高中数学复习 函数的基础知识
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第二章函数的概念与基本初等函数Ⅰ第一节函数及其表示一、基础知识1.函数与映射的概念2.函数的有关概念(1)函数的定义域、值域:在函数y=f(x),x∈A中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.求函数定义域的策略(1)确定函数的定义域常从解析式本身有意义,或从实际出发.(2)如果函数y=f(x)是用表格给出,则表格中x的集合即为定义域.(3)如果函数y=f(x)是用图象给出,则图象在x轴上的投影所覆盖的x的集合即为定义域.(2)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.(3)相等函数:如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,则这两个函数相等,这是判断两函数相等的依据.两函数值域与对应关系相同时,两函数不一定相同.(4)函数的表示法:表示函数的常用方法有:解析法、图象法、列表法.3.分段函数若函数在其定义域内,对于定义域内的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数通常叫做分段函数.关于分段函数的3个注意(1)分段函数虽然由几个部分构成,但它表示同一个函数.(2)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.(3)各段函数的定义域不可以相交.考点一 函数的定义域[典例] (1)(2019·长春质检)函数y =ln1-x x +1+1x的定义域是( ) A .[-1,0)∪(0,1) B .[-1,0)∪(0,1] C .(-1,0)∪(0,1]D .(-1,0)∪(0,1)(2)已知函数f (x )的定义域为(-1,0),则函数f (2x +1)的定义域为( ) A .(-1,1) B.⎝⎛⎭⎫-1,-12 C .(-1,0)D.⎝⎛⎭⎫12,1[解析] (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧1-x >0,x +1>0,x ≠0,解得-1<x <0或0<x <1.所以原函数的定义域为(-1,0)∪(0,1).(2)令u =2x +1,由f (x )的定义域为(-1,0),可知-1<u <0,即-1<2x +1<0, 得-1<x <-12.[答案] (1)D (2)B [解题技法]1.使函数解析式有意义的一般准则(1)分式中的分母不为0; (2)偶次根式的被开方数非负; (3)y =x 0要求x ≠0;(4)对数式中的真数大于0,底数大于0且不等于1; (5)正切函数y =tan x ,x ≠k π+π2(k ∈Z);(6)实际问题中除考虑函数解析式有意义外,还应考虑实际问题本身的要求. 2.抽象函数的定义域问题(1)若已知函数f (x )的定义域为[a ,b ],其复合函数f (g (x ))的定义域由不等式a ≤g (x )≤b 求出;(2)若已知函数f (g (x ))的定义域为[a ,b ],则f (x )的定义域为g (x )在x ∈[a ,b ]上的值域. [题组训练] 1.函数f (x )=1lnx +1+4-x 2的定义域为( ) A .[-2,0)∪(0,2] B .(-1,0)∪(0,2] C .[-2,2]D .(-1,2]解析:选B 由⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,ln x +1≠0,4-x 2≥0,得-1<x ≤2,且x ≠0.2.若函数y =f (x )的定义域是[1,2 019],则函数g (x )=f x +1x -1的定义域是________________.解析:因为y =f (x )的定义域是[1,2 019],所以若g (x )有意义,应满足⎩⎪⎨⎪⎧1≤x +1≤2 019,x -1≠0,所以0≤x ≤2 018,且x ≠1.因此g (x )的定义域是{x |0≤x ≤2 018,且x ≠1}. 答案:{x |0≤x ≤2 018,且x ≠1}考点二 求函数的解析式[典例] (1)已知二次函数f (2x +1)=4x 2-6x +5,求f (x ); (2)已知函数f (x )满足f (-x )+2f (x )=2x ,求f (x ). [解] (1)法一:待定系数法因为f (x )是二次函数,所以设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则f (2x +1)=a (2x +1)2+b (2x +1)+c =4ax 2+(4a +2b )x +a +b +c .因为f (2x +1)=4x 2-6x +5, 所以⎩⎪⎨⎪⎧4a =4,4a +2b =-6,a +b +c =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-5,c =9,所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R). 法二:换元法令2x +1=t (t ∈R),则x =t -12,所以f (t )=4⎝⎛⎭⎫t -122-6·t -12+5=t 2-5t +9(t ∈R),所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R). 法三:配凑法因为f (2x +1)=4x 2-6x +5=(2x +1)2-10x +4=(2x +1)2-5(2x +1)+9, 所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R).(2)解方程组法由f (-x )+2f (x )=2x , ① 得f (x )+2f (-x )=2-x ,② ①×2-②,得3f (x )=2x +1-2-x . 即f (x )=2x +1-2-x3.故f (x )的解析式是f (x )=2x +1-2-x3(x ∈R).[解题技法] 求函数解析式的4种方法及适用条件 (1)待定系数法先设出含有待定系数的解析式,再利用恒等式的性质,或将已知条件代入,建立方程(组),通过解方程(组)求出相应的待定系数.(2)换元法对于形如y =f (g (x ))的函数解析式,令t =g (x ),从中求出x =φ(t ),然后代入表达式求出f (t ),再将t 换成x ,得到f (x )的解析式,要注意新元的取值范围.(3)配凑法由已知条件f (g (x ))=F (x ),可将F (x )改写成关于g (x )的表达式,然后以x 替代g (x ),便得f (x )的解析式.(4)解方程组法已知关于f (x )与f ⎝⎛⎭⎫1x 或f (-x )的表达式,可根据已知条件再构造出另外一个等式组成方程组,通过解方程组求出f (x ).[提醒] 由于函数的解析式相同,定义域不同,则为不相同的函数,因此求函数的解析式时,如果定义域不是R ,一定要注明函数的定义域.[题组训练]1.[口诀第2句]已知f (x )是二次函数,且f (0)=0,f (x +1)=f (x )+x +1,则f (x )=________________.解析:设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 由f (0)=0,知c =0,f (x )=ax 2+bx . 又由f (x +1)=f (x )+x +1,得a (x +1)2+b (x +1)=ax 2+bx +x +1, 即ax 2+(2a +b )x +a +b =ax 2+(b +1)x +1,所以⎩⎪⎨⎪⎧2a +b =b +1,a +b =1,解得a =b =12.所以f (x )=12x 2+12x (x ∈R).答案:12x 2+12x (x ∈R)2.[口诀第3句]已知f ⎝⎛⎭⎫2x +1=lg x ,则f (x )=________________.解析:令2x +1=t ,得x =2t -1,则f (t )=lg 2t -1,又x >0,所以t >1,故f (x )的解析式是f (x )=lg2x -1(x >1). 答案:lg2x -1(x >1) 3.[口诀第4句]已知f (x )满足2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,则f (x )=________. 解析:∵2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,①把①中的x 换成1x ,得2f ⎝⎛⎭⎫1x +f (x )=3x.② 联立①②可得⎩⎨⎧2f x +f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,2f ⎝⎛⎭⎫1x +f x =3x,解此方程组可得f (x )=2x -1x(x ≠0).答案:2x -1x (x ≠0)考点三 分段函数考法(一) 求函数值[典例] (2019·石家庄模拟)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3x ,x >0,a x +b ,x ≤0(0<a <1),且f (-2)=5,f (-1)=3,则f (f (-3))=( )A .-2B .2C .3D .-3[解析] 由题意得,f (-2)=a -2+b =5,①f (-1)=a -1+b =3,②联立①②,结合0<a <1,得a =12,b =1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3x ,x >0,⎝⎛⎭⎫12x +1,x ≤0,则f (-3)=⎝⎛⎭⎫12-3+1=9,f (f (-3))=f (9)=log 39=2. [答案] B[解题技法] 求分段函数的函数值的策略(1)求分段函数的函数值时,要先确定要求值的自变量属于哪一区间,然后代入该区间对应的解析式求值;(2)当出现f (f (a ))的形式时,应从内到外依次求值;(3)当自变量的值所在区间不确定时,要分类讨论,分类标准应参照分段函数不同段的端点.考法(二) 求参数或自变量的值(或范围)[典例] (2018·全国卷Ⅰ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤0,1,x >0,则满足f (x +1)<f (2x )的x 的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(0,+∞)C .(-1,0)D .(-∞,0)[解析] 法一:分类讨论法①当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x ≤0,即x ≤-1时,f (x +1)<f (2x ),即为2-(x +1)<2-2x,即-(x +1)<-2x ,解得x <1. 因此不等式的解集为(-∞,-1].②当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x >0时,不等式组无解.③当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x ≤0,即-1<x ≤0时,f (x +1)<f (2x ),即为1<2-2x,解得x <0.因此不等式的解集为(-1,0).④当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x >0,即x >0时,f (x +1)=1,f (2x )=1,不合题意.综上,不等式f (x +1)<f (2x )的解集为(-∞,0). 法二:数形结合法∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤0,1,x >0,∴函数f (x )的图象如图所示. 结合图象知,要使f (x +1)<f (2x ), 则需⎩⎪⎨⎪⎧x +1<0,2x <0,2x <x +1或⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥0,2x <0, ∴x <0,故选D. [答案] D[解题技法]已知函数值(或范围)求自变量的值(或范围)的方法(1)根据每一段的解析式分别求解,但要注意检验所求自变量的值(或范围)是否符合相应段的自变量的取值范围,最后将各段的结果合起来(求并集)即可;(2)如果分段函数的图象易得,也可以画出函数图象后结合图象求解.[题组训练]1.设f (x )=⎩⎨⎧x ,0<x <1,2x -1,x ≥1,若f (a )=f (a +1),则f ⎝⎛⎭⎫1a =( ) A .2 B .4 C .6D .8解析:选C 当0<a <1时,a +1>1,f (a )=a ,f (a +1)=2(a +1-1)=2a , ∵f (a )=f (a +1),∴a =2a , 解得a =14或a =0(舍去).∴f ⎝⎛⎭⎫1a =f (4)=2×(4-1)=6.当a ≥1时,a +1≥2,f (a )=2(a -1),f (a +1)=2(a +1-1)=2a , ∵f (a )=f (a +1),∴2(a -1)=2a ,无解. 综上,f ⎝⎛⎭⎫1a =6.2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x ≤1,f x -1,x >1,则f (f (3))=________.解析:由题意,得f (3)=f (2)=f (1)=21=2, ∴f (f (3))=f (2)=2. 答案:23.(2017·全国卷Ⅰ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≤0,2x ,x >0,则满足f (x )+f ⎝⎛⎭⎫x -12>1的x 的取值范围是________.解析:由题意知,可对不等式分x ≤0,0<x ≤12,x >12讨论.①当x ≤0时,原不等式为x +1+x +12>1,解得x >-14,故-14<x ≤0.②当0<x ≤12时,原不等式为2x +x +12>1,显然成立.③当x >12时,原不等式为2x +2x -12>1,显然成立.综上可知,所求x 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-14,+∞. 答案:⎝⎛⎭⎫-14,+∞ 4.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x -7,x <0,x ,x ≥0,若f (a )<1,则实数a 的取值范围是____________.解析:若a <0,则f (a )<1⇔⎝⎛⎭⎫12a-7<1⇔⎝⎛⎭⎫12a <8,解得a >-3,故-3<a <0; 若a ≥0,则f (a )<1⇔a <1,解得a <1,故0≤a <1. 综上可得-3<a <1. 答案:(-3,1)[课时跟踪检测]1.