高中数学《二次函数的最值》 苏教版必修1
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[学业水平训练]一、填空题1.已知函数f (x )=x 2+2ax +a +1在(-∞,2]上是减函数,在[2,+∞)上是增函数,则f (x )的最小值为________.解析:由题意,-a =2,即a =-2,f (x )=x 2-4x -1=(x -2)2-5,故f (x )最小值为-5.答案:-52.函数f (x )=x +x -1的最小值为________.解析:f (x )定义域为[1,+∞],x =1时f (1)=1,x >1时f (x )>x > 1,∴f (x )在[1,+∞)上单调递增, ∴f (x )min =f (1)=1.答案:13.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x 2, 0≤x ≤12, 1<x <2,3, x ≥2的最大值是________.解析:0≤x ≤1时,f (x )=2x 2≤2;1<x <2时,f (x )=2;x ≥2时,f (x )=3.因此f (x )的最大值是3.答案:34.函数f (x )=2x x +1(x ∈[0,2])的最大值为________. 解析:∵f (x )=2(x +1)-2x +1=2-2x +1, ∴f (x )=2x x +1在x ∈[0,2]上单调递增, 所以当x =2时,f (x )max =43. 答案:435.函数f (x )=11-x (1-x )的最大值是________. 解析:1-x (1-x )=x 2-x +1=(x -12)2+34≥34. 因此,有0<11-x (1-x )≤43.所以f (x )的最大值为43. 答案:436.对a ,b ∈R ,记max{a ,b }=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≥b b ,a <b ,函数f (x )=max{|x +1|,|x -2|}(x ∈R )的最小值是________. 解析:法一:f (x )=⎩⎨⎧2-x x <12x +1 x ≥12,f (x )在(-∞,12)和[12,+∞)上分别为减函数和增函数. ∴[f (x )]min =f (12)=32.法二:作函数f (x )的图象如图,由图知当x =12时,[f (x )]min =f (12)=32.答案:32二、解答题7.已知函数f (x )=x 2+mx -1,且f (-1)=-3.求函数f (x )在区间[2,3]上的最值.解:∵f (-1)=-3,得1-m -1=-3,∴m =3,则f (x )=x 2+3x -1=(x +32)2-134. ∴f (x )在区间(-32,+∞)上是增函数, 又∵[2,3]⊆(-32,+∞), 故在区间[2,3]上,当x =2时,f (x )min =9;当x =3时,f (x )max =17.8.已知函数y =-x 2+4x -2.(1)若x ∈[0,5],求函数的单调区间;(2)若x ∈[0,3],求函数的最大值、最小值;(3)若x ∈[3,5],求函数的最大值、最小值.解:作出函数y =-x 2+4x -2的图象,由图象可知:(1)当x ∈[0,5]时,函数y =-x 2+4x -2的单调递增区间是[0,2],单调递减区间是[2,5].(2)∵0≤x ≤3,f (x )=-x 2+4x -2,其对称轴为x =2,∴函数最大值为f (2)=2.又f (0)<f (3),∴x =0时,函数有最小值-2.(3)∵区间[3,5]在对称轴x =2的右侧,即当x ∈[3,5]时,函数单调递减,∴当x =3时,函数有最大值1,当x =5时,函数有最小值-7.[高考水平训练]一、填空题1.函数f (x )=|x -1|+|2-x |的最小值为________.解析:法一:f (x )=|x -1|+|2-x |=⎩⎪⎨⎪⎧2x -3, x >2,1, 1≤x ≤2,3-2x , x <1,作出函数图象(如图)易得f (x )最小值为1.法二:在数轴上,设实数1,2,x 分别对应点A ,B ,P ,则|x -1|+|2-x |=A P +B P ,结合图象易得A P +B P ≥AB =1,当P 在A ,B 之间时取等号.答案:12.定义域为R 的函数y =f (x )的最大值为M ,最小值为N ,则函数y =f (2x )+3的最大值为________,最小值为________.解析:y =f (2x )的最大值为M ,最小值为N ,故y =f (2x )+3的最大值为M +3,最小值为N +3. 答案:M +3 N +3二、解答题3.求函数f (x )=x 2-2ax +2在区间[-1,1]上的最小值.