高中数学函数解题技巧方法总结(高考)
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高中函数题型方法全归纳高中函数题型方法全归纳函数是高中数学的重要分支之一,在高考数学中占有重要的地位。
函数的题型种类多样,每种题型都有其独特的解决方法。
本文将全面介绍高中函数的题型,并提供相应的解决方法。
一、函数的基本题型1.函数的定义域与值域问题定义域是指函数的输入范围,值域是指函数的输出范围。
对于函数的定义域和值域问题,我们需要明确以下几点:(1)函数的定义域必须包含输入值,值域必须包含输出值;(2)函数的定义域可以是任何实数,但值域必须是非负实数;(3)函数的定义域和值域之间的关系是:定义域决定了函数的输入范围,值域决定了函数的输出范围;(4)对于函数的复合函数,其定义域和值域必须满足复合函数的条件。
2.函数的定义域、值域和图像问题(1)函数的定义域和值域可以通过函数图像来确定;(2)函数图像必须满足函数的定义域和值域的限制条件;(3)通过函数图像,我们可以找到函数的对称轴、开口方向、最大值、最小值等特征。
3.函数的取值范围问题函数的取值范围是指函数在输入变量范围内的取值范围。
对于函数的取值范围问题,我们需要明确以下几点:(1)函数的输入变量必须大于等于零;(2)函数的取值范围可以是任何实数,但非负实数必须大于等于零;(3)函数的取值范围与定义域和值域有关。
4.函数的图像和性质问题(1)函数的图像必须满足函数的定义域和值域的限制条件;(2)通过函数图像,我们可以找到函数的对称轴、最大值、最小值等特征;(3)函数的性质可以通过函数图像和定义域、值域的关系来确定。
二、函数的应用函数在数学中有着广泛的应用,在解决实际问题中发挥着重要的作用。
下面我们将介绍一些常见的函数应用:1.函数在几何中的应用(1)函数在平面直角坐标系中的应用,如函数的取值范围、定义域、值域问题;(2)函数的图像和性质问题;(3)函数在图形上的变换和坐标系的变换。
2.函数在代数中的应用(1)函数在一元一次方程中的应用,如函数的定义域、值域问题;(2)函数的取值范围问题;(3)函数在一元二次方程中的应用。
高中数学解题技巧方法总结第1篇(1)利用y=sin x和y=cos x的值域直接求.(2)把所给的三角函数式变换成y=A sin(ωx+φ)+b(或y=A cos(ωx+φ)+b)的形式求值域.(3)把sin x或cos x看作一个整体,将原函数转换成二次函数求值域.(4)利用sin x±cos x和sin x cos x的关系将原函数转换成二次函数求值域.高中数学解题技巧方法总结第2篇(1)分组转化求和法一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成,则求和时可用分组求和法,分别求和后再相加减.(2)裂项相消法把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得其和.(3)错位相减法如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,那么这个数列的前n项和即可用此法来求,如等比数列的前n项和公式就是用此法推导的.(4)倒序相加法如果一个数列{an}的前n项中首末两端等“距离”的两项的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前n项和即可用倒序相加法,如等差数列的前n项和公式即是用此法推导的.(5)并项法一个数列的前n项和中,可两两结合求和,称为并项法求和,形如:(-1)nf(n)类型,可考虑利用并项法求和.高中数学解题技巧方法总结第3篇先根据已知条件求出数列的前几项,确定数列的周期,再根据周期性求值.推断数列的通项公式解答此类问题的具体步骤:(1)分式中分子、分母的特征;(2)相邻项的变化特征;(3)拆项后的特征;(4)各项的符号特征和绝对值特征;(5)化异为同,对于分式还可以考虑对分子、分母各个击破,或寻找分子、分母之间的关系;(6)对于符号交替出现的情况,可用(-1)k或(-1)k+1,k∈N*处理.高中数学解题技巧方法总结第4篇以退求进,立足特殊发散一般对于一个较一般的问题,若一时不能取得一般思路,可以采取化一般为特殊(如用特殊法解选择题),化抽象为具体,化整体为局部,化参量为常量,化较弱条件为较强条件,等等。
高中函数解题技巧高中函数解题技巧引言在高中数学中,函数是一个重要的内容,解题时需要运用合适的技巧来解决各种函数问题。
本文将详细说明高中函数解题的各种技巧,帮助学生更好地应对考试。
技巧一:函数定义的掌握1.理解函数的定义:函数是一个映射关系,将自变量映射到因变量。
2.弄清楚定义域和值域:定义域是自变量的取值范围,值域是因变量的取值范围。
3.利用定义域和值域求解问题:在解题过程中,需要根据函数的定义域和值域来确定自变量和因变量的取值范围,进而解决相关问题。
技巧二:函数的性质应用1.利用奇偶性判断函数的对称性:奇函数以原点对称,偶函数以y轴对称。
通过判断函数的奇偶性,可以简化一些计算和问题的分析。
2.利用导数判断函数的增减性:函数的导数代表其斜率,通过求导可以判断函数在某一区间内的增减情况,有助于解决最值和特殊点问题等。
3.利用周期性解决重复性问题:某些函数具有周期性特征,通过寻找周期性解决问题,可以简化计算和分析过程。
技巧三:函数图像的应用1.利用函数图像解读问题:观察函数的图像,可以帮助理解函数的性质和规律,进而解决相关问题。
2.利用函数图像求解交点和切点:通过观察函数图像的交点和切点,可以求解函数的零点、最大最小值和特殊点等问题。
技巧四:函数图像的变换1.利用平移变换函数图像:平移函数图像可以改变函数图像的位置,通过平移变换可以简化计算和分析过程。
2.利用伸缩变换函数图像:伸缩函数图像可以改变函数图像的尺寸,通过伸缩变换可以观察到函数的变化规律。
技巧五:函数组合和复合1.利用函数组合化简问题:将多个函数组合起来,可以简化计算和分析过程,有助于解决复杂的问题。
2.利用函数复合求解复合函数值:通过将自变量代入复合函数,可以求解复合函数的值,解决相关问题。
技巧六:方程和不等式的解法1.利用函数解方程:将方程转化为函数等式,通过解函数等式来求解方程,可以简化计算和分析过程。
2.利用函数解不等式:将不等式转化为函数不等式,通过解函数不等式来求解不等式,解决相关问题。
高中函数题型及解题方法高中数学中,函数是一个非常重要的概念,也是学生们比较头疼的一个知识点。
函数题型在高考中占据了相当大的比重,因此掌握函数的相关知识和解题方法对于学生来说是非常重要的。
本文将针对高中函数题型及解题方法进行详细介绍,希望能够帮助学生们更好地理解和掌握函数的相关知识。
一、基本概念。
在学习函数的题型和解题方法之前,首先需要对函数的基本概念有一个清晰的认识。
函数是一个特殊的关系,它将一个集合中的每个元素映射到另一个集合中的唯一元素上。
函数通常用f(x)来表示,其中x是自变量,f(x)是因变量。
函数的定义域、值域、奇偶性、单调性等概念也是学习函数题型的重点内容。
二、常见题型及解题方法。
1. 函数的性质题。
这类题型主要考察对函数的性质的理解和掌握程度,包括奇偶性、单调性、最值等。
解题方法主要是通过对函数图像的分析和导数的运算来确定函数的性质。
2. 函数的运算题。
函数的运算题主要考察对函数的基本运算和复合函数的理解,包括函数的加减乘除、复合函数等。
解题方法主要是根据函数的定义进行运算,注意化简和合并同类项。
3. 函数方程题。
函数方程题主要考察对函数方程的解法和函数图像的性质分析。
解题方法主要是根据方程的特点进行分类讨论,通过代数和图像的方法解题。
4. 函数的应用题。
函数的应用题是高中数学中比较常见的题型,主要考察对函数的应用和解决实际问题的能力。
解题方法主要是通过建立函数模型,利用函数的性质解决实际问题。
三、解题技巧。
1. 熟练掌握函数的基本性质和运算法则,对于函数的定义域、值域、奇偶性、单调性等要有清晰的认识。
2. 多画函数的图像,通过观察函数的图像来理解函数的性质和解题方法。
3. 多做函数题的练习,掌握不同类型函数题的解题技巧和方法。
4. 注意函数题与实际问题的结合,理解函数在实际问题中的应用。
总结。
通过对高中函数题型及解题方法的介绍,希望能够帮助学生们更好地掌握函数的相关知识和解题方法。
高中函数题型及解题方法高中数学中,函数是一个非常重要的概念,也是学生们比较头疼的一个知识点。
函数题型在高考中占据着相当大的比重,因此熟练掌握函数的相关知识和解题方法对于高中生来说至关重要。
下面我们就来系统地总结一下高中函数题型及解题方法。
一、基本函数题型。
1. 一次函数。
一次函数是高中阶段最基础的函数之一,其函数表达式为y=kx+b,其中k和b分别代表斜率和截距。
一次函数的图像是一条直线,因此在解题时需要掌握直线的性质和相关的解题技巧,如求斜率、求截距、求交点等。
2. 二次函数。
二次函数是高中阶段比较常见的函数之一,其函数表达式为y=ax^2+bx+c,其中a不等于0。
二次函数的图像是抛物线,因此在解题时需要掌握抛物线的性质和相关的解题技巧,如求顶点、求零点、求对称轴等。
3. 指数函数。
指数函数是以a(a大于0且不等于1)为底的幂函数,其函数表达式为y=a^x。
指数函数的图像是一条逐渐增长或逐渐减小的曲线,因此在解题时需要掌握指数函数的增减性、奇偶性和相关的解题技巧,如求定义域、值域、解不等式等。
4. 对数函数。
对数函数是指数函数的反函数,其函数表达式为y=loga(x)。
对数函数的图像是一条渐进于x轴的曲线,因此在解题时需要掌握对数函数的性质和相关的解题技巧,如求定义域、值域、解不等式等。
二、解题方法。
1. 分析题目。
在解函数题型的题目时,首先要仔细阅读题目,分析题目中所给的条件和要求,理清思路,确定解题的方法和步骤。
2. 列出方程。
根据题目所给的条件,可以列出相应的函数方程,如一次函数的斜率截距形式、二次函数的标准形式、指数函数的幂函数形式、对数函数的指数形式等。
3. 运用函数性质。
根据函数的性质和特点,运用相关的定理和公式,解决问题。
比如利用一次函数的斜率求交点坐标,利用二次函数的顶点求最值,利用指数函数的增减性解不等式,利用对数函数的性质求解方程等。
4. 综合运用。
有些函数题目可能需要综合运用多种函数的性质和解题方法,因此在解题时需要综合考虑,灵活运用各种方法,找到最优解。
高中数学第四章指数函数与对数函数解题方法技巧单选题1、已知函数f (x )是奇函数,当x >0时,f (x )=2x +x 2,则f (2)+f (−1)=( ) A .11B .5C .−8D .−5 答案:B分析:利用奇函数的定义直接计算作答. 奇函数f (x ),当x >0时,f (x )=2x +x 2,所以f (2)+f (−1)=f(2)−f(1)=22+22−(21+12)=5. 故选:B2、Logistic 模型是常用数学模型之一,可应用于流行病学领域.有学者根据公布数据建立了某地区新冠肺炎累计确诊病例数I (t )(t 的单位:天)的Logistic 模型:I(t)=K 1+e −0.23(t−53),其中K 为最大确诊病例数.当I (t ∗)=0.95K 时,标志着已初步遏制疫情,则t ∗约为( )(ln19≈3)A .60B .63C .66D .69 答案:C分析:将t =t ∗代入函数I (t )=K1+e −0.23(t−53)结合I (t ∗)=0.95K 求得t ∗即可得解. ∵I (t )=K1+e −0.23(t−53),所以I (t ∗)=K1+e −0.23(t ∗−53)=0.95K ,则e 0.23(t ∗−53)=19,所以,0.23(t ∗−53)=ln19≈3,解得t ∗≈30.23+53≈66.故选:C.小提示:本题考查对数的运算,考查指数与对数的互化,考查计算能力,属于中等题.3、已知函数f(x)={a x ,x <0(a −2)x +3a,x ≥0,满足对任意x 1≠x 2,都有f (x 1)−f (x 2)x 1−x 2<0成立,则a 的取值范围是( )A .a ∈(0,1)B .a ∈[,1)C .a ∈(0,13]D .a ∈[,2)答案:C分析:根据条件知f(x)在R 上单调递减,从而得出{0<a <1a −2<03a ≤1,求a 的范围即可.3434∵f(x)满足对任意x1≠x2,都有f(x1)−f(x2)x1−x2<0成立,∴f(x)在R上是减函数,∴{0<a<1 a−2<0(a−2)×0+3a≤a0,解得0<a≤13,∴a的取值范围是(0,13].