底数相同,可利用指数函数的单调性;指数相同,可以利用指数函数的底数与图象关系对数式比较大小同理记住下列特殊值为底数的函数图象:3、研究指数,对数函数问题,尽量化为同底,并注意对数问题中的定义域限制4、指数函数与对数函数中的绝大部分问题是指数函数与对数函数与其他函数的(1)1、平移变换:左+ 右- ,上+ 下- 即①函数图象及变化规则掌握几类基本的初等函数图像是学好本内容的前题1、基本函数1一次函数、2二次函数、3反比例函数、4指数函数、5对数函数、6三角函数;2、图象的变换1平移变换左加右减①函数y=fx+2的图象是把函数y=fx的图像沿x轴向左平移2个单位得到的;反之向右移2个单位②函数y=fx-3的图象是把函数y=fx的图像沿y轴向下平移3个单位得到的;反之向上移3个单位2对称变换①函数y=fx 与函数y=f-x 的图象关于直线x=0对称; 函数y=fx 与函数y=-fx 的图象关于直线y=0对称;函数y=fx 与函数y=-f-x 的图象关于坐标原点对称;②如果函数y=fx 对于一切x ∈R 都有fx+a=fx-a,那么y=fx 的图象关于直线x=a对称;③y=f-1x 与y=fx 关于直线y=x 对称 ⑤y=fx →y=f|x|3、伸缩变换y=afxa>0的图象,可将y=fx 的图象上的每一点的纵坐标伸长a>1或缩短0<a<1到原来的a 倍;y=faxa>0的图象,可将y=fx 的图象上的每一点的横坐标缩短a>1或伸长0<a<1到原来的a 倍;十.函数的其他性质1.函数的单调性通常也可以以下列形式表达:1212()()0f x f x x x ->- 单调递增1212()()0f x f x x x -<- 单调递减2.函数的奇偶性也可以通过下面方法证明:()()0f x f x +-= 奇函数 ()()0f x f x --= 偶函数3.函数的凸凹性:1212()()()22x x f x f x f ++<凹函数图象“下凹”,如:指数函数 1212()()()22x x f x f x f ++>凸函数图象“上凸”,如:对数函数。
高中数学的归纳函数与方程的常见问题解析与解题技巧数学是一门既有理论基础又有实际应用的学科,对于学生们来说,掌握数学知识和解题技巧是非常重要的。
而在高中数学中,归纳函数与方程是常见的知识点,也是学生们经常遇到的难题。
本文将针对这一知识点,对常见问题进行解析,并分享一些解题技巧供读者参考。
一、归纳函数归纳函数是指根据一个或多个已知的函数值,推导出函数的一个或多个性质,并应用到未知的函数值上。
在高中数学中,归纳函数的常见问题主要包括等差数列、等比数列和二次函数。
1. 等差数列问题:等差数列是指数列中相邻两项之间的差值保持不变。
在解决等差数列问题时,我们需要确定首项、公差以及项数,并运用相应的公式。
例如,给定一个等差数列的前三项为2,5,8,求该等差数列的第n项。
解决步骤如下:首先,计算出公差d = 5 - 2 = 3;然后,利用等差数列通项公式an = a1 + (n-1)d,其中a1为首项,n 为项数,d为公差;带入已知信息,我们可以得到an = 2 + (n-1)3。
2. 等比数列问题:等比数列是指数列中相邻两项之间的比值保持不变。
在解决等比数列问题时,我们需要确定首项、公比以及项数,并运用相应的公式。
例如,给定一个等比数列的前三项为3,6,12,求该等比数列的第n项。
解决步骤如下:首先,计算出公比r = 6 / 3 = 2;然后,利用等比数列通项公式an = a1 * r^(n-1),其中a1为首项,n为项数,r为公比;带入已知信息,我们可以得到an = 3 * 2^(n-1)。
3. 二次函数问题:二次函数是指函数表达式为ax^2 + bx + c的函数,其中a、b、c为常数,且a不等于0。
在解决二次函数问题时,我们需要确定函数的相关参数,并注意判别式的正负情况。
例如,给定一个二次函数y = x^2 + 2x + 1,求函数的极值点和图像的开口方向。
解决步骤如下:首先,通过求导数,得到一次函数y' = 2x + 2;然后,使一次函数的导数等于0,解方程2x + 2 = 0,可以求得极值点;接着,通过判别式b^2 - 4ac的正负情况,可以确定图像的开口方向。
