2018年高三最新 高三数学第二轮专题(一)(函数、不等式、导数) 精品
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第4讲导数与函数的单调性、极值、最值问题高考定位利用导数研究函数的性质,以含指数函数、对数函数、三次有理函数为载体,研究函数的单调性、极值、最值,并能解决简单的问题.真题感悟1。
(2017·全国Ⅱ卷)若x=-2是函数f(x)=(x2+ax-1)·e x-1的极值点,则f(x)的极小值为() A。
-1 B.-2e-3C。
5e-3 D.1解析f′(x)=[x2+(a+2)x+a-1]·e x-1,则f′(-2)=[4-2(a+2)+a-1]·e-3=0⇒a=-1,则f(x)=(x2-x-1)·e x-1,f′(x)=(x2+x-2)·e x-1,令f′(x)=0,得x=-2或x=1,当x〈-2或x>1时,f′(x)〉0,当-2<x〈1时,f′(x)〈0,则f(x)极小值为f(1)=-1。
答案 A2。
(2017·全国Ⅰ卷)曲线y=x2+1x在点(1,2)处的切线方程为________.解析设y=f(x),则f′(x)=2x-错误!,所以f′(1)=2-1=1,所以在(1,2)处的切线方程为y-2=1×(x-1),即y=x+1。
答案y=x+13。
(2017·全国Ⅰ卷改编)已知函数f(x)=e x(e x-a)-a2x,其中参数a≤0. (1)讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)≥0,求a的取值范围.解 (1)函数f (x )的定义域为(-∞,+∞),且a ≤0.f ′(x )=2e 2x -a e x -a 2=(2e x +a )(e x -a ).①若a =0,则f (x )=e 2x ,在(-∞,+∞)上单调递增。
②若a <0,则由f ′(x )=0,得x =ln 错误!。
当x ∈错误!时,f ′(x )<0;当x ∈错误!时,f ′(x )>0.故f (x )在错误!上单调递减,在区间错误!上单调递增。
第1讲 函数图象与性质高考定位 1.以基本初等函数为载体,考查函数的定义域、最值、奇偶性、单调性和周期性;2.利用函数的图象研究函数性质,能用函数的图象性质解决简单问题;3.函数与方程思想、数形结合思想是高考的重要思想方法.真 题 感 悟1.(2017·全国Ⅲ卷)函数y =1+x +sin xx 2的部分图象大致为( )解析 法一 易知g (x )=x +sin xx 2为奇函数,其图象关于原点对称.所以y =1+x +sin xx 2的图象只需把g (x )的图象向上平移一个单位长度,选项D 满足.法二 当x =1时,f (1)=1+1+sin 1=2+sin 1>2,排除A ,C.又当x →+∞时,y →+∞,B 项不满足,D 满足. 答案 D2.(2017·山东卷)设f (x )=⎩⎨⎧x ,0<x <1,2(x -1),x ≥1,若f (a )=f (a +1),则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =( )A.2B.4C.6D.8解析 由已知得a >0,∴a +1>1, ∵f (a )=f (a +1),∴a =2(a +1-1), 解得a =14,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =f (4)=2(4-1)=6.答案 C3.(2017·全国Ⅰ卷)已知函数f (x )=ln x +ln(2-x ),则( ) A.f (x )在(0,2)上单调递增 B.f (x )在(0,2)上单调递减C.y =f (x )的图象关于直线x =1对称D.y =f (x )的图象关于点(1,0)对称解析 由题意知,f (x )=ln x +ln(2-x )的定义域为(0,2),f (x )=ln[x (2-x )]= ln[-(x -1)2+1],由复合函数的单调性知,函数f (x )在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减,所以排除A ,B ;又f (2-x )=ln(2-x )+ln x =f (x ),所以f (x )的图象关于直线x =1对称,C 正确,D 错误. 答案 C4.(2016·全国Ⅱ卷)已知函数f (x )(x ∈R )满足f (x )=f (2-x ),若函数y =|x 2-2x -3|与y =f (x )图象的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x m ,y m ),则∑i =1mx i =( )A.0B.mC.2mD.4m解析 ∵f (x )=f (2-x ),∴函数f (x )的图象关于直线x =1对称.又y =|x 2-2x -3|=|(x -1)2-4|的图象关于直线x =1对称, ∴两函数图象的交点关于直线x =1对称. 当m 为偶数时,∑i =1m x i =2×m2=m ;当m 为奇数时,∑i =1mx i =2×m -12+1=m .答案 B考 点 整 合1.函数的性质(1)单调性:单调性是函数在其定义域上的局部性质.证明函数的单调性时,规范步骤为取值、作差、变形、判断符号和下结论.复合函数的单调性遵循“同增异减”的原则.(2)奇偶性:①若f (x )是偶函数,则f (x )=f (-x ). ②若f (x )是奇函数,0在其定义域内,则f (0)=0.③奇函数在关于原点对称的单调区间内有相同的单调性,偶函数在关于原点对称的单调区间内有相反的单调性.(3)周期性:①若y =f (x )对x ∈R ,f (x +a )=f (x -a )或f (x +2a )=f (x )(a >0)恒成立,则y =f (x )是周期为2a 的周期函数.②若y =f (x )是偶函数,其图象又关于直线x =a 对称,则f (x )是周期为2|a |的周期函数.③若y =f (x )是奇函数,其图象又关于直线x =a 对称,则f (x )是周期为4|a |的周期函数.④若f (x +a )=-f (x )⎝ ⎛⎭⎪⎫或f (x +a )=1f (x ),则y =f (x )是周期为2|a |的周期函数.易错提醒 错用集合运算符号致误:函数的多个单调区间若不连续,不能用符号“∪”连接,可用“和”或“,”连接. 2.函数的图象(1)对于函数的图象要会作图、识图和用图,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、伸缩变换和对称变换. (2)在研究函数性质特别是单调性、值域、零点时,要注意结合其图象研究. (3)函数图象的对称性①若函数y =f (x )满足f (a +x )=f (a -x ),即f (x )=f (2a -x ),则y =f (x )的图象关于直线x =a 对称;②若函数y =f (x )满足f (a +x )=-f (a -x ),即f (x )=-f (2a -x ),则y =f (x )的图象关于点(a ,0)对称.