故选:C.4、中国茶文化博大精深,某同学在茶艺选修课中了解到,茶水的口感与茶叶类型和水的温度有关,某种绿茶用80℃左右的水泡制可使茶汤清澈明亮,营养也较少破坏.为了方便控制水温,该同学联想到牛顿提出的物体在常温环境下温度变化的冷却模型:如果物体的初始温度是θ1℃,环境温度是θ0℃,则经过t分钟后物体的温度θ℃将满足θ=θ0+(θ1−θ0)e−kt,其中k是一个随着物体与空气的接触状况而定的正常数.该同学通过多次测量平均值的方法得到初始温度为100℃的水在20℃的室温中,12分钟以后温度下降到50℃.则在上述条件下,100℃的水应大约冷却( )分钟冲泡该绿茶(参考数据:ln2≈0.7,ln3≈1.1)A.3B.3.6C.4D.4.8答案:B分析:根据题意求出k的值,再将θ=80℃,θ1=100℃,θ0=20℃代入θ=θ0+(θ1−θ0)e−kt即可求得t的值.由题可知:50=20+(100−20)e−12k⇒(e−k)12=38⇒e−k=(38)112,冲泡绿茶时水温为80℃,故80=20+(100−20)⋅e−kt⇒(e−k)t=34⇒t⋅lne−k=ln34⇒t=ln 3 4ln(38)112=12(ln3−2ln2)ln3−3ln2≈12(1.1−2×0.7)1.1−3×0.7=3.6.故选:B.5、已知9m=10,a=10m−11,b=8m−9,则()A.a>0>b B.a>b>0C.b>a>0D.b>0>a 答案:A分析:法一:根据指对互化以及对数函数的单调性即可知m =log 910>1,再利用基本不等式,换底公式可得m >lg11,log 89>m ,然后由指数函数的单调性即可解出. [方法一]:(指对数函数性质) 由9m=10可得m =log 910=lg10lg9>1,而lg9lg11<(lg9+lg112)2=(lg992)2<1=(lg10)2,所以lg10lg9>lg11lg10,即m >lg11,所以a =10m −11>10lg11−11=0. 又lg8lg10<(lg8+lg102)2=(lg802)2<(lg9)2,所以lg9lg8>lg10lg9,即log 89>m ,所以b =8m −9<8log 89−9=0.综上,a >0>b . [方法二]:【最优解】(构造函数) 由9m =10,可得m =log 910∈(1,1.5).根据a,b 的形式构造函数f(x)=x m −x −1(x >1) ,则fʹ(x)=mx m−1−1, 令fʹ(x)=0,解得x 0=m11−m,由m =log 910∈(1,1.5) 知x 0∈(0,1) .f(x) 在 (1,+∞) 上单调递增,所以f(10)>f(8) ,即 a >b , 又因为f(9)=9log 910−10=0 ,所以a >0>b . 故选:A.【整体点评】法一:通过基本不等式和换底公式以及对数函数的单调性比较,方法直接常用,属于通性通法; 法二:利用a,b 的形式构造函数f(x)=x m −x −1(x >1),根据函数的单调性得出大小关系,简单明了,是该题的最优解.6、已知2a =5b =10,则1a+1b =( )A .1B .2C .12D .15答案:A分析:运用对数的定义和换底公式、以及运算性质,计算即可得到所求值. 解:若2a =5b =10, 可得a =log 210,b =log 510, 则1a +1b =1log510+1log 210=lg5+lg2=lg10=1,故选:A.7、设4a=3b=36,则1a +2b=()A.3B.1C.−1D.−3答案:B分析:先求出a=log436,b=log336,再利用换底公式和对数的运算法则计算求解. 因为4a=3b=36,所以a=log436,b=log336,则1a =log364,2b=log369,所以则1a +2b=log364+log369=log3636=1.故选:B.8、若ln2=a,ln3=b,则log818=()A.a+3ba3B.a+2b3aC.a+2ba3D.a+3b3a答案:B分析:先换底,然后由对数运算性质可得.log818=ln18ln8=ln(32×2)ln23=2ln3+ln23ln2=2b+a3a.故选:B多选题9、函数f(x)=2x−2x−a的一个零点在区间(1,2)内,则实数a的可能取值是()A.0B.1C.2D.3答案:BC分析:根据初等函数的单调性判断函数f(x)=2x−2x−a的单调性,根据零点存在定理可得f(1)f(2)<0,从而可得结果.因为函数y=2x、y=−2x在定义域{x|x≠0}上单调递增,所以函数f (x )=2x −2x−a 在{x |x ≠0}上单调递增,由函数f (x )=2x −2x−a 的一个零点在区间(1,2)内,得f (1)×f (2)=(2−2−a)(4−1−a)=(−a )×(3−a )<0, 解得0<a <3, 故选:BC10、已知a =log 3e,b =log 23,c =ln3,则( ) A .a <b <c B .a <c <b C .D .a +c <b 答案:BC分析:由对数函数的单调性结合换底公式比较a,b,c 的大小,计算出a +c ,利用基本不等式得a +c >2,而b <2,从而可比较大小.由题意可知,对于选项AB ,因为b =log 23=ln3ln2>ln3lne=ln3=c ,所以b >c ,又因为a =log 3e <log 33=1,且c =ln3>lne =1,所以,则b >c >a ,所以选项A 错误,选项B 正确;对于选项CD ,a +c =log 3e +ln3=lne ln3+ln3=1ln3+ln3>2√1ln3⋅ln3=2,且b =log 23<b =log 24=2,所以,故选项C 正确,选项D 错误; 故选:BC.小提示:关键点点睛:本题考查对数函数的单调性,利用单调性比较对数的大小,对于不同底的对数,可利用换底公式化为同底,再由用函数的单调性及不等式的性质比较大小,也可结合中间值如0或1或2等比较后得出结论.11、设函数f (x )={|x 2+3x |,x ≤1log 2x,x >1,若函数f (x )+m =0有五个零点,则实数m 可取( )A .−3B .1C .−12D .−2 答案:CD分析:函数f (x )+m =0有五个零点等价于y =f (x )与y =−m 有五个不同的交点,作出f (x )图像,利用图像求解即可a cb +>c a >a c b +>函数f (x )+m =0有五个零点等价于y =f (x )与y =−m 有五个不同的交点,作出f (x )图像可知,当x =−32时,f (−32)=|(−32)2+3×(−32)|=94 若y =f (x )与y =−m 有五个不同的交点, 则−m ∈(0,94), ∴m ∈(−94,0),故选:CD .12、已知函数f(x)=2x −12x +1,则下列结论正确的是( )A .函数f(x)的定义域为RB .函数f(x)的值域为(−1,1)C .函数f(x)的图象关于y 轴对称D .函数f(x)在R 上为增函数 答案:ABD分析:根据指数函数的性质,结合偶函数定义、单调性的性质逐一判断即可. A :因为2x >0,所以函数f(x)的定义域为R ,因此本选项结论正确; B :f(x)=2x −12x +1=1−22x +1,由2x >0⇒2x +1>1⇒0<12x +1<1⇒−2<−22x +1<0⇒−1<−22x +1<1,所以函数f(x)的值域为(−1,1),因此本选项结论正确;C:因为f(−x)=2−x−12−x+1=1−2x1+2x=−f(x),所以函数f(x)是奇函数,其图象关于原点对称,不关于y轴对称,因此本选项说法不正确;D:因为函数y=2x+1是增函数,因为y=2x+1>1,所以函数y=22x+1是减函数,因此函数f(x)=1−22x+1是增函数,所以本选项结论正确,故选:ABD13、已知函数f(x)=a x(a>1),g(x)=f(x)−f(−x),若x1≠x2,则()A.f(x1)f(x2)=f(x1+x2)B.f(x1)+f(x2)=f(x1x2)C.x1g(x1)+x2g(x2)>x1g(x2)+x2g(x1)D.g(x1+x22)⩽g(x1)+g(x2)2答案:AC分析:对选项A、B,利用指数幂的运算性质即可判断选项A正确,选项B错误;对选项C、利用g(x)=f(x)−f(−x)=a x−a−x(a>1)在R上单调递增即可判断,选项C正确;对选项D、根据f(x)=a x(a>1),且x1≠x2,由凹凸性有f(x1+x22)<12[f(x1)+f(x2)],又f(−x)=(1 a )x(a>1),由凹凸性有f(−x1−x22)>12[f(−x1)+f(−x2)]即可判断选项D错误;解:对选项A:因为a x1⋅a x2=a x1+x2,所以f(x1)f(x2)=f(x1+x2),故选项A正确;对选项B:因为a x1+a x2≠a x1x2,所以f(x1)+f(x2)≠f(x1x2),故选项B错误;对选项C:由题意,因为a>1,所以g(x)=f(x)−f(−x)=a x−a−x在R上单调递增,不妨设x1>x2,则g(x1)>g(x2),所以(x1−x2)g(x1)>(x1−x2)g(x2),即x1g(x1)+x2g(x2)>x1g(x2)+ x2g(x1),故选项C正确;对选项D:因为f(x)=a x(a>1),且x1≠x2,所以由凹凸性有f(x1+x22)<12[f(x1)+f(x2)],又f(−x)=(1a )x(a>1),所以由凹凸性有f(−x1−x22)>12[f(−x1)+f(−x2)],所以有f(x1+x22)+12[f(−x1)+f(−x2)]<f(−x1−x22)+12[f(x1)+f(x2)],即f(x1+x22)−f(−x1−x22)<12[f(x1)+f(x2)]−12[f(−x1)+f(−x2)],即g (x 1+x 22)<g (x 1)+g (x 2)2,故选项D 错误;故选:AC. 填空题14、已知实数a >0且a ≠1,不论a 取何值,函数y =a x−4+2的图像恒过一个定点,这个定点的坐标为______. 答案:(4,3)分析:根据指数函数过定点问题求解. 令x −4=0,得 x =4,此时 y =3,所以函数y =a x−4+2的图像恒过的定点坐标为(4,3), 所以答案是:(4,3)15、若√4a 2−4a +1=√(1−2a )33,则实数a 的取值范围_________ . 答案:(−∞,12]分析:由二次根式的化简求解由题设得√4a 2−4a +1=√(2a −1)2=|2a −1|,√(1−2a )33=1−2a ,所以|2a −1|=1−2a 所以1−2a ≥0,a ≤12.所以答案是:(−∞,12]16、函数y =log a (kx −5)+b (a >0且a ≠1)恒过定点(2,2),则k +b =______. 答案:5分析:根据对数函数的图象与性质,列出方程组,即可求解. 由题意,函数y =log a (kx −5)+b 恒过定点(2,2), 可得{2k −5=1b =2,解得k =3,b =2,所以k +b =3+2=5.所以答案是:5. 解答题17、已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且当x ≤0时,f (x )=x 2+mx ,函数f (x )在y 轴左侧的图象如图所示.(1)求函数f (x )的解析式;(2)若关于x 的方程f (x )−a =0有4个不相等的实数根,求实数a 的取值范围. 答案:(1)f (x )={x 2+2x,x ≤0x 2−2x,x >0(2)(−1,0)分析:(1)利用f (−2)=0可求x ≤0时f (x )的解析式,当x >0时,利用奇偶性f (x )=f (−x )可求得x >0时的f (x )的解析式,由此可得结果;(2)作出f (x )图象,将问题转化为f (x )与y =a 有4个交点,数形结合可得结果.