高考数学难点11函数中的综合问题
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高考数学冲刺函数考点深度解析高考对于每一位学子来说,都是人生中的一次重要挑战。
数学作为其中的关键学科,更是备受关注。
在数学的众多考点中,函数无疑是重中之重。
在高考冲刺阶段,对函数考点进行深度解析,能够帮助同学们更有针对性地进行复习,提高数学成绩。
一、函数的基本概念函数是数学中的一个基本概念,简单来说,就是对于给定的一个非空数集,按照某种特定的规则,使得集合中的每一个数都对应着另一个数。
函数通常用符号 y = f(x) 来表示,其中 x 称为自变量,y 称为因变量。
理解函数的定义,关键在于把握“一对一”或“多对一”的对应关系。
也就是说,对于自变量 x 的每一个取值,都只能有唯一的 y 值与之对应。
但一个 y 值可以对应多个 x 值。
例如,函数 y = x²,当 x = 2 或 x =-2 时,y 都等于 4。
这就体现了一个 y 值对应多个 x 值的情况。
二、常见函数类型1、一次函数一次函数的表达式为 y = kx + b(k、b 为常数,k ≠ 0)。
其图像是一条直线。
当 k > 0 时,函数单调递增;当 k < 0 时,函数单调递减。
2、二次函数二次函数的一般式为 y = ax²+ bx + c(a ≠ 0)。
它的图像是一条抛物线。
当 a > 0 时,抛物线开口向上,函数有最小值;当 a < 0 时,抛物线开口向下,函数有最大值。
二次函数的对称轴为 x = b / 2a,顶点坐标为(b / 2a,(4ac b²) / 4a)。
3、反比例函数反比例函数的表达式为 y = k / x(k 为常数,k ≠ 0)。
其图像是以原点为对称中心的两条曲线。
当 k > 0 时,图像分别位于第一、三象限,在每个象限内,y 随 x的增大而减小;当 k < 0 时,图像分别位于第二、四象限,在每个象限内,y 随 x 的增大而增大。
4、指数函数指数函数的表达式为 y = a^x(a > 0 且a ≠ 1)。
压轴题01函数性质的综合运用函数是高中数学的主干,也是高考考查的重点,而函数的性质是函数的灵魂,它对函数概念的理解以及利用函数性质来解决相关函数问题起到十分重要的作用.此外在高考试题的考查中函数的性质也是常见题型.考向一:利用奇偶性、单调性解函数不等式考向二:奇函数+M 模型与奇函数+函数模型考向三:周期运用的综合运用1.单调性技巧(1)证明函数单调性的步骤①取值:设1x ,2x 是()f x 定义域内一个区间上的任意两个量,且12x x ;②变形:作差变形(变形方法:因式分解、配方、有理化等)或作商变形;③定号:判断差的正负或商与1的大小关系;④得出结论.(2)函数单调性的判断方法①定义法:根据增函数、减函数的定义,按照“取值—变形—判断符号—下结论”进行判断.②图象法:就是画出函数的图象,根据图象的上升或下降趋势,判断函数的单调性.③直接法:就是对我们所熟悉的函数,如一次函数、二次函数、反比例函数等,直接写出它们的单调区间.(3)记住几条常用的结论:①若()f x是增函数,则()f x-为减函数;若()f x是减函数,则()f x-为增函数;②若()f x和()g x均为增(或减)函数,则在()f x和()g x的公共定义域上()()f xg x+为增(或减)函数;③若()0f x>且()f x为增函数,1()f x为减函数;④若()0f x>且()f x为减函数,1()f x为增函数.2.奇偶性技巧(1)函数具有奇偶性的必要条件是其定义域关于原点对称.(2)奇偶函数的图象特征.函数()f x是偶函数⇔函数()f x的图象关于y轴对称;函数()f x是奇函数⇔函数()f x的图象关于原点中心对称.(3)若奇函数()y f x=在0x=处有意义,则有(0)0f=;偶函数()y f x=必满足()(||)f x f x=.(4)偶函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上单调性相反;奇函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上单调性相同.(5)若函数()f x的定义域关于原点对称,则函数()f x能表示成一个偶函数与一个奇函数的和的形式.记1()[()()]2g x f x f x=+-,1()()()]2h x f x f x=--,则()()()f xg xh x=+.(6)运算函数的奇偶性规律:运算函数是指两个(或多个)函数式通过加、减、乘、除四则运算所得的函数,如()(),()(),()(),()()f xg x f x g x f x g x f x g x+-⨯÷.对于运算函数有如下结论:奇±奇=奇;偶±偶=偶;奇±偶=非奇非偶;奇()⨯÷奇=偶;奇()⨯÷偶=奇;偶()⨯÷偶=偶.(7)复合函数[()]y f g x=的奇偶性原来:内偶则偶,两奇为奇.(8)常见奇偶性函数模型奇函数:①函数1()()01x x a f x m x a +=≠-()或函数1()()1x x a f x m a -=+.②函数()()x x f x a a -=±-.③函数2()log log (1)aa x m m f x x m x m +==+--或函数2()log log (1)a a x m m f x x m x m-==-++④函数()log )a f x x =或函数()log )a f x x =.注意:关于①式,可以写成函数2()(0)1xm f x m x a =+≠-或函数2()()1x mf x m m R a =-∈+.偶函数:①函数()()x x f x a a -=±+.②函数()log (1)2mx a mxf x a =+-.③函数(||)f x 类型的一切函数.④常数函数3.周期性技巧()()()()211();()2()()()()2()()4()()2()()()()()2()()()2()()()(x R f x T f x T f x T f x T f x T f x T T f x f x f x T f x T T f x T f x T T f a x f a x b a f b x f b x f a x f a x a f x f a x f a x b a f b x f b x f a ∈+=+=-+=+=-+=-+=--+=-⎧-⎨+=-⎩+=-⎧⎨⎩+=--⎧-⎨+=--⎩函数式满足关系()周期为偶函数)()2()()()4()()()()()4()()()4()x f a x a f x f a x f a x b a f b x f b x f a x f a x a f x f a x f a x af x +=--⎧⎨⎩+=-⎧-⎨+=--⎩+=-⎧⎨⎩+=--⎧⎨⎩为奇函数为奇函数为偶函数4.函数的的对称性与周期性的关系(1)若函数()y f x =有两条对称轴x a =,()x b a b =<,则函数()f x 是周期函数,且2()T b a =-;(2)若函数()y f x =的图象有两个对称中心(,),(,)()a c b c a b <,则函数()y f x =是周期函数,且2()T b a =-;(3)若函数()y f x =有一条对称轴x a =和一个对称中心(,0)()b a b <,则函数()y f x =是周期函数,且4()T b a =-.5.对称性技巧(1)若函数()y f x =关于直线x a =对称,则()()f a x f a x +=-.(2)若函数()y f x =关于点()a b ,对称,则()()2f a x f a x b ++-=.(3)函数()y f a x =+与()y f a x =-关于y 轴对称,函数()y f a x =+与()y f a x =--关于原点对称.1.(2023·河北唐山·开滦第二中学校考一模)已知函数()222e e 287x x f x x x --=++-+则不等式()()232f x f x +>+的解集为()A.1(1)3--,B.1(,1)(,)3-∞--+∞ C.1(1)3-,D.1(,(1,)3-∞-⋃+∞2.(2023·安徽宣城·统考二模)已知函数()f x 及其导函数()f x '的定义域均为R ,记()()g x f x '=.若()3f x +为奇函数,322g x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭为偶函数,且()03g =-,()12g =,则()20231i g i ==∑()A.670B.672C.674D.6763.(2023·甘肃定西·统考一模)定义在R 上的函数()f x 满足()()()f x y f x f y +=+,当0x >时,()0f x <,则不等式()()22530f x f x x -+-<的解集为()A.5,3⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B.51,2⎛⎫- ⎪⎝⎭C.()5,1,2⎛⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎝⎭D.5,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭4.