下列所给图象是函数图象的个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:选B ①中当x >0时,每一个x 的值对应两个不同的y 值,因此不是函数图象;②中当x =x 0时,y 的值有两个,因此不是函数图象;③④中每一个x 的值对应唯一的y 值,因此是函数图象.故选B.2.函数f (x )=2x -1+1x -2的定义域为( ) A .[0,2)B .(2,+∞)C .[0,2)∪(2,+∞)D .(-∞,2)∪(2,+∞)解析:选C 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2x -1≥0,x -2≠0,解得x ≥0,且x ≠2.3.已知f ⎝⎛⎭⎫12x -1=2x -5,且f (a )=6,则a 等于( ) A.74 B .-74C.43D .-43解析:选A 令t =12x -1,则x =2t +2,f (t )=2(2t +2)-5=4t -1,则4a -1=6,解得a =74.4.(2019·贵阳检测)下列函数中,同一个函数的定义域与值域相同的是( ) A .y =x -1 B .y =ln x C .y =13x -1D .y =x +1x -1解析:选D 对于A ,定义域为[1,+∞),值域为[0,+∞),不满足题意;对于B ,定义域为(0,+∞),值域为R ,不满足题意;对于C ,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),值域为(-∞,-1)∪(0,+∞),不满足题意;对于D ,y =x +1x -1=1+2x -1,定义域为(-∞,1)∪(1,+∞),值域也是(-∞,1)∪(1,+∞).5.(2018·福建期末)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x +a ,x >0,4x -2-1,x ≤0.若f (a )=3,则f (a -2)=( )A .-1516B .3C .-6364或3D .-1516或3解析:选A 当a >0时,若f (a )=3,则log 2a +a =3,解得a =2(满足a >0);当a ≤0时,若f (a )=3,则4a -2-1=3,解得a =3,不满足a ≤0,所以舍去.于是,可得a =2.故f (a -2)=f (0)=4-2-1=-1516.6.已知函数y =f (2x -1)的定义域是[0,1],则函数f 2x +1log 2x +1的定义域是( )A .[1,2]B .(-1,1] C.⎣⎡⎦⎤-12,0 D .(-1,0)解析:选D 由f (2x -1)的定义域是[0,1], 得0≤x ≤1,故-1≤2x -1≤1, ∴f (x )的定义域是[-1,1], ∴要使函数f 2x +1log 2x +1有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧-1≤2x +1≤1,x +1>0,x +1≠1,解得-1<x <0.7.下列函数中,不满足f (2 018x )=2 018f (x )的是( ) A .f (x )=|x | B .f (x )=x -|x | C .f (x )=x +2D .f (x )=-2x解析:选C 若f (x )=|x |,则f (2 018x )=|2 018x |=2 018|x |=2 018f (x );若f (x )=x -|x |,则f (2 018x )=2 018x -|2 018x |=2 018(x -|x |)=2 018f (x );若f (x )=x +2,则f (2 018x )=2 018x +2,而2 018f (x )=2 018x +2 018×2,故f (x )=x +2不满足f (2 018x )=2 018f (x );若f (x )=-2x ,则f (2 018x )=-2×2 018x =2 018×(-2x )=2 018f (x ).故选C.8.已知具有性质: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:选B 对于①,f (x )=x -1x ,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x-x =-f (x ),满足题意;对于②,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x +x=f (x ),不满足题意;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 ),满足题意.综上可知,满足“倒负”变换的函数是①③. 9.(2019·青岛模拟)函数y =ln ⎝⎛⎭⎫1+1x +1-x 2的定义域为________. 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧ 1+1x >0,1-x 2≥0⇒⎩⎪⎨⎪⎧x <-1或x >0,-1≤x ≤1⇒0<x ≤1. 所以该函数的定义域为(0,1].答案:(0,1]10.(2019·益阳、湘潭调研)若函数f (x )=⎩⎨⎧ lg 1-x ,x <0,-2x ,x ≥0,则f (f (-9))=________. 解析:∵函数f (x )=⎩⎨⎧ lg 1-x ,x <0,-2x ,x ≥0,∴f (-9)=lg 10=1,∴f (f (-9))=f (1)=-2. 答案:-211.(2018·张掖一诊)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________.解析:∵f (1)=2,且f (1)+f (a )=0,∴f (a )=-2<0,故a ≤0. 依题知a +1=-2,解得a =-3.答案:-312.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 12x +1,x ≤0,-x -12,x >0,使f (x )≥-1成立的x 的取值范围是________. 解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤0,12x +1≥-1或⎩⎪⎨⎪⎧ x >0,-x -12≥-1,解得-4≤x ≤0或0<x ≤2,故所求x 的取值范围是[-4,2].答案:[-4,2]13.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax +b ,x <0,2x ,x ≥0,且f (-2)=3,f (-1)=f (1). (1)求函数f (x )的解析式;(2)在如图所示的直角坐标系中画出f (x )的图象.解:(1)由f (-2)=3,f (-1)=f (1),得⎩⎪⎨⎪⎧ -2a +b =3,-a +b =2, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =-1,b =1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +1,x <0,2x ,x ≥0. (2)函数f (x )的图象如图所示.。
高中数学《函数的最值》基础知识与讲义专题一、基础知识:1、函数的最大值与最小值:(1)设函数()f x 的定义域为D ,若0x D ∃∈,使得对x D ∀∈,均满足()()0f x f x ≤,那么称0x x =为函数()f x 的一个最大值点,()0f x 称为函数()f x 的最大值(2)设函数()f x 的定义域为D ,若0x D ∃∈,使得对x D ∀∈,均满足()()0f x f x ≥,那么称0x x =为函数()f x 的一个最小值点,()0f x 称为函数()f x 的最小值 (3)最大值与最小值在图像中体现为函数的最高点和最低点(4)最值为函数值域的元素,即必须是某个自变量的函数值。
例如:()[)ln ,1,4f x x x =∈,由单调性可得()f x 有最小值()10f =,但由于x 取不到4,所以尽管函数值无限接近于ln 4,但就是达不到。
()f x 没有最大值。
(5)一个函数其最大值(或最小值)至多有一个,而最大值点(或最小值点)的个数可以不唯一,例如()sin f x x =,其最大值点为()22x k k Z ππ=+∈,有无穷多个。
2.“最值”与“极值”的区别和联系右图为一个定义在闭区间[]b a ,上的函数)(x f 的图象.图中)(1x f 与3()f x 是极小值,2()f x 是极大值.函数)(x f 在[]b a ,上的最大值是)(b f ,最小值是3()f x(1)“最值”是整体概念,是比较整个定义域内的函数值得出的,具有绝对性;而“极值”是个局部概念,是比较极值点附近函数值得出的,具有相对性.(2)从个数上看,一个函数在其定义域上的最值是唯一的;而极值不唯一;(3)函数在其定义区间上的最大值、最小值最多各有一个,而函数的极值可能不止一个,也可能没有一个(4)极值只能在定义域内部取得,而最值可以在区间的端点处取得,有极值的未必有最值,有最值的未必有极值;极值有可能成为最值,最值只要不在端点必定是极值.3、结论:一般地,在闭区间[]b a ,上函数()y f x =的图像是一条连续不断的曲线,那么函数()y f x =在[]b a ,上必有最大值与最小值.4、最值点只可能在极值点或者边界点处产生,其余的点位于单调区间中,意味着在这些点的周围既有比它大的,也有比它小的,故不会成为最值点5、利用导数求函数的最值步骤:一般地,求函数)(x f 在[]b a ,上的最大值与最小值的步骤如下: (1)求)(x f 在(,)a b 内的极值;(2)将)(x f 的各极值与端点处的函数值)(a f 、)(b f 比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值,得出函数)(x f 在[]b a ,上的最值6、求函数最值的过程中往往要利用函数的单调性,所以说,函数的单调区间是求最值与极值的基础7、在比较的过程中也可简化步骤:(1)利用函数单调性可判断边界点是否能成为最大值点或最小值点 (2)极小值点不会是最大值点,极大值点也不会是最小值点 8、最值点的作用 (1)关系到函数的值域(2)由最值可构造恒成立的不等式:例如:()ln 1f x x x =−+,可通过导数求出()()min 10f x f ==,由此可得到对于任意的0x >,均有()()min 0f x f x ≥=,即不等式ln 1x x ≤− 二、典型例题: 例1:求函数()xf x xe−=的最值思路:首先判定定义域为R ,对函数进行求导,根据单调区间求出函数的最值 解:()()'1x fx x e −=−,令()'0f x >,解得:1x <()f x ∴的单调区间为:()()max 1f x f e∴==,无最小值 小炼有话说:函数()xf x xe−=先增再减,其最大值即为它的极大值点,我们可以将这种先增再减,或者先减再增的函数成为“单峰函数”,在单峰函数中,极值点即为函数的某个最值点。
高中数学基础知识一、函数部分: 1.函数性质:(1)单调性:增+增为 ,减+减为 ,增-减为 ,增+减不确定, (2)奇偶性:奇±奇为 ,偶±偶为 ,奇*奇为 ,偶*偶为 , 奇*偶为 。
2.分数指数幂与根式的性质: (1)m na = .(2)m na-= .2.指数式与对数式的互化: log a N b =⇔ .(1)、p a -= ; (2)、0a = (0a ≠) ; (3)、 log 1a = ;(4)、 log a a = ; (5)、a ( )b =; (6) log a n =( );3. 对数的换底公式 :log a N =4.对数的四则运算法则:若a >0,a ≠1,M >0,N >0,则(1)log log a a M N += ; (2) log log a a M N -= ; (3)log na M = ; (4) log m na N = 。
二、三角函数:1.圆心角α= ;弧长公式:l = ;扇形面积公式:S= = 。
2.三角函数的定义:sin α= , cos α= ,tan α= .3.同角三角函数的基本关系:平方关系: , 商的关系:。
4.两角和与差的正弦、余弦、正切公式:①sin()αβ±= ;cos()αβ±= ;tan()αβ±= .②sin cos y a x b x =+= (tan baϕ= ). 5.二倍角公式: ①sin 2α= .②cos2α= = = (二倍角公式).③tan 2α= 。
④sin cos αα= ,2cos α= ; 2sin α= (降幂公式).r lα7.周期公式:①函数sin()y A x ωϕ=+及cos()y A x ωϕ=+的周期T = (A 、ω、ϕ为常数, 且A ≠0).②函数()φω+=x A y tan 的周期T = (A 、ω、ϕ为常数,且A ≠0). 8.正、余弦定理:⑴正弦定理: (R 2是ABC ∆外接圆直径)S = = = .⑵余弦定理:2a = ;2b = ; 2c = ;cos A = ;cos B = ;cos C = 。
