【全国百强校】江苏省丹阳高级中学高二数学竞赛培训讲义-映射与函数的最值
- 格式:doc
- 大小:464.50 KB
- 文档页数:4
第三讲映射与函数一映射设A、B是两个集合,如果按照某个对应法则,,对于集合A中的任何一个元素,在集合B中都有唯一的元素和它对应,这样的对应叫做从A到B的映射.记为f:A→B.如果给定一个从集合A到集合B的映射,那么与A中的元素a对应的B中的元素b叫做a的象,记作b=f(a),a叫做b的原象.A的象记为f(A).对映射定义的理解要注意以下几点:(1)A,B是两个集合,可以是数集也可以不是数集,并要注意先后次序,即从A到B的映射与从B到A的映射一般是不同的.(2)存在从A到B的对应法则,这个法则可以是解析的,也可以是表格的、图象的及其他形式.(3)集合A中的元素的任意性与集合B中元素的唯一性构成映射的核心.(4)A中的每一个元素都有象,且唯一,不要求集合B中每一个元素都有原象,即使有原象也不要求唯一.因此,“多对一”、“一对一”是映射,“一对多”不是映射.(5)如果对于集合A中的任意两个元素x1,x2,当x1≠x2时,若必有f(x l)≠f(x2),则称该映射为从A到B的单射.(6)如果集合B中的每一个元素都有原象,就称f是A到B上的映射,也称为满射.(7)如果f既是单射又是满射,则称f是一一映射.例1 设A ={4321,,,a a a a },},,,,{54321b b b b b B =(1)写出一个f :A →B ,使得f 为单射,并求所有A 到B 的单射的个数。
(2)写出一个f :A →B ,使得f 不是单射,并求所有这些映射的个数。
(3)A 到B 的映射能否是满射?解:(1)作映射f :A →B ,使得4,3,2,1 ,)(==i b a f i i则此映射即为A 到B 的一个单射,这种单射的个数为12045=P 。
(2)作映射f :A →B ,可以先求A 到B 的映射的个数:分四步确定4321,,,a a a a 的象,每步都有5种可能,因此所求映射的个数为45个,因此满足条件的映射的个数为45-45P =505。
第三课时 数列的递推一、知识回顾本节主要内容两个基本递推:a n +1=a n +d ,a n =qa n ;线性递推,二阶或高阶递推的特征方程与特征根;其他递推.1.基本概念:①递归式:一个数列}{n a 中的第n 项n a 与它前面若干项1-n a ,2-n a ,…,k n a -(n k <)的关系式称为递归式.②递归数列:由递归式和初始值确定的数列成为递归数列. 2.常用方法:累加法,迭代法,代换法,代入法等. 3.思想策略:构造新数列的思想. 4.常见类型: 类型Ⅰ:⎩⎨⎧=≠+=+为常数)a a a n p n q a n p a n n ()0)(()()(11(一阶递归)其特例为:(1))0(1≠+=+p q pa a n n (2))0()(1≠+=+p n q pa a n n(3))0()(1≠+=+p q a n p a n n解题方法:利用待定系数法构造类似于“等比数列”的新数列.①形如)(1n q a a n n +=+的递归式,其通项公式求法为:1111111()()n n n k k k k a a a a a q k --+===+-=+∑∑②形如nn a n p a )(1=+的递归式,其通项公式求法为:3211121(1)(2)(1)n n n a a a a a a p p p n a a a -=⋅⋅⋅=⋅⋅-L L ③形如)1()(1≠+=+p n q pa a n n 的递推式,两边同除以1+n p 得111)(++=+=n n n n n p n q p a p a ,令nnnb p a =则句可转化为①来处理. 类型Ⅱ:⎩⎨⎧==≠≠+=++为常数)b a b a a a q p qa pa a n n n ,(,)0,0(2112(二阶递归)解题方法:利用特征方程q px x +=2,求其根α、β,构造n n n B A a βα+=,代入初始值求得B A ,.①若p+q=1时,有q a a n n -=-+1)(1--n n a a 可知}{1n n a a -+是等比数列,先求得n n a a -+1,再求出n a .②若p+q ≠l ,则存在α,β满足=α-+n n a a 1)(1--βn n a a 整理得11)(-+αβ-β+α=n n n a a a 从而α+β=p , αβ=q ,可解出α、β,这样可先求出}{1n n a a α-+的通项表达式,再求出n a . 注意α、β实质是二次方程q px x +=2的两个根,将方程q px x +=2叫做递归式n n n qa pa a +=++12的特征方程.