(2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考一模)已知函数()()lg 122x xf x x -=-++,则不等式()()12f x f x +<的解集为()A.()(),11,-∞-⋃+∞B.()2,1--C.()(),21,-∞-+∞ D.()()1,1,3-∞-⋃+∞5.(2023·内蒙古·模拟预测)已知()f x 是定义在[]4,4-上的增函数,且()f x 的图象关于点()0,1对称,则关于x 的不等式()()23350f x f x x +-+->的解集为()A.(),1-∞B.()1,+∞C.(]1,7D.(]1,26.(2023·广西梧州·统考一模)已知定义在R 上的函数()f x 在(,1]-∞上单调递增,若函数(1)f x +为偶函数,且(3)0f =,则不等式()0xf x >的解集为()A.(1,3)-B.(,1)(3,)-∞-⋃+∞C.(,1)(0,3)-∞-⋃D.(1,0)(3,)-+∞ 7.(2023·河南·开封高中校考模拟预测)已知()f x 是定义域为R 的奇函数,当0x >时,()()2ln 1f x x x =++,则不等式()211ln2f x +>+的解集为()A.{1}∣<x x B.{0}x x <∣C.{1}xx >∣D.{0}xx >∣8.(2023·福建泉州·校考模拟预测)已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数,且函数()f x 在[0,)+∞上是减函数,如果()31f =-,则不等式()110f x -+≥的解集为()A.](2-∞,B.[)2,+∞C.[]24-,D.[]14,9.(2023·陕西西安·高三西北工业大学附属中学校考阶段练习)已知函数()(32e log e 1xx f x x =++在[],(0)k k k ->上的最大值与最小值分别为M 和m ,则M m +=()A.2-B.0C.2D.410.(2023·江西南昌·统考一模)已知函数()()35112=-+f x x ,若对于任意的[]2,3x ∈,不等式()()21+-≤f x f a x 恒成立,则实数a 的取值范围是()A.(),2-∞B.(],2-∞C.(),4-∞D.(],4∞-11.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()e e 2x xf x x x -=-++在区间[]22-,上的最大值与最小值分别为,M N ,则M N +的值为()A.2-B.0C.2D.412.(2023·全国·高三专题练习)若对x ∀,R y ∈.有()()()4f x y f x f y +=+-,则函数22()()1xg x f x x =++在[2018-,2018]上的最大值和最小值的和为()A.4B.8C.6D.1213.(多选题)(2023·浙江杭州·统考二模)已知函数()f x (x ∈R )是奇函数,()()2f x f x +=-且()12f =,()f x '是()f x 的导函数,则()A.()20232f =B.()f x '的一个周期是4C.()f x '是偶函数D.()11f '=14.(多选题)(2023·安徽滁州·统考二模)已知函数()f x 及其导函数()f x '的定义域均为R ,记()()g x f x '=,若12f x ⎛⎫- ⎪⎝⎭,()1g x +均为奇函数,则()A.()00f =B.()00g =C.()()14f f -=D.()()14g g -=15.(多选题)(2023·吉林·统考三模)设定义在R 上的可导函数()f x 与()g x 导函数分别为()f x '和()g x ',若()()212f x g x x =-+,()1f x +与()g x 均为偶函数,则()A.()11g '=B.()20220323g =-'C.()24f '=-D.991198100i f i =⎛⎫= ⎪⎝'⎭∑16.(多选题)(2023·海南海口·校考模拟预测)已知定义在R 上的函数()f x 在(],2-∞上单调递增,且()2f x +为偶函数,则()A.()f x 的对称中心为()2,0B.()f x 的对称轴为直线2x =C.()()14f f -<D.不等式()()34f x f x +>的解集为()1,1,5⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭ 17.(多选题)(2023·广东佛山·佛山一中校考一模)设函数()y f x =的定义域为R ,且满足(1)(1)f x f x +=-,(2)()0f x f x -+-=,当[]1,1x ∈-时,()1f x x =-+,则下列说法正确的是()A.()1y f x =+是偶函数B.()3y f x =+为奇函数C.函数()lg =-y f x x 有8个不同的零点D.()202311k f k ==∑18.(2023·江西吉安·统考一模)已知函数()f x 的定义域为R ,其导函数为()g x ,若函数(22)f x +为偶函数,函数(1)g x -为偶函数,则下列说法正确的序号有___________.①函数()f x 关于2x =轴对称;②函数()f x 关于(1,0)-中心对称;③若(2)1,(5)1f f -==-,则(26)(16)=3g f +-;④若当12x -≤≤时,1()e 1x f x +=-,则当1417x ≤≤时,17()e 1x f x -=-.19.(2023·陕西榆林·统考一模)已知函数()f x 是定义在()2,2-上的增函数,且()f x 的图象关于点()0,2-对称,则关于x 的不等式()()240f x f x +++>的解集为__________.20.(2023·全国·校联考模拟预测)已知定义在R 上的函数()f x 满足:对任意实数a ,b 都有()()()1a a b b f f f +=+-,且当0x >时,()1f x >.若()23f =,则不等式()212f x x --<的解集为______.21.(2023·江西赣州·高三统考阶段练习)已知()f x 是定义在[]4,4-上的增函数,且()f x 的图象关于点()0,1对称,则关于x 的不等式()()23350f x f x x +-+->的解集为______.22.(2023·湖南湘潭·高三湘钢一中校考开学考试)已知()f x 是定义在()5,5-上的增函数,且()f x 的图象关于点()0,1-对称,则关于x 的不等式()()211320f x f x x ++-++>的解集为_________.23.(2023·江苏常州·高三校联考开学考试)已知函数()2e e e ex xx x f x x ---=++,则不等式()()21122f x f x x ++-<+的解集为__________.24.(2023·辽宁·鞍山一中校联考模拟预测)已知函数()f x ,()g x 的定义域均为R ,()1f x +是奇函数,且()()12f x g x -+=,()()32f x g x +-=,则下列结论正确的是______.(只填序号)①()f x 为偶函数;②()g x 为奇函数;③()20140k f k ==∑;④()20140k g k ==∑.25.(2023·陕西西安·西北工业大学附属中学校考模拟预测)已知函数()(32e log e 1xxf x x =++在[](),0k k k ->上的最大值与最小值分别为M 和m ,则函数()()()31g x M m x M m x -=+++-⎡⎤⎣⎦的图象的对称中心是___________.26.(2023·全国·高三专题练习)设函数()())221ln1x xf x x ++=+的最大值为M ,最小值为N ,则M N +的值为________。