高中数学中的函数最值求解问题是学习中的难点,在解决函数最值问题的时候要经过全方位的考虑,结合函数的定义域,将各种可能出现的结果进行分析,最终求得准确的计算结果。
在数学学习的过程中活跃的数学思维非常重要,它不仅可以改善学习方法,而且可以帮助学生掌握更多的解题技巧,进而提高解题速度和学习效率。
本文总结了一些求函数最值的常用方法如下:一、利用一次函数的单调性【例题1】 已知 x , y , z 是非负实数,且 x + 3y + 2z = 3 , 3x + 3y + z = 4 ,求函数 w = 2x - 3y + z 的最值 .解:得 y = 5/3 (1 - x), z = 2x - 1∴ w = 9x - 6又 x , y , z 非负,依一次函数 w = 9z - 6 的单调性可知当 x = 1/2 时,Wmin = -3/2 ,当 x= 1 时,Wmax = 3 .注:再求多元函数的条件最值时,通常是根据已知条件消元,转化为一元函数来解决问题.对于一次函数 y = kx + b ( k ≠ 0 ) 的最值,关键是指出自变量的取值范围,即函数的定义域,当一次函数的定义域是闭区间时,其最值在闭区间的端点处取得 .二、利用二次函数的性质【例题2】 设 α , β 是方程 4x^2 - 4kx + k + 2 = 0 的两个实数根,当 k 为何值时 α^2 + β^2 有最小值?解:∵ α , β 为方程的两个实数根,∴ α + β = k , αβ = 1/4 ( k + 2 ) ,令 y = α^2 + β^2 , 则有又由原方程由实数根可知,∴ k ≤ -1 或 k ≥ 2 .而二次函数的顶点 (1/4,-17/16)不在此范围内,根据二次函数的性质知,y 是以 k = 1/4 为对称轴,开口向上的,定义域为 (-∞,-1]∪[2,+∞)的抛物线,比较 k = -1 及 k = 2 时 y 的值知,当 k = -1 时,有 ymin = 1/2 .注:利用二次函数的性质求最值时,不能机械地套用最值在顶点处取得 . 首先要求出函数的定义域,然后在看顶点是否在函数的定义域内,最后再根据函数的单调性来判定 . 【例题3】 如图所示,抛物线 y = 4 - x^2 与直线 y = 3x 交于 A , B 两点,点 P 在抛物线上由 A 运动到 B,求 △APB 的面积最大时点 P 的坐标 .分析:由于 A , B 为定点,所以 AB 长为定值,欲使 △APB 的面积最大,须使 P 到 AB的距离最大 .解:设 P 点坐标为 (x0 , y0),∵ A , B 在直线 y = 3x 上,∴联立抛物线与直线方程,可得xA = -4 , xB = 1 ,∴ -4 ≤ x0 ≤ 1 ,则有∴当 x = -3/2 时,d 取最大值,△APB 面积最大,此时 P 点坐标为 (-3/2 , 7/4).注:在解决实际问题时要注意确定自变量取值范围的方法,本题是由直线与抛物线的交点来确定的,这样才能确定定义域内的最值 .三、利用二次方程的判别式欲求函数 y = f(x) ( x ∈ R ) 的极值,如果可以把函数式整理成关于 x 的二次方程, 注意到 x 在其定义域内取值,即方程有实根,所以可以通过二次方程的判别式 △ ≥ 0 来探求 y 的极大值与极小值 .【例题4】 已知 0 ≤ x ≤ 1 , 求的最值 .解: 原式可化为∵ x ∈ R ,∴解得 y ≤ 1/4 或 y ≥ 9/16 ,即函数 y 的值域为 y ≤ 1/4 或 y ≥ 9/16 ,∴ y极大 = 1/4,y极小 = 9/16 .当 y = 1/4 时,代入原函数解析式得 x = 1 ∈ [ 0 , 1 ] ;当 y = 9/16 时,代入原函数解析式得 x = -1 [ 0 , 1 ] .又 x = 0 时 , y = 2/3 ,∴ 当 x = 0 时,y 取极大值 2/3 .