热点一 函数及其表示【例1】 (1)(2017·邯郸调研)函数y =lg (1-x 2)2x 2-3x -2的定义域为( )A.(-∞,1]B.[-1,1]C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,-12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-1,-12∪⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,1 (2)(2015·全国Ⅱ卷)设函数f (x )=⎩⎨⎧1+log 2(2-x ),x <1,2x -1,x ≥1,则f (-2)+f (log 212)=( ) A.3 B.6 C.9D.12解析 (1)函数有意义,则⎩⎨⎧1-x 2>0,2x 2-3x -2≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧-1<x <1,x ≠2且x ≠-12. 所以函数的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪-1<x <1,且x ≠-12.(2)因为-2<1,log 212>log 28=3>1,所以f (-2)=1+log 2[2-(-2)]=1+log 24=3,f (log 212)=2log 212-1=2log 212×2-1=12×12=6,故f (-2)+f (log 212)=3+6=9.答案 (1)C (2)C探究提高 1.(1)给出解析式的函数的定义域是使解析式有意义的自变量的集合,只需构建不等式(组)求解即可.(2)抽象函数:根据f (g (x ))中g (x )的范围与f (x )中x 的范围相同求解.2.对于分段函数的求值问题,必须依据条件准确地找出利用哪一段求解;形如f (g (x ))的函数求值时,应遵循先内后外的原则.【训练1】 (1)(2017·山东卷)设函数y =4-x 2的定义域为A ,函数y =ln(1-x )的定义域为B ,则A ∩B =( ) A.(1,2) B.(1,2] C.(-2,1)D.[-2,1)(2)已知函数f (x )=⎩⎨⎧a ·2x ,x ≥0,2-x ,x <0(a ∈R ),若f (f (-1))=1,则a =( )A.14B.12C.1D.2解析 (1)由4-x 2≥0得-2≤x ≤2,∴A =[-2,2], 由1-x >0得x <1,∴B =(-∞,1).∴A ∩B =[-2,1). (2)∵f (-1)=2-(-1)=2,∴f [f (-1)]=f (2)=4a =1,解得a =14.答案 (1)D (2)A热点二 函数的图象及应用 命题角度1 函数图象的识别【例2-1】 (2017·汉中模拟)函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫21+e x -1·sin x 的图象大致形状为( )解析 ∵f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫21+e x -1·sin x ,∴f (-x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫21+e -x -1·sin(-x )=-⎝ ⎛⎭⎪⎫2e x1+e x -1sin x =⎝ ⎛⎭⎪⎫21+e x -1·sin x =f (x ).∴函数f (x )为偶函数,故排除C ,D ,当x =2时,f (2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫21+e 2-1·sin 2<0,故排除B ,只有A 符合.答案 A命题角度2 函数图象的应用【例2-2】 (1)(2017·历城冲刺)已知f (x )=2x -1,g (x )=1-x 2,规定:当|f (x )|≥g (x )时,h (x )=|f (x )|;当|f (x )|<g (x )时,h (x )=-g (x ),则h (x )( ) A.有最小值-1,最大值1B.有最大值1,无最小值C.有最小值-1,无最大值D.有最大值-1,无最小值(2)(2015·全国Ⅰ卷)设函数f (x )=e x (2x -1)-ax +a ,其中a <1,若存在唯一的整数x 0使得f (x 0)<0,则实数a 的取值范围是( ) A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-32e ,1 B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-32e ,34 C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32e ,34 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32e ,1 解析 (1)画出y =|f (x )|=|2x -1|与y =g (x )=1-x 2的图象,它们交于A ,B 两点.由“规定”,在A ,B 两侧,|f (x )|≥g (x ),故h (x )=|f (x )|;在A ,B 之间,|f (x )|<g (x ),故h (x )=-g (x ).综上可知,y =h (x )的图象是图中的实线部分,因此h (x )有最小值-1,无最大值. (2)设g (x )=e x (2x -1),h (x )=ax -a ,由题知存在唯一的整数x 0,使得g (x 0)<h (x 0), 因为g ′(x )=e x(2x +1),可知g (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-12上单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,+∞上单调递增,作出g (x )与h (x )的大致图象如图所示,故⎩⎨⎧h (0)>g (0),h (-1)≤g (-1),即⎩⎪⎨⎪⎧a <1,-2a ≤-3e ,所以32e ≤a <1.答案 (1)C (2)D探究提高 1.已知函数的解析式,判断其图象的关键是由函数解析式明确函数的定义域、值域、单调性、奇偶性、周期性等,以及函数图象上的特殊点,根据这些性质对函数图象进行具体分析判断.2.