(浙江专用)2019届高考数学总复习 第2篇 第1讲 函数及其相关概念限时训练 理
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知识点一函数的概念1.函数的定义、定义域、值域2.两个函数相等的条件(1)定义域相同.(2)对应关系完全一致.知识点二函数的表示及分段函数1.函数的表示方法函数的三种表示法:解析法、图象法、列表法.2.分段函数如果函数y=f(x),x∈A,根据自变量x在A中不同的取值范围,有着不同的对应关系,那么称这样的函数为分段函数.分段函数是一个函数,分段函数的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集.知识点三函数的单调性与最大(小)值1.函数的单调性(1)增函数、减函数:设函数f(x)的定义域为I,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数;当x1〈x2时,都有f(x1)〉f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数.(2)函数的单调性:若函数f(x)在区间D上是增(减)函数,则称函数f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,区间D叫做f(x)的单调区间.(3)单调性的常见结论:若函数f(x),g(x)均为增(减)函数,则f(x)+g(x)仍为增(减)函数;若函数f(x)为增(减)函数,则-f(x)为减(增)函数;若函数f(x)为增(减)函数,且f(x)〉0,则错误!为减(增)函数.2.函数的最大值、最小值最值类别最大值最小值条件设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足(1)对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M(1)对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M结论M是函数y=f(x)的最大值M是函数y=f(x)的最小值性质:定义在闭区间上的单调函数,必有最大(小)值.知识点四函数的奇偶性1.函数奇偶性的概念偶函数奇函数条件对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x)f(-x)=-f(x)结论函数f(x)是偶函数函数f(x)是奇函数2。
§2.4 幂函数与二次函数1.幂函数 (1)幂函数的定义一般地,形如y =x α的函数称为幂函数,其中x 是自变量,α是常数. (2)常见的5种幂函数的图象(3)常见的5种幂函数的性质2.二次函数(1)二次函数解析式的三种形式一般式:f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).顶点式:f (x )=a (x -m )2+n (a ≠0),顶点坐标为(m ,n ). 零点式:f (x )=a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0),x 1,x 2为f (x )的零点. (2)二次函数的图象和性质知识拓展1.幂函数的图象和性质(1)幂函数的图象一定会出现在第一象限内,一定不会出现在第四象限,至于是否出现在第二、三象限内,要看函数的奇偶性.(2)幂函数的图象过定点(1,1),如果幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点. (3)当α>0时,y =x α在[0,+∞)上为增函数; 当α<0时,y =x α在(0,+∞)上为减函数.2.若f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则当⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ<0时恒有f (x )>0,当⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0时,恒有f (x )<0.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)二次函数y =ax 2+bx +c ,x ∈[a ,b ]的最值一定是4ac -b 24a.( × )(2)二次函数y =ax 2+bx +c ,x ∈R 不可能是偶函数.( × )(3)在y =ax 2+bx +c (a ≠0)中,a 决定了图象的开口方向和在同一直角坐标系中的开口大小.( √ )(4)函数y =122x 是幂函数.( × )(5)如果幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点.( √ ) (6)当n <0时,幂函数y =x n 是定义域上的减函数.( × ) 题组二 教材改编2.[P79T1]已知幂函数f (x )=k ·x α的图象过点⎝⎛⎭⎫12,22,则k +α等于( )A.12B.1C.32 D.2 答案 C解析 由幂函数的定义,知⎩⎪⎨⎪⎧k =1,22=k ·⎝⎛⎭⎫12α. ∴k =1,α=12.∴k +α=32.3.[P44A 组T9]已知函数f (x )=x 2+4ax 在区间(-∞,6)内单调递减,则a 的取值范围是( ) A.a ≥3 B.a ≤3 C.a <-3 D.a ≤-3答案 D解析 函数f (x )=x 2+4ax 的图象是开口向上的抛物线,其对称轴是x =-2a ,由函数在区间(-∞,6)内单调递减可知,区间(-∞,6)应在直线x =-2a 的左侧, ∴-2a ≥6,解得a ≤-3,故选D. 题组三 易错自纠 4.幂函数21023()a a f x x-+=(a ∈Z )为偶函数,且f (x )在区间(0,+∞)上是减函数,则a 等于( )A.3B.4C.5D.6 答案 C解析 因为a 2-10a +23=(a -5)2-2, f (x )=2(5)2a x--(a ∈Z )为偶函数,且在区间(0,+∞)上是减函数, 所以(a -5)2-2<0,从而a =4,5,6,又(a -5)2-2为偶数,所以只能是a =5,故选C.5.已知函数y =ax 2+bx +c ,如果a >b >c 且a +b +c =0,则它的图象可能是( )答案 D解析 由a +b +c =0和a >b >c 知,a >0,c <0, 由c <0,排除A ,B ,又a >0,排除C.6.已知函数y =x 2-2x +3在闭区间[0,m ]上有最大值3,最小值2,则m 的取值范围为________. 答案 [1,2]解析 如图,由图象可知m 的取值范围是[1,2].题型一 幂函数的图象和性质1.已知幂函数f (x )的图象经过点⎝⎛⎭⎫2,22,则f (4)等于( ) A.16 B.116 C.2 D.12答案 D2.若四个幂函数y =x a ,y =x b ,y =x c ,y =x d 在同一坐标系中的图象如图所示,则a ,b ,c ,d 的大小关系是( )A.d >c >b >aB.a >b >c >dC.d >c >a >bD.a >b >d >c答案 B解析 由幂函数的图象可知,在(0,1)上幂函数的指数越大,函数图象越接近x 轴,由题图知a >b >c >d ,故选B.3.若a <0,则0.5a ,5a ,5-a的大小关系是( )A.5-a <5a <0.5aB.5a <0.5a <5-aC.0.5a <5-a <5aD.5a <5-a <0.5a答案 B解析 5-a =⎝⎛⎭⎫15a ,因为a <0时,函数y =x a 在(0,+∞)上单调递减,且15<0.5<5,所以5a <0.5a <5-a. 思维升华 (1)幂函数的形式是y =x α(α∈R ),其中只有一个参数α,因此只需一个条件即可确定其解析式.(2)在区间(0,1)上,幂函数中指数越大,函数图象越靠近x 轴(简记为“指大图低”),在区间(1,+∞)上,幂函数中指数越大,函数图象越远离x 轴.(3)在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较,准确掌握各个幂函数的图象和性质是解题的关键. 题型二 求二次函数的解析式典例 (1)已知二次函数f (x )=x 2-bx +c 满足f (0)=3,对任意x ∈R ,都有f (1+x )=f (1-x )成立,则f (x )的解析式为________________. 答案 f (x )=x 2-2x +3 解析 由f (0)=3,得c =3, 又f (1+x )=f (1-x ),∴函数f (x )的图象关于直线x =1对称, ∴b2=1,∴b =2, ∴f (x )=x 2-2x +3.(2)已知二次函数f (x )与x 轴的两个交点坐标为(0,0)和(-2,0)且有最小值-1,则f (x )=________. 答案 x 2+2x解析 设函数的解析式为f (x )=ax (x +2), 所以f (x )=ax 2+2ax ,由4a ×0-4a 24a=-1,得a =1,所以f (x )=x 2+2x . 思维升华 求二次函数解析式的方法跟踪训练 (1)已知二次函数f (x )=ax 2+bx +1(a ,b ∈R ,a ≠0),x ∈R ,若函数f (x )的最小值为f (-1)=0,则f (x )=________. 