解:函数f (x )的对称轴为x =a ,且函数图象开口向上,如图所示:当a >1时,f (x )在[-1,1]上单调递减,故f (x )min =f (1)=3-2a ;当-1≤a ≤1时,f (x )在[-1,1]上先减后增,故f (x )min =f (a )=2-a 2;当a <-1时,f (x )在[-1,1]上单调递增,故f (x )min =f (-1)=3+2a .综上可知,f (x )min =⎩⎪⎨⎪⎧3-2a (a >1)2-a 2 (-1≤a ≤1).3+2a (a <-1)4.我国是水资源比较贫乏的国家之一,各地采用价格调控等手段以达到节约用水的目的.某市用水收费标准是:水费=基本费+超额费+定额损耗费.且有如下三条规定:①若每月用水量不超过最低限量,即m 立方米时,只付基本费9元和每户每月定额损耗费a 元;②若每月用水量超过m 立方米时,除了付基本费和定额损耗费外,超过部分每立方米付n 元的超额费; ③每户每月的定额损耗费a 不超过5元.(1)求每户每月水费y (元)与月用水量x (立方米)的函数关系;(2)m ,n ,a 的值.解:(1)依题意,得y =⎩⎪⎨⎪⎧9+a , 0<x ≤m ①9+n (x -m )+a ,x >m ② 其中0<a ≤5.(2)∵0<a ≤5,∴9<9+a ≤14.由于该家庭今年一、二月份的水费均大于14元,故用水量4立方米,5立方米都大于最低限量m 立方米.将⎩⎪⎨⎪⎧x =4y =17和⎩⎪⎨⎪⎧x =5y =23分别代入②, 得⎩⎪⎨⎪⎧17=9+n (4-m )+a ,23=9+n (5-m )+a .两式相减,得n =6,把n =6代入17=9+n (4-m )+a ,得a =6m -16. 又三月份用水量为2.5立方米,水费为11元<14元.∴将⎩⎪⎨⎪⎧x =2.5y =11代入①,得11=9+a , 解得a =2,将a =2代入a =6m -16,得m =3.∴该家庭今年一、二月份的用水量超过了最低限量,三月份的用水量没有超过最低限量,且m =3,n =6,a =2.。
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§2.1二次函数的最值一、课件制作软件 本课件使用“几何画板”制作。
几何画板是美国Key Curriculum Press 公司制作的教育软件The Geometer’s Sketchpad 的汉化版。
几何画板可以精确地绘制出平面几何中的所有尺规作图,并可进行动态变换,深刻地揭示出几何概念、几何规律的内涵和本质。
二、课件主要内容二次函数是最重要的初等函数,它贯穿于高中数学的始终,许多问题最后都归结为二次函数来处理。
二次函数在指定区间上的最值问题是二次函数的一个难点。
本课件利用“几何画板”的绘图功能和动态演示功能,清晰、直观地展示了在指定区间上,顶点不定的二次函数图象的变化情况,其最大值、最小值是什么。
还有在二次函数图象不变,区间左右平移的情况下,如何确定最大值、最小值。
显示器分辨率1024×768三、课件制作步骤1.制作“封面”页⑴打开“几何画板”文件,选择工具箱中的文本工具,在画板中拖放出一个矩形框,输入课题“二次函数的最值”,在窗口下方的文本工具栏内选择,设置字体为“隶书”、48号字、红色、加粗。
单击菜单[文件]-[保存],弹出“另存为”对话框,在“文件名”栏内输入“二次函数的最值”,单击“保存“。
2.制作“问题引入”页⑴单击菜单[文件]-[文档选项],在“页名称”栏中输入第1页名称“封面”。
单击“增加页”按钮,选择“空白页面”,输入当前页名称“问题引入”,确定。
⑵输入文本“问题1:画出函数y=x 2―3x―2的图象……”。
⑶单击菜单[图表]-[定义坐标系],这时会显示原点、坐标轴、单位长度及网格。
第二课时函数的最大(小)值课标要求 1.了解函数的最大(小)值的概念及其几何意义.2.会借助单调性求最值.3.掌握求二次函数在闭区间上的最值的方法.素养要求通过学习求函数最大(小)值的方法,提升学生的数学抽象素养.1.思考函数f(x)=x2+1≥1,则f(x)的最小值为1吗?提示当x=0时,f(x)的最小值为1.2.填空函数的最大(小)值:一般地,设函数f(x)的定义域为D,且x0∈D. (1)如果对任意x∈D,都有f(x)≤f(x0),则称f(x)的最大值为f(x0),而x0称为f(x)的最大值点;(2)如果对任意x∈D,都有f(x)≥f(x0),则称f(x)的最小值为f(x0),而x0称为f(x)的最小值点;(3)最大值和最小值统称为最值,最大值点和最小值点统称为最值点.温馨提醒求函数最值的常用方法(1)图像法:作出y=f(x)的图像,观察最高点与最低点,最高(低)点的纵坐标即为函数的最大(小)值.(2)运用已学函数的值域.(3)运用函数的单调性.(4)分段函数的最大(小)值是指各段上的最大(小)值中最大(小)的那个.3.做一做函数y=f(x)在[-2,2]上的图像如图所示,则此函数的最小值、最大值分别是()A.