2019-2020学年度最新高三理科数学二轮复习:回扣教材纠错例析2.函数与导数-含解析

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2019-2020学年度最新高三理科数学二轮复习:回扣教材纠错例析2.函数与导数-含解析2.函数与导数 [要点回扣]1.函数的定义域求函数的定义域,关键是依据含自变量x 的代数式有意义来列出相应的不等式(组)求解,如开偶次方根、被开方数一定是非负数;对数式中的真数是正数;列不等式时,应列出所有的不等式,不应遗漏.对抽象函数,只要对应关系相同,括号里整体的取值范围就完全相同.[对点专练1] 函数的定义域是________.[答案] ⎝⎛⎦⎥⎤0,142.换元法注意问题用换元法求解析式时,要注意新元的取值范围,即函数的定义域问题.[对点专练2] 已知f (cos x )=sin 2x ,则f (x )=________. [答案] 1-x 2(x ∈[-1,1]) 3.分段函数分段函数是在其定义域的不同子集上,分别用不同的式子来表示对应关系的函数,它是一个函数,而不是几个函数.[对点专练3] 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x,x <0,ln x ,x >0,则f ⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1e =________.[答案] 1e4.函数的奇偶性判断函数的奇偶性,要注意定义域必须关于原点对称,有时还要对函数式化简整理,但必须注意使定义域不受影响.[对点专练4] f (x )=lg (1-x 2)|x -2|-2是________函数(填“奇”“偶”或“非奇非偶”).[答案] 奇5.函数奇偶性的性质(1)奇函数在关于原点对称的区间上若有单调性,则其单调性完全相同;偶函数在关于原点对称的区间上若有单调性,则其单调性恰恰相反.(2)若f (x )为偶函数,则f (-x )=f (x )=f (|x |).(3)若奇函数f (x )的定义域中含有0,则必有f (0)=0.故“f (0)=0”是“f (x )为奇函数”的既不充分也不必要条件.[对点专练5] 若函数f (x )=x ln(x +a +x 2)为偶函数,则a =________.[答案] 16.函数的单调区间求函数单调区间时,多个单调区间之间不能用符号“∪”和“或”连接,可用“及”连接,或用“,”隔开.单调区间必须是“区间”,而不能用集合或不等式代替.[对点专练6]函数f(x)=1x的减区间为____________________ ____________________________________________________.[答案](-∞,0),(0,+∞)7.函数图象的几种常见变换(1)平移变换:左右平移——“左加右减”(注意是针对x而言);上下平移——“上加下减”.(2)翻折变换:f(x)→|f(x)|;f(x)→f(|x|).(3)对称变换:①证明函数图象的对称性,即证图象上任意点关于对称中心(轴)的对称点仍在图象上;②函数y=f(x)与y=-f(-x)的图象关于原点成中心对称;③函数y=f(x)与y=f(-x)的图象关于直线x=0(y轴)对称;函数y=f(x)与函数y=-f(x)的图象关于直线y=0(x轴)对称.[对点专练7]函数y=|log2|x-1||的递增区间是________.[答案][0,1),[2,+∞)8.函数的周期性(1)f(x)=f(x+a)(a>0),则f(x)的周期T=a;(2)f(x+a)=1f(x)(f(x)≠0)或f(x+a)=-f(x),则f(x)的周期T=2a.[对点专练8]对于函数f(x)定义域内任意的x,都有f(x+2)=-1f (x ),若当2<x <3时,f (x )=x ,则 f (2012.5)=________. [答案] -259.一元二次方程实根分布先观察二次项系数,Δ与0的关系,对称轴与区间关系及有穷区间端点函数值符号,再根据上述特征画出草图.尤其注意若原题中没有指出是“二次”方程、函数或不等式,要考虑到二次项系数可能为零的情形.[对点专练9] 若关于x 的方程ax 2-x +1=0至少有一个正根,则a 的范围为________.[答案] ⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,1410.