【配套K12】[学习](江苏专版)2019年高考数学一轮复习 专题2.3 函数奇偶性与周期(练)
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讲义参考答案第1讲 集合与简易逻辑金题精讲题一:1.题二: ①16;②29.题三:B . 题四:B .题五:C .题六:A .题七:A .第2讲 函数及其性质经典精讲题一:[3,1];[0,2];[3,1]---题二:(3)题三:2题四:(3)(4)题五:(3)(4)题六:(1)(5,1) (2)2,左,1(3)x = -1第3讲 函数及其性质2018新题赏析金题精讲题一:C题二:B题三:[1,3]题四:(0,1][3,)+∞题五:9(,]2-∞题六:8第4讲 平面向量金题精讲题一:.题二: 4,题三:A . 题四:6.题五:B .题六:3.题七:① 1Q ;② 2p .第5讲 三角函数与三角恒等变换经典精讲金题精讲 题一:75题二:56-题四:A题五:A题六:(1)6x 5π=;(2)0x =时,()f x 取得最大值为3,56x π=时,()f x 取得最小值为- 题七:2第6讲 三角函数与三角恒等变换2018新题赏析金题精讲题一:79- 题二:D题三:D题四:A题五:(1)2;(2) 最小正周期为π,单调递增区间为[,]()63k k k π2ππ+π+∈Z 第7讲 解三角形金题精讲题一:3π 题二:B题三:A题四:75°题六:(1) 23;(2)3+ 第8讲 不等式经典精讲题一:(1)[24,)+∞ (2)(0,81]题二:(1)(,2-∞- (2)7[,)2+∞ (3)4 题三:不对,正确解法如下: 因为3ab a b =++,所以31a b a +=-, 所以 2233(1)5(1)4111a a a a a ab a a a a ++-+-+===--- 495=(1)5=(1)5111a a a a a -++-++----因为9(1)1a a -+≥-,当且仅当4a =时,“=”成立, 又因为51y a =--在(4,)+∞上单调递增, 所以53y ≥-,所以5286533ab ≥+-=, 故ab 的取值范围是28[,)3+∞. 题四:(0,1) 第9讲 线性规划经典精讲题一:4题二:(1,3]题三:7 题四:4,135⎡⎤⎢⎥⎣⎦第10讲 数列经典精讲金题精讲题一:-24.题二: 21n n +. 题三:(1)32n a n =-,2n n b =;(2) 1328433n n +-⨯+. 题四:(1)证明:因为{}n a 是等差数列,所以112n n n a a a -++=①;222n n n a a a -++=②; 332n n n a a a -++=③,由①+②+③可得:3211236n n n n n n n a a a a a a a ---++++++++=于是得到等差数列{}n a 是“(3)P 数列”;(2)证明:因为数列{}n a 是“(2)P 数列”,所以21124n n n n n a a a a a --+++++=①; 又因为数列{}n a 是“(3)P 数列”,所以3211236n n n n n n n a a a a a a a ---++++++++=②,由②-①得332n n n a a a -++=,于是得到33,,n n n a a a -+是等差数列,故147,,a a a 、258,,a a a 、369,,a a a …成等差数列,设147,,a a a 的公差为13d ,258,,a a a 的公差为23d ,369,,a a a 的 公差为33d ,…,当3n =时,124534a a a a a +++=④,当4n =时,235644a a a a a +++=⑤,当5n =时,346754a a a a a +++=⑥…将首项和公差代入上述式子可得:1212322334a a d d a +++=⑦2323112233412a a d d a d +++=+⑧1331222239412a a d d a d +++=+⑨由⑦+⑧+⑨可得:23d d =,将23d d =代入分别代入⑦、⑧、⑨整理可得13d d =, 于是有123d d d ==,将123d d d ==代入1331222239412a a d d a d +++=+ 可得到2132a a a =+,故数列123,,a a a 是等差数列,设其公差为d ', 于是有2131,2a a d a a d =+=+'',将其代入⑦可得1d d =',于是有123d d d d ===', 故数列{}n a 是等差数列.第11讲 数列2018新题赏析金题精讲题一: 4.题二: 3.题三: A .题四: (1)221n a n =-;(2)数列21n a n ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭的前n 项和为 221n n T n =+. 题五: (1)12n n x -=;(2)(21)212n n n T -⨯+=. 第12讲 导数及其应用经典精讲题一:4题二: 题三:(1)极大值为(1)4f -=-,极小值为1112()327f -=-(2)a ≤5 题四:(1)2()ln 1f x x x x =-- (2)1- (3)证明:要证函数2()e x y f x x x =-+的图象在直线21y x =--的下方 只需证 2()e 210x f x x x x -+++<,即要证e 20ln x x x x x +<-,所以只要证e 2ln 0x x +-<,令e 2()ln x h x x +=-,则1e ()x x h x '=-, 根据函数1xy =和e x y =的图象,可知 0(0,1)x ∃∈,使得0001e 0()x x x h ='=-所以0()()x x h h ≤, 又因为001e x x =,所以00e x x -=,故 00000002000200e 21212(21)(1)0()ln ln x x x x x x x x x x x x h +=+=-+--+=--=<=---也就是()0x h <恒成立,此题得证.第13讲 导数及其应用2018新题赏析金题精讲题一:①④ 题二:1[1,]2-题三:(1)()f x 在(-∞,-ln a )单调递减,在(-ln a ,+∞)单调递增;(2) (0,1)第14讲 巧用导数解决实际应用问题题一:(1)3312m ;(2);题二:(1)2(S r x =+,定义域为(0,)r ;2. 第15讲 空间立体几何经典精讲,24π题三:(Ⅰ)证法一:因为E ,F 分别是P A ,PD的中点,所以EF∥AD.又因为AD∥BC,所以EF∥BC.因为E,H分别为P A,AB的中点,所以EH∥PB,又因为PB∩BC=B,EF∩EH=E,所以平面EFH∥平面PBC,又PC⊂平面PBC,所以PC∥平面EFH.证法二:连接AC,BD,设交点为O,连接HO,FO,因为O,H分别是BD,AB的中点,E,F分别是P A,PD的中点,所以EF∥AD,EF=12AD,OH∥AD,OH=12AD,所以OH∥EF,OH=EF,所以点O在平面EFH上,所以证PC∥平面EFH,即证PC∥平面EFOH.因为O,E分别是AC,AP的中点,所以EO∥PC,又因为直线PC⊄平面EFOH,所以PC∥平面EFOH.(Ⅱ)证明:因为AP=AD,点F是PD的中点,所以AF⊥PD. 因为P A⊥平面ABCD,所以P A⊥AB.因为四边形ABCD是矩形,所以AB⊥AD,所以AB⊥平面APD,所以AB⊥PD,即AH⊥PD,又AF⊥PD,AF∩AH=A,所以PD⊥平面AHF,又PD⊂平面PCD,所以平面PCD⊥平面AHF.题四:(Ⅰ)证明:因为DE⊥面ACD,AF⊂面ACD,所以DE⊥AF,又因为AF⊥CD,所以AF⊥面BCDE,所以AF BE⊥.(Ⅱ)线段AB上存在点Q,使AC⊥平面DEQ.理由如下:如图,分别取AC AB,的中点G Q,,则GQ//BC,且GQ=12 BC,又因为DE//BC,12DE BC=,所以GQ //DE 且GQ =DE ,因为AD =CD ,所以DG ⊥AC ,因为DE ⊥面ACD ,所以DE ⊥AC ,所以AC ⊥面EDGQ ,即AC ⊥平面DEQ .第16讲 空间向量法解立体几何题经典精讲题一:④ 题二:23题三:(1)当P 为AC 中点时,PF 与BC 所成的角是60︒ (2) 60︒题四:(1)证明:∵ABC -A 1B 1C 1为直棱柱,∴C 1C ⊥面ABC ,∴C 1C ⊥AC ,C 1C ⊥CB ,即︒=∠=∠90DCB DCA ,∵底面为等腰直角三角形,且90ACB ∠=︒,∴CA = CB ,在△DCA 和△DCB 中⎪⎩⎪⎨⎧︒==∠=∠=CB CA DCB DCA DC DC 90∴△DCA ≌△DCB (SAS ),∴DA =DB ,又∵G 为ABD ∆的重心,∴DG ⊥AB ,∵E 在面ABD 上的射影为G ,∴EG ⊥面ABD ,∴EG ⊥AB ,∵DG ⊥AB ,EG ⊥AB ,∴AB ⊥面DEG .第17讲 空间立体几何2018新题赏析金题精讲题一:A题二:C题四:②③题五:(1)证明:∵∠BAP =∠CDP =90°,∴PA ⊥AB ,PD ⊥CD , ∵AB ∥CD ,∴AB ⊥PD ,又∵PA ∩PD =P ,且PA ⊂平面PAD ,PD ⊂平面PAD ,∴AB ⊥平面PAD ,又AB ⊂平面PAB ,∴平面PAB ⊥平面PAD ;(2) 第18讲 直线与圆经典精讲题一:(,[1,)-∞⋃+∞,π2π[,]43题三:(1)24 (2)24题四:(1)320x y ++= (2)22(2)8x y -+= (3)221(22x y x -=≤ 第19讲 椭圆经典精讲金题精讲题一:D题三:1题四:.题六:(±.第20讲 双曲线与抛物线经典精讲金题精讲题一:B 题二:221312x y -=;2y x =± 题三:C题四:C题六:证明:如图,设点11(,)A x y ,点22(,)B x y ,直线:AB l x my t =+,由22x my ty px =+⎧⎨=⎩,得2220y pmy pt --=, ∴2221212122,22y y y y pt x x t p p=-==, 又∵121k k =-,∴12120x x y y +=,∴220t pt -=,∴2t p =,(0t =舍),∴:2AB l x my p =+,∴AB l 恒过点(2,0)p .题七:(1) 证明:设直线:AB l x my t =+,由22x my ty px=+⎧⎨=⎩,得2220y pmy pt --=,∴122y y pt =-, 又∵122y y p =-,∴1t =,∴:1AB l x my =+,∴AB l 恒过点(1,0). (2)(0,4).第21讲解析几何2018新题赏析金题精讲题一:(0,1][9,)+∞题二:2y x =± 题四:(1) 抛物线C 的方程为y 2 = x ,焦点坐标为(14,0),准线为x =-14; (2) 设过点(0,12)的直线方程为y = kx +12(k ≠ 0),M (x 1,y 1),N (x 2,y 2), ∴直线OP 为y = x ,直线ON 为y = 22y x x ,由题意知A (x 1,x 1),B (x 1,122x y x ), 由212y kx y x ⎧=+⎪⎨⎪=⎩,可得k 2x 2+(k -1)x +14= 0,∴x 1+x 2 =21k k -,x 1x 2 =214k , 要证A 为线段BM 的中点,只需证211122y x y x x =+,即证2111211222kx x kx x x +=++, 即证1212212111222x x kx x x kx x x =+++, 即证12121(22)()2k x x x x -=+, 而12122221111222(1)(22)()(22)02244k k k k x x x x k k k k ------+=-⋅-⋅==∴ A 为线段BM 的中点.第22讲 排列、组合及二项式定理 经典精讲金题精讲题一:14题二:C题三:D题四:-2题五:10 题六:710. 题七:证明:设a n =2n ,b n =n +2,∴数列{a n }是以2首项,公比为2的等比数列,∴a 1=2.a 2=4.a 3=8,知a 1、a 2显然不是数列{b n }中的项.∵a 3=8=3×2+2,∴a 3是数列{b n }中的第2项,设a k =2k 是数列{b n }中的第m 项,则2k =3m +2(k 、m ∈N *), ∵a k+1=2k+1=2×2k =2(3m +2)=3(2m +1)+1,∴a k+1不是数列{b n }中的项,∵a k +2=2k +2=4×2k =4(3m +2)=3(4m +2)+2,∴a k +2是数列{b n }中的项,∴c 1=a 3,c 2=a 5,c 3=a 7,…,c n =a 2n +1,∴数列{c n }的通项公式是c n =22n +1(n ∈N *),∴{c n }是等比数列.题八:(1)72;432.(2) 有五位数,无六位数.(3)4012第23讲 统计与两个概型经典精讲金题精讲 题一:B题二:(I )1315;(II )78 题三:B题四:(1)B 地区用户满意度评分的频率分布直方图如下:B 地区用户满意度评分的频率分布直方图通过直方图比较可以看出,B 地区满意度评分的平均值高于A 地区用户满意度评分的平均值,B 地区用户满意度评分比较集中,而A 地区用户满意度评分比较分散;(2)A 地区的满意度等级为不满意的概率大,理由略. 题五:23题六:(I) 1.2 3.6y t =+$;(II)10.8(千亿元).第24讲 离散型随机变量及 其分布列、期望经典精讲金题精讲题一:1.96.题二:(1)0.3;(2)ξ的分布列如下:E (ξ)=1;(3) 100名患者中服药者指标y 数据的方差比未服药者指标y 数据的方差大. XE (X )=12; (2)1148. 题四:(1)518; (2)XEX =2.题五:(1) 23; (2)X数学期望EX =236. 第25讲 概率统计2018新题赏析金题精讲题一:25题二:59题三:π8 题四:A题五:B题六:(1)0.4;(2)20;(3)3:2.题七:(1)0.6;(2) Y 的所有可能值为900,300,-100;Y 大于零的概率为0.8.第26讲 几何证明选讲(选修4-1)题一:点P 的轨迹是223(0)x y y +=≠所表示的两个半圆.题二:题三:43题四:11第27讲 矩阵与变换(选修4-2)题一:⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤92 -15 -1 题二:(Ⅰ)1a =,1b =-;(Ⅱ)(1,0)题三:1203--⎡⎤⎢⎥⎣⎦题四:(1)312221⎡⎤-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦;(2)32223⎡⎤⎢⎥⎢⎥--⎣⎦题五:矩阵A =1120-⎡⎤⎢⎥⎣⎦,其另一个特征值为1. 第28讲 坐标系与参数方程(选修4-4)金题精讲题二:1题三:(1)1C :cos 2ρθ=-,2C :22cos 4sin 40ρρθρθ--+=;(2)12题四:78第29讲 不等式选讲(选修4-5)金题精讲题一:(,8]-∞题二:1a ≤时,x ∈∅;12a <≤时,533a a x +-<<; 2a >时,5533a a x -+<< 题三:(Ⅰ)2|23x x ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭;(Ⅱ)(2,)+∞. 第30讲 复数题二:(31)-,题三:i题四:i题五:−3题六:1第31讲 定积分都考啥题一:2题三:3ln 22- 题四:13 第32讲 算法金题精讲题一:8.题二:②.题三:(1) {1,3,5,7,9,11,13},a n =2n -1(n ∈N +且n ≤7);(2) a =2;(3) a =a +3. 题四:12n a a a n+++…;样本平均数. 题五:2.第33讲 高考数学一轮复习综合 验收题精讲(一) 金题精讲题一:1 题二:12题三:7或8题四:(Ⅰ)π;(Ⅱ)最大值为2,最小值为-1.题五:(Ⅰ)2y x =; (Ⅱ)令3()()2()3x g x f x x =-+, 则4222()()2(1)1x g x f x x x ''=-+=-,因为()0g x '>(01)x <<,所以()g x 在区间(0,1)上单调递增,所以()(0)0g x g >=,(0,1)x ∈,即当(0,1)x ∈时,3()2()3x f x x >+;(Ⅲ)2.第34讲 高考数学一轮复习综合验收题精讲(二) 金题精讲 题一:3Rπ 题二:1a题三:2sin 4y x =+题四:7题五:14题六:(1)连接BD ,∵底面ABCD 是正方形,∴AC ⊥BD ,∵BB 1⊥底面ABCD ,∴BB 1⊥AC ,∵BD ∩BB 1=B ,∴ AC ⊥面DBB 1,∴AC ⊥B 1D ;(2)60°.题七:(Ⅰ)37;(Ⅱ)1049;(Ⅲ)11a =或18a =. 第35讲 集合与常用逻辑用语经典回顾题一:(){2,4,8}U A B =ð.第36讲 函数的概念及其性质经典回顾题一:-8.题二:(Ⅰ)(0)0f =,(1)0f =; (Ⅱ)()f x 是奇函数,证明:因为2(1)[(1)](1)(1)0f f f f =-=----= 所以(1)0f -=()(1)()(1)()f x f x f x xf f x -=-⋅=-+-=- 因此()f x 是奇函数题三:(Ⅰ)(0)1f =;(II )证明:设1212,,x x x x <∈R , 212111211121()()()()()()1()()1f x f x f x x x f x f x x f x f x f x x -=-+-=-+--=--∵210x x ->∴2121()1,()10f x x f x x ->--> 所以21()()f x f x >因此()f x 在R 上是增函数.第37讲 数列经典回顾开心自测题一:24. 题二:!2n 金题精讲题一: 60.题二:(Ⅰ)13n na ∴=; (Ⅱ)1(21)3344n n n S +-∴=+. 题三:(Ⅰ)*65()n a n n N =-∈;(Ⅱ)10.第38讲 导数及其应用经典回顾金题精讲题一:(Ⅰ)32()312f x x x x =-+; (Ⅱ)a 的取值范围是[]1,9. 题二:(Ⅰ) ()f x 的减区间是(,ln 2)-∞, 增区间是(ln 2,)+∞,ln2()(ln 2)2ln 2222ln 22f x f e a a ==-+=-+极小(Ⅱ) 证明:设()221e R x g x x ax x =-+-∈,,∴()2e R 2x g x x a x '=-+∈,, 由(Ⅰ)知当ln21a ->时,()g x '最小值为 ()()ln221ln20g a '=-+>,∴对任意R x ∈,都有()0g x '>, 所以()g x 在R 内单调递增;∴当ln21a ->时,对任意0()x ∈+∞,, 都有()()0g x g >,而()00g =,从而对任意()00()x g x ∈+∞,,>, 即221e 0x x ax -+->,故221e x x ax -+>. 第39讲 复数与算法初步经典回顾金题精讲题一:30.题二:3.第40讲 推理与证明问题经典回顾开心自测 题一:81248,T T T T . 题二:证明:假设T 为奇数,则1271,2,,7a a a ---均为奇数.因奇数个奇数之和为奇数,故有奇数()()()()()1271271271027a a a a a a -+-++-+++-=+=+=+, 但0≠奇数,这一矛盾说明T 为偶数.金题精讲题一:2222ABC ACD ADB BCD S S S S ++=△△△△.题二:2(1)(32)(21)n n n n ++++-=-. 题三:1()(())n n f x f f x -==(21)2n n x x -+. 题四:(1)13{,}a a 是E 的第5个子集.(2)E 的第211个子集是12578{,,,,}a a a a a . 题五:证明:(用反证法)假设c b a ,,都不大于0,即0,0,0≤≤≤c b a , 则有0≤++c b a , 而222222(2)(2)(2)236(1)(1)(1)()3236a b cx y y z z x x y z ππππππ++=-++-++-+=-+-+-+++- =3)1()1()1(222-+-+-+-πz y x ∴222)1(,)1(,)1(---z y x 均大于或等于0,03>-π,∴0>++c b a ,这与假设0≤++c b a 矛盾,故c b a ,,中至少有一个大于0.第41讲 选修4经典回顾开心自测题一:{11}x x -≤≤.题二:98a . 金题精讲题一:CE题二:3)4π. 题三:(Ⅰ)2a =.(Ⅱ)m 的取值范围是(,5]-∞.。