-1,0B.0,2C.-1,2D.12,2答案 C题型一 图像法求函数的最值例1 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,-1≤x ≤1,1x ,x >1.求f (x )的最大值、最小值.解 作出函数f (x )的图像(如图).由图像可知,当x =±1时,f (x )取最大值为f (1)=f (-1)=1. 当x =0时,f (x )取最小值为f (0)=0, 故f (x )的最大值为1,最小值为0. 思维升华 图像法求函数最值的一般步骤训练1 已知函数y =-|x -1|+2,画出函数的图像,确定函数的最值情况,并写出值域.解 y =-|x -1|+2=⎩⎪⎨⎪⎧3-x ,x ≥1,x +1,x <1,图像如图所示,由图像知,函数y=-|x+1|+2的最大值为2,没有最小值,所以其值域为(-∞,2].题型二利用函数的单调性求最值例2 已知函数f(x)=x-1x+2,x∈[3,5].(1)判断函数f(x)的单调性,并证明;(2)求函数f(x)的最大值和最小值.解(1)f(x)是增函数,证明如下:任取x1,x2∈[3,5]且x1<x2,f(x1)-f(x2)=x1-1x1+2-x2-1x2+2=3(x1-x2)(x1+2)(x2+2),因为3≤x1<x2≤5,所以x1-x2<0,(x1+2)(x2+2)>0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2).所以f(x)在[3,5]上为增函数.(2)由(1)知,f(x)在[3,5]上为增函数,则f(x)的最大值为f(5)=47,f(x)的最小值为f(3)=2 5.思维升华利用单调性求最值的步骤:(1)判断函数的单调性;(2)利用单调性写出最值.训练2 已知函数f (x )=2x -1(x ∈[2,6]),求函数的最大值和最小值. 解 设x 1,x 2是区间[2,6]上的任意两个实数,且x 1<x 2, 则f (x 1)-f (x 2)=2x 1-1-2x 2-1=2[(x 2-1)-(x 1-1)](x 1-1)(x 2-1)=2(x 2-x 1)(x 1-1)(x 2-1).由2≤x 1<x 2≤6,得x 2-x 1>0,(x 1-1)(x 2-1)>0, 于是f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2). 所以,函数f (x )=2x -1在区间[2,6]上是减函数. 因此,函数f (x )=2x -1在区间[2,6]上的两个端点处分别取得最大值和最小值, 即在x =2时取得最大值,最大值是2, 在x =6时取得最小值,最小值是25. 题型三 二次函数的最值问题例3 (1)求二次函数f (x )=x 2-2ax +2在[2,4]上的最小值; (2)求函数f (x )=x 2-4x -4在闭区间[t ,t +1](t ∈R )上的最小值. 解 (1)∵函数图像的对称轴是x =a , ∴当a <2时,f (x )在[2,4]上是增函数, ∴f (x )min =f (2)=6-4a .当a >4时,f (x )在[2,4]上是减函数, ∴f (x )min =f (4)=18-8a .当2≤a ≤4时,f (x )min =f (a )=2-a 2. 设f (x )在[2,4]上的最小值为g (a ).∴g (a )=⎩⎪⎨⎪⎧6-4a ,a <2,2-a 2,2≤a ≤4,18-8a ,a >4.(2)f (x )=x 2-4x -4=(x -2)2-8. 设f (x )在[t ,t +1]上的最小值为g (t ). 当t >2时,f (x )在[t ,t +1]上是增函数, ∴g (t )=f (t )=t 2-4t -4; 当t ≤2≤t +1,即1≤t ≤2时,g (t )=f (2)=-8;当t +1<2即t <1时,f (x )在[t ,t +1]上是减函数, ∴g (t )=f (t +1)=t 2-2t -7. 综上,g (t )=⎩⎪⎨⎪⎧t 2-2t -7,t <1,-8,1≤t ≤2,t 2-4t -4,t >2.思维升华 二次函数在闭区间上的最值对于二次函数f (x )=a (x -h )2+k (a >0)在区间[m ,n ]上的最值问题,有以下结论: (1)若h ∈[m ,n ],则y min =f (h )=k , y max =max{f (m ),f (n )};(2)若h ∉[m ,n ],则y min =min{f (m ),f (n )}, y max =max{f (m ),f (n )}(a <0时可仿此讨论).训练3 已知函数f (x )=x 2-2ax -3,若x ∈[0,2].求函数的最小值. 