函数的图象可从定义域、值域、单调性、函数值的变化情况考虑,特别注意底数的取值对有关性质的影响,另外,指数函数y =a x 的图象恒过定点(0,1),对数函数y =log a x 的图象恒过定点(1,0).[对点专练10]函数y =log a |x |的增区间为__________________.[答案] 当a >1时,(0,+∞);当0<a <1时,(-∞,0) 11.函数的零点如果函数y =f (x )在区间[a ,b ]上的图象是一条连续曲线,且有f (a )f (b )<0,那么函数y =f (x )在区间[a ,b ]内有零点,即存在c ∈(a ,b ),使得f (c )=0,此时这个c 就是方程f (x )=0的根.反之不成立.[对点专练11] 已知定义在R 上的函数f (x )=(x 2-3x +2)·g (x )+3x -4,其中函数y =g (x )的图象是一条连续曲线,则方程f (x )=0在下面哪个范围内必有实数根( )A .(0,1)B .(1,2)C .(2,3)D .(3,4)[答案] B 12.求导数的方法(1)基本导数公式:c ′=0(c 为常数);(x m )′=mx m -1(m ∈Q);(sin x )′=cos x ;(cos x )′=-sin x ;(e x )′=e x ;(a x )′=a x ln a ;(ln x )′=1x ;(log a x )′=1x ln a(a >0且a ≠1).(2)导数的四则运算:(u ±v )′=u ′±v ′;(u v )′=u ′v +u v ′;⎝ ⎛⎭⎪⎫u v ′=u ′v -u v ′v 2(v ≠0).(3)复合函数的导数:y x ′=y u ′·u x ′. 如求f (ax +b )的导数,令u =ax +b ,则 (f (ax +b ))′=f ′(u )·a .[对点专练12] f (x )=e xx ,则f ′(x )=________. [答案] e x (x -1)x 213.利用导数判断函数的单调性设函数y =f (x )在某个区间内可导,如果f ′(x )>0,那么f (x )在该区间内为增函数;如果f ′(x )<0,那么f (x )在该区间内为减函数;如果在某个区间内恒有f ′(x )=0,那么f (x )在该区间内为常函数.注意:如果已知f (x )为减函数求字母取值范围,那么不等式f′(x)≤0恒成立,但要验证f′(x)是否恒等于0.增函数亦如此.[对点专练13]函数f(x)=ax3-x2+x-5在R上是增函数,则a的取值范围是________.[答案]a≥1314.函数的极值导数为零的点并不一定是极值点,例如:函数f(x)=x3,有f′(0)=0,但x=0不是极值点.[对点专练14]函数f(x)=14x4-13x3的极值点是________.[答案]x=115.定积分运用微积分基本定理求定积分∫b a f(x)d x值的关键是用求导公式逆向求出f(x)的原函数.[对点专练15]计算定积分∫1-1(x2+sin x)d x=________.[答案]23[易错盘点]易错点1函数概念不清致误【例1】已知函数f(x2-3)=lgx2x2-4,则f(x)的定义域为________.[错解]由x2x2-4>0,得x>2或x<-2.∴函数f(x)的定义域为{x|x>2或x<-2}.[错因分析]没有得分的原因是将f(x2-3)的定义域与f(x)的定义域等同起来了.事实上,f (x 2-3)=lg x 2x 2-4与f (x )是两个不同的函数,它们有不同的法则和定义域,造成错误的原因在于未弄清函数的概念.[正解] 由f (x 2-3)=lg x 2x 2-4,设x 2-3=t ,则x 2=t +3,因此f (t )=lg t +3t -1.∵x 2x 2-4>0,即x 2>4,∴t +3>4,即t >1. ∴f (x )的定义域为{x |x >1}.求函数定义域,首先应弄清函数的特征或解析式. [对点专练1](1)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧12x -1,x ≥0,1x ,x <0,若f [f (a )]=-12,则实数a=( )A .4B .-2C .4或-12D .4或-2(2)已知g (x )=1-2x ,f [g (x )]=1-x 2x 2(x ≠0),则f (2)的值为________.