专题2.7 对数与对数函数【考纲解读】【直击教材】1.已知a >0,且a ≠1,函数y =a x 与y =log a (-x )的图象可能是______(填序号).【答案】②2.函数f (x )=log a (x +2)-2(a >0,且a ≠1)的图象必过定点________.【答案】(-1,-2)3.函数f (x )=log 5(2x +1)的单调增区间是________.【答案】⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,+∞ 4.计算:(1)log 35-log 315=______;(2) log 23·log 32=______.【答案】(1)-1 (2)1【知识清单】1.对数2.对数函数的图象与性质【考点深度剖析】关于对数的运算近两年高考卷没有单独命题考查,都是结合其他知识点进行.有关指数函数、对数函数的试题每年必考,有填空题,又有解答题,且综合能力较高.【重点难点突破】考点一 对数式的化简与求值1.计算:(1)4log 23=________.(2)log 225·log 34·log 59=________.【答案】(1)9 (2)82.计算⎝ ⎛⎭⎪⎫lg 14-lg 25÷100-12=______.【答案】-20【解析】原式=(lg 2-2-lg 52)×10012=lg 122·52×10=lg 10-2×10 =-2×10=-20.3.12lg 3249-43lg 8+lg 245=________. 【答案】12【解析】12lg 3249 -43lg 8+lg 245 =12(5lg 2-2lg 7)-43·12·3lg 2+12(lg 5+2lg 7) =12(lg 2+lg 5)=12. [谨记通法]对数运算的一般思路(1)将真数化为底数的指数幂的形式进行化简;(2)将同底对数的和、差、倍合并;(3)利用换底公式将不同底的对数式转化成同底的对数式,要注意换底公式的正用、逆用及变形应用. 考点二 对数函数的图象及应用1.函数f (x )=lg 1|x +1|的大致图象为________.(填序号).【答案】④【解析】f (x )=lg 1|x +1|=-lg|x +1|的图象可由偶函数y =-lg|x |的图象左移1个单位得到. 由y =-lg|x |的图象可知④正确.2.当0<x ≤12时,4x <log a x ,则实数a 的取值范围是________. 【答案】⎝ ⎛⎭⎪⎫22,1[由题悟法]应用对数型函数的图象可求解的问题(1)对一些可通过平移、对称变换作出其图象的对数型函数,在求解其单调性(单调区间)、值域(最值)、零点时,常利用数形结合思想.(2)一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解.[即时应用]设f (x )=|lg x |,a ,b 为实数,且0<a <b .(1)若a ,b 满足f (a )=f (b ),求证:ab =1;(2)在(1)的条件下,求证:由关系式f (b )=2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 2所得到的关于b 的方程g (b )=0,存在b 0∈(3,4),使g (b 0)=0.证明:g (4)>0,根据零点存在性定理可知,函数g (b )在(3,4)内一定存在零点,即存在b 0∈(3,4),使g (b 0)=0. 考点三 对数函数的性质及应用角度一:比较对数值的大小1.已知a =log 29-log 23,b =1+log 27,c =12+log 213,则a ,b ,c 的大小关系为________. 【答案】b >a >c【解析】a =log 29-log 23=log 233,b =1+log 27=log 227,c =12+log 213=log 226,因为函数y =log 2x 是增函数,且27>33>26,所以b >a >c .角度二:简单对数不等式的解法2.若f (x )=lg x ,g (x )=f (|x |),则g (lg x )>g (1)时,x 的取值范围是__________.【答案】⎝ ⎛⎭⎪⎫0,110∪(10,+∞) 【解析】当g (lg x )>g (1)时,f (|lg x |)>f (1),由f (x )为增函数得|lg x |>1,从而lg x >1或lg x <-1,解得0<x <110或x >10. 角度三:对数函数的综合问题3.已知函数f (x -3)=log a x6-x (a >0,a ≠1). (1)判断f (x )的奇偶性,并说明理由;(2)当0<a <1时,求函数f (x )的单调区间.解:令x -3=u ,则x =u +3,于是f (u )=log a 3+u 3-u(a >0,a ≠1,-3<u <3), 所以f (x )=log a 3+x 3-x(a >0,a ≠1,-3<x <3).(1)因为f (-x )+f (x )=log a 3-x 3+x +log a 3+x 3-x=log a 1=0,[通法在握]1.解决与对数函数有关的函数的单调性问题的步骤2.比较对数值大小的方法(1)若底数为同一常数,则可由对数函数的单调性直接进行判断;若底数为同一字母,则需对底数进行分类讨论.(2)若底数不同,真数相同,则可以先用换底公式化为同底后,再进行比较.(3)若底数与真数都不同,则常借助1,0等中间量进行比较.[演练冲关]1.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ log 2x ,x >0,log 12-x ,x <0,若f (a )>f (-a ),则实数a 的取值范围是________________.【答案】(-1,0)∪(1,+∞)【解析】由f (a )>f (-a )得 ⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,log 2a >log 12a 或⎩⎪⎨⎪⎧ a <0,log 12-a >log 2-a , 即⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,log 2a >-log 2a 或⎩⎪⎨⎪⎧ a <0,-log 2-a >log 2-a解得a >1或-1<a <0.2.已知函数f (x )=log 4(ax 2+2x +3).(1)若f (1)=1,求f (x )的单调区间;(2)是否存在实数a ,使f (x )的最小值为0?若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由. 解:(1)因为f (1)=1,所以log 4(a +5)=1,【易错试题常警惕】1.在运算性质log a M α=αlog a M 中,要特别注意条件,在无M >0的条件下应为log a M α=αlog a |M | (α∈N *,且α为偶数).2.解决与对数函数有关的问题时需注意两点:(1)务必先研究函数的定义域;(2)注意对数底数的取值范围.[小题纠偏]1.函数y =log 0.5x -的定义域为______.【答案】⎝ ⎛⎦⎥⎤34,12.函数f (x )=log (x +1)(2x -1)的单调递增区间是______.【答案】⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞。
§2.6 对数与对数函数考情考向分析 以比较对数函数值大小的形式考查函数的单调性;以复合函数的形式考查对数函数的图象与性质,题型一般为填空题,中低档难度.1.对数的概念一般地,如果a (a >0,a ≠1)的b 次幂等于N ,即a b =N ,那么就称b 是以a 为底N 的对数,记作log a N =b ,其中__a __叫做对数的底数,__N __叫做真数. 2.对数的性质与运算法则 (1)对数的运算法则如果a >0,且a ≠1,M >0,N >0,那么: ①log a (MN )=log a M +log a N ; ②log a MN =log a M -log a N ;③log a M n =n log a M (n ∈R ). (2)对数的性质 ①log a Na=__N __;②log a a N =__N __(a >0,且a ≠1).(3)对数的换底公式log a b =log c blog c a (a >0,且a ≠1;c >0,且c ≠1;b >0).3.对数函数的图象与性质4.反函数指数函数y =a x (a >0且a ≠1)与对数函数y =log a x (a >0且a ≠1)互为反函数,它们的图象关于直线y =x 对称. 知识拓展1.换底公式的两个重要结论 (1)log a b =1log b a;(2)log m n ab =n mlog ab . 其中a >0且a ≠1,b >0且b ≠1,m ,n ∈R . 2.对数函数的图象与底数大小的比较如图,作直线y =1,则该直线与四个函数图象交点的横坐标为相应的底数,故0<c <d <1<a <b .由此我们可得到以下规律:在第一象限内从左到右底数逐渐增大.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)若MN >0,则log a (MN )=log a M +log a N .( × )(2)对数函数y =log a x (a >0且a ≠1)在(0,+∞)上是增函数.( × ) (3)函数y =ln 1+x1-x与y =ln(1+x )-ln(1-x )的定义域相同.( √ )(4)对数函数y =log a x (a >0且a ≠1)的图象过定点(1,0)且过点(a,1),⎝⎛⎭⎫1a ,-1,函数图象只在第一、四象限.( √ ) 题组二 教材改编2.[P80习题T6]log 29·log 34·log 45·log 52=________. 答案 23.[P83例2]已知a =132-,b =log 213,c =121log 3,则a ,b ,c 的大小关系为________.答案 c >a >b解析 ∵0<a <1,b <0,c =121log 3=log 23>1. ∴c >a >b .4.[P85练习T2]函数y =log 23(2x -1)的定义域是________.答案 ⎝⎛⎦⎤12,1解析 由23log (2x -1)≥0,得0<2x -1≤1.∴12<x ≤1. ∴函数y =log 23(2x -1)的定义域是⎝⎛⎦⎤12,1.题组三 易错自纠5.(2018届新海中学摸底)函数f (x )=log 2(3-a x )在(-∞,1)上是减函数,则a 的取值范围是________. 答案 (1,3]解析 由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧a >1,3-a ≥0,解得1<a ≤3.6.(2018届常州一中质检)若函数g (x )=log 3(ax 2+2x -1)有最大值1,则实数a =________. 答案 -14解析 令h (x )=ax 2+2x -1,由于函数g (x )=log 3h (x )是递增函数,∴要使函数g (x )=log 3(ax 2+2x -1)有最大值1,应使h (x )=ax 2+2x -1有最大值3,因此有⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ=4+4a >0,-4a -44a =3,解得a =-14.7.若log a 34<1(a >0且a ≠1),则实数a 的取值范围是____________________.答案 ⎝⎛⎭⎫0,34∪(1,+∞) 解析 当0<a <1时,log a 34<log a a =1,∴0<a <34;当a >1时,log a 34<log a a =1,∴a >1.∴实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫0,34∪(1,+∞).题型一 对数的运算1.设2a =5b =m ,且1a +1b =2,则m =________.答案10解析 由已知,得a =log 2m ,b =log 5m , 则1a +1b =1log 2m +1log 5m =log m 2+log m 5=log m 10=2. 解得m =10.2.计算:⎝⎛⎭⎫lg 14-lg 25÷12100-=________.答案 -20解析 原式=(lg 2-2-lg 52)×12100=lg ⎝⎛⎭⎫122×52×10=lg 10-2×10=-2×10=-20.3.计算:(1-log 63)2+log 62·log 618log 64=________.答案 1 解析 原式=1-2log 63+(log 63)2+log 663·log 6(6×3)log 64=1-2log 63+(log 63)2+1-(log 63)2log 64=2(1-log 63)2log 62=log 66-log 63log 62=log 62log 62=1.思维升华 对数运算的一般思路(1)拆:首先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后利用对数运算性质化简合并.(2)合:将对数式化为同底数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算性质,转化为同底对数真数的积、商、幂的运算. 题型二 对数函数的图象及应用典例 (1)如图,已知过原点O 的直线与函数y =log 8x 的图象交于A ,B 两点,分别过点A ,B 作y 轴的平行线与函数y =log 2x 的图象交于C ,D 两点.①求证:O ,C ,D 三点共线; ②当BC ∥x 轴时,求A 点的坐标.①证明 因为A ,B 在函数y =log 8x 的图象上, 所以设它们的坐标分别为(x 1,log 8x 1),(x 2,log 8x 2),又AC ∥y 轴,BD ∥y 轴,且点C ,D 在函数y =log 2x 的图象上,从而C ,D 的坐标分别为(x 1,log 2x 1),(x 2,log 2x 2).由O ,A ,B 三点共线,知k OA =k OB ,即log 8x 1x 1=log 8x 2x 2, 即13log 2x 1x 1=13log 2x 2x 2,即log 2x 1x 1=log 2x 2x 2,所以k OC =k OD ,从而O ,C ,D 三点共线.②解 由BC ∥x 轴,知y B =y C ,即log 8x 2=log 2x 1,于是log 8x 2=log 8x 31,得x 2=x 31,代入log 2x 1x 1=log 2x 2x 2,得log 2x 1x 1=log 2x 31x 31,log 2x 1x 1=3log 2x 1x 31.因为x 1≠1,所以x 21=3,得x 1=3,从而点A 的坐标为⎝⎛⎭⎫3,16log 23. (2)当0<x ≤12时,4x <log a x ,则a 的取值范围是________.答案 ⎝⎛⎭⎫22,1解析 由题意得,当0<a <1时,要使得4x <log a x ⎝⎛⎭⎫0<x ≤12,即当0<x ≤12时,函数y =4x 的图象在函数y =log a x 图象的下方.又当x =12时,124=2,即函数y =4x 的图象过点⎝⎛⎭⎫12,2.把点⎝⎛⎭⎫12,2代入到y =log a x 中,得a =22.若函数y =4x 的图象在函数y =log a x 图象的下方,则需22<a <1(如图所示).当a >1时,不符合题意,舍去. 所以实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫22,1.引申探究若本例(2)变为方程4x =log a x 在⎝⎛⎦⎤0,12上有解,则实数a 的取值范围为__________. 答案 ⎝⎛⎦⎤0,22解析 若方程4x =log a x 在⎝⎛⎦⎤0,12上有解,则函数y =4x 和函数y =log a x 在⎝⎛⎦⎤0,12上有交点, 由图象知⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,log a 12≤2,解得0<a ≤22. 思维升华 (1)对一些可通过平移、对称变换作出其图象的对数型函数,在求解其单调性(单调区间)、值域(最值)、零点时,常利用数形结合思想求解.(2)一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解.跟踪训练 (1)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|lg|x ||,x ≠0,0,x =0,若c <0,则关于x 的方程f 2(x )+bf (x )+c =0的互异实根的个数是________. 答案 4解析 偶函数f (x )的图象如图所示.因为c <0,所以关于f (x )的方程f 2(x )+bf (x )+c =0两根异号,由图知关于x 的原方程有4个互异实根.(2)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,3x ,x ≤0,且关于x 的方程f (x )+x -a =0有且只有一个实根,则实数a 的取值范围是________. 答案 (1,+∞)解析 如图,在同一坐标系中分别作出y =f (x )与y =-x +a 的图象,其中a 表示直线在y 轴上的截距.由图可知,当a >1时,直线y =-x +a 与y =log 2x 只有一个交点.题型三 对数函数的性质及应用命题点1 对数函数的单调性典例 (1)已知函数f (x )=log a (ax 2-x +1),其中a >0且a ≠1. ①当a =12时,求函数f (x )的值域;②当f (x )在区间⎣⎡⎦⎤14,32上为增函数时,求a 的取值范围. 解 ①令u (x )=ax 2-x +1,当a =12时,u (x )=12x 2-x +1=12(x -1)2+12.因为u (x )的值域为⎣⎡⎭⎫12,+∞, 即u (x )≥12,所以log 12u (x )≤1,即函数f (x )的值域为(-∞,1].②当a >1时,因为y =log a u (x )是关于u (x )的增函数,所以f (x )在区间⎣⎡⎦⎤14,32上为增函数的充要条件是u (x )在⎣⎡⎦⎤14,32上单调递增且恒正, 从而⎩⎨⎧12a ≤14,u ⎝⎛⎭⎫14=116a -14+1>0,解得a ≥2;当0<a <1时,因为y =log a u (x )是关于u (x )的减函数,所以f (x )在区间⎣⎡⎦⎤14,32上为增函数的充要条件是u (x )在⎣⎡⎦⎤14,32上单调递减且恒正, 从而⎩⎨⎧12a ≥32,u ⎝⎛⎭⎫32=94a -32+1>0,解得29<a ≤13.综上所述,a 的取值范围是⎝⎛⎦⎤29,13∪[2,+∞).(2)若函数f (x )=log 2(x 2-ax -3a )在区间(-∞,-2]上是减函数,则实数a 的取值范围是________. 答案 [-4,4)解析 由题意得x 2-ax -3a >0在区间(-∞,-2]上恒成立且函数y =x 2-ax -3a 在(-∞,-2]上单调递减,则a2≥-2且(-2)2-(-2)a -3a >0,解得实数a 的取值范围是[-4,4).命题点2 和对数函数有关的复合函数 典例 已知函数f (x )=log a (3-ax )(a >0且a ≠1).(1)当x ∈[0,2]时,函数f (x )恒有意义,求实数a 的取值范围;(2)是否存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a 的值;如果不存在,请说明理由. 解 (1)∵a >0且a ≠1,设t (x )=3-ax , 则t (x )=3-ax 为减函数,当x ∈[0,2]时,t (x )的最小值为3-2a , 当x ∈[0,2]时,f (x )恒有意义, 即当x ∈[0,2]时,3-ax >0恒成立. ∴a <32.又a >0且a ≠1,∴a 的取值范围为(0,1)∪⎝⎛⎭⎫1,32. (2)假设存在这样的实数a ,t (x )=3-ax , ∵a >0,∴函数t (x )为减函数.∵f (x )在区间[1,2]上为减函数,∴y =log a t 为增函数,∴a >1.当x ∈[1,2]时,t (x )的最小值为3-2a ,f (x )的最大值为f (1)=log a (3-a ),∴⎩⎪⎨⎪⎧3-2a >0,log a (3-a )=1,即⎩⎨⎧a <32,a =32.故不存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1. 思维升华 (1)利用对数函数单调性时要注意真数必须为正,明确底数对单调性的影响. (2)解决与对数函数有关的复合函数问题,首先要确定函数的定义域,根据“同增异减”原则判断函数的单调性,利用函数的最值解决恒成立问题. 跟踪训练 (1)(2018届无锡一中质检)已知函数f (x )=log a1-xb +x(0<a <1)为奇函数,当x ∈(-1,a ]时,函数f (x )的值域是(-∞,1],则实数a +b 的值为________. 答案2解析 函数f (x )是奇函数,则其定义域关于原点对称,故由1-xb +x >0,解得-b <x <1(b >0),∴b=1.∴f (x )=log a 1-x1+x(0<a <1).又g (x )=1-x x +1=-1+2x +1在(-1,a ]上单调递减,又0<a <1,∴f (x )在(-1,a ]上单调递增. 又∵函数f (x )的值域是(-∞,1],故f (a )=1, 则g (a )=a ,即a 2+a =1-a ,解得a =2-1(舍负), ∴a +b = 2.(2)已知函数f (x )=log a (8-ax )(a >0,且a ≠1),若f (x )>1在区间[1,2]上恒成立,则实数a 的取值范围是__________. 答案 ⎝⎛⎭⎫1,83 解析 当a >1时,f (x )=log a (8-ax )在[1,2]上是减函数,由f (x )>1在区间[1,2]上恒成立, 则f (x )min =log a (8-2a )>1,且8-2a >0, 解得1<a <83.当0<a <1时,f (x )在[1,2]上是增函数, 由f (x )>1在区间[1,2]上恒成立, 知f (x )min =log a (8-a )>1,且8-2a >0. ∴a >4,且a <4,故不存在.综上可知,实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫1,83.