(1)由图象知:f (−2)=0,即4−2m =0,解得:m =2,∴当x ≤0时,f (x )=x 2+2x ; 当x >0时,−x <0,∴f (−x )=(−x )2−2x =x 2−2x , ∵f (x )为R 上的偶函数,∴当x >0时,f (x )=f (−x )=x 2−2x ; 综上所述:f (x )={x 2+2x,x ≤0x 2−2x,x >0;(2)∵f (x )为偶函数,∴f (x )图象关于y 轴对称,可得f (x )图象如下图所示,f(x)−a=0有4个不相等的实数根,等价于f(x)与y=a有4个不同的交点,由图象可知:−1<a<0,即实数a的取值范围为(−1,0).18、吉祥物“冰墩墩”在北京2022年冬奥会强势出圈,并衍生出很多不同品类的吉祥物手办.某企业承接了“冰墩墩”玩具手办的生产,已知生产此玩具手办的固定成本为200万元.每生产x万盒,需投入成本ℎ(x)万元,当产量小于或等于50万盒时ℎ(x)=180x+100;当产量大于50万盒时ℎ(x)=x2+60x+3500,若每盒玩具手办售价200元,通过市场分析,该企业生产的玩具手办可以全部销售完(利润=售价-成本,成本=固定成本+生产中投入成本)(1)求“冰墩墩”玩具手办销售利润y(万元)关于产量x(万盒)的函数关系式;(2)当产量为多少万盒时,该企业在生产中所获利润最大?答案:(1)y={20x−300,0≤x≤50−x2+140x−3700,x>50,x∈N(2)70万盒分析:(1)根据题意分0≤x≤50和x>50两种情况求解即可;(2)根据分段函数中一次与二次函数的最值求解即可.(1)当产量小于或等于50万盒时,y=200x−200−180x−100=20x−300,当产量大于50万盒时,y=200x−200−x2−60x−3500=−x2+140x−3700,故销售利润y(万元)关于产量x(万盒)的函数关系式为y={20x−300,0≤x≤50−x2+140x−3700,x>50,x∈N (2)当0≤x≤50时,y≤20×50−300=700;当x>50时,y=−x2+140x−3700,当x=140=70时,y=−x2+140x−3700取到最大值,为1200.2因为700<1200,所以当产量为70万盒时,该企业所获利润最大.。
高中数学根据导数求函数的最值问题解题技巧总结在高中数学中,根据导数求函数的最值是一个常见的考点。
这类问题要求我们通过求函数的导数,找到函数的极大值或极小值点,从而确定函数的最值。
下面我将总结一些解题技巧,帮助高中学生和他们的父母更好地应对这类问题。
一、寻找函数的极值点在解决根据导数求函数最值问题时,首先需要找到函数的极值点。
一般来说,函数的极值点就是函数的导数等于零的点,即函数的驻点。
我们可以通过以下步骤来找到函数的极值点:1. 求函数的导数。
根据问题给出的函数,我们可以先对其求导数。
例如,对于函数f(x),我们可以求得它的导函数f'(x)。
2. 解方程f'(x) = 0。
将求得的导函数f'(x)置零,解方程求得函数的驻点。
这些驻点就是函数的极值点。
需要注意的是,有时候函数的极值点可能还存在于函数的定义域的边界处,所以我们还需要将边界处的点也考虑进去。
二、判断极值点的性质找到函数的极值点后,我们需要进一步判断这些点的性质,即确定它们是极大值点还是极小值点。
这里有两种常见的方法:1. 使用导数的符号表。
我们可以通过绘制导数的符号表来判断极值点的性质。
具体做法是,在函数的定义域上选择几个代表性的点,代入导数f'(x)的值,然后根据导数的正负确定函数在这些点附近的增减性。
如果导数从正变负,那么这个点就是极大值点;如果导数从负变正,那么这个点就是极小值点。
2. 使用二阶导数。
二阶导数可以帮助我们更准确地判断极值点的性质。
具体做法是,求得函数的二阶导数f''(x),然后将极值点代入二阶导数。
如果二阶导数大于零,那么这个点就是极小值点;如果二阶导数小于零,那么这个点就是极大值点。
三、举一反三根据导数求函数的最值问题不仅仅局限于求解极值点,还可以应用到其他类型的函数中。
下面举一个例子来说明。
例题:求函数f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x的最大值和最小值。
高中数学函数解题技巧方法总结学生版函数解题是高中数学中的重要内容之一,学生掌握了函数解题技巧方法,不仅可以有效提升数学成绩,还能帮助他们培养逻辑思维和问题解决的能力。
本文将总结一些高中数学函数解题的技巧和方法,以供学生参考。
一、函数的定义和基本性质在解题过程中,首先要明确函数的定义和基本性质,也就是函数的定义域、值域、奇偶性、单调性等。
只有了解函数的基本性质,才能更好地理解和应用相关的定理和公式。
二、函数的图像与解析式的转化对于给定的函数解析式,可以通过对其进行分析和变化,得到函数的图像。
同样地,对于已知函数的图像,也可以通过观察和推理得到函数的解析式。
函数的图像与解析式的转化关系密切,学生们在解题过程中需要善于将两者相互转化。
三、函数的性质和特点的运用函数的性质和特点是解题中的重要依据之一。
例如,对于奇函数和偶函数,可以利用其对称性质简化计算;对于周期函数,可以利用其周期性简化讨论;对于反函数,可以利用其互为逆运算的关系求解问题。
四、函数的复合和逆函数的运用函数的复合和逆函数是解题中常用的技巧之一。
通过将多个函数进行复合,可以得到新的函数并简化问题的处理;通过求解函数的逆函数,可以将原问题转化为等价的简单问题。
五、函数的求导和极值问题在函数解题中,求导和极值问题是常见的考察点。
通过对函数进行求导,可以求解其导函数,并进一步分析函数的单调性、极值等问题。
这对于解决最优化问题非常有用。
六、函数与几何图形的关系函数与几何图形之间有着密切的联系,学生们在解题过程中应该善于将函数的性质与几何图形相结合。
例如,通过分析函数的变化趋势,可以确定函数与坐标轴的交点、极值点等,从而得到几何图形的特点和性质。
七、函数与实际问题的应用函数解题不仅仅是理论的推导和计算,还需要将其应用于实际问题中。
例如,利用函数理论可以解决人口增长、物质变化、运动轨迹等实际问题,帮助学生将数学知识应用于生活中。
总结:高中数学函数解题技巧方法的总结如上所述,对于学生来说,掌握这些技巧和方法,对于提高问题解决能力和数学思维非常有帮助。
高中数学函数求极限的解题方法在高中数学中,函数求极限是一个非常重要的概念和技巧。
它不仅在数学中有广泛的应用,而且在物理、化学等科学领域也有着重要的作用。
本文将介绍一些常见的函数求极限的解题方法,并通过具体的例题来说明其考点和解题思路。
一、函数求极限的基本概念在讨论函数求极限之前,我们首先需要了解什么是极限。
在数学中,函数f(x)在x趋于某个数a时的极限表示为lim(x→a)f(x),它表示当自变量x无限接近a时,函数f(x)的取值趋于一个确定的数L。
如果这个极限存在,我们就说函数在x趋于a时有极限,记作lim(x→a)f(x)=L。
二、常用的函数求极限的解题方法1. 代入法代入法是最基本也是最直接的一种求极限的方法。
它的原理很简单,就是将自变量x的值代入函数中,然后计算函数的取值。
例如,我们要求函数f(x)=2x+1在x=2处的极限,我们可以将x=2代入函数中,得到f(2)=2*2+1=5。
因此,该函数在x=2处的极限为lim(x→2)f(x)=5。
2. 分式的化简当我们遇到函数为分式的情况时,可以尝试将分式进行化简,然后再求极限。
例如,我们要求函数f(x)=(x^2-1)/(x-1)在x=1处的极限,我们可以将分式进行因式分解,得到f(x)=(x+1),然后将x=1代入函数中,得到f(1)=1+1=2。
因此,该函数在x=1处的极限为lim(x→1)f(x)=2。
3. 极限的性质极限有一些基本的性质,可以简化我们的求解过程。
例如,对于两个函数f(x)和g(x),如果lim(x→a)f(x)=L,lim(x→a)g(x)=M,那么lim(x→a)[f(x)+g(x)]=L+M,lim(x→a)[f(x)-g(x)]=L-M,lim(x→a)[f(x)g(x)]=LM,lim(x→a)[f(x)/g(x)]=L/M。
这些性质可以帮助我们简化复杂函数的求极限过程。
三、例题分析现在,我们通过一些具体的例题来说明函数求极限的解题方法。
高考数学复习考点题型解题技巧专题讲解第10讲函数零点专项突破高考定位函数的零点其实质是相应方程的根,而方程是高考重点考查内容,因而函数的零点亦成为高考命题的热点.其经常与函数的图像、性质等知识交汇命题,以选择、填空题的形式考查可难可易,以大题形式出现,相对较难.考点解析(1)零点个数的确定(2)二次函数的零点分布(3)零点与函数性质交汇(4)嵌套函数零点的确定(5)复杂函数的零点存在性定理(6)隐零点的处理(7)隐零点的极值点偏移处理题型解析类型一、转化为二次函数的零点分布例1-1.(2022·全国·高三专题练习)已知f(x)是奇函数并且是R上的单调函数,若函数y=f(2x2+1)+f(λ-x)只有一个零点,则实数λ的值是()A.14B.18C.78-D.38-【答案】C利用函数零点的意义结合函数f (x )的性质将问题转化为一元二次方程有等根即可. 【详解】依题意,函数y =f (2x 2+1)+f (λ-x )的零点,即方程f (2x 2+1)+f (λ-x )=0的根, 由f (2x 2+1)+f (λ-x )=0得f (2x 2+1)=-f (λ-x ),因f (x )是R 上奇函数, 从而有f (2x 2+1)=f (x -λ),又f (x )是R 上的单调函数,则有2x 2+1=x -λ,而函数y =f (2x 2+1)+f (λ-x )只有一个零点,于是得2x 2-x +1+λ=0有两个相等实数解, 因此得Δ=1-8(1+λ)=0,解得λ=78-,所以实数λ的值是78-.故选:C.练(2021·湖北·黄冈中学模拟预测)若函数2()2a f x x ax =+-在区间(1,1)-上有两个不同的零点,则实数a 的取值范围是( )A .2(2,)3-B .2(0,)3C .(2,)+∞D .(0,2)【答案】B 【详解】因为()f x 为开口向上的抛物线,且对称轴为2a x =-,在区间(-1,1)上有两个不同的所以()()101002112f f a f a ⎧->⎪>⎪⎪⎛⎫⎨-< ⎪⎝⎭⎪⎪⎪-<-<⎩,即22102102022222a a a a a a a a ⎧-->⎪⎪⎪+->⎪⎨⎪⎛⎫---<⎪ ⎪⎝⎭⎪⎪-<<⎩,解得023a <<, 所以实数a 的取值范围是2(0,)3.故选:B例1-2.(2021·湖北恩施·高三其他模拟)设函数()()2x f x x a e =+在R 上存在最小值(其中e 为自然对数的底数,a R ∈),则函数()2g x x x a =++的零点个数为( )A .0B .1C .2D .无法确定 【答案】C解析:()()22x f x x x a e '=++当1a ≥时,220x x a ++≥在R 恒成立,所以()()2'20xf x x x a e =++≥在R 恒成立,所以函数()()2x f x x a e =+在R 上单调递增,没有最小值;当1a <时,令() '0f x =得111x a =---,211x a =--,且12x x <当x →-∞时,所以若有最小值,只需要2∵()()22221022100xf x a e a a =--⇔--≤⇔≤≤,∴20x x a ++=的判别式1410a ∆=->≥,因此()2g x x x a =++有两个零点.故选:C .类型二、区间零点存在性定理例2-1.(2021·天津二中高三期中)已知函数()ln 1f x x x =-,则()f x 的零点所在的区间是( ) A .()0,1B .()1,2 C .()2,3D .()3,4【答案】B 【详解】∵()ln 1f x x x =-,()1ln f x x '=+,由()1ln 0f x x '=+=得,1ex =,∴1,()0ex f x '>>,函数()f x 为增函数,当01x <<时,()ln 10f x x x =-<,又()()410,2ln 21ln 0e12f f =-<=-=>,故()f x 的零点所在的区间是()1,2.练.(2021·天津·大钟庄高中高三月考)函数()2xf x x =+的零点所在的区间为( )A .()2,1--B .()1,0-C .()0,1D .