答案 x 2+2x +1解析 设函数f (x )的解析式为f (x )=a (x +1)2=ax 2+2ax +a , 由已知f (x )=ax 2+bx +1,∴a =1, 故f (x )=x 2+2x +1.(2)若函数f (x )=(x +a )(bx +2a )(a ,b ∈R )是偶函数,且它的值域为(-∞,4],则该函数的解析式f (x )=________. 答案 -2x 2+4解析 由f (x )是偶函数知f (x )图象关于y 轴对称,∴-a =-⎝⎛⎭⎫-2ab ,即b =-2,∴f (x )=-2x 2+2a 2,又f (x )的值域为(-∞,4],∴2a 2=4,故f (x )=-2x 2+4.题型三 二次函数的图象和性质命题点1 二次函数的图象典例 对数函数y =log a x (a >0且a ≠1)与二次函数y =(a -1)x 2-x 在同一坐标系内的图象可能是( )答案 A解析 当0<a <1时,y =log a x 为减函数,y =(a -1)x 2-x 开口向下,其对称轴为x =12(a -1)<0,排除C ,D ;当a >1时,y =log a x 为增函数,y =(a -1)x 2-x 开口向上,其对称轴为x =12(a -1)>0,排除B.故选A.命题点2 二次函数的单调性典例 函数f (x )=ax 2+(a -3)x +1在区间[-1,+∞)上是递减的,则实数a 的取值范围是( ) A.[-3,0)B.(-∞,-3]C.[-2,0]D.[-3,0]答案 D解析 当a =0时,f (x )=-3x +1在[-1,+∞)上递减,满足题意.当a ≠0时,f (x )的对称轴为x =3-a 2a,由f (x )在[-1,+∞)上递减知⎩⎪⎨⎪⎧a <0,3-a 2a ≤-1,解得-3≤a <0.综上,a 的取值范围为[-3,0]. 引申探究若函数f (x )=ax 2+(a -3)x +1的单调减区间是[-1,+∞),则a =________. 答案 -3解析 由题意知f (x )必为二次函数且a <0, 又3-a2a=-1,∴a =-3. 命题点3 二次函数的最值典例 已知函数f (x )=ax 2+2ax +1在区间[-1,2]上有最大值4,求实数a 的值. 解 f (x )=a (x +1)2+1-a .(1)当a =0时,函数f (x )在区间[-1,2]上的值为常数1,不符合题意,舍去;(2)当a >0时,函数f (x )在区间[-1,2]上是增函数,最大值为f (2)=8a +1=4,解得a =38;(3)当a <0时,函数f (x )在区间[-1,2]上是减函数,最大值为f (-1)=1-a =4,解得a =-3. 综上可知,a 的值为38或-3.引申探究本题改为:求函数f (x )=x 2+2ax +1在区间[-1,2]上的最大值. 解 ∵f (x )=(x +a )2+1-a 2,∴f (x )的图象是开口向上的抛物线,对称轴为x =-a . (1)当-a <12即a >-12时,f (x )max =f (2)=4a +5,(2)当-a ≥12即a ≤-12时,f (x )max =f (-1)=2-2a ,综上,f (x )max=⎩⎨⎧4a +5,a >-12,2-2a ,a ≤-12.命题点4 二次函数中的恒成立问题典例 (1)已知函数f (x )=x 2-x +1,在区间[-1,1]上,不等式f (x )>2x +m 恒成立,则实数m 的取值范围是________________. 答案 (-∞,-1)解析 f (x )>2x +m 等价于x 2-x +1>2x +m , 即x 2-3x +1-m >0,令g (x )=x 2-3x +1-m , 要使g (x )=x 2-3x +1-m >0在[-1,1]上恒成立,只需使函数g (x )=x 2-3x +1-m 在[-1,1]上的最小值大于0即可. ∵g (x )=x 2-3x +1-m 在[-1,1]上单调递减, ∴g (x )min =g (1)=-m -1.由-m -1>0,得m <-1. 因此实数m 的取值范围是(-∞,-1).(2)已知a 是实数,函数f (x )=2ax 2+2x -3在x ∈[-1,1]上恒小于零,则实数a 的取值范围为________. 答案 ⎝⎛⎭⎫-∞,12 解析 2ax 2+2x -3<0在[-1,1]上恒成立. 当x =0时,-3<0,成立; 当x ≠0时,a <32⎝⎛⎭⎫1x -132-16, 因为1x ∈(-∞,-1]∪[1,+∞),当x =1时,右边取最小值12,所以a <12.综上,实数a 的取值范围是 ⎝⎛⎭⎫-∞,12. 思维升华 解决二次函数图象与性质问题时要注意(1)抛物线的开口,对称轴位置,定义区间三者相互制约,常见的题型中这三者有两定一不定,要注意分类讨论.(2)要注意数形结合思想的应用,尤其是给定区间上的二次函数最值问题,先“定性”(作草图),再“定量”(看图求解),事半功倍. (3)由不等式恒成立求参数取值范围的思路及关键①一般有两个解题思路:一是分离参数;二是不分离参数; ②两种思路都是将问题归结为求函数的最值或值域.跟踪训练 (1)设abc >0,二次函数f (x )=ax 2+bx +c 的图象可能是( )答案 D解析 由A ,C ,D 知,f (0)=c <0,从而由abc >0,所以ab <0,所以对称轴x =-b2a >0,知A ,C 错误,D 满足要求;由B 知f (0)=c >0, 所以ab >0,所以x =-b2a<0,B 错误.(2)(2018·浙江名校协作体联考)y =2ax 2+4x +a -1的值域为[0,+∞),则a 的取值范围是( ) A.(2,+∞) B.(-∞,-1)∪(2,+∞) C.[-1,2] D.[0,2]答案 D解析 由已知,t =2ax 2+4x +a -1取遍[0,+∞)上的所有实数,当a =0时,t =4x -1能取遍[0,+∞)上的所有实数,只需定义域满足⎣⎡⎭⎫14,+∞. 当a ≠0时,只需⎩⎪⎨⎪⎧2a >0,Δ=16-8a (a -1)≥0,解得0<a ≤2.综上,0≤a ≤2.(3)设函数f (x )=ax 2-2x +2,对于满足1<x <4的一切x 值都有f (x )>0,则实数a 的取值范围为________. 答案 ⎝⎛⎭⎫12,+∞解析 由题意得a >2x -2x 2对1<x <4恒成立,又2x -2x 2=-2⎝⎛⎭⎫1x -122+12,14<1x <1, ∴⎝⎛⎭⎫2x -2x 2max =12, ∴a >12.数形结合思想和分类讨论思想在二次函数中的应用典例 (14分)设函数f (x )=x 2-2x +2,x ∈[t ,t +1],t ∈R ,求函数f (x )的最小值.思想方法指导 研究二次函数的性质,可以结合图象进行;对于含参数的二次函数问题,要明确参数对图象的影响,进行分类讨论. 规范解答解 f (x )=x 2-2x +2=(x -1)2+1,x ∈[t ,t +1],t ∈R ,函数图象的对称轴为x =1. [2分] 当t +1<1,即t <0时,函数图象如图(1)所示,函数f (x )在区间[t ,t +1]上为减函数, 所以最小值为f (t +1)=t 2+1;[6分]当t ≤1≤t +1,即0≤t ≤1时,函数图象如图(2)所示,在对称轴x =1处取得最小值,最小值为f (1)=1;[9分]当t >1时,函数图象如图(3)所示,函数f (x )在区间[t ,t +1]上为增函数, 所以最小值为f (t )=t 2-2t +2.[12分] 综上可知,f (x )min =⎩⎪⎨⎪⎧t 2+1,t <0,1,0≤t ≤1,t 2-2t +2,t >1.[14分]1.若函数f (x )=(m -1)x 2+2mx +3为偶函数,则f (x )在区间(-5,-3)上( ) A.先减后增 B.先增后减 C.单调递减 D.单调递增答案 D2.若幂函数f (x )=(m 2-4m +4)·268m m x -+在(0,+∞)上为增函数,则m 的值为( )A.1或3B.1C.3D.2答案 B解析 由题意得m 2-4m +4=1,m 2-6m +8>0, 解得m =1.3.已知a ,b ,c ∈R ,函数f (x )=ax 2+bx +c ,若f (1)=f (3)>f (4),则( ) A.a >0,4a +b =0 B.a <0,4a +b =0C.a >0,2a +b =0D.a <0,2a +b =0答案 B解析 由f (1)=f (3),得二次函数f (x )的对称轴为x =-b 2a=2, 4a +b =0,又f (3)>f (4),故函数在(2,+∞)上单调递减,故a <0.4.已知二次函数f (x )满足f (2+x )=f (2-x ),且f (x )在[0,2]上是增函数,若f (a )≥f (0),则实数a 的取值范围是( )A.[0,+∞)B.(-∞,0]C.[0,4]D.(-∞,0]∪[4,+∞)答案 C解析 由题意可知函数f (x )的图象开口向下,对称轴为x =2(如图),若f (a )≥f (0),从图象观察可知0≤a ≤4.5.已知二次函数f (x )=2ax 2-ax +1(a <0),若x 1<x 2,x 1+x 2=0,则f (x 1)与f (x 2)的大小关系为( )A.f (x 1)=f (x 2)B.f (x 1)>f (x 2)C.f (x 1)<f (x 2)D.与a 值有关答案 C解析 该二次函数图象的开口向下,对称轴为直线x =14, 又依题意,得x 1<0,x 2>0,又x 1+x 2=0,∴当x 1,x 2在对称轴的两侧时,14-x 1>x 2-14,故f (x 1)<f (x 2). 