在数列{n a }中,给出a 1, a 2,且n n n qa pa a +=++12 ,它的特征方程q px x +=2的两根为α与β.如果α≠β,则n n n B A a βα+=;如果α=β则n n B An a α+=)(,其中A 与B 是常数,可由初始值a 1,a 2 求出.类型Ⅲ. 如果递归数列{a n }满足 a n+1dca baa n n ++=,其中c ≠0,ad -bc ≠0,以及初始值a 0≠f (a 1),则称此数列为分式线性递归数列.我们称方程dcx bax x ++=的根为该数列的不动点.若该数列有两个相异的不动点p 、q ,则 }{q a p a n n --为等比数列;若该数列仅有惟一的不动点p ,则}1{pa n -是等差数列·形如2n n n Aa Ba Ca D++=+的数列对于数列2n n n Aa B a Ca D++=+,*1,(,,,a m n N A B C D =∈是常数且0,0C AD BC ≠-≠)其特征方程为Ax B x Cx D+=+,变形为2()0Cx D A x B +--=…②若②有二异根,αβ,则可令11n n n n a a c a a ααββ++--=⋅--(其中c 是待定常数),代入12,a a 的值可求c 值。
函数的最值一、基础知识:1、函数的最大值与最小值:(1)设函数()f x 的定义域为D ,若0x D $Î,使得对x D "Î,均满足()()0f x f x £,那么称0x x =为函数()f x 的一个最大值点,()0f x 称为函数()f x 的最大值(2)设函数()f x 的定义域为D ,若0x D $Î,使得对x D "Î,均满足()()0f x f x ³,那么称0x x =为函数()f x 的一个最小值点,()0f x 称为函数()f x 的最小值(3)最大值与最小值在图像中体现为函数的最高点和最低点(4)最值为函数值域的元素,即必须是某个自变量的函数值。
例如:()[)ln ,1,4f x x x =Î,由单调性可得()f x 有最小值()10f =,但由于x 取不到4,所以尽管函数值无限接近于ln 4,但就是达不到。
()f x 没有最大值。
(5)一个函数其最大值(或最小值)至多有一个,而最大值点(或最小值点)的个数可以不唯一,例如()sin f x x =,其最大值点为()22x k k Z pp =+Î,有无穷多个。
2.“最值”与“极值”的区别和联系右图为一个定义在闭区间[]b a ,上的函数)(x f 的图象.图中)(1x f 与3()f x 是极小值,2()f x 是极大值.函数)(x f 在[]b a ,上的最大值是)(b f ,最小值是3()f x (1)“最值”是整体概念,是比较整个定义域内的函数值得出的,具有绝对性;而“极值”是个局部概念,是比较极值点附近函数值得出的,具有相对性.(2)从个数上看,一个函数在其定义域上的最值是唯一的;而极值不唯一;(3)函数在其定义区间上的最大值、最小值最多各有一个,而函数的极值可能不止一个,也可能没有一个(4)极值只能在定义域内部取得,而最值可以在区间的端点处取得,有极值的未必有最值,有最值的未必有极值;极值有可能成为最值,最值只要不在端点必定是极值.3、结论:一般地,在闭区间[]b a ,上函数()y f x =的图像是一条连续不断的曲线,那么函数()y f x =在[]b a ,上必有最大值与最小值.4、最值点只可能在极值点或者边界点处产生,其余的点位于单调区间中,意味着在这些点的周围既有比它大的,也有比它小的,故不会成为最值点5、利用导数求函数的最值步骤:一般地,求函数)(x f 在[]b a ,上的最大值与最小值的步骤如下:(1)求)(x f 在(,)a b 内的极值;(2)将)(x f 的各极值与端点处的函数值)(a f 、)(b f 比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值,得出函数)(x f 在[]b a ,上的最值6、求函数最值的过程中往往要利用函数的单调性,所以说,函数的单调区间是求最值与极值的基础7、在比较的过程中也可简化步骤:(1)利用函数单调性可判断边界点是否能成为最大值点或最小值点(2)极小值点不会是最大值点,极大值点也不会是最小值点8、最值点的作用(1)关系到函数的值域(2)由最值可构造恒成立的不等式:例如:()ln 1f x x x =-+,可通过导数求出()()min 10f x f ==,由此可得到对于任意的0x >,均有()()min 0f x f x ³=,即不等式ln 1x x £-二、典型例题:例1:求函数()x f x xe -=的最值思路:首先判定定义域为R ,对函数进行求导,根据单调区间求出函数的最值解:()()'1x fx x e -=-,令()'0f x >,解得:1x <()f x \的单调区间为:x (),1-¥()1,+¥'()f x +-()f x Z ]()()max 11f x f e\==,无最小值小炼有话说:函数()xf x xe-=先增再减,其最大值即为它的极大值点,我们可以将这种先增再减,或者先减再增的函数成为“单峰函数”,在单峰函数中,极值点即为函数的某个最值点。