()1,2【答案】B 【详解】因为()2xf x x =+为单调递增函数,当2x =-时,()2722204f --=-=-<,当1x =-时,()1112102f --=-=-<,当0x =时,()002010f =+=>,由于()()010f f ⋅-<,且()f x 的图象在()1,0-上连续, 根据零点存在性定理,()f x 在()1,0-上必有零点,故选:B.类型三、利用两图像交点判断函数零点个数例3-1(一个曲线一个直线)14.(2021·黑龙江·哈尔滨三中高三期中(文))设函数222,0()lg ,0x x x f x x x ⎧--≤⎪=⎨>⎪⎩,则函数()1y f x =-的零点个数为( ) A .1个B .2个C .3个D .0个【分析】由已知函数()f x 的解析式作出图象,把函数()1y f x =-的零点转化为函数()f x 与1y =的交点得答案. 【详解】由函数解析式222,0()lg ,0x x x f x x x ⎧--≤⎪=⎨>⎪⎩由图可知,函数()1y f x =-的零点的个数为2个.故选:B .练.已知m 、n 为函数()1ln xf x ax x+=-的两个零点,若存在唯一的整数()0,x m n ∈则实数a 的取值范围是( )A .ln 3,92e e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .ln 20,4e ⎛⎫⎪⎝⎭C .0,2e ⎛⎫ ⎪⎝⎭D .ln 2,14e⎡⎫⎪⎢⎣⎭【分析】()1ln 0x f x ax x +=-=可得21ln xa x +=,作出函数()21ln x g x x +=的图象,可知满足不等式()a g x <的整数解有且只有一个,从而可得出关于实数a 的不等式,由此可解得实数a 的取值范围. 【详解】由()1ln 0x f x ax x +=-=可得21ln xa x +=,令()21ln x g x x +=,其中0x >,则()()243121ln 2ln 1x x x x x g x x x ⋅-+--'==.当120x e -<<时,()0g x '>,此时函数()g x 单调递增,当12x e ->时,()0g x '<,此时函数()g x 单调递减.且当12x e ->时,()21ln 0xg x x +=>,作出函数()g x 的图象如下图所示:由图可知,满足不等式()a g x <的整数解有且只有一个,所以,()1,m n ∈,()2,m n ∉,所以,()()21g a g ≤<,即1ln2ln2144e a +=≤<.因此,实数a 的取值范围是ln 2,14e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭.故选:D. 【点睛】关键点点睛:本题考查利用函数不等式的整数解的个数求参数,解题的关键在于利用图象确定整数有哪些,进而可得出关于参数不等式(组)来进行求解.例3-2(一个曲线一个直线)28.(2018·浙江·绍兴市柯桥区教师发展中心高三学业考试)已知函数()()()()22,22,2x x f x x x ⎧-≤⎪=⎨->⎪⎩,函数()()2g x b f x =--,若函数()()y f x g x =-恰有4个零点,则实数b 的取值范围为_______.【答案】7,24⎛⎫ ⎪⎝⎭ 【分析】求出函数()()y f x g x =-的表达式,构造函数()()(2)h x f x f x =+-,作函数()h x 的图象,利用数形结合进行求解即可. 【详解】∵()()22,2,2,2,x x f x x x ⎧-≤⎪=⎨->⎪⎩,∴()222,02,0x x f x x x ⎧--⎪-=⎨<⎪⎩… ,∵函数y =f (x )−g (x )恰好有四个零点,∴方程f (x )−g (x )=0有四个解,即f (x )+f (2−x )−b =0有四个解, 即函数y =f (x )+f (2−x )与y =b 的图象有四个交点,()()222,022,0258,2x x x y f x f x x x x x ⎧++<⎪=+-=⎨⎪-+>⎩剟 , 作函数y =f (x )+f (2−x )与y =b 的图象如下,115572222224f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-++=+-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ,结合图象可知,74<b <2, 故答案为:7,24⎛⎫⎪⎝⎭. 例3-3【一个曲线和一个倾斜直线】【2021福建省厦门市高三】已知函数()221,20, ,0,xx x x f x e x ⎧--+-≤<=⎨≥⎩若函数()()g x f x ax a =-+存在零点,则实数a 的取值范围为__________.【答案】13a ≤-或2a e ≥【解析】函数g x f x ax a =-+()()存在零点,即方程0f x ax a -+=() 存在实数根,也就是函数y f x =()与1y a x =-()的图象有交点.如图:直线1y a x =-()恒过定点10(,), 过点21-(,)与10(,)的直线的斜率101213k -=---=; 设直线1y a x =-()与x y e =相切于00x x e (,),则切点处的导数值为0x e ,则过切点的直线方程为()000x x y e e x x --=,由切线过10(,),则()00000012x x x x e e x x e e --∴=,=, 得02x = .此时切线的斜率为2e .由图可知,要使函数g x f x ax a =-+()() 存在零点,则实数a 的取值范围为13a ≤- 或2a e ≥.【点睛】本题考查函数零点的判定,其中数形结合的解题思想方法与数学转化思想方法的灵活应用.例3-4(两个曲线)49.(2022·全国·高三专题练习)函数2π()2sin sin()2f x x x x =+-的零点个数为________. 【答案】2 【分析】先利用诱导公式、二倍角公式化简,再将函数零点个数问题转化为两个函数图象的交点个数问题,进而画出图象进行判定. 【详解】2π()2sin sin()2f x x x x =+-222sin cos sin 2x x x x x =-=-,函数f (x )的零点个数可转化为函数1sin 2y x =与22y x =图象的交点个数, 在同一坐标系中画出函数1sin 2y x =与22y x =图象的(如图所示):由图可知两函数图象有2个交点, 即f (x )的零点个数为2. 故答案为:2.(两个曲线)8.(2021·四川·高三期中(理))已知定义在R 上的函数()f x 和()1f x +都是奇函数,当(]0,1x ∈时,21()log f x x=,若函数()()sin()F x f x x π=-在区间[1,]m -上有且仅有10个零点,则实数m 的最小值为( ) A .3B .72C .4D .92【答案】B 【分析】根据函数的奇偶性确定函数()f x 的周期,将函数的零点问题转化为两函数的交点,最后通过数形结合求解出参数的值. 【详解】因为()1f x +是奇函数,所以函数()y f x =的图象关于点()1,0成中心对称, 即(2)()0f x f x -+=.又因为函数()f x 为奇函数,所以(2)()()f x f x f x -=-=-,即(2)()f x f x +=,所以函数()y f x =是周期为2的周期函数.由于函数()y f x =为定义在R 上的奇函数,则(0)0f =,得(2)(4)0f f ==. 又因为当(]0,1x ∈时,21()log f x x=,所以21log 212f ⎛⎫== ⎪⎝⎭,11122f f ⎛⎫⎛⎫-=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 于是得出7311222f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫==-=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,51122f f ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.作出函数()y f x =与函数()sin y x π=的图象如下图所示,由图象可知,函数()y f x =与函数()sin y x π=在区间[]1,m -上从左到右10个交点的横坐标分别为1-,12-,0,12,1,32,2,52,3,72,第11个交点的横坐标为4.因此,实数m 的取值范围是7,42⎡⎫⎪⎢⎣⎭,故实数m 的最小值为72.故选:B.f x满足(两个曲线)【2021河北省武邑中学高三】若定义在R上的偶函数() ()()=,则函数()3logf x xy f x x=-的零点个数是+=,且当[]2x∈时,()f x f x0,1()A. 6个 B. 4个 C. 3个 D. 2个【答案】B|x|的图象,【解析】分析:在同一个坐标系中画出函数y=f(x)的图象与函数y=log3这两个函数图象的交点个数即为所求.详解:∵偶函数f(x)满足f(x+2)=f(x),故函数的周期为2.当x∈[0,1]时,f (x)=x,|x|的零点的个数等于函数故当x∈[﹣1,0]时,f(x)=﹣x.因为函数y=f(x)﹣log3|x|的图象的交点个数.在同一个坐标系中画出函数y=f y=f(x)的图象与函数y=log3|x|的图象,如图所示:(x)的图象与函数y=log3显然函数y=f (x )的图象与函数y=log 3|x|的图象有4个交点,故选B .点睛:本题考查了根的存在性及根的个数判断,以及函数与方程的思想,根据函数零点和方程的关系进行转化是解决本题的关键.判断零点个数一般有三种方法:(1)方程法;(2)图像法;(3)方程+图像法.本题利用的就是方法(3).例3-5(直接解出零点)(2021·四川·高三月考(理))函数()25sin sin 1f x x x =--在5π5π,22x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦上的零点个数为( ) A .12B .14C .16D .18 【答案】C 【分析】令()25sin sin 10f x x x =--=可得21sin sin 5x x -=,根据()2sin sin g x x x =-为偶函数,只需求()21sin sin 5g x x x =-=在5π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上的解的个数,等价于21sin sin 5x x -=或21sin sin 5x x -=-的解的个数,结合正弦函数的性质以及对称性即可求解.【详解】令()0f x =可得21sin sin 5x x -=,设()2sin sin g x x x =-,则()()22sin sin sin sin g x x x x x g x -=--=-=,所以()2sin sin g x x x =-是偶函数,故只需要讨论21sin sin 5x x -=在5π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上的解得个数, 当0x ≥时,由21sin sin 5x x -=可得21sin sin 5x x -=或21sin sin 5x x -=-,解方程21sin sin 5x x -=可得sin x =sin x =,此时在5π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上,sin x =解方程21sin sin 5x x -=-可得sin x =或sin x =,此时在5π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上,sin x =有三解,sin x =有三解, 所以在5π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上,()21sin sin 5g x x x =-=有8解, 根据对称性可得()21sin sin 5g x x x =-=在5π5π,22x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦上有16解,所以函数()25sin sin 1f x x x =--在5π5π,22x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦上的零点个数为16, 故选:C.