当x 1,x 2都在对称轴的左侧时,由单调性知f (x 1)<f (x 2).综上,f (x 1)<f (x 2).6.若关于x 的不等式x 2-4x -2-a >0在区间(1,4)内有解,则实数a 的取值范围是( )A.(-∞,-2)B.(-2,+∞)C.(-6,+∞)D.(-∞,-6)答案 A解析 不等式x 2-4x -2-a >0在区间(1,4)内有解等价于a <(x 2-4x -2)max ,令f (x )=x 2-4x -2,x ∈(1,4),所以f (x )<f (4)=-2,所以a <-2.7.已知P =322-,Q =⎝⎛⎭⎫253,R =⎝⎛⎭⎫123,则P ,Q ,R 的大小关系是________. 答案 P >R >Q解析 P =322-=⎝⎛⎭⎫223,根据函数y =x 3是R 上的增函数,且22>12>25,得⎝⎛⎭⎫223>⎝⎛⎭⎫123>⎝⎛⎭⎫253, 即P >R >Q .8.(2018届台州路桥中学检测)已知幂函数y =f (x )的图象过点(2,2),则f (9)=________. 答案 3解析 设f (x )=x α,因为它过点(2,2),所以2=2α,所以α=12,所以f (x )=12x , 所以f (9)=129=3.9.对于任意实数x ,函数f (x )=(5-a )x 2-6x +a +5恒为正值,则a 的取值范围是__________. 答案 (-4,4)解析 由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧5-a >0,Δ=36-4(5-a )(a +5)<0, 解得-4<a <4.10.(2008·浙江)已知t 为常数,函数y =|x 2-2x -t |在区间[0,3]上的最大值为2,则t =________. 答案 1解析 可分三种情况讨论,①⎩⎪⎨⎪⎧ 4+4t ≤0,|9-6-t |=2或②⎩⎪⎨⎪⎧ 4+4t >0,t ≥1,|1-2-t |=2或③⎩⎪⎨⎪⎧ 4+4t >0,t <1,|9-6-t |=2,解①得∅,解②得t =1,解③得∅,综上,t =1.11.已知y =f (x )是偶函数,当x >0时,f (x )=(x -1)2,若当x ∈⎣⎡⎦⎤-2,-12时,n ≤f (x )≤m 恒成立,则m -n 的最小值为________.答案 1解析 ∵f (x )为偶函数,∴当x <0时,-x >0,f (x )=f (-x )=(-x -1)2=(x +1)2,当x ∈⎣⎡⎦⎤-2,-12时,f (x )max =1,f (x )min =0, ∴0≤f (x )≤1,∴m ≥1,n ≤0,∴(m -n )min =1.12.已知函数f (x )=x 2+(2a -1)x -3.(1)当a =2,x ∈[-2,3]时,求函数f (x )的值域;(2)若函数f (x )在[-1,3]上的最大值为1,求实数a 的值.解 (1)当a =2时,f (x )=x 2+3x -3,x ∈[-2,3],对称轴x =-32∈[-2,3], ∴f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫-32=94-92-3=-214, f (x )max =f (3)=15,∴函数f (x )的值域为⎣⎡⎦⎤-214,15. (2)对称轴为x =-2a -12. ①当-2a -12≤1,即a ≥-12时, f (x )max =f (3)=6a +3,∴6a +3=1,即a =-13满足题意; ②当-2a -12>1,即a <-12时, f (x )max =f (-1)=-2a -1,∴-2a -1=1,即a =-1满足题意.综上可知,a =-13或-1.13.(2017·浙江“超级全能生”联考)已知在(-∞,1]上递减的函数f (x )=x 2-2tx +1,且对任意的x 1,x 2∈[0,t +1],总有|f (x 1)-f (x 2)|≤2,则实数t 的取值范围为( )A.[-2,2]B.[1,2]C.[2,3]D.[1,2]答案 B 解析 由于函数f (x )=x 2-2tx +1的图象的对称轴为x =t ,函数f (x )=x 2-2tx +1在区间(-∞,1]上递减,∴t ≥1.∴当x ∈[0,t +1]时,f (x )max =f (0)=1,f (x )min =f (t )=t 2-2t 2+1=-t 2+1,要使对任意的x 1,x 2∈[0,t +1],都有|f (x 1)-f (x 2)|≤2,只需1-(-t 2+1)≤2,解得-2≤t ≤ 2.又t ≥1,∴1≤t ≤ 2.故选B.14.当x ∈(1,2)时,不等式x 2+mx +4<0恒成立,则m 的取值范围是________.答案 (-∞,-5]解析 方法一 ∵不等式x 2+mx +4<0对x ∈(1,2)恒成立,∴mx <-x 2-4对x ∈(1,2)恒成立,即m <-⎝⎛⎭⎫x +4x 对x ∈(1,2)恒成立, 令y =x +4x ,则函数y =x +4x在x ∈(1,2)上是减函数.∴4<y <5,∴-5<-⎝⎛⎭⎫x +4x <-4,∴m ≤-5. 方法二 设f (x )=x 2+mx +4,当x ∈(1,2)时,由f (x )<0恒成立,得⎩⎪⎨⎪⎧ f (1)≤0,f (2)≤0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧m ≤-5,m ≤-4,即m ≤-5.15.若函数f (x )=x 2-a |x -1|在[0,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围是________. 答案 [0,2]解析 f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-ax +a ,x ∈[1,+∞),x 2+ax -a ,x ∈(-∞,1), 当x ∈[1,+∞)时,f (x )=x 2-ax +a =⎝⎛⎭⎫x -a 22+a -a 24, 当x ∈(-∞,1)时,f (x )=x 2+ax -a =⎝⎛⎭⎫x +a 22-a -a 24. ①当a 2>1,即a >2时,f (x )在⎣⎡⎭⎫1,a 2上单调递减,在⎝⎛⎭⎫a 2,+∞上单调递增,不合题意;②当0≤a 2≤1,即0≤a ≤2时,符合题意; ③当a 2<0,即a <0时,不符合题意. 综上,a 的取值范围是[0,2].16.设函数f (x )=x 2+px +q (p ,q ∈R ).(1)若p =2,当x ∈[-4,-2]时,f (x )≥0恒成立,求q 的取值范围;(2)若不等式|f (x )|>2在区间[1,5]上无解,试求所有的实数对(p ,q ). 解 (1)当p =2时,f (x )=x 2+2x +q ≥0恒成立,只需f (x )min ≥0.因为f (x )=x 2+2x +q 在[-4,-2]上单调递减,所以f (x )min =f (-2)=q ≥0.即q 的取值范围为[0,+∞).(2)要使|f (x )|>2在区间[1,5]上无解,必须满足⎩⎪⎨⎪⎧ -2≤f (1)≤2,-2≤f (5)≤2, 所以⎩⎪⎨⎪⎧-2≤p +q +1≤2,-2≤5p +q +25≤2, 所以-3≤p +q ≤1,即-1≤-p -q ≤3,又-27≤5p +q ≤-23,两式相加可以得到-7≤p ≤-5.因为f (x )的对称轴为x =-p 2, 所以-p 2∈⎣⎡⎦⎤52,72,则f (x )的对称轴在区间[1,5]内,要使|f (x )|>2在区间[1,5]上无解, 还要满足f ⎝⎛⎭⎫-p 2≥-2, 即4q -p 24≥-2,可以得到q ≥p 24-2. 解不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ -3≤p +q ≤1,-27≤5p +q ≤-23,q ≥p 24-2,可得p =-6,代入不等式组,得q =7.所以满足题意的实数对(p ,q )只有一对(-6,7).。
浙江省2019届高考数学总复习专题02 函数优质考卷分项解析一、选择题1. 设函数f(x) = (x^2 3x + 2)/(x 1),则f(x)的定义域为()A. x ≠ 1B. x ∈ RC. x > 1D. x < 12. 下列函数中,既是奇函数又是减函数的是()A. y = x^3B. y = x^3C. y = x^2D. y = x^23. 已知函数f(x) = |x 2|,则f(3)的值等于()A. 1B. 1C. 2D. 24. 设函数f(x) = (1/2)^x,则f(x)的反函数为()A. y = 2^xB. y = (1/2)^xC. y = log2(x)D. y = log(1/2)(x)5. 若函数f(x) = 2x + 3在区间[1, 1]上的值域为[1, 5],则函数g(x) = f(x) 2的值域为()A. [3, 1]B. [1, 3]C. [1, 3]D. [1, 1]二、填空题6. 已知函数f(x) = x^2 2x,则f(x)的零点为______。
7. 设函数f(x) = (1/2)^x,若f(a) = 4,则a的值为______。
8. 若函数f(x) = |x 1| + |x + 1|的最小值为2,则x的取值范围为______。
9. 已知函数f(x) = x^3 3x,则f(x)的极小值点为______。