高中数学第三章函数的概念与性质基础知识手册单选题1、已知函数f(1x+1)=2x+3.则f(2)的值为()A.6B.5C.4D.3答案:B分析:根据题意,令1x +1=2可得x的值,将x的值代入f(1x+1)=2x+3,即可得答案.解:根据题意,函数f(1x +1)=2x+3,若1x+1=2,解可得x=1,将x=1代入f(1x+1)=2x+3,可得f(2)=5,故选:B.2、函数的y=√−x2−6x−5值域为()A.[0,+∞)B.[0,2]C.[2,+∞)D.(2,+∞)答案:B分析:令u=−x2−6x−5,则u≥0,再根据二次函数的性质求出u的最大值,进而可得u的范围,再计算y=√u的范围即可求解.令u=−x2−6x−5,则u≥0且y=√u又因为u=−x2−6x−5=−(x+3)2+4≤4,所以0≤u≤4,所以y=√u∈[0,2],即函数的y=√−x2−6x−5值域为[0,2],故选:B.3、某工厂近期要生产一批化工试剂,经市场调查得知,生产这批试剂的成本分为以下三个部分:①生产1单位试剂需要原料费50元;②支付所有职工的工资总额由7500元的基本工资和每生产1单位试剂补贴20元组成;③后续保养的费用是每单位(x+600x−30)元(试剂的总产量为x单位,50≤x≤200),则要使生产每单位试剂的成本最低,试剂总产量应为()A .60单位B .70单位C .80单位D .90单位答案:D分析:设生产每单位试剂的成本为y ,求出原料总费用,职工的工资总额,后续保养总费用,从而表示出y ,然后利用基本不等式求解最值即可.解:设每生产单位试剂的成本为y ,因为试剂总产量为x 单位,则由题意可知,原料总费用为50x 元,职工的工资总额为7500+20x 元,后续保养总费用为x (x +600x −30)元, 则y =50x+7500+20x+x 2−30x+600x=x +8100x +40≥2√x ⋅8100x +40=220, 当且仅当x =8100x ,即x =90时取等号,满足50≤x ≤200,所以要使生产每单位试剂的成本最低,试剂总产量应为90单位.故选:D .4、函数f (x )=x 2−1|x |的图象大致为( ) A .B .C .D .答案:D 分析:求定义域,确定奇偶性后排除两个选项,再由单调性排除一个,得正确结论.f (x )=x 2−1|x |的定义域是{x |x ≠0},关于原点对称,f(−x)=(−x)2−1|−x |=x 2−1|x |=f (x ),所以f (x )是偶函数,排除B ,C ;当x >0时,f(x)=x 2−1x =x −1x ,易知f (x )在(0,+∞)上是增函数,排除A . 故选:D . 5、已知幂函数f(x)=k ⋅x α的图象经过点(3,√3),则k +α等于( )A .32B .12C .2D .3答案:A分析:由于函数为幂函数,所以k =1,再将点(3,√3)代入解析式中可求出α的值,从而可求出k +α 解:因为f(x)=k ⋅x α为幂函数,所以k =1,所以f(x)=x α,因为幂函数的图像过点(3,√3),所以√3=3α,解得α=12,所以k +α=1+12=32, 故选:A6、下列图形是函数图像的是( )A .B .C .D .答案:C 分析:根据函数的定义,对四个选项一一判断.按照函数的定义,一个自变量只能对应一个函数值.对于A :当x =0时,y =±1,不符合函数的定义.故A 错误;对于B :当x =0时,y =±1,不符合函数的定义.故B 错误;对于C :每一个x 都对应唯一一个y 值,符合函数的定义.故C 正确;对于D:当x=1时,y可以取全体实数,不符合函数的定义.故D错误;故选:C7、下列各组函数表示同一函数的是()3B.f(x)=1,g(x)=x0A.f(x)=x,g(x)=√x3D.f(x)=√x2,g(x)=(√x)2C.f(x)=x+1,g(x)=x2−1x−1答案:A分析:根据相同函数的定义,分别判断各个选项函数的定义域和对应关系是否都相同,即可得出答案. 解:对于A,两个函数的定义域都是R,3=x,对应关系完全一致,g(x)=√x3所以两函数是相同函数,故A符合题意;对于B,函数f(x)=1的定义域为R,函数g(x)=x0的定义域为{x|x≠0},故两函数不是相同函数,故B不符题意;对于C,函数f(x)=x+1的定义域为R,的定义域为{x|x≠1},函数g(x)=x2−1x−1故两函数不是相同函数,故C不符题意;对于D,函数f(x)=√x2的定义域为R,函数g(x)=(√x)2的定义域为[0,+∞),故两函数不是相同函数,故D不符题意.故选:A.8、已知函数f(x+2)=x2+6x+8,则函数f(x)的解析式为()A.f(x)=x2+2x B.f(x)=x2+6x+8C.f(x)=x2+4x D.f(x)=x2+8x+6答案:A分析:利用配凑法(换元法)计算可得.解:方法一(配凑法)∵f(x+2)=x2+6x+8=(x+2)2+2(x+2),∴f(x)=x2+2x.方法二(换元法)令t=x+2,则x=t−2,∴f(t)=(t−2)2+6(t−2)+8=t2+2t,∴f(x)=x2+2x.故选:A多选题9、已知函数f(x)={x2,x≤0,−x2,x>0,则下列结论中正确的是()A.f(√2)=2B.若f(m)=9,则m≠±3C.f(x)是奇函数D.在f(x)上R单调递减答案:CD分析:A.由分段函数求解判断;B.分m≤0,m>0,由f(m)=9求解判断;不成立;C.利用奇偶性的定义判断; D.画出函数f(x)的图象判断.因为f(x)={x2,x≤0,−x2,x>0,A. f(√2)=−(√2)2=−2,故错误;B. 当m≤0时,f(m)=m2=9,解得m=−3或m=3(舍去),当m>0时,f(m)=−m2=9,不成立;故错误;C. 当x<0时,f(x)=x2,则−x>0,f(−x)=−(−x)2=−x2,又f(0)=0,所以f(−x)=−f(x);当x>0时,f(x)=−x2,则−x<0,f(−x)=(−x)2=x2,又f(0)=0,所以f(−x)=−f(x),所以f(x)是奇函数,故正确;D.函数f(x)的图象如图所示:,由图象知f (x )在上R 单调递减,故正确.故选:CD10、下列各组函数中,两个函数是同一函数的有( )A .f (x )=x 与g (x )=√x 33B .f (x )=x +1与g (x )=x 2−1x−1 C .f (x )=|x |x 与g (x )={1,x >0−1,x <0D .f (t )=|t −1|与g (x )=|x −1| 答案:ACD分析:根据两个函数为同一函数的定义,对四个选项逐个分析可得答案.对于A ,f(x)=x ,g(x)=√x 33=x ,两个函数的对应关系和定义域都相同,所以两个函数为同一函数,故A 正确;对于B ,f(x)=x +1,g(x)=x +1(x ≠1),两个函数的定义域不同,所以两个函数不为同一函数,故B 不正确;对于C ,f(x)={1,x >0−1,x <0,g (x )={1,x >0−1,x <0,两个函数的对应关系和定义域都相同,所以两个函数为同一函数,故C 正确;对于D ,f (t )=|t −1|与g (x )=|x −1|的对应关系和定义域都相同,所以两个函数为同一函数,故D 正确. 故选:ACD11、有如下命题,其中真命题的标号为( )A .若幂函数y =f (x )的图象过点(2,12),则f (3)>12B .函数f (x )=a x−1+1(a >0且a ≠1)的图象恒过定点(1,2)C .函数f (x )=x 2−1在(0,+∞)上单调递减D .若函数f (x )=x 2−2x +4在区间[0,m ]上的最大值为4,最小值为3,则实数m 的取值范围是[1,2] 答案:BD分析:由f (x )所过点可求得幂函数f (x )解析式,由此得到f (3)<12,知A 错误;由f (1)=2恒成立可知f (x )过定点(1,2),知B 正确;由二次函数的性质可知C 错误;由二次函数的最值可确定自变量的范围,即可确定m 的范围,知D 正确.对于A ,令f (x )=x α,则2α=12,解得:α=−1,∴f (x )=x −1,∴f (3)=13<12,A 错误; 对于B ,令x −1=0,即x =1时,f (1)=1+1=2,∴f (x )恒过定点(1,2),B 正确;对于C ,∵f (x )为开口方向向上,对称轴为x =0的二次函数,∴f (x )在(0,+∞)上单调递增,C 错误; 对于D ,令f (x )=4,解得:x =0或x =2;又f (x )min =f (1)=3,∴实数m 的取值范围为[1,2],D 正确. 故选:BD.12、已知函数f(x)={−x 2−2x,x ≤m x −4,x >m,如果函数f(x)恰有两个零点,那么实数m 的取值范围可以是( ) A .m <−2B .−2≤m <0C .0≤m <4D .m ≥4.答案:BD解析:在同一平面直角坐标系中,作出函数y =−x 2−2x,y =x −4的图象,观察函数图象即可得出答案. 在同一平面直角坐标系中,作出函数y =−x 2−2x,y =x −4的图象,如图,由图象可知,当−2≤m <0时,函数f (x )有两个零点−2和4,当m ≥4时,函数f (x )有两个零点−2和0.故选:BD13、函数f(x)的定义域为R,对任意的x1,x2∈R都满足x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1),下列结论正确的是()A.函数f(x)在R上是单调递减函数B.f(−2)<f(1)<f(2)C.f(x+1)<f(−x+2)的解为x<1D.f(0)=02答案:BC分析:由x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1),可得(x1−x2)[f(x1)−f(x2)]>0,所以可判断出f(x)在R 上为增函数,然后逐个分析判断即可解:由x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1),得(x1−x2)[f(x1)−f(x2)]>0,所以f(x)在R上单调递增,所以A错,因为f(x)为R上的递增函数,所以f(−2)<f(1)<f(2),所以B对,,所以C对因为f(x)在R上为增函数,f(x+1)<f(−x+2)⇔x+1<−x+2⇒x<12函数R上为增函数时,不一定有f(0)=0,如f(x)=2x在R上为增函数,但f(0)=1,所以D不一定成立,故D 错.故选:BC填空题14、已知幂函数f(x)=x p2−2p−3 (p∈N∗)的图像关于y轴对称,且在(0,+∞)上是减函数,实数a满足(a2−1)p3<(3a+3)p3,则a的取值范围是_____.答案:−1<a<4分析:根据幂函数的性质求出p的值,根据幂函数的单调性得到关于a的不等式解出即可.∵幂函数f(x)=x p2−2p−3(p∈N∗)在(0,+∞)上是减函数,∴p2−2p−3<0,解得−1<p<3,∵p∈N∗,∴p=1或2.当p=1时,f(x)=x−4为偶函数满足条件,当p=2时,f(x)=x−3为奇函数不满足条件,则不等式等价为(a2−1)p3<(3a+3)p3,即(a2−1)13<(3a+3)13,∵f(x)=x13在R上为增函数,∴a2−1<3a+3,解得:−1<a<4.所以答案是:−1<a<4.15、已知a∈R,函数f(x)={x2−4,x>2|x−3|+a,x≤2,若f[f(√6)]=3,则a=___________.答案:2分析:由题意结合函数的解析式得到关于a的方程,解方程可得a的值.f[f(√6)]=f(6−4)=f(2)=|2−3|+a=3,故a=2,所以答案是:2.16、已知f(x)=k⋅2x+2−x为奇函数,则k=______.答案:−1分析:根据奇函数的定义可得f(−x)=−f(x),即(k+1)⋅(2−x+2x)=0,由此可求得答案.由题意f(x)=k⋅2x+2−x是奇函数,则f(−x)=−f(x),即k⋅2−x+2x=−k⋅2x−2−x,故(k+1)⋅(2−x+2x)=0,由于2−x+2x≠0,故k=−1,所以答案是:−1解答题17、已知幂函数f(x)=(2m2−5m+3)x m的定义域为全体实数R.(1)求f(x)的解析式;(2)若f(x)>3x+k−1在[−1,1]上恒成立,求实数k的取值范围.答案:(1)f(x)=x2(2)(−∞,−1)分析:(1)根据幂函数的定义可得2m2−5m+3=1,结合幂函数的定义域可确定m的值,即得函数解析式; (2)将f(x)>3x+k−1在[−1,1]上恒成立转化为函数g(x)=x2−3x+1−k在[−1,1]上的最小值大于0,结合二次函数的性质可得不等式,解得答案.(1)∵f(x)是幂函数,∴2m2−5m+3=1,∴m=12或2.当m=12时,f(x)=x12,此时不满足f(x)的定义域为全体实数R,∴m=2,∴f(x)=x2.(2)f(x)>3x+k−1即x2−3x+1−k>0,要使此不等式在[−1,1]上恒成立,令g(x)=x2−3x+1−k,只需使函数g(x)=x2−3x+1−k在[−1,1]上的最小值大于0. ∵g(x)=x2−3x+1−k图象的对称轴为x=32,故g(x)在[−1,1]上单调递减,∴g(x)min=g(1)=−k−1,由−k−1>0,得k<−1,∴实数k的取值范围是(−∞,−1).18、已知函数f(x)=kx2+(2k+1)x+2.(1)当k=−1时,写出函数y=|f(x)|的单调递增区间(写出即可,不要过程);(2)当k<12时,解不等式f(x)>0.答案:(1)函数y=|f(x)|的单调递增区间有[−2,−12]和[1,+∞);(2)当k<0时,f(x)>0的解集为(−2,−1k );当k=0时,f(x)>0的解集为(−2,+∞);当0<k<12时,f(x)>0的解集为(−∞,−1k)∪(−2,+∞)分析:(1)化简函数y=|f(x)|解析式,作出函数图象,利用图象求函数的单调递增区间;(2)分别在k=0,k<0,0<k<12时解不等式f(x)>0即可.(1)因为f(x)=kx2+(2k+1)x+2,所以当k=−1时,y=|f(x)|=|−x2−x+2|=|x2+x−2|所以当x<−2或x>1时,|f(x)|=x2+x−2,当−2≤x≤1时,|f(x)|=−x2−x+2,作出函数y=|f(x)|的图象如下:所以函数y=|f(x)|的单调递增区间有[−2,−12]和[1,+∞);(2)因为f(x)=kx2+(2k+1)x+2,所以f(x)=(kx+1)(x+2),当k=0时,不等式f(x)>0,可化为x+2>0,解得x>−2,故解集为(−2,+∞)当k≠0时,方程f(x)=0的解为x1=−2,x2=−1k当k<0时,x1=−2<0<x2=−1k ,不等式f(x)>0的解集为(−2,−1k),当0<k<12时,x2=−1k<x1=−2,不等式f(x)>0的解集为(−∞,−1k)∪(−2,+∞);综上,当k<0时,f(x)>0的解集为(−2,−1k);当k=0时,f(x)>0的解集为(−2,+∞);当0<k<12时,f(x)>0的解集为(−∞,−1k)∪(−2,+∞).。
高中三角函数知识点整理三角函数是数学中重要的概念,存在于高中数学课程中,是几何、代数、微积分等领域的基础知识。
下面整理了高中三角函数的重要知识点,希望对学生们的学习有帮助。
一、三角函数的基本概念1.弧度制:角的度量单位,一个角所对应的弧长等于半径的长度时,这个角的大小为1弧度。
2.角的三要素:顶点,始边,终边,顶点为角的端点,始边为角的起始边,终边为角的结束边。
3.弧度与角度的转换:角度数×π/180=弧度。
4.等角:具有相同角度的两个角是等角。
5. 正弦:给定一个锐角∠A,对于 A 的任何弧 B,就有 sin A = sin B。
二、正弦、余弦和正切函数1. 正弦函数:在数轴上,根据半径 r 的终端点 (x, y),它的正弦函数值定义为 y / r,可以表示为sinθ。
2. 余弦函数:在数轴上,根据半径 r 的终端点 (x, y),它的余弦函数值定义为 x / r,可以表示为cosθ。
3. 正切函数:在数轴上,根据半径 r 的终端点 (x, y),它的正切函数值定义为 y / x,可以表示为tanθ。
4.三角函数的性质:正弦和余弦函数的值在-1到1之间,正切函数的值没有限制。
三、三角函数的基本性质1.三角函数的周期性:正弦和余弦函数周期为2π,正切函数周期为π。
2.函数图像:正弦函数和余弦函数的图像为曲线,正切函数的图像为直线。
3.函数值的变化:正弦函数和余弦函数的值在一个周期内从-1到1变化,正切函数在不同区间内的值无限制变化。
4. 正弦函数和余弦函数的图像对称:sin(-θ) = -sinθ,cos(-θ) = cosθ。
5. 周期性的性质:sin(θ + 2πn) = sinθ,cos(θ + 2πn) =cosθ,n为整数。
6. 三角函数的诱导公式:sin(α + β) = sinαcosβ +cosαsinβ,cos(α + β) = cosαcosβ - sinαsinβ。
高中数学函数知识点归纳高中数学函数知识点归纳函数在高中数学中占据了非常重要的地位。
无论是在初中学习时,还是不同领域的工作和生活中,函数都有着重要的应用。
因此,在高中数学中,系统地学习函数知识点是很有必要的。
下面就对高中数学的函数知识点进行一个简单的归纳。