不定方程(一)知识、技能、方法不定方程是指未知数的个数多于方程的个数,且未知数的取值范围是受某些限制(如整数、正整数或有理数)的方程.一、二元一次不定方程(组)及解法形如(,,ax by c a b c Z +=∈,,a b 不同时为零)的方程称为二元一次方程. 定理一:如果(,)1a b =,则一定存在两个整数,x y ,使得1ax by +=。
定理二:方程ax by c +=有整数解的充分必要条件是c b a |),(。
定理三:若(,)1a b =,且00,x y 为ax by c +=的一个解,则方程ax by c +=的一切解都可以表示为at y y bt x x -=+=00,(t 为整数). 二、高次不定方程(组)及解法1、因式分解法:对方程的一边进行因式分解,另一边作质因式分解,然后对比两边,转而求解若干个方程组。
2、同余法:如果不定方程1(,,)0n F x x =有整数解,则对于任意*m N ∈,其整数解1(,,)n x x 满足1(,,)0(mod )n F x x m ≡.3、不等式估计法:先利用不等式工具确定不定方程中某些字母的范围,再分别求解。
4、无穷递降法:若关于正整数n 的命题()p n 对某些正整数成立,设0n 是使()p n 成立的最小正整数,可以推出:存在*1n N ∈,使得10n n <,适合证明不定方程无正整数解.三、特殊的不定方程1、(0)ax by cxy abc +=≠的整数解:常利用因式分解法2、勾股方程222z y x =+的正整数解:由方程不难看出,如果d y x =),(,则22|z d ,从而z d |,这样可在勾股方程的两边约去2d ,所以我们只需讨论满足1),(=y x 的解,此时易知z y x ,,实际上两两互素,这种z y x ,,两两互素的正整数解),,(z y x 称为方程的本原解,也称为本原的勾股数。
定理:方程222z y x =+满足1),(=y x ,y |2的全部正整数解),,(z y x 可表为22x a b =-,2y ab =,22z a b =+,其中b a ,是满足b a b a ,,0>>一奇一偶,且1),(=b a 的任意整数。
专题4 导数(2)一、考点展示1.若函数()C e x f x +=(C 为常数),且()(),10e f f ='则函数()=x f .变式:设函数)(x f 满足()x x x f ln ln -=,则)0(f '=2.函数133-)(23+-+=x ax x x f 在()+∞∞-,上是单调函数,则实数a 的取值范围为 .3.函数xe xf x=)(的单调递减区间是 . 4.若函数162)(223-++-=a ax x x x f 恰好在区间[]4,2-上单调递减,则实数a = .5.设直线t x =与函数()()x x g x x f ln ,2==的图象分别交于M ,N 两点,则当MN 取最小值时,t 的值为 . 6.若函数921232)(23++--=a ax ax ax x f 的图象经过四个象限,则实数a 的取值范围 为 二、例题分析例1.已知函数()()x a x x f -+=1ln .(1)当1=a 时,求()x f 的极值;(2)讨论)(x f 的单调性.例2.设函数(),1223+-+=x a ax x x f ()122+-=x ax x g ,其中0>a .⑴当函数()x f y =与()x g y =的图象只有一个公共点时,求正整数a 的取值范围; ⑵若()x f y =与()x g y =在区间()2,+a a 内均为增函数,求a 的取值范围.例3.设函数()R b a xb ax x f ∈+=,)(,已知曲线)(x f y =在点())1(,1f 处的切线方程为: 085=--y x .(1)求a 和b 的值;(2)证明;曲线()x f y =上任一点处的切线与直线0=x 和直线x y =所围成的三角形的面积为定值,并求此定值.例4.设函数()()0>-=a ax e x f x .(1)当1=a 时,求()x f 的最小值;(2)若对一切R x ∈,1)(≥x f 恒成立,求a 的取值范围.