比较指数式、对数式的大小考点分析 比较大小问题是每年高考的必考内容之一.(1)比较指数式和对数式的大小,可以利用函数的单调性,引入中间量;有时也可用数形结合的方法.(2)解题时要根据实际情况来构造相应的函数,利用函数单调性进行比较,如果指数相同,而底数不同则构造幂函数,若底数相同而指数不同则构造指数函数,若引入中间量,一般选0或1.典例 (1)设a =log 3π,b =log 23,c =log 32,则a ,b ,c 的大小关系是________. 答案 a >b >c解析 因为a =log 3π>log 33=1,b =log 23<log 22=1,所以a >b ,又b c =12log 2312log 32=(log 23)2>1,c >0,所以b >c ,故a >b >c .(2)设a =60.4,b =log 0.40.5,c =log 80.4,则a ,b ,c 的大小关系是________. 答案 c <b <a解析 ∵a =60.4>1,b =log 0.40.5∈(0,1), c =log 80.4<0,∴a >b >c .(3)若实数a ,b ,c 满足log a 2<log b 2<log c 2,则下列关系中不可能成立的是________.(填序号)①a <b <c ;②b <a <c ;③c <b <a ;④a <c <b . 答案 ①解析 由log a 2<log b 2<log c 2的大小关系,可知a ,b ,c 有如下可能:1<c <b <a ;0<a <1<c <b ;0<b <a <1<c ;0<c <b <a <1.对照选项可知①中关系不可能成立.(4)已知函数y =f (x +2)的图象关于直线x =-2对称,且当x ∈(0,+∞)时,f (x )=|log 2x |,若a =f (-3),b =f ⎝⎛⎭⎫14,c =f (2),则a ,b ,c 的大小关系是________. 答案 b >a >c解析 易知y =f (x )是偶函数.当x ∈(0,+∞)时,f (x )=f ⎝⎛⎭⎫1x =|log 2x |,且当x ∈[1,+∞)时,f (x )=log 2x 单调递增,又a =f (-3)=f (3),b =f ⎝⎛⎭⎫14=f (4),所以b >a >c.1.设a =log 37,b =21.1,c =0.83.1,则a ,b ,c 的大小关系是________. 答案 c <a <b解析 ∵a =log 37,∴1<a <2. ∵b =21.1,∴b >2. ∵c =0.83.1,∴0<c <1. 即c <a <b .2.函数f (x )=ln x +1-x 的定义域为________.答案 (0,1]解析 由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧x >0,1-x ≥0,解得0<x ≤1,故所求函数的定义域为(0,1].3.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,3-x +1,x ≤0,则f (f (1))+f ⎝⎛⎭⎫log 312的值是________. 答案 5解析 由题意可知f (1)=log 21=0, f (f (1))=f (0)=30+1=2,f ⎝⎛⎭⎫log 312=31log 23-+1=3log 23+1=2+1=3,所以f (f (1))+f ⎝⎛⎭⎫log 312=5. 4.(2018届淮安中学模拟)不等式log 2(2x -1)<log 2(-x +5)的解集为________. 答案 ⎝⎛⎭⎫12,2解析 由log 2(2x -1)<log 2(-x +5),得⎩⎪⎨⎪⎧2x -1>0,-x +5>0,2x -1<-x +5,解得⎩⎪⎨⎪⎧x >12,x <5,x <2,即12<x <2, 故所求不等式的解集为⎝⎛⎭⎫12,2. 5.已知函数f (x )=ln e x e -x,若f ⎝⎛⎭⎫e 2 013+f ⎝⎛⎭⎫2e 2 013+…+f ⎝⎛⎭⎫2 012e 2 013=503(a +b ),则a 2+b 2的最小值为________. 答案 8解析 ∵f (x )+f (e -x )=2,∴f ⎝⎛⎭⎫e 2 013+f ⎝⎛⎭⎫2e 2 013+…+f ⎝⎛⎭⎫2 012e 2 013=2 012, ∴503(a +b )=2 012,∴a +b =4. ∴a 2+b 2≥(a +b )22=8,当且仅当a =b =2时取等号.6.若函数f (x )=log a ⎝⎛⎭⎫x 2+32x (a >0,a ≠1)在区间⎝⎛⎭⎫12,+∞内恒有f (x )>0,则f (x )的单调递增区间为________. 答案 (0,+∞)解析 令M =x 2+32x ,当x ∈⎝⎛⎭⎫12,+∞时,M ∈(1,+∞),f (x )>0,所以a >1,所以函数y =log a M 为增函数,又M =⎝⎛⎭⎫x +342-916, 因此M 的单调递增区间为⎝⎛⎭⎫-34,+∞. 又x 2+32x >0,所以x >0或x <-32,所以函数f (x )的单调递增区间为(0,+∞).7.函数f (x )=log 5(2x +1)的单调递增区间是__________. 答案 ⎝⎛⎭⎫-12,+∞ 解析 函数f (x )的定义域为⎝⎛⎭⎫-12,+∞, 令t =2x +1(t >0).因为y =log 5t 在(0,+∞)上为增函数, t =2x +1在⎝⎛⎭⎫-12,+∞上为增函数, 所以函数y =log 5(2x +1)的单调递增区间是⎝⎛⎭⎫-12,+∞.8.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧21-x,x ≤1,1-log 2x ,x >1,则满足f (x )≤2的x 的取值范围是__________.答案 [0,+∞)解析 当x ≤1时,由21-x ≤2,解得x ≥0,所以0≤x ≤1;当x >1时,由1-log 2x ≤2,解得x ≥12,所以x >1.综上可知x ≥0.9.设实数a ,b 是关于x 的方程|lg x |=c 的两个不同实数根,且a <b <10,则abc 的取值范围是________. 答案 (0,1)解析 由题意知,在(0,10)上,函数y =|lg x |的图象和直线y =c 有两个不同交点,∴ab =1,0<c <lg 10=1,∴abc 的取值范围是(0,1).10.已知a >b >1.若log a b +log b a =52,a b =b a ,则a =________,b =________.答案 4 2解析 令log a b =t ,∵a >b >1,∴0<t <1,由log a b +log b a =52,得t +1t =52,解得t =12或t =2(舍去),即log a b =12,∴b =a ,又a b =b a ,∴(a )a,即2a a ,即a =a2,解得a=4,∴b =2.11.已知函数f (x )=log a (2x -a )在区间⎣⎡⎦⎤12,23上恒有f (x )>0,则实数a 的取值范围是________. 答案 ⎝⎛⎭⎫13,1解析 当0<a <1时,函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤12,23上是减函数,所以log a ⎝⎛⎭⎫43-a >0,即0<43-a <1, 又2×12-a >0,所以13<a <43,且a <1,故13<a <1;当a >1时,函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤12,23上是增函数, 所以log a (1-a )>0,即1-a >1,且2×12-a >0,解得a <0,且a <1,此时无解. 综上所述,实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫13,1.12.已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,f (0)=0,当x >0时,f (x )=log 12x .(1)求函数f (x )的解析式; (2)解不等式f (x 2-1)>-2. 解 (1)当x <0时,-x >0, 则f (-x )=12log ()x -.因为函数f (x )是偶函数,所以f (-x )=f (x ). 所以当x <0时,f (x )=12log ()x -,所以函数f (x )的解析式为f (x )=⎩⎨⎧12log x ,x >0,0,x =0,12log ()x -,x <0.(2)因为f (4)=12log 4=-2,f (x )是偶函数,所以不等式f (x 2-1)>-2可化为f (|x 2-1|)>f (4).又因为函数f (x )在(0,+∞)上是减函数, 所以0<|x 2-1|<4,解得-5<x <5且x ≠±1, 而当x 2-1=0时,f (0)=0>-2成立, 所以不等式的解集为(-5,5).13.已知a ,b >0且a ≠1,b ≠1,若log a b >1,则下列结论正确的是________.(填序号) ①(a -1)(b -1)<0; ②(a -1)(a -b )>0; ③(b -1)(b -a )<0; ④(b -1)(b -a )>0. 答案 ④解析 由a ,b >0且a ≠1,b ≠1,及log a b >1=log a a 可得,当a >1时,b >a >1,当0<a <1时,0<b <a <1, 代入验证只有④满足题意.14.已知函数f (x )=ln(x 2+1),g (x )=⎝⎛⎭⎫12x -m ,若对∀x 1∈[0,3],∃x 2∈[1,2],使得f (x 1)≥g (x 2),则实数m 的取值范围是________. 答案 ⎣⎡⎭⎫14,+∞解析 当x ∈[0,3]时,f (x )min =f (0)=0,当x ∈[1,2]时,g (x )min =g (2)=14-m ,由题意可知原条件等价于f (x )min ≥g (x )min , 即0≥14-m ,所以m ≥14.15.关于函数f (x )=lg x 2+1|x |(x ≠0,x ∈R )有下列命题:①函数y =f (x )的图象关于y 轴对称;②在区间(-∞,0)上,函数y =f (x )是减函数; ③函数f (x )的最小值为lg 2;④在区间(1,+∞)上,函数f (x )是增函数. 其中是真命题的序号为________. 答案 ①③④解析 ∵函数f (x )=lg x 2+1|x |(x ≠0,x ∈R ),显然f (-x )=f (x ),即函数f (x )为偶函数,图象关于y 轴对称,故①正确;当x >0时,f (x )=lg x 2+1|x |=lg x 2+1x =lg ⎝⎛⎭⎫x +1x ,令t (x )=x +1x ,x >0,则t ′(x )=1-1x 2,可知当x ∈(0,1)时,t ′(x )<0,t (x )单调递减,当x ∈(1,+∞)时,t ′(x )>0,t (x )单调递增,即f (x )在x =1处取得最小值lg 2.由偶函数的图象关于y 轴对称及复合函数的单调性可知②错误,③正确,④正确,故答案为①③④. 16.已知函数f (x )=lnx +1x -1. (1)求函数f (x )的定义域,并判断函数f (x )的奇偶性; (2)对于x ∈[2,6],f (x )=lnx +1x -1>ln m(x -1)(7-x )恒成立,求实数m 的取值范围. 解 (1)由x +1x -1>0,解得x <-1或x >1,∴函数f (x )的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞), 当x ∈(-∞,-1)∪(1,+∞)时, f (-x )=ln -x +1-x -1=ln x -1x +1=ln ⎝⎛⎭⎪⎫x +1x -1-1=-ln x +1x -1=-f (x ), ∴f (x )=lnx +1x -1是奇函数. (2)当x ∈[2,6]时,f (x )=lnx +1x -1>ln m (x -1)(7-x )恒成立,∴x +1x -1>m(x -1)(7-x )>0, ∵x ∈[2,6],∴0<m <(x +1)(7-x )在[2,6]上恒成立. 令g (x )=(x +1)(7-x )=-(x -3)2+16,x ∈[2,6],由二次函数的性质可知,当x ∈[2,3]时,函数g (x )单调递增,x ∈[3,6]时函数g (x )单调递减, ∴当x ∈[2,6]时,g (x )min =g (6)=7, ∴0<m <7.。
专题2.6 指数与指数函数班级__________ 姓名_____________ 学号___________ 得分__________(满分100分,测试时间50分钟)一、填空题:请把答案直接填写在答题卡相应的位置........上(共10题,每小题6分,共计60分). 1.化简4a 23·b -13÷⎝ ⎛⎭⎪⎫-23a -13b 23的结果为________. 【答案】-6a b【解析】原式=4÷⎝ ⎛⎭⎪⎫-23a 23-⎝ ⎛⎭⎪⎫-13b -13-23=-6ab -1=-6a b. 2.函数y =a x +2-1(a >0且a ≠1)的图象恒过的点是________.【答案】(-2,0)3.已知实数a ,b 满足等式2 016a =2 017b,下列五个关系式:①0<b <a ;②a <b <0;③0<a <b ;④b <a <0;⑤a =b .其中不可能成立的关系式有________个.【答案】2【解析】设2 016a =2 017b =t ,如图所示,由函数图象,可得若t >1,则有a >b >0;若t =1,则有a =b =0;若0<t <1,则有a <b <0.故①②⑤可能成立,而③④不可能成立.4.若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ a x , x >1,-3a x +1,x ≤1是R 上的减函数,则实数a 的取值范围是________.【答案】⎝ ⎛⎦⎥⎤23,34 【解析】依题意,a 应满足⎩⎪⎨⎪⎧ 0<a <1,2-3a <0,-3a+1≥a 1,解得23<a ≤34. 5.函数y =8-23-x (x ≥0)的值域是________. 【答案】[0,8)【解析】因为x ≥0,所以3-x ≤3,所以0<23-x ≤23=8,所以0≤8-23-x <8, 所以函数y =8-23-x 的值域为[0,8).6.指数函数y =f (x )的图象经过点(m,3),则f (0)+f (-m )=________.【答案】43【解析】设f (x )=a x (a >0且a ≠1),所以f (0)=a 0=1.且f (m )=a m=3.所以f (0)+f (-m )=1+a -m =1+1a m =43. 7.已知函数f (x )=a -x (a >0,且a ≠1),且f (-2) >f (-3),则a 的取值范围是________.【答案】(0,1)8.当x ∈(-∞,-1]时,不等式(m 2-m )·4x -2x<0恒成立,则实数m 的取值范围是________.【答案】(-1,2) 【解析】原不等式变形为m 2-m <⎝ ⎛⎭⎪⎫12x , 因为函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 在(-∞,-1]上是减函数, 所以⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ≥⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=2, 当x ∈(-∞,-1]时,m 2-m <⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 恒成立等价于m 2-m <2,解得-1<m <2. 9. (log 2125+log 425+log 85)·(log 1258+log 254+log 52)= .【答案】13【解析】原式=(3log 25+log 25+13log 25)(log 52+log 52+log 52)=133log 25·3log 52=13.10. (log 32+log 92)·(log 43+log 83)= .【答案】54. 【解析】原式=⎝⎛⎭⎪⎫lg2lg3+lg2lg9·⎝ ⎛⎭⎪⎫lg3lg4+lg3lg8 =⎝ ⎛⎭⎪⎫lg2lg3+lg22lg3·⎝ ⎛⎭⎪⎫lg32lg2+lg33lg2 =3lg22lg3·5lg36lg2=54.二、解答题:解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内.....。
专题2.8 函数与方程班级__________ 姓名_____________ 学号___________ 得分__________(满分100分,测试时间50分钟)一、填空题:请把答案直接填写在答题卡相应的位置........上(共10题,每小题6分,共计60分). 1.若函数f (x )=ax +1在区间(-1,1)上存在一个零点,则实数a 的取值范围是________. 【答案】(-∞,-1)∪(1,+∞)【解析】由题意知,f (-1)·f (1)<0,即(1-a )(1+a )<0,解得a <-1或a >1.2.设f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (x )=2x+m2x ,设g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f x ,x >1,f -x ,x ≤1,若函数y =g (x )-t有且只有一个零点,则实数t 的取值范围是________.【答案】⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,323.已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且对于任意的x ∈[0,+∞),满足f (x +2)=f (x ).若当x ∈[0,2)时,f (x )=|x 2-x -1|,则函数y =f (x )-1在区间[-2,4]上的零点个数为________. 【答案】7【解析】作出函数f (x )的图象(如图),则它与直线y =1在[-2,4]上的交点的个数,即为函数y =f (x )-1在[-2,4]的零点的个数,由图象观察知共有7个交点,从而函数y =f (x )-1在[-2,4]上的零点有7个.4.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x+a ,x ≤0,3x -1,x >0(a ∈R),若函数f (x )在R 上有两个零点,则a 的取值范围是________.【答案】[-1,0)【解析】当x >0时,f (x )=3x -1有一个零点x =13,所以只需要当x ≤0时,e x +a =0有一个根即可,即ex=-a .当x ≤0时,e x∈(0,1],所以-a ∈(0,1],即a ∈[-1,0).5.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x ,x >0, 12-⎪⎪⎪⎪⎪⎪12+x ,x ≤0,若关于x 的方程f (x )=kx -k 至少有两个不相等的实数根,则实数k 的取值范围为________.【答案】⎣⎢⎡⎭⎪⎫-13,1∪(1,+∞)6.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x 2+2x -1|,x ≤0,2x -1+a ,x >0,有两个不同的零点,则实数a 的取值范围为________.【答案】⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-12【解析】由于当x ≤0,f (x )=|x 2+2x -1|时图象与x 轴只有1个交点,即只有1个零点,故由题意只需方程2x -1+a =0有1个正根即可,变形为2x=-2a ,结合图形只需-2a >1,解得a <-12.7.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x +,x >0,-x 2-2x ,x ≤0,若函数g (x )=f (x )-m 有3个零点,则实数m 的取值范围是__________. 【答案】(0,1)8.方程2x+3x =k 的解在[1,2)内,则k 的取值范围为______. 【答案】[5,10)【解析】令函数f (x )=2x+3x -k , 则f (x )在R 上是增函数.当方程2x+3x =k 的解在(1,2)内时,f (1)·f (2)<0, 即(5-k )(10-k )<0, 解得5<k <10. 当f (1)=0时,k =5.9. [x ]表示不超过x 的最大整数,例如[2.9]=2,[-4.1]=-5,已知f (x )=x -[x ](x ∈R ),g (x )=log 4 (x -1),则函数h (x )=f (x )-g (x )的零点个数是 . 【答案】2【解析】作出函数f (x )与g (x )的图像如图所示,发现有两个不同的交点,故选B.10. 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 3,x ≤a ,x 2,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________.【答案】 (-∞,0)∪(1,+∞)【解析】 函数g (x )有两个零点,即方程f (x )-b =0有两个不等实根,则函数y =f (x )和y =b 的图象有两个公共点.①若a <0,则当x ≤a 时,f (x )=x 3,函数单调递增;当x >a 时,f (x )=x 2,函数先单调递减后单调递增,f (x )的图象如图(1)实线部分所示,其与直线y =b 可能有两个公共点.②若0≤a ≤1,则a 3≤a 2,函数f (x )在R 上单调递增,f (x )的图象如图(2)实线部分所示,其与直线y =b 至二、解答题:解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内.....。