[解析] (1)当a =4时, f [f (a )]=f (1)=-12,符合题意,排除B ;当a =-2时, f [f (a )]=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-2,不符合题意,排除D ;当a =-12时,f [f (a )]=f (-2)=-12,符合题意,排除A ,故选C. (2)由g (x )=1-2x =2,得x =-12.故f (2)=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-122⎝ ⎛⎭⎪⎫-122=3.[答案] (1)C (2)3易错点2 忽视函数的定义域致误【例2】 函数y =log 12(x 2-5x +6)的单调递增区间为________.[错解] 令U =x 2-5x +6,则U =x 2-5x +6在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,52上是减函数,∴y =log 12(x 2-5x +6)的单调递增区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,52 [错因分析] 忽视了函数定义域,应加上条件x 2-5x +6>0. [正解] 由x 2-5x +6>0知{x |x >3或x <2}. 令u =x 2-5x +6,则u =x 2-5x +6在(-∞,2)上是减函数, ∴y =log 12(x 2-5x +6)的单调递增区间为(-∞,2).在研究函数问题时,不论什么情况,首先要考虑函数的定义域,这是研究函数的最基本原则.[对点专练2](1)若f (x )=lg(x 2-2ax +1+a )在区间(-∞,1]上递减,则a 的取值范围是( )A .[1,2)B .[1,2]C .[1,+∞)D .[2,+∞)(2)已知函数f (x )=⎩⎨⎧13e x ,x ≥2f (x +1),x <2,则f (ln3)=________.[解析] (1)令g (x )=x 2-2ax +1+a ,由题意可知,⎩⎪⎨⎪⎧a ≥1g (1)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧a ≥1-a +2>0,解得1≤a <2,故选A. (2)f (ln3)=f (ln3+1)=13e ln3+1=e ,故填e.[答案] (1)A (2)e易错点3 忽视二次项系数为0致误【例3】 函数f (x )=(k -1)x 2+2(k +1)x -1的图象与x 轴只有一个交点,则实数k 的取值集合是________.[错解] 由题意知Δ=4(k +1)2+4(k -1)=0. 即k 2+3k =0,解得k =0或k =-3. ∴k 的取值集合是{-3,0}.[错因分析] 未考虑k -1=0的情况而直接令Δ=0求解导致失解.[正解] 当k =1时,f (x )=4x -1,其图象与x 轴只有一个交点⎝ ⎛⎭⎪⎫14,0. 当k ≠1时,由题意得Δ=4(k +1)2+4(k -1)=0, 即k 2+3k =0,解得k =0或k =-3. ∴k 的取值集合是{-3,0,1}.对多项式函数或方程、不等式,如果含有参数,一定首先考虑最高次项系数为0的情况.[对点专练3](1)函数f (x )=mx 2-2x +1有且仅有一个正实数的零点,则实数m 的取值范围是________.(2)不等式2kx 2+kx -38<0,对一切实数x 恒成立,则k 的取值范围是________.[解析] (1)当m =0时,x =12为函数的零点.当m ≠0时,若Δ=0,即m =1时,x =1是函数唯一的零点;若Δ≠0,显然函数x =0不是函数的零点,这样函数有且仅有一个正实数零点等价于方程mx 2-2x +1=0有一个正根和一个负根,即1m <0,即m <0.综上,m ∈(-∞,0]∪{1}.(2)当k =0时,适合题意;由⎩⎨⎧ k <0,Δ<0,即⎩⎨⎧ k <0,k 2+3k <0,得-3<k <0.故k 的取值范围是(-3,0].[答案] (1)(-∞,0]∪{1} (2)(-3,0]易错点4 混淆“切点”致误【例4】 过曲线y =x 3-2x 上的点(1,-1)的切线方程为____________________.[错解] ∵y ′=3x 2-2,∴k =y ′|x =1=3×12-2=1.∴切线方程为:y +1=x -1即x -y -2=0.[错因分析] 过曲线上的点(1,-1)的切线与曲线的切点可能是(1,-1),也可能不是(1,-1).本题错误的根本原因就是把(1,-1)当成了切点.[正解] 设P (x 0,y 0)为切点,则切线的斜率为y ′|x =x 0=3x 20-2.