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2019高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題二 函數(shù)與導(dǎo)數(shù) 第二講 基本初等函數(shù)學(xué)案 理

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2019高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題二 函數(shù)與導(dǎo)數(shù) 第二講 基本初等函數(shù)學(xué)案 理_第1頁(yè)
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1、 第二講 基本初等函數(shù)、函數(shù)與方程及函數(shù)的應(yīng)用 考點(diǎn)一 指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)及冪函數(shù) 1.指數(shù)與對(duì)數(shù)式的運(yùn)算公式 (1)am·an=am+n, (2)(am)n=amn, (3)(ab)m=ambm.其中,a>0,b>0. (4)loga(MN)=logaM+logaN, (5)loga=logaM-logaN, (6)logaMn=nlogaM, (7)alogaN=N, (8)logaN=.其中,a>0且a≠1,b>0且b≠1,M>0,N>0. 2.指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)的圖象和性質(zhì) 指數(shù)函數(shù)y=ax(a>0,a≠1)與對(duì)數(shù)函數(shù)y=logax(a>0,a≠1)的

2、圖象和性質(zhì),分01兩種情況:當(dāng)a>1時(shí),兩函數(shù)在定義域內(nèi)都為增函數(shù),當(dāng)0

3、=log2e,b=ln2,c=log,則a,b,c的大小關(guān)系為(  ) A.a(chǎn)>b>c B.b>a>c C.c>b>a D.c>a>b [解析] 由已知得c=log23,∵log23>log2e>1,b=ln2<1,∴c>a>b,故選D. [答案] D 3.(2018·山東濰坊一模)若函數(shù)f(x)=ax-a-x(a>0且a≠1)在R上為減函數(shù),則函數(shù)y=loga(|x|-1)的圖象可以是(  ) [解析] 因函數(shù)f(x)=ax-a-x(a>0且a≠1)在R上為減函數(shù),故01或x<-1},x>1時(shí)

4、函數(shù)y=loga(|x|-1)的圖象可以通過(guò)函數(shù)y=logax的圖象向右平移1個(gè)單位得到,故選D. [答案] D 4.(2018·江西九江七校聯(lián)考)若函數(shù)f(x)=log2(x2-ax-3a)在區(qū)間(-∞,-2]上是減函數(shù),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________. [解析] 由題意得x2-ax-3a>0在區(qū)間(-∞,-2]上恒成立且函數(shù)y=x2-ax-3a在(-∞,-2]上遞減,則≥-2且(-2)2-(-2)a-3a>0,解得實(shí)數(shù)a的取值范圍是[-4,4). [答案] [-4,4) [快速審題] 看到指數(shù)式、對(duì)數(shù)式,想到指數(shù)、對(duì)數(shù)的運(yùn)算性質(zhì);看到指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、冪函數(shù),想到它們的圖

5、象和性質(zhì). 基本初等函數(shù)的圖象與性質(zhì)的應(yīng)用技巧 (1)對(duì)數(shù)函數(shù)與指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性都取決于其底數(shù)的取值,當(dāng)?shù)讛?shù)a的值不確定時(shí),要注意分a>1和01時(shí),兩函數(shù)在定義域內(nèi)都為增函數(shù);當(dāng)00和α<0兩種情況的不同. 考點(diǎn)二 函數(shù)的零點(diǎn) 1.函數(shù)的零點(diǎn)及其與方程根的關(guān)系 對(duì)于函數(shù)f(x),使f(x)=0的實(shí)數(shù)

6、x叫做函數(shù)f(x)的零點(diǎn).函數(shù)F(x)=f(x)-g(x)的零點(diǎn)就是方程f(x)=g(x)的根,即函數(shù)y=f(x)的圖象與函數(shù)y=g(x)的圖象交點(diǎn)的橫坐標(biāo). 2.零點(diǎn)存在性定理 如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線(xiàn),并且有f(a)·f(b)<0,那么函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有零點(diǎn),即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,這個(gè)c也就是方程f(x)=0的根. 角度1:確定函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)或其存在范圍 [解析] 當(dāng)x≤0時(shí), 由f(x)=0,即x2+2017x-2018=0, 得(x-1)(x+2018)=0, 解得x=1(舍去)或x=-201