注:① 由判别式确定的是函数的值域,由值域得到的是函数的极值而不是最值;② 对有些函数来说,极值与最值相同,而有的函数就不一定,如本题中的极大值比极小值还小,这是因为极值是就某局部而言;③ 若要求函数在给定的定义域内的最值,一定要注意极值是否在此定义域内取得, 即要注意验根 .四、利用重要不等式【例题5】 设 x , y , z ∈ R+ , 且 2x + 4y + 9z = 16 .求 6√x + 4√y + 3√z 的最大值 .解:令 u = 6√x + 4√y + 3√z ,∴ u ≤ 4√23 ,( 其中当 9/x = 1/y = 1/9z 时,即当 x = 144/23 , y = 16/23 , z = 16/207 时取等号) 故注:这里是应用柯西不等式,在应用公式时,如何构造出已知条件等式 2x + 4y + 9z = 16,颇具技巧性和解题意义 .五、利用三角函数的有界性对于三角函数的极值,通常是利用三角函数的有界性来求解问题的,如正、余弦函数的最大(小)值很明显:y = asinx + bcosx (a , b ≠ 0)引入辅助角 θ,则其最值也一目了然 . 而对于其它的类型或用同角关系式、或用万能公式、或用正余弦定理作转化,变为二次函数问题来求解 .【例题6】 求的最值 .解法一: (利用降幂公式)解法二: (用判别式法)注: 本例还可以用万能公式等方法来求解 .六、利用参数换元对于有些函数而言,直接求极值比较复杂或不方便,这时可根据题目的特点作变量代换,然后运用前面的几种方法来解决问题.在换元时,一定要注意新的变量的取值范围 . 【例题7】 求函数 y = x + √( 1 - x ) 的极值 .解:原函数变为∵ t = 1/2 ∈ [ 0 , +∞ ) ,∴ 当 t = 1/2 ,即 x = 3/4 时,ymax = 5/4 .注: 这种换元虽然十分简单,但具有代表性 .七、利用复数的性质【例题8】 已知复数 z 满足 | z | = 2 , 求 | 1 + √3 i + z | 的极值 . 解法一:设 z = 2(cosθ + isinθ) (∵ | z | = 2)故 | 1 + √3 i + z |max = 4 , | 1 + √3 i + z |min = 0 .解法二:依据 | z1 | - | z2 | ≤ | z1 + z2 | ≤ | z1 | + | z2 | ,有 | 1 + √3 i | - | z | ≤ | 1 + √3 i + z | ≤ | 1 + √3 i | + | z | ,即 2 - 2 ≤ | 1 + √3 i + z | ≤ 2 + 2 ,∴ | 1 + √3 i + z |max = 4 , | 1 + √3 i + z |min = 0 .注:求复数模的最值通常可用代数法,三角法(解法一),复数模的性质及其公式 | z1 | - | z2 | ≤ | z1 + z2 | ≤ | z1 | + | z2 | , 此外还有数形结合方法等,但以上两种方法最为简捷.八、利用数形结合有些代数和三角问题,若能借助其几何背景,予以几何直观,这时求其最值常能收到直观、明快,化难为易得功效.【例题9】 求的最值 .解: 将函数式变形为其几何意义是在直角坐标系中,动点 P(cosx , sinx)和定点 A(-2 ,-1)连线的斜率,动点 P 的轨迹为单位圆,如下图所示:知 kAB 最小,kAC 最大,显然 kAB = 0 ,又 tgθ = |OB|/|AB| = 1/2 ,tg∠A = tg2θ = 2tgθ/(1 - tg^2 θ)= 4/3 ,即 kAC = 4/3 ,故 ymin = 0 , ymax = 4/3 .注:形如 [f(x) - a] / [g(x) - b] 的函数式,通常都可视作点 (g(x) ,f(x) ) 与点 (b , a)的连线的斜率 .运用数形结合的思想解题,关键是要进行合理的联想和类比,将代数式通过转化、变形、给予几何解释,通常这种转化与变形的过程常是一种挖掘和发现的过程,如本例需要挖掘 .。
高中数学根据导数求函数的最值问题解题技巧总结在高中数学中,根据导数求函数的最值是一个常见的考点。