高考数学复习----《函数的奇偶性的综合应用》典型例题讲解【典型例题】例1、(2023·全国·高三专题练习)已知定义在R 上的函数()f x 在(],3−∞上单调递增,且()3f x +为偶函数,则不等式()()12f x f x +>的解集为( )A .51,3⎛⎫ ⎪⎝⎭B .()5,1,3⎛⎫−∞⋃+∞ ⎪⎝⎭C .(),1−∞D .()1,+∞【答案】B【解析】∵()3f x +为偶函数, ∴()()33f x f x −+=+,即函数()f x 关于3x =对称,又函数()f x 在(],3−∞上单调递增,∴函数()f x 在[)3,+∞上单调递减,由()()12f x f x +>,可得1323x x +−<−,整理得,23850x x −+>,解得1x <或53x >. 故选:B .例2、(2023·全国·高三专题练习)设()f x 是定义在R 上的奇函数,且当0x ≥时,()2f x x =,不等式()()24f x f x ≥的解集为( )A .(][),04,−∞+∞UB .[]0,4C .(][),02,−∞⋃+∞D .[]0,2【答案】C 【解析】根据题意,当0x ≥时,()2f x x =,所以()f x 在[0,)+∞上为增函数,因为()f x 是定义在R 上的奇函数,所以()f x 在R 上为增函数,因为20x ≥,所以24()f x x =,24124x f x ⎛⎫= ⎪⎝⎭, 所以221()42x f x f ⎛⎫= ⎪⎝⎭, 所以不等式()()24f x f x ≥可化为2()2x f f x ⎛⎫≥ ⎪⎝⎭, 所以22x x ≥,解得0x ≤或2x ≥, 所以不等式()()24f x f x ≥的解集为(][),02,−∞⋃+∞,故选:C例3、(2023·全国·高三专题练习)已知偶函数()f x 的定义域为R ,且当0x ≥时,()11x f x x −=+,则使不等式()2122f a a −<成立的实数a 的取值范围是( ) A .()1,3−B .()3,3−C .()1,1−D .(),3−∞【答案】A 【解析】当0x ≥时,()()12121111x x f x x x x +−−===−+++,所以()f x 在[)0,∞+上单调递增, 且()132f =,不等式()2122f a a −<即为()()223f a a f −<. 又因为()f x 是偶函数,所以不等式()()223f a a f −<等价于()()223f a a f −<, 则223a a −<,所以,222323a a a a ⎧−<⎨−>−⎩,解得13a −<<. 综上可知,实数a 的取值范围为()1,3−,故选:A .例4、(2023·全国·高三专题练习)定义在R 上的奇函数()f x 在(,0]−∞上单调递增,且(2)2f −=−,则不等式1(lg )lg 4f x f x ⎛⎫−> ⎪⎝⎭的解集为( ) A .10,100⎛⎫ ⎪⎝⎭B .1,100⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .(0,100)D .(100,)+∞【答案】D【解析】因为函数()f x 为奇函数,所以()()f x f x −=−,又(2)2f −=−,(2)2f =, 所以不等式1(lg )lg 4f x f x ⎛⎫−> ⎪⎝⎭,可化为()2(lg )422f x f >=, 即()(lg )2f x f >,又因为()f x 在(,0]−∞上单调递增,所以()f x 在R 上单调递增,所以lg 2x >,解得100x >.故选:D .例5、(2023春·广西·高三期末)()f x 是定义在R 上的函数,1122f x ⎛⎫++ ⎪⎝⎭为奇函数,则()()20232022f f +−=( )A .-1B .12−C .12D .1【答案】A 【解析】()f x 是定义在R 上的函数,1122f x ⎛⎫++ ⎪⎝⎭为奇函数,则 1111111222222f x f x f x f x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫−++=−++⇒−+++=− ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦. ∴()()40451404512023202212222f f f f ⎛⎫⎛⎫+−=++−+=− ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 故选:A 例6、(2023春·甘肃兰州·高三兰化一中校考阶段练习)若函数f (x )=e e sin x x x x −−+−,则满足()()22ln 102x f a x f ⎛⎫−++≥ ⎪⎝⎭恒成立的实数a 的取值范围为( )A .12ln 2,2⎡⎫−+∞⎪⎢⎣⎭B .1(ln 2,)4−+∞C .[7,)4+∞D .[3,)2+∞ 【答案】A 【解析】因为()e e sin ()x x f x x x f x −−−=−+=−,所以()f x 是R 上的奇函数,由()e +e cos 1x x f x x −'=+−cos 11cos 0x x ≥−=+≥ ,所以()f x 是R 上的增函数, 所以2(2ln(1))02x f a x f ⎛⎫−++≥ ⎪⎝⎭等价于: 22(2ln(1))22x x f a x f f ⎛⎫⎛⎫−+≥−=− ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭即22ln(1)2x a x −+≥−, 所以22ln(1)2x a x ≥−++, 令2()2ln(1)2x g x x =−++, 则问题转化为:max ()a g x ≥,因为()()g x g x −=且定义域为R ,所以()g x =22ln(1)2x x −++是R 上的偶函数, 所以只需求()g x 在()0,∞+上的最大值即可.当[)0,x ∈+∞时,2()2ln(1)2x g x x =−++, ()()22122()111x x x x g x x x x x +−−−+'=−+==−+++, 则当()0,1x ∈时,()0g x '>;当()1,x ∈+∞时,()0g x '<; 所以()g x 在()0,1上单调递增,在()1,+∞上单调递减,可得:max 1()(1)2ln 22g x g ==−, 即12ln 22a ≥−, 故选:A . 本课结束。
高三函数最难的部分知识点函数作为高中数学的重要内容,对于高三学生来说,掌握其难点是提高数学成绩的关键。
本文将深入探讨高三数学中函数最难的部分知识点,帮助学生理解和应用这些概念,以便在高考中取得优异成绩。
一、函数的极限与连续性函数的极限是描述函数值随自变量变化而趋向于某一特定值的性质。
对于函数f(x),当x趋近于a时,如果f(x)趋近于某一确定的值L,那么我们说函数f(x)在x趋近于a时的极限是L,记作lim(x→a) f(x) = L。
理解极限的概念需要对“趋近于”和“无限接近”有深刻的认识,这是函数学习中的一个难点。
连续性是函数极限的直接应用。
一个函数在某一点连续,意味着在这一点附近,函数的值随着自变量的微小变化而变化,且这种变化是没有跳跃的。
如果一个函数在其定义域内的每一点都连续,我们就称这个函数是连续函数。
不连续的点称为间断点,间断点的分类和处理是学习中的又一难点。
二、导数与微分导数是函数图像变化率的数学表达,它描述了函数在某一点的切线斜率,即函数在该点的局部性质。
导数的计算涉及到极限的概念,因此理解导数首先要对极限有深刻的理解。
导数的计算规则,如乘积法则、商法则和链式法则,是解决复杂函数求导问题的基础。
微分则是导数的另一种表现形式,它描述了当自变量有一个微小变化时,函数值的近似变化量。
对于函数f(x),其在x点的微分记作df(x)或f'(x)dx,其中f'(x)是函数在x点的导数。
掌握微分的概念和计算方法,对于理解和应用导数至关重要。
三、函数的极值与最值函数的极值是指在函数图像上局部最大或最小值点的函数值。
寻找函数的极值点通常需要计算函数的一阶导数,并找出导数为零的点,这些点可能是极大值点或极小值点。
然后通过二阶导数测试或其他方法来判断这些点是极大值点还是极小值点。
这个过程涉及到导数的综合运用,是函数学习中的高级知识点。
最值问题则涉及到函数在整个定义域内的最大值和最小值。
函数性质的综合应用班级 ___________ 姓名 __________知识必备1、函数的性质是函数知识的核心部分,函数性质的综合应用要求学生能用函数的思想去思考问题,能用函数性质去解决问题。
2、函数性质的综合问题要用整体和系统的思想来研究,常常要用数形结合的思想来解决问题。
例题精炼1、下列函数中,既是奇函数又是增函数的是( )1+=x y A 3x y B-= xy C1=x x y D =2、设()x x x f sin -=,则()x f 满足( )既是奇函数又是减函数A 既是奇函数又是增函数B是有零点的减函数C 是没有零点的减函数D3、关于函数()12+=x xx f 的性质,下列四个结论:(1)()x f 的定义域是R. (2)()x f 的值域是⎥⎦⎤⎢⎣⎡-21,21. (3)()x f 是奇函数。
(4)()x f 是区间()20,上的增函数,其中正确的是___________. 4 、若定义在R 上的偶函数()x f 满足:∀对](()21210,,x x x x ≠∞-∈,有()()()[]01212>--x f x f x x ,则当*∈N n 时,有( )()()()11.+<-<-n f n f n f A ()()()11.+<-<-n f n f n f B()()()11.-<-<+n f n f n f C ()()()n f n f n f D -<-<+11.5、已知函数()x f 是定义在R 上的偶函数,若对于0≥x ,有()()x f x f -=+2,且当)[20,∈x 时,()()1log 2+=x x f 则()()=-+20182017f f6、若()x f 是周期为4的奇函数,且当[]2,0∈x 时,()()⎩⎨⎧≤<≤≤-=21,s in 10,1x x x x x x f π,则=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛641429f f ____________.7、若偶函数()x f 的图像关于直线2=x 对称,且()33=f ,则()=-1f _____.8、已知函数()x f 是定义域为R 的偶函数,并以2为周期,若()x f 在[]0,1-上是减函数,则()x f 在[]32,上( ) 单调递增.A 单调递减.B 后减先增.C 先减后增.D9、已知定义在R 上的奇函数()x f 满足()()x f x f =+4,若()x f 在[]10,上单调递增,则下列关系正确的是( )()()130.f f A << ()()310.f f B << ()()103.f f C << ()()301.f f D <<10、已知定义在R 上的奇函数()x f 满足()()x f x f -=-4,且在区间[]2,0上是增函数,则( )()()()801125.f f f A <<- ()()()251180.-<<f f f B ()()()258011.-<<f f f C ()()()118025.f f f D <<-11、设定义在R 上的偶函数()x f 满足()()x f x f -=+1,且()x f 在[]0,1-上是单调递增的,给出下列关于函数()x f y =的判断: (1)()x f 是周期函数。