(1)运用函数图象解决问题时,先要正确理解和把握函数图象本身的含义及其表示的内容,熟悉图象所能够表达的函数的性质.(2)图象形象地显示了函数的性质,因此,函数性质的确定与应用及一些方程、不等式的求解常与图象数形结合研究. 【训练2】 (1)(2017·菏泽二模)函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13|log 3x |的图象是( )(2)如图,函数f (x )的图象为折线ACB ,则不等式f (x )≥log 2(x +1)的解集是( )A.(-1,0]B.[-1,1]C.(-1,2]D.(-1,1]解析 (1)当x ≥1时,y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13|log 3 x |=⎝ ⎛⎭⎪⎫13log 3 x =1x .当0<x <1时,y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13|log 3 x |=3 log 3 x =x .∴y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13|log 3 x |=⎩⎪⎨⎪⎧1x ,x ≥1,x ,0<x <1.图象为选项A.(2)在同一坐标系中画出函数f (x )与y =log 2(x +1)的图象,如图所示.根据图象,当x∈(-1,1]时,y=f(x)的图象在y=log2(x+1)图象的上方.所以不等式的解集为(-1,1].答案(1)A(2)D热点三函数的性质与应用【例3】(1)(2017·山东卷)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且f(x+4)=f(x-2).若当x∈[-3,0]时,f(x)=6-x,则f(919)=________.(2)(2017·天津卷)已知奇函数f(x)在R上是增函数,g(x)=xf(x).若a=g(-log25.1),b=g(20.8),c=g(3),则a,b,c的大小关系为()A.a<b<cB.c<b<aC.b<a<cD.b<c<a解析(1)∵f(x+4)=f(x-2),∴f[(x+2)+4]=f[(x+2)-2],即f(x+6)=f(x),∴f(919)=f(153×6+1)=f(1),又f(x)在R上是偶函数,∴f(1)=f(-1)=6-(-1)=6,即f(919)=6.(2)法一易知g(x)=xf(x)在R上为偶函数,∵奇函数f(x)在R上是增函数,且f(0)=0.∴g(x)在(0,+∞)上是增函数.又3>log25.1>2>20.8,且a=g(-log25.1)=g(log25.1),∴g(3)>g(log25.1)>g(20.8),则c>a>b.法二(特殊化)取f(x)=x,则g(x)=x2为偶函数且在(0,+∞)上单调递增,又3>log25.1>20.8,从而可得c>a>b.答案(1)6(2)C探究提高 1.利用函数的奇偶性和周期性可以转化函数的解析式、图象和性质,把不在已知区间上的问题,转化到已知区间上求解.2.函数单调性应用:可以比较大小、求函数最值、解不等式、证明方程根的唯一性.【训练3】 (1)(2017·淄博诊断)已知奇函数f (x )=⎩⎨⎧3x-a (x ≥0),g (x )(x <0),则f (-2)的值等于________.(2)(2017·石家庄调研)已知偶函数f (x )在[0,+∞)上单调递减,且f (2)=0.若 f (x -1)>0,则x 的取值范围是________.解析 (1)因为函数f (x )为奇函数,所以f (0)=0,则30-a =0,∴a =1. ∴当x ≥0时,f (x )=3x -1,则f (2)=32-1=8, 因此f (-2)=-f (2)=-8. (2)因为f (2)=0,f (x -1)>0, 所以f (x -1)>f (2).又因为f (x )是偶函数且在[0,+∞)上单调递减, 所以f (|x -1|)>f (2),即|x -1|<2,解得-1<x <3. 答案 (1)-8 (2)(-1,3)1.解决函数问题忽视函数的定义域或求错函数的定义域,如求函数f (x )=1x ln x 的定义域时,只考虑x >0,忽视ln x ≠0的限制.2.如果一个奇函数f (x )在原点处有意义,即f (0)有意义,那么一定有f (0)=0;若f (x )为偶函数,则f (|x |)=f (x ).3.三种作函数图象的基本思想方法(1)通过函数图象变换利用已知函数图象作图;(2)对函数解析式进行恒等变换,转化为已知方程对应的曲线; (3)通过研究函数的性质,明确函数图象的位置和形状.4.函数是中学数学的核心,函数思想是重要的思想方法,利用函数思想研究方程(不等式)才能抓住问题的本质,对于给定的函数若不能直接求解或画出图形,常会通过分解转化为两个函数图象,数形结合直观求解.一、选择题1.(2017·唐山一模)若函数f (x )=⎩⎨⎧e x -1,x ≤1,5-x 2,x >1,则f (f (2))=( ) A.1 B.4 C.0D.5-e 2解析 由题意知,f (2)=5-4=1,f (1)=e 0=1, 所以f (f (2))=1. 答案 A2.(2017·衡阳二模)已知函数g (x )的定义域为{x |x ≠0},且g (x )≠0,设p :函数f (x )=g (x )⎝ ⎛⎭⎪⎫11-2x -12是偶函数;q :函数g (x )是奇函数,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 令h (x )=11-2x -12(x ≠0)易得h (x )+h (-x )=0,h (x )为奇函数,g (x )是奇函数,f (x )为偶函数;反过来也成立.因此p 是q 的充要条件. 答案 C3.(2017·全国Ⅰ卷)函数y =sin 2x1-cos x的部分图象大致为()解析 令f (x )=sin 2x1-cos x,定义域为{x |x ≠2k π,k ∈Z },又f (-x )=-f (x ),∴f (x )在定义域内为奇函数,图象关于原点对称,B 不正确.又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=0,f (π)=0,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫34π=-11+22<0.∴选项A ,D 不正确,只有选项C 满足.答案 C4.已知定义在R 上的函数f (x )=2|x -m |-1(m 为实数)为偶函数,记a =f (log 0.53),b =f (log 25),c =f (2m ),则a ,b ,c 的大小关系为( ) A.a <b <c B.a <c <b C.c <a <bD.c <b <a解析 由f (x )=2|x -m |-1是偶函数可知m =0, 所以f (x )=2|x |-1.