【精选8套高考试卷】2019届高三理科数学二轮复习讲义:模块二专题一第三讲基本初等函数、函数与方程及函数

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专题一集合、常用逻辑用语、不等式、函数与导数第三讲基本初等函数、函数与方程及函数的应用高考导航对基本初等函数的考查形式主要是选择题、填空题,也有可能以解答题中某一小问的形式出现,考查其图象与性质.2.函数零点主要考查零点所在区间、零点个数的判断以及由函数零点的个数求解参数的取值范围.3.函数的实际应用常以实际生活为背景,与最值、不等式、导数、解析几何等知识交汇命题.(对应学生用书P022)1.(2016·全国卷Ⅲ)已知a=243,b=425,c=2513,则( )A.b<a<c B.a<b<c C.b<c<a D.c<a<b[解析] ∵b=425=(22) 25=245,又a=243,∴a>b.∵a=243=(22)23=423,c=(25)13=(52)13=523,∴a<c,∴b<a<c.[答案] A2.(2017·昆明一模)设函数f(x)=e x+x-2,g(x)=lnx+x2-3.若函数f(x),g(x)的零点分别为a,b,则有( )A.g(a)<0<f(b) B.f(b)<0<g(a)C.0<g(a)<f(b) D.f(b)<g(a)<0[解析] 易知函数f(x),g(x)在定义域上都是单调递增函数,且f(0)=-1<0,f(1)=e-1>0,g(1)=-2<0,g(2)=ln2+1>0,所以a,b存在且唯一,且a∈(0,1),b∈(1,2),从而f(1)<f(b)<f(2),g(0)<g(a)<g(1),于是f(b)>0,g(a)<0,即g(a)<0<f(b).[答案] A3.(2017·北京卷)根据有关资料,围棋状态空间复杂度的上限M约为3361,而可观测宇宙中普通物质的原子总数N 约为1080,则下列各数中与M N最接近的是( )(参考数据:lg3≈0.48)A .1033B .1053C .1073D .1093[解析] 因为lg3≈0.48,所以3≈100.48,所以M N =33611080≈0.483611080=100.48×3611080=10173.281080=1093.28≈1093.故选D. [答案] D4.(2017·浙江卷)若函数f(x)=x 2+ax +b 在区间[0,1]上的最大值是M ,最小值是m ,则M -m( ) A .与a 有关,且与b 有关 B .与a 有关,但与b 无关 C .与a 无关,且与b 无关D .与a 无关,但与b 有关[解析] ∵f(x)=x 2+ax +b =⎝ ⎛⎭⎪⎫x +a 22+b -a 24,对称轴为x =-a 2,下面分情况讨论:①若1<-a2,即a<-2时,f(x)max =f(0)=b ,f(x)min =f(1)=a +b +1,此时M -m =b -(a +b +1)=-a -1;②若12<-a 2≤1,即-2≤a<-1时,f(x)max =f(0)=b, f(x)min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2=b -a 24,此时M -m =b -⎝ ⎛⎭⎪⎫b -a 24=a 24;③若0<-a 2≤12,即-1≤a<0时,f(x)max =f(1)=a +b +1, f(x)min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2=b -a 24, 此时M -m =a +b +1-⎝ ⎛⎭⎪⎫b -a 24=1+a +a 24;④若-a2≤0,即a≥0时,f(x)max =f(1)=a +b +1,f(x)min =f(0)=b ,此时M -m =a +b +1-b =1+a. 综上,M -m 与a 有关,但与b 无关.故选B. [答案] B5.(2016·山东卷)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧|x|,x≤m,x 2-2mx +4m ,x>m ,其中m>0.若存在实数b ,使得关于x 的方程f(x)=b 有三个不同的根,则m 的取值范围是________.[解析] f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧|x|,x≤m,x 2-2mx +4m ,x>m ,当x>m 时,f(x)=x 2-2mx +4m =(x -m)2+4m -m 2,其顶点为(m,4m-m 2);当x≤m 时,函数f(x)的图象与直线x =m 的交点为Q(m ,m).①当⎩⎪⎨⎪⎧m>0,4m -m 2≥m,即0<m≤3时,函数f(x)的图象如图1所示,易得直线y =b 与函数f(x)的图象有一个或两个不同的交点,不符合题意;②当⎩⎪⎨⎪⎧4m -m 2<m ,m>0,即m>3时,函数f(x)的图象如图2所示,则存在实数b 满足4m -m 2<b≤m,使得直线y =b 与函数f(x)的图象有三个不同的交点,符合题意.综上,m 的取值范围为(3,+∞).[答案] (3,+∞)考点一指数函数、对数函数及幂函数1.指数与对数式的运算公式(1)a m·a n=a m+n,(2)(a m)n=a mn,(3)(ab)m=a m b m.