这类问题要求我们通过求函数的导数,找到函数的极大值或极小值点,从而确定函数的最值。
下面我将总结一些解题技巧,帮助高中学生和他们的父母更好地应对这类问题。
一、寻找函数的极值点在解决根据导数求函数最值问题时,首先需要找到函数的极值点。
一般来说,函数的极值点就是函数的导数等于零的点,即函数的驻点。
我们可以通过以下步骤来找到函数的极值点:1. 求函数的导数。
根据问题给出的函数,我们可以先对其求导数。
例如,对于函数f(x),我们可以求得它的导函数f'(x)。
2. 解方程f'(x) = 0。
将求得的导函数f'(x)置零,解方程求得函数的驻点。
这些驻点就是函数的极值点。
需要注意的是,有时候函数的极值点可能还存在于函数的定义域的边界处,所以我们还需要将边界处的点也考虑进去。
二、判断极值点的性质找到函数的极值点后,我们需要进一步判断这些点的性质,即确定它们是极大值点还是极小值点。
这里有两种常见的方法:1. 使用导数的符号表。
我们可以通过绘制导数的符号表来判断极值点的性质。
具体做法是,在函数的定义域上选择几个代表性的点,代入导数f'(x)的值,然后根据导数的正负确定函数在这些点附近的增减性。
如果导数从正变负,那么这个点就是极大值点;如果导数从负变正,那么这个点就是极小值点。
2. 使用二阶导数。
二阶导数可以帮助我们更准确地判断极值点的性质。
具体做法是,求得函数的二阶导数f''(x),然后将极值点代入二阶导数。
如果二阶导数大于零,那么这个点就是极小值点;如果二阶导数小于零,那么这个点就是极大值点。
三、举一反三根据导数求函数的最值问题不仅仅局限于求解极值点,还可以应用到其他类型的函数中。
下面举一个例子来说明。
例题:求函数f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x的最大值和最小值。
高中数学常见函数及其应用数学是一门广泛应用于各个领域的学科,而函数是数学中的基本概念之一。
在高中数学中,我们需要掌握并熟练运用一些常见函数及其应用。
本文将介绍一些常见的高中数学函数及其在实际问题中的应用。
一、线性函数线性函数是最简单的一类函数,其表达式为y = kx + b,其中k和b为常数。
线性函数的图像为一条直线,其斜率k代表直线的倾斜程度,而常数b代表直线与y轴的截距。
线性函数常见的应用有以下几种:1. 方程的解:在线性方程中,我们常常需要求解一元一次方程。
以y = 2x + 3为例,我们可以通过这个线性函数找到方程的解。
当x取特定的值时,我们可以求得对应的y值,从而得到该方程的解。
2. 直线的斜率和截距:线性函数的斜率和截距可以帮助我们分析直线的性质。
斜率决定了直线的倾斜程度,而截距则决定了直线与y轴的交点。
二、二次函数二次函数是一个非常常见的函数形式,其表达式为y = ax^2 + bx + c,其中a、b和c为常数,且a不等于0。
二次函数的图像通常是一个开口向上或向下的抛物线,常见的应用有以下几种:1. 抛物线的顶点问题:二次函数的顶点是抛物线的最高点或者最低点,在实际问题中可以用来寻找最优解,例如最大值或最小值。
2. 建模问题:二次函数可以用来建立实际问题的模型。
例如,通过分析苹果从树上掉落的过程,可以建立一个与时间相关的二次函数来描述苹果的运动轨迹。
三、指数函数指数函数是以一个正常数为底数,变量为指数的函数,其表达式为y = a^x,其中a为常数且大于0。
指数函数的图像通常是上升或下降的曲线,常见的应用有以下几种:1. 指数增长问题:指数函数在自然界中的许多现象都有应用,例如人口增长、细胞分裂等。
通过分析指数函数的特点,我们可以预测未来的发展趋势。
2. 复利计算:指数函数在金融领域中有着重要的应用,特别是在计算复利方面。
通过利率和时间的指数函数关系,我们可以计算复利的收益。
四、对数函数对数函数是指以一个正常数为底数,另一个正数为真数的函数,其表达式为y = loga(x),其中a为常数且大于0且不等于1。