所以a =f (log 0.53)=2|log 0.53|-1=2log 23-1=2, b =f (log 25)=2|log 25|-1=2log 25-1=4, c =f (0)=2|0|-1=0,所以c <a <b . 答案 C5.(2016·天津卷改编)已知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 (2|a -1|)>f (-2),则a 的取值范围是( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,32 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞ D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞ 解析 ∵f (x )是偶函数,且在(-∞,0)上单调递增, ∴在(0,+∞)上单调递减,f (-2)=f (2), ∴f (2|a -1|)>f (2),∴2|a -1|<2=212,∴|a -1|<12,即-12<a -1<12,即12<a <32. 答案 A 二、填空题6.(2017·成都诊断)函数f (x )=2x -12+3x +1的定义域为________.解析 由题意得:⎩⎪⎨⎪⎧2x -12≥0,x +1≠0,解得x >-1. 答案 {x |x >-1}7.(2017·郴州二模)已知函数f (x )是奇函数,当x >0时,f (x )=a x (a >0且a ≠1),且f (log 124)=-3,则a 的值为________.解析 ∵奇函数f (x )满足f ⎝ ⎛⎭⎪⎫log 124=-3,而log 124=-2<0,∴f (-2)=-3,即f (2)=3,又∵当x >0时,f (x )=a x (a >0且a ≠1),又2>0, ∴f (2)=a 2=3,解之得a = 3. 答案38.(2015·全国Ⅰ卷改编)设函数f (x )=ln(1+|x |)-11+x 2,则使得f (x )>f (2x -1)成立的x 的取值范围是________. 解析 由f (x )=ln(1+|x |)-11+x 2,知f (x )为R 上的偶函数,于是f (x )>f (2x -1)即为f (|x |)>f (|2x -1|).当x >0时,f (x )=ln(1+x )-11+x 2,所以f (x )为[0,+∞)上的增函数,则由f (|x |)>f (|2x -1|)得|x |>|2x -1|,平方得3x 2-4x +1<0,解得13<x <1.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,1三、解答题9.已知函数f (x )=mx 2-2x +1有且仅有一个正实数的零点,求实数m 的取值范围. 解 当m =0时,f (x )=-2x +1,它显然有一个正实数的零点.当m ≠0时,函数f (x )=mx 2-2x +1的图象是抛物线,且与y 轴的交点为(0,1), 由f (x )有且仅有一个正实数的零点,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1m >0,Δ=0或x =1m <0,解得m =1或m <0.综上所述,m 的取值范围是(-∞,0]∪{1}. 10.(2017·深圳中学调研)已知函数f (x )=a -22x+1. (1)求f (0);(2)探究f (x )的单调性,并证明你的结论; (3)若f (x )为奇函数,求满足f (ax )<f (2)的x 的范围. 解 (1)f (0)=a -220+1=a -1.(2)∵f(x)的定义域为R,∴任取x1,x2∈R且x1<x2,则f(x1)-f(x2)=a-22x1+1-a+22 x2+1=2·(2 x1-2 x2)(1+2 x1)(1+2 x2),∵y=2x在R上单调递增且x1<x2,∴0<2 x1<2 x2,∴2 x1-2 x2<0,2 x1+1>0,2 x2+1>0. ∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2).∴f(x)在R上单调递增.(3)∵f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x),即a-22-x+1=-a+22x+1,解得a=1(或用f(0)=0去解).∴f(ax)<f(2)即为f(x)<f(2),又∵f(x)在R上单调递增,∴x<2.∴不等式的解集为(-∞,2).11.已知函数f(x)=x2-2ln x,h(x)=x2-x+a.(1)求函数f(x)的极值;(2)设函数k(x)=f(x)-h(x),若函数k(x)在[1,3]上恰有两个不同零点,求实数a 的取值范围.解(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),令f′(x)=2x-2x=0,得x=1.当x∈(0,1)时,f′(x)<0,当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,所以函数f(x)在x=1处取得极小值为1,无极大值. (2)k(x)=f(x)-h(x)=x-2ln x-a(x>0),所以k′(x)=1-2 x,令k′(x)>0,得x>2,所以k(x)在[1,2)上单调递减,在(2,3]上单调递增,所以当x=2时,函数k(x)取得最小值k(2)=2-2ln 2-a.因为函数k(x)=f(x)-h(x)在区间[1,3]上恰有两个不同零点,即有k(x)在[1,2)和(2,3]内各有一个零点,所以⎩⎨⎧k (1)≥0,k (2)<0,k (3)≥0,即有⎩⎨⎧1-a ≥0,2-2ln 2-a <0,3-2ln 3-a ≥0,解得2-2ln 2<a ≤3-2ln 3.所以实数a 的取值范围为(2-2ln 2,3-2ln 3].。
2018届高考数学(理)二轮专题复习专题二函数、不等式、
导数 1
5 限时规范训练七导数的综合应用限时45分钟,实际用时分值81分,实际得分
一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)
1.如果函数=f(x)的导函数的图象如图所示,给出下列判断
①函数=f(x)在区间-3,-12内单调递增;
②函数=f(x)在区间-12,3内单调递减;
③函数=f(x)在区间(4,5)内单调递增;
④当x=2时,函数=f(x)取极小值;
⑤当x=-12时,函数=f(x)取极大值.