其中,a>0,b>0.(4)log a(MN)=log a M+log a N,(5)log a MN=log a M-log a N,(6)log a M n=nlog a M,(7)a log a N=N,(8)log a N=log b Nlog b a.其中,a>0且a≠1,b>0且b≠1,M>0,N>0.2.指数函数对数函数的图象和性质指数函数y=a x(a>0,a≠1)与对数函数y=log a x(a>0,a≠1)的图象和性质,分0<a<1,a>1两种情况:当a>1时,两函数在定义域内都为增函数,当0<a<1时,两函数在定义域内都为减函数.[对点训练]1.(2017·咸宁二模)已知a>0,且a≠1,函数y=a x与y=log a(-x)的图象可能是图中的( )[解析] 解法一:因为y=a x与y=log a x互为反函数,而y=log a x与y=log a(-x)的图象关于y轴对称,根据图象特征可知选B.解法二:首先,曲线y=a x只可能在x轴上方,曲线y=log a(-x)只可能在y轴左边,从而排除A,C;其次,y=a x与y=log a(-x)的增减性正好相反,排除D,选B.[答案] B2.(2017·江西九江七校联考)幂函数f(x)=(m2-4m+4)x m2-6m+8在(0,+∞)上为增函数,则m的值为( ) A.1或3 B.1 C.3 D.2[解析] 由题意得m2-4m+4=1,m2-6m+8>0,解得m=1,选B.[答案] B3.(2017·全国卷Ⅰ)设x,y,z为正数,且2x=3y=5z,则( )A.2x<3y<5z B.5z<2x<3yC.3y<5z<2x D.3y<2x<5z[解析] 设2x=3y=5z=k>1,所以x=log2k,y=log3k,z=log5k.因为2x-3y=2log2k-3log3k=2log k2-3 log k3=2log k3-3log k2log k2·log k3=log k32-log k23log k2·log k3=log k98log k2·log k3>0,所以2x>3y;因为3y-5z=3log3k-5log5k=3log k3-5 log k5=3log k5-5log k3log k3·log k5=log k53-log k35log k3·log k5=log k125243log k3·lo g k5<0,所以3y<5z;因为2x-5z=2log2k-5log5k=2log k2-5 log k5=2log k5-5log k2log k2·log k5=log k52-log k25log k2·log k5=log k2532log k2·log k5<0,所以5z>2x.所以5z>2x>3y.[答案] D4.(2017·江西九江七校联考)若函数f(x)=log2(x2-ax-3a)在区间(-∞,-2]上是减函数,则实数a 的取值范围是________.[解析] 由题意得x2-ax-3a>0在区间(-∞,-2]上恒成立且函数y=x2-ax-3a在(-∞,-2]上递减,则a2≥-2且(-2)2-(-2)a-3a>0,解得实数a的取值范围是[-4,4).[答案] [-4,4)指数、对数函数图象与性质的应用技巧(1)利用指数函数与对数函数的性质比较大小注意两点:①底数相同、指数不同的幂用指数函数的单调性进行比较;底数相同、真数不同的对数值用对数函数的单调性进行比较.②底数不同、指数也不同,或底数不同、真数也不同的两个数,可以引入中间量或结合图象进行比较.(2)对于含参数的指数、对数问题,在应用单调性时,要注意对底数进行讨论,解决对数问题时,首先要考虑定义域,其次再利用性质求解.考点二函数的零点1.函数的零点与方程根的关系函数F(x)=f(x)-g(x)的零点就是方程f(x)=g(x)的根,即函数y=f(x)的图象与函数y=g(x)的图象交点的横坐标.2.确定函数零点的常用方法(1)解方程法;(2)利用零点存在性定理;(3)数形结合,利用两个函数图象的交点求解.角度1:确定函数的零点个数或其存在范围[解析] 当x≤0时,由f(x)=0,即x2+2017x-2018=0,得(x-1)(x+2018)=0,解得x=1(舍去)或x=-2018;当x>0时,设g(x)=x-2,h(x)=lnx,如图,分别作出两个函数的图象,由图可知,两函数图象有两个交点,所以函数f(x)在x>0时有两个零点.综上,函数f(x)有3个零点,故选C.[答案] C角度2:应用零点求参数的值(范围)[解析] 在平面直角坐标系中作出函数y =f(x)的图象,如图,而函数y =mx -12恒过定点⎝⎛⎭⎪⎫0,-12,设过点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12与函数y =lnx 的图象相切的直线为l 1,切点坐标为(x 0,lnx 0).因为y =lnx 的导函数y′=1x ,所以图中y =lnx 的切线l 1的斜率为k =1x 0,则1x 0=lnx 0+12x 0-0,解得x 0=e ,所以k =1e .又图中l 2的斜率为12,故当方程f(x)=mx -12恰有四个不相等的实数根时,实数m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,e e .