§2.2 函数的单调性与最值考情考向分析 以基本初等函数为载体,考查函数的单调性、单调区间及函数最值的确定与应用;强化对函数与方程思想、转化与化归思想、分类讨论思想的考查,题型既有填空题,又有解答题.1.函数的单调性 (1)单调函数的定义(2)单调区间的定义如果函数y =f (x )在区间D 上是增函数或减函数,那么就说函数y =f (x )在这一区间具有(严格的)单调性,区间D 叫做y =f (x )的单调区间. 2.函数的最值知识拓展函数单调性的常用结论(1)对∀x 1,x 2∈D (x 1≠x 2),f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0⇔f (x )在D 上是增函数,f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0⇔f (x )在D 上是减函数.(2)对勾函数y =x +ax (a >0)的增区间为(-∞,-a ]和[a ,+∞),减区间为[-a ,0)和(0,a ].(3)在区间D 上,两个增函数的和仍是增函数,两个减函数的和仍是减函数. (4)函数f (g (x ))的单调性与函数y =f (u )和u =g (x )的单调性的关系是“同增异减”.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若定义在R 上的函数f (x ),有f (-1)<f (3),则函数f (x )在R 上为增函数.( × ) (2)函数y =f (x )在[1,+∞)上是增函数,则函数的单调递增区间是[1,+∞).( × ) (3)函数y =1x 的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).( × )(4)闭区间上的单调函数,其最值一定在区间端点取到.( √ ) 题组二 教材改编2.[P40练习T1]函数f (x )=x 2-2x 的单调递增区间是________. 答案 [1,+∞)(或(1,+∞))3.[P40练习T5]函数y =2x -1在[2,3]上的最大值是________.答案 24.[P40练习T3]若函数f (x )=x 2-2mx +1在[2,+∞)上是增函数,则实数m 的取值范围是________. 答案 (-∞,2]解析 由题意知,[2,+∞)⊆[m ,+∞),∴m ≤2. 题组三 易错自纠5.函数y =log 12(x 2-4)的单调递减区间为________.答案 (2,+∞)6.若函数f (x )=|2x +a |的单调增区间是[3,+∞),则a 的值为________. 答案 -6解析 由图象易知函数f (x )=|2x +a |的单调增区间是⎣⎡⎭⎫-a 2,+∞,令-a2=3,得a =-6.7.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x ,x ≥1,-x 2+2,x <1的最大值为________.答案 2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.题型一 确定函数的单调性(区间)命题点1 给出具体解析式的函数的单调性典例 (1)(2017·全国Ⅱ改编)函数f (x )=ln(x 2-2x -8)的单调递增区间是________. 答案 (4,+∞)解析 由x 2-2x -8>0,得x >4或x <-2. 设t =x 2-2x -8,则y =ln t 为增函数.要求函数f (x )的单调递增区间,即求函数t =x 2-2x -8的单调递增区间. ∵函数t =x 2-2x -8的单调递增区间为(4,+∞), ∴函数f (x )的单调递增区间为(4,+∞).(2)函数y =-x 2+2|x |+3的单调递减区间是__________________. 答案 [-1,0],[1,+∞)解析 由题意知,当x ≥0时,y =-x 2+2x +3=-(x -1)2+4;当x <0时,y =-x 2-2x +3=-(x +1)2+4,二次函数的图象如图所示.由图象可知,函数y =-x 2+2|x |+3的单调递减区间是[-1,0],[1,+∞). 命题点2 解析式含参数的函数的单调性典例 判断并证明函数f (x )=ax 2+1x (其中1<a <3)在[1,2]上的单调性.解 函数f (x )=ax 2+1x(1<a <3)在[1,2]上单调递增.证明:设1≤x 1<x 2≤2,则 f (x 2)-f (x 1)=ax 22+1x 2-ax 21-1x 1 =(x 2-x 1)⎣⎡⎦⎤a (x 1+x 2)-1x 1x 2, 由1≤x 1<x 2≤2,得x 2-x 1>0,2<x 1+x 2<4, 1<x 1x 2<4,-1<-1x 1x 2<-14.又因为1<a <3, 所以2<a (x 1+x 2)<12, 得a (x 1+x 2)-1x 1x 2>0,从而f (x 2)-f (x 1)>0,即f (x 2)>f (x 1), 故当a ∈(1,3)时,f (x )在[1,2]上单调递增. 引申探究如何用导数法求解本例?解 因为f ′(x )=2ax -1x 2=2ax 3-1x 2,因为1≤x ≤2,所以1≤x 3≤8, 又1<a <3, 所以2ax 3-1>0, 所以f ′(x )>0,所以函数f (x )=ax 2+1x (其中1<a <3)在[1,2]上是增函数.思维升华 确定函数单调性的方法(1)定义法和导数法,证明函数单调性只能用定义法和导数法. (2)复合函数法,复合函数单调性的规律是“同增异减”. (3)图象法,图象不连续的单调区间不能用“∪”连接. 跟踪训练 (1)函数y =⎝⎛⎭⎫132231x x -+的单调递增区间为________. 答案 ⎝⎛⎦⎤-∞,34 解析 易知函数y =⎝⎛⎭⎫13t 为减函数,t =2x 2-3x +1的单调递减区间为⎝⎛⎦⎤-∞,34. ∴函数y =⎝⎛⎭⎫132231x x -+的单调递增区间是⎝⎛⎦⎤-∞,34. (2)函数f (x )=|x -2|x 的单调递减区间是________. 答案 [1,2]解析 由题意得,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x ,x ≥2,-x 2+2x ,x <2,当x ≥2时,[2,+∞)是函数f (x )的单调递增区间; 当x <2时,(-∞,1]是函数f (x )的单调递增区间, [1,2]是函数f (x )的单调递减区间. 题型二 函数的最值1.函数f (x )=⎝⎛⎭⎫13x-log 2(x +2)在区间[-1,1]上的最大值为________. 答案 3解析 由于y =⎝⎛⎭⎫13x 在R 上单调递减,y =log 2(x +2)在[-1,1]上单调递增,所以f (x )在[-1,1]上单调递减,故f (x )在[-1,1]上的最大值为f (-1)=3.2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ≤1,x +6x -6,x >1,则f (x )的最小值是________.答案 26-6解析 当x ≤1时,f (x )min =0,当x >1时,f (x )min =26-6,当且仅当x =6时取到最小值,又26-6<0,所以f (x )min =26-6.3.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x ,x ≥1,-x 2+2,x <1的最大值为________.答案 2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.思维升华 求函数最值的五种常用方法及其思路(1)单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求最值.(2)图象法:先作出函数的图象,再观察其最高点、最低点,求出最值.(3)基本不等式法:先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后用基本不等式求出最值.(4)导数法:先求导,然后求出在给定区间上的极值,最后结合端点值,求出最值. (5)换元法:对比较复杂的函数可通过换元转化为熟悉的函数,再用相应的方法求最值.题型三 函数单调性的应用命题点1 比较大小典例 已知函数f (x )的图象向左平移1个单位长度后关于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________.(用“>”连接) 答案 b >a >c解析 根据已知可得函数f (x )的图象关于直线x =1对称,且f (x )在(1,+∞)上是减函数,因为a =f ⎝⎛⎭⎫-12=f ⎝⎛⎭⎫52,且2<52<3,所以b >a >c . 命题点2 解函数不等式典例 f (x )是定义在(0,+∞)上的单调增函数,满足f (xy )=f (x )+f (y ),f (3)=1,当f (x )+f (x -8)≤2时,x 的取值范围是________. 答案 (8,9]解析 2=1+1=f (3)+f (3)=f (9), 由f (x )+f (x -8)≤2,可得f (x (x -8))≤f (9), 因为f (x )是定义在(0,+∞)上的单调增函数, 所以有⎩⎪⎨⎪⎧x >0,x -8>0,x (x -8)≤9,解得8<x ≤9.命题点3 求参数范围典例 (1)函数y =x -5x -a -2在(-1,+∞)上单调递增,则a 的取值范围是________.(2)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(3a -1)x +4a ,x <1,log a x ,x ≥1是(-∞,+∞)上的减函数,则a 的取值范围是________.答案 (1)(-∞,-3] (2)⎣⎡⎭⎫17,13解析 (1)y =x -a -2+a -3x -a -2=1+a -3x -a -2,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a -3<0,a +2≤-1,得a ≤-3.∴a 的取值范围是a ≤-3.(2)由f (x )是减函数,得⎩⎪⎨⎪⎧3a -1<0,0<a <1.(3a -1)×1+4a ≥log a 1,∴17≤a <13, ∴a 的取值范围是⎣⎡⎭⎫17,13.思维升华 函数单调性应用问题的常见类型及解题策略(1)比较大小.比较函数值的大小,应将自变量转化到同一个单调区间内,然后利用函数的单调性解决.(2)解不等式.在求解与抽象函数有关的不等式时,往往是利用函数的单调性将“f ”符号脱掉,使其转化为具体的不等式求解.此时应特别注意函数的定义域. (3)利用单调性求参数.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; ③分段函数的单调性,除注意各段的单调性外,还要注意衔接点的取值.跟踪训练 (1)已知函数f (x )=x |2x -a |(a >0)在区间[2,4]上单调递减,则实数a 的值是________. 答案 8解析 f (x )=x |2x -a |=⎩⎨⎧x (2x -a ),x >a2,-x (2x -a ),x ≤a2(a >0),作出函数图象(图略)可得该函数的单调递减区间是⎣⎡⎦⎤a 4,a 2,所以⎩⎨⎧a4≤2,a2≥4,解得a =8.(2)定义在R 上的奇函数y =f (x )在(0,+∞)上单调递增,且f ⎝⎛⎫12=0,则不等式f (log 19x )>0的解集为________________. 答案 ⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫0<x <13或1<x <3 解析 由题意知,f ⎝⎛⎭⎫-12=-f ⎝⎛⎭⎫12=0, f (x )在(-∞,0)上也单调递增.∴19(log )f x >f ⎝⎛⎭⎫12或19(log )f x >f ⎝⎛⎭⎫-12,∴19log x >12或-12<19log x <0,解得0<x <13或1<x <3.∴原不等式的解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫0<x <13或1<x <3.1.(2017·江苏前黄高级中学月考)函数f (x )=232x x -的单调递增区间是________.答案 ⎝⎛⎦⎤-∞,32 解析 由于y =2u 在R 上单调递增,而u =3x -x 2在⎝⎛⎦⎤-∞,32上单调递增,在⎣⎡⎭⎫32,+∞上单调递减,故f (x )的单调递增区间是⎝⎛⎦⎤-∞,32. 2.函数f (x )=1x 2-x +1的最大值为________.答案 43解析 由于g (x )=x 2-x +1的最小值为34,故f (x )=1x 2-x +1的最大值为43.3.(2017·江苏宿迁中学质检)函数y =x 2x 2+1(x ∈R )的值域是________.答案 [0,1)解析 方法一 由y =x 2x 2+1=1-1x 2+1,又0<1x 2+1≤1,则-1≤-1x 2+1<0,所以0≤y <1,故函数的值域为[0,1).方法二 由y =x 2x 2+1,得x 2=y 1-y ,而x 2≥0,故y1-y≥0,得0≤y <1,函数的值域为[0,1). 4.已知函数y =log 2(ax -1)在(1,2)上是增函数,则实数a 的取值范围是________. 答案 [1,+∞)解析 要使y =log 2(ax -1)在(1,2)上是增函数,则a >0且a -1≥0,即a ≥1.5.(2017·天津改编)已知奇函数f (x )在R 上是增函数.若a =-f ⎝⎛⎭⎫log 215,b =f ()log 24.1,c =f (20.8),则a ,b ,c 的大小关系为________. 答案 c <b <a解析 ∵f (x )在R 上是奇函数, ∴a =-f ⎝⎛⎭⎫log 215=f ⎝⎛⎭⎫-log 215=f (log 25). 又f (x )在R 上是增函数,且log 25>log 24.1>log 24=2>20.8, ∴f (log 25)>f (log 24.1)>f (20.8),∴a >b >c .6.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(x -a )2,x ≤0,x +1x +a ,x >0.若f (0)是f (x )的最小值,则a 的取值范围为________.答案 [0,2]解析 ∵当x ≤0时,f (x )=(x -a )2,f (0)是f (x )的最小值,∴a ≥0.当x >0时,f (x )=x +1x +a ≥2+a ,当且仅当x =1时取“=”.要满足f (0)是f (x )的最小值,需2+a ≥f (0)=a 2,即a 2-a -2≤0,解得-1≤a ≤2,∴a 的取值范围是0≤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________. 答案 [3,+∞)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 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,+∞). 8.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x >0,0,x =0,-1,x <0,g (x )=x 2f (x -1),则函数g (x )的单调递减区间是________.答案 [0,1)解析 由题意知g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x >1,0,x =1,-x 2,x <1,函数g (x )的图象如图所示,其单调递减区间为[0,1).9.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+4x ,x ≤4,log 2x ,x >4.若函数y =f (x )在区间(a ,a +1)上单调递增,则实数a的取值范围是________. 答案 (-∞,1]∪[4,+∞) 解析 作函数f (x )的图象如图所示,由图象可知f (x )在(a ,a +1)上单调递增,需满足a ≥4或a +1≤2, 即a ≤1或a ≥4.10.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+12a -2,x ≤1,a x -a ,x >1,若f (x )在(0,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围为________. 答案 (1,2]解析 由题意,得12+12a -2≤0,则a ≤2,又y =a x -a (x >1)是增函数,故a >1, 所以a 的取值范围为1<a ≤2. 11.已知f (x )=xx -a(x ≠a ). (1)若a =-2,试证f (x )在(-∞,-2)上单调递增;(2)若a >0且f (x )在(1,+∞)上单调递减,求a 的取值范围. (1)证明 设x 1<x 2<-2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1+2-x 2x 2+2=2(x 1-x 2)(x 1+2)(x 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)上单调递增. (2)解 设1<x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1-a -x 2x 2-a=a (x 2-x 1)(x 1-a )(x 2-a ). 因为a >0,x 2-x 1>0,所以要使f (x 1)-f (x 2)>0,只需(x 1-a )(x 2-a )>0恒成立,所以a ≤1.综上所述,0<a ≤1.12.函数f (x )=4x 2-4ax +a 2-2a +2在区间[0,2]上有最小值3,求a 的值.解 f (x )=4⎝⎛⎭⎫x -a 22-2a +2, ①当a 2≤0,即a ≤0时,函数f (x )在[0,2]上是增函数. ∴f (x )min =f (0)=a 2-2a +2.由a 2-2a +2=3,得a =1±2.∵a ≤0,∴a =1-2;②当0<a 2<2,即0<a <4时, f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫a 2=-2a +2.由-2a +2=3,得a =-12∉(0,4),舍去; ③当a 2≥2,即a ≥4时,函数f (x )在[0,2]上是减函数, f (x )min =f (2)=a 2-10a +18.由a 2-10a +18=3,得a =5±10.∵a ≥4,∴a =5+10.综上所述,a =1-2或a =5+10.13.已知函数f (x )=x 2-2ax +a 在区间(-∞,1)上有最小值,则函数g (x )=f (x )x在区间(1,+∞)上一定是________函数.(填“增”“减”)答案 增解析 由题意知a <1,又函数g (x )=x +a x-2a 在(|a |,+∞)上为增函数,故g (x )在区间(1,+∞)上一定是增函数.14.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +3,x ≤0,-x 2-2x +3,x >0,不等式f (x +a )>f (2a -x )在[a ,a +1]上恒成立,则实数a 的取值范围是________.答案 (-∞,-2)解析 二次函数y 1=x 2-4x +3的对称轴是x =2,∴该函数在(-∞,0]上单调递减,∴x 2-4x +3≥3,同样可知函数y 2=-x 2-2x +3在(0,+∞)上单调递减, ∴-x 2-2x +3<3,∴f (x )在R 上单调递减,∴由f (x +a )>f (2a -x )得到x +a <2a -x ,即2x <a ,∴2x <a 在[a ,a +1]上恒成立,∴2(a +1)<a ,∴a <-2,∴实数a 的取值范围是(-∞,-2).15.函数f (x )的定义域为D ,若对于任意x 1,x 2∈D ,当x 1<x 2时,都有f (x 1)≤f (x 2),则称函数f (x )在D 上为非减函数,设函数f (x )在[0,1]上为非减函数,且满足以下三个条件:①f (0)=0;②f ⎝⎛⎭⎫x 3=12f (x );③f (1-x )=1-f (x ).则f ⎝⎛⎭⎫13+f ⎝⎛⎭⎫18=________. 答案 34解析 由①③,令x =0,可得f (1)=1.由②,令x =1,可得f ⎝⎛⎭⎫13=12f (1)=12. 令x =13,可得f ⎝⎛⎭⎫19=12f ⎝⎛⎭⎫13=14. 由③结合f ⎝⎛⎭⎫13=12,可知f ⎝⎛⎭⎫23=12, 令x =23,可得f ⎝⎛⎭⎫29=12f ⎝⎛⎭⎫23=14, 因为19<18<29且函数f (x )在[0,1]上为非减函数, 所以f ⎝⎛⎭⎫18=14,所以f ⎝⎛⎭⎫13+f ⎝⎛⎭⎫18=34.16.已知函数f (x )=lg ⎝⎛⎭⎫x +a x -2,其中a 是大于0的常数. (1)求函数f (x )的定义域;(2)当a ∈(1,4)时,求函数f (x )在[2,+∞)上的最小值;(3)若对任意x ∈[2,+∞)恒有f (x )>0,试确定a 的取值范围.解 (1)由x +a x -2>0,得x 2-2x +a x>0, 当a >1时,x 2-2x +a >0恒成立,定义域为(0,+∞);当a =1时,定义域为{x |x >0且x ≠1};当0<a <1时,定义域为{x |0<x <1-1-a 或x >1+1-a }.(2)设g (x )=x +a x-2, 当a ∈(1,4),x ∈[2,+∞)时,g ′(x )=1-a x 2=x 2-a x 2>0恒成立, 所以g (x )=x +a x-2在[2,+∞)上是增函数. 所以f (x )=lg ⎝⎛⎭⎫x +a x -2在[2,+∞)上是增函数. 所以f (x )=lg ⎝⎛⎭⎫x +a x -2在[2,+∞)上的最小值为f (2)=lg a 2. (3)对任意x ∈[2,+∞)恒有f (x )>0,即x +a x-2>1对x ∈[2,+∞)恒成立. 所以a >3x -x 2,令h (x )=3x -x 2,而h (x )=3x -x 2=-⎝⎛⎭⎫x -322+94在[2,+∞)上是减函数, 所以h (x )max =h (2)=2,所以a >2.。