三、作业1.函数()()0ln 2>-=a ax x x f 的单调增区间为 .2.已知函数23)(bx ax x f +=当1=x 时有极大值3,则b a -=3.已知函数xe x xf =)( ,则)(x f 的极大值为 . 4.若函数)ln()(a x x x f +-=的最小值为0,则正数a =5.已知圆柱形金属钦料罐的表面积为定值S ,则当它的底面半径为 时,其体积最大.6.已知函数3)(x x f =,设曲线)(x f y =在点())(,11x f x P 处的切线与该曲线交于另一点 ())(,22x f x Q ,记)(x f '为函数)(x f 的导数,则)()(21x f x f ''的值为 . 7.若函数()()012ln )(2>+-+=a x a ax x x f 在1=x 处取得极小值,则实数a 的取值范围为 .8.若函数()R a ax x x f ∈+-=12)(23在()+∞,0内有且只有一个零点,则)(x f 在[]1,1-上的最大值与最小值的和为 .9设点P 在曲线xe y =上,点Q 在曲线x y ln =上,则PQ 的最小值为10.已知函数bx x ae x f x -+=2)( ,(1)设1-=a ,若函数)(x f y =在R 上是单调减函数,求实数b 的取值范围;(2)设0=b ,若函数)(x f y =在R 上有且只有一个零点,求实数a 的取值范围.11.已知函数221)(,ln )(x x g x x f ==. (1)求函数)()()(x f x g x F -=的最小值;(2)若函数)()()(x xf x mg x H -=在定义域上是增函数,求实数m 的取值范围.12.已知函数()R b a xb x x a x f ∈++=,ln )(在()2,0上单调递减,在()+∞,2上单调递增,且在点())1(,1f 处的切线与直线035=+-y x 垂直.⑴求b a ,的值;⑵设()()31ln 1)(+---=x x x x g ,当1>x 时,求证:62ln 2)()(+≥x g x f .。
排列与组合一、知识回顾1、排列与组合问题是一类特殊的计数问题,它的解决需要用到以下几个基本工具: ①对应原理; ②分类计数原理; ③分步计数原理; ④容斥原理2、排列与组合问题的求解策略:(1)排除:对有限条件的问题,先从总体考虑,再把不符合条件的所有情况排除.(2)分类与分步:有些问题的处理可分成若干类,用加法原理,要注意每两类的交集为空集,所有各类的并集是全集;有些问题的处理分成几个步骤,把各个步骤的方法数相乘,即得总的方法数,这是乘法原理.(3)对称思想:两类情形出现的机会均等,可用总数取半得每种情形的方法数.(4)插空:某些元素不能相邻或某些元素在特殊位置时可采用插空法.即先安排好没有限制条件的元素,然后将有限制条件的元素按要求插入到排好的元素之间.(5)捆绑:把相邻的若干特殊元素“捆绑”为一个“大元素”,然后与其它“普通元素”全排列,然后再“松绑”,将这些特殊元素在这些位置上全排列.(6)隔板模型:对于将不可辨的球装入可辨的盒子中,求装的方法数,常用隔板模型.如将12个完全相同的球排成一列,在它们之间形成的11个缝隙中任意插入3块隔板,把球分成4堆,分别装入4个不同的盒子中的方法数应为311C ,这也就是方程12=+++d c b a 的正整数解的个数.3、圆排列(1)从集合},,,,{321n a a a a A Λ=的n 个不同元素中取出r 个元素按照某种顺序(如逆时针)排成一个圆圈,叫做一个圆排列(或叫环状排列).(2)圆排列有三个特点:(i )无头无尾;(ii )按照同一方向转换后仍是同一排列;(iii )两个圆排列只有在元素不同或者元素虽然相同,但元素之间的顺序不同时,才是不同的圆排列.(3)定理:从集合},,,,{321n a a a a A Λ=的n 个元素中取出r 个不同的元素进行圆排列的圆排列数为!()!r n A n r r n r =-. 4、不尽相异元素的全排列如果n 个元素中,有1p 个元素相同,又有2p 个元素相同,…,又有s p 个元素相同(12s p p p n +++=L ),这n 个元素全部取出的排列叫做不尽相异的n 个元素的全排列,它的排列数是!!!!21s p p p n ⋅⋅⋅Λ. 5、可重排列与组合(1)定义:元素可以多次重复出现的集合称为重集,元素出现的次数叫做该元素的重数.一般地,重集S 可以表示为1122{,,,}k k S n a n a n a =⋅⋅⋅L ,其中12,,,k a a a L 为S 中k 个不同类型的元素,(1,2,,)i n i k =L 为i a 的重数,i n 是正整数,也可以是∞.