[答案] ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,e e[探究追问] 将例1-2中“方程f(x)=mx -12恰有四个不相等的实数根”改为“方程f(x)=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -54恰有三个不相等的实数根”,结果如何?[解析] 在平面直角坐标系中作出函数y =f(x)的图象,如图.函数y =m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -54恒过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫54,0,设过点⎝ ⎛⎭⎪⎫54,0与函数y =1-x 2的图象相切的直线为l 1,设切点坐标为(x 0,1-x 20),因为y =1-x 2(x≤1)的导函数y′=-2x 0,所以切线l 1斜率k =-2x 0,则-2x 0=1-x 20x 0-54,解得x 0=12或x 0=2(舍).所以直线l 1的斜率为-1,结合图可知,当方程f(x)=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -54恰有三个不相等的实根时,实数m 的取值范围是(-1,0).[答案] (-1,0)利用函数零点求参数值(范围)的3种方法(1)直接法:直接根据题设条件构建关于系数的方程或不等式,再通过解方程或不等式确定参数的值或取值范围.(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数最值问题加以解决.(3)数形结合法:在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,然后数形结合求解.[对点训练]1.[角度1]函数f(x)=2x -1+ln 1x的零点所在的大致区间是( ) A .(0,1) B .(1,2) C .(2,3)D .(0,1),(2,3)[解析] 解法一:求函数f(x)=2x -1+ln 1x 的零点所在的大致区间,等价于求2x -1+ln 1x=0的解所在的大致区间,等价于求2x -1=-ln 1x 的解所在的大致区间,等价于求2x -1=lnx 的解所在的大致区间,等价于求y =2x -1与y =lnx 的图象在(0,+∞)上的交点的横坐标所在的大致区间(如图所示),由图可得,选D.解法二:由f(x)=2x -1+ln 1x可得其定义域为(0,1)∪(1,+∞),且f(x)的单调递减区间为(0,1),(1,+∞),因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1e 3=21e3-1+ln 11e3=2e 31-e 3+3=3-e 31-e 3>0,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1e =21e-1+ln 11e=2e 1-e +1=1+e 1-e <0,所以函数f(x)=2x -1+ln 1x 在区间(0,1)内有零点.因为f(2)=22-1+ln 12=2-ln2>0,f(3)=23-1+ln 13=1-ln3<0,所以函数f(x)=2x -1+ln 1x 在区间(2,3)内有零点.综上所述,函数f(x)=2x -1+ln 1x的零点所在的大致区间为(0,1),(2,3).故选D.[答案] D2.[角度2](2017·洛阳统考)已知函数f(x)=|x -2|+1,g(x)=kx.若方程f(x)=g(x)有两个不相等的实根,则实数k 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12B.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1C .(1,2)D .(2,+∞)[解析] f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x -1,x≥2,3-x ,x<2.如图,作出y =f(x)的图象,其中A(2,1),则k OA =12.要使方程f(x)=g(x)有两个不相等的实根,则函数f(x)与g(x)的图象有两个不同的交点,由图可知,12<k<1.[答案] B考点三 函数的实际应用解决函数实际应用题的关键(1)认真读题,缜密地审题,确切地理解题意,明确问题的实际背景,然后进行科学地抽象概括,将实际问题归纳为相应的数学问题.(2)合理选取参变量,设定变量之后,就要寻找它们之间的内在联系,选用恰当的代数式表示问题中的关系,建立相应的函数模型,最终求解数学模型使实际问题获解.[对点训练]1.(2017·湖南衡阳、长郡中学等十三校联考)某大型民企为激励创新,计划逐年加大研发资金投入.