函数性质的综合问题一、利用函数的奇偶性、单调性比较大小1 已知函数f (x )在[-5,5]上是偶函数,且在[0,5]上是单调函数,若f (-4)<f (-2),则下列不等式一定成立的是( )A .f (-1)<f (3)B .f (2)<f (3)C .f (-3)<f (5)D .f (0)>f (1)2.已知偶函数f (x )在区间[0,+∞)上的解析式为f (x )=x +1,下列大小关系正确的是( )A .f (1)>f (2)B .f (1)>f (-2)C .f (-1)>f (-2)D .f (-1)<f (2)3.定义在R 上的偶函数f (x ),对任意x 1,x 2∈[0,+∞)(x 1≠x 2),都有f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1<0成立,则( ) A .f (3)<f (-2)<f (1)B .f (1)<f (-2)<f (3)C .f (-2)<f (1)<f (3)D .f (3)<f (1)<f (-2)二、利用奇函数、偶函数的图象解不等式4 设函数f (x )为奇函数,且在(-∞,0)上是减函数,若f (-2)=0,则xf (x )<0的解集为( )A .(-1,0)∪(2,+∞)B .(-∞,-2)∪(0,2)C .(-∞,-2)∪(2,+∞)D .(-2,0)∪(0,2) 5.若函数f (x )是定义在R 上的偶函数,在(-∞,0]上是减函数,且f (2)=0,则不等式f (x )x>0的解集为________. 三、利用函数的奇偶性、单调性解不等式6 奇函数f (x )是定义在(-1,1)上的减函数,若f (m -1)+f (3-2m )<0,求实数m 的取值范围.7.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0,f (x )=x 2+2x ,若f (3-2a )>f (a ),则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-1)B .(-∞,1)C .(-1,+∞)D .(1,+∞)8.已知函数f (x )在R 上单调递减,且为奇函数.若f (1)=-1,则满足-1≤f (x -2)≤1的x 的取值范围是( )A .[-2,2]B .[-1,1]C .[0,4]D .[1,3]9.设函数f (x )在R 上是偶函数,在区间(-∞,0)上单调递增,且f (2a 2+a +1)<f (2a 2-2a +3),则a 的取值范围是________.四、利用函数的奇偶性、单调性求函数的最值10 已知函数f (x )为奇函数,当x >0时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x -2,0<x <1,2x -3,x ≥1,若f (x )在⎣⎡⎦⎤-4,-14上的最大值为m ,最小值为n ,求m +n .11已知奇函数f (x )在(0,+∞)上是减函数,且在区间[a ,b ](a <b <0)上的值域为[-3,4],则在区间[-b ,-a ]上( )A .有最大值4B .有最小值-4C .有最大值-3D .有最小值-312.已知二次函数f (x )=ax 2+2ax +1在区间[-3,2]上的最大值为4,则a 的值为________.五、抽象函数的性质应用13 函数f (x )对任意的a ,b ∈R ,都有f (a +b )=f (a )+f (b )-1,并且当x >0时,f (x )>1.(1)求证:f (x )在R 上是增函数;(2)若f (4)=5,解不等式f (3m -2)<3.14.已知函数f (x )的定义域是(0,+∞),当x >1时,f (x )>0,且f (x ·y )=f (x )+f (y ).(1)求f (1);(2)证明:f (x )在定义域上是增函数;(3)如果f ⎝⎛⎭⎫13=-1,求满足不等式f (x )-f (x -2)≥2的x 的取值范围.六、函数性质的综合应用15 已知函数f (x )=ax +b x 2+1,f (x )为R 上的奇函数且f (1)=12.