解 f (x )=x 2-2ax -3的对称轴为x =a . ①当a ≤0时,f (x )在[0,2]上为增函数,∴f(x)min=f(0)=-3;②当0<a≤2时,f(x)min=f(a)=-a2-3;③当a>2时,f(x)在[0,2]上为减函数,∴f(x)min=f(2)=1-4a.综上所述,当a≤0时,最小值为-3;当0<a≤2时,最小值为-a2-3;当a>2时,最小值为1-4a.[课堂小结]1.若函数y=f(x)有多个单调区间,那就先求出各区间上的最值,再从各区间的最值中取出最大(小)值.函数的最大(小)值是整个值域范围内的最大(小)值.2.函数的最值与单调性的关系:(1)若函数在闭区间[a,b]上是减函数,则f(x)在[a,b]上的最大值为f(a),最小值为f(b);(2)若函数在闭区间[a,b]上是增函数,则f(x)在[a,b]上的最大值为f(b),最小值为f(a).一、基础达标1.函数f(x)=-2x+1(x∈[-2,2])的最小值、最大值分别为()A.3,5B.-3,5C.1,5D.5,-3答案 B解析因为f(x)=-2x+1在[-2,2]是减函数,所以当x=2时,函数的最小值为-3.当x=-2时,函数的最大值为5.2.(多选)下列说法中正确的有()A.若x 1,x 2∈I ,对任意的x 1<x 2时,都有f (x 1)<f (x 2),则y =f (x )在I 上是增函数B.函数y =x 2在R 上是增函数C.函数y =-1x 在定义域上是增函数D.y =1x 的单调递减区间是(-∞,0)和(0,+∞) 答案 AD解析 对于B ,在[0,+∞)上是增函数;对于C ,在整个定义域内不是增函数,如-3<5,而f (-3)>f (5),故不正确. 3.函数y =x -1x 在[1,2]上的最大值为( ) A.0 B.32 C.2 D.3答案 B解析 函数y =x 在[1,2]上是增函数,函数y =-1x 在[1,2]上是增函数, 所以函数y =x -1x 在[1,2]上是增函数. 当x =2时,y max =2-12=32. 4.函数f (x )=11-x (1-x ),x ∈[1,2]的最大值是( )A.54B.43C.1D.34答案 C解析 令g (x )=1-x (1-x )=x 2-x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34,则g (x )在[1,2]上单调递增,所以g (x )∈[1,3],所以13≤11-x (1-x )≤1.故f (x )的最大值为1.5.函数f (x )=x -1x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2的值域为( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,12 B.[-1,2]C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1 答案 A解析 f (x )=x -1x =1-1x ,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2时,函数f (x )为增函数,∴当x =12时,函数取得最小值,最小值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=1-112=1-2=-1,当x =2时,函数取得最大值,最大值为f (2)=1-12=12,即函数f (x )的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,12,故选A.6.函数y =⎩⎨⎧x +1,x ∈[-3,-1],-x -1,x ∈(-1,4]的最小值为________,最大值为________.答案 -5 0解析 由题意可知,当x ∈[-3,-1]时,函数y =x +1单调递增,∴当x =-3时,y min =-2;当x ∈(-1,4]时,函数y =-x -1单调递减,当x =4时,y min =-5,故最小值为-5,同理可得,最大值为0. 7.函数y =1x -1在[2,3]上的最小值为________. 答案 12 解析 易知y =1x -1在[2,3]上递减, ∴y min =f (3)=12.8.函数f (x )=6-x -3x 在区间[2,4]上的最大值为________. 答案 -4 解析 ∵函数f (x )=6-x -3x 在区间[2,4]上是减函数,∴f (x )max =f (2)=6-2-3×2=-4. 9.已知函数f (x )=61-x+3(x ∈[2,4]),求函数f (x )的最大值和最小值.