第五讲函数与方程综合A 组一、选择题1.(2018全国卷Ⅰ)已知函数⎩⎨⎧>≤=,0,ln ,0,)(x x x e x f x ()()=++g x f x x a .若()g x 存在2个零点,则a 的取值范围是( ) A .[1,0)-B .[0,)+∞C .[1,)-+∞D .[1,)+∞【答案】C【解析】函数()()=++g x f x x a 存在 2个零点,即关于x 的方程()=--f x x a 有2 个不同的实根, 函数()f x 的图象与直线=--y x a 有2个交点,作出直线=--y x a 与函数()f x 的图象, 如图所示,xy–1–2123–1–2123O由图可知,1≤-a ,解得1-≥a ,故选C .2.已知实数a ,b 满足23a=,32b=,则函数()xf x a x b =+-的零点所在的区间是( )A. ()21--,B.()1,0-C.()0,1D.()1,2 【解析】23a =,32b =,∴1a >,01b <<,又()x f x a x b =+-,∴()1110f b a-=--<,()010f b =->,从而由零点存在定理可知()f x 在区间()1,0-上存在零点.故选B.3.已知函数()12+-=x x f ,()kx x g =.若方程()()f x g x =有两个不相等的实根,则实数k 的取值范围是A .),(210B .),(121C .),(21D .),(∞+2【答案】B【解析】如图所示,方程()()f x g x =有两个不相等的实根等价于两个函数的图象有两个不同的交点,结合图象可知,当直线y kx =的斜率大于坐标原点与点(2,1)的连续的斜率,且小于直线1y x =-的斜率时符合题意,故选112k <<.4.设函数1()ln 3f x x x =-,则函数()f x ( ) A .在区间1(,1)e ,(1,)e 内均有零点 B .在区间1(,1)e ,(1,)e 内均无零点C .在区间1(,1)e内有零点,在(1,)e 内无零点 D .在区间1(,1)e内无零点,在((1,)e 内有零点 【解析】1()ln 3f x x x =-的定义域为(0,)+∞,'11()3f x x=-,故()f x 在(0,3)上递减,又 1()0,(1)0,()0f f f e e>><,故选D. 5. 已知函数()f x 满足:()()1fx f x +=-,且()f x 是偶函数,当[]0,1x ∈时,()2f x x =,若在区间[]1,3-内,函数()()k kx x f x g --=有4个零点,则实数k 的取值范围是( ) A .()+∞,0 B .⎥⎦⎤ ⎝⎛21,0 C .⎥⎦⎤ ⎝⎛41,0 D .11,43⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】由(1)()()f x f x f x +=-⇒的周期为2,又()f x 是偶函数,且[]0,1x ∈时,()2f x x =,故可示意()f x 在[1,3]-上图象,()()k kx x f xg --=有4个零点转化为函数()f x 与(1)y k x =+在x ∈[1,3]-上有4个交点,由图象知1(0,]4k ∈,故选C.6.已知方程923310x xk -⋅+-=有两个实根,则实数k 的取值范围为( ) A.2[,1]3 B. 12(,]33 C.2[,)3+∞ D.[1, +∞)【解析】设3xt =,原题转化为函数2()231g t t t k =-+-在(0,)t ∈+∞上有两个零点(可以相同),则44(31)020310k k --≥⎧⎪>⎨⎪->⎩解得12(,]33k ∈,故选B.7.(2016高考新课标2卷理)已知函数()()f x x ∈R 满足()2()f x f x -=-,若函数1x y x+=与()y f x =图像的交点为1122(,),(,),,(,),m m x y x y x y ⋅⋅⋅则1()miii x y =+=∑( )A. 0B. mC. 2mD. 4m 【解析】由于()()2f x f x -+=,不妨设()1f x x =+,与函数111x y x x+==+的交点为()()1,2,1,0-,故12122x x y y +++=,故选B.(客观上函数()y f x =与1x y x+=有共同的对称中心(0,1),所以它们的所有交点 关于(0,1)对称 二、填空题8.(2018年全国卷Ⅲ)函数()cos(3)6f x x π=+在[0,]π的零点个数为________.【答案】3【解析】由题意知,cos(3)06x π+=,所以362x k πππ+=+,k ∈Z ,所以93k x ππ=+,k ∈Z ,当0k =时,9x π=;当1k =时,49x π=;当2k =时,79x π=,均满足题意,所以函数()f x 在[0,]π的零点个数为3.10.若函数f (x )=21x --x-m 无零点,则实数m 的取值范围是 .【解析】原题转化为函数y =1的平行线系y x m =+没有公共点的问题,画图,可得1m <-或2m >.11.设常数a 使方程sin 3cos x x a +=在闭区间[0,2]π上恰有三个解123,,x x x ,则123x x x ++= . 【解析】原方程可变为2sin()3a x π=+,作出函数2sin()3y x π=+的图象,再作直线y a =,从图象可知 函数2sin(x )3y π=+在[0,]6π上递增,在7[,]66ππ上递减,在7[,2]6ππ上递增,只有当3a =时,才有三个交点,1230,,23x x x ππ===,所以123x x x ++=73π.12.(2016高考山东卷理)已知函数2||,()24,x x m f x x mx m x m≤⎧=⎨-+>⎩ 其中0m >,若存在实数b ,使得关于x 的方程()f x b =有三个不同的根,则m 的取值范围是________________.【解析】画出函数图象如下图所示:由图所示,要()f x b =有三个不同的根,需要红色部分图像在深蓝色图像的下方,即2224,30m m m m m m m >-⋅+->,解得3m >.13.(2018年高考上海卷)某群体的人均通勤时间,是指单日内该群体中成员从居住地到工作地的平均用时,某地上班族S 中的成员仅以自驾或公交方式通勤,分析显示:当S 中%(0100)x x <<的成员自驾时,自驾群体的人均通勤时间为30,030,()1800290,30100x f x x x x <⎧⎪=⎨+-<<⎪⎩≤(单位:分钟), 而公交群体的人均通勤时间不受x 影响,恒为40分钟,试根据上述分析结果回答下列问题: (1)当x 在什么范围内时,公交群体的人均通勤时间少于自驾群体的人均通勤时间?(2)求该地上班族S 的人均通勤时间()g x 的表达式;讨论()g x 的单调性,并说明其实际意义.(2)设该地上班族总人数为n ,则自驾人数为%n x ⋅,乘公交人数为(1%)n x ⋅-.因此人均通勤时间30%40(1%),030()1800(290)%40(1%),30100n x n x x ng x x n x n x x x n ⋅⋅+⋅⋅-⎧<⎪⎪=⎨+-⋅⋅+⋅⋅-⎪<<⎪⎩≤,整理得:240,0010()1(32.5)36.875,3010050x x g x x x ⎧-<⎪⎪=⎨⎪-+<<⎪⎩≤3,则当(0,30](30,32.5]x ∈,即(0,32.5]x ∈时,()g x 单调递减;当(32.5,100)x ∈时,()g x 单调递增.实际意义:当有32.5%的上班族采用自驾方式时,上班族整体的人均通勤时间最短.适当的增加自驾比例,可以充分的利用道路交通,实现整体效率提升;但自驾人数过多,则容易导致交通拥堵,使得整体效率下降.B 组一、选择题 1.设函数1()f x x=,2()g x x bx =-+.若()y f x =的图象与()y g x =的图象有且仅有两个不同的公共点11(,)A x y ,22(,)B x y ,则下列判断正确的是( )A .120x x +>,120y y +>B .120x x +>,120y y +<C .120x x +<,120y y +>D .120x x +<,120y y +< 【解析】依题意,示意图象,可知120x x +>,且12,x x 异号,而1212120x x y y x x ++=<,故选B.2.