一、函数基本概念函数是将一个数集和另一个数集之间的对应关系,称作函数。
通常用f(x)表示,其中x称作自变量,f(x)称作函数值或因变量。
其中,自变量的取值有一定的范围,称作函数的定义域;函数的值域则是所有可能的函数值的集合。
二、函数的性质1.函数的单调性:单调递增和单调递减。
2.函数的奇偶性:奇函数和偶函数。
3.函数的周期性:周期函数。
4.函数的反函数。
5.函数的对称性:对称轴和中心对称。
三、函数的图像1.函数图像的表示方法:解析法和图像法。
2.函数的基本图像:常数函数、一次函数、二次函数、反比例函数、指数函数和对数函数。
3.函数的平移和伸缩。
四、函数的应用1.函数模型。
2.函数的变化率。
3.函数的最值。
4.函数的极限。
5.导数。
以上就是高中数学中函数知识点的主要内容。
虽然这个知识点占据了高中数学的很大一部分,但是要想真正掌握函数知识,还需要大量的练习。
因此,在学习函数知识时,我们需要掌握以下几个技巧。
一、常常理解概念,注重基础学习函数知识时,首先需要掌握函数的基本概念,例如定义域、值域、单调性、图像等等。
这些基本概念很重要,是后续学习和应用的关键。
因此,我们需要常常理解这些概念,注重基础。
二、多观察函数图像,探讨函数性质函数的图像是我们理解函数性质的重要途径。
因此,在学习函数知识时,需要多观察函数图像,探讨函数的性质,例如函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性等等。
通过对函数图像的观察和分析,我们可以更好地理解函数性质。
三、勤于练习,熟练掌握应用函数知识不仅仅是理论性的知识,还有很多实际应用。
因此,在学习函数知识时,我们需要勤于练习,熟练掌握函数的应用,例如函数模型、函数的变化率、函数的最值、函数的极限和导数等等。
高中数学《函数的对称性与周期性》基础知识及专项练习题(含答案)一、基础知识(一)函数的对称性1、对定义域的要求:无论是轴对称还是中心对称,均要求函数的定义域要关于对称轴(或对称中心)对称2、轴对称的等价描述:(1)()()f a x f a x −=+⇔()f x 关于x a =轴对称(当0a =时,恰好就是偶函数)(2)()()()f a x f b x f x −=+⇔关于2a b x +=轴对称 在已知对称轴的情况下,构造形如()()f a x f b x −=+的等式只需注意两点,一是等式两侧f 前面的符号相同,且括号内x 前面的符号相反;二是,a b 的取值保证2a b x +=为所给对称轴即可。
例如:()f x 关于1x =轴对称()()2f x f x ⇒=−,或得到()()31f x f x −=−+均可,只是在求函数值方面,一侧是()f x 更为方便(3)()f x a +是偶函数,则()()f x a f x a +=−+,进而可得到:()f x 关于x a =轴对称。
① 要注意偶函数是指自变量取相反数,函数值相等,所以在()f x a +中,x 仅是括号中的一部分,偶函数只是指其中的x 取相反数时,函数值相等,即()()f x a f x a +=−+,要与以下的命题区分:若()f x 是偶函数,则()()f x a f x a +=−+⎡⎤⎣⎦:()f x 是偶函数中的x 占据整个括号,所以是指括号内取相反数,则函数值相等,所以有()()f x a f x a +=−+⎡⎤⎣⎦② 本结论也可通过图像变换来理解,()f x a +是偶函数,则()f x a +关于0x =轴对称,而()f x 可视为()f x a +平移了a 个单位(方向由a 的符号决定),所以()f x 关于x a =对称。
3、中心对称的等价描述:(1)()()f a x f a x −=−+⇔()f x 关于(),0a 轴对称(当0a =时,恰好就是奇函数)(2)()()()f a x f b x f x −=−+⇔关于,02a b +⎛⎫ ⎪⎝⎭轴对称 在已知对称中心的情况下,构造形如()()f a x f b x −=−+的等式同样需注意两点,一是等式两侧f 和x 前面的符号均相反;二是,a b 的取值保证2a b x +=为所给对称中心即可。
高考数学函数基础知识清单函数是高中数学中的重要内容和基础知识点,对于高考数学来说尤为重要。
本文将为大家总结高考数学函数基础知识清单,帮助大家复习和巩固相关概念和技能。
一、函数的定义与性质1. 函数的定义:函数是一个集合和对应关系的二元关系,通常用f(x)表示。
2. 定义域和值域:函数的定义域是输入变量x的取值范围,值域是函数对应值f(x)的取值范围。
3. 函数的性质:单调性、奇偶性、周期性等。
二、常见的函数类型1. 一次函数:y = kx + b,其中k和b是常数,k称为比例系数,b 称为常数项。
2. 二次函数:y = ax^2 + bx + c,其中a、b和c是常数,且a ≠ 0。
3. 幂函数:y = x^n,其中n为整数。
4. 指数函数:y = a^x,其中a为正实数且a ≠ 1。
5. 对数函数:y = log_a(x),其中a为正实数且a ≠ 1。
6. 三角函数:正弦函数、余弦函数等。
三、函数的图像与性质1. 函数图像的表示:坐标系、平面直角坐标系。
2. 函数图像的基本性质:对称性、零点、极值等。
3. 函数的平移、伸缩和翻折:函数图像在坐标系中的变化与函数式的关系。
四、函数的运算与复合1. 函数的四则运算:加、减、乘、除。
2. 复合函数:f(g(x)),其中f(x)和g(x)是两个函数。
3. 反函数:f^(-1)(x),满足f(f^(-1)(x)) = x和f^(-1)(f(x)) = x的函数。
五、函数方程与函数不等式1. 函数方程:包括一元函数方程和多元函数方程。
2. 函数不等式:包括一元函数不等式和多元函数不等式。
六、函数的应用1. 函数的模型:将实际问题抽象化为函数模型进行求解。
2. 函数的最大值与最小值:求极值的方法和应用。
3. 函数的应用举例:求面积、体积、最优解等实际问题。
以上是高考数学函数基础知识的清单,希望能够对大家的复习和考试有所帮助。
在复习过程中,要理解函数的定义与性质,熟练掌握各种函数的类型,能够准确绘制函数图像并分析函数的各种性质,同时要培养应用函数解决实际问题的能力。
高中函数基础知识引言函数是高中数学中非常重要的一个概念,它是描述两个变量之间关系的一种工具。
高中数学中的函数主要分为线性函数、二次函数、指数函数、对数函数和三角函数等。
在本篇文章中,我们将介绍高中函数的基础知识,包括函数的定义、性质以及常见函数的图像和变换等。
一、函数的定义函数是一个集合,它由两个非空集合的有序对组成。
通常我们用字母 f, g, h 等来表示函数,如 f(x), g(x), h(x)。
其中,x 称为自变量,f(x) 称为因变量。
函数的定义域是自变量的取值范围,值域是因变量的取值范围。
函数可以用一个或多个方程或不等式来表示。
函数的定义有以下几个要点: - 函数必须有定义域,即自变量的取值范围。
- 函数的定义域是实数集的一个子集。
- 函数的值域是实数集或实数集的子集。
二、函数的性质高中数学中的函数具有一些特殊的性质,下面介绍几个常见的性质:1. 奇偶性如果对于函数 f(x),它满足 f(-x) = f(x),则函数 f(x) 是偶函数;如果满足 f(-x) = -f(x),则函数 f(x) 是奇函数。
函数的奇偶性可以通过图像的对称性来判断。
如果对于函数 f(x) 的任意两个不同的自变量 x1 和 x2,当 x1<x2 时,有f(x1)<f(x2) 则函数 f(x) 是增函数;反之,如果当 x1<x2 时,有 f(x1)>f(x2),则函数 f(x) 是减函数。
3. 对称轴与顶点对于二次函数 f(x) = ax^2+bx+c,其中 a、b、c 是常数。
二次函数的对称轴是确定顶点的直线。
对称轴的表达式为 x = -b/2a。
顶点的坐标可以通过将 x = -b/2a代入 f(x) 中求得。
4. 零点与平移函数 f(x) = 0 的解称为函数的零点。
对于函数 f(x) = a(x-h)^2+k,其中 a、h、k是常数,如果 h>0,则表示向右平移 h 个单位;如果 h<0,则表示向左平移 h 个单位;如果 k>0,则表示向上平移 k 个单位;如果 k<0,则表示向下平移 k 个单位。
高一上必修一第三章《函数》知识点梳理3.1.1函数及其表示方法学习目标:(1)在初中用变量之间的依赖关系描述函数的基础上,用集合语言和对应关系刻画函数,建立完整的函数概念,体会集合语言和对应关系在刻画函数概念中的作用;(2)了解构成函数的要素,能求简单函数的定义域、值域;(3)通过具体问题情境总结共性,抽象出函数概念,积累从具体到抽象的活动经验,发展数学抽象的核心素养。
【重点】1.了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域和值域.2.在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图象法、列表法、解析法)表示函数.3.了解简单的分段函数,并能简单应用(函数分段不超过三段).【难点】1、求函数的定义域和值域回顾初中所学的函数,在情境与问题中感受高中函数表达方式与初中的不同。
一、函数的概念我们已经学习过一些函数的知识,例如已经总结出:在一个变化过程中,数值发生变化的量称为变量;在一个变化过程中,如果有两个变量x与y,并且对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值与其对应,那么就称y是x的函数.再例如,我们知道y=2x是正比例函数,y=-3x-1是一次函数,y=-2是反比例函数,y=x2+2x-3是二次函数,等等。
【情境与问题】(1)国家统计局的课题组公布,如果将2005年中国创新指数记为100,近些年来中国创新指数的情况如下表所示。
以y表示年度值,i表示中国创新指数的取值,则i是y的的函数吗?如果是,这个函数用数学符号可以怎样表示?(2)利用医疗仪器可以方便地测量出心脏在各时刻的指标值,据此可以描绘出心电图,如下图所示。
医生在看心电图时,会根据图形的整体形态来给出诊断结果(如根据两个峰值的间距来得出心率等).初中实际上是用变量的观点和解析式来描述函数的,但从情境与问题中的两个实例可知,初中的方法有一定的局限性:情境与问题中的i是y的函数,v是t的函数,但是这两个函数与初中的函数有所不同,比如都很难用一个解析式表示,而且每个变量的取值范围也有了限制,等等。
普高高考数学必考知识点归纳总结数学作为普通高中高考的一门必考科目,是考生们备战高考的重点之一。
在数学学科中,有一些必考知识点是考生们不能忽视的,掌握好这些知识点能够为考生们取得理想的成绩奠定坚实的基础。
本文将对普高高考数学必考知识点进行归纳总结,帮助考生们理清思路、系统复习。
一、函数与方程1. 函数的概念与性质函数的定义、定义域与值域、奇偶性、周期性、单调性、最值等。
2. 一元二次函数函数表达式、图像与性质、零点与因式分解、二次函数的最值等。
3. 常用函数的图像与性质指数函数、对数函数、幂函数、反比例函数等。
4. 一次函数与二次函数的联立方程方程组的解、解的个数与形式等。
二、几何与空间1. 直线与曲线直线的性质、方程、与曲线的交点等。
2. 圆与圆的位置关系直径、弦、切线等。
3. 向量向量的概念、运算、平行与垂直、数量积与向量积等。
4. 空间几何体点、线、面与体的性质、体的表面积与体积等。
三、概率论与统计1. 随机事件与概率事件的概念、事件的运算、频率与概率的关系等。
2. 排列组合与二项式定理排列与组合的计算、二项式定理的应用等。
3. 统计与误差分析统计量的计算、误差类型与分析等。
四、解析几何1. 平面解析几何点、直线与曲线的方程、距离公式等。
2. 空间解析几何点、直线与平面的方程、距离公式等。
五、导数与微分1. 函数导数的计算与应用导数的定义、基本导数、导数的四则运算、函数的极值与最值等。
2. 微分的计算与应用微分的定义、微分中值定理、函数的近似计算等。
六、数列与数学归纳法1. 数列的概念与性质数列的定义、公式、递推关系等。
2. 等差数列与等比数列等差数列的性质、通项公式、前n项和公式等,等比数列的性质、通项公式、前n项和公式等。
七、立体几何1. 空间中的直线与平面直线与平面的交点、平行与垂直等。
2. 空间中的立体球、柱、锥、棱柱、棱锥等的表面积与体积等。
这些高考数学必考知识点涵盖了数学学科的主要内容,考生们可以根据这个总结进行复习,并结合相关的习题进行训练,提高解题能力和应试水平。
高中数学三角函数知识点总结高中数学中的三角函数是一门重要的数学分支,它是解决各种三角形相关问题的基础。
以下是高中数学三角函数的知识点总结。
一、基本概念1. 角度与弧度:角度是用度(°)来衡量的,弧度是用弧长来衡量的,两者之间的转换关系是π弧度=180°。
2. 正弦定理和余弦定理:正弦定理是指在任意三角形ABC中,a/sinA = b/sinB = c/sinC;余弦定理是指在任意三角形ABC中,c² = a² + b² - 2abcosC。
3. 三角恒等式:包括正弦、余弦和正切的诸多恒等式以及它们的倒数形式。
二、常用三角函数及其性质1. 正弦函数(sin):在单位圆上,给定一个角,将其终边与单位圆交点的纵坐标即为该角的正弦值,其值域为[-1,1]。
2. 余弦函数(cos):在单位圆上,给定一个角,将其终边与单位圆交点的横坐标即为该角的余弦值,其值域为[-1,1]。
3. 正切函数(tan):在单位圆上,给定一个角,将其终边与单位圆交点的纵坐标除以横坐标即为该角的正切值,其定义域为所有不为π/2+kπ(k为整数)的实数。
4. 余切函数(cot)、正割函数(sec)和余割函数(csc):它们分别是tan、cos和sin的倒数函数,它们的定义域和值域分别是tan、cos和sin的值域和定义域的补集。
三、三角函数的图像和性质1. sin和cos的图像:在坐标平面中,将单位圆与x轴交点的横坐标和纵坐标作为y=sin(x)和y=cos(x)的函数图像,它们的图像具有周期性、奇偶性等性质。
2. 周期性:sin和cos的周期为2π,即sin(x+2π)=sin(x)和cos(x+2π)=cos(x)。
3. 奇偶性:sin是奇函数,即sin(-x)=-sin(x);cos是偶函数,即cos(-x)=cos(x)。
4. 其他性质:包括在特定区间的增减性、最大最小值以及特殊角的值等。