若i a 的重数是∞,表示S 中有无限多个i a .重集S 的一个m 排列仍是S 中的m 个元素的一个有序摆放;重集S 的一个m 组合仍是S 中的m 个元素的一个无序选择.(2)重集12{,,,}n S a a a =∞⋅∞⋅∞⋅L 的m 排列的个数为m n .(3)设重集1122{,,,}k k S n a n a n a =⋅⋅⋅L ,且S 的元素个数为12k n n n n =+++L 则S 的全排列数为12!!!!k n n n n ⋅⋅⋅L .(4)重集12{,,,}n S a a a =∞⋅∞⋅∞⋅L 的m 组合的个数为1m n m C +-.(5)设重集12{,,,}n S a a a =∞⋅∞⋅∞⋅L ,要求12,,,n a a a L 至少出现一次的m 组合的个数为11n r C --.(6)方程12k x x x m ++⋅⋅⋅+=(1,,)i i x x Z m Z +≥∈∈的解有11k m C --组;方程12k x x x m ++⋅⋅⋅+=(0,,)i i x x Z m Z +≥∈∈的解有11k m k C -+-组.二、例题分析 例1、有2n 个人参加收发电报培训,每两人结为一对互发互收,有多少种不同的结对方式?例2、在正方体的8个顶点,12条棱的中点,6个面的中心及正方体的中心共27个点中,共线的三点组的个数是多少个?例3、数1447,1005和1231有某些共同点,即每个数都是首位为1的四位数,且每个四位数中恰有两个数字相同,这样的四位数共有多少个?例4、在xOy 平面上,顶点的坐标(,)x y 满足14,14x y ≤≤≤≤,且,x y 是整数的三角形有多少个?例5、(1)有8人围圆桌就餐,问有多少种就座方式?如果有两人不愿坐在一起,又有多少种就座方式?(2)4男4女围圆桌交替就座有多少种方式?例6、将r 个相同的小球,放入n 个不同的盒子(n r ≥).(1)有多少种不同的放法? (2)如果不允许空盒应有多少种不同的放法?例7、如果从1,2,…,14中,按从小到大的顺序取出123,,a a a ,使同时满足:213a a -≥,323a a -≥,那么所有符合要求的不同取法有多少种?例8、由数字1,2,3组成n 位数(n ≥3),且在n 位数中,1,2,3每一个至少出现1次,问:这样的n 位数有多少个?例9、用1,2,3三个数字来构造n 位数,但不允许有两个紧挨着的1出现在n 位数中,问:能构造出多少个这样的n 位数?例10、设一个圆分成S 1,S 2,…,S n 共n 个扇形,用m 种不同的颜色对这n 个扇形着色(m ≥3,n ≥3),每一个扇形着一种颜色,相邻扇形着不同颜色,那么,共有多少种不同的着色方法?三、课后练习1、设ABCDEF 为正六边形,一只青蛙开始在顶点A 处,它每次可随意地跳到相邻两顶点之一.若在5次之内跳到D 点,则停止跳动;若5次之内不能到达D 点,则跳完5次也停止跳动,那么这只青蛙从开始到停止,可能出现的不同跳法共_______种.2、从1到100的正整数中每次取出不同的2个数,使它们的和大于100,则不同的取法有多少种?3、平面上给定5点,这些点两两间的连线互不平行,又不垂直,也不重合,现从任一点向其余四点两两之间的连线作垂线,则所有这些垂线间的交点数最多是________4、如果:(1)a,b,c,d都属于{1,2,3,4};(2)a≠b,b≠c,c≠d,d≠a;(3)a是a,b,c,d中的最小值,那么,可以组成的不同的四位数abcd的个数是__________5、(1)10人围圆桌而做,如果甲、乙二人中间相隔4人,有_______种坐法.(2)圆桌的9个位置上放着9样不同的点心和饮料,6为先生和3为女士共进早餐,3位女士两两不相邻的坐法有多少种?6、由1,2,3,4,5,6这六个数字能组成多少个五位数?又可组成多少个大于34500的五位数?(数字允许重复)7、由4面红旗、3面蓝旗、2面黄旗、5面绿旗可以组成多少种由14面旗子组成的一排彩旗?8、用字母A、B和C组成五个字母的符合,要求在每个符号里,A至多出现2此,B至多出现1次,C至多出现3次,求此类符号的个数.。