已知函数()1xf x xe ax =--,则关于()f x 的零点叙述正确的是( ) A.当0a =时,函数()f x 有两个零点 B.函数()f x 必有一个零点是正数 C.当0a <时,函数()f x 有两个零点 D.当0a >时,函数()f x 只有一个零点 【解析】函数()1xf x xe ax =--的零点可转化为函数xy e =与1y a x=+图象的交点情况研究,选B. 3.已知函数2()22(4)1f x mx m x =--+,()g x mx =,若对于任意实数x ,()f x 与()g x 的值至少有一个为正数,则实数m 的取值范围是( )A. (0,2)B. (0,8)C. (2,8)D.(,0)-∞【解析】依题意,0m =不符;0m <时,则对于[0,)x ∀∈+∞,当x →+∞时,显然()0f x <,不符;0m >时,则对于(,0]x ∀∈-∞,()0f x >,由(0)10f =>,需对称轴:024>-=m m x 或⎪⎩⎪⎨⎧<--≤-08)4(40242m m mm, 解得(0,8)x ∈,故选B.4.函数()lg(1)sin 2f x x x =+-的零点个数为 ( )A. 9B. 10C. 11D. 12 【解析】示意函数lg(||1)y x =+与y sin 2x =的图象可确定选D.5.已知函数sin()1,0()2log (0,1),0a x x f x x a a x π⎧-<⎪=⎨⎪>≠>⎩的图象上关于y 轴对称的点至少有3对,则实数a 的取值范围是( ) A.5(0,)5 B.5(,1)5C.3(,1)3D.3(0,)3 【解析】依题意,需要()f x 在y 轴左侧图象对称到y 轴右侧,即sin()1(0)2xy x π=-->,需要其图象与()f x 原y 轴右侧图象至少有3个公共点,1a >不能满足条件,只有01a <<,如图,此时,只需在5x =时,log a y x =的纵坐标大于2-,即log 52a >-,得505a <<. 6.已知实数,0,()lg(),0,x e x f x x x ⎧≥=⎨-<⎩若关于x 的方程2()()0f x f x t ++=有三个不同的实根,则t 的取值范围为( )A .]2,(--∞ B .),1[+∞ C .]1,2[- D .),1[]2,(+∞--∞【解析】做出函数)(x f 的图象,如图所示,由图可知,当1≥m 时直线m y =与)(x f 的图象有两个交点,当1<m 时直线m y =与)(x f 的图象有一个交点,题意要求方程0)()(2=++t x f x f 有三个不同的实根,则方程20m m t ++=必有两不等实根,且一根小于1,一根不小于1,当011=++t ,即2-=t 时,方程022=-+m m 的两根为1和2-,符合题意;当011<++t ,即2-<t 时,方程20m m t ++=有两个不等实根,且一根小于1,一根大于1,符合题意.综上由2-≤t .7.(2018年江苏卷)若函数)(12)(23R a ax x x f ∈+-=在()+∞,0内有且只有一个零点,则)(x f 在[]1,1-上的最大值与最小值的和为________. 【答案】–3【解析】由得,因为函数在上有且仅有一个零点且,所以,因此从而函数在上单调递增,在上单调递减,所以,8. 设函数2,1()4()(2),1x a x f x x a x a x ⎧-<=⎨--≥⎩.(1)若1a =,则()f x 的最小值为______;(2)若()f x 恰有2个零点,则实数a 的取值范围是 . 【解析】(1)当1a =时,若1x <,()(1,1)f x ∈-;当时1x ≥,223()4(32)4()12f x x x x =-+=--,则32x =时,min () 1.f x =- (2)0a ≤时,()f x 无零点;不符;102a <<时,()f x 有一个零点;112a ≤<,符合;12a ≤<,()f x 有3个零点;2a ≥,符合. 综上得112a ≤<或 2.a ≥ 9.已知32,(),x x af x x x a⎧≤=⎨>⎩,若存在实数b ,使函数()()g x f x b =-有两个零点,则a 的取值范围是 .【解析】由题意,问题等价于方程)(3a xb x ≤=与方程)(2a xb x >=的根的个数和为2,若两个方程各有一个根:则可知关于b 的不等式组13b a b a b a ⎧≤⎪⎪>⎨⎪-≤⎪⎩有解,∴23a b a <<,从而1>a ;若方程)(3a x b x ≤=无解,方程)(2a xb x >=有2个根:则可知关于b 的不等式组⎪⎩⎪⎨⎧>->a b a b 31有解,从而0<a ,综上,实数a 的取值范围是),1()0,(+∞-∞ .10.已知函数23f xx x ,R x ∈.若方程10f x a x 恰有4个互异的实数根,则实数a 的取值范围为__________ . 【解析】在同一坐标系中画23f xx x 和1g x a x 的图象(如图),问题转化为xy13O tyO 91f x 与g x 图象恰有四个交点.当1ya x 与23yx x (或1ya x 与23yx x )相切时,f x 与g x 图象恰有三个交点.把1y a x 代入23yx x ,得231x xa x ,即230x a xa,由0=∆,得2340aa,解得1a或9a .又当0a 时,f x 与g x 仅两个交点,01a ∴<<或9a >. 三、解答题11.设函数22()(ln )x e f x k x x x=-+(k 为常数, 2.71828e =⋅⋅⋅是自然对数的底数).(Ⅰ)当0k ≤时,求函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)若函数()f x 在(0,2)内存在两个极值点,求k 的取值范围. 【解析】(I )函数()y f x =的定义域为(0,)+∞,2'42221()()x x x e xe f x k x x x -=--+322(2)x x xe e k x x x --=-3(2)()x x e kx x--= 由0k ≤可得0xe kx ->, 所以当(0,2)x ∈时,'()0f x <,函数()y f x =单调递减,当(2,)x ∈+∞时,'()0f x >,函数()y f x =单调递增. 所以()f x 的单调递减区间为(0,2),单调递增区间为(2,)+∞. (II )由(I )知,0k ≤时,函数()f x 在(0,2)内单调递减,故()f x 在(0,2)内不存在极值点; 当0k >时,设函数(),[0,)xg x e kx x =-∈+∞, 因为'ln ()xxkg x e k e e=-=-,当01k <≤时,当(0,2)x ∈时,'()0xg x e k =->,()y g x =单调递增,故()f x 在(0,2)内不存在两个极值点; 当1k >时,得(0,ln )x k ∈时,'()0g x <,函数()y g x =单调递减,(ln ,)x k ∈+∞时,'()0g x >,函数()y g x =单调递增, 所以函数()y g x =的最小值为(ln )(1ln )g k k k =-, 函数()f x 在(0,2)内存在两个极值点;当且仅当(0)0(ln )0(2)00ln 2g g k g k >⎧⎪<⎪⎨>⎪⎪<<⎩, 解得22e e k <<,综上所述,函数在(0,2)内存在两个极值点时,k 的取值范围为2(,)2e e .C 组一、选择题1.记方程①:2110x a x ++=,方程②:2220x a x ++=,方程③:2340x a x ++=,其中123,,a a a 是正实数.当123,,a a a 成等比数列时,下列选项中,能推出方程③无实根的是( )A.方程①有实根,且②有实根B.方程①有实根,且②无实根C.方程①无实根,且②有实根D.方程①无实根,且②无实根【解析】按D 考虑,则由2142222223321132123408064161604,,0a a a a a a aa a a aa ⎧-<⎪⎪-<⎪⇒=<=⇒-<⎨⎪=⎪>⎪⎩,故选D. 2.若,a b 是函数2()(0,0)f x x px q p q =-+>>的两个不同的零点,且,,2a b -这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则p q +的值等于( )A .6B .7C .8D .9【解析】依题,0a b pab q p q +=⎧⎪=⎨⎪>⎩得0,0a b >>,则,,2a b -这三个数适当排序排成等比数列必有4ab =,,,2a b -这三个数适当排序后成等差数列应有2222a b b a -=-=或,解得4114a ab b ==⎧⎧⎨⎨==⎩⎩或 则5,4p q ==,故9p q +=,选D.3.