第五节 函数的图象一、基础知识1.利用描点法作函数图象 其基本步骤是列表、描点、连线. 首先:(1)确定函数的定义域; (2)化简函数解析式;(3)讨论函数的性质(奇偶性、单调性、周期性、对称性等);其次,列表,描点,连线. 2.函数图象的变换 (1)平移变换①y =f (x )的图象――――――――→a >0,右移a 个单位a <0,左移|a |个单位y =f (x -a )的图象; ②y =f (x )的图象――――――――→b >0,上移b 个单位b <0,下移|b |个单位y =f (x )+b 的图象. “左加右减,上加下减”,左加右减只针对x 本身,与x 的系数,无关,上加下减指的是在f x 整体上加减.(2)对称变换①y =f (x )的图象―――――→关于x 轴对称 y =-f (x )的图象; ②y =f (x )的图象―――――→关于y 轴对称 y =f (-x )的图象; ③y =f (x )的图象――――――→关于原点对称y =-f (-x )的图象; ④y =a x (a >0且a ≠1)的图象―――――――→关于直线y =x 对称y =log a x (a >0且a ≠1)的图象. (3)伸缩变换①y =f (x )的图象―――――――――――――――――――→a >1,横坐标缩短为原来的1a 纵坐标不变0<a <1,横坐标伸长为原来的1a倍,纵坐标不变y =f (ax )的图象. ②y =f (x )的图象――――――――――――――――――――→a >1,纵坐标伸长为原来的a 倍,横坐标不变0<a <1,纵坐标缩短为原来的a 倍,横坐标不变y =af (x )的图象. (4)翻折变换 ①y =f (x )的图象――→x 轴下方部分翻折到上方x 轴及上方部分不变y =|f (x )|的图象;②y =f (x )的图象――→y 轴右侧部分翻折到左侧原y 轴左侧部分去掉,右侧不变y =f (|x |)的图象.二、常用结论1.函数图象自身的轴对称(1)f (-x )=f (x )⇔函数y =f (x )的图象关于y 轴对称;(2)函数y =f (x )的图象关于x =a 对称⇔f (a +x )=f (a -x )⇔f (x )=f (2a -x )⇔f (-x )=f (2a +x );(3)若函数y =f (x )的定义域为R ,且有f (a +x )=f (b -x ),则函数y =f (x )的图象关于直线x =a +b 2对称.2.函数图象自身的中心对称(1)f (-x )=-f (x )⇔函数y =f (x )的图象关于原点对称;(2)函数y =f (x )的图象关于(a,0)对称⇔f (a +x )=-f (a -x )⇔f (x )=-f (2a -x )⇔f (-x )=-f (2a +x );(3)函数y =f (x )的图象关于点(a ,b )成中心对称⇔f (a +x )=2b -f (a -x )⇔f (x )=2b -f (2a -x ).3.两个函数图象之间的对称关系(1)函数y =f (a +x )与y =f (b -x )的图象关于直线x =b -a 2对称(由a +x =b -x 得对称轴方程);(2)函数y =f (x )与y =f (2a -x )的图象关于直线x =a 对称; (3)函数y =f (x )与y =2b -f (-x )的图象关于点(0,b )对称; (4)函数y =f (x )与y =2b -f (2a -x )的图象关于点(a ,b )对称. 考点一 作函数的图象[典例] 作出下列函数的图象.(1)y =⎩⎪⎨⎪⎧-2x +3,x ≤1,-x 2+4x -2,x >1;(2)y =2x +2; (3)y =x 2-2|x |-1.[解] (1)分段分别画出函数的图象,如图①所示.(2)y =2x+2的图象是由y =2x 的图象向左平移2个单位长度得到的,其图象如图②所示.(3)y =⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x -1,x ≥0,x 2+2x -1,x <0,其图象如图③所示.[变透练清]1.[变条件]若本例(2)变为y =⎝⎛⎭⎫12x -2,试作出其图象.解:y =⎝⎛⎭⎫12x -2的图象是由y =⎝⎛⎭⎫12x 的图象向右平移2个单位长度得到的,其图象如图 所示.2.[变条件]若本例(3)变为y =|x 2-2x -1|,试作出其图象.解:y =⎩⎨⎧x 2-2x -1,x ≥1+2或x ≤1-2,-x 2+2x +1,1-2<x <1+2,其图象如图所示.考点二 函数图象的识辨[例1] (2018·全国卷Ⅱ)函数f (x )=e x -e -xx 2的图象大致为( )[解析] ∵y =e x -e -x 是奇函数,y =x 2是偶函数,∴f (x )=e x -e -xx 2是奇函数,图象关于原点对称,排除A 选项;当x =1时,f (1)=e -1e >0,排除D 选项;又e>2,∴1e <12,∴e -1e >1,排除C 选项.故选B.[答案] B[例2] 已知定义在区间[0,4]上的函数y =f (x )的图象如图所示,则y =-f (2-x )的图象为( )[解析] 法一:先作出函数y =f (x )的图象关于y 轴的对称图象,得到y =f (-x )的图象; 然后将y =f (-x )的图象向右平移2个单位,得到y =f (2-x )的图象;再作y =f (2-x )的图象关于x 轴的对称图象,得到y =-f (2-x )的图象.故选D.法二:先作出函数y =f (x )的图象关于原点的对称图象,得到y =-f (-x )的图象;然后将y =-f (-x )的图象向右平移2个单位,得到y =-f (2-x )的图象.故选D.[答案] D [解题技法]1.函数图象与解析式之间的4种对应关系(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置,从函数的值域(或有界性),判断图象的上下位置;(2)从函数的单调性,判断图象的升降变化趋势;(3)从函数的奇偶性,判断图象的对称性:奇函数的图象关于原点对称,在对称的区间上单调性一致,偶函数的图象关于y 轴对称,在对称的区间上单调性相反;(4)从函数的周期性,判断图象是否具有循环往复特点. 2.通过图象变换识别函数图象要掌握的两点(1)熟悉基本初等函数的图象(如指数函数、对数函数等函数的图象); (2)了解一些常见的变换形式,如平移变换、翻折变换. 3.借助动点探究函数图象解决此类问题可以根据已知条件求出函数解析式后再判断函数的图象,也可以采用“以静观动”,即将动点处于某些特殊的位置处考察图象的变化特征,从而作出选择.[题组训练]1.(2019•郑州调研)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ≥01x ,x <0,g (x )=-f (-x ),则函数g (x )的图象是( )解析:选D 法一:由题设得函数g (x )=-f (-x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2,x ≤0,1x ,x >0,据此可画出该函数的图象,如题图选项D 中图象.故选D.法二:先画出函数f (x )的图象,如图1所示,再根据函数f (x )与-f (-x )的图象关于坐标原点对称,即可画出函数-f (-x ),即g (x )的图象,如图2所示.故选D.2.如图,不规则四边形ABCD 中,AB 和CD 是线段,AD 和BC 是圆弧,直线l ⊥AB 交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 ,左侧部分的面积为y ,则y 关于x 的图象大致是( )解析:选C 当l 从左至右移动时,一开始面积的增加速度越来越快,过了D 点后面积保持匀速增加,图象呈直线变化,过了C 点后面积的增加速度又逐渐减慢.故选C.考点三 函数图象的应用考法(一) 研究函数的性质[典例] 已知函数f (x )=x |x |-2x ,则下列结论正确的是( ) A .f (x )是偶函数,递增区间是(0,+∞) B .f (x )是偶函数,递减区间是(-∞,1) C .f (x )是奇函数,递减区间是(-1,1) D .f (x )是奇函数,递增区间是(-∞,0)[解析] 将函数f (x )=x |x |-2x 去掉绝对值得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x ,x ≥0,-x 2-2x ,x <0,画出函数f (x )的图象,如图,观察图象可知,函数f (x )的图象关于原点对称,故函数f (x )为奇函数,且在(-1,1)上单调递减.[答案] C[解题技法] 利用函数的图象研究函数的性质对于已知或解析式易画出其在给定区间上图象的函数,其性质常借助图象研究: (1)从图象的最高点、最低点,分析函数的最值、极值; (2)从图象的对称性,分析函数的奇偶性;(3)从图象的走向趋势,分析函数的单调性、周期性.考法(二) 在不等式中的应用[典例] 若不等式(x -1)2<log a x (a >0,且a ≠1)在x ∈(1,2)内恒成立,则实数a 的取值范围为( )A .(1,2] B.⎝⎛⎭⎫22,1C .(1,2)D .(2,2)[解析] 要使当x ∈(1,2)时,不等式(x -1)2<log a x 恒成立,只需函数y =(x -1)2在(1,2)上的图象在y =log a x 的图象的下方即可.当0<a <1时,显然不成立;当a >1时,如图,要使x ∈(1,2)时,y =(x -1)2的图象在y =log a x 的图象的下方,只需(2-1)2≤log a 2,即log a 2≥1,解得1<a ≤2,故实数a 的取值范围是(1,2].[答案] A [解题技法]当不等式问题不能用代数法求解但其与函数有关时,常将不等式问题转化为两函数图象的上下关系问题,从而利用数形结合法求解.[题组训练]1.设奇函数f (x )在(0,+∞)上为增函数,且f (1)=0,则不等式f x -f -x x <0的解集为( )A .(-1,0)∪(1,+∞)B .(-∞,-1)∪(0,1)C .(-∞,-1)∪(1,+∞)D .(-1,0)∪(0,1)解析:选D 因为f (x )为奇函数, 所以不等式f x-f -xx<0可化为f xx<0, 即xf (x )<0,f (x )的大致图象如图所示. 所以xf (x )<0的解集为(-1,0)∪(0,1).2.对a ,b ∈R ,记max{a ,b }=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≥b ,b ,a <b ,函数f (x )=max{|x +1|,|x -2|}(x ∈R)的最小值是________.解析:函数f (x )=max{|x +1|,|x -2|}(x ∈R)的图象如图所示, 由图象可得,其最小值为32.答案:323.已知函数f (x )=⎩⎨⎧log 2⎝⎛⎭⎫-x2,x ≤-1,-13x 2+43x +23,x >-1,若f (x )在区间[m,4]上的值域为[-1,2],则实数m 的取值范围为________.解析:作出函数f (x )的图象,当x ≤-1时,函数f (x )=log 2⎝⎛⎭⎫-x2单调递减,且最小值为f (-1)=-1,则令log 2⎝⎛⎭⎫-x 2=2,解得x =-8;当x >-1时,函数f (x )=-13x 2+43x +23在(-1,2)上单调递增,在[2,+∞)上单调递减,则最大值为f (2)=2,又f (4)=23<2,f (-1)=-1,故所求实数m的取值范围为[-8,-1].答案:[-8,-1][课时跟踪检测]A级1.为了得到函数y=2x-2的图象,可以把函数y=2x的图象上所有的点()A.向右平行移动2个单位长度B.向右平行移动1个单位长度C.向左平行移动2个单位长度D.向左平行移动1个单位长度解析:选B因为y=2x-2=2(x-1),所以只需将函数y=2x的图象上所有的点向右平移1个单位长度,即可得到y=2(x-1)=2x-2的图象.2.若函数y=f(x)的图象如图所示,则函数y=-f(x+1)的图象大致为()解析:选C要想由y=f(x)的图象得到y=-f(x+1)的图象,需要先将y=f(x)的图象关于x轴对称得到y=-f(x)的图象,然后向左平移1个单位长度得到y=-f(x+1)的图象,根据上述步骤可知C正确.3.(2018·浙江高考)函数y=2|x|sin 2x的图象可能是()解析:选D 由y =2|x |sin 2x 知函数的定义域为R , 令f (x )=2|x |sin 2x ,则f (-x )=2|-x |sin(-2x )=-2|x |sin 2x . ∵f (x )=-f (-x ),∴f (x )为奇函数. ∴f (x )的图象关于原点对称,故排除A 、B. 令f (x )=2|x |sin 2x =0,解得x =k π2(k ∈Z),∴当k =1时,x =π2,故排除C ,选D.4.下列函数y =f (x )图象中,满足f ⎝⎛⎭⎫14>f (3)>f (2)的只可能是( )解析:选D 因为f ⎝⎛⎭⎫14>f (3)>f (2),所以函数f (x )有增有减,排除A 、B.在C 中,f ⎝⎛⎭⎫14<f (0)=1,f (3)>f (0),即f ⎝⎛⎭⎫14<f (3),排除C ,选D.5.已知函数f (x )的图象如图所示,则f (x )的解析式可以是( ) A .f (x )=ln|x |xB .f (x )=e xxC .f (x )=1x2-1D .f (x )=x -1x解析:选A 由函数图象可知,函数f (x )为奇函数,应排除B 、C.若函数为f (x )=x -1x ,则x →+∞时,f (x )→+∞,排除D.6.已知函数y =f (x +1)的图象过点(3,2),则函数y =f (x )的图象关于x 轴的对称图形一定过点________.解析:因为函数y =f (x +1)的图象过点(3,2),所以函数y =f (x )的图象一定过点(4,2),所以函数y =f (x )的图象关于x 轴的对称图形一定过点(4,-2).答案:(4,-2)7.如图,定义在[-1,+∞)上的函数f (x )的图象由一条线段及抛物线的一部分组成,则f (x )的解析式为________.解析:当-1≤x ≤0时,设解析式为f (x )=kx +b (k ≠0),则⎩⎪⎨⎪⎧ -k +b =0,b =1,得⎩⎪⎨⎪⎧k =1,b =1.∴当-1≤x ≤0时,f (x )=x +1.当x >0时,设解析式为f (x )=a (x -2)2-1(a ≠0), ∵图象过点(4,0), ∴0=a (4-2)2-1,∴a =14.故函数f (x )的解析式为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,-1≤x ≤0,14x -22-1,x >0. 答案:f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,-1≤x ≤0,14x -22-1,x >0 8.如图,函数f (x )的图象为折线ACB ,则不等式f (x )≥log 2(x +1)的解集为________.解析:令y =log 2(x +1),作出函数y =log 2(x +1)图象如图所示.由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,y =log 2x +1得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1. ∴结合图象知不等式f (x )≥log 2(x +1)的解集为{x |-1<x ≤1}. 答案:{x |-1<x ≤1} 9.画出下列函数的图象. (1)y =e ln x ; (2)y =|x -2|·(x +1).