专题2.8 函数与方程【考纲解读】【直击教材】1.函数f (x )=kx +1在[1,2]上有零点,则k 的取值范围是________.【答案】⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-12 2.函数f (x )=ln x +2x -6的零点个数是______.【答案】13.若函数f (x )=x 2-ax -b 的两个零点是2和3,则函数g (x )=bx 2-ax -1的零点是________.【答案】-12,-13【知识清单】1.函数零点所在区间的判定1.函数零点的定义对于函数y =f (x )(x ∈D ),把使f (x )=0成立的实数x 叫做函数y =f (x )(x ∈D )的零点.2.二分法对于在区间[a ,b ]上连续不断且f (a )·f (b )<0的函数y =f (x ),通过不断地把函数f (x )的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.2 判断函数零点个数函数零点个数的判断通常转化为两函数图像交点的个数,其步骤是:(1)令f (x )=0;(2)构造y 1=f 1(x ),y 2=f 2(x );(3)作出y 1,y 2图像;(4)由图像交点个数得出结论.3 函数零点的应用函数零点与函数交点关系【考点深度剖析】1.函数y =f (x )的零点即方程f (x )=0的实根,易误认为函数图像与x 轴的交点.2.由函数y =f (x )在闭区间[a ,b ]上有零点不一定能推出f (a )·f (b )<0,所以f (a )·f (b )<0是y =f (x )在闭区间[a ,b ]上有零点的充分不必要条件.【重点难点突破】考点1 函数零点所在区间的判定【1-1】函数f (x )=log 3x +x -2的零点所在的区间为_________.【答案】(1,2).【1-2】函数f (x )=2x -2x-a 的一个零点在区间(1,2)内,则实数a 的取值范围是_________. 【答案】(0,3)【解析】由条件可知f (1)f (2)<0,即(2-2-a )(4-1-a )<0,即a (a -3)<0,解得0<a <3.【思想方法】 函数零点个数的判断方法.(1)直接求零点:令f (x )=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点;(2)零点存在性定理:利用定理不仅要求函数在区间[a ,b ]上是连续不断的曲线,且f (a )·f (b )<0,还必须结合函数的图像与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点;(3)利用图像交点的个数:画出两个函数的图像,看其交点的个数,其中交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.【温馨提醒】函数y =f (x )的零点即方程f (x )=0的实根,不要误为函数上的点.考点2 判断函数零点个数【2-1】函数f (x )=2x|log 0.5x |-1的零点个数为______个.【答案】2【2-2】已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x +1,x ≤0,log 2x ,x >0,则函数y =f (f (x ))+1的零点个数是_____【答案】4【解析】由f (f (x ))+1=0可得f (f (x ))=-1,又由f (-2)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=-1. 可得f (x )=-2或f (x )=12. 若f (x )=-2,则x =-3或x =14; 若f (x )=12,则x =-12或x =2, 综上可得函数y =f (f (x ))+1有4个零点.【思想方法】(1)等价转化思想.(2)数形结合思想 【温馨提醒】正确作出函数图像,揭示零点性质考点3 函数零点的应用【3-1】若函数f (x )=x ln x -a 有两个零点,则实数a 的取值范围为________.【答案】⎝ ⎛⎭⎪⎫-1e ,0【3-2】已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -a ,x ≤0x 2-3ax +a ,x >0有三个不同的零点,则实数a 的取值范围是________. 【答案】⎝ ⎛⎦⎥⎤49,1 【解析】依题意,要使函数f (x )有三个不同的零点,则当x ≤0时,方程2x -a =0即2x =a 必有一个根,此时0<a ≤1;当x >0时,方程x 2-3ax +a =0有两个不等的实根,即方程x 2-3ax +a =0有两个不等的正实根,于是有⎩⎪⎨⎪⎧ Δ=9a 2-4a >0,3a >0,a >0,由此解得a >49.因此,满足题意的实数a 需满足⎩⎪⎨⎪⎧ 0<a ≤1,a >49,即49<a ≤1. 【思想方法】已知函数有零点(方程有根)求参数取值范围常用的方法(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围.(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决.(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图像,然后数形结合求解. 【温馨提醒】正确作出函数图像,揭示零点性质【易错试题常警惕】函数在区间上有零点求参数问题,一定要注意变量或参数的取值范围. 如:已知集合(){}2,20x y x mx y A =+-+=和(){},10,02x y x y x B =-+=≤≤,若 A B ≠∅,则实数m 的取值范围是 . 【分析】A B ≠∅,∴方程组212y x y x mx =+⎧⎨=++⎩,[]0,2x ∈,即函数 ()()211f x x m x =+-+在[]0,2有零点.()010f =>,当()20f ≤,即32m ≤-时,显然A B ≠∅成立.∴实数m 的取值范围是3,2⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦. 【易错点】忽略变量或参数的取值范围,导致条件不是等价变换.【练一练】函数f (x )=3ax +1-2a 在区间(-1,1)内存在一个零点,则a 的取值范围是________.【答案】(-∞,-1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫15,+∞。
专题2.7 对数与对数函数一、填空题 1.函数f (x )=12x2-1的定义域为________. 【答案】⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12∪(2,+∞) 【解析】由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x >0,2x 2>1,解得x >2或0<x <12.2.若函数y =f (x )是函数y =a x(a >0,且a ≠1)的反函数,且f (2)=1,则f (x )=________. 【答案】log 2x3. lg 52+2lg 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=________.【答案】-1【解析】lg 52+2lg 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=lg 5-lg 2+2lg 2-2=(lg 5+lg 2)-2=1-2=-1.4.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 4x ,x >0,2-x,x ≤0,则f (f (-4))+f ⎝⎛⎭⎪⎫log 216=________.【答案】8【解析】f (f (-4))=f (24)=log 416=2, 因为log 216<0,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫log 216=2-log 216=2log 26=6, 即f (f (-4))+f ⎝⎛⎭⎪⎫log 216=2+6=8.5.若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +6,x ≤2,3+log a x ,x >2(a >0,且a ≠1)的值域是[4,+∞),则实数a 的取值范围是________.【答案】(1,2]【解析】当x ≤2时,y =-x +6≥4. 因为f (x )的值域为[4,+∞),所以当a >1时,3+log a x >3+log a 2≥4,所以log a 2≥1,所以1<a ≤2;当0<a <1时,3+log a x <3+log a 2,不合题意.故a ∈(1,2].6.已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,当x >0时,f (x )=1-log 2x ,则不等式f (x )<0的解集是________. 【答案】(-2,0)∪(2,+∞)7.设f (x )=log ⎝⎛⎭⎪⎫21-x +a 是奇函数,则使f (x )<0的x 的取值范围是________.【答案】(-1,0)【解析】由f (x )是奇函数可得a =-1, ∴f (x )=lg 1+x1-x ,定义域为(-1,1).由f (x )<0,可得0<1+x1-x<1,∴-1<x <0.8若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +6,x ≤2,3+log a x ,x >2(a >0,且a ≠1)的值域是 [4,+∞),则实数a 的取值范围是________.【答案】 (1,2]【解析】当x ≤2时,f (x )≥4;又函数f (x )的值域为[4,+∞),所以⎩⎪⎨⎪⎧a >13+log a 2≥4,解1<a ≤2,所以实数a 的取值范围为(1,2]. 二、解答题9.设f (x )=log a (1+x )+log a (3-x )(a >0,a ≠1),且f (1)=2. (1)求a 的值及f (x )的定义域;(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32上的最大值.解 (1)∵f (1)=2, ∴log a 4=2(a >0,a ≠1),∴a =2.∴f (x )=log 2(1+x )+log 2(3-x ).10.已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且f (0)=0,当x >0时,f (x )=log 12x .(1)求函数f (x )的解析式; (2)解不等式f (x 2-1)>-2.解 (1)当x <0时,-x >0,则f (-x )=(-x ).因为函数f (x )是偶函数,所以f (-x )=f (x )=(-x ),所以函数f (x )的解析式为(2)因为f (4)=4=-2,f (x )是偶函数,所以不等式f (x 2-1)>-2转化为f (|x 2-1|)>f (4). 又因为函数f (x )在(0,+∞)上是减函数, 所以|x 2-1|<4,解得-5<x <5, 即不等式的解集为(-5,5).能力提升题组11.(2017·扬州质检)设f (x )=ln x,0<a <b ,若p =f (ab ),q =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 2,r =12(f (a )+f (b )),则p ,q ,r的大小关系为________. 【答案】p =r <q【解析】∵0<a <b ,∴a +b2>ab ,又∵f (x )=ln x 在(0,+∞)上为增函数, ∴f ⎝⎛⎭⎪⎫a +b 2>f (ab ),即q >p .又r =12(f (a )+f (b ))=12(ln a +ln b )=ln ab =p ,故p =r <q .12.如图所示,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________.【答案】{x |-1<x ≤1}【解析】令g (x )=y =log 2(x +1),作出函数g (x )的图象如图.由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,y =log 2x +,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}.13.已知a >b >1,若log a b +log b a =52,a b =b a,则a =________,b =________.【答案】4 214.设x ∈[2,8]时,函数f (x )=12log a (ax )·log a (a 2x )(a >0,且a ≠1)的最大值是1,最小值是-18,求a 的值.解 由题意知f (x )=12(log a x +1)(log a x +2)。
专题2.9 函数模型及其应用【考纲解读】【直击教材】1.已知某种动物繁殖量y (只)与时间x (年)的关系为y =a log 3(x +1),设这种动物第2年有100只,到第8年它们发展到________只. 答案:2002.用18 m 的材料围成一块矩形场地,中间有两道隔墙.若使矩形面积最大,则能围成的最大面积是________m 2.解析:设隔墙长为x m ,则面积S =x ·18-4x 2=-2x 2+9x =-2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -942+818.所以当x =94时,能围成的面积最大,为818 m 2.答案:818【知识清单】1.几种常见的函数模型2.三种函数模型性质比较【考点深度剖析】解答应用问题的程序概括为“四步八字”,即①审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择模型;②建模:把自然语言转化为数学语言,将文字语言转化为符号语言,利用数学知识,建立相应的数学模型;③求模:求解数学模型,得出数学结论;④还原:将数学结论还原为实际问题的意义.【重点难点突破】考点1 一次函数与二次函数模型【1-1】某电信公司推出两种手机收费方式:A种方式是月租20元,B种方式是月租0元.一个月的本地网内通话时间t(分钟)与电话费s(元)的函数关系如图所示,当通话150分钟时,这两种方式电话费相差_________元.【答案】10【1-2】将进货单价为80元的商品按90元出售时,能卖出400个.若该商品每个涨价1元,其销售量就减少20个,为了赚取最大的利润,售价应定为每个_________元. 【答案】95【解析】设售价定为(90+x )元,卖出商品后获得利润为:y =(90+x -80)(400-20x )=20(10+x )(20-x )=20(-x 2+10x +200)=-20(x 2-10x -200)=-20[(x -5)2-225],∴当x =5时,y 取得最大值,即售价应定为:90+5=95(元).【思想方法】(1)二次函数的最值一般利用配方法与函数的单调性解决,但一定要密切注意函数的定义域,否则极易出错;(2)确定一次函数模型时,一般是借助两个点来确定,常用待定系数法; (3)解决函数应用问题时,最后要还原到实际问题. 【温馨提醒】1.易忽视实际问题的自变量的取值范围,需合理确定函数的定义域.2.注意问题反馈.在解决函数模型后,必须验证这个数学结果对实际问题的合理性. 考点2 分段函数模型【2-1】提高过江大桥的车辆通行能力可改善整个城市的交通状况.在一般情况下,大桥上的车流速度v (单位:千米/小时)是车流密度x (单位:辆/千米)的函数.当桥上的车流密度达到200辆/千米时,造成堵塞,此时车流速度为0千米/小时;当车流密度不超过20辆/千米时,车流速度为60千米/小时.研究表明:当20≤x ≤200时,车流速度v 是车流密度x 的一次函数. (1)当0≤x ≤200时,求函数v (x )的表达式.(2)当车流密度x 为多大时,车流量(单位时间内通过桥上某观测点的车辆数,单位:辆/小时)f (x )=x ·v (x )可以达到最大,并求出最大值(精确到1辆/小时). 【答案】(1) v (x )=⎩⎪⎨⎪⎧60,0≤x ≤20,200-x3,20<x ≤200.(2) 当x =100时,f (x )在区间(20,200]上取得最大值.【2-2】某公司研制出了一种新产品,试制了一批样品分别在国内和国外上市销售,并且价格根据销售情况不断进行调整,结果40天内全部销完.公司对销售及销售利润进行了调研,结果如图所示,其中图①(一条折线)、图②(一条抛物线段)分别是国外和国内市场的日销售量与上市时间的关系,图③是每件样品的销售利润与上市时间的关系.(1)分别写出国外市场的日销售量f (t )与上市时间t 的关系及国内市场的日销售量g (t )与上市时间t 的关系;(2)国外和国内的日销售利润之和有没有可能恰好等于6 300万元?若有,请说明是上市后的第几天;若没有,请说明理由.【答案】(1) f (t )=⎩⎪⎨⎪⎧2t ,0≤t ≤30,-6t +240,30<t ≤40. g (t )=-320t 2+6t (0≤t ≤40). (2) 上市后的第30天.∴F (t )在[0,20]上是增函数,∴F (t )在此区间上的最大值为F (20)=6 000<6 300.当20<t ≤30时,F (t )=60⎝ ⎛⎭⎪⎫-320t 2+8t . 由F (t )=6 300,得3 t 2-160t +2 100=0, 解得t =703(舍去)或t =30.当30<t ≤40时,F (t )=60⎝ ⎛⎭⎪⎫-320t 2+240. 由F (t )在 (30,40]上是减函数,得F (t )<F (30)=6 300.故国外和国内的日销售利润之和可以恰好等于6 300万元,为上市后的第30天. 【思想方法】(1)实际问题中有些变量间的关系不能用同一个关系式给出,而是由几个不同的关系式构成,如出租车票价与路程之间的关系,应构建分段函数模型求解.(2) 分段函数的最值是各段的最大(最小)者的最大者(最小者).【温馨提醒】构造分段函数时,要力求准确、简洁,做到分段合理、不重不漏. 考点3 指数函数模型【3-1】一片森林原来面积为a ,计划每年砍伐一些树,且每年砍伐面积的百分比相等,当砍伐到面积的一半时,所用时间是10年,为保护生态环境,森林面积至少要保留原面积的14,已知到今年为止,森林剩余面积为原来的22. (1)求每年砍伐面积的百分比;(2)到今年为止,该森林已砍伐了多少年? (3)今后最多还能砍伐多少年?【答案】(1) x =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12110 (2) 5.(3)15.【3-2】某位股民购进某支股票,在接下来的交易时间内,他的这支股票先经历了n次涨停(每次上涨10%),又经历了n次跌停(每次下跌10%),判定该股民这支股票的盈亏情况(不考虑其他费用).【答案】略有亏损【思想方法】(1)指数函数模型,常与增长率相结合进行考查,在实际问题中有人口增长、银行利率、细胞分裂等增长问题可以利用指数函数模型来解决.(2)应用指数函数模型时,关键是对模型的判断,先设定模型,再将已知有关数据代入验证,确定参数,从而确定函数模型.(3)y =a (1+x )n通常利用指数运算与对数函数的性质求解.【温馨提醒】解指数不等式时,一定要化为同底,且注意对应函数的单调性. 考点二 函数y =x +ax模型的应用为了在夏季降温和冬季供暖时减少能源损耗,房屋的屋顶和外墙需要建造隔热层.某幢建筑物要建造可使用20年的隔热层,每厘米厚的隔热层建造成本为6万元.该建筑物每年的能源消耗费用C (单位:万元)与隔热层厚度x (单位:cm)满足关系C (x )=k3x +5(0≤x ≤10),若不建隔热层,每年能源消耗费用为8万元,设f (x )为隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和. (1)求k 的值及f (x )的表达式;(2)隔热层修建多厚时,总费用f (x )达到最小,并求最小值. 