10. 设函数f(x) = e^x,若f(a) = 1,则a的值为______。
三、解答题11. 设函数f(x) = (x 1)/(x + 2),求f(x)的定义域、值域和单调性。
12. 已知函数f(x) = ax^2 + bx + c(a ≠ 0),讨论f(x)的图像与x轴交点的个数。
13. 设函数f(x) = x^3 3x,求f(x)的极值。
14. 已知函数f(x) = (1/2)^x,求f(x)的反函数,并讨论其单调性。
15. 设函数f(x) = |x 1|,求f(x)在区间[0, 2]上的最大值和最小值。
第1讲函数的图象与性质[考情考向分析] 1.高考对函数的三要素,函数的表示方法等内容的考查以基础知识为主,难度中等偏下.2.对图象的考查主要有两个方面:一是识图,二是用图,即利用函数的图象,采用数形结合的思想解决问题.3.对函数性质的考查,主要是将单调性、奇偶性、周期性等综合在一起考查,既有具体函数也有抽象函数.常以选择题、填空题的形式出现,且常与新定义问题相结合,难度较大.热点一函数的性质及应用1.单调性:单调性是函数在其定义域上的局部性质.利用定义证明函数的单调性时,规范步骤为取值、作差、判断符号、下结论.复合函数的单调性遵循“同增异减”的原则.2.奇偶性(1)奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反.(2)在公共定义域内:①两个奇函数的和函数是奇函数,两个奇函数的积函数是偶函数;②两个偶函数的和函数、积函数都是偶函数;③一个奇函数、一个偶函数的积函数是奇函数.(3)若f(x)是奇函数且在x=0处有定义,则f(0)=0.(4)若f(x)是偶函数,则f(x)=f(-x)=f(|x|).(5)图象的对称性质:一个函数是奇函数的充要条件是它的图象关于原点对称;一个函数是偶函数的充要条件是它的图象关于y轴对称.3.周期性定义:周期性是函数在定义域上的整体性质.若函数在其定义域上满足f(a+x)=f(x)(a≠0),则其一个周期T=|a|.常见结论:(1)若f(x+a)=-f(x),则函数f(x)的最小正周期为2|a|,a≠0.(2)若f (x +a )=1f (x ),则函数f (x )的最小正周期为2|a |,a ≠0. (3)若f (a +x )=f (b -x ),则函数f (x )的图象关于直线x =a +b2对称.例1 (1)设函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-πx +(x +e )2x +e的最大值为M ,最小值为N ,则(M +N -1)2 018的值为( ) A .1 B .2 C .22 018D .32 018答案 A解析 由已知x ∈R ,f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-πx +(x +e )2x 2+e 2=sin πx +x 2+e 2+2e x x 2+e 2=sin πx +2e x x 2+e 2+1,令g (x )=sin πx +2e xx 2+e 2,易知g (x )为奇函数,由于奇函数在对称区间上的最大值与最小值的和为0,M +N =f (x )max +f (x )min =g (x )max +1+g (x )min +1=2,(M +N -1)2 018=1,故选A.(2)已知定义在R 上的函数f (x )满足:函数y =f (x -1)的图象关于点(1,0)对称,且x ≥0时恒有f (x +2)=f (x ),当x ∈[0,1]时,f (x )=e x-1,则f (-2 017)+f (2 018)=________. 答案 1-e解析 因为函数y =f (x -1)的图象关于点(1,0)对称,所以y =f (x )的图象关于原点对称, 又定义域为R ,所以函数y =f (x )是奇函数, 因为当x ≥0时恒有f (x +2)=f (x ),所以f (-2 017)+f (2 018)=-f (2 017)+f (0) =-f (1)+f (0)=-(e 1-1)+(e 0-1)=1-e.思维升华 (1)可以根据函数的奇偶性和周期性,将所求函数值转化为给出解析式的范围内的函数值.(2)利用函数的单调性解不等式的关键是化成f (x 1)<f (x 2)的形式. 跟踪演练1 (1)(2018·浙江省“五校联考”)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|(x -a )2-1|+a ,x ≥0,|x -a |+2a -1,x <0的最小值为2a -1,则实数a 的取值范围是( )A .a =1B .0<a ≤1C.a<0或a=1 D.a<0或a≥1答案 C解析在平面直角坐标系内画出函数f(x)的图象(图略),由图易得当a≥0时,函数f(x)在[0,+∞)上的最小值为a,在(-∞,0)上单调递减,当x→0(x<0)时,f(x)→3a-1,要使函数f(x)的最小值为2a-1,则有a=2a-1≤3a-1,解得a=1;当-1≤a<0时,函数f(x)在[0,+∞)上的最小值为a,在(-∞,0)上的最小值为2a-1,要使函数f(x)的最小值为2a-1,则有2a-1≤a,解得a≤1,所以-1≤a<0;当a<-1时,函数f(x)在[0,+∞)上的最小值为a2+a-1,在(-∞,0)上的最小值为2a-1,要使函数f(x)的最小值为2a-1,则有2a-1≤a2+a-1,解得a≤0或a≥1,所以a<-1.综上所述,实数a的取值范围为a<0或a=1,故选C.(2)(2018·全国Ⅱ)已知f(x)是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,满足f(1-x)=f(1+x).若f(1)=2,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)等于( )A.-50 B.0 C.2 D.50答案 C解析∵f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x),∴f(1-x)=-f(x-1).∵f(1-x)=f(1+x),∴-f(x-1)=f(x+1),∴f(x+2)=-f(x),∴f(x+4)=-f(x+2)=-[-f(x)]=f(x),∴函数f(x)是周期为4的周期函数.由f(x)为奇函数且定义域为R得f(0)=0,又∵f(1-x)=f(1+x),∴f(x)的图象关于直线x=1对称,∴f(2)=f(0)=0,∴f(-2)=0.又f(1)=2,∴f(-1)=-2,∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=f(1)+f(2)+f(-1)+f(0)=2+0-2+0=0,∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+…+f(49)+f(50)=0×12+f(49)+f(50)=f(1)+f(2)=2+0=2.故选C.热点二函数图象及应用1.作函数图象有两种基本方法:一是描点法;二是图象变换法,其中图象变换有平移变换、伸缩变换、对称变换.2.利用函数图象可以判断函数的单调性、奇偶性,作图时要准确画出图象的特点. 例2 (1)(2018·全国Ⅱ)函数f (x )=e x-e-xx2的图象大致为( )答案 B解析 ∵y =e x -e -x 是奇函数,y =x 2是偶函数, ∴f (x )=e x-e -xx是奇函数,图象关于原点对称,排除A. 当x =1时,f (1)=e -e -11=e -1e >0,排除D.又e>2,∴1e <12,∴e-1e >32,排除C.故选B.(2)函数f (x )=e x+a e -x与g (x )=x 2+ax 在同一坐标系内的图象不可能是( )答案 C解析 因为g (x )=x 2+ax 的图象过原点,所以图象中过原点的抛物线是函数g (x )的图象,在选项C 中,上面的图象是函数f (x )的图象,下面的是函数g (x )的图象,所以-a2>0,所以a <0,因为f ′(x )=e x -a e -x ,所以f ′(x )>0在R 上恒成立,所以函数f (x )在定义域内单调递增,不是选项C 中的图象,故选C.思维升华 (1)根据函数的解析式判断函数的图象,要从定义域、值域、单调性、奇偶性等方面入手,结合给出的函数图象进行全面分析,有时也可结合特殊的函数值进行辅助推断,这是判断函数图象问题的基本方法.(2)判断复杂函数的图象,常借助导数这一工具,先对原函数进行求导,再利用导数判断函数的单调性、极值或最值,从而对选项进行筛选.要注意函数求导之后,导函数发生了变化,故导函数和原函数定义域会有所不同,我们必须在原函数的定义域内研究函数的极值和最值. 跟踪演练2 (1)函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫lnx -1x +1的图象大致为( )答案 B解析 由于x ≠0,故排除A. f (-x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln -x -1-x +1=-f (x ), 又函数f (x )的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞), 所以函数为奇函数,图象关于原点对称,排除C.f (2)=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 13=-sin(ln 3)<0,排除D ,故选B.