则上述判断中正确的是( )
A.①② B.②③
c.③④⑤D.③
解析选D当x∈(-3,-2)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,①错;当x∈-12,2时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x∈(2,3)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,②错;当x=2时,函数=f(x)取极大值,④错;当x=-12时,函数=f(x)无极值,⑤错.故选D
2.若函数f(x)=2x2-ln x在其定义域内的一个子区间(-1,+1)内不是单调函数,则实数的取值范围是( )
A.[1,+∞)B.[1,2)
c1,32D32,2
解析选cf′(x)=4x-1x= 2x-1 2x+1 x,
∵x>0,由f′(x)=0得x=12
∴令f′(x)>0,得x>12;令f′(x)<0,得0<x<12
由题意得-1≥0,-1<12<+1 1≤<32故c正确.
3.已知函数f(x)(x∈R)满足f′(x)>f(x),则( )。
第3讲不等式高考定位1。
利用不等式性质比较大小、不等式的求解、利用基本不等式求最值及线性规划问题是高考的热点,主要以选择题、填空题为主;2.在解答题中,特别是在解析几何中求最值、范围问题或在解决导数问题时常利用不等式进行求解,难度较大。
真题感悟1。
(2017·全国Ⅰ卷)设x,y满足约束条件错误!则z=x+y的最大值为()A。
0 B。
1C.2 D。
3解析根据约束条件画出可行域,如图中阴影部分(含边界),则当目标函数z=x+y经过A(3,0)时取得最大值,故z max=3+0=3.答案 D2。
(2016·山东卷)若变量x,y满足错误!则x2+y2的最大值是()A。
4 B.9C.10 D。
12解析作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示:x2+y2表示区域内点到原点距离的平方,由错误!得A(3,-1)。
由图形知,(x2+y2)max=|OA|2=32+(-1)2=10。
答案 C3。
(2017·天津卷)若a,b∈R,ab〉0,则错误!的最小值为________。
解析∵a,b∈R,ab〉0,∴错误!≥错误!=4ab+错误!≥2错误!=4,当且仅当错误!即错误!时取得等号。
答案 44.(2017·全国Ⅲ卷)设函数f(x)=错误!则满足f(x)+f错误!〉1的x的取值范围是________。
解析当x≤0时,f(x)+f错误!=(x+1)+错误!,原不等式化为2x+错误!〉1,解得-错误!〈x≤0,当0〈x≤错误!时,f(x)+f错误!=2x+错误!原不等式化为2x+x+错误!〉1,该式恒成立,当x>错误!时,f(x)+f错误!=2x+2x-错误!,又x〉错误!时,2x+2x-错误!〉2错误!+20=1+错误!>1恒成立,综上可知,不等式的解集为错误!。
答案错误!考点整合1.不等式的解法(1)一元二次不等式的解法.一元二次不等式ax2+bx+c〉0(或〈0)(a≠0,Δ=b2-4ac>0),如果a与ax2+bx+c同号,则其解集在两根之外;如果a与ax2+bx+c异号,则其解集在两根之间。
限时规范训练五 不等式及线性规划 限时40分钟,实际用时________ 分值80分,实际得分________一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分) 1.设0<a <b <1,则下列不等式成立的是( ) A .a 3>b 3B.1a <1bC .a b >1D .lg(b -a )<a解析:选D.∵0<a <b <1,∴0<b -a <1-a ,∴lg(b -a )<0<a ,故选D. 2.已知a ,b 是正数,且a +b =1,则1a +4b( )A .有最小值8B .有最小值9C .有最大值8D .有最大值9解析:选B.因为1a +4b =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +4b (a +b )=5+b a +4ab≥5+2b a ·4a b =9,当且仅当b a =4a b且a +b =1,即a =13,b =23时取“=”,所以1a +4b的最小值为9,故选B.3.对于任意实数a ,b ,c ,d ,有以下四个命题: ①若ac 2>bc 2,则a >b ;②若a >b ,c >d ,则a +c >b +d ; ③若a >b ,c >d ,则ac >bd ; ④若a >b ,则1a >1b.其中正确的有( ) A .1个 B .2个 C .3个D .4个解析:选B.①ac 2>bc 2,则c ≠0,则a >b ,①正确; ②由不等式的同向可加性可知②正确; ③需满足a 、b 、c 、d 均为正数才成立;④错误,如:令a =-1,b =-2,满足-1>-2,但1-1<1-2.故选B. 4.已知不等式ax 2-bx -1>0的解集是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-12<x <-13,则不等式x 2-bx -a ≥0的解集是( )A .{x |2<x <3}B .{x |x ≤2或x ≥3}C.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪13<x <12 D.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <13或x >12 解析:选B.∵不等式ax 2-bx -1>0的解集是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-12<x <-13, ∴ax 2-bx -1=0的解是x 1=-12和x 2=-13,且a <0.∴⎩⎪⎨⎪⎧-12-13=ba ,⎝ ⎛⎭⎪⎫-12×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=-1a ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-6,b =5.