解:(1)因为函数的定义域为{x |x >0}且y =e ln x =x (x >0), 所以其图象如图所示. (2)当x ≥2,即x -2≥0时,y =(x -2)(x +1)=x 2-x -2=⎝⎛⎭⎫x -122-94; 当x <2,即x -2<0时,y =-(x -2)(x +1)=-x 2+x +2=-⎝⎛⎭⎫x -122+94. 所以y =⎩⎨⎧⎝⎛⎭⎫x -122-94,x ≥2,-⎝⎛⎭⎫x -122+94,x <2.这是分段函数,每段函数的图象可根据二次函数图象作出(其图象如图所示).10.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3-x 2,x ∈[-1,2],x -3,x ∈2,5].(1)在如图所示给定的直角坐标系内画出f (x )的图象;(2)写出f (x )的单调递增区间;(3)由图象指出当x 取什么值时f (x )有最值.解:(1)函数f (x )的图象如图所示.(2)由图象可知,函数f (x )的单调递增区间为[-1,0],[2,5].(3)由图象知当x =2时,f (x )min =f (2)=-1,当x =0时,f (x )max =f (0)=3.B 级1.若函数f (x )是周期为4的偶函数,当x ∈[0,2]时,f (x )=x -1,则不等式xf (x )>0在 (-1,3)上的解集为( )A .(1,3)B .(-1,1)C .(-1,0)∪(1,3)D .(-1,0)∪(0,1)解析:选C 作出函数f (x )的图象如图所示.当x ∈(-1,0)时,由xf (x )>0得x ∈(-1,0);当x ∈(0,1)时,由xf (x )>0得x ∈∅;当x ∈(1,3)时,由xf (x )>0得x ∈(1,3).故x ∈(-1,0)∪(1,3).2.(2019·山西四校联考)已知函数f (x )=|x 2-1|,若0<a <b 且f (a )=f (b ),则b 的取值范围是( )A .(0,+∞)B .(1,+∞)C .(1,2)D .(1,2) 解析:选C 作出函数f (x )=|x 2-1|在区间(0,+∞)上的图象如图所示,作出直线y =1,交f (x )的图象于点B ,由x 2-1=1可得x B =2,结合函数图象可得b 的取值范围是(1,2).3.已知函数f (x )的图象与函数h (x )=x +1x+2的图象关于点A (0,1)对称. (1)求f (x )的解析式;(2)若g (x )=f (x )+a x,且g (x )在区间(0,2]上为减函数,求实数a 的取值范围. 解:(1)设f (x )图象上任一点P (x ,y ),则点P 关于(0,1)点的对称点P ′(-x,2-y )在h (x )的图象上,即2-y =-x -1x +2,∴y =f (x )=x +1x(x ≠0). (2)g (x )=f (x )+a x =x +a +1x ,∴g ′(x )=1-a +1x2. ∵g (x )在(0,2]上为减函数,∴1-a +1x2≤0在(0,2]上恒成立,即a +1≥x 2在(0,2]上恒成立, ∴a +1≥4,即a ≥3,故实数a 的取值范围是[3,+∞).4.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,求a 的取值范围.解: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象如图(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象如图(2)所示,当x ≥2时,f (2)≤g (2),即a 2-1≤34×2-1, 解得a ≤12,所以a 的取值范围是⎝⎛⎦⎤0,12.。
第二节函数的单调性与最值一、基础知识1.增函数、减函数定义:设函数f(x)的定义域为I:(1)增函数: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.(2)减函数: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上是减函数.增(减)函数定义中的x1,x2的三个特征一是任意性;二是有大小,即x1<x2(x1>x2);三是同属于一个单调区间,三者缺一不可.2.单调性、单调区间若函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,则称函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做函数y=f(x)的单调区间.有关单调区间的两个防范(1)单调区间只能用区间表示,不能用不等式表示.(2)有多个单调区间应分别写,不能用符号“∪”连接,也不能用“或”连接,只能用“逗号”或“和”连接.3.函数的最值设函数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或f(x)≥M.(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M.那么,我们称M是函数y=f(x)的最大值或最小值.函数最值存在的两条结论(1)闭区间上的连续函数一定存在最大值和最小值.当函数在闭区间上单调时最值一定在端点取到.(2)开区间上的“单峰”函数一定存在最大(小)值.二、常用结论在公共定义域内:(1)函数f(x)单调递增,g(x)单调递增,则f(x)+g(x)是增函数;(2)函数f (x )单调递减,g (x )单调递减,则f (x )+g (x )是减函数; (3)函数f (x )单调递增,g (x )单调递减,则f (x )-g (x )是增函数; (4)函数f (x )单调递减,g (x )单调递增,则f (x )-g (x )是减函数;(5)若k >0,则kf (x )与f (x )单调性相同;若k <0,则kf (x )与f (x )单调性相反; (6)函数y =f (x )(f (x )>0)在公共定义域内与y =-f (x ),y =1f x的单调性相反;(7)复合函数y =f [g (x )]的单调性与y =f (u )和u =g (x )的单调性有关.简记:“同增异减”. 考点一 确定函数的单调性区间)[典例] (1)求函数f (x )=-x 2+2|x |+1的单调区间. (2)试讨论函数f (x )=ax x -1(a ≠0)在(-1,1)上的单调性.[解] (1)易知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x +1,x ≥0,-x 2-2x +1,x <0=⎩⎪⎨⎪⎧-x -12+2,x ≥0,-x +12+2,x <0.画出函数图象如图所示,可知单调递增区间为(-∞,-1]和[0,1],单调递减区间为[-1,0]和[1,+∞).(2)法一:定义法 设-1<x 1<x 2<1, f (x )=a ⎝⎛⎭⎪⎫x -1+1x -1=a ⎝⎛⎭⎫1+1x -1,则f (x 1)-f (x 2)=a ⎝⎛⎭⎫1+1x 1-1-a ⎝⎛⎭⎫1+1x 2-1=a x 2-x 1x 1-1x 2-1.由于-1<x 1<x 2<1,所以x 2-x 1>0,x 1-1<0,x 2-1<0, 故当a >0时,f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2), 函数f (x )在(-1,1)上单调递减;当a <0时,f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 函数f (x )在(-1,1)上单调递增. 法二:导数法 f ′(x )=ax ′x -1-ax x -1′x -12=ax -1-ax x -12=-ax -12.当a >0时,f ′(x )<0,函数f (x )在(-1,1)上单调递减; 当a <0时,f ′(x )>0,函数f (x )在(-1,1)上单调递增.[解题技法] 判断函数单调性和求单调区间的方法(1)定义法:一般步骤为设元―→作差―→变形―→判断符号―→得出结论.(2)图象法:如果f (x )是以图象形式给出的,或者f (x )的图象易作出,则可由图象的上升或下降确定单调性.(3)导数法:先求导数,利用导数值的正负确定函数的单调性及区间.(4)性质法:对于由基本初等函数的和、差构成的函数,根据各初等函数的增减性及复合函数单调性性质进行判断;复合函数单调性,可用同增异减来确定.[题组训练]1.下列函数中,满足“∀x 1,x 2∈(0,+∞)且x 1≠x 2,(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]<0”的是( ) A .f (x )=2x B .f (x )=|x -1| C .f (x )=1x-xD .f (x )=ln(x +1)解析:选C 由(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]<0可知,f (x )在(0,+∞)上是减函数,A 、D 选项中,f (x )为增函数;B 中,f (x )=|x -1|在(0,+∞)上不单调;对于f (x )=1x -x ,因为y =1x 与y =-x在(0,+∞)上单调递减,因此f (x )在(0,+∞)上是减函数.2.函数f (x )=log 12(x 2-4)的单调递增区间是( )A .(0,+∞)B .(-∞,0)C .(2,+∞)D .(-∞,-2)解析:选D 令t =x 2-4,则y =log 12t .因为y =log 12t 在定义域上是减函数,所以求原函数的单调递增区间,即求函数t =x 2-4的单调递减区间,结合函数的定义域,可知所求区间为(-∞,-2).3.判断函数f (x )=x +ax (a >0)在(0,+∞)上的单调性.解:设x 1,x 2是任意两个正数,且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=⎝⎛⎭⎫x 1+a x 1-⎝⎛⎭⎫x 2+a x 2=x 1-x 2x 1x 2(x 1x 2-a ). 当0<x 1<x 2≤a 时,0<x 1x 2<a ,x 1-x 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2), 所以函数f (x )在(0,a ]上是减函数;当a ≤x 1<x 2时,x 1x 2>a ,x 1-x 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 所以函数f (x )在[a ,+∞)上是增函数.综上可知,函数f (x )=x +ax (a >0)在(0,a ]上是减函数,在[a ,+∞)上是增函数.考点二 求函数的值域最值)[典例] (1)(2019•深圳调研)函数y =|x +1|+|x -2|的值域为________.(2)若函数f (x )=-ax+b (a >0)在⎣⎡⎦⎤12,2上的值域为⎣⎡⎦⎤12,2,则a =________,b =________. (3)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-4x ,x ≤0,sin x ,x >0的最大值为________.[解析] (1)图象法函数y =⎩⎪⎨⎪⎧-2x +1,x ≤-1,3,-1<x <2,2x -1,x ≥2.作出函数的图象如图所示.根据图象可知,函数y =|x +1|+|x -2|的值域为[3,+∞). (2)单调性法∵f (x )=-ax +b (a >0)在⎣⎡⎦⎤12,2上是增函数, ∴f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫12=12,f (x )max =f (2)=2.即⎩⎨⎧-2a +b =12,-a2+b =2,解得a =1,b =52.(3)当x ≤0时,f (x )=-x 2-4x =-(x +2)2+4,而-2∈(-∞,0],此时f (x )在x =-2处取得最大值,且f (-2)=4;当x >0时,f (x )=sin x ,此时f (x )在区间(0,+∞)上的最大值为1.综上所述,函数f (x )的最大值为4.[答案] (1)[3,+∞) (2)1 52(3)4[提醒] (1)求函数的最值时,应先确定函数的定义域.(2)求分段函数的最值时,应先求出每一段上的最值,再选取其中最大的作为分段函数的最大值,最小的作为分段函数的最小值.[题组训练]1.函数f (x )=x 2+4x 的值域为________.解析:当x >0时,f (x )=x +4x ≥4,当且仅当x =2时取等号; 当x <0时,-x +⎝⎛⎭⎫-4x ≥4, 即f (x )=x +4x ≤-4,当且仅当x =-2取等号,所以函数f (x )的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞). 答案:(-∞,-4]∪[4,+∞)2.若x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,2π3,则函数y =4sin 2x -12sin x -1的最大值为________,最小值为________.解析:令t =sin x ,因为x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,2π3, 所以t ∈⎣⎡⎦⎤-12,1,y =f (t )=4t 2-12t -1, 因为该二次函数的图象开口向上,且对称轴为t =32,所以当t ∈⎣⎡⎦⎤-12,1时,函数f (t )单调递减,所以当t =-12时,y max =6;当t =1时,y min =-9. 答案:6 -93.已知f (x )=x 2+2x +ax ,x ∈[1,+∞),且a ≤1.若对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析:对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立等价于x 2+2x +a >0在x ∈[1,+∞)上恒成立,即a >-x 2-2x 在x ∈[1,+∞)上恒成立.又函数y =-x 2-2x 在[1,+∞)上单调递减, ∴(-x 2-2x )max =-3,故a >-3, 又∵a ≤1,∴-3<a ≤1. 答案:(-3,1]考点三 函数单调性的应用考法(一) 比较函数值的大小[典例] 设偶函数f (x )的定义域为R ,当x ∈[0,+∞)时,f (x )是增函数,则f (-2),f (π),f (-3)的大小关系是( )A .f (π)>f (-3)>f (-2)B .f (π)>f (-2)>f (-3)C .f (π)<f (-3)<f (-2)D .f (π)<f (-2)<f (-3)[解析] 因为f (x )是偶函数,所以f (-3)=f (3),f (-2)=f (2). 又因为函数f (x )在[0,+∞)上是增函数. 所以f (π)>f (3)>f (2),即f (π)>f (-3)>f (-2). [答案] A[解题技法] 比较函数值大小的解题思路比较函数值的大小时,若自变量的值不在同一个单调区间内,要利用其函数性质,转化到同一个单调区间内进行比较,对于选择题、填空题能数形结合的尽量用图象法求解.