(2)函数f (x )=|x |+a x(a ∈R )的图象不可能是( )答案 C解析 对于A ,当a =0时,f (x )=|x |,且x ≠0,故可能;对于B ,当x >0且a >0时,f (x )=x +a x≥2a ,当且仅当x =a 时等号成立,当x <0且a >0时,f (x )=-x +ax在(-∞,0)上为减函数,故可能;对于D ,当x <0且a <0时,f (x )=-x +a x≥2-x ·a x=2-a ,当且仅当x =--a 时等号成立,当x >0且a <0时,f (x )=x +a x在(0,+∞)上为增函数,故可能,且C 不可能.故选C. 热点三 基本初等函数的图象和性质1.指数函数y =a x(a >0,a ≠1)与对数函数y =log a x (a >0,a ≠1)的图象和性质,分0<a <1,a >1两种情况,着重关注两函数图象中的公共性质.2.幂函数y =x α的图象和性质,主要掌握α=1,2,3,12,-1五种情况.例3 (1)(2017·全国Ⅰ)设x ,y ,z 为正数,且2x=3y=5z,则( ) A .2x <3y <5z B .5z <2x <3y C .3y <5z <2x D .3y <2x <5z答案 D解析 令t =2x=3y=5z, ∵x ,y ,z 为正数,∴t >1.则x =log 2t =lg t lg 2,同理,y =lg t lg 3,z =lg tlg 5.∴2x -3y =2lg t lg 2-3lg t lg 3=lg t (2lg 3-3lg 2)lg 2×lg 3=lg t (lg 9-lg 8)lg 2×lg 3>0,∴2x >3y .又∵2x -5z =2lg t lg 2-5lg t lg 5=lg t (2lg 5-5lg 2)lg 2×lg 5=lg t (lg 25-lg 32)lg 2×lg 5<0,∴2x <5z ,∴3y <2x <5z .故选D.(2)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a x,x <0,(a -3)x +4a ,x ≥0满足对任意x 1≠x 2,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0成立,则a的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,14 B .(1,2]C .(1,3) D.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1 答案 A 解析 由f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0,得f (x )是减函数,即⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,a -3<0,4a ≤1,得a ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,14,故选A.思维升华 (1)指数函数、对数函数、幂函数是高考的必考内容之一,重点考查图象、性质及其应用,同时考查分类讨论、等价转化等数学思想方法及运算能力. (2)比较代数式大小问题,往往利用函数图象或者函数的单调性. 跟踪演练3 (1)(2018·浙江省台州中学模拟)设a =131log ,2b =132log ,3c =log 343,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a <b <cB .c <b <aC .b <a <cD .b <c <a答案 B 解析 131log 2=log 32,132log 3=log 332,因为y =log 3x 在(0,+∞)上单调递增,所以log 32>log 332>log 343,即131log 2>132log 3>log 343,则a >b >c ,故选B.(2)对任意实数a ,b 定义运算“Δ”:a Δb =⎩⎪⎨⎪⎧a ,a -b ≤2,b ,a -b >2,设f (x )=3x +1Δ(1-x ),若函数f (x )与函数g (x )=x 2-6x 在区间(m ,m +1)上均为减函数,则实数m 的取值范围是( ) A .[-1,2] B .(0,3] C .[0,2] D .[1,3]答案 C解析 由题意得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +1,x >0,3x +1,x ≤0,∴函数f (x )在(0,+∞)上单调递减,函数g (x )=(x -3)2-9在(-∞,3]上单调递减,若函数f (x )与g (x )在区间(m ,m +1)上均为减函数,则⎩⎪⎨⎪⎧m ≥0,m +1≤3,得0≤m ≤2,故选C.真题体验1.(2018·全国Ⅲ改编)函数y =-x 4+x 2+2的图象大致为________.(填序号)答案 ④解析 方法一 f ′(x )=-4x 3+2x ,则f ′(x )>0的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-22∪⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22,此时f (x )单调递增;f ′(x )<0的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,0∪⎝ ⎛⎭⎪⎫22,+∞,此时f (x )单调递减. 方法二 当x =1时,y =2,所以排除①②.当x =0时,y =2,而当x =12时,y =-116+14+2=2316>2, 所以排除③.2.(2017·天津改编)已知奇函数f (x )在R 上是增函数,g (x )=xf (x ).若a =g (-log 25.1),b =g (20.8),c =g (3),则a ,b ,c 的大小关系为________.答案 b <a <c解析 依题意a =g (-log 25.1) =(-log 25.1)·f (-log 25.1) =log 25.1f (log 25.1)=g (log 25.1). 因为f (x )在R 上是增函数,可设0<x 1<x 2, 则0<f (x 1)<f (x 2).从而x 1f (x 1)<x 2f (x 2),即g (x 1)<g (x 2). 所以g (x )在(0,+∞)上亦为增函数. 又log 25.1>0,20.8>0,3>0, 且log 25.1<log 28=3,20.8<21<3, 而20.8<21=log 24<log 25.1, 所以3>log 25.1>20.8>0,所以c >a >b .3.(2017·山东改编)设f (x )=⎩⎨⎧x ,0<x <1,2(x -1),x ≥1,若f (a )=f (a +1),则 f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =________. 答案 6解析 若0<a <1,由f (a )=f (a +1), 得a =2(a +1-1), ∴a =14,∴f⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =f (4)=2×(4-1)=6. 若a ≥1,由f (a )=f (a +1), 得2(a -1)=2(a +1-1),无解.综上,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =6. 4.(2017·全国Ⅱ)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ∈(-∞,0)时,f (x )=2x 3+x 2,则f (2)=________. 答案 12解析 方法一 令x >0,则-x <0. ∴f (-x )=-2x 3+x 2.∵函数f (x )是定义在R 上的奇函数, ∴f (-x )=-f (x ).∴f (x )=2x 3-x 2(x >0). ∴f (2)=2×23-22=12. 方法二 f (2)=-f (-2) =-[2×(-2)3+(-2)2]=12. 押题预测1.在同一直角坐标系中,函数f (x )=x a(x ≥0),g (x )=log a x 的图象可能是( )押题依据 指数、对数、幂函数的图象识别问题是高考命题的热点,旨在考查其基本性质的灵活运用,题目难度一般不大,位于试卷比较靠前的位置. 答案 D解析 方法一 分a >1,0<a <1两种情形讨论.当a >1时,y =x a与y =log a x 均为增函数,但y =x a递增较快,排除C ;当0<a <1时,y =x a为增函数,y =log a x 为减函数,排除A.由于y =x a递增较慢,故选D. 方法二 幂函数f (x )=x a的图象不过(0,1)点,排除A ;B 项中由对数函数g (x )=log a x 的图象知0<a <1,而此时幂函数f (x )=x a的图象应是增长越来越慢的变化趋势,故B 错,D 正确;C 项中由对数函数g (x )=log a x 的图象知a >1,而此时幂函数g (x )=x a的图象应是增长越来越快的变化趋势,故C 错.2.