已知函数()()22,2,2,2,x x f x x x ⎧-≤⎪=⎨->⎪⎩ 函数()()2g x b f x =-- ,其中b R ∈,若函数()()y f x g x =- 恰有4个零点,则b 的取值范围是( ) A. 7,4⎛⎫+∞⎪⎝⎭ B. 7,4⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭ C.70,4⎛⎫⎪⎝⎭ D. 7,24⎛⎫ ⎪⎝⎭【解析】由()()22,2,2,2,x x f x x x -≤⎧⎪=⎨->⎪⎩得222,0(2),0x x f x x x --≥⎧⎪-=⎨<⎪⎩, 所以222,0()(2)42,0222(2),2x x x y f x f x x x x x x x ⎧-+<⎪=+-=---≤≤⎨⎪--+->⎩,即222,0()(2)2,0258,2x x x y f x f x x x x x ⎧-+<⎪=+-=≤≤⎨⎪-+>⎩ ()()()(2)y f x g x f x f x b =-=+--,所以()()y f x g x =-恰有4个零点等价于方程()(2)0f x f x b +--=有4个不同的解,即函数y b =与函数()(2)y f x f x =+-的图象的4个公共点,由图象可知724b <<. 故选D. 8642246815105510154.定义在),1(+∞上的函数)(x f 满足下列两个条件:(1)对任意的),1(+∞∈x 恒有)(2)2(x f x f =成立;(2)当(]2,1∈x 时,x x f -=2)(.记函数()g x =()(1)f x k x --,若函数)(x g 恰有两个零点,则实数k 的取值范围是( ) .A [)1,2 .B ⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,34 .C ⎪⎭⎫ ⎝⎛2,34 .D ⎪⎭⎫⎢⎣⎡2,34【解析】∵对任意的),1(+∞∈x 恒有)(2)2(x f x f =成立,且当(]2,1∈x 时,x x f -=2)(, ∴()2,(,2]f x x b x b b =-+∈.由题意得()(1)f x k x =-的函数图象是过定点(1,0)的直线,如图所示红色的直线与线段AB 相交即可(可以与B 点重合但不能与A 点重合),∴可得k 的范围为423k ≤<.5.设函数()f x 在R 上存在导数'()f x ,x R ∀∈,有2()()f x f x x -+=,在(0,)+∞上'()f x x <,若(4)()84f m f m m --≥-,则实数m 的取值范围为( )A .[2,2]-B .[2,)+∞C . [0,)+∞D .(,2][2,)-∞-+∞ 【解析】设21()()2g x f x x =-,依题()()0g x g x -+=,则()g x 是奇函数,又在(0,)+∞上'()f x x <,可判断()g x在R 上递减,不等式(4)()84f m f m m --≥-可转化为(4)()g m g m -≥,则4m m -≤,得2m ≥, 故选B.6.定义在R 上的奇函数()f x ,当0x ≥时,13log (1),[0,2)()14,[2,)x x f x x x +∈⎧⎪=⎨⎪--∈+∞⎩,则关于x 的函数()()(01)F x f x a a =-<<的所有零点之和为( )A .31a- B .13a- C .31a-- D .13a --【解析】由题意得:133log (1)(1,0],[0,2)1|4|(,1],[2,)()log (1)(0,1),(2,0)|4|1[1,),(,2)x x x x f x x x x x +∈-∈⎧⎪⎪--∈-∞∈+∞=⎨⎪-∈∈-⎪+-∈-+∞∈-∞-⎩,所以当01a <<时()y f x =与y a =有五个交点,其中1|4|,[2,)y x x =--∈+∞与y a =的两个交点关于4x =对称,和为8;|4|1,(,2)y x x =+-∈-∞-与y a =的 两个交点关于4x =-对称,和为-8;3log (1),(2,0)y x x =-∈-与y a =的一个交点,值为13a -;因此 所有零点之和为13a -,故选B. 二、填空题7.(2018年高考浙江卷)已知λ∈R ,函数f (x )=24,43,x x x x x λλ-≥⎧⎪⎨-+<⎪⎩,当λ=2时,不等式f (x )<0的解集是 ___________.若函数f (x )恰有2个零点,则λ的取值范围是___________.【答案】(1,4) (1,3](4,)⋃+∞8.已知函数)(x f 是定义在),0()0,(+∞-∞ 上的偶函数,当0>x 时,⎪⎩⎪⎨⎧>-≤<-=-,2),2(21,20,12)(1x x f x x f x ,则函数1)(2)(-=x f x g 的零点个数为 个.【解析】函数1)(2)(-=x f x g 的零点个数等价于函数)(x f y =的图象与直线21=y 的图象的交点的个数.由已知条件作出函数)(x f y =的图象与直线21=y 的图象,如下图.由图可知,函数()y f x =的图象与直线21=y 的图象有6个交点.9.已知函数32()31f x ax x =-+,若()f x 存在唯一的零点0x ,且00x >,则a 的取值范围是 .【解析】令32310ax x -+=,得313()a xx =-+,设1t x=,即33a t t =-+,原问题转化为直线y a =与函数 3()3f t t t =-+只有一个交点且此交点的横坐标为正,由'2()330f t t =-+=,得1t =±,且()f t 在(,1)-∞-递增,在(1,1)-上递减,在(1,)+∞上递增,可知(2)(1)2f f =-=-,由图象得2a <-.10. 函数ln ,0()2ln ,x x ef x x x e⎧<≤⎪=⎨->⎪⎩若,,a b c 互不相等,且()()()f a f b f c ==,则a b c ++的取值范围为 .【解析】示意()f x 图象,由,,a b c 互不相等,且()()()f a f b f c ==,不妨令a b c <<,应有211a b e c e e<<<<<<得 ln ln 2ln a b c -==-得1ab =,2c ae =,则 21(1)a b c e a a ++=++,可判断函数21()(1)g a e a a =++在1(,1)a e ∈上递增,故 21(2,2)a b c e e e ++∈++三、解答题11. 已知a R ∈,函数21()log ()f x a x=+. (1)当5a =时,解不等式()0f x >;(2)若关于x 的方程2()log [(4)25]0f x a x a --+-=的解集中恰好有一个元素,求a 的取值范围;(3)设0a >,若对任意1[,1]2t ∈,函数()f x 在区间[,1]t t +上的最大值与最小值的差不超过1,求a 的取值范围.【解析】(1)由21log 50x ⎛⎫+> ⎪⎝⎭,得151x +>,解得()1,0,4x ⎛⎫∈-∞-+∞ ⎪⎝⎭.(2)()1425a a x a x+=-+-,()()24510a x a x -+--=, 当4a =时,1x =-,经检验,满足题意.当3a =时,121x x ==-,经检验,满足题意. 当3a ≠且4a ≠时,114x a =-,21x =-,12x x ≠. 1x 是原方程的解当且仅当110a x +>,即2a >;2x 是原方程的解当且仅当210a x +>,即1a >. 于是满足题意的(]1,2a ∈. 综上,a 的取值范围为(]{}1,23,4.(3)当120x x <<时,1211a a x x +>+,221211log log a a x x ⎛⎫⎛⎫+>+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 所以()f x 在()0,+∞上单调递减.函数()f x 在区间[],1t t +上的最大值与最小值分别为()f t ,()1f t +. ()()22111log log 11f t f t a a t t ⎛⎫⎛⎫-+=+-+≤ ⎪⎪+⎝⎭⎝⎭即()2110at a t ++-≥,对任意1,12t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦成立. 因为0a >,所以函数()211y at a t =++-在区间1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,12t =时, y 有最小值3142a -,由31042a -≥,得23a ≥. 故a 的取值范围为2,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭.。
全国高考数学函数知识难点归纳随着每年高考数学试题的发布,我们发现函数是数学考试中不可或缺的一部分。
而在整个数学考试中,函数是综合性能比较强的一个知识点。
因此,学生要深刻了解函数的属性及应用,才能更好的解题。
本文将依次介绍函数的定义、性质及应用,并重点分析全国高考数学中函数部分的难点归纳。
一、函数的定义函数是指两个数集之间的一种对应关系,一个数集为自变量集,另一个数集为因变量集,对应关系可用解析式描述。
其中,自变量范围内每一个实数只有唯一一个因变量与之对应。
二、函数的性质1.定义域和值域定义域是自变量所有可能取值集合,值域是函数在定义域内的所有可能取值集合。
2.单调性单调性是指函数随自变量单调递增或递减的特点。
单调递增在定义域内某区间内,随自变量增大,函数的值不减;单调递减则相反。
3.奇偶性若函数f满足f(-x)=f(x),则称f为偶函数;若函数f满足f(-x)=-f(x),则称f为奇函数。