解:(1)由已知条件得C (0)=8,则k =40, 因此f (x )=6x +20C (x )=6x +8003x +5(0≤x ≤10).(2)f (x )=6x +10+8003x +5-10≥2x +8003x +5-10=70(万元), 当且仅当6x +10=8003x +5,即x =5时等号成立.所以当隔热层厚度为5 cm 时,总费用f (x )达到最小值,最小值为70万元. [由题悟法]应用函数y =x +a x模型的关键点(1)明确对勾函数是正比例函数f (x )=ax 与反比例函数f (x )=b x叠加而成的.(2)解决实际问题时一般可以直接建立f (x )=ax +b x的模型,有时可以将所列函数关系式转化为f (x )=ax +bx的形式. (3)利用模型f (x )=ax +b x求解最值时,要注意自变量的取值范围,及取得最值时等号成立的条件. [即时应用]“水资源与永恒发展”是2015年联合国世界水资源日主题,近年来,某企业每年需要向自来水厂所缴纳水费约4万元,为了缓解供水压力,决定安装一个可使用4年的自动污水净化设备,安装这种净水设备的成本费(单位:万元)与管线、主体装置的占地面积(单位:平方米)成正比,比例系数约为0.2.为了保证正常用水,安装后采用净水装置净水和自来水厂供水互补的用水模式.假设在此模式下,安装后该企业每年向自来水厂缴纳的水费C (单位:万元)与安装的这种净水设备的占地面积x (单位:平方米)之间的函数关系是C (x )=k50x +250(x ≥0,k 为常数).记y 为该企业安装这种净水设备的费用与该企业4年共将消耗的水费之和.(1)试解释C (0)的实际意义,并建立y 关于x 的函数关系式并化简; (2)当x 为多少平方米时,y 取得最小值,最小值是多少万元?【易错试题常警惕】数学实际应用问题,一定要正确理解题意,选择适当的函数模型;合理确定实际问题中自变量的取值范围;必须验证答案对实际问题的合理性.如:如图所示,在矩形CD AB 中,已知a AB =,C b B =(a b >).在AB 、D A 、CD 、C B 上分别截取AE 、AH 、CG 、CF 都等于x ,当x 为何值时,四边形FG E H 的面积最大?求出这个最大面积.【分析】设四边形FG E H 的面积为S ,则()()F D G 12S S a x b x ∆BE ∆H ==--,CFG S S ∆AEH ∆= 212x =,∴()()()22211222224a b S ab x a x b x x a b x x +⎡⎤⎛⎫=-+--=-++=-- ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭()28a b ++,由图形知函数的定义域为{}0x x b <≤.0b a <<,∴02a bb +<<,若 4a b b +≤,即3a b ≤时,4a b x +=,使面积S 取得最大值()28a b +;若4a b b +>,即3a b >时,函数()S x 在(]0,b 上是增函数,此时当x b =时,S 有最大值为()22248a b a b b ++⎛⎫--+⎪⎝⎭ 2ab b =-.综上可知,若3a b ≤,当4a b x +=时,四边形FG E H 的面积取得最大值()28a b +;若3a b >,当x b =时,四边形FG E H 的面积取得最大值2ab b -.【易错点】忽略实际问题中自变量的取值范围,造成与实际问题不相符合的错误结论.【练一练】某村计划建造一个室内面积为8002m 的矩形蔬菜温室,在温室内,沿左、右两侧与后侧内墙各保留1m 宽的通道,沿前侧内墙保留3m 宽的空地,当矩形温室的边长各为多少时,蔬菜的种植面积最大?最大面积是多少?【答案】当矩形温室的边长各为40m ,20m 时,蔬菜的种植面积最大,最大面积是6482m .。
2019届高考数学一轮复习全一册学案第一节集合1.集合的含义与表示(1)了解集合的含义、元素与集合的属于关系.(2)能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题.2.集合间的基本关系(1)理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集.(2)在具体情境中,了解全集与空集的含义.3.集合的基本运算(1)理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集.(2)理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集.(3)能使用韦恩(Venn)图表达集合的关系及运算.授课提示:对应学生用书第1页◆教材通关◆1.元素与集合(1)集合中元素的三个特征:确定性、互异性、无序性.(2)集合中元素与集合的关系有且仅有两种:属于(用符号“∈”表示)和不属于(用符号“∉”表示).(3)集合的表示法:列举法、描述法、图示法.2.集合间的基本关系表示关系文字语言符号语言集合间的基本关系相等集合A与集合B中的所有元素都相同A=B 子集A中任意一个元素均为B中的元素A⊆B真子集 A 中任意一个元素均为B 中的元素,且B 中至少有一个元素不是A中的元素A B空集空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集[必记结论]集合的子集、真子集个数的规律为:含n 个元素的集合有2n个子集,有2n-1个真子集(除集合本身),有2n-1个非空子集,有2n-2个非空真子集(除集合本身和空集,此时n ≥1).3.集合的基本运算集合的并集 集合的交集 集合的补集符号 表示 A ∪B A ∩B若全集为U ,则集合A 的补集为∁U A图形 表示意义{x |x ∈A , 或x ∈B }{x |x ∈A , 且x ∈B }{x |x ∈U ,且x ∉A }(1)A ∩∅=∅,A ∪∅=A ;(2)A ⊆B ⇔A ∩B =A ⇔A ∪B =B ⇔∁U A ⊇∁U B ⇔A ∩(∁U B )=∅;(3)A ∪(∁U A )=U ,A ∩(∁U A )=∅,∁U (A ∩B )=(∁U A )∪(∁U B ),∁U (A ∪B )=(∁U A )∩(∁U B ).[小题诊断]1.(2017·高考全国卷Ⅰ)已知集合A ={x |x <2},B ={x |3-2x >0},则( )A .A ∩B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ x <32 B .A ∩B =∅C .A ∪B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <32D .A ∪B =R解析:因为A ={x |x <2},B ={x |3-2x >0}=⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <32,所以A ∩B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <32,A ∪B ={x |x <2}.故选A.答案:A2.设集合M ={-1,1},N ={x |x 2-x <6},则下列结论正确的是( ) A .N ⊆MB .N ∩M =∅C.M⊆N D.M∩N=R解析:由已知得集合M={-1,1},N={x|x2-x<6}={x|-2<x<3},所以M⊆N,故选C.答案:C3.(2018·唐山模拟)已知全集U={1,2,3,4,5},A={1,2,4},B={2,5},则(∁U A)∪B =( )A.{3,4,5} B.{2,3,5}C.{5} D.{3}解析:因为U={1,2,3,4,5},A={1,2,4},所以∁U A={3,5},又B={2,5},所以(∁U A)∪B={2,3,5}.答案:B4.(2018·衡水中学联考)若集合B={x|x≥0},且A∩B=A,则集合A可能是( ) A.{1,2} B.{x|x≤1}C.{-1,0,1} D.R解析:由A∩B=A得A⊆B,因为B={x|x≥0},所以集合A可能是{1,2},故选A.答案:A5.已知全集U=R,集合A={0,1,2,3,4,5},B={x∈R|x≥2},则图中阴影部分所表示的集合为( )A.{0,1} B.{1}C.{1,2} D.{0,1,2}解析:由Venn图可知,阴影部分的元素由属于A且不属于B的元素构成,所以用集合表示为A∩∁U B.∵U=R,A={0,1,2,3,4,5},B={x∈R|x≥2},∴A∩∁U B={0,1},故选A.答案:A6.已知集合A={(x,y)|x,y∈R,x2+y2=1},B={(x,y)|x,y∈R,y=4x2-1},则A∩B的元素个数是________.解析:集合A是以原点为圆心,半径等于1的圆周上的点的集合,集合B是抛物线y=4x2-1上的点的集合,观察图象可知,抛物线与圆有3个交点,因此A∩B中含有3个元素.答案:3◆ 易错通关 ◆1.易忘空集的特殊性,在写集合的子集时不要忘了空集和它本身. 2.运用数轴图示法易忽视端点是实心还是空心.3.在解决含参数的集合问题时,要注意检验集合中元素的互异性,否则很可能会因为不满足“互异性”而导致解题错误.[小题纠偏]1.设全集U =R ,集合A ={x |7-6x ≤0},集合B ={x |y =lg(x +2)},则(∁U A )∩B 等于( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,76 B .⎝ ⎛⎭⎪⎫76,+∞C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-2,76 D .⎝⎛⎭⎪⎫-2,-76解析:依题意得A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x ≥76,∁U A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <76;B ={x |x +2>0}={x |x >-2},因此(∁U A )∩B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-2<x <76. 答案:A2.若集合A ={x |-2≤x ≤5},B ={x |m +1≤x ≤2m -1},且B ⊆A ,则由m 的可取值组成的集合为________.解析:当m +1>2m -1,即m <2时,B =∅,满足B ⊆A ;若B ≠∅,且满足B ⊆A ,如图所示,则⎩⎪⎨⎪⎧m +1≤2m -1,m +1≥-2,2m -1≤5,即⎩⎪⎨⎪⎧m ≥2,m ≥-3,m ≤3,∴2≤m ≤3.故m <2或2≤m ≤3,即所求集合为{m |m ≤3}.答案:{m |m ≤3}3.已知集合A ={x ∈N |x 2-2x ≤0},则满足A ∪B ={0,1,2}的集合B 的个数为________. 解析:由A 中的不等式解得0≤x ≤2,x ∈N ,即A ={0,1,2}.∵A ∪B ={0,1,2},∴B 可能为{0},{1},{2},{0,1},{0,2},{1,2},{0,1,2},∅,共8个.答案:8授课提示:对应学生用书第2页考点一 集合的概念与关系 自主探究 基础送分考点——自主练透[题组练通]1.已知集合A ={1,-1},B ={1,0,-1},则集合C ={a +b |a ∈A ,b ∈B }中元素的个数为( )A .2B .3C .4D .5解析:由题意,当a =1,b =1时,a +b =2;当a =1,b =0时,a +b =1;当a =1,b =-1时,a +b =0;当a =-1,b =1时,a +b =0;当a =-1,b =0时,a +b =-1;当a =-1,b =-1时,a +b =-2.因此集合C ={2,1,0,-1,-2},共有5个元素.故选D.答案:D2.(2018·兰州模拟)已知集合A ={x |y =ln(x +3)},B ={x |x ≥2},则下列结论正确的是( )A .A =B B .A ∩B =∅C .A ⊆BD .B ⊆A解析:A ={x |x >-3},B ={x |x ≥2},结合数轴可得:B ⊆A . 答案:D3.已知集合M =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =k π4+π4,k ∈Z,集合N =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =k π8-π4,k ∈Z,则( ) A .M ∩N =∅ B .M ⊆N C .N ⊆MD .M ∪N =N解析:由题意可知,M =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =2k +48π-π4,k ∈Z =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =2n π8-π4,n ∈Z,N =⎩⎪⎨⎪⎧x ⎪⎪⎪ x =2k π8-π4或⎭⎪⎬⎪⎫x =2k -18π-π4,k ∈Z ,所以M ⊆N ,故选B. 答案:B4.已知集合A ={x |log 2x ≤2},B =(-∞,a ),若A ⊆B ,则实数a 的取值范围是(c ,+∞),其中c =________.解析:由log 2x ≤2,得0<x ≤4, 即A ={x |0<x ≤4}, 而B =(-∞,a ),由于A ⊆B ,如图所示,则a >4,即c =4.答案:41.集合中元素的互异性常常容易被忽略,求解问题时要特别注意.分类讨论的思想方法常用于解决集合问题.如题组中1易错.2.已知两集合的关系求参数时,关键是将两集合的关系转化为元素间的关系,进而转化为参数满足的条件,解决这类问题常常要合理利用数轴、Venn 图帮助分析.如题组中2,4均用了数轴进行分析求解.考点二 集合的基本运算 多维探究 题点多变考点——多角探明[锁定考向] 集合运算多与解简单的不等式、函数的定义域、值域相联系,考查对集合的理解及不等式的有关知识;有些集合题为抽象集合题或新定义型集合题,考查学生的灵活处理问题的能力.常见的命题角度有:(1)集合的基本运算;(2)利用集合运算求参数或范围. 角度一 集合的基本运算1.(2017·高考全国卷Ⅲ)已知集合A ={(x ,y )|x 2+y 2=1},B ={(x ,y )|y =x },则A ∩B 中元素的个数为( )A .3B .2C .1D .0解析:因为A 表示圆x 2+y 2=1上的点的集合,B 表示直线y =x 上的点的集合,直线y =x 与圆x 2+y 2=1有两个交点,所以A ∩B 中元素的个数为2.答案:B2.设集合A ={x ∈Z ||x |≤2},B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪32x≤1,则A ∩B =( ) A .{1,2} B .{-1,2} C .{-2,1,2}D .{-2,-1,0,2}解析:A ={-2,-1,0,1,2},B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪2x -32x ≥0=⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x ≥32或x <0,所以A ∩B ={-2,-1,2},故选C.答案:C3.已知集合A ={y |y =x 2-1},B ={x |y =lg(x -2x 2)},则∁R (A ∩B )=( )A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,12B .(-∞,0)∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞ C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 D .(-∞,0]∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞解析:A ={y |y=x 2-1}=[0,+∞),B ={x |y =lg(x -2x 2)}=⎝⎛⎭⎪⎫0,12,所以A ∩B =⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12, 所以∁R (A ∩B )=(-∞,0]∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞. 答案:D解决集合运算的两个方法方法解读适合题型 数轴 法利用数轴解决实数集合间的运算问题,用数轴表示时注意端点值的取舍步骤是:①化简集合;②将集合在数轴上表示出来;③进行集合运算求范围,重叠区域为集合的交集,合并区域代表集合的并集以不等 式形式 给出的 集合Venn 图法利用Venn 图,即利用封闭曲线的内部表示集合与集合之间的关系.对于Venn 图要熟悉.如图所示抽象的 集合角度二 利用集合运算求参数或范围4.(2017·高考全国卷Ⅱ)设集合A ={1,2,4},B ={x |x 2-4x +m =0}.若A ∩B ={1},则B =( )A .{1,-3}B .{1,0}C .{1,3}D .{1,5}解析:因为A ∩B ={1},所以1∈B ,所以1是方程x 2-4x +m =0的根,所以1-4+m =0,m =3,方程为x 2-4x +3=0,解得x =1或x =3,所以B ={1,3}.答案:C5.已知集合A ={x |log 2x <1},B ={x |0<x <c },若A ∪B =B ,则c 的取值范围是( )A .(0,1]B .[1,+∞)C .(0,2]D .[2,+∞)解析:A ={x |log 2x <1}={x |0<x <2},因为A ∪B =B ,所以A ⊆B ,所以c ≥2,所以c ∈[2,+∞),故选D.答案:D6.(2017·合肥模拟)已知A =[1,+∞),B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ∈R ⎪⎪⎪12a ≤x ≤2a -1,若A ∩B ≠∅,则实数a 的取值范围是( )A .[1,+∞)B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫23,+∞ D .(1,+∞)解析:因为A ∩B ≠∅,所以⎩⎪⎨⎪⎧2a -1≥1,2a -1≥12a ,解得a ≥1,故选A.答案:A根据集合运算的结果确定参数的取值范围解决此类问题的步骤一般为:(1)化简所给集合;(2)用数轴表示所给集合;(3)根据集合端点间关系列出不等式(组);(4)解不等式(组);(5)检验,通过返回代入验证端点是否能够取到.解决此类问题多利用数形结合的方法,结合数轴或Venn 图进行求解.[即时应用]1.(2017·高考全国卷Ⅱ)设集合A ={1,2,3},B ={2,3,4},则A ∪B =( ) A .{1,2,3,4} B .{1,2,3} C .{2,3,4}D .{1,3,4}解析:由题意得A ∪B ={1,2,3,4}. 答案:A2.(2017·高考浙江卷)已知集合P ={x |-1<x <1},Q ={x |0<x <2},则P ∪Q =( ) A .(-1,2)B .(0,1)C.(-1,0) D.(1,2)解析:P∪Q=(-1,2).答案:A3.(2017·高考山东卷)设函数y=4-x2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)解析:由4-x2≥0,解得-2≤x≤2,由1-x>0,解得x<1,∴A∩B={x|-2≤x<1}.故选D.答案:D4.(2018·长沙模拟)已知集合A={1,2,3},B={x|x2-3x+a=0,a∈A},若A∩B≠∅,则a的值为( )A.1 B.2C.3 D.1或2解析:当a=1时,B中元素均为无理数,A∩B=∅;当a=2时,B={1,2},A∩B={1,2}≠∅;当a=3时,B=∅,则A∩B=∅,所以a的值为2,故选B.答案:B5.设集合A={0,1},集合B={x|x>a},若A∩B=∅,则实数a的取值范围是( ) A.a≤1 B.a≥1C.a≥0 D.a≤0解析:由A∩B=∅知0∉B,1∉B,∴a≥1,故选B.答案:B考点三集合的新定义问题创新探究交汇创新考点——突破疑难与集合有关的新定义问题属于信息迁移类问题,它是化归思想的具体运用,是近几年高考的热点问题,这类试题的特点是:通过给出的新的数学概念或新的运算法则,在新的情境下完成某种推理证明,或在新的运算法则下进行运算.常见的有定义新概念、新公式、新运算和新法则等类型.解决此类题型的关键是理解问题中的新概念、新公式、新运算、新法则等的含义,然后分析题目中的条件,设法进行套用.[典例] 设A是自然数集的一个非空子集,对于k∈A,如果k2∉A,且k∉A,那么k是A 的一个“酷元”,给定S={x∈N|y=lg(36-x2)},设M⊆S,集合M中有两个元素,且这两个元素都是M 的“酷元”,那么这样的集合M 有( )A .3个B .4个C .5个D .6个解析:由36-x 2>0可解得-6<x <6,又x ∈N ,故x 可取0,1,2,3,4,5,故S ={0,1,2,3,4,5}.由题意可知:集合M 不能含有0,1,且不能同时含有2,4.故集合M 可以是{2,3}、{2,5}、{3,5}、{3,4}、{4,5}.答案:C[即时应用]1.设A ,B 是两个非空集合,定义集合A -B ={x |x ∈A ,且x ∉B }.