类型三、利用周期性判断零点个数例3-1.(2021·广东·高三月考)已知定义域为R 的函数()y f x =在[0,10]上有1和3两个零点,且(2)y f x =+与(7)y f x =+都是偶函数,则函数()y f x =在[0,2013]上的零点个数为( )A .404B .804C .806D .402 【答案】A 【分析】根据两个偶函数得()f x 的对称轴,由此得函数的周期,10是其一个周期,由周期性可得零点个数. 【详解】因为(2)y f x =+与(7)y f x =+都为偶函数,所以(2)(2)f x f x +=-+,(7)(7)f x f x +=-+,所以()f x 图象关于2x =,7x =轴对称,所以()f x 为周期函数,且2(72)10T =⋅-=,所以将[0,2013]划分为[0,10)[10,20)[2000,2010][2010,2013]⋅⋅⋅.而[0,10)[10,20)[2000,2010]⋅⋅⋅共201组,所以2012402N =⨯=,在[2010,2013]中,含有零点(2011)(1)0f f ==,(2013)(3)0f f ==共2个,所以一共有404个零点.故选:A.例3-2.偶函数()f x 满足()()44f x f x +=-,当(]0,4x ∈时,()()ln 2x f x x=,不等式()()20f x af x +>在[]200,200-上有且只有200个整数解,则实数a 的取值范围是( )A .1ln6,ln23⎛⎤- ⎥⎝⎦B .1ln2,ln63⎡⎫--⎪⎢⎣⎭C .1ln2,ln63⎛⎤-- ⎥⎝⎦D .1ln6,ln23⎛⎫- ⎪⎝⎭【答案】C【解析】因为()f x 为偶函数,所以()()()444f x f x f x +=-=-, 所以()()8f x f x +=所以()f x 是周期函数,且周期为8,且()f x 关于4x =对称,又当(]0,4x ∈时,()()ln 2x f x x=, 则()()()221ln 21ln 2(0)x x xx f x x x x ⋅--'==>, 令()0f x '=,解得e2x =,所以当e0,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0f x '>,()f x 为增函数,当e ,42x ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦时,()0f x '<,()f x 为减函数,作出()f x 一个周期内图象,如图所示:因为()f x 为偶函数,且不等式()()20f x af x +>在[]200,200-上有且只有200个整数解,所以不等式在()0,200内有100个整数解,因为()f x 周期为8,所以在()0,200内有25个周期, 所以()f x 在一个周期内有4个整数解,(1)若0a >,由()()20f x af x +>,可得()0f x >或()f x a <-,由图象可得()0f x >有7个整数解,()f x a <-无整数解,不符合题意; (2)若0a =,则()0f x ≠,由图象可得,不满足题意;(3)若0a <,由()()20f x af x +>,可得 ()f x a >-或()0f x <,由图象可得()0f x <在一个周期内无整数解,不符合题意, 所以()f x a >-在一个周期()0,8内有4个整数解,因为()f x 在()0,8内关于4x =对称, 所以()f x 在()0,4内有2个整数解,因为()1ln 2f =,()ln 42ln 22f ==,()ln 633f =, 所以()f x a >-在()0,4的整数解为1x =和2x =,所以ln 6ln 23a ≤-<,解得ln 6ln 23a -<≤-. 故选:C类型四、零点之和例4-1.(2022·全国·高三专题练习(文))已知函数()1sin sin f x x x=+,定义域为R 的函数()g x 满足()()0g x g x -+=,若函数()y f x =与()y g x =图象的交点为()()()112266,,,,,,x y x y x y ⋯,则()61i j i x y =+=∑( )A .0B .6C .12D .24 【答案】A 【分析】首先判断()f x 的奇偶性,再根据奇偶函数的对称性计算可得;【详解】由()()0g x g x -+=得()y g x =的图象关于()0,0对称,因为()1sin sin f x x x=+,定义域为{}|,x x k k Z π≠∈,且()()()()11sin sin sin sin f x x x f x x x -=+-=--=--,所以()1sin sin f x x x=+为奇函数,即()1sin sin f x x x=+也关于()0,0对称, 则函数()1sin sin f x x x=+与()y g x =图象的交点关于()0,0对称,则不妨设关于点()0,0对称的坐标为()()1166,,,,x y x y ⋯,则16160,022x x y y ++==, 252534340,0,0,02222x x y y x x y y ++++==== 则1616252534340,0,0,0,0,0x x y y x x y y x x y y +=+=+=+=+=+=,即()61i i i x y =+=∑()3000⨯+=,故选:A .例4-2(2021·新疆·克拉玛依市教育研究所模拟预测(理))已知定义在R 上的奇函数()f x 满足()()2f x f x =-,当[]1,1x ∈-时,()3f x x =,若函数()()()4g x f x k x =--的所有零点为()1,2,3,,i x i n =,当1335k <<时,1nii x==∑( )A .20B .24C .28D .36 【答案】C 【分析】根据题意可得函数()f x是周期为4,关于点(4,0)中心对称的函数,再将函数()()()4y k x=与()4=-的交点的横坐标,又函数=--的所有零点转化为()y f xg x f x k x()4=-经过定点(4,0),且关于(4,0)中心对称,在坐标系中作出草图,根据数形结合y k x即可求出结果.【详解】∵定义在R上的奇函数()=-,故图象关于1f x f x2f x满足()()x=对称,∴()()2+=-,f x f x--=-,故()()2f x f x∴()()()f x f x f x+=-+=,即周期为4,42又()f x一个对称中心,f x定义在R上的奇函数,所以(4,0)是函数()又因为当[]=,作出函数()f x的草图,如下:f x xx∈-时,()31,1函数()()()4=与()4y k x=-的交点的横坐标,y f xg x f x k x=--的所有零点即为()易知函数()4=-经过定点(4,0),且关于(4,0)中心对称,y k x又1335k <<,分别作出函数()143y x =-和()345y x =-的图象,则函数()4y k x =-的图象在函数()143y x =-和()345y x =-的图象之间,如下图所示:则()y f x =与()4y k x =-交点关于(4,0)中心对称,由图像可知关于(4,0)对称的点共有3对,同时还经过点(4,0),所以1324428ni i x ==⨯⨯+=∑.故选:C.类型五、等高线的使用例5-1.(2021·福建宁德·高三期中)已知函数()()8sin ,02log 1,2x x f x x x π≤≤⎧=⎨->⎩,若a 、b 、c 互不相等,且()()()f a f b f c ==,则a b c ++的取值范围是___________. 【答案】[)3,10/310a b c ≤++<【分析】根据题意,作出函数()y f x =图象,数形结合即可求解.根据题意,作出函数()y f x =图象,令()()()f a f b f c t ===,可知函数()y f x =图象与y t =的图象有三个不同交点,由图可知01t ≤<.因a 、b 、c 互不相等,故不妨设a b c <<,由图可知1212a b +=⨯=.当01t <<,时()8log 1c t -=,因01t <<,所以118c <-<,即29c <<,故310a b c <++<; 当0t =时,2c =,故3a b c ++=. 综上所述,310a b c ≤++<. 故答案为:[)3,10.例5-2(2021·山西太原·高三期中)设函数22log (1),13()(4),3x x f x x x ⎧-<≤⎪=⎨->⎪⎩,()f x a =有四个实数根1x ,2x ,3x ,4x ,且1234x x x x <<<,则()3412114x x x x ++的取值范围是( ) A .109,32⎛⎫⎪⎝⎭B .(0,1)C .510,23⎛⎫ ⎪⎝⎭D .3,22⎛⎫⎪⎝⎭【答案】A根据分段函数解析式研究()f x 的性质,并画出函数图象草图,应用数形结合及题设条件可得123412345x x x x <<<<<<<<、348x x +=、12(1)(1)1x x --=,进而将目标式转化并令11121t x x =-+,构造1()21g x x x =-+,则只需研究()g x 在3(,2)2上的范围即可. 【详解】由分段函数知:12x <≤时()(,0]f x ∈-∞且递减;23x <≤时()[0,1]f x ∈且递增;34x <<时,()(0,1)f x ∈且递减;4x ≥时,()[0,)f x ∈+∞且递增;∴()f x 的图象如下:()f x a =有四个实数根1x ,2x ,3x ,4x 且1234x x x x <<<,由图知:01a <<时()f x a =有四个实数根,且123412345x x x x <<<<<<<<,又348x x +=, 由对数函数的性质:121212(1)(1)()11x x x x x x --=-++=,可得21111x x =-, ∴令()3411122111112214x x x x x t x x x ++=+=-+=,且1322x <<, 由1()21g x x x=-+在3(,2)2上单增,可知31()21(2)2g x g x<-+<,所以10932t <<故选:A.例5-3(2021·吉林吉林·高三月考(理))()22,01ln ,0x x x f x x x ⎧--≤⎪=⎨+>⎪⎩,若存在互不相等的实数a ,b ,c ,d 使得()()()()f f b f d m a c f ====,则下列结论中正确的为( ) ①()0,1m ∈;②()122e 2,e 1a b c d --+++∈--,其中e 为自然对数的底数; ③函数()y f x x m =--恰有三个零点.A .①②B.①③C.②③D.①②③ 【答案】D 【分析】①将问题转化为直线y m =与函数()22,01ln ,0x x x f x x x ⎧--≤⎪=⎨+>⎪⎩图像有4个交点,观察图像可得答案;②设a b c d <<<,则可得2a b +=-, ()1ln 1ln c d -+=+,根据关系代入a b c d +++求值域即可;③函数()y f x x m =--的零点个数,即为函数()y f x =与y x m =+的图像交点个数,关注1m =和0m =时的交点个数即可得答案根据图像可得答案. 