解 设x 1,x 2是[2,4]上任意两个实数,且x 1<x 2,所以f (x 1)-f (x 2)=61-x 1+3-⎝ ⎛⎭⎪⎫61-x 2+3=61-x 1-61-x 2=6(1-x 2)-6(1-x 1)(1-x 1)(1-x 2)=6(x 1-x 2)(1-x 1)(1-x 2),因为2≤x 1<x 2≤4,所以x 1-x 2<0,1-x 1<0,1-x 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 所以f (x )在[2,4]上是增函数,所以f (x )的最大值为f (4)=1,f (x )的最小值为f (2)=-3.10.已知函数f (x )=ax 2-4ax +b (a >0)在区间[0,1]上有最大值1和最小值-2. (1)求a ,b 的值;(2)若在区间[-1,1]上,不等式f (x )>-x +m 恒成立,求实数m 的取值范围. 解 (1)∵f (x )=a (x -2)2+b -4a ,又a >0,∴函数图像开口向上,对称轴x =2, ∴f (x )在[0,1]上是减函数,∴f (0)=b =1,且f (1)=b -3a =-2, ∴a =b =1.(2)f (x )>-x +m ⇔x 2-4x +1>-x +m即x 2-3x +1-m >0,要使此不等式在[-1,1]上恒成立,只需使函数g (x )=x 2-3x +1-m 在[-1,1]上的最小值大于0即可. ∵g (x )=x 2-3x +1-m 在[-1,1]上单调递减, ∴g (x )min =g (1)=-m -1,由-m -1>0得,m <-1. 因此满足条件的实数m 的取值范围是(-∞,-1). 二、能力提升11.(多选)如果函数f (x )在[a ,b ]上是增函数,对于任意的x 1,x 2∈[a ,b ](x 1≠x 2),则下列结论中正确的是( ) A.f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0B.(x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]>0C.f (a )≤f (x 1)<f (x 2)≤f (b )D.f (x 1)>f (x 2) 答案 AB解析 由函数单调性的定义可知,若函数y =f (x )在给定的区间上是增函数,则x 1-x 2与f (x 1)-f (x 2)同号,由此可知,选项A ,B 正确;对于选项C ,D ,因为x 1,x 2的大小关系无法判断,所以f (x 1)与f (x 2)的大小关系也无法判断,故C ,D 不正确.12.定义min{a ,b }=⎩⎨⎧a ,a <b ,b ,a ≥b ,设函数f (x )=min{-x 2+2x +5,x +3},则f (1)=________;f (x )的最大值为________. 答案 4 5解析 由-x 2+2x +5<x +3, 得x <-1或x >2;由-x 2+2x +5≥x +3,得-1≤x ≤2, 据题意得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x +5,x <-1或x >2,x +3,-1≤x ≤2,∴f (1)=4,当x <-1或x >2时,f (x )=-(x -1)2+6,则f (x )<5; 当-1≤x ≤2时,2≤f (x )≤5,∴f (x )的最大值为5.13.已知函数f (x )=x 2+2x +a x,x ∈[1,+∞). (1)当a =12时,求函数f (x )的最小值;(2)若对任意的x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立,试求实数a 的取值范围.解 (1)当a =12时,f (x )=x 2+2x +12x=x +12x +2.设任意x 1,x 2∈[1,+∞),且x 1≠x 2,则Δf Δx =f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2=1-12x 1x 2 =2x 1x 2-12x 1x 2. 因为x 1≠x 2且x 1≥1,x 2≥1,所以x 1x 2>1,2x 1x 2-1>0,所以2x 1x 2-12x 1x 2>0,所以Δf Δx >0, 即函数f (x )在[1,+∞)上是增函数.所以函数f (x )在[1,+∞)上的最小值为f (1)=1+12+2=72.(2)因为f (x )=x 2+2x +a x>0在[1,+∞)上恒成立, 所以x 2+2x +a >0在[1,+∞)上恒成立.记y =x 2+2x +a ,x ∈[1,+∞),所以y =(x +1)2+a -1在[1,+∞)上单调递增,故当x =1时,y 取得最小值,最小值为3+a .所以当3+a>0,即a>-3时,f(x)>0恒成立,所以实数a的取值范围为(-3,+∞).三、创新拓展14.(多选)已知x≥1,则下列函数的最小值为2的有()A.y=2x+x2B.y=4x+1 xC.y=3x-1 xD.y=x-1+4 x+1答案ACD解析A中,x≥1,y=2x+x2≥22x·x2=2,当且仅当x=2取得最小值2;B中,y=4x+1x在[1,+∞)上递增,可得y的最小值为5;C中,y=3x-1x在[1,+∞)上递增,可得y的最小值为2;D中,y=x-1+4x+1=(x+1)+4x+1-2≥2(x+1)·4x+1-2=2,当且仅当x=1时,取得最小值2.故选ACD.。