1.3.2 导数在研究函数中的应用——极大值与极小值【教学目标】1、理解极大值与极小值的概念;2、掌握求可导函数的极值的方法和步骤 【教学过程】 一、问题情境问题1:方程2332x x =+在)2,0(内有几个解? 问题2:求函数23)(23+-=x x x f 的单调区间? 问题3:你会画)(x f y =的草图吗?问题4:)(x f y =在0=x 和2=x 处的函数值与这两点附近的函数值有什么关系? 问题5:函数()y f x =在极值点的导数值为多少?在极值点附近导数值符号有什么规律? 二、知识建构1. 极值的概念:设函数)(x f y =在0x x =及其附近有意义,如图(1)所示,函数图象在点P 处从左侧到右侧由“上升”到“下降”(函数由单调增变为单调减),这时在点P 附近,点P 的位置最高,即)(1x f 比它附近的函数值都要大,我们称)(1x f 为函数)(x f 的一个极大值;类似地,)(2x f 为函数)(x f 的一个极小值.函数的极大值、极小值统称为函数的极值,使)(x f 取到极值的点0x 称为极值点. 说明:1、极值点是区间],[b a 内部的点,不会是端点b a ,;2、极值是一个局部性的概念,一个函数在其定义域内,可以有多个极小值和极大值,且极小值和极大值没有必然的大小关系;3、若)(x f 在),(b a 内有极值,那么)(x f 在),(b a 内绝不是单调函数.反之,在),(b a 内单调的函数在),(b a 内没有极值;4、一般地,函数)(x f 在],[b a 上连续且有有限个极值点时,函数)(x f 在],[b a 内的极大值点、极小值点是交替出现的. 2. 极值点与导数的关系:(如图1)极大值与导数的关系:x 1x 左侧 1x 1x 右侧)('x f)(x fx2x 左侧2x2x 右侧)('x f)(x f01、如果在0x 附近的左侧0)('>x f ,右侧0)('<x f ,那么)(0x f 为极大值; 2、如果在0x 附近的左侧0)('<x f ,右侧0)('>x f ,那么)(0x f 为极小值;o ya b 1x 2x ))(,(11x f x P)(x y =(1)3、如果在0x 的两侧的)('x f 的符号相同,那么0x 不是)(x f 的极值点. 3.求可导函数极值的步骤:1、先求)('x f ;(因式分解,便于求根及判断)('x f 的符号) 2、求0)('=x f 的根,寻找“可疑点”;3、列表,判断符号,求出极值. 三、例题分析:例1. 在下列各命题中,真命题的序号为______________(1)单调递增函数存在着极大值; (2)单调递减函数存在着极小值; (3)由单调递增转化为单调递减的连续函数存在极大值; (4)由单调递减转化为单调递增的连续函数存在极小值.例 2. 已知函数)(x f y =是定义在闭区间],[b a 上的连续函数,在开区间),(b a 内可导,且0)('>x f ,则在),(b a 上下列各结论中正确的是_________________(填序号)(1))(a f 是极小值,)(b f 是极大值; (2))(a f 是极大值,)(b f 是极小值; (3))(x f 有极值,但极值不是)(a f 、)(b f ;(4))(x f 既没有极小值,又没有极大值例3. 求下列函数的极值:(1)2)(2--=x x x f ; (2)31431)(3+-=x x x f ; (3)x x x f 1)(+=.例4. 已知bx ax x x f 23)(23+-=在点1x =处有极小值1-,求a ,b ,并求出()f x 的单调区间.变题:已知函数223)(a bx ax x x f +++=在1=x 时有极值10,求b a ,的值.四、课堂练习:(一)课本P31 1,2,3 (二)补充:1、下列函数有极值的是___________________(填序号)①x y sin = ②2ln =y ③x e y -= ④x y 7-= 2、函数xx x f 3)(+=的极小值为____________ 3、函数)4sin(2π+=x y 在区间)47,4(ππ-上取得极大值时x 的值为__________4、下列说法中正确的是___________________(填序号)①函数的极大值一定大于函数的极小值;②函数在定义域R 上可以有无数个极大值与无数的极小值; ③函数在定义域R 上有极大值时一定有极小值; ④函数在定义域R 上不是单调函数时,一定有极值.5、若函数ax x y +=3在R 上能取到极值,则a 的取值范围是____________6、若函数bx ax x y ++=23在1x =处有极值0,则=a _____________7、①3x y =,②12+=x y ,③||x y =,④x y 2=,在这四个函数中,能在0=x 处取得极值的函数是_____________________8、已知3≠a ,求证:函数b ax x a x x f ++++=2)3(2)(23有两个不同的极值点.9、已知函数x a x y ln 22+-=在区间)2,0(上能取到极值,求a 的取值范围.五、课后作业:数学之友。