【详解】解:函数()22,01ln ,0x x x f x x x ⎧--≤⎪=⎨+>⎪⎩的图像如图:()()()()f f b f d a c f m ====,即直线y m =与函数()22,01ln ,0x x x f x x x ⎧--≤⎪=⎨+>⎪⎩图像有4个交点,故()0,1m ∈,①正确;()()()()f f b f d a c f m ====,不妨设a b c d <<<,则必有2a b +=-, ()1ln 1ln c d -+=+,ln ln 2d c ∴+=-,则2e c d-=,且11e d << 2e c d d d-∴++=,由对勾函数的性质可得函数2e y x x -=+在1,1e ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,()2122e ,e 1e dc d d ---∴+=∈++,()1222,1a b c d e e --∴+++∈--,②正确;函数()y f x x m =--的零点个数,即为函数()y f x =与y x m =+的图像交点个数,如图当1m =时,函数()y f x =与y x m =+的图像有3个交点, 当0m =时,研究y x =与1ln y x =+是否相切即可,1y x'=,令1y '=,则1x =,则切点为()1,1,此时切线方程为11y x -=-,即y x =, 所以y x =与1ln y x =+图像相切,此时函数()y f x =与y x m =+的图像有3个交点, 因为()0,1m ∈,故函数()y f x =与y x m =+的图像恒有3个交点, 即函数()y f x x m =--恰有三个零点,③正确.故选:D. 【点睛】关键点点睛:将函数的零点问题转化为图像的交点问题,可以使问题更加直观,并方便解答.例5-4.(2021·辽宁实验中学高三期中)已知函数()266,1ln 1,1x x x f x x x ⎧---≤⎪=⎨+>⎪⎩,若关于x 的方程()f x m =恰有三个不同实数解123x x x <<,则关于n 的方程()()121222356516n x x x x x -+=++-的正整数解取值可能是( ) A .1B .2C .3D .4 【答案】ABC 【分析】在同一平面直角坐标系中作出(),y f x y m ==的函数图象,根据图象有3个交点确定出123,,x x x 的关系,所以可将方程转化为()3315(ln 21)n x x -+=-,然后构造函数()()()ln 21g x x x =+-并分析()g x 的单调性确定出其值域,由此可求解出n 的取值范围,则n 的值可确定.【详解】在同一平面直角坐标系中作出(),y f x y m ==的函数图象如下图所示:当1x ≤时,()2333y x =-++≤,当1x >时,ln 11y x =+>,所以由图象可知:()1,3m ∈时关于x 的方程()f x m =恰有三个不同实数解,又()221223236,ln 625x x x x x ++=⨯-=+-=--,所以()()()121223323ln 2)5651(16n x x x x x x x -+=+++-=-, 又因为()1,3m ∈,所以()3ln 11,3x +∈,所以()231,e x ∈ , 设()()()()()2ln 211,e g x x x x =+-∈,所以()1ln 3g x x x'=-+,显然()g x '在()21,e 上单调递增,所以()()120g x g ''>=>,所以()g x 在()21,e 上单调递增,所以()()()()21,e g x g g ∈,即()()20,4e 4g x ∈-, 所以()1250,4e 4n -∈-,所以n 可取1,2,3 故选:ABC.类型六、嵌套函数零点例6-1.(2021·黑龙江·哈尔滨三中高三期中(理))设函数()32,0lg ,0x x f x x x +≤⎧=⎨>⎩,则函数()()12y f f x =-的零点个数为( )A .1个B .2个C .3个D .4个 【答案】C 【详解】函数()32,0lg ,0x x f x x x +≤⎧=⎨>⎩的图象如图所示,由()()102y f f x =-=,得()()12f f x =,令()f x t =,则1()2f t =,当0t ≤时,1322t +=,得12t =-,当0t >时,1lg 2t =,则t所以当12t =-时,1()2f x =-,由图象可知方程有两个实根,当 =t ()f x =,由图象可知,方程有1个实根,综上,方程()()12f f x =有3个实根,所以函数()()12y f f x =-的零点个数为3,故选:C例6-2.(2021·天津市第四十七中学高三月考)已知函数()2e ,0,0x x f x x x ⎧≤⎪=⎨>⎪⎩,2()2g x x x=-+(其中e 是自然对数的底数),若关于x 的方程(())g f x m =恰有三个不等实根123,,x x x ,且123x x x <<,则12322x x x -+的最大值为___________. 【答案】3ln3- 【分析】设()f x t =,则根据题意得2()20g t m t t m -=-+-=必有两个不相等的实根12,t t ,不妨设12t t <,故122t t +=,212t t =-,再结合()f x 的图象可得1221x x e t ==,3212x t t ==-,101t <<,进而1231122ln 34x x x t t -+=-+,再构造函数()()ln 34,01h t t t t =-+<<,分析函数的单调性,求得最大值. 【详解】由题意设()f x t =,根据方程(())0g f x m -=恰有三个不等实根,即2()20g t m t t m -=-+-=必有两个不相等的实根12,t t ,不妨设12t t <122t t ∴+=,则212t t =-,方程1()f x t =或2()f x t =有三个不等实根123,,x x x ,且123x x x <<, 作出图象如图所示:那么1221x x e t ==,可得3212x t t ==-,101t <<, 所以1231122ln 34x x x t t -+=-+,构造新函数()()ln 34,01h t t t t =-+<<,则13()t h t t-'=,所以()h t 在10,3⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在1,13⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,所以max 1()3ln 33h t h ⎛⎫==- ⎪⎝⎭,所以12322x x x -+的最大值为3ln3-. 故答案为:3ln3-.例6-3(2021·全国·高三专题练习)设函数()210log 0x x f x x x +≤⎧=⎨>⎩,,,,若函数()()()g x f f x a=-有三个零点,则实数a 的范围为________. 【答案】(]01,.【分析】令()t f x =,则原方程的解变为方程组()()t f x f t a =⎧⎪⎨=⎪⎩,①②的解,作出函数()y f x =,采用数形结合法即求. 【详解】函数()g x 的零点即为方程()0g x =的解,令()t f x =,则原方程的解变为方程组()()t f x f t a =⎧⎪⎨=⎪⎩,①②的解,作出函数()y f x =的图象,由图象可知,当1t>时,有唯一的x与之对应;当1t≤时,有两个不同的x与之对应.由方程组()()t f xf t a=⎧⎪⎨=⎪⎩,①②有三个不同的x知,需要方程②有两个不同的t,且一个1t>,一个1t≤,结合图象可知,当(]01a∈,时,满足一个(]10t∈-,,一个(]12t∈,,符合要求,综上,实数a的取值范围为(]01,.故答案为:(]01,.例6-4. 已知函数,若关于的方程有8个不等的实数根,则的取值范围是()A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】由题意结合函数的图形将原问题转化为二次方程根的分布的问题,据此得到关于a的不等式组,求解不等式组即可.【详解】绘制函数的图象如图所示,令,由题意可知,方程在区间上有两个不同的实数根,令,由题意可知:,据此可得: .即 的取值范围是.类型七、隐零点处理例7-1.(1)已知函数f(x)=x 2+πcos x ,求函数f(x)的最小值;(2)已知函数()()32213210f x xax a x a a ⎛⎫=++++> ⎪⎝⎭,若()f x 有极值,且()f x 与()f x '(()f x '为()f x 的导函数)的所有极值之和不小于263-,则实数a 的取值范围是( ) A .(]0,3B .(]1,3C .[]1,3D .[)3,+∞【解析】(1)易知函数f(x)为偶函数,故只需求x∈[0,+∞)时f(x)的最小值.f′(x)=2x -πsin x ,令2x -πsin x=0,得2,0π==x x ,即x∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,f′(x)<0,f(x)单调递减,又当x∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,+∞时,2x >π>πsin x ,f′(x)>0,f(x)单调递增,所以f(x)min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=π24.(2)【答案】B 【解析】由题意得()221362f x x ax a a'=+++()0a >, 因为()f x 有极值,所以()2213620f x x ax a a'=+++=有2个不等实根,即()222116432120a a a a a ⎛⎫⎛⎫∆=-⨯⨯+=-> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即310a a->, 因为0a >,解得1a >.令()()()2213620h x f x x ax a a a '==+++>,由()660h x x a '=+=得x a =-,设()f x 的极值点为1x ,2x ,则1x ,2x 为方程()2213620f x x ax a a'=+++=的根,则122x x a +=-,2122133a x x a=+, 因为()()3223221211122211321321f x f x x ax a x x ax a x a a ⎛⎫⎛⎫+=+++++++++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()()()3221212121212121336220x x x x x x a x x ax x a x x a ⎛⎫=+-+++-++++= ⎪⎝⎭,所以()()()2121263f x f x f a a a '++-=-+≥-, 令()()211g a a a a =-+>,易得()g a 在()1,+∞上单调递减,且()2633g =-,所以31≤<a . 故选:B.例7-2已知函数()ln()(0)x a f x e x a a -=-+>. (1)证明:函数()'f x 在(0,)+∞上存在唯一的零点;(2)若函数()f x 在区间(0,)+∞上的最小值为1,求a 的值.【答案】(1)证明见解析;(2)12(1)求解出导函数,分析导函数的单调性,再结合零点的存在性定理说明()'f x 在(0,)+∞上存在唯一的零点即可;(2)根据导函数零点0x ,判断出()f x 的单调性,从而()min f x 可确定,利用()min 1f x =以及1ln y x x=-的单调性,可确定出0,x a 之间的关系,从而a 的值可求. 【详解】(1)证明:∵()ln()(0)x a f x e x a a -=-+>,∴1()x af x e x a-'=-+. ∵x a e -在区间(0,)+∞上单调递增,1x a+在区间(0,)+∞上单调递减, ∴函数()'f x 在(0,)+∞上单调递增.又1(0)a aaa e f e a ae--'=-=,令()(0)a g a a e a =->,()10ag a e '=-<, 则()g a 在(0,)+∞上单调递减,()(0)1g a g <=-,故(0)0f '<.令1m a =+,则1()(1)021f m f a e a ''=+=->+ 所以函数()'f x 在(0,)+∞上存在唯一的零点.(2)解:由(1)可知存在唯一的0(0,)x ∈+∞,使得()00010x af x ex a-'=-=+,即001x a e x a-=+(*). 函数1()x af x e x a-'=-+在(0,)+∞上单调递增. ∴当()00,x x ∈时,()0f x '<,()f x 单调递减;当()0,x x ∈+∞时,()0f x '>,()f x 单调递增.