设函数y =f (x )(x ∈R )为偶函数,且∀x ∈R ,满足f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -32=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12,当x ∈[2,3]时,f (x )=x ,则当x ∈[-2,0]时,f (x )等于( ) A .|x +4| B .|2-x | C .2+|x +1|D .3-|x +1|押题依据 利用函数的周期性、奇偶性求函数值是高考的传统题型,考查学生思维的灵活性. 答案 D解析 由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -32=f⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12, 可得f (x +2)=f (x ),则当x ∈[-2,-1]时,x +4∈[2,3],f (x )=f (x +4)=x +4=x +1+3;当x ∈[-1,0]时,-x ∈[0,1],2-x ∈[2,3],f (x )=f (-x )=f (2-x )=2-x =3-x -1,故选D.3.已知函数f (x )=1ln (x +1)-x,则y =f (x )的图象大致为( )押题依据 图象的识别和变换是高考的热点,此类问题既考查了基础知识,又考查了学生的灵活变换能力. 答案 B解析 方法一 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,x ≠0,∴f (x )的定义域为{x |x >-1且x ≠0}. 令g (x )=ln(x +1)-x ,则g ′(x )=1x +1-1=-xx +1, 当-1<x <0时,g ′(x )>0;当x >0时,g ′(x )<0.∴f (x )在区间(-1,0)上为减函数,在区间(0,+∞)上为增函数,对照各选项,只有B 符合.方法二 取特殊值,用排除法求解,f (2)=1ln 3-2<0,排除A.f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=1ln 12+12=1ln e 2<0, 排除C ,D ,故选B.4.已知函数h (x )(x ≠0)为偶函数,且当x >0时,h (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 24,0<x ≤4,4-2x ,x >4,若h (t )>h (2),则实数t 的取值范围为________.押题依据 分段函数是高考的必考内容,利用函数的单调性求解参数的范围,是一类重要题型,是高考考查的热点.本题恰当地应用了函数的单调性,同时考查了函数的奇偶性的性质. 答案 (-2,0)∪(0,2)解析 因为当x >0时,h (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 24,0<x ≤4,4-2x ,x >4.所以函数h (x )在(0,+∞)上单调递减,因为函数h (x )(x ≠0)为偶函数,且h (t )>h (2), 所以h (|t |)>h (2),所以0<|t |<2,所以⎩⎪⎨⎪⎧t ≠0,|t |<2,即⎩⎪⎨⎪⎧t ≠0,-2<t <2,解得-2<t <0或0<t <2.综上,所求实数t 的取值范围为(-2,0)∪(0,2).A 组 专题通关1.(2018·浙江省重点中学联考)已知函数f (x )=x 2-4x +1的定义域为[1,t ],在该定义域内函数的最大值与最小值之和为-5,则实数t 的取值范围是( ) A .(1,3] B .[2,3] C .(1,2]D .(2,3)解析 若t ≤2,则函数的最大值为f (1)=-2,函数的最小值为f (t )=t 2-4t +1,由题意得t 2-4t -1=-5,解得t =2;若t >2,因为定义域为[1,t ],所以函数的最小值为f (2)=-3,函数的最大值为max[f (1),f (t )]=max{-2,t 2-4t +1}=-2.结合函数图象(图略),得t 2-4t +1≤-2,解得1≤t ≤3,所以2<t ≤3.综上所述,2≤t ≤3,故选B.2.已知函数f (x )=a -2x a +2x是奇函数,则f (a )的值等于( )A .-13B .3C .-13或3D.13或3 答案 C解析 函数f (x )为奇函数,则f (-x )=-f (x ),即a -2-x a +2-x =-a -2x a +2x 在定义域内恒成立, 整理可得a ·2x -1a ·2x +1=-a +2x a +2x,即a 2=1恒成立,∴a =±1, 当a =1时,函数f (x )的解析式为 f (x )=1-2x 1+2x ,f ()a =f ()1=1-211+21=-13,当a =-1时,函数f (x )的解析式为f (x )=-1-2x -1+2x ,f ()a =f ()-1=-1-2-1-1+2-1=3.综上可得f ()a 的值为-13或3.3.(2018·浙江省名校协作体联考)已知函数f (x )=ax 3+x 2+x +b ,下列图象一定不能表示f (x )的图象的是( )解析 由题意得f ′(x )=3ax 2+2x +1,对于选项D ,可知a <0,Δ=4-12a ≤0,此时a 无解,所以D 不正确,故选D.4.已知函数f (x )=1-2x1+2x ,实数a ,b 满足不等式f (2a +b )+f (4-3b )>0,则下列不等式恒成立的是( ) A .b -a <2 B .a +2b >2 C .b -a >2 D .a +2b <2答案 C解析 由题意得f (-x )=1-2-x 1+2-x =2x -12x+1=-1-2x2x +1=-f (x ),故函数f (x )为奇函数. 又f (x )=-2x-11+2x =-(2x+1)-21+2x =-1+21+2x ,故函数f (x )在R 上单调递减. ∵f (2a +b )+f (4-3b )>0, ∴f (2a +b )>-f (4-3b )=f (3b -4), ∴2a +b <3b -4,∴b -a >2.故选C.5.已知f (x )是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,且在(-∞,0]上单调递增,若a =15log 3,f ⎛⎫ ⎪⎝⎭b =f (log 35),c =f (0.20.5),则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a <b <cB .c <a <bC .b <a <cD .c <b <a答案 C解析 ∵f (x )是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,∴a =15log 3f ⎛⎫⎪⎝⎭=f ()-log 53=f ()log 53,∵12=log 55<log 53<1,1=log 33<log 35, 0<0.20.5=55<12, ∴0.20.5<log 53<log 35,∵f (x )在(-∞,0]上是增函数,f (x )是定义在R 上的偶函数,∴f (x )在[0,+∞)上为减函数, 则f ()0.20.5>f ()log 53>f ()log 35,即b <a <c ,故选C.6.若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x+1,x ≥1,-x 2+ax +1,x <1在R 上是增函数,则a 的取值范围为( )A .[2,3]B .[2,+∞)C .[1,3]D .[1,+∞)答案 A解析 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 2≥1,-1+a +1≤2+1,∴a ∈[2,3],故选A.7.已知函数f (x )=ln(ax 2+bx +c )的部分图象如图所示,则a -b +c 等于()A .-1B .1C .-5D .5答案 D解析 由题图知,直线x =2,x =4是函数f (x )的渐近线,即有x 1=2,x 2=4是方程ax 2+bx +c =0的两根,x 3=1,x 4=5是方程ax 2+bx +c =1的两根,∴由根与系数的关系,得2+4=1+5=-b a ,2×4=c a ,1×5=c -1a, ∴⎩⎪⎨⎪⎧a =13,b =-2,c =83,∴a -b +c =5,故选D.8.已知log 2x =log 3y =log 5z <0,则2x ,3y ,5z的大小排序为( )A.2x <3y <5zB.3y <2x <5zC.5z <2x <3yD.5z <3y <2x答案 A解析 x ,y ,z 为正实数,且log 2x =log 3y =log 5z <0, 令log 2x =log 3y =log 5z =k (k <0), ∴x2=2k -1,y3=3k -1,z5=5k -1,可得2x =21-k ,3y =31-k ,5z=51-k,又1-k >0, ∴函数f (x )=x1-k在(0,+∞)上单调递增,∴2x <3y <5z.故选A.9.(2018·浙江省温州六校协作体联考)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x-2,x >0,-3-x+2,x <0,则下列结论错误的是( )A .