若A ={x ∈N |0≤x ≤5},B ={x |x 2-7x +10<0},则A -B =( )A .{0,1}B .{1,2}C .{0,1,2}D .{0,1,2,5}解析:∵A ={x ∈N |0≤x ≤5}={0,1,2,3,4,5},B ={x |x 2-7x +10<0}={x |2<x <5},A -B ={x |x ∈A 且x ∉B },∴A -B ={0,1,2,5}.故选D. 答案:D2.设P ,Q 为两个非空实数集合,定义集合P ⊗Q ={z |z =a ÷b ,a ∈P ,b ∈Q },若P ={-1,0,1},Q ={-2,2},则集合P ⊗Q 中元素的个数是( )A .2B .3C .4D .5解析:当a =0时,无论b 取何值,z =a ÷b =0; 当a =-1,b =-2时,z =12;当a =-1,b =2时,z =-12;当a =1,b =-2时,z =-12;当a =1,b =2时,z =12.故P ⊗Q =⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,-12,12,该集合中共有3个元素,所以选B.答案:B课时作业单独成册 对应学生用书第187页A 组——基础对点练1.(2017·高考天津卷)设集合A ={1,2,6},B ={2,4},C ={1,2,3,4},则(A ∪B )∩C =( )A .{2}B .{1,2,4}C .{1,2,4,6}D .{1,2,3,4,6}解析:由题意知A ∪B ={1,2,4,6}, ∴(A ∪B )∩C ={1,2,4}. 答案:B2.(2018·成都市模拟)设集合A ={0,1},B ={x |(x +2)(x -1)<0,x ∈Z },则A ∪B =( )A .{-2,-1,0,1}B .{-1,0,1}C .{0,1}D .{0} 解析:因为集合A ={0,1},B ={x |(x +2)(x -1)<0,x ∈Z }={-1,0},所以A ∪B ={-1,0,1}.故选B.答案:B3.设集合A ={x |x <2},B ={y |y =2x-1},则A ∩B =( ) A .(-∞,3) B .[2,3) C .(-∞,2)D .(-1,2)解析:A ={x |x <2},因为y =2x-1>-1,所以B ={y |y =2x-1}=(-1,+∞),所以A ∩B =(-1,2),故选D.答案:D4.设a ,b ∈R ,集合{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,b a,b ,则b -a =( )A .1B .-1C .2D .-2解析:根据题意,集合{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,b a,b ,又∵a ≠0,∴a +b =0,即a =-b ,∴b a=-1,b =1.故a =-1,b =1,则b -a =2.故选C.答案:C5.已知集合A ={-2,-1,0,1,2,3},B ={x |x +1x -2<0},则A ∩B =( )A.{-2,-1,0,1,2,3} B.{-1,0,1,2}C.{-1,2} D.{0,1}解析:由题意,得B={x|-1<x<2},所以A∩B={0,1},故选D.答案:D6.已知集合A={1,2,3,4},B={y|y=3x-2,x∈A},则A∩B=( )A.{1} B.{4}C.{1,3} D.{1,4}解析:由题意,得B={1,4,7,10},∴A∩B={1,4}.答案:D7.(2018·长沙市模拟)已知集合P={x|-2 016≤x≤2 017},Q={x| 2 017-x<1},则P∩Q=( )A.(2 016,2 017) B.(2 016,2 017]C.[2 016,2 017) D.(-2 016,2 017)解析:由已知可得Q={x|0≤2 017-x<1}=(2 016,2 017],则P∩Q=(2 016,2 017].答案:B8.(2018·石家庄模拟)函数y=x-2与y=ln(1-x)的定义域分别为M,N,则M∪N =( )A.(1,2] B.[1,2]C.(-∞,1]∪[2,+∞) D.(-∞,1)∪[2,+∞)解析:使x-2有意义的实数x应满足x-2≥0,∴x≥2,∴M=[2,+∞),y=ln(1-x)中x应满足1-x>0,∴x<1,∴N=(-∞,1),所以M∪N=(-∞,1)∪[2,+∞),故选D.答案:D9.(2018·沈阳市模拟)设全集U=R,集合A={x|x≥2},B={x|0≤x<6},则集合(∁U A)∩B=( )A.{x|0<x<2} B.{x|0<x≤2}C.{x|0≤x<2} D.{x|0≤x≤2}解析:∵U=R,A={x|x≥2},∴∁U A={x|x<2}.又B={x|0≤x<6},∴(∁U A)∩B={x|0≤x<2}.故选C.答案:C10.(2017·天津模拟)设集合M={0,1,2},N={x|x2-3x+2≤0},则M∩N=( )A.{1} B.{2}C.{0,1} D.{1,2}解析:N={x|x2-3x+2≤0}={x|1≤x≤2},又M={0,1,2},所以M∩N={1,2}.11.已知集合A={1,2,3,4},B={x|x=n2,n∈A},则A∩B=( )A.{1,4} B.{2,3}C.{9,16} D.{1,2}解析:n=1,2,3,4时,x=1,4,9,16,∴集合B={1,4,9,16},∴A∩B={1,4}.答案:A12.(2018·长春市模拟)已知集合A={x|x2-x+4>x+12},B={x|2x-1<8},则A∩(∁R B )=( )A.{x|x≥4} B.{x|x>4}C.{x|x≥-2} D.{x|x<-2或x≥4}解析:由题意易得,A={x|x<-2或x>4},B={x|x<4},则A∩(∁R B)={x|x>4}.故选B.答案:B13.已知集合A={-1,2,3,6},B={x|-2<x<3},则A∩B=________.答案:{-1,2}14.已知集合U={1,2,3,4},A={1,3},B={1,3,4},则A∪(∁U B)=________.解析:∁U B={2},∴A∪∁U B={1,2,3}.答案:{1,2,3}15.集合{-1,0,1}共有__________个子集.解析:集合{-1,0,1}的子集有∅,{-1},{0},{1},{-1,0},{-1,1},{0,1},{-1,0,1},共8个.答案:816.已知集合U={1,2,3,4,5},A={1,3},B={1,3,4},则A∪(∁U B)=__________.答案:{1,2,3,5}B组——能力提升练1.已知全集U={0,1,2,3},∁U M={2},则集合M=( )A.{1,3} B.{0,1,3}C.{0,3} D.{2}解析:M={0,1,3}.答案:B2.已知集合A={0,1,2},B={1,m}.若A∩B=B,则实数m的值是( )A.0 B.2C.0或2 D.0或1或2解析:∵A∩B=B,∴B⊆A,∴m=0或m=2.3.(2018·南昌市模拟)已知集合A ={x ∈R |0<x ≤5},B ={x ∈R |log 2x <2},则(∁A B )∩Z =( )A .{4}B .{5}C .[4,5]D .{4,5}解析:∵集合A ={x ∈R |0<x ≤5},B ={x ∈R |log 2x <2}={x |0<x <4},∴∁A B ={x |4≤x ≤5},∴(∁A B )∩Z ={4,5},故选D.答案:D4.已知集合A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x -1x +2≤0,B ={x |y =lg(-x 2+4x +5)},则A ∩(∁R B )=( ) A .(-2,-1] B .[-2,-1] C .(-1,1]D .[-1,1]解析:依题意,A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x -1x +2≤0={x |-2<x ≤1},B ={x |y =lg(-x 2+4x +5)}={x |-x 2+4x +5>0}={x |-1<x <5},∴∁R B ={x |x ≤-1或x ≥5},A ∩(∁R B )=(-2,-1],选A.答案:A5.(2018·惠州模拟)已知集合A ={0,1},B ={z |z =x +y ,x ∈A ,y ∈A },则集合B 的子集的个数为( )A .3B .4C .7D .8解析:由题意知,B ={0,1,2},则集合B 的子集的个数为23=8.故选D. 答案:D6.(2018·太原市模拟)已知全集U =R ,集合A ={x |x (x +2)<0},B ={x ||x |≤1},则如图所示的阴影部分表示的集合是( )A .(-2,1)B .[-1,0]∪[1,2)C .(-2,-1)∪[0,1]D .[0,1]解析:因为集合A ={x |x (x +2)<0},B ={x ||x |≤1},所以A ={x |-2<x <0},B ={x |-1≤x ≤1},所以A ∪B =(-2,1],A ∩B =[-1,0),所以阴影部分表示的集合为∁A ∪B (A ∩B )=(-2,-1)∪[0,1],故选C.答案:C7.(2018·郑州质量预测)设全集U ={x ∈N *|x ≤4},集合A ={1,4},B ={2,4},则∁U (A ∩B )=( )A.{1,2,3} B.{1,2,4}C.{1,3,4} D.{2,3,4}解析:因为U={1,2,3,4},A∩B={4},所以∁U(A∩B)={1,2,3},故选A.答案:A8.(2018·广雅中学测试)若全集U=R,则正确表示集合M={-1,0,1}和N={x|x2+x =0}关系的Venn图是( )解析:由题意知,N={x|x2+x=0}={-1,0},而M={-1,0,1},所以N M,故选B.答案:B9.已知集合A满足条件{1,2}⊆A{1,2,3,4,5},则集合A的个数为( )A.8 B.7C.4 D.3解析:由题意可知,集合A中必含有元素1和2,可含有3,4,5中的0个、1个、2个,则集合A可以为{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5},共7个.故选B.答案:B10.已知集合A={2,0,1,4},B={k|k∈R,k2-2∈A,k-2∉A},则集合B中所有的元素之和为( )A.2 B.-2C.0 D. 2解析:若k2-2=2,则k=2或k=-2,当k=2时,k-2=0,不满足条件,当k=-2时,k-2=-4,满足条件;若k2-2=0,则k=±2,显然满足条件;若k2-2=1,则k =±3,显然满足条件;若k2-2=4,得k=±6,显然满足条件.所以集合B中的元素为-2,±2,±3,±6,所以集合B中的元素之和为-2,故选B.答案:B11.给出下列四个结论:①{0}是空集;②若a∈N,则-a∉N;③集合A={x|x2-2x+1=0}中有两个元素;④集合B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ∈Q ⎪⎪⎪6x ∈N是有限集. 其中正确结论的个数是( ) A .0 B .1 C .2D .3解析:对于①,{0}中含有元素0,不是空集,故①错误; 对于②,比如0∈N ,-0∈N ,故②错误;对于③,集合A ={x |x 2-2x +1=0}={1}中有一个元素,故③错误;对于④,当x ∈Q 且6x ∈N 时,6x可以取无数个值,所以集合B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ∈Q ⎪⎪⎪6x∈N是无限集,故④错误.综上可知,正确结论的个数是0.故选A. 答案:A12.已知集合A ={(x ,y )|x 2+y 2≤1,x ,y ∈Z },B ={(x ,y )||x |≤2,|y |≤2,x ,y ∈Z },定义集合A B ={(x 1+x 2,y 1+y 2)|(x 1,y 1)∈A ,(x 2,y 2)∈B },则A B 中元素的个数为( )A .77B .49C .45D .30解析:集合A ={(x ,y )|x 2+y 2≤1,x ,y ∈Z },所以集合A 中有5个元素(即5个点),即图中圆内及圆上的整点.集合B ={(x ,y )||x |≤2,|y |≤2,x ,y ∈Z }中有25个元素(即25个点),即图中正方形ABCD 内及正方形ABCD 上的整点.集合A B ={(x 1+x 2,y 1+y 2)|(x 1,y 1)∈A ,(x 2,y 2)∈B }中的元素可看作正方形A 1B 1C 1D 1内及正方形A 1B 1C 1D 1上除去四个顶点外的整点,共7×7-4=45个.答案:C13.设全集U ={n ∈N |1≤n ≤10},A ={1,2,3,5,8},B ={1,3,5,7,9},则(∁U A )∩B =________.解析:依题意得U ={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},∁U A ={4,6,7,9,10},(∁U A )∩B ={7,9}. 答案:{7,9}14.集合A ={x ∈R ||x -2|≤5}中的最小整数为________.解析:由|x -2|≤5,得-5≤x -2≤5,即-3≤x ≤7,所以集合A 中的最小整数为-3. 答案:-315.若集合A ={x |(a -1)x 2+3x -2=0,x ∈R }有且仅有两个子集,则实数a 的值为________.解析:由题意知,方程(a -1)x 2+3x -2=0,x ∈R ,有一个根,∴当a =1时满足题意,当a ≠1时,Δ=0,即9+8(a -1)=0,解得a =-18.答案:1或-18第二节 命题及其关系、充分条件与必要条件1.理解命题的概念.2.了解“若p ,则q ”形式的命题及其逆命题、 否命题与逆否命题,会分析四种命题的相互关系. 3.理解必要条件、充分条件与充要条件的意义.授课提示:对应学生用书第4页◆ 教材通关 ◆1.四种命题及其关系 (1)四种命题间的相互关系(2)四种命题的真假关系①两个命题互为逆否命题,它们具有相同的真假性.②两个命题为互逆命题或互否命题时,它们的真假性没有关系. [必记结论]由于互为逆否命题的两个命题具有相同的真假性,因而当判断一个命题的真假比较困难时,可转化为判断它的逆否命题的真假.[提醒] 易混否命题与命题的否定:否命题是既否定条件,又否定结论,而命题的否定是只否定命题的结论.2.充分条件、必要条件与充分必要条件的概念若p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件p是q的充分不必要条件p⇒q且q pp是q的必要不充分条件p q且q⇒pp是q的充分必要条件p⇔qp是q的既不充分也不必要条件p q且q p1.已知a,b,c∈R,命题“若a+b+c=3,则a2+b2+c2≥3”的否命题是( ) A.若a+b+c≠3,则a2+b2+c2<3B.若a+b+c=3,则a2+b2+c2<3C.若a+b+c≠3,则a2+b2+c2≥3D.若a2+b2+c2≥3,则a+b+c=3解析:同时否定原命题的条件和结论,所得命题就是它的否命题.答案:A2.命题“若a2<b,则-b<a<b”的逆否命题为( )A.若a2≥b,则a≥b或a≤-bB.若a2>b,则a>b或a<-bC.若a≥b或a≤-b,则a2≥bD.若a>b或a<-b,则a2>b解析:因为“a2<b”的否定为“a2≥b”,“-b<a<b”的否定为“a≥b或a≤-b”,所以逆否命题为“若a≥b或a≤-b,则a2≥b”.答案:C3.(2018·唐山模拟)已知a,b为实数,则“a3<b3”是“2a<2b”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件解析:由于函数y=x3,y=2x在R上单调递增,所以a3<b3⇔a<b⇔2a<2b,即“a3<b3”是“2a<2b”的充要条件.答案:C4.已知命题p :“正数a 的平方不等于0”,命题q :“若a 不是正数,则它的平方等于0”,则q 是p 的( )A .逆命题B .否命题C .逆否命题D .否定解析:命题p :“正数a 的平方不等于0”写成“若a 是正数,则它的平方不等于0”,从而q 是p 的否命题.答案:B5.(2016·高考四川卷)设p :实数x ,y 满足x >1且y >1,q :实数x ,y 满足x +y >2,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:∵⎩⎪⎨⎪⎧x >1,y >1,∴x +y >2,即p ⇒q .而当x =0,y =3时,有x +y =3>2,但不满足x >1且y >1,即q p .故p 是q 的充分不必要条件.答案:A6.命题“对任意x ∈[1,2),x 2-a ≤0”为真命题的一个充分不必要条件可以是( ) A .a ≥4 B .a >4 C .a ≥1D .a >1解析:要使“对任意x ∈[1,2),x 2-a ≤0”为真命题,只需要a ≥4,∴a >4是命题为真的充分不必要条件.答案:B◆ 易错通关 ◆1.易混淆否命题与命题的否定:否命题是既否定条件,又否定结论,而命题的否定是只否定命题的结论.2.易忽视A 是B 的充分不必要条件(A ⇒B 且BA )与A 的充分不必要条件是B (B ⇒A 且A B )两者的不同.[小题纠偏]1.设a ,b 均为非零向量,则“a ∥b ”是“a 与b 的方向相同”的________条件. 答案:必要不充分2.“在△ABC 中,若C =90°,则A ,B 都是锐角”的否命题为:________.解析:原命题的条件:在△ABC 中,C =90°, 结论:A ,B 都是锐角.否命题是否定条件和结论, 即“在△ABC 中,若C ≠90°,则A ,B 不都是锐角”. 答案:在△ABC 中,若C ≠90°,则A ,B 不都是锐角授课提示:对应学生用书第5页考点一 命题及其关系 自主探究 基础送分考点——自主练透[题组练通]1.命题“若△ABC 有一内角为π3,则△ABC 的三个内角成等差数列”的逆命题( )A .与原命题同为假命题B .与原命题的否命题同为假命题C .与原命题的逆否命题同为假命题D .与原命题同为真命题解析:原命题显然为真,原命题的逆命题为“若△ABC 的三个内角成等差数列,则△ABC 有一内角为π3”,它是真命题.答案:D2.(2018·焦作质检)设等比数列{a n }的公比为q ,前n 项和为S n .给出命题s :若|q |=2,则S 6=7S 2,则在命题s 的逆命题、否命题、逆否命题中,错误命题的个数是( )A .3B .2C .1D .0解析:若|q |=2,则q 2=2,S 6=a 11-q 61-q=a 11-q 21+q 2+q 41-q=7·a 11-q 21-q =7S 2,所以原命题为真,从而逆否命题为真;而当S 6=7S 2时,显然q ≠1,这时a 11-q 61-q =7·a 11-q 21-q,解得q =-1或|q |=2,因此,逆命题为假,否命题为假,故错误命题的个数为2.答案:B3.命题“若a >b ,则a +c >b +c ”的否命题是( ) A .若a ≤b ,则a +c ≤b +c B .若a +c ≤b +c ,则a ≤b C .若a +c >b +c ,则a >b D .若a >b ,则a +c ≤b +c解析:否命题是将原命题的条件和结论都否定,故命题“若a >b ,则a +c >b +c ”的否命题是“若a ≤b ,则a +c ≤b +c ”,故选A.答案:A1.判断命题真假的方法(1)判定一个命题是真命题,需经过严格推理证明,而要说明它是假命题,只需举出一个反例即可.(2)利用原命题与逆否命题、逆命题与否命题具有相同的真假性对所给命题的真假进行间接判断.2.由原命题写出其他三种命题的方法由原命题写出其他三种命题,关键要分清原命题的条件和结论,将原命题的条件与结论互换即得到逆命题,将原命题的条件与结论同时否定即得否命题,将原命题的条件与结论互换的同时进行否定即得逆否命题.考点二 充分必要条件的判定 互动探究 重点保分考点——师生共研[典例] (1)(2018·合肥教学质检)“x ≥1”是“x +1x≥2”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(2)如果x ,y 是实数,那么“x ≠y ”是“cos x ≠cos y ”的( ) A .充要条件 B .充分不必要条件 C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件(3)(2018·衡阳联考)设p :x 2-x -20>0,q :log 2(x -5)<2,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:(1)由题意得x +1x ≥2⇔x >0,所以“x ≥1”是“x +1x≥2”的充分不必要条件,故选A.(2)设集合A ={(x ,y )|x ≠y },B ={(x ,y )|cos x ≠cos y },则A 的补集C ={(x ,y )|x =y },B 的补集D ={(x ,y )|cos x =cos y },显然C D ,所以B A .于是“x ≠y ”是“cos x ≠cosy”的必要不充分条件.(3)∵x2-x-20>0,∴x>5或x<-4,∴p:x>5或x<-4.∵log2(x-5)<2,∴0<x-5<4,即5<x<9,∴q:5<x<9,∵{x|5<x<9}{x|x>5或x<-4},∴p是q的必要不充分条件.故选B.答案:(1)A (2)C (3)B充要条件的3种判断方法(1)定义法:根据p⇒q,q⇒p进行判断;(2)集合法:根据p,q成立的对象的集合之间的包含关系进行判断;(3)等价转化法:根据一个命题与其逆否命题的等价性,把判断的命题转化为其逆否命题进行判断.