∴()()0min 00()ln x af x f x e x a -==-+.由(*)式得()()min 0001()ln f x f x x a x a==-++. ∴()001ln 1x a x a-+=+,显然01x a +=是方程的解. 又∵1ln y x x =-是单调递减函数,方程()001ln 1x a x a -+=+有且仅有唯一的解01x a +=, 把01x a =-代入(*)式,得121a e -=,∴12a =,即所求实数a 的值为12.【方法总结】类型一:化为一元二次函数得零点问题 类型二:复杂函数得零点思想:①先设后求、设而不求②与零点存在性定理结合使用步骤:(1)用零点存在性定理判定导函数零点的存在性,列出零点方程f(x 0)=0,并结合f(x)的单调性得到零点的取值范围.(2)将零点方程适当变形,整体代入最值式子进行化简证明,有时(1)中的零点范围还可以适当缩小.例7-3已知函数()xf x xe =,()lng x x x =+.若()()()21f x g x b x -≥-+恒成立,求b 的取值范围. 【答案】(],2-∞.解:原不等式等价于()()ln 21xxe x x b x -+≥-+,即ln 1x xe x x bx +--≥,在()0,x ∈+∞上恒成立,等价于ln 1x xe x x b x +--≥,在()0,x ∈+∞上恒成立,令()ln 1x xe x x t x x +--=,()0,x ∈+∞,∴()22ln x x e xt x x+'=, 令()2ln xx x e x ϕ=+,则()x ϕ为()0,∞+上的增函数,又当0x →时,()x ϕ→-∞,()10e ϕ=>,∴()x ϕ在()0,1存在唯一的零点0x ,即0020e n 0l xx x +=,由0001ln 2000000ln 1ln 0ln x x x x x e x x e e x x ⎛⎫+=⇔=-= ⎪⎝⎭,又有x y xe =在()0,∞+上单调递增, ∴0001ln ln x x x ==-,001x e x =,∴()()00000min 0ln 12x x e x x t x t x x +--===⎡⎤⎣⎦, ∴2b ≤,∴b 的取值范围是(],2-∞.例7-4已知函数()()22e xx x f a x =-+.(1)讨论函数()f x 的单调性;(2)当1a =时,判断函数()()21ln 2g x f x x x -+=零点的个数,并说明理由.【答案】(1)答案见解析;(2)()g x 只有一个零点,理由见解析.(1)求出导数()'f x ,按a 分类讨论确定()'f x 的正负,得函数的单调性;(2)求出导函数()'g x ,对其中一部分,设()1e xh x x=-(0x >),用导数确定它的零点0(0,1)x ∈,这样可确定()g x 的单调性与极值,然后结合零点存在定理确定结论. 【详解】(1)()f x 的定义域为R ,()()()()2222e 2e 2e x x xx x x a f x a x =-+-+=+-',当2a ≥时,()0f x '≥,则()f x 在R 上是增函数;当2a <时,()(2(2)e e xx x a x x f x ⎡⎤=--=⎣⎦',所以()0x f x =⇔='()0x f x >⇔<'或x > ()0f x x ⇔<'<所以()f x 在(上是减函数,在(,-∞和)+∞上是增函数.(2)当1a =时,()()2211e ln 2xg x x x x =--+,其定义域为()0,∞+,则()()()1e 11x g x x x x '=+--⎛⎫⎪⎝⎭.设()1e xh x x =-(0x >),则()21e 0xh x x'=+>,从而()h x 在()0,∞+上是增函数,又1202h ⎛⎫=< ⎪⎝⎭,()1e 10h =->, 所以存在01,12x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,使得()0001e 0x h x x =-=,即001e x x =,00ln x x =-. 列表如下:由表格,可得()g x 的极小值为()12g =-;()g x 的极大值为()()022222000000000002111111e ln 2222x x x g x x x x x x x x x -+=--+=--=-+-因为()0g x 是关于0x 的减函数,且01,12x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以()03128g x -<<-,所以()g x 在(]0,1内没有零点.又()1102g =-<,()22e 2ln 20g =-+>,所以()g x 在()1,+∞内有一个零点. 综上,()g x 只有一个零点.类型八、隐零点之极值点偏离类型一、目标与极值点相关 思想:偏离−−→−转化对称步骤:(1)利用单调性与零点存在定理判定零点个数 (2)确定极值点(3)确定零点所在区域 (4)构造对称函数 类型二、目标与极值点不相关步骤:(1)利用单调性与零点存在定理判定零点个数 (2)确定极值点(3)确定零点所在区域(4)寻找零点之间的关系,消元换元来解决例8-1.(2021·江苏高三开学考试)已知函数()ln a f x x x=+(a ∈R )有两个零点.(1)证明:10ea <<.(2)若()f x 的两个零点为1x ,2x ,且12x x <,证明:a x x 221>+.(3)若()f x 的两个零点为1x ,2x ,且12x x <,证明:.121<+x x 【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析. 【分析】(1)首先求出导函数,当0a ≤时显然不成立,当0a >时求出函数的单调区间,即可得到函数的极小值()f a ,依题意()0f a <,即可求出参数a 的取值范围;(2)由(1)可得120x a x <<<,设()()()2g x f a x f x =--,求出函数的导函数,即可得到122x x a +>,(3)由(1)可得120x a x <<<,再设21x tx =,1t >,则1221ln ln x x t x x ==,则()()12ln 1ln ln 1t t x x t t t +⎛⎫+=- ⎪-⎝⎭,再利用导数说明()ln 1th t t =-的单调性,即可得到121x x +<,从而得证; 【详解】(1)证明:由()ln af x x x=+,0x >,可得()21af x x x '=-,0x >.当0a ≤时,()0f x '>,所以()f x 在()0,∞+上单调递增,与题意不符.当0a >时,令()210af x xx '=-=,得x a =. 当()0,x a ∈时,()0f x '<,()f x 单调递减;当(),x a ∈+∞时,()0f x '>,()f x 单调递增.可得当x a =时,()f x 取得极小值()ln 1f a a =+.又因为函数()ln a f x x x=+有两个零点,所以()n 10l a f a =+<,可得1e a <.综上,10ea <<.(2)解:由上可得()f x 的极小值点为x a =,则120x a x <<<.设()()()()l 2ln 22n a ag x f a x f x a x a x xx =--=-+---,()0,x a ∈, 可得()()()()222224110222a x a a ag x a x x x a x x a x ---'=--+=>---,()0,x a ∈,所以()g x 在()0,a 上单调递增,所以()()0g x g a <=,即()()20f a x f x --<,则()()2f a x f x -<,()0,x a ∈,所以当120x a x <<<时,12a x a ->,且()()()1122f a x f x f x -<=.因为当(),x a ∈+∞时,()f x 单调递增,所以122a x x -<,即122x x a +>.(3)由(1)可得120x a x <<<,设21x tx =,1t >,则1122ln 0,ln 0,a x x a x x ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩则1221ln ln x x t x x ==,即()1211ln ln ln ln ln x t x t tx t x t ===+.所以1ln ln 1t tx t =--, 所以()()()()()1211ln 1ln ln ln ln 1ln ln 1ln 111t t tt x x x t x t t t t t t ⎛⎫++=+=++=-++=- ⎪--⎝⎭.又因为()ln 1th t t =-,则()()211l n 01t t h t t --'=<-,所以()h t 在()1,+∞上单调递减,所以()ln 1ln 1t t t t +<-,所以()12ln 0x x +<,即12 1.x x +<综上,1221a x x <+<.【点睛】导函数中常用的两种常用的转化方法:一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题.注意分类讨论与数形结合思想的应用;二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理. 练、已知函数f(x)=x 2+πcos x. (1)求函数f(x)的最小值;(2)若函数g(x)=f(x)-a 在(0,+∞)上有两个零点x 1,x 2,且x 1<x 2,求证:x 1+x 2<π. 【解析】 (1)易知函数f(x)为偶函数,故只需求x∈[0,+∞)时f(x)的最小值.f′(x)=2x -πsin x ,当x∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2时,设h(x)=2x -πsin x ,h′(x)=2-πcos x ,显然h′(x)单调递增,而h′(0)<0,h′⎝ ⎛⎭⎪⎫π2>0,由零点存在性定理知,存在唯一的x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,使得h′(x 0)=0.当x∈(0,x 0)时,h′(x)<0,h(x)单调递减,当x∈⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0,π2时,h′(x)>0,h(x)单调递增,而 h(0)=0,h ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=0,故x∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,h(x)<0,即x∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,f′(x)<0,f(x)单调递减,又当x∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,+∞时,2x >π>πsin x ,f′(x)>0,f(x)单调递增,所以f(x)min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=π24.(2)证明:依题意得x 1∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,+∞,f(x 1)=f(x 2), 构造函数F(x)=f(x)-f(π-x),x∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,F′(x)=f′(x)+f′(π-x)=2π-2πsin x >0,即函数F(x)单调递增,所以F(x)<F ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=0,即当x∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2时,f(x)<f(π-x),而x 1∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,所以f(x 1)<f(π-x 1),又f(x 1)=f(x 2),即f(x 2)<f(π-x 1),此时x 2,π-x 1∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,+∞. 由(1)可知,f(x)在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,+∞上单调递增,所以x 2<π-x 1,即x 1+x 2<π.练、已知函数21()1xx f x e x-=+. (Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)证明:当12()()f x f x =12()x x ≠时,120x x +<【解析】解: (Ⅰ) .)123)12)1()1)11()('222222x x x xe x x e x x e x x f x x x ++--⋅=+⋅--+⋅-+-=((( ;)(,0)(']0-02422单调递增时,,(当x f y x f x =>∞∈∴<⋅-=∆单调递减)时,,当)(,0)('0[x f y x f x =≤∞+∈.所以,()y f x =在0]-∞在(,上单调递增;在[0x ∈+∞,)上单调递减. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,只需要证明:当x>0时f(x) < f(-x)即可。