则不等式x 2-bx -a ≥0即为x 2-5x +6≥0,解得x ≤2或x ≥3.5.若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x -y ≥0,x +y -4≤0,y ≥12x 2,则z =y -x 的取值范围为( )A .[-2,2] B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,2C .[-1,2]D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1 解析:选B.作出可行域(图略),设直线l :y =x +z ,平移直线l ,易知当l 过直线3x -y =0与x +y -4=0的交点(1,3)时,z 取得最大值2;当l 与抛物线y =12x 2相切时,z 取得最小值,由⎩⎪⎨⎪⎧z =y -x ,y =12x 2,消去y 得x 2-2x -2z =0,由Δ=4+8z =0,得z =-12,故-12≤z ≤2,故选B.6.设等差数列{a n }的公差是d ,其前n 项和是S n ,若a 1=d =1,则S n +8a n的最小值是( ) A.92 B.72 C .22+12D .22-12解析:选A.∵a n =a 1+(n -1)d =n ,S n =n 1+n2,∴S n+8a n=n1+n2+8n=12⎝⎛⎭⎪⎫n+16n+1≥12⎝⎛⎭⎪⎫2n·16n+1=92,当且仅当n=4时取等号.∴S n+8a n的最小值是92,故选A.7.一条长为2的线段,它的三个视图分别是长为3,a,b的三条线段,则ab的最大值为( )A. 5B. 6C.52D.3解析:选C.如图,构造一个长方体,体对角线长为2,由题意知a2+x2=4,b2+y2=4,x2+y2=3,则a2+b2=x2+y2+2=3+2=5,又5=a2+b2≥2ab,所以ab≤52,当且仅当a=b时取等号,所以选C.8.设x,y满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x≥0,y≥x,4x+3y≤12,则x+2y+3x+1的取值范围是( )A.[1,5] B.[2,6]C.[3,11] D.[3,10]解析:选C.画出约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x≥0,y≥x,4x+3y≤12的可行域如图阴影部分所示,则x+2y+3x+1=x+1+2y+2x+1=1+2×y+1x+1,y+1x+1的几何意义为过点(x,y)和(-1,-1)的直线的斜率.由可行域知y+1x+1的取值范围为k MA≤y+1x+1≤k MB,即y+1x+1∈[1,5],所以x+2y+3x+1的取值范围是[3,11].9.设x ,y 满足不等式⎩⎪⎨⎪⎧y ≤2,x +y ≥1,x -y ≤1,若M =3x +y ,N =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -72,则M -N 的最小值为( )A.12 B .-12C .1D .-1解析:选A.作出不等式组所表示的平面区域,如图中阴影部分所示,易求得A (-1,2),B (3,2),当直线3x +y -M =0经过点A (-1,2)时,目标函数M =3x +y 取得最小值-1.又由平面区域知-1≤x ≤3,所以函数N =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -72在x =-1处取得最大值-32,由此可得M -N 的最小值为-1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=12.10.若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,2x +y ≤2,y ≥0,x +y ≤a表示的平面区域的形状是三角形,则a 的取值范围是( )A .a ≥43B .0<a ≤1C .1≤a ≤43D .0<a ≤1或a ≥43解析:选D.作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,2x +y ≤2,y ≥0表示的平面区域如图中阴影部分所示.其中直线x -y =0与直线2x +y =2的交点是⎝ ⎛⎭⎪⎫23,23,而直线x +y =a 与x 轴的交点是(a,0).由图知,要使原不等式组表示的平面区域的形状为三角形,只需a ≥23+23或0<a ≤1,所以选D.11.已知不等式组⎩⎪⎨⎪⎧3x +4y -10≥0,x ≤4,y ≤3表示区域D ,过区域D 中任意一点P 作圆x 2+y 2=1的两条切线,切点分别为A 、B ,当∠APB 最大时,cos ∠APB =( )A.32 B.12 C .-32D .-12解析:选B.画出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示,易知当点P 到点O 距离最小时,∠APB 最大,此时|OP |=|3×0+4×0-10|32+42=2,又OA =1,故∠OPA =π6, ∴∠APB =π3,∴cos ∠APB =12.12.已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,且0<f (-1)=f (-2)=f (-3)≤3,则( ) A .c ≤3 B .3<c ≤6 C .6<c ≤9D .c >9解析:选C.由0<f (-1)=f (-2)=f (-3)≤3,得0<-1+a -b +c =-8+4a -2b +c =-27+9a -3b +c ≤3,由-1+a -b +c =-8+4a -2b +c ,得3a -b -7=0,① 由-1+a -b +c =-27+9a -3b +c ,得 4a -b -13=0,②由①②,解得a =6,b =11,∴0<c -6≤3, 即6<c ≤9,故选C.