若该民企2016年全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该民企全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是(参考数据:lg1.12≈0.05,lg1.3≈0.11,lg2≈0.30)( )A .2017年B .2018年C .2019年D .2020年[解析] 设从2016年起,过了n(n ∈N *)年该民企全年投入的研发资金超过200万元,则130×(1+12%)n≥200,则n≥lg 2013lg1.12≈0.30-0.110.05=3.8,由题意取n =4,则n +2016=2020.故选D.[答案] D2.(2017·湖北八校联考(一))有一组试验数据如表所示:A .y =2x +1-1 B .y =x 2-1 C .y =2log 2xD .y =x 3[解析] 由表格数据可知,函数的解析式应该是指数函数类型、二次函数类型、幂函数类型,选项C 不正确.取x =2.01,代入A 选项,得y =2x +1-1>4,代入B 选项,得y =x 2-1≈3,代入D 选项,得y =x 3>8;取x=3,代入A 选项,得y =2x +1-1=15,代入B 选项,得y =x 2-1=8,代入D 选项,得y =x 3=27,故选B.[答案] B3.(2017·开封质检)用长度为24米的材料围成一矩形场地,中间加两道隔墙,要使矩形的面积最大,则隔墙的长度为( )A .3米B .4米C .6米D .12米[解析] 设隔墙的长为x(0<x<6)米,矩形的面积为y 平方米,则y =x×24-4x 2=2x(6-x)=-2(x -3)2+18,所以当x =3时,y 取得最大值.[答案] A4.如图,某小区有一边长为2的正方形地块OABC ,其中阴影部分是一个游泳池,计划在地块OABC 内修一条与池边AE 相切的直路l(宽度不计),切点为M ,并把该地块分为两部分.现以点O 为坐标原点,以线段OC 所在直线为x 轴,建立如图所示的平面直角坐标系,若池边AE 为函数y =-x 2+2(0≤x≤2)的图象,且点M 到边OA 的距离为t ⎝ ⎛⎭⎪⎫23≤t≤43,则地块OABC 在直路l 不含泳池那侧的面积的最大值为________.[解析] M(t ,-t 2+2),过切点M 的切线l :y -(-t 2+2)=-2t(x -t),即y =-2tx +t 2+2,令y =2得x =t 2,故切线l 与AB 交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2,2;令y =0,得x =t 2+1t ,故切线l 与OC 交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2+1t ,0,又x =t 2+1t 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤23,43上单调递减,所以x =t 2+1t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1712,116,所以地块OABC 在切线l 右上部分区域为直角梯形,面积S =12⎝ ⎛⎭⎪⎫2-t 2-1t +2-t 2×2=4-t -1t =4-⎝ ⎛⎭⎪⎫t +1t ≤2,当且仅当t =1时等号成立,故地块OABC 在直路l 不含泳池那侧的面积的最大值为2.[答案] 2应用函数模型解决实际问题的一般程序读题文字语言⇨建模数学语言⇨求解数学应用⇨反馈检验作答热点课题3 数形结合在函数与方程中的应用[感悟体验]1.(2017·银川模拟)已知直线y =mx 与函数y =f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2-⎝ ⎛⎭⎪⎫13x,x≤0,12x 2+1,x>0的图象恰好有3个不同的公共点,则实数m 的取值范围是( )A .(3,4)B .(2,+∞)C .(2,5)D .(3,22)[解析] 作出函数的图象,如图所示.由图可知,当直线y =mx(m ∈R)与函数的图象相切时,设切点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0,12x 20+1,则f′(x)=x ,∴k =m =x 0,即直线y =mx 过切点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0,12x 20+1时,有两个解,此时m = 2.结合图象得,当直线y =mx 与函数y =f(x)的图象恰好有3个不同的公共点时,实数m 的取值范围是m> 2.故选B.[答案] B2.(2017·陕西省宝鸡市高三一检)设函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2-x,x<1,log 2x ,x≥1,若函数y =f(x)-k 有且只有两个零点,则实数k 的取值范围是________.[解析] ∵当x<1时,2-x >12;当x≥1时,log 2x≥0,依题意函数y =f(x)的图象和直线y =k 的交点有两个,∴k>12.[答案] ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞2020年高考数学模拟试卷含答案注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。