高中数学函数知识点总结1. 函数的三要素是什么?如何比较两个函数是否相同? (定义域、对应法则、值域)相同函数的判断方法:①表达式相同;②定义域一致 (两点必须同时具备) 2. 求函数的定义域有哪些常见类型?()()例:函数的定义域是y x x x =--432lg ()()()(答:,,,)022334Y Y函数定义域求法:● 分式中的分母不为零;● 偶次方根下的数(或式)大于或等于零; ●指数式的底数大于零且不等于一;对数式的底数大于零且不等于一,真数大于零。
● 正切函数x y tan = ⎪⎭⎫⎝⎛∈+≠∈Zππk k x R x ,2,且 ● 余切函数x y cot = ()Z π∈≠∈k k x R x ,,且 ●反三角函数的定义域函数y =arcsinx 的定义域是 [-1, 1] ,值域是,函数y =arccosx 的定义域是 [-1, 1] ,值域是[0, π] ,函数y =arctgx 的定义域是 R ,值域是.,函数y =arcctgx 的定义域是 R ,值域是 (0, π) .当以上几个方面有两个或两个以上同时出现时,先分别求出满足每一个条件的自变量的范围,再取他们的交集,就得到函数的定义域。
3. 如何求复合函数的定义域?[]的定,则函数,,的定义域是如:函数)()()(0)(x f x f x F a b b a x f -+=>-> 义域是_____________。
[](答:,)a a -出x 的范围,即为[])(x g f y =的定义域。
例 若函数)(x f y =的定义域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,21,则)(log 2x f 的定义域为 。
分析:由函数)(x f y =的定义域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,21可知:221≤≤x ;所以)(log 2x f y =中有2log 212≤≤x 。
解:依题意知: 2log 212≤≤x 解之,得 42≤≤x∴)(log 2x f 的定义域为{}42|≤≤x x4、函数值域的求法1、直接观察法对于一些比较简单的函数,其值域可通过观察得到。
例 求函数y=x1的值域2、配方法配方法是求二次函数值域最基本的方法之一。
例、求函数y=2x -2x+5,x ∈[-1,2]的值域。
3、判别式法对二次函数或者分式函数(分子或分母中有一个是二次)都可通用,但这类题型有时也可以用其他方法进行化简,不必拘泥在判别式上面下面,我把这一类型的详细写出来,希望大家能够看懂.112..22222222ba y 型:直接用不等式性质k+xbxb. y 型,先化简,再用均值不等式x mx nx 1 例:y 1+x x+xx m x n c y 型 通常用判别式x mx n x mx nd. y 型x n法一:用判别式 法二:用换元法,把分母替换掉x x 1(x+1)(x+1)+1 1例:y (x+1)1211x 1x 1x 1==++==≤''++=++++=+++-===+-≥-=+++4、反函数法直接求函数的值域困难时,可以通过求其原函数的定义域来确定原函数的值域。
例 求函数y=6543++x x 值域。
5、函数有界性法直接求函数的值域困难时,可以利用已学过函数的有界性,来确定函数的值域。
我们所说的单调性,最常用的就是三角函数的单调性。
例 求函数y=11+-x x e e ,2sin 11sin y θθ-=+,2sin 11cos y θθ-=+的值域。
110112sin 11|sin |||1,1sin 22sin 12sin 1(1cos )1cos 2sin cos 1)1,sin()sin()11即又由解不等式,求出,就是要求的答案x x x e y y e y e y y y y y y yx y x x y θθθθθθθθθθθθ-+=⇒=>-+-+=⇒=≤+--=⇒-=++-=++=++=+≤≤6、函数单调性法通常和导数结合,是最近高考考的较多的一个内容 例求函数y=+-25x log31-x (2≤x ≤10)的值域7、换元法通过简单的换元把一个函数变为简单函数,其题型特征是函数解析式含有根式或三角 函数公式模型。
换元法是数学方法中几种最主要方法之一,在求函数的值域中同样发 挥作用。
例 求函数y=x+1-x 的值域。
8 数形结合法其题型是函数解析式具有明显的某种几何意义,如两点的距离公式直线斜率等等,这 类题目若运用数形结合法,往往会更加简单,一目了然,赏心悦目。
例:已知点P (x.y )在圆x 2+y 2=1上,2,(2),2(,20, (1)的取值范围 (2)y-2的取值范围解:(1)令则是一条过(-2,0)的直线. d 为圆心到直线的距离,R 为半径)(2)令y-2即也是直线d d yx x yk y k x x R d x b y x b R +==+-≤=--=≤例求函数y=)2(2-x +)8(2+x 的值域。
解:原函数可化简得:y=∣x-2∣+∣x+8∣上式可以看成数轴上点P (x )到定点A (2),B (-8)间的距离之和。
由上图可知:当点P 在线段AB 上时, y=∣x-2∣+∣x+8∣=∣AB ∣=10当点P 在线段AB 的延长线或反向延长线上时, y=∣x-2∣+∣x+8∣>∣AB ∣=10 故所求函数的值域为:[10,+∞) 例求函数y=1362+-x x+542++x x的值域解:原函数可变形为:y=)20()3(22--+x +)10()2(22+++x上式可看成x 轴上的点P (x ,0)到两定点A (3,2),B (-2,-1)的距离之和,由图可知当点P 为线段与x 轴的交点时, y m in =∣AB ∣=)12()23(22+++=43,故所求函数的值域为[43,+∞)。
注:求两距离之和时,要将函数 9 、不等式法利用基本不等式a+b ≥2ab ,a+b+c ≥3abc 3(a ,b ,c ∈R +),求函数的最值,其题型特征解析式是和式时要求积为定值,解析式是积时要求和为定值,不过有时须要用到拆项、添项和两边平方等技巧。
例:33()13()32x (3-2x)(0<x<1.5)x x+3-2x =x x (3-2x) (应用公式abc 时,应注意使3者之和变成常数)a b c +⋅⋅≤=++≤ 10.倒数法有时,直接看不出函数的值域时,把它倒过来之后,你会发现另一番境况 例 求函数y=32++x x 的值域320112022012时,时,=00y x x y y x y y =++≠==≥⇒<≤+=∴≤≤多种方法综合运用总之,在具体求某个函数的值域时,首先要仔细、认真观察其题型特征,然后再选择恰当的方法,一般优先考虑直接法,函数单调性法和基本不等式法,然后才考虑用其他各种特殊方法。
2(0)113322x =x (应用公式a+b+c 者的乘积变成常数)x xx x +>++≥=≥5. 求一个函数的解析式或一个函数的反函数时,注明函数的定义域了吗?切记:做题,特别是做大题时, 一定要注意附加条件,如定义域、单位等东西要记得协商,不要犯我当年的错误,与到手的满分失之交臂()如:,求fx e x f x x +=+1().令,则t x t =+≥10 ∴x t =-21 ∴f t et t ()=+--2121 ()∴f x e x x x()=+-≥-212106. 反函数存在的条件是什么? (一一对应函数)求反函数的步骤掌握了吗?(①反解x ;②互换x 、y ;③注明定义域)()()如:求函数的反函数f x xx xx ()=+≥-<⎧⎨⎪⎩⎪1002()()(答:)f x x x x x -=->--<⎧⎨⎪⎩⎪1110()在更多时候,反函数的求法只是在选择题中出现,这就为我们这些喜欢偷懒的人提供了大方便。
请看这个例题:(2004.全国理)函数)1(11≥+-=x x y 的反函数是( B ) A .y=x 2-2x +2(x <1) B .y=x 2-2x +2(x ≥1) C .y=x 2-2x (x <1)D .y=x 2-2x (x ≥1)当然,心情好的同学,可以自己慢慢的计算,我想, 一番心血之后,如果不出现计算问题的话,答案还是可以做出来的。
可惜,这个不合我胃口,因为我一向懒散惯了,不习惯计算。
下面请看一下我的原函数定义域为 x 〉=1,那反函数值域也为y>=1. 排除选项C,D.现在看值域。
原函数至于为y>=1,则反函数定义域为x>=1, 答案为B.我题目已经做完了, 好像没有动笔(除非你拿来写*书)。
思路能不能明白呢? 7. 反函数的性质有哪些? 反函数性质: 1、 反函数的定义域是原函数的值域 (可扩展为反函数中的x 对应原函数中的y ) 2、 反函数的值域是原函数的定义域(可扩展为反函数中的y 对应原函数中的x )3、反函数的图像和原函数关于直线=x 对称(难怪点(x,y )和点(y ,x )关于直线y=x 对称①互为反函数的图象关于直线y =x 对称; ②保存了原来函数的单调性、奇函数性;③设的定义域为,值域为,,,则y f(x)A C a A b C f(a)=b f 1=∈∈⇔=-()b a [][]∴====---f f a f b a f f b f a b 111()()()(),由反函数的性质,可以快速的解出很多比较麻烦的题目,如(04. 上海春季高考)已知函数)24(log )(3+=xx f ,则方程4)(1=-x f 的解=x __________. 8 . 如何用定义证明函数的单调性? (取值、作差、判正负) 判断函数单调性的方法有三种: (1)定义法:根据定义,设任意得x 1,x 2,找出f(x 1),f(x 2)之间的大小关系 可以变形为求1212()()f x f x x x --的正负号或者12()()f x f x 与1的关系(2)参照图象:①若函数f(x)的图象关于点(a ,b)对称,函数f(x)在关于点(a ,0)的对称区间具有相同的单调性; (特例:②若函数f(x)的图象关于直线x =a 对称,则函数f(x)在关于点(a ,0)的对称区间里具有相反的单调性。
(特例:偶函数) (3)利用单调函数的性质:①函数f(x)与f(x)+c(c 是常数)是同向变化的②函数f(x)与cf(x)(c 是常数),当c >0时,它们是同向变化的;当c <0时,它们是反向变化的。
③如果函数f1(x),f2(x)同向变化,则函数f1(x)+f2(x)和它们同向变化;(函数相加)④如果正值函数f1(x),f2(x)同向变化,则函数f1(x)f2(x)和它们同向变化;如果负值函数f1(2)与f2(x)同向变化,则函数f1(x)f2(x)和它们反向变化;(函数相乘) ⑤函数f(x)与1()f x 在f(x)的同号区间里反向变化。