(1)求a ,b ;(2)判断f (x )在[1,+∞)上单调性并证明;(3)当x ∈[-4,-1]时,求f (x )的最大值和最小值.16.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ -x 2+2x ,x ≥0,ax 2+bx ,x <0为奇函数.(1)求a -b 的值;(2)若f (x )在区间[-1,m -2]上单调递增,求实数m 的取值范围.练习,已知函数是偶函数,则的递减区间是七、奇函数+常数类型求值17.已知f (x )=x 5+ax 3+bx -8(a ,b 是常数),且f (-3)=5,则f (3)=________.练习,设函数1sin )1()(22+++=x xx x f 的最大值为M ,最小值为m ,则m M +=_18.函数f (x )在R 上为奇函数,且x ≥0时,f (x )=x 2-x +2-b ,则f (-2)等于( )A .6-bB .-4+bC .2D .-2八、函数周期性和对称性19.已知)(x f 在R 上是奇函数,且满足)()4(x f x f =+,当)2,0(∈x 时,22)(x x f =,则)7(f 的值为 ( )2()(2)(1)3f x k x k x =-+-+)(x fA .2-B .2C .98-D .9820.已知定义在R 上的函数()f x ,对任意x R ∈,都有()()()63f x f x f +=+成立,若函数()1y f x =+的图象关于直线1x =-对称,则()2013()f =A .0B .2013C .3D .2013-21.设偶函数()f x 对任意x R ∈都有()()13f x f x +=-,且当[]3,2x ∈--时,()4f x x =,则()107.5f =( )A .10B .110C .-10D .110- 22.奇函数f (x )的定义域为R ,若f(x+2)为偶函数,则f(1)=1,则f(8)+f(9)= ( )A. -2B.-1C. 0D. 123.定义在R 上的奇函数)(x f 满足=-=+=-)1(,2)2014(),23()(f f x f x f 则 .1、已知()1+x f是偶函数,则函数()x f y 2=的图象的对称轴是( ) A. 1-=x B. 1=x C . 21-=x D. 21=x 2.设函数))((R x x f ∈为奇函数,),2()()2(,21)1(f x f x f f +=+=则=)5(f ( ) A .0 B .1 C .25 D .53.设f (x )是定义在R 上以6为周期的函数,f (x )在(0,3)内单调递减,且y=f (x )的图象关于直线x=3对称,则下面正确的结论是 ( )(A)()()()1.5 3.5 6.5f f f <<; (B)()()()3.5 1.5 6.5f f f <<;(C)()()()6.5 3.5 1.5f f f <<; (D)()()()3.5 6.5 1.5f f f <<4.已知定义在R 上的奇函数)x (f 满足)x (f )2x (f -=+,则)6(f 的值为( )A. 1-B. 0C. 1D. 25.函数)x (f 对于任意实数x 满足条件)x (f 1)2x (f =+,若5)1(f -=,则))5(f (f 等于A. 5B. 5-C. 51D. 51- 6.已知函数是定义在实数集上的不恒为零的偶函数,且对任意实数都有,则的值是( )A.0 B. C.1 D. 7.在R 上定义的函数)x (f 是偶函数,且)x 2(f )x (f -=,若)x (f 在 区间]2,1[上是减函数,则)x (f ( )A. 在区间]1,2[--上是增函数,在区间]4,3[上是增函数B. 在区间]1,2[--上是增函数,在区间]4,3[上是减函数C. 在区间]1,2[--上是减函数,在区间]4,3[上是增函数D. 在区间]1,2[--上是减函数,在区间]4,3[上是减函数8.已知定义在R 上的函数)x (f y =满足下列三个条件:① 对于任意的R x ∈,都有)x (f )4x (f =+;② 对于任意的2x x 021≤<≤,都有)x (f )x (f 21<;③ 函数)2x (f y +=的图象关于y 轴对称。