函数f (x )的值域为RB .函数f (x )为奇函数C .函数f (|x |)为偶函数D .函数f (x )是单调函数 答案 D解析 在平面直角坐标系内画出函数f (x )的图象(图略),由图易得函数f (x )的值域为R ,A 正确;函数f (x )的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),且当x >0时,f (-x )=-3-(-x )+2=-3x+2=-f (x ),同理当x <0时,也有f (-x )=-f (x ),所以函数f (x )为奇函数,B 正确;f (|-x |)=f (|x |),所以函数f (|x |)为偶函数,C 正确;函数f (x )是分段函数,在各个区域内具有单调性,在整个定义域内函数f (x )不是单调函数,D 错误,综上所述,故选D. 10.已知定义在R 上的函数f (x )满足:①函数f (x )的图象的对称中心为(1,0),且对称轴为x =-1;②当x ∈[-1,1]时,f (x )=⎩⎨⎧1-x ,x ∈(0,1],1-x 2,x ∈[-1,0],则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72=________. 答案 -32解析 由题意作出f (x )的部分图象如图所示,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72=- 1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-122=-32.11.(2018·全国Ⅲ)已知函数f (x )=ln(1+x 2-x )+1,f (a )=4,则f (-a )=________. 答案 -2解析 ∵f (x )+f (-x )=ln(1+x 2-x )+1+ln(1+x 2+x )+1=ln(1+x 2-x 2)+2=2, ∴f (a )+f (-a )=2,∴f (-a )=-2.12.已知函数f (x )是奇函数,当x <0时,f (x )=-x 2+x .若不等式f (x )-x ≤2log a x (a >0且a ≠1)对∀x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,22恒成立,则实数a 的取值范围是________. 答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫14,1 解析 由已知得当x >0时,f (x )=x 2+x , 故x 2≤2log a x 对∀x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,22恒成立, 即当x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,22时, 函数y =x 2的图象不在y =2log a x 图象的上方, 由图(图略)知,0<a <1且2log a 22≥12, 解得14≤a <1.B 组 能力提高13.(2018·浙江省金丽衢十二校联考)如果存在正实数a ,使得f (x +a )为奇函数,f (x -a )为偶函数,我们称函数f (x )为“Θ函数”.给出下列四个函数: ①f (x )=sin x ; ②f (x )=cos x ; ③f (x )=sin x -cos x ;④f (x )=sin 2⎝⎛⎭⎪⎫x +π8.其中“Θ函数”的个数为( ) A .1 B .2 C .3D .4答案 B解析 对于函数f (x )=sin x ,f (x +k 1π)(k 1∈Z )为奇函数,f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π2+k 2π(k 2∈Z )为偶函数,所以不存在正实数a ,使得f (x +a )为奇函数,f (x -a )为偶函数,所以f (x )=sin x不是“Θ函数”;对于函数f (x )=cos x ,f (x +k 3π)(k 3∈Z )为偶函数,f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π2+k 4π(k 4∈Z )为奇函数,所以不存在正实数a ,使得f (x +a )为奇函数,f (x -a )为偶函数,所以f (x )=cos x 不是“Θ函数”;对于函数f (x )=sin x -cos x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π4,则存在a =π4使得f (x +a )为奇函数,f (x -a )为偶函数,所以f (x )=sin x -cos x 是“Θ函数”;对于函数f (x )=sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π8=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4,则存在a =3π8使得f (x +a )为奇函数,f (x -a )为偶函数,所以f (x )=sin 2⎝⎛⎭⎪⎫x +π8是“Θ函数”.综上所述,“Θ函数”的个数为2,故选B.14.(2018·浙江省杭州二中月考)设f (x )=ex1+e x ,[x ]表示不超过x 的最大整数,则函数g (x )=⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )-12+⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (-x )-12的值域是( ) A .{-1,0,1} B .{-1,0} C .{-2,-1,0} D .{0,1}答案 B解析 设h (x )=f (x )-12,则g (x )=[h (x )]+[h (-x )],又因为h (-x )=f (-x )-12=e-x1+e -x-12=11+e x -12=-e x1+e x +12=-h (x ),所以函数h (x )=f (x )-12为奇函数,易知h (x )在R 上单调递增,且h (x )∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,12.当x <0时,g (x )=-1+0=-1;当x =0时,g (x )=0+0=0;当x >0时,g (x )=0-1=-1.综上所述,函数g (x )=⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )-12+⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (-x )-12的值域为{-1,0},故选B.15.已知定义在R 上的奇函数f (x )和偶函数g (x )满足12f (x )-g (x )=x -1x 2+1,若g (x +5)+g ⎝⎛⎭⎪⎫1x -1<g (x )+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ,则x 的取值范围是____________________.答案 {x |x >-2且x ≠0且x ≠1} 解析 因为12f (x )-g (x )=x -1x 2+1,所以12 f (-x )-g (-x )=-x -1x 2+1,即-12 f (x )-g (x )=-x -1x 2+1,因此g (x )=1x 2+1. 因为g (x )+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =1x 2+1+11x2+1=1,所以由g (x +5)+g ⎝⎛⎭⎪⎫1x -1<g (x )+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ,得1(x +5)2+1+(x -1)21+(x -1)2<1, 即1(x +5)2+1<11+(x -1)2,解得x >-2,结合分母不为零得x 的取值范围是 {x |x >-2且x ≠0且x ≠1}.16.(2018·天津)已知a ∈R ,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x +a -2,x ≤0,-x 2+2x -2a ,x >0.若对任意x ∈[-3,+∞),f (x )≤|x |恒成立,则a 的取值范围是________.答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤18,2解析 如图所示,若对任意x ∈[-3,+∞),要使函数y =f (x )的图象恒在y =|x |图象的下方,则必有⎩⎪⎨⎪⎧f (-3)≤3, ①f (0)≤0, ②且在(0,+∞)内直线y =x 与y =-x 2+2x -2a 相切或相离,所以x =-x 2+2x -2a 有两个相等实根或无实根,即对于方程x 2-x +2a =0, Δ=(-1)2-4×2a ≤0,解得a ≥18.由①②得9-6+a -2≤3且a -2≤0,所以a ≤2.综上,18≤a ≤2.。
函数与导数
第1讲 函数及其相关概念
分层A 级 基础达标演练 (时间:30分钟 满分:55分)
一、选择题(每小题5分,共20分) 1.函数f (x )=1
1-x
+lg(1+x )的定义域是
( ).