4.周期性若存在一个正数T使得对于所有x∈R,有f(x+T)=f(x)成立,则称f为周期函数。
三、函数的应用函数在数学中的应用非常广泛,如物理、化学、经济等领域均有着重要的应用。
1.物理中的应用在物理学中,函数最常用的应用是运动方程。
运动方程是表述物体运动状态随时间变化关系的函数式,是研究物体运动的基本方法之一。
2.经济中的应用在经济学中,函数的应用很广泛。
例如,生产函数、需求函数、边际收益函数等,都是经济学中常见的函数表达式。
3.化学中的应用在化学中,函数的应用主要体现在物质的反应过程中。
例如,酸碱度、溶解度等都是化学反应过程中函数的应用体现。
四、全国高考数学中函数部分的难点归纳1.函数图像的绘制函数图像的绘制是函数部分中的核心部分,但其绘制过程相对来说比较困难。
在绘制函数图像时,需要熟练掌握函数的性质,并结合数学工具。
考生需要通过大量的例题训练,提高绘制函数图像的水平。
2.复合函数复合函数可以看作函数的一种“组合”,它是两个函数通过数学计算而组成的新函数。
难点11 函数中的综合问题函数综合问题是历年高考的热点和重点内容之一,一般难度较大,考查内容和形式灵活多样.本节课主要帮助考生在掌握有关函数知识的基础上进一步深化综合运用知识的能力,掌握基本解题技巧和方法,并培养考生的思维和创新能力.●难点磁场(★★★★★)设函数f (x )的定义域为R ,对任意实数x 、y 都有f (x +y )=f (x )+f (y ),当x >0时f (x )<0且f (3)=-4.(1)求证:f (x )为奇函数;(2)在区间[-9,9]上,求f (x )的最值. ●案例探究[例1]设f (x )是定义在R 上的偶函数,其图象关于直线x =1对称,对任意x 1、x 2∈[0,21],都有f (x 1+x 2)=f (x 1)·f (x 2),且f (1)=a >0.(1)求f (21)、f (41);(2)证明f (x )是周期函数; (3)记a n =f (n +n21),求).(ln limn n a ∞→命题意图:本题主要考查函数概念,图象函数的奇偶性和周期性以及数列极限等知识,还考查运算能力和逻辑思维能力.知识依托:认真分析处理好各知识的相互联系,抓住条件f (x 1+x 2)=f (x 1)·f (x 2)找到问题的突破口.错解分析:不会利用f (x 1+x 2)=f (x 1)·f (x 2)进行合理变形.技巧与方法:由f (x 1+x 2)=f (x 1)·f (x 2)变形为)2()2()2()22()(x f x f x f x x f x f ⋅⋅=+=是解决问题的关键.(1) 解:因为对x 1,x 2∈[0,21],都有f (x 1+x 2)=f (x 1)·f (x 2),所以f (x )=)2()22(x f x x f =+≥0, x ∈[0,1]又因为f (1)=f (21+21)=f (21)·f (21)=[f (21)]2f (21)=f (41+41)=f (41)·f (41)=[f (41)]2又f (1)=a >0 ∴f (21)=a 21,f (41)=a 41(2)证明:依题意设y =f (x )关于直线x =1对称,故f (x )=f (1+1-x ),即f (x )=f (2-x ),x∈R.又由f (x )是偶函数知f (-x )=f (x ),x ∈R ∴f (-x )=f (2-x ),x ∈R.将上式中-x 以x 代换得f (x )=f (x +2),这表明f (x )是R 上的周期函数,且2是它的一个 周期.(3)解:由(1)知f (x )≥0,x ∈[0,1]∵f (21)=f (n ·n21)=f (n21+(n -1)n21)=f (n21)·f ((n -1)·n21)=…… =f (n21)·f (n21)·……·f (n21)=[f (n21)]n=a 21∴f (n21)=a n 21.又∵f (x )的一个周期是2 ∴f (2n +n21)=f (n21),因此a n =a n 21∴.0)ln 21(lim )(ln lim==∞→∞→a na n n n[例2]甲、乙两地相距S 千米,汽车从甲地匀速驶到乙地,速度不得超过c 千米/小时,已知汽车每小时的运输成本(以元为单位)由可变部分和固定部分组成,可变部分与速度v (km/h)的平方成正比,比例系数为b ,固定部分为a 元.(1)把全程运输成本y (元)表示为v (km/h)的函数,并指出这个函数的定义域; (2)为了使全程运输成本最小,汽车应以多大速度行驶?命题意图:本题考查建立函数的模型、不等式性质、最值等知识,还考查学生综合运用所学数学知识解决实际问题的能力.知识依托:运用建模、函数、数形结合、分类讨论等思想方法.错解分析:不会将实际问题抽象转化为具体的函数问题,易忽略对参变量的限制条件. 技巧与方法:四步法:(1)读题;(2)建模;(3)求解;(4)评价.解法一:(1)依题意知,汽车从甲地匀速行驶到乙地所用时间为vS ,全程运输成本为y =a ·vS +bv 2·vS =S (va +bv )∴所求函数及其定义域为y =S (va +bv ),v ∈(0,c ].(2)依题意知,S 、a 、b 、v 均为正数 ∴S (va +bv )≥2Sab①当且仅当va =bv ,即v =ba 时,①式中等号成立.若ba ≤c 则当v =ba 时,有y min ;若ba >c ,则当v ∈(0,c ]时,有S (va +bv )-S (ca +bc )=S [(va -ca )+(bv -bc )]=vcS (c -v )(a -bcv )∵c -v ≥0,且c >bc 2,∴a -bcv ≥a -bc 2>0 ∴S (va +bv )≥S (ca +bc ),当且仅当v =c 时等号成立,也即当v =c 时,有y min ;综上可知,为使全程运输成本y 最小,当bab ≤c 时,行驶速度应为v =bab ,当bab >c时行驶速度应为v =c .解法二:(1)同解法一.(2)∵函数y =x +xk (k >0),x ∈(0,+∞),当x ∈(0,k)时,y 单调减小,当x ∈(k,+∞)时y 单调增加,当x =k时y 取得最小值,而全程运输成本函数为y =Sb (v +vb a),v ∈(0,c ].∴当ba ≤c 时,则当v =ba 时,y 最小,若ba >c 时,则当v =c 时,y 最小.结论同上.●锦囊妙计在解决函数综合问题时,要认真分析、处理好各种关系,把握问题的主线,运用相关的知识和方法逐步化归为基本问题来解决,尤其是注意等价转化、分类讨论、数形结合等思想的综合运用.综合问题的求解往往需要应用多种知识和技能.因此,必须全面掌握有关的函数知识,并且严谨审题,弄清题目的已知条件,尤其要挖掘题目中的隐含条件.●歼灭难点训练 一、选择题1.(★★★★)函数y =x +a 与y =log a x 的图象可能是( )2.(★★★★★)定义在区间(-∞,+∞)的奇函数f (x )为增函数,偶函数g (x )在区间[0,+∞)的图象与f (x )的图象重合,设a >b >0,给出下列不等式:①f (b )-f (-a )>g (a )-g (-b ) ②f (b )-f (-a )<g (a )-g (-b ) ③f (a )-f (-b )>g (b )-g (-a ) ④f (a )-f (-b )<g (b )-g (-a )其中成立的是( )A.①与④B.②与③C.①与③D.②与④二、填空题3.(★★★★)若关于x 的方程22x +2xa +a +1=0有实根,则实数a 的取值范围是_________. 三、解答题4.(★★★★)设a 为实数,函数f (x )=x 2+|x -a |+1,x ∈R.(1)讨论f (x )的奇偶性; (2)求f (x )的最小值. 5.(★★★★★)设f (x )=xx x +-++11lg11.(1)证明:f (x )在其定义域上的单调性;(2)证明:方程f -1(x )=0有惟一解; (3)解不等式f [x (x -21)]<21.6.(★★★★★)定义在(-1,1)上的函数f (x )满足①对任意x 、y ∈(-1,1),都有f (x )+f (y )=f (xyy x ++1);②当x ∈(-1,0)时,有f (x )>0.求证:)21()131()111()51(2f n n f f f >+++++ .7.(★★★★★)某工厂拟建一座平面图(如下图)为矩形且面积为200平方米的三级污水处理池,由于地形限制,长、宽都不能超过16米,如果池外周壁建造单价为每米400元,中间两条隔墙建造单价为每米248元,池底建造单价为每平方米80元(池壁厚度忽略不计,且池无盖).(1)写出总造价y (元)与污水处理池长x (米)的函数关系式,并指出其定义域.(2)求污水处理池的长和宽各为多少时,污水处理池的总造价最低?并求最低总造价. 8.(★★★★★)已知函数f (x )在(-∞,0)∪(0,+∞)上有定义,且在(0,+∞)上是增函数,f (1)=0,又g (θ)=sin 2θ-m cos θ-2m ,θ∈[0,2π],设M ={m |g (θ)<0,m ∈R},N ={m |f[g (θ)]<0},求M ∩N .[学法指导]怎样学好函数学习函数要重点解决好四个问题:准确深刻地理解函数的有关概念;揭示并认识函数与其他数学知识的内在联系;把握数形结合的特征和方法;认识函数思想的实质,强化应用意识.