二、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)13.函数f (x )=1+log a x (a >0,且a ≠1)的图象恒过定点A ,若点A 在直线mx +ny -2=0上,其中mn >0,则1m +1n的最小值为________.解析:因为log a 1=0,所以f (1)=1,故函数f (x )的图象恒过定点A (1,1). 由题意,点A 在直线mx +ny -2=0上,所以m +n -2=0,即m +n =2. 而1m +1n =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1m +1n ×(m +n ) =12⎝⎛⎭⎪⎫2+n m +m n ,因为mn >0,所以nm >0,m n>0. 由均值不等式,可得n m +m n ≥2×n m ×mn=2(当且仅当m =n 时等号成立), 所以1m +1n =12⎝ ⎛⎭⎪⎫2+n m +m n ≥12×(2+2)=2,即1m +1n 的最小值为2.答案:214.设P (x ,y )是函数y =2x(x >0)图象上的点,则x +y 的最小值为________.解析:因为x >0,所以y >0,且xy =2.由基本不等式得x +y ≥2xy =22,当且仅当x =y 时等号成立.答案:2 215.若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,y ≥x ,3x +2y ≤15,则w =4x ·2y的最大值是________.解析:作出不等式组表示的可行域如图阴影部分所示.w =4x ·2y =22x +y,要求其最大值,只需求出2x +y =t 的最大值即可,由平移可知t =2x +y 在A (3,3)处取得最大值t =2×3+3=9,故w =4x·2y的最大值为29=512.答案:51216.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+x ,x ≤1,log 13x ,x >1,若对任意的x ∈R ,不等式f (x )≤m 2-34m 恒成立,则实数m 的取值范围为________.解析:由题意知,m 2-34m ≥f (x )max .当x >1时,f (x )=log 13x 是减函数,且f (x )<0;当x ≤1时,f (x )=-x 2+x ,其图象的对称轴方程是x =12,且开口向下,∴f (x )max =-14+12=14.∴m 2-34m ≥14,即4m 2-3m -1≥0,∴m ≤-14或m ≥1.答案:⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-14∪[1,+∞)。
高三数学连堂练习
第二轮专题(一)(函数、不等式、导数)训练
一、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在题中横线上
1.设()y f x =
的图象如右图所示,
则反函数1()f x -= .
2.若函数2()f x x bx c =++对任意实数t ,都有(2)(2)f t f t +=-, 则(0),(2),(3)f f f 从小到大排列是______________.
3.已知函数ax x x f +-=3)(在区间(1,1)-上是增函数, 则实数a 的取值范围是___________.
4.]1,0[,2)34()(∈-+-=x a b x a x f ,若0()2f x ≤≤恒成立,
则a 的取值范围为_____.
二、解答题:本大题共6小题,共80分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
5. (本小题满分12分)求函数x x x f ln )(2-=的单调区间.
6. (本小题满分12分)已知函数()3x
f x k =+(k 为常数),(2,2)A k -是函数1
()y f x -=图象上的
点,
(Ⅰ)求实数k 的值; (Ⅱ)函数1
()y f
x -=的解析式;(Ⅲ)将1
()y f x -=的图象按向量(3,0)a =
平移,得到函数y =g(x )的图象,若12(3)()f x g x --≥1恒成立,试求实数m 的取值范围.
7. (本小题满分14分)已知:定义在R 上的函数)(x f 为奇函数, 且在),0[+∞上是增函数. (Ⅰ)求证:)(x f 在)0,(-∞上也是增函数;
(Ⅱ)求对任意R ∈θ,使不等式0)sin 2()32(cos >-+-θθm f f 恒成立的实数m 的取值范围.
8. (本小题满分14分)如图所示,将一矩形花坛ABCD 扩建成一个更大的矩形花园AMPN ,要求B 在AM 上,D 在AN 上,且对角线MN 过C 点,|AB |=3米,|AD |=2米, (I )要使矩形AMPN 的面积大于32平方米,则AN 的长应在什么范围内?
(II ) 若AN 的长度不少于6米,则当AM 、AN 的长度是多少时,矩形AMPN 的面积最小?并求出最小面积.
9. (本小题满分14分)
函数432()41f x x x ax =-++在[)0,1上单调递增, 在[)1,2上单调递减. ⑴求a 值.
⑵实数k 取何值时, 函数()1g x kx =+与()f x 的图象恰有三个公共点?
10. (本小题满分14分) 设函数()f x 是定义在[)
(]1,00,1-上的奇函数,当[)1,0x ∈-时,f (x )=2ax +21
x (a ∈R ).
(1)求函数f (x )的解析式;
(2)若a >-1,试判断f (x )在(0,1]上的单调性;
(3)是否存在a ,使得当x ∈(0,1]时,f (x )有最大值-6.
高三数学连堂练习
第二轮专题(一)(函数、不等式、导数)训练答案
1.[]1()2(1,2)f x x x -=-+∈
2.(2)(3)(0)f f f <<
3.3a ≥
4.15,44
⎡⎤
⎢⎥⎣⎦
5.2121()2x f x x x x
-'=-=(2分) , 2
21
()00x f x x -'>>当时,即.