第八课时 函数的最值【学习导航】知识网络学习要求1.了解函数的最大值与最小值概念;2.理解函数的最大值和最小值的几何意义; 3.能求一些常见函数的最值和值域.自学评价1.函数最值的定义:一般地,设函数()y f x =的定义域为A . 若存在定值0xA ∈,使得对于任意x A ∈,有0()()f x f x ≤恒成立,则称0()f x 为()y f x =的最大值,记为max0()yf x =;若存在定值0xA ∈,使得对于任意x A ∈,有0()()f x f x ≥恒成立,则称0()f x 为()y f x =的最小值,记为min0()y f x =;2.单调性与最值:设函数()y f x =的定义域为[],a b ,若()y f x =是增函数,则max y =,min y =;若()y f x =是减函数,则maxy,miny.【精典范例】一.根据函数图像写单调区间和最值:例1:如图为函数()y f x =,[]4,7x ∈-的图象,指出它的最大值、最小值及单调区间.【解】由图可以知道:当 1.5x =-时,该函数取得最小值2-; 当3x =时,函数取得最大值为3;函数的单调递增区间有2个:(1.5,3)-和(5,6); 该函数的单调递减区间有三个:(4, 1.5)--、(4,5)和(6,7) 二.求函数最值:例2:求下列函数的最小值: (1)22y x x =-;(2)1()f x x=,[]1,3x ∈.【解】 (1)222(1)1y xx x =-=--∴当1x =时,min1y=-;(2)因为函数1()f x x=在[]1,3x ∈上是单调减函数,所以当3x =时函数1()f x x=取得最小值为13.追踪训练一1。
函数2()4(0)f x x mx m =-+>在(,0]-∞上的最小值(A ) ()A 4 ()B 4-()C 与m 的取值有关 ()D 不存在2。
函数()f x =的最小值是 0 ,最大值是32.3。
映射与函数的最值
一、基础知识
1.映射的定义
设A,B是两个集合,如果按照某种对应法则f,对于集合A中的任何一个元素,在集
合B中都有惟一的元素和它对应,这样的对应叫做从集合A到集合B的映射,记作:fAB.
2.单射
若:fAB是一个映射且对任意,xyA,xy,都有()()fxfy,则称之为单射.
3.满射
若:fAB是一个映射且对任意yB,都有一个xA,使得()fxy,则称
:fAB
是A到B上的满射.
4.一一映射
一般地,设A,B是两个集合,:fAB是集合A到集合B的映射,如果在这个映射
下,对于集合A中的不同元素,在集合B中有不同的象,而且B中每一个元素都有原象,那
么这个映射叫做A到B上的一一映射.(即:fAB既是单射又是满射)
只有一一映射存在逆映射,即从B到A由相反的对应法则1f构成的映射,记作:
1:fBA
.
5.函数
设A,B都是非空的数集,f是从A到B的一个对应法则.那么,从A到B的映射
:fAB就叫做从A到B的函数,记做()yfx,其中xA,yB
,原象集合A叫做
函数()fx的定义域,象的集合C叫做函数的值域,显然CB.
6.反函数
若函数:fAB是一一映射,则它的逆映射1:fBA叫原函数的反函数,通常记作
1()yfx
.
二、基础训练
1、在19×93的方格纸上画出主对角线,则它穿过_________个单位方格的内部.
【解】主对角线穿过一个方格时,就会在方格内部留下一小段线段,因此每个方格对应于其内
的这条小线段.这个网格共有20条竖线和94条横线,主对角线和所有竖线与横线共有112个
交点,这112个交点可组成111条小线段.
2、函数4153yxx的最大值是_________,最小值是_________
【解】导数法. 13511224215324153(15334)xyxxxxxx,
故y在51[4,]12上单调增,在51[,5]12上单调减,从而max2y,min1y.
3、设定义在整数集上的函数()fx满足52000()[(8)]2000nnfnffnn,则(1993)f_____
【解】(1993)[(19938)](1996)[(19968)](1999)fffffff
[(19998)](2002)1997fff
.
4、求函数222222yxxxx的值域.
【解】2222(1)(01)(1)(01)yxx,可看作平面直角坐标系下x轴上点(,0)x
到点(1,1)和(1,1)的距离之和,故值域为[22,).
三、典型例题
1、设集合{|011,}MxxxZ,集合{(,,,)|,,,}FabcdabcdM,映射:fFZ使
得(,,,)fabcdabcd,已知(,,,)39,(,,,)66ffuvxyuyxv,求,,,xyuv的值.