考法(二) 解函数不等式[典例] 设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x <2,x 2,x ≥2.若f (a +1)≥f (2a -1),则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,1]B .(-∞,2]C .[2,6]D .[2,+∞)[解析] 易知函数f (x )在定义域(-∞,+∞)上是增函数,∵f (a +1)≥f (2a -1), ∴a +1≥2a -1,解得a ≤2.故实数a 的取值范围是(-∞,2]. [答案] B[解题技法] 求解含“f ”的函数不等式的解题思路先利用函数的相关性质将不等式转化为f (g (x ))>f (h (x ))的形式,再根据函数的单调性去掉“f ”,得到一般的不等式g (x )>h (x )(或g (x )<h (x )).考法(三) 利用单调性求参数的范围(或值)[典例] (2019•南京调研)已知函数f (x )=x -a x +a2在(1,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是________.[解析] 设1<x 1<x 2,∴x 1x 2>1. ∵函数f (x )在(1,+∞)上是增函数,∴f (x 1)-f (x 2)=x 1-a x 1+a2-⎝⎛⎭⎫x 2-a x 2+a 2 =(x 1-x 2)⎝⎛⎭⎫1+a x 1x 2<0.∵x 1-x 2<0,∴1+ax 1x 2>0,即a >-x 1x 2.∵1<x 1<x 2,x 1x 2>1,∴-x 1x 2<-1,∴a ≥-1. ∴a 的取值范围是[-1,+∞). [答案] [-1,+∞)[解题技法]利用单调性求参数的范围(或值)的方法(1)视参数为已知数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参数;(2)需注意若函数在区间[a ,b ]上是单调的,则该函数在此区间的任意子集上也是单调的.[题组训练]1.已知函数f (x )的图象向左平移1个单位后关于y 轴对称,当x 2>x 1>1时,[f (x 2)-f (x 1)]·(x 2-x 1)<0恒成立,设a =f ⎝⎛⎭⎫-12,b =f (2),c =f (3),则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .c >a >b B .c >b >a C .a >c >bD .b >a >c解析:选D 由于函数f (x )的图象向左平移1个单位后得到的图象关于y 轴对称,故函数y =f (x )的图象关于直线x =1对称,所以a =f ⎝⎛⎭⎫-12=f ⎝⎛⎭⎫52.当x 2>x 1>1时,[f (x 2)-f (x 1)](x 2-x 1)<0恒成立,等价于函数f (x )在(1,+∞)上单调递减,所以b >a >c .2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax 2-x -14,x ≤1,log a x -1,x >1是R 上的单调函数,则实数a 的取值范围是( )A.⎣⎡⎭⎫14,12 B.⎣⎡⎦⎤14,12 C.⎝⎛⎦⎤0,12 D.⎣⎡⎭⎫12,1解析:选B 由对数函数的定义可得a >0,且a ≠1.又函数f (x )在R 上单调,而二次函数y =ax 2-x -14的图象开口向上,所以函数f (x )在R 上单调递减,故有⎩⎪⎨⎪⎧ 0<a <1,12a≥1,a ×12-1-14≥log a1-1,即⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,0<a ≤12,a ≥14.所以a ∈⎣⎡⎦⎤14,12.[课时跟踪检测]A 级1.下列四个函数中,在x ∈(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:选C 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.2.若函数f (x )=ax +1在R 上单调递减,则函数g (x )=a (x 2-4x +3)的单调递增区间是( )A .(2,+∞)B .(-∞,2)C .(4,+∞)D .(-∞,4)解析:选B 因为f (x )=ax +1在R 上单调递减,所以a <0. 而g (x )=a (x 2-4x +3)=a (x -2)2-a .因为a <0,所以g (x )在(-∞,2)上单调递增.3.已知函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的函数,且在该区间上单调递增,则满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13的x 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫13,23 B.⎣⎡⎭⎫13,23 C.⎝⎛⎭⎫12,23D.⎣⎡⎭⎫12,23解析:选D 因为函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的增函数,满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13. 所以0≤2x -1<13,解得12≤x <23.4.(2019·菏泽模拟)定义新运算⊕:当a ≥b 时,a ⊕b =a ;当a <b 时,a ⊕b =b 2,则函数f (x )=(1⊕x )x -(2⊕x ),x ∈[-2,2]的最大值等于( )A .-1B .1C .6D .12解析:选C 由题意知当-2≤x ≤1时,f (x )=x -2,当1<x ≤2时,f (x )=x 3-2,又f (x )=x -2,f (x )=x 3-2在相应的定义域内都为增函数,且f (1)=-1,f (2)=6,∴f (x )的最大值为6.5.已知函数f (x )是R 上的增函数,A (0,-3),B (3,1)是其图象上的两点,那么不等式-3<f (x +1)<1的解集的补集是(全集为R)( )A .(-1,2)B .(1,4)C .(-∞,-1)∪[4,+∞)D .(-∞,-1]∪[2,+∞)解析:选D 由函数f (x )是R 上的增函数,A (0,-3),B (3,1)是其图象上的两点,知不等式-3<f (x +1)<1即为f (0)<f (x +1)<f (3),所以0<x +1<3,所以-1<x <2,故不等式-3<f (x +1)<1的解集的补集是(-∞,-1]∪[2,+∞).6.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-ax -5,x ≤1,a x ,x >1是R 上的增函数,则实数a 的取值范围是( )A .[-3,0)B .(-∞,-2]C .[-3,-2]D .(-∞,0)解析:选C 若f (x )是R 上的增函数,则应满足⎩⎪⎨⎪⎧-a2≥1,a <0,-12-a ×1-5≤a 1,解得-3≤a ≤-2.7.已知函数f (x )=x 2-2x -3,则该函数的单调递增区间为________.解析:设t =x 2-2x -3,由t ≥0,即x 2-2x -3≥0,解得x ≤-1或x ≥3,所以函数f (x )的定义域为(-∞,-1]∪[3,+∞).因为函数t =x 2-2x -3的图象的对称轴为x =1,所以函数t =x 2-2x -3在(-∞,-1]上单调递减,在[3,+∞)上单调递增,所以函数f (x )的单调递增区间为[3,+∞).答案:[3,+∞)8.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x ,x ≥1,-x 2+2,x <1的最大值为________.解析:当x ≥1时,函数f (x )=1x为减函数,所以f (x )在x =1处取得最大值,为f (1)=1;当x <1时,易知函数f (x )=-x 2+2在x =0处取得最大值,为f (0)=2.故函数f (x )的最大值为2.答案:29.若函数f (x )=1x 在区间[2,a ]上的最大值与最小值的和为34,则a =________.解析:由f (x )=1x 的图象知,f (x )=1x 在(0,+∞)上是减函数,∵[2,a ]⊆(0,+∞),∴f (x )=1x 在[2,a ]上也是减函数,∴f (x )max =f (2)=12,f (x )min =f (a )=1a ,∴12+1a =34,∴a =4. 答案:410.(2019·甘肃会宁联考)若f (x )=x +a -1x +2在区间(-2,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是________.解析:f (x )=x +a -1x +2=x +2+a -3x +2=1+a -3x +2,要使函数在区间(-2,+∞)上是增函数,需使a -3<0,解得a <3.答案:(-∞,3)11.已知函数f (x )=1a -1x (a >0,x >0).(1)求证:f (x )在(0,+∞)上是增函数;(2)若f (x )在⎣⎡⎦⎤12,2上的值域是⎣⎡⎦⎤12,2,求a 的值. 解:(1)证明:任取x 1>x 2>0, 则f (x 1)-f (x 2)=1a -1x 1-1a +1x 2=x 1-x 2x 1x 2,∵x 1>x 2>0,∴x 1-x 2>0,x 1x 2>0, ∴f (x 1)-f (x 2)>0, 即f (x 1)>f (x 2),∴f (x )在(0,+∞)上是增函数.(2)由(1)可知,f (x )在⎣⎡⎦⎤12,2上是增函数, ∴f ⎝⎛⎭⎫12=1a -2=12,f (2)=1a -12=2,解得a =25. 12.已知f (x )=x x -a(x ≠a ). (1)若a =-2,试证f (x )在(-∞,-2)内单调递增;(2)若a >0且f (x )在(1,+∞)内单调递减,求a 的取值范围.解:(1)证明:当a =-2时,f (x )=x x +2. 任取x 1,x 2∈(-∞,-2),且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1+2-x 2x 2+2=2x 1-x 2x 1+2x 2+2. 因为(x 1+2)(x 2+2)>0,x 1-x 2<0,所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2),所以f (x )在(-∞,-2)内单调递增.(2)任取x 1,x 2∈(1,+∞),且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1-a -x 2x 2-a =a x 2-x 1x 1-a x 2-a. 因为a >0,x 2-x 1>0,又由题意知f (x 1)-f (x 2)>0,所以(x 1-a )(x 2-a )>0恒成立,所以a ≤1.所以0<a ≤1.所以a 的取值范围为(0,1].B 级1.若f (x )=-x 2+4mx 与g (x )=2m x +1在区间[2,4]上都是减函数,则m 的取值范围是( ) A .(-∞,0)∪(0,1]B .(-1,0)∪(0,1]C .(0,+∞)D .(0,1]解析:选D 函数f (x )=-x 2+4mx 的图象开口向下,且以直线x =2m 为对称轴,若在区间[2,4]上是减函数,则2m ≤2,解得m ≤1;g (x )=2m x +1的图象由y =2m x 的图象向左平移一个单位长度得到,若在区间[2,4]上是减函数,则2m >0,解得m >0.综上可得,m 的取值范围是(0,1].2.已知函数f (x )=ln x +x ,若f (a 2-a )>f (a +3),则正数a 的取值范围是________. 解析:因为f (x )=ln x +x 在(0,+∞)上是增函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 2-a >a +3,a 2-a >0,a +3>0,解得-3<a <-1或a >3.又a>0,所以a>3.答案:(3,+∞)3.已知定义在R上的函数f(x)满足:①f(x+y)=f(x)+f(y)+1,②当x>0时,f(x)>-1.(1)求f(0)的值,并证明f(x)在R上是单调增函数;(2)若f(1)=1,解关于x的不等式f(x2+2x)+f(1-x)>4.解:(1)令x=y=0,得f(0)=-1.在R上任取x1>x2,则x1-x2>0,f(x1-x2)>-1.又f(x1)=f[(x1-x2)+x2]=f(x1-x2)+f(x2)+1>f(x2),所以函数f(x)在R上是单调增函数.(2)由f(1)=1,得f(2)=3,f(3)=5.由f(x2+2x)+f(1-x)>4得f(x2+x+1)>f(3),又函数f(x)在R上是增函数,故x2+x+1>3,解得x<-2或x>1,故原不等式的解集为{x|x<-2或x>1}.。
人教版高中数学必修三复习提纲第一章三角函数基础知识1.1 角度制与弧度制1.1.1 角度制概念与转换1.1.2 弧度制概念与转换1.2 三角函数的概念和定义1.2.1 任意角和三角函数的定义1.2.2 常用三角函数的性质1.3 三角函数的基本关系式1.3.1 正弦定理1.3.2 余弦定理1.3.3 正切定理第二章三角函数的图像与性质2.1 直角坐标系与单位圆2.2 正弦函数与余弦函数的图像与性质2.3 正切函数的图像与性质2.4 三角函数的诱导公式第三章三角函数的应用3.1 三角函数解直角三角形3.2 三角函数的图像与解析式3.3 三角函数的单调性和奇偶性3.4 三角函数在解决几何问题中的应用第四章二次函数基础知识4.1 二次函数的概念和定义4.2 二次函数的图像与性质4.3 二次函数的解析式与一般式4.4 二次函数的极值与单调性第五章二次函数的应用5.1 二次函数的解析式的应用5.2 二次函数代数基本定理和因式定理5.3 二次函数在几何问题中的应用5.4 二次函数在经济学中的应用第六章三角函数与二次函数的应用6.1 三角函数和二次函数的复合函数6.2 三角函数和二次函数的应用6.3 三角函数和二次函数的联立解法第七章圆与圆锥曲线7.1 圆的基本性质7.2 圆的方程7.3 圆与直线的位置关系7.4 圆锥曲线的基本概念7.5 椭圆的基本性质7.6 双曲线的基本性质7.7 抛物线的基本性质第八章统计和概率8.1 统计的基本概念8.2 统计图8.3 中心极限定理8.4 概率的基本概念8.5 条件概率8.6 贝叶斯公式8.7 随机事件的概率8.8 期望值和方差。
高中数学函数基础知识点1. 函数的基本概念-函数的定义:设在一个非空数集D上,如果存在一个法则f,使得对每一个x∈D,都有唯一确定的y与之对应,记作y=f(x),那么就称y是x的函数,记作y=f(x),其中D称为函数的定义域。
-单调性:函数在某个区间上若满足随着自变量增大,函数值也增大,则称函数在这个区间上单调递增;反之,若函数值随自变量增大而减小,则称函数在这个区间上单调递减。