这个方法特别适合以否定形式给出的问题,如“xy≠1”是“x≠1或y≠1”的某种条件,即可转化为判断“x=1且y=1”是“xy=1”的某种条件.[即时应用]1.(2018·合肥模拟)祖暅原理:“幂势既同,则积不容异”.它是中国古代一个涉及几何体体积的问题,意思是两个同高的几何体,如果在等高处的截面积恒相等,那么体积相等.设A,B为两个同高的几何体,p:A,B的体积不相等,q:A,B在等高处的截面积不恒相等,根据祖暅原理可知,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:设命题a:“若p,则q”,可知命题a是祖暅原理的逆否命题,则a是真命题.故p是q的充分条件.设命题b:“若q,则p”,若A比B在某些等高处的截面积小一些,在另一些等高处的截面积大一些,且大的总量与小的总量相抵,则它们的体积还是一样的.所以命题b是假命题,即p不是q的必要条件.综上所述,p是q的充分不必要条件.故选A.答案:A2.设a,b∈R,则“log2a>log2b”是“2a-b>1”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:log2a>log2b⇔a>b>0,2a-b>1⇔a>b,所以“log2a>log2b”是“2a-b>1”的充分不必要条件.故选A.答案:A3.已知命题甲是“⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x 2+xx -1≥0”,命题乙是“{x |log 3(2x +1)≤0}”,则( ) A .甲是乙的充分条件,但不是乙的必要条件 B .甲是乙的必要条件,但不是乙的充分条件 C .甲是乙的充要条件D .甲既不是乙的充分条件,也不是乙的必要条件解析:由x 2+xx -1≥0,即x (x +1)(x -1)≥0且x ≠1,解得-1≤x ≤0或x >1.∵log 3(2x+1)≤0,∴0<2x +1≤1,解得-12<x ≤0.∴甲是乙的必要条件,但不是乙的充分条件.故选B.答案:B考点三 根据充分、必要条件求参数的取值范围 变式探究 母题变式考点——多练题型[典例] (2018·济南月考)已知P ={x |x 2-8x -20≤0},S ={x |1-m ≤x ≤1+m }.是否存在实数m ,使得x ∈P 是x ∈S 的充分必要条件?若存在,求出m 的取值范围.解析:P ={x |x 2-8x -20≤0}={x |-2≤x ≤10}. 要使x ∈P 是x ∈S 的充分必要条件,则P =S , 即{x |-2≤x ≤10}={x |1-m ≤x ≤1+m }.∴⎩⎪⎨⎪⎧1-m =-2,1+m =10,此时,m 不存在,即不存在实数m ,使得x ∈P 是x ∈S 的充分必要条件.[变式探究1]母题条件若改为“x ∈P 是x ∈S 的必要条件”,问题不变. 解析:∵x ∈P 是x ∈S 的必要条件, 即x ∈S ⇒x ∈P ,∴S P , ∴1-m >1+m 或⎩⎪⎨⎪⎧1-m ≥-2,1+m ≤10,1-m ≤1+m ,∴m ≤3. [变式探究2]母题条件若改为“綈P 是綈S 的必要不充分条件”,问题不变.解析:∵綈P 是綈S 的必要不充分条件, ∴S 是P 的必要不充分条件, ∴P 是S 的充分不必要条件, ∴P S ⇔⎩⎪⎨⎪⎧1+m >1-m ,1-m ≤-2,1+m ≥10,∴m ≥9.利用充要条件求参数的值或范围的关键点和注意点(1)关键点:是合理转化条件,准确将每个条件对应的参数的范围求出来,然后转化为集合的运算.(2)注意点:注意区间端点值的检验.[即时应用]1.(2018·日照模拟)已知条件p :2x 2-3x +1≤0,条件q :x 2-(2a +1)x +a (a +1)≤0.若綈p 是綈q 的必要不充分条件,则实数a 的取值范围是________.解析:由2x 2-3x +1≤0,得12≤x ≤1,∴命题p 为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪12≤x ≤1. 由x 2-(2a +1)x +a (a +1)≤0,得a ≤x ≤a +1, ∴命题q 为{x |a ≤x ≤a +1}.綈p 对应的集合A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x >1或x <12, 綈q 对应的集合B ={x |x >a +1或x <a }. ∵綈p 是綈q 的必要不充分条件, ∴a +1≥1且a ≤12,∴0≤a ≤12,即实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12.答案:⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12 2.已知集合A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪12<2x<8,x ∈R,B ={x |-1<x <m +1,x ∈R },若x ∈B 成立的一个充分不必要的条件是x ∈A ,则实数m 的取值范围是________.解析:A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪12<2x<8,x ∈R={x |-1<x <3}, ∵x ∈B 成立的一个充分不必要条件是x ∈A ,∴A B ,∴m +1>3,即m >2. 答案:(2,+∞)课时作业单独成册 对应学生用书第189页A 组——基础对点练1.(2017·高考天津卷)设x ∈R ,则“2-x ≥0”是“|x -1|≤1”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:由|x -1|≤1,得0≤x ≤2,∵0≤x ≤2⇒x ≤2,x ≤20≤x ≤2,故“2-x ≥0”是“|x -1|≤1”的必要而不充分条件,故选B. 2.命题“若x ,y 都是偶数,则x +y 也是偶数”的逆否命题是( ) A .若x +y 是偶数,则x 与y 不都是偶数 B .若x +y 是偶数,则x 与y 都不是偶数 C .若x +y 不是偶数,则x 与y 不都是偶数 D .若x +y 不是偶数,则x 与y 都不是偶数解析:由于“x ,y 都是偶数”的否定表达是“x ,y 不都是偶数”,“x +y 是偶数”的否定表达是“x +y 不是偶数”,故原命题的逆否命题为“若x +y 不是偶数,则x ,y 不都是偶数”,故选C.答案:C3.已知命题“若函数f (x )=e x-mx 在(0,+∞)上是增函数,则m ≤1”,则下列结论正确的是( )A .否命题“若函数f (x )=e x-mx 在(0,+∞)上是减函数,则m >1”是真命题 B .逆命题“若m ≤1,则函数f (x )=e x-mx 在(0,+∞)上是增函数”是假命题 C .逆否命题“若m >1,则函数f (x )=e x -mx 在(0,+∞)上是减函数”是真命题 D .逆否命题“若m >1,则函数f (x )=e x -mx 在(0,+∞)上不是增函数”是真命题 解析:命题“若函数f (x )=e x-mx 在(0,+∞)上是增函数,则m ≤1”是真命题,所以其逆否命题“若m >1,则函数f (x )=e x-mx 在(0,+∞)上不是增函数”是真命题.答案:D4.“a =-2”是“直线l 1:ax -y +3=0与l 2:2x -(a +1)y +4=0互相平行”的( ) A .充分不必要条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析:当a=-2时,直线l1:2x+y-3=0,l2:2x+y+4=0,所以直线l1∥l2;若l1∥l2,则-a(a+1)+2=0,解得a=-2或a=1.所以“a=-2”是“直线l1:ax-y+3=0与l2:2x-(a+1)y+4=0互相平行”的充分不必要条件,故选A.答案:A5.设m∈R,命题“若m>0,则方程x2+x-m=0有实根”的逆否命题是( )A.若方程x2+x-m=0有实根,则m>0B.若方程x2+x-m=0有实根,则m≤0C.若方程x2+x-m=0没有实根,则m>0D.若方程x2+x-m=0没有实根,则m≤0解析:由原命题和逆否命题的关系可知D正确.答案:D6.(2018·惠州市调研)设函数y=f(x),x∈R,“y=|f(x)|是偶函数”是“y=f(x)的图象关于原点对称”的( )A.充分不必要条件B.充要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件解析:设f(x)=x2,y=|f(x)|是偶函数,但是不能推出y=f(x)的图象关于原点对称.反之,若y=f(x)的图象关于原点对称,则y=f(x)是奇函数,这时y=|f(x)|是偶函数,故选C.答案:C7.(2018·南昌十校模拟)命题“已知a,b,c为实数,若abc=0,则a,b,c中至少有一个等于0”,在该命题的逆命题、否命题、逆否命题中,真命题的个数为( ) A.0 B.1C.2 D.3解析:原命题为真命题,逆命题为“已知a,b,c为实数,若a,b,c中至少有一个等于0,则abc=0”,也为真命题.根据命题的等价关系可知其否命题、逆否命题也是真命题,故在该命题的逆命题、否命题、逆否命题中,真命题的个数为3.答案:D8.(2018·石家庄模拟)已知向量a=(1,m),b=(m,1),则“m=1”是“a∥b”成立的( )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:向量a =(1,m ),b =(m,1),若a ∥b ,则m 2=1,即m =±1,故“m =1”是“a ∥b ”的充分不必要条件,选A.答案:A9.(2018·武汉市模拟)设{a n }是首项为正数的等比数列,公比为q ,则“q <0”是“对任意的正整数n ,a 2n -1+a 2n <0”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:a 1>0,a 2n -1+a 2n =a 1q2n -2(1+q )<0⇒1+q <0⇒q <-1⇒q <0,而a 1>0,q <0,取q =-12,此时a 2n -1+a 2n =a 1q 2n -2(1+q )>0.故“q <0”是“对任意的正整数n ,a 2n -1+a 2n<0”的必要不充分条件.答案:B10.设平面α与平面β相交于直线m ,直线a 在平面α内,直线b 在平面β内,且b ⊥m ,则“a ⊥b ”是“α⊥β”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:因为α⊥β,b ⊥m ,所以b ⊥α,又直线a 在平面α内,所以a ⊥b ;但直线a ,m 不一定相交,所以“a ⊥b ”是“α⊥β”的必要不充分条件,故选B.答案:B11.(2018·南昌市模拟)a 2+b 2=1是a sin θ+b cos θ≤1恒成立的( ) 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:因为a sin θ+b cos θ=a 2+b 2sin(θ+φ)≤a 2+b 2,所以由a 2+b 2=1可推得a sin θ+b cos θ≤1恒成立.反之,取a =2,b =0,θ=30°,满足a sin θ+b cos θ≤1,但不满足a 2+b 2=1,即由a sin θ+b cos θ≤1推不出a 2+b 2=1,故a 2+b 2=1是a sin θ+b cos θ≤1恒成立的充分不必要条件.故选A.答案:A12.(2018·洛阳统考)已知集合A ={1,m 2+1},B ={2,4},则“m =3”是“A ∩B ={4}”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:若A ∩B ={4},则m 2+1=4, ∴m =±3,而当m =3时,m 2+1=4,∴“m =3”是“A ∩B ={4}”的充分不必要条件. 答案:A13.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对应的边分别为a ,b ,c ,则“a ≤b ”是“sin A ≤sin B ”的__________条件.解析:由正弦定理,得a sin A =bsin B ,故a ≤b ⇔sin A ≤sinB .答案:充要14.“x >1”是“log 12(x +2)<0”的__________条件.解析:由log 12(x +2)<0,得x +2>1,解得x >-1,所以“x >1”是“log 12(x +2)<0”的充分不必要条件.答案:充分不必要15.命题“若x >1,则x >0”的否命题是__________. 答案:若x ≤1,则x ≤016.如果“x 2>1”是“x <a ”的必要不充分条件,则a 的最大值为__________. 解析:由x 2>1,得x <-1,或x >1,又“x 2>1”是“x <a ”的必要不充分条件,知由“x <a ”可以推出“x 2>1”,反之不成立,所以a ≤-1,即a 的最大值为-1.答案:-1B 组——能力提升练1.(2018·湖南十校联考)已知数列{a n }的前n 项和S n =Aq n+B (q ≠0),则“A =-B ”是“数列{a n }是等比数列”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:若A =B =0,则S n =0,故数列{a n }不是等比数列;若数列{a n }是等比数列,则a 1。
专题2.3 函数奇偶性与周期
1.已知f (x )为定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=2x
+m ,则f (-2)=________. 【答案】-3
【解析】因为f (x )为R 上的奇函数,所以f (0)=0,即f (0)=20
+m =0,解得m =-1,则f (-2)=-f (2)=-(22
-1)=-3.
2.已知f (x )是定义在R 上的偶函数,当x ≥0时,f (x )=2x
-2,则不等式f (x -1)≤2的解集是________. 【答案】[-1,3]
【解析】偶函数f (x )在[0,+∞)上单调递增,且f (2)=2.
所以f (x -1)≤2,即f (|x -1|)≤f (2),即|x -1|≤2,所以-1≤x ≤3. 3.函数f (x )=x +1
x
+1,f (a )=3,则f (-a )=________.
【答案】-1
【解析】由题意得f (a )+f (-a )=a +1a +1+(-a )+1
-a +1=2.
所以f (-a )=2-f (a )=-1.
4.函数f (x )在R 上为奇函数,且x >0时,f (x )=x +1,则当x <0时,f (x )=________. 【答案】--x -1
5.设函数f (x )是定义在R 上周期为2的偶函数,当x ∈[0,1]时,f (x )=x +1,则f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫32=________.
【答案】3
2
【解析】依题意得,f (2+x )=f (x ),f (-x )=f (x ), 则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=1
2
+1=32.
6.若函数f (x )=⎩
⎪⎨
⎪⎧
x
x -b ,x ≥0ax x +
,x <0
(a ,b ∈R)为奇函数,则f (a +b )=________.
【答案】-1
【解析】法一:因为函数f (x )为奇函数,
所以⎩⎪⎨
⎪⎧
f -=-f ,f
-
=-f
,
即⎩
⎪⎨
⎪
⎧
-b =a -1+,
-b =2a -2+
,
解得⎩⎪⎨
⎪⎧
a =-1,
b =2,
经验证a =-1,b =2满足题设条件,
所以f (a +b )=f (1)=-1.
法二:因为函数f (x )为奇函数,所以f (x )的图象关于原点对称,由题意知,
当x ≥0,二次函数的图象顶点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫b
2
,-b 2
4,
当x <0,二次函数的图象顶点坐标为(-1,-a ),
所以⎩⎪⎨⎪⎧
-b
2=-1,b
2
4=-a ,
解得a =-1,b =2,
经验证a =-1,b =2满足题设条件, 所以f (a +b )=f (1)=-1.
7.已知函数f (x )是周期为2的奇函数,当x ∈[0,1)时,f (x )=lg(x +1),则f ⎝ ⎛⎭
⎪
⎫2 0165+lg 18=________. 【答案】1
8.设函数f (x )=x 3
cos x +1.若f (a )=11,则f (-a )=________. 【答案】-9
【解析】观察可知,y =x 3
cos x 为奇函数,且f (a )=a 3
cos a +1=11,故a 3
cos a =10.则f (-a )=-a 3
·cos
a +1=-10+1=-9.
9.设f (x )是偶函数,且当x >0时是单调函数,则满足f (2x )=f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫x +1x +4的所有x 之和为________.
【答案】-8
10. 已知f (x )是R 上最小正周期为2的周期函数,且当0≤x <2时,f (x )=x 3
-x ,则函数y =f (x )的图象在区间[0,6]上与x 轴的交点个数为________. 【答案】 7
【解析】因为当0≤x <2时,f (x )=x 3
-x ,又f (x )是R 上最小正周期为2的周期函数,且f (0)=0,所以
f (6)=f (4)=f (2)=f (0)=0.又f (1)=0,所以f (3)=f (5)=0.故函数y =f (x )的图象在区间[0, 6]上与x 轴的交点个数为7.
11. 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪
⎧-x 2
+2x ,x >0,0,x =0,x 2+mx ,x <0
是奇函数.
(1)求实数m 的值;
(2)若函数f (x )在区间[-1,a -2]上单调递增,求实数a 的取值范围. [答案] (1,3].
[解析] (1)设x <0,则-x >0,所以f (-x )=-(-x )2
+2(-x )=-x 2
-2x .又f (x )为奇函数, 所以f (-x )=-f (x ),于是x <0时,
f (x )=x 2+2x =x 2+mx ,所以m =2.
(2)由(1)知f (x )在[-1,1]上是增函数, 要使f (x )在[-1,a -2]上单调递增.
结合f (x )的图象知⎩
⎪⎨⎪⎧a -2>-1,
a -2≤1,
所以1<a ≤3,故实数a 的取值范围是(1,3].
12.已知函数f (x )的定义域为R ,且满足f (x +2)=-f (x ). (1)求证:f (x )是周期函数;
(2)若f (x )为奇函数,且当0≤x ≤1时,f (x )=12x ,求使f (x )=-1
2在[0,2 014]上的所有x 的个数.
【答案】(1) 详见解析,(2) 503. 【解析】(1)证明 ∵f (x +2)=-f (x ),
∴f (x -2)=f (x +2)=-f (x ),∴-f (x )=1
2(x -2),
∴f (x )=-1
2(x -2)(1<x <3).
∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧
12x ,-1≤x ≤1,
-1
2x -,1<x <3.
由f (x )=-1
2,解得x =-1.
∵f (x )是以4为周期的周期函数, ∴f (x )=-1
2的所有x =4n -1(n ∈Z ).
令0≤4n -1≤2 014,则14≤n ≤2 015
4
.
又∵n ∈Z ,∴1≤n ≤503(n ∈Z ),
∴在[0,2 014]上共有503个x 使f (x )=-1
2
.
13. 已知定义在R 上的奇函数f (x )有最小正周期2,且当x ∈(0,1)时,f (x )=2
x
4x +1.
(1)求f (1)和f (-1)的值; (2)求f (x )在[-1,1]上的解析式.
【答案】(1) f (1)=0,f (-1)=0. (2) f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2
x
4x
+1
,x ∈(0,1),-2x 4x
+1,x ∈(-1,0),0,x ∈{-1,0,1}.
14.已知函数f (x )对任意x ,y ∈R ,都有f (x +y )=f (x )+f (y ),且x >0时,f (x )<0,f (1)=-2. (1)求证f (x )是奇函数;
(2)求f (x )在[-3,3]上的最大值和最小值.
【答案】(1) 详见解析,(2) f(x)max=6,f(x)min=-6.
【解析】(1)证明令x=y=0,知f(0)=0;再令y=-x,
则f(0)=f(x)+f(-x)=0,所以f(x)为奇函数.
(2)解任取x1<x2,则x2-x1>0,所以f(x2-x1)=f[x2+(-x1)]=f(x2)+f(-x1)=f(x2)-f(x1)<0,
所以f(x)为减函数.而f(3)=f(2+1)=f(2)+f(1)=3f(1)=-6,f(-3)=-f(3)=6.
所以f(x)max=f(-3)=6,f(x)min=f(3)=-6.。