(一)准确、深刻理解函数的有关概念概念是数学的基础,而函数是数学中最主要的概念之一,函数概念贯穿在中学代数的始终.数、式、方程、函数、排列组合、数列极限等是以函数为中心的代数.近十年来,高考试题中始终贯穿着函数及其性质这条主线.(二)揭示并认识函数与其他数学知识的内在联系.函数是研究变量及相互联系的数学概念,是变量数学的基础,利用函数观点可以从较高的角度处理式、方程、不等式、数列、曲线与方程等内容.在利用函数和方程的思想进行思维中,动与静、变量与常量如此生动的辩证统一,函数思维实际上是辩证思维的一种特殊表现形式.所谓函数观点,实质是将问题放到动态背景上去加以考虑.高考试题涉及5个方面:(1)原始意义上的函数问题;(2)方程、不等式作为函数性质解决;(3)数列作为特殊的函数成为高考热点;(4)辅助函数法;(5)集合与映射,作为基本语言和工具出现在试题中.(三)把握数形结合的特征和方法函数图象的几何特征与函数性质的数量特征紧密结合,有效地揭示了各类函数和定义域、值域、单调性、奇偶性、周期性等基本属性,体现了数形结合的特征与方法,为此,既要从定形、定性、定理、定位各方面精确地观察图形、绘制图形,又要熟练地掌握函数图象的平移变换、对称变换.(四)认识函数思想的实质,强化应用意识函数思想的实质就是用联系与变化的观点提出数学对象,抽象数量特征,建立函数关系,求得问题的解决.纵观近几年高考题,考查函数思想方法尤其是应用题力度加大,因此一定要认识函数思想实质,强化应用意识.参考答案难点磁场(1)证明:令x=y=0,得f(0)=0令y=-x,得f(0)=f(x)+f(-x),即f(-x)=-f(x)∴f(x)是奇函数(2)解:1°,任取实数x1、x2∈[-9,9]且x1<x2,这时,x2-x1>0,f(x1)-f(x2)=f[(x1-x2)+x2]-f(x2)=f(x1-x2)+f(x2)-f(x1)=-f(x2-x1)因为x>0时f(x)<0,∴f(x1)-f(x2)>0∴f(x)在[-9,9]上是减函数故f(x)的最大值为f(-9),最小值为f(9).而f(9)=f(3+3+3)=3f(3)=-12,f(-9)=-f(9)=12.∴f(x)在区间[-9,9]上的最大值为12,最小值为-12.歼灭难点训练一、1.解析:分类讨论当a>1时和当0<a<1时.答案:C2.解析:用特值法,根据题意,可设f(x)=x,g(x)=|x|,又设a=2,b=1,则f(a)=a,g(a)=|a|,f(b)=b,g(b)=|b|,f(a)-f(b)=f(2)-f(-1)=2+1=3.g(b)-g(-a)=g(1)-g(-2)=1-2=-1.∴f(a)-f(-b)>g(1)-g(-2)=1-2=-1.又f(b)-f(-a)=f(1)-f(-2)=1+2=3.g(a)-g(-b)=g(2)-g(1)=2-1=1,∴f(b)-f(-a)=g(a)-g(-b).即①与③成立. 答案:C二、3.解析:设2x =t >0,则原方程可变为t 2+at +a +1=0①方程①有两个正实根,则⎪⎩⎪⎨⎧>+=⋅>-=+≥+-=∆0100)1(421212a t t a t t a a解得:a ∈(-1,2-22].答案:(-1,2-22]三、4.解:(1)当a =0时,函数f (-x )=(-x )2+|-x |+1=f (x ),此时f (x )为偶函数;当a ≠0时,f (a )=a 2+1,f (-a )=a 2+2|a |+1,f (-a )≠f (a ),f (-a )≠-f (a ).此时函数f (x )既不是奇函数也不是偶 函数.(2)①当x ≤a 时,函数f (x )=x 2-x +a +1=(x -21)2+a +43,若a ≤21,则函数f (x )在(-∞,a ]上单调递减,从而,函数f (x )在(-∞,a ]上的最小值为f (a )=a 2+1.若a >21,则函数f (x )在(-∞,a ]上的最小值为f (21)=43+a ,且f (21)≤f (a).②当x ≥a 时,函数f (x )=x 2+x -a +1=(x +21)2-a +43;当a ≤-21时,则函数f (x )在[a ,+∞)上的最小值为f (-21)=43-a ,且f (-21)≤f (a ).若a >-21,f (x )在[a ,+∞)上单调递增,从而,函数f (x )在[a ,+∞]上的最小值为f (a )=a 2+1.综上,当a ≤-21时,函数f (x )的最小值是43-a ,当-21<a ≤21时,函数f (x )的最小值是a 2+1;当a >21时,函数f (x )的最小值是a +43.5.(1)证明:由⎪⎩⎪⎨⎧≠+>+-02011x xx得f (x )的定义域为(-1,1),易判断f (x )在(-1,1)内是减函数.(2)证明:∵f (0)=21,∴f--1(21)=0,即x =21是方程f--1(x )=0的一个解.若方程f--1(x )=0还有另一个解x 0≠21,则f--1(x 0)=0,由反函数的定义知f (0)=x 0≠21,与已知矛盾,故方程f --1(x )=0有惟一解.(3)解:f [x (x -21)]<21,即f [x (x -21)]<f (0)..415121041510)21(1)21(1+<<<<-⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>-<-<-∴x x x x x x 或6.证明:对f (x )+f (y )=f (xyy x ++1)中的x ,y ,令x =y =0,得f (0)=0,再令y =-x ,又得f (x )+f (-x )=f (0)=0,即f (-x )=-f (x ),∴f (x )在x ∈(-1,1)上是奇函数.设-1<x 1<x 2<0,则f (x 1)-f (x 2)=f (x 1)+f (-x 2)=f (21211x x x x --),∵-1<x 1<x 2<0,∴x 1-x 2<0,1-x 1x 2>0.∴21211x x x x --<0,于是由②知f (21211x x x x --)>0,从而f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2),故f (x )在x ∈(-1,0)上是单调递减函数.根据奇函数的图象关于原点对称,知f (x )在x ∈(0,1)上仍是递减函数,且f (x )<0..),21()21()21(,0)21(,1210),21()21()]21()11([)]41()31([)]31()21([)131()111()51()21()11()211112111(])2)(1(11)2)(1(1[]1)2)(1(1[)131(22故原结论成立有时f n f f n f n n f f n f n f f f f f n nf f f n f n f n n n n f n n n n f n n f n nf >+-∴<+<+<+-=+-+++-+-=+++++∴+-+=+⋅+-+-+=++-++=-++=++7.解:(1)因污水处理水池的长为x 米,则宽为x200米,总造价y =400(2x +2×x200)+248×x200×2+80×200=800(x +x324)+1600,由题设条件⎪⎩⎪⎨⎧≤<≤<162000,160x x 解得12.5≤x ≤16,即函数定义域为[12.5,16].(2)先研究函数y =f (x )=800(x +x324)+16000在[12.5,16]上的单调性,对于任意的x 1,x 2∈[12.5,16],不妨设x 1<x 2,则f (x 2)-f (x 1)=800[(x 2-x 1)+324(1211x x -)]=800(x 2-x 1)(1-21324x x ),∵12.5≤x 1≤x 2≤16.∴0<x 1x 2<162<324,∴21324x x >1,即1-21324x x <0.又x 2-x 1>0,∴f (x 2)-f (x 1)<0,即f (x 2)<f (x 1),故函数y =f (x )在[12.5,16]上是减函数.∴当x =16时,y 取得最小值,此时,y min =800(16+16324)+16000=45000(元),16200200=x=12.5(米)综上,当污水处理池的长为16米,宽为12.5米时,总造价最低,最低为45000元.8.解:∵f (x )是奇函数,且在(0,+∞)上是增函数,∴f (x )在(-∞,0)上也是增函数. 又f (1)=0,∴f (-1)=-f (1)=0,从而,当f (x )<0时,有x <-1或0<x <1, 则集合N ={m |f [g (θ)]<θ=}={m |g (θ)<-1或0<g (θ)<1}, ∴M ∩N ={m |g (θ)<-1}.由g (θ)<-1,得cos 2θ>m (cos θ-2)+2,θ∈[0,2π],令x =cos θ,x ∈[0,1]得:x 2>m (x -2)+2,x ∈[0,1],令①:y 1=x 2,x ∈[0,1]及②y 2=m (m -2)+2,显然①为抛物线一段,②是过(2,2)点的直线系,在同一坐标系内由x ∈[0,1]得y 1>y 2.∴m >4-22,故M ∩N ={m |m >4-22}.。