(0,)+∞又定义域为)∴+∞解集为, ())f x ∴+∞的单调增区间为(6分) 当)
2
2,0()()2
2,0(0)(的单调减区间为同理可知解集为x f x f ∴<'(10分) 综上所述,函数)(x f 的单调增区间(+∞,22)单调减区间(2
2,0)(12分)
(注:没有考虑定义域只得6分) 6.解:(Ⅰ)∵(2,2)A k -是函数1
()y f x -=图象上的点,∴(2,2)B k -是函数y =f (x )上的点.(2
分)
∴-2k =32+k , ∴k =-3(3分), (Ⅱ)∵k =-3, ∴y =f (x )=3x -3 ,∴1
()y f x -==log 3(x +3)(x >-
3).(6分)
(Ⅲ)将1()y f x -=的图象按向量(3,0)a =平移,得函数y =g(x )=log 3x (x >0),(8分)
要使12(3)()f x g x --≥1恒成立,即使332log (log 1x x -≥恒成立.
所以有3m x x +
+在x >0时恒成立(10分),只须min (3m
x x ++≥,
又m x x +≥(当且仅当x =m x x
m =即时取等号)∴(x +m x m
2+)m in =4m ,
只须4m ≥3,即m ≥16
9
.(11分)
∴实数m 的取值范围为9,16⎡⎫+∞⎪
⎢⎣⎭
.(12分) 7.(Ⅰ)证明:设)0,(,21-∞∈x x ,且21x x <,则),0(,21+∞∈--x x ,且21x x ->-.(2分) ∵)(x f 在),0[+∞上是增函数,∴)()(21x f x f ->- 又)(x f 为奇函数,∴12()()f x f x ->- (4分),∴)()(21x f x f <,∴)(x f 在)0,(-∞上也是增函数。
(6分)
(Ⅱ)∵函数)(x f 在)0,(-∞和),0[+∞上是增函数,且)(x f 在R 上是奇函数. ∴)(x f 在),(+∞-∞上是增函数.(7分)∵0)sin 2()32(cos >-+-θθm f f , ∴)sin 2()32(cos θθ-->-m f f ,∴)2(sin )32(cos m f f ->-θθ,
∴m 2sin 32cos ->-θθ, ∴2sin sin 222++>θθm ,(10分)∴16
1541sin 2
+⎪⎭
⎫ ⎝
⎛+>θm .
∵当1sin =θ
时,161541sin 2
+
⎪⎭⎫ ⎝
⎛+θ的最大值为212,(12分)∴当212>m 时,不等式恒成立.(14分)
8.解:设AN 的长为x 米(x >2)(1分)
∵|DN||DC|
|AN||AM|
=
,∴|AM |=32x x -,(2分)∴S AMPN =|AN |•|AM |=232x x - (3分) (I )由S AMPN > 32 得 2
32
x x - > 32 (5分),
∵x >2,∴2
332640x x -+>,即(3x -8)(x -8)> 0
∴8283x x <<
> 或 即AN 长的取值范围是8
(2)(8)3
∞,,+.(7分) (II ) 令y =2
32x x -,则y ′=222
6(2)334)(2)(2)
x x x x x x x ---=--((9分) ∴当x > 4,y ′> 0,即函数y =2
32x x -在(4,+∞)上单调递增,(10分)
∴函数y =2
32
x x -在[)6,+∞上也单调递增.(11分)
∴当x =6时, y =2
32
x x -取得最小值即S AMPN 取得最小值27(平方米)(12分)
此时|AN |=6米,|AM |=4.5米 .(14分)
9.解:⑴32()4122f x x x ax '=-+(2分)
又
∵
[)[)4
3
()f x =
-
在0,1上单调递增,在1,2单调递减.(
f '∴.(7
分)
⑵432141kx x x ax +=-++有三个实数根,即32440x x x k -+-=①有两个非零的实根,(9分) 记3
2()44g x x
x x k =-+-,则方程①有一个根是32()44g x x x x k =-+-的极值点.(11分)
12232()0,2()327
g x x x k k '==
==令解得代入①得或=0不合(14分) 10.(1)解:设(]0,1x ∈,则[)1,0x -∈-,∴f (-x )=-2ax +2
1
x ,(1分) ∵f (x )是奇函数.∴f (x )=()f x --(2分)
∴当x ∈(0,1]时, f (x )=2ax -21x ,(3分)∴(][)2
2
120,1()121,0ax x x f x ax x x ⎧-∈⎪⎪=⎨⎪+∈-⎪⎩
(4分)
(2)当(]0,1x ∈时,∵33
21()22()f x a a x x
'=+=+(6分),∵a >-1, x ∈(0,1],31
x >1,∴a +
3
1
x >0. 即()0f x '> (8分).∴f (x )在(]0,1上是单调递增函数. (9分) (3)解:当a >-1时,f (x )在(0,1]上单调递增.f (x )max =f (1)=-6,∴ a =-2
5
(不合题意,舍之),(11分)
当a ≤-1时,()f x '=0,得x =31a -
(12分).如下表:f max (x )=f (31
a
-)=-6,解出a =-22. ∴x =
2
2
∈(0,1)
(13分)
∴存在a =-22,使f (x )在(0,1]上有最大值-6.(14分)。