A .(-∞,-1)
B .(1,+∞)
C .(-1,1)∪(1,+∞)
D .(-∞,+∞)
解析 要使函数f (x )有意义,则⎩⎪⎨
⎪
⎧
1-x ≠0,x +1>0,
解得x >-1且x ≠1.故函数f (x )的定义
域为(-1,1)∪(1,+∞). 答案 C
2.(2019·江西)下列函数中,与函数y =
13
x
定义域相同的函数为 ( ).
A .y =1
sin x
B .y =ln x x
C .y =x e x
D .y =sin x x
解析 函数y =
13
x
的定义域为{x |x ≠0,x ∈R }与函数y =sin x
x
的定义域相同,故选D.
答案 D
3.若一系列函数的解析式相同,值域相同,但定义域不同,则称这些函数为“同族函数”,则函数解析式为y =x 2
+1,值域为{1,3}的同族函数有 ( ).
A .1个
B .2个
C .3个
D .4个
解析 由x 2
+1=1,得x =0.由x 2
+1=3,得x =±2,所以函数的定义域可以是{0,2},{0,-2},{0,2,-2},故值域为{1,3}的同族函数共有3个. 答案 C
4.(2019·安徽)下列函数中,不满足f (2x )=2f (x )的是
( ).
A .f (x )=|x |
B .f (x )=x -|x |
C .f (x )=x +1
D .f (x )=-x
解析 因为f (x )=kx 与f (x )=k |x |均满足f (2x )=2f (x ),所以A ,B ,D 满足条件;对于C ,若f (x )=x +1,则f (2x )=2x +1≠2f (x )=2x +2. 答案 C
二、填空题(每小题5分,共10分)
5.函数f (x )=lg 1-x 2
的定义域为________.
解析 要使函数f (x )有意义,当且仅当1-x 2
>0,即x ∈(-1,1). 答案 (-1,1)
6.(2019·皖南八校联考)已知f (x )=⎩⎪⎨
⎪⎧
2-x
,x ≤0,
log 2x ,x >0,
则f ⎣⎢⎡⎦
⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=________.
解析 f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=212,∴f ⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫212=log 2212=12. 答案 1
2
三、解答题(共25分)
7.(12分)(1)已知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x =x 1-x 2
,求f (x );
(2)已知3f (x )+5f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x
=2
x
+1,求函数f (x )的解析式.
解 (1)设1+1x =t ,则x =1
t -1,且t ≠1,
又∵x ≠±1,∴t ≠0,且t ≠2,即t ≠0,1,2. 又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x =x 1-x 2,∴f (t )=
1
t -11-⎝ ⎛⎭⎪⎫1t -12=t -1t 2-2t , ∴f (x )=
x -1
x 2-2x
(x ≠0,1,2). (2)以1x
替换原等式中的x ,则3f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫1x +5f (x )=2x +1.
故⎩⎪⎨
⎪⎧
3f x +5f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =2
x +1,3f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫1x +5f x =2x +1,即⎩⎪⎨
⎪⎧
9f x +15f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =6
x +3,15f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫1x +25f x =10x +5.
两式相减整理,得f (x )=58x -38x +1
8
(x ≠0).
8.(13分)二次函数f (x )满足f (x +1)-f (x )=2x ,且f (0)=1.
(1)求f (x )的解析式;
(2)在区间[-1,1]上,函数y =f (x )的图象恒在直线y =2x +m 的上方,试确定实数m 的取值范围.
解 (1)由f (0)=1,可设f (x )=ax 2
+bx +1(a ≠0),故f (x +1)-f (x )=a (x +1)2
+b (x
+1)+1-(ax 2
+bx +1)=2ax +a +b ,由题意,得⎩
⎪⎨
⎪⎧
2a =2,a +b =0,解得⎩
⎪⎨
⎪⎧
a =1,
b =-1,
故f (x )=x 2
-x +1.
(2)由题意,得x 2
-x +1>2x +m ,即x 2
-3x +1>m ,对x ∈[-1,1]恒成立.令g (x )=x
2
-3x +1,则问题可转化为g (x )min >m ,又因为g (x )在[-1,1]上递减, 所以g (x )min =g (1)=-1,故m <-1.
分层B 级 创新能力提升
1.(2019·山西四校联考)定义在
R 上的函数f (x )满足f (x )=
⎩
⎪⎨
⎪⎧
log 28-x ,x ≤0,
f x -1-f x -2,x >0,则f (3)的值为
( ).
A .1
B .2
C .-2
D .-3
解析 f (3)=f (2)-f (1)=f (1)-f (0)-f (1)=-f (0)=-log 28=-3. 答案 D
2.(2019·江西南昌六校联考)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:
①y =x -1x ;②y =x +1
x ;③y =
⎩
⎪⎨⎪⎧
x ,0<x <1,
0,x =1,-1
x
,x >1.
其中满足“倒负”变换的函数是( ). A .①② B .①③ C .②③
D .①
解析 对于①,f (x )=x -1x ,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =1x -x =-f (x ),满足题意;对于②,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =1x +1
1
x
=
f (x )≠-f (x ),不满足题意;对于③,f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧
1
x ,0<1
x <1,
0,1
x =1,
-x ,1x >1,
即f (x )=
⎩⎪⎨⎪⎧
1
x ,x >1,0,x =1,-x ,0<x <1.
故f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫1x
=-f (x ),满足题意. 答案 B
3.已知函数f (x ),g (x )分别由下表给出,
则f [g (1)]的值为________,满足f [g (x )]>g [f (x )]的x 的值是________.
解析 ∵g (1)=3,∴f [g (1)]=f (3)=1,由表格可以发现g (2)=2,f (2)=3,∴f (g (2))=3,g (f (2))=1. 答案 1 2
4.函数y =x +1-x -1的值域为________.
解析 函数定义域为[1,+∞), ∵y =x +1-x -1=
2
x +1+x -1
,
当x ≥1时是减函数,∴0<y =2
x +1+x -1
≤22
= 2.
故函数的值域为(0,2]. 答案 (0,2]
5.若函数f (x )=12
x 2
-x +a 的定义域和值域均为[1,b ](b >1),求a ,b 的值.
解 ∵f (x )=12(x -1)2
+a -12
,∴其对称轴为x =1,
即函数f (x )在[1,b ]上单调递增.∴f (x )min =f (1)=a -1
2
=1,①
f (x )max =f (b )=12
b 2-b +a =b ,②
又b >1,由①②解得⎩⎪⎨⎪⎧
a =32
,
b =3,
∴a ,b 的值分别为3
2
,3.
6.已知f (x )是二次函数,若f (0)=0,且f (x +1)=f (x )+x +1.
(1)求函数f (x )的解析式; (2)求函数y =f (x 2
-2)的值域.
解 (1)设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),又f (0)=0, ∴c =0,即f (x )=ax 2+bx .又f (x +1)=f (x )+x +1, ∴a (x +1)2
+b (x +1)=ax 2
+bx +x +1. ∴(2a +b )x +a +b =(b +1)x +1.
∴⎩
⎪⎨
⎪⎧
2a +b =b +1,a +b =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧
a =1
2,b =1
2.
∴f (x )=12x 2+1
2
x .
(2)由(1)知y =f (x 2-2)=12(x 2-2)2
+12
(x 2-2)=
12(x 4-3x 2+2)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-322-18,当x 2=32时,y 取最小值-18
.∴函数y =f (x 2
-2)的值域为
⎣⎢⎡⎭
⎪⎫-18,+∞.。