高考数学中的基本初等函数题型总结作为全国高中生的普及性质考试,高考中必定会考到数学这个科目,而其中初等函数部分则是数学中的基础知识。
初等函数常常出现在多项式函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数等高中知识点当中。
因此,对于考生来说,掌握初等函数的知识点,对高考数学考试及日后的数学学习都非常重要。
本文就高考数学中的基本初等函数题型进行总结。
1. 最值问题求函数的最值是很常见的一种初等函数题型。
以一些典型的例子为参考,可更好地掌握这类题型。
例1:已知$f(x)=x^2-2x+2$,求$f(x)$的最小值。
解:首先,把$f(x)$变形为完全平方的形式。
即$$f(x)=(x-1)^2+1$$显然,当$x=1$时,$(x-1)^2$取最小值$0$。
故$f(x)$在$x=1$时取得最小值$1$。
例2:已知$f(x)=\dfrac{1}{2}x^2-3x+5$,求$f(x)$的最大值。
解:同样把$f(x)$变形为完全平方的形式。
即$$f(x)=\dfrac{1}{2}(x-3)^2+\dfrac{1}{2}$$显然,当$x=3$时,$(x-3)^2$取最小值$0$。
故$f(x)$在$x=3$时取得最大值$\dfrac{1}{2}$。
2. 解方程解初等函数的方程是另一种常见的题型。
以下为几个典型的例子,例3:已知$y=2^x-x$,求$y=0$时的$x$的值。
解:根据方程可得$$2^x-x=0$$$$x=2^x$$把函数$y=2^x-x$作图,可以看出在$x=1$时交于$y=0$。
因此,方程的解为$x=1$。
例4:已知$y=\dfrac{1}{2}\log_2(x-1)+2$,求$y=1$时$x$的值。
解:根据方程可得$$\dfrac{1}{2}\log_2(x-1)+2=1$$$$\log_2(x-1)=2$$$$x-1=2^2=4$$因此,方程的解为$x=5$。
3. 函数图像解题函数图像是初等函数题目中重要的一部分。
高二数学常考题型归纳总结在高二数学学科中,有一些常见的考试题型,它们是学生们经常遇到的,也是老师们着重讲解和强调的部分。
本文将对这些常考题型进行归纳总结,以便帮助学生们更好地理解和应对考试。
第一部分:函数与方程1. 一次函数一次函数是高中数学中最常见的函数类型之一。
其一般形式为y =kx + b,其中k和b为常数。
常见的一次函数问题包括求解方程、确定函数图像以及函数间的关系等。
2. 二次函数二次函数是另一种常见的函数类型,其一般形式为y = ax^2 + bx + c,其中a、b和c为常数。
常见的二次函数问题包括求解方程、确定函数的图像和性质,以及与其他函数的关系等。
3. 指数函数与对数函数指数函数和对数函数是常见的数学模型,在实际问题中应用广泛。
常见的问题包括指数方程、对数方程的求解,以及指数函数与对数函数的性质和图像等。
4. 绝对值函数与分段函数绝对值函数和分段函数常常涉及到函数的定义域、值域以及函数图像的画法等问题。
理解函数在不同区间上的性质和特点对于解决此类问题非常重要。
第二部分:几何与三角函数1. 直线与曲线的性质在几何学中,直线和曲线是最基本的图形,其性质的研究也是几何学的核心内容。
常考的问题包括直线与曲线的方程,以及与之相关的性质和定理等。
2. 三角函数的应用三角函数是高中数学中重要的内容之一,通过三角函数的应用可以解决许多几何问题。
常见的问题包括利用三角函数解决三角形相关的问题,以及三角函数图像的性质和变换等。
3. 平面几何与立体几何在平面几何中,对于平面图形的性质和计算是常见的考点。
在立体几何中,常考的问题涉及到计算体积、表面积,以及解决与立体图形相关的问题等。
第三部分:概率与统计1. 概率问题概率是数学中一个有趣且实用的分支,常考的问题包括概率的计算、概率的性质和应用等。
例如,计算事件发生的可能性、重复实验的次数以及组合概率等。
2. 统计问题统计学是一门关于数据收集、分析和解释的学科。