【解】由f的定义和已知数据,得3966(,,,)uvxyuyxvuvxyM,
将两式相加,相减并分别分解因式得()()105yvux,()()27yvux,
显然,0,0uxyv,在,,,{|011,}xyuvxxxZ的条件下,011ux,
105
[]12211yv
,即1022yv,但()|105yv,可见1()15yv,
2
()21yv
,对应可知1()7ux,2()5ux.
同理,由011yv,27[]12211ux知322ux,
又有1()3ux,2()9ux.
对应地1()9yv,2()3yv,于是有以下两种可能:
(Ⅰ)15,7,9,3;yxuxuxyv (Ⅱ).3,9,5,21vyxuxuvy
由(Ⅰ)解出x=1,y=9,u=8,v=6;由(Ⅱ)解出y=12,它已超出集合M中元素的范围,
因此(Ⅱ)无解.
A
O
D
B
C
2、设,xyR,求222233333uxxyyxxyy的最小值.
【解】将已知式变形为:22(3)23cos30uxx
2222
(3)23cos302cos30yyxyxy
.
构造等腰直角三角形AOD,如图,||||3OAOD,
,OBOC是AOD的三等分线,||OBx,||OCy
,
则||||||||6uABBCCDAD,
由等面积法可解得,当33xy时可取等号.
3、求函数3422(21)xxyxx的值域.
【解法一】由于函数为奇函数,故只需考虑0x的情形.
(1)当01x时,由均值不等式有22222221111()81182(1)2(1)xxxxxxyxxxx;
(2)当1x时,0y;
(3)当1x时,222222211111||()2118118xxxxxxyxxxx,当12x时可取等
号,所以原函数的值域为11[,]88.
【解法二】222121411xxyxx,令tan,[0,)2x,则111sin4[,]888y.
4、若,,xyzR,且1xyz,求222222uxyxyyzyzzxzx的
最小值.
【解法一】易证222222222333(),(),()444xyxyxyyzyzzyzxzxxz,
所以3[()()()]32uxyyzzx(当且仅当13xyz时取等号)
【解法二】设113()22zxyyi,213()22zyzzi,313()22zzxxi,
所以123123||||||||3uzzzzzz.
【解法三】设13(,)22Axyy,313(,())222Bxyzyz,
33
((),())22Cxyzxyz
,则3uOAABBCOC.
5、在圆周上给定21(3)nn个点,从中任选n个点染成黑色,试证一定存在两个黑点,使
得以它们为端点的两条弧之一的内部,恰好含有n个给定的点.
【证明】若不然,从圆周上任何一个黑点出发,沿任何方向的第1n个点都是白点,因而对
于每一个黑点,都可得到两个相应的白点.这就定义了一个由所有黑点到白点的对应,因为每
个黑点对应于两个白点,故共有2n个白点(包括重复计数).又因为每个白点至多是两个黑点
的对应点,故至少有n个不同的白点,这与共有21n个点矛盾,故命题成立.
6、把△ABC的各边n等分,过各分点分别作各边的平行线,得到一些由三角形的边和这些平
行线所组成的平行四边形,试计算这些平行四边形的个数.
【解】如图Ⅰ-1-2-2所示,我们由对称性,先考虑边不行于BC的小平行四边形.
把AB边和AC边各延长一等分,分别到B′,C′,连接B′C′.
将A′B′的n条平行线分别延长,与B′C′相交,
连同B′,C′共有n+2个分点,
从B′至C′依次记为1,2,…,n+2.
图中所示的小平行四边形所在四条线分别交B′C′于i,j,k,l.
记A={边不平行于BC的小平行四边形},{(,,,)|12}Bijklijkln.
把小平行四边形的四条边延长且交CB边于四点的过程定义为一个映射::fAB,下面
我们证明f是A与B的一一对应.
事实上,不同的小平行四边形至少有一条边不相同,那么交于CB的四点亦不全同.
所以,四点组),,,(lkji亦不相同,从而f是A到B的1-1的映射.
任给一个四点组(,,,)ijkl,12ijkln,过i,j点作AB的平行线,过k,l
作AC的平行线,必交出一个边不平行于BC的小平行四边形,所以,映射f是A到B的满射.
总之f是A与B的一一对应,于是有42()()ncardAcardBC.
加上边不平行于AB和AC的两类小平行四边形,得到所有平行四边形的总数是.342nC
四、课后作业
金版奥数教程高一分册P109-116