∴切线方程为y -y 0=(3x 20-2)(x -x 0),即y -(x 30-2x 0)=(3x 20-2)(x -x 0).又知切线过点(1,-1),把它代入上述方程,得-1-(x 30-2x 0)=(3x 20-2)(1-x 0),整理,得(x 0-1)2(2x 0+1)=0,解得x 0=1,或x 0=-12. 故所求切线方程为y -(1-2)=(3-2)(x -1),或y -⎝ ⎛⎭⎪⎫-18+1=⎝ ⎛⎭⎪⎫34-2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12, 即x -y -2=0,或5x +4y -1=0.解决这类题目时,一定要注意区分“过点A 的切线方程”与“在点A 处的切线方程”的不同.虽只有一字之差,意义完全不同,“在”说明这点就是切点,“过”只说明切线过这个点,这个点不一定是切点.[对点专练4](1)曲线y =x +2cos x 在点(0,2)处的切线方程是( )A .y =x +2B .y =-x +2C .y =2x +2D .y =-2x +2(2)过曲线y =ln(x +1)上的点(0,0)的切线方程为________.[解析] (1)由题意得y ′=1-2sin x ,把x =0代入得y ′=1,即切线方程的斜率k =1,所以所求的切线方程为y -2=x -0,即y =x +2,故选A.(2)点(0,0)为切点,由y ′=1x +1,得y ′|x =0=1,故所求切线方程为y =x ,即x -y =0.[答案] (1)A (2)x -y =0易错点5 极值概念不清致误【例5】 已知f (x )=x 3+ax 2+bx +a 2在x =1处有极值为10,则a +b =________.[错解] f ′(x )=3x 2+2ax +b ,由x =1时,函数取得极值10,得⎩⎨⎧ f ′(1)=0f (1)=10,即⎩⎨⎧ 3+2a +b =0,1+a +b +a 2=10.解得⎩⎨⎧ a =4,b =-11,或⎩⎨⎧ a =-3,b =3.故a +b =-7或a +b =0,故填-7或0.[错因分析] 忽视了条件的等价性,“f ′(1)=0”是“x =1为f (x )的极值点”的必要不充分条件.[正解] f ′(x )=3x 2+2ax +b ,由x =1时,函数取得极值10,得⎩⎨⎧ f ′(1)=3+2a +b =0, ①f (1)=1+a +b +a 2=10, ②联立①②得⎩⎨⎧ a =4,b =-11,或⎩⎨⎧ a =-3,b =3.当a =4,b =-11时,f ′(x )=3x 2+8x -11=(3x +11)(x -1)在x =1两侧的符号相反,符合题意.当a=-3,b=3时,f′(x)=3(x-1)2在x=1两侧的符号相同,所以a=-3,b=3不符合题意,舍去.综上可知a=4,b=-11,∴a+b=-7.对于可导函数f(x):x0是极值点的充要条件是f′(x0)=0且在x0点两侧导数异号,即f′(x)在方程f′(x)=0的根x0的左右的符号:“左正右负”⇔f(x)在x0处取极大值;“左负右正”⇔f(x)在x0处取极小值,而不仅是f′(x0)=0.f′(x0)=0是x0为极值点的必要而不充分条件.对于给出函数极大(小)值的条件,一定要既考虑f′(x0)=0,又考虑检验“左正右负”或“左负右正”,防止产生增根.[对点专练5](1)设函数f(x)的导函数为f′(x),那么下列说法正确的是()A.若f′(x0)=0,则x0是函数f(x)的极值点B.若x0是函数f(x)的极值点,且f(x)在x0处可导则f′(x0)=0 C.若x0是函数f(x)的极值点,则f′(x0)可能不存在D.若f′(x0)=0无实根,则函数f(x)必无极值点(2)f(x)=x(x-c)2在x=2处有极大值,则常数c的值为________.[解析](1)A项中若f(x)=x3,f′(0)=0,但x=0不是极值点,故A错误;x0是极值点,f′(x)存在,则f′(x0)=0,故B正确、C错误;若f (x )=⎩⎨⎧ x ,x ≥0-x ,x <0,则f ′(x )=0无实根,但f (x )有极小值点,故D 错误.综上,故选B.(2)f (x )=x 3-2cx 2+c 2x ,f ′(x )=3x 2-4cx +c 2,f ′(2)=0⇒c =2或c =6.