-奇偶性:若对于所有定义域内的x,都有f(-x) = f(x),则称f(x)为偶函数;若f(-x) = -f(x),则称f(x)为奇函数。
2. 基本初等函数-常数函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数(正弦函数、余弦函数、正切函数等)、反三角函数及其性质。
3. 函数图像与性质-函数图像的画法:列表、描点、连线。
-函数图像的平移、翻折、伸缩变换规律。
-函数零点的定义及求解方法。
4. 函数的运算-函数的四则运算:两个函数的和、差、积、商仍然是函数。
-复合函数:由两个或多个简单函数经过嵌套组合而成的函数。
5. 函数的最值问题-利用函数单调性寻找函数在指定区间上的最大值和最小值。
-利用导数工具求解闭区间上的函数最值。
6. 函数方程与函数不等式-解决函数方程,即求解满足给定条件的函数表达式。
-解函数不等式,求解满足不等式的自变量范围。
7. 分段函数-定义和表示方法,以及其连续性和单调性等问题。
以上都是高中数学函数部分的基础知识点,也是后续学习诸如导数、积分、微积分等高级数学知识的基础。
在学习过程中,需结合实例,多做题型练习,以便理解和熟练掌握函数的各种性质和运算法则。
函数的基础知识要求层次重难点函数的概念与表示 C⑴函数①了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域和值域;了解映射的概念.②在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图像法、列表法、解析法)表示函数.③了解简单的分段函数,并能简单应用.⑵指数函数①了解指数函数模型的实际背景.②理解有理指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,掌握幂的运算.③理解指数函数的概念,理解指数函数的单调性,掌握指数函数图像通过的特殊点.④知道指数函数是一类重要的函数模型.⑶对数函数①理解对数的概念及其运算性质,知道用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数;了解对数在简化运算中的作用.②理解对数函数的概念;理解对数函数的单调性,掌握函数图像通过的特殊点.③知道对数函数是一类重要的函数模型;④了解指数函数xy a=与对数函数logay x=互为反函数(01a a>≠,).⑷幂函数①了解幂函数的概念.②结合函数12321y x y x y x y y xx=====,,,,的图像,了解它们的变化情况.映射 A有理指数幂 B实数指数幂 A幂的运算 C指数函数的概念、指数函数的图象及其性质B对数的概念及其运算性质 B换底公式 A对数函数的概念、对数函数的图象及其性质B指数函数xy a=与对数函数logay x=互为反函数(0a>且1a≠)A幂函数的概念 A幂函数y x=,2y x=,3y x=,1yx=,12y x=的图象及其性质B高考要求第一讲函数的基础知识板块一:函数的三要素 (一)主要方法:1.求函数解析式的题型有:⑴已知函数类型,求函数的解析式:待定系数法;⑵已知()f x 求[()]f g x 或已知[()]f g x 求()f x :换元法、配凑法; ⑶已知函数图象,求函数解析式;⑷()f x 满足某个等式,这个等式除()f x 外还有其他未知量,需构造另个等式:解方程组法; ⑸应用题求函数解析式常用方法有待定系数法等.2.函数的定义域包含三种形式:⑴自然型:指函数的解析式有意义的自变量x 的取值范围(如:分式函数的分母不为零,偶次根式函数的被开方数为非负数,对数函数的真数为正数,等等);⑵限制型:指命题的条件或人为对自变量x 的限制,有时这种限制比较隐蔽,容易犯错误; ⑶实际型:解决函数的综合问题与应用问题时,应认真考察自变量x 的实际意义. 函数定义域的求法分两种基本类型:一是抽象函数的定义域,关键是深刻理解定义域的意义,通俗地讲定义域就是”x 的取值范围”; 二是具体函数的定义域的求法,转化为解不等式组.3.求函数值域的各种方法⑴直接法:利用常见函数的值域来求一次函数(0)y ax b a =+≠的定义域为R ,值域为R ;反比例函数(0)ky k x =≠的定义域为{|0}x x ≠,值域为{|0}y y ≠;二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠的定义域为R ,当0a >时,值域为244ac b y y a ⎧⎫-⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭≥;当0a <时,值域为244ac b y y a ⎧⎫-⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭≤.⑵配方法:转化为二次函数,利用二次函数的特征来求值;常转化为型如:2()()f x ax bx c x m n =++∈,,的形式; ⑶分式转化法(也称“分离常数法”)⑷换元法:通过变量代换转化为能求值域的函数,化归思想;⑸三角有界法:转化为只含正弦、余弦的函数,运用三角函数有界性来求值域;知识精讲⑹基本不等式法:转化成型如:(0)ky x k x =+>,利用平均值不等式公式来求值域;⑺单调性法:函数为单调函数,可根据函数的单调性求值域. ⑻数形结合:根据函数的几何图形,利用数型结合的方法来求值域.⑼导函数法:利用原函数的导函数值的正负,判断出函数的单调性,求得值域.(二)典例分析:【例1】 若函数()f x 满足2(1)2f x x x +=-,则f =________.【例2】 定义在正整数上的函数()f x 满足(1)1f =,且1()(1)2()f n n f n f n n ⎧⎪+=⎨⎪⎩为偶数为奇数,则(22)f =_______.【例3】 已知x *∈N ,235(3)()(2)(3)x x f x f x x ⎧-=⎨+<⎩≥,其值域设为D ,给出下列数值:2619142765--,,,,,,则其中属于集合D 的元素是_______.(写出所有可能的数值)【例4】 (2014湖北理)已知221111x xf x x--⎛⎫= ⎪++⎝⎭,则()f x 的解析式可取为( ) A .21x x + B .221x x -+ C .221x x + D .21x x -+【例5】 求一次函数()f x ,使[()]91f f x x =+.【例6】 已知2()1f x x =-,10()20x x g x x x ->⎧=⎨-<⎩,求[()]f g x 和[()]g f x 的表达式.【例7】 设函数20()20x bx c x f x x ⎧++=⎨>⎩ ≤ ,若(4)(0)f f -=,(2)2f -=-,则关于x 的方程()f x x =的解的个数为( )A . 1B . 2C . 3D . 4【例8】 已知11022()12(1)12x x f x x x ⎧+⎪⎪=⎨⎪-<⎪⎩≤≤≤,定义1()()f x f x =,1()(())n n f x f f x -=,2n ≥, ⑴求2009215f ⎛⎫⎪⎝⎭;⑵设15{|()[01]}B x f x x x ==∈,,,求证:B 中至少有9个元素.【例9】已知函数()f x =A,()g x =B ,若A B =∅,求实数m 的取值范围是_________.【例10】 已知函数(1)f x +的定义域为[23]-,,求函数2(2)(1)f x f x -+-的定义域.【例11】 若函数y =R ,求实数a 的取值范围.【例12】 求函数211x y x -=+的值域,若[35]x ∈,,再求函数211x y x -=+的值域.【例13】 求函数2y x =的值域.【例14】 求225851x x y x ++=+的值域.【例15】 已知函数2()(0)f x x bx c b c b =++∈<R ,,, ⑴当()f x 的定义域为[01],时,值域也是[01],,求b c ,的值. ⑵当2b =-时,函数()()f x g x x=对于任意的[3)x ∈+∞,,()0g x >恒成立,试求实数c 的取值范围.【例16】 (2016重庆)已知定义域为R 的函数()f x 满足()22()().f f x x x f x x x -+=-+⑴若(2)3f =,求(1)f ;又若(0)f a =,求()f a ;⑵设有且仅有一个实数0x ,使得00()f x x =,求函数()f x 的解析表达式.板块二:指数函数、对数函数、幂函数 (一) 知识内容1.指数与指数函数 ⑴幂的运算性质(0a b >,,r s ∈R ,):①r s r s a a a +⋅=;②()r s r s a a ⋅=;③()r r r a b a b ⋅=⋅. ⑵指数函数:①定义:函数(0x y a a =>,且1)a ≠称指数函数,2.对数与对数函数 ⑴对数的概念①定义:如果b a N =(0a >,且1)a ≠,那么数b 称以a 为底N 的对数,记作log a N b =,其中a 称对数的底,N 称真数.1)以10为底的对数称常用对数,10log N 记作lg N ;2)以无理数e(e 2.71828)=为底的对数称自然对数,e log N ,记作ln N ; ②基本性质:1)真数N 为正数(负数和零无对数);2)log 10a =;3)log 1a a =;4)对数恒等式:log a N a N =. ③运算性质:如果0100a a M N >≠>>,,,,则1)log ()log log a a a MN M N =+;2)log log log a a a MM N N=-;3)log log ()n a a M n M n =∈R .④换底公式:log log (01)log m a m NN m m a =>≠,.⑵对数函数:①定义:函数log (0a y x a =>,且1)a ≠称对数函数,③对数函数log a y x =与指数函数(0x y a a =>,且1)a ≠互为反函数. 3.幂函数⑴定义:一般地,函数y x α=叫做幂函数,其中x 是自变量,α是常数.⑵图象:幂函数αy x =,1112,1,,,,1,2,3232α=---的图象.⑶性质:①它们都过点(1,1);除原点外,任何幂函数图象与坐标轴无其他交点,任何幂函数图象都不过第四象限. ②当0a >时,图象都过(0,0),(1,1),且在第一象限内为增函数.③当0a <时,图象都过(1,1),在第一象限内为减函数,并以坐标轴为渐近线. 任何两个幂函数图象最多有三个公共点.(二)典例分析:【例17】 计算3948(log 2log 2)(log 3log 3)+⋅+的值.【例18】 (2018重庆)已知2349a =(0)a > ,则23log a = .【例19】 (2017全国Ⅱ)以下四个数中的最大者是( )A .2(ln 2)B .ln(ln 2) C. D .ln2【例20】 (2017天津)设a b c ,,均为正数,且122log aa =,121log 2bb ⎛⎫= ⎪⎝⎭,21log 2cc ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则( )A .a b c <<B .c b a <<C .c a b <<D .b a c <<【例21】 已知2(3)4log 3233x f x =+,则8(2)(4)(8)(2)f f f f ++++的值等于 .【例22】 (2017山东)设11132a ⎧⎫∈-⎨⎬⎩⎭,,,,则使函数y x α=的定义域为R 且为奇函数的所有α值为_______.【例23】 (第12届希望杯)已知函数2(22)()ln[33]x aa xf x --=-的定义域为{|0}x x >,则a 的取值范围是_______.【例24】 对于212()log (23)f x x ax =-+,⑴函数的“定义域为R ”和“值域为R ”是否是一回事;⑵结合“实数a 取何值时,()f x 在[1)-+∞,上有意义”与“实数a 取何值时,函数的定义域为(1)(3)-∞+∞,,”说明求“有意义”问题与求“定义域”问题的区别. ⑶结合⑴⑵两问,说明实数a 的取何值时()f x 的值域为(1]-∞-,. ⑷实数a 取何值时,()f x 在(1]-∞,内是增函数.⑸是否存在实数a ,使得()f x 的单调递增区间是(1]-∞,,若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由.【例25】 (2018江苏)已知函数11()3x p f x -=,22()23x pf x -=⋅(x ∈R ,1p ,2p 为常数).函数()f x 定义为:对每个给定的实数x ,112212()()()()()()()f x f x f x f x f x f x f x ⎧=⎨>⎩若若≤⑴求1()()f x f x =对所有实数x 成立的等价条件(用12p p ,表示); ⑵设a b ,是两个实数,满足a b <,且12()p p a b ∈,,,若()()f a f b =,求证:函数()f x 在区间[]a b ,上的单调增区间的长度之和为2b a-(闭区间[]m n ,的长度定义为n m -)习题1. (2015江苏)已知a b ,为常数,若2()43f x x x =++,2()1024f ax b x x +=++,则5a b -=_____.习题2. (2017北京14)已知函数()f x ,()g x 分别由下表给出:则[(1)]f g 的值为;满足[()][()]f g x g f x >的x 的值是.习题3. 已知函数()f x 的定义域为[01],,值域为[12],,则函数()2f x +的定义域和值域分别是( ) A . [01],,[12], B .[23],,[34], C . [21]--,,[12], D . [12]-,,[34],习题4. (2017湖南)下面不等式成立的是( )A .322log 2log 3log 5<<B .322log 2log 5log 3<<C .232log 3log 2log 5<<D .223log 3log 5log 2<<习题5. 已知()21(11)x f x x =+-≤≤,2()(1)[()]g x f x f x =++,求函数()g x 的值域.习题6. 已知函数2()(0)f x x bx c b c b =++∈<R ,,,当()f x 的定义域为[01],时,值域也是[01],,求()f x 的解析式.x1 2 3()f x131x1 2 3()g x321家庭作业习题1. (2018四川卷9)函数()f x 满足()()213f x f x ⋅+=,若()12f =,则()99f =( )A .13B .2C .132 D .213习题2. (2017浙江模拟)已知3()2log f x x =+,[19]x ∈,,求函数22[()]()y f x f x =+的值域.习题3. (2017天津)设12log 3a =,0.213b ⎛⎫= ⎪⎝⎭,132c =,则( )A .a b c <<B .c b a <<C .c a b <<D .b a c <<月测备选。