二次函数的最值:二、例题分析:例1:求二次函数342++-=x x y 的最大值以及取得最大值时x 的值。
变题1:⑴、40≤≤x⑵、30≤≤x ⑶、10≤≤x变题2:求函数32++-=ax x y (40≤≤x )的最大值。
变题3:求函数342+-=x x y (a x ≤≤0)的最大值。
例2:已知322+-=x x y (a x ≤≤0)的最大值为3,最小值为2,求a 的取值范围。
例3:若α,β是二次方程0622=++-k kx x 的两个实数根,求22)1()1(-+-βα的最小值。
三、随堂练习:1、若函数b ax x y ++=2在20≤≤x 上有最小值41-,最大值2,若24-≤≤-x , 则a =________,b =________。
2、已知α,β是关于x 的一元二次方程0122=--kx x 的两实数根,则22βα+的最小值是( )A 、0B 、1C 、-1D 、23、求函数)(a x x y --=在区间a x ≤≤-1上的最大值。
四、回顾小结本节课学习了以下内容:1、二次函数的的最值及其求法。
课后作业班级:高一( )班 姓名__________一、基础题:1、函数4)1(2+--=x y( ) A 、有最大值6 B 、有最小值6 C 、有最大值10 D 、有最大值22、函数q px x y ++=2的最大值是4,且当x =2时,y =5,则p =______,q =_______。
二、提高题:3、试求关于x 的函数22++-=mx x y 在20≤≤x 上的最大值k 。
4、已知函数2142+-+-=a ax x y 当10≤≤x 时,取最大值为2,求实数a 的值。
5、已知21,x x 是方程01254222=-++m mx x 的两实根,求2221x x +的最大值和最小值。
三、能力题:6、已知函数2x y =,a x ≤≤-2,其中2-≥a ,求该函数的最大值与最小值,并求出函数取最大值和最小值时所对应的自变量x 的值。
2.2二次函数的图象及性质一、考点突破1. 求二次函数的解析式;2. 求二次函数的值域或最值及一元二次方程、一元二次不等式的综合应用;二、重难点提示1. 理解二次函数三种解析式的特征及应用;2. 分析二次函数要抓住几个关键环节:开口方向、对称轴、顶点,函数的定义域;3. 充分应用数形结合思想把握二次函数的性质。
1. 二次函数的定义与解析式(1)二次函数的定义形如:f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的函数叫做二次函数。
(2)二次函数解析式的三种形式①一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0);②顶点式:f(x)=a(x-m)2+n(a≠0);③零点式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0);3. 与二次函数有关的不等式恒成立问题①ax2+bx+c>0,a≠0恒成立的充要条件是2>-<0,40a b ac②ax 2+bx +c <0,a ≠0恒成立的充要条件是20,40a b ac <-<例题1 已知函数f (x )=x 2+2ax +3,x ∈[-4,6]。
(1)当a =-2时,求f (x )的最值;(2)求实数a 的取值范围,使y =f (x )在区间[-4,6]上是单调函数;(3)当a =1时,求f (|x |)的单调区间。
思路分析:对于(1)和(2)可根据对称轴与区间的关系直接求解,对于(3),应先将函数化为分段函数,再求单调区间,注意函数定义域的限制作用。
答案:解:(1)当a =-2时,f (x )=x 2-4x +3=(x -2)2-1,由于x ∈[-4,6],∴f (x )在[-4,2]上单调递减,在[2,6]上单调递增,∴f (x )的最小值是f (2)=-1,又f (-4)=35,f (6)=15,故f (x )的最大值是35;(2)由于函数f (x )的图象开口向上,对称轴是x =-a ,所以要使f (x )在[-4,6]上是单调函数,应有-a ≤-4或-a ≥6,即a ≤-6或a ≥4;(3)当a =1时,f (x )=x 2+2x +3,∴f (|x |)=x 2+2|x |+3,此时定义域为x ∈[-6,6],且f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧-∈+-∈++]0,6[32]6,0(3222x x x x x x ,, ∴f (|x |)的单调递增区间是(0,6]。