若c =2,f ′(x )=3x 2-8x +4,令f ′(x )>0⇒x <23或x >2,f ′(x )<0⇒23<x <2,故函数在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,23及(2,+∞)上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫23,2上单调递减, ∴x =2是极小值点,故c =2不合题意,同样验证可知c =6符合题意.[答案] (1)B (2)6易错点6 导数与函数单调性关系不清致误【例6】 函数f (x )=x 3-ax 2-3x 在[2,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是________.[错解] f ′(x )=3x 2-2ax -3,由题意可知,f ′(x )>0,即a <32⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x (x ≥2)恒成立, 又32⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x ≥94,故a <94,所以a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,94. [错因分析] 求函数的单调递增区间就是解导数大于零的不等式,受此影响,容易认为函数f (x )的导数在区间[2,+∞)上大于零,忽视了函数的导数在[2,+∞)上个别的点处可以等于零,这样的点不影响函数的单调性.[正解] 由题意,知f ′(x )=3x 2-2ax -3,令f ′(x )≥0(x ≥2)恒成立,得a ≤32⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x (x ≥2)恒成立. 记t (x )=32⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x ,当x ≥2时,t (x )是增函数, 所以t (x )min =32×⎝ ⎛⎭⎪⎫2-12=94,所以a ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,94. 经检验,当a =94时,函数f (x )在[2,+∞)上是增函数.由单调性求参数范围时,要用f ′(x )≥0(或f ′(x )≤0),否则易漏解.[对点专练6](1)若函数f (x )=a ln x -x 在区间(0,2)上单调递增,则有( )A .a =2B .a ≤2C .0<a ≤2D .a ≥2(2)设函数f (x )的导函数为f ′(x ),对任意x ∈R 都有f (x )>f ′(x )成立,则( )A .3f (ln2)>2f (ln3)B .3f (ln2)=2f (ln3)C .3f (ln2)<2f (ln3)D .3f (ln2)与2f (ln3)的大小不确定[解析] (1)由于f ′(x )=a x -1,故据题意可得x ∈(0,2)时f ′(x )=a x -1≥0恒成立,即a ≥x 恒成立,故只需a ≥2,选D.(2)令g (x )=f (x )e x ,则g ′(x )=f ′(x )-f (x )e x<0,所以函数g (x )在R 上单调递减,又ln2<ln3,所以g (ln2)>g (ln3),即f (ln2)2>f (ln3)3,即3f (ln2)>2f (ln3),故选A. [答案] (1)D (2)A易错点7 定积分与面积转化不清致误【例7】 曲线y =sin x 与x 轴在区间[0,2π]上所围部分的面积为________.[错解] 分两部分,在[0,π]上有∫π0sin x d x =2,在[π,2π]上有∫2ππsin x d x =-2,因此所求面积S =2+(-2)=0.[错因分析] 面积应为各部分的绝对值的代数和,也就是第二部分的积分不是阴影部分的面积,而是面积的相反数.所以,不应该将两部分直接相加.[正解] S =∫π0sin x d x +||∫2ππsin x d x =2+2=4.在x 轴上方曲边梯形的面积等于函数的积分,在x 轴下方曲边梯形的面积等于函数积分的相反数.[对点专练7](1)函数f (x )=⎩⎨⎧ x +2,-2≤x <0,2cos x ,0≤x ≤π2,的图象与x 轴所围成的封闭图形的面积为________.(2)直线y =13x 与抛物线y =x -x 2所围图形的面积等于________. [解析][答案] (1)4 (2)481。