7、8; 當(dāng)x>0時(shí),設(shè)g(x)=x-2,h(x)=lnx,如圖,分別作出兩個(gè)函數(shù)的圖象, 由圖可知,兩函數(shù)圖象有兩個(gè)交點(diǎn),所以函數(shù)f(x)在x>0時(shí)有兩個(gè)零點(diǎn). 綜上,函數(shù)f(x)有3個(gè)零點(diǎn),故選C. [答案] C [快速審題] 看到函數(shù)的零點(diǎn),想到求方程的根或轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象的交點(diǎn). 角度2:應(yīng)用零點(diǎn)求參數(shù)的值(范圍) [解析] 在平面直角坐標(biāo)系中作出函數(shù)y=f(x)的圖象,如圖,而函數(shù)y=mx-恒過(guò)定點(diǎn),設(shè)過(guò)點(diǎn)與函數(shù)y=lnx的圖象相切的直線(xiàn)為l1,切點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,lnx0).因?yàn)閥=lnx的導(dǎo)函數(shù)y′=,所以圖中y=lnx的切線(xiàn)l1的斜率為k=,則=,解得x0=

8、,所以k=.又圖中l(wèi)2的斜率為,故當(dāng)方程f(x)=mx-恰有四個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根時(shí),實(shí)數(shù)m的取值范圍是. [答案]  [探究追問(wèn)] 將例2中“方程f(x)=mx-恰有四個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根”改為“方程f(x)=m恰有三個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根”,結(jié)果如何? [解析] 在平面直角坐標(biāo)系中作出函數(shù)y=f(x)的圖象,如圖.函數(shù)y=m恒過(guò)定點(diǎn),設(shè)過(guò)點(diǎn)與函數(shù)y=1-x2的圖象相切的直線(xiàn)為l1,設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,1-x),因?yàn)閥=1-x2(x≤1)的導(dǎo)函數(shù)y′=-2x0,所以切線(xiàn)l1斜率k=-2x0,則-2x0=,解得x0=或x0=2(舍).所以直線(xiàn)l1的斜率為-1,結(jié)合圖可知,當(dāng)方程f(x)=m恰有三個(gè)

9、不相等的實(shí)根時(shí),實(shí)數(shù)m的取值范圍是(-1,0). [答案] (-1,0) (1)判斷函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的3種方法 (2)利用函數(shù)零點(diǎn)的情況求參數(shù)值(或范圍)的3種方法 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1.[角度1]已知函數(shù)f(x)=-log2x.在下列區(qū)間中,包含f(x)零點(diǎn)的區(qū)間是(  ) A.(0,1) B.(1,2) C.(2,4) D.(4,+∞) [解析] 易知f(x)是單調(diào)遞減函數(shù).∵f(1)=6-log21=6>0,f(2)=3-log22=2>0,f(3)=2-log23>0,f(4)=-log24=-2<0,∴選項(xiàng)中包含f(x)零點(diǎn)的區(qū)間是(2,4). [答

10、案] C 2.[角度2]已知函數(shù)f(x)=若關(guān)于x的方程f(x)=k有三個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,則實(shí)數(shù)k的取值范圍是________. [解析] f(x)=k有三個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,即函數(shù)y=f(x)的圖象與函數(shù)y=k的圖象有三個(gè)交點(diǎn),如圖所示. 當(dāng)-1

11、表示問(wèn)題中的關(guān)系,建立相應(yīng)的函數(shù)模型,最終求解數(shù)學(xué)模型使實(shí)際問(wèn)題獲解. [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1.在某種新型材料的研制中,實(shí)驗(yàn)人員獲得了下列一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),現(xiàn)準(zhǔn)備用下列四個(gè)函數(shù)中的一個(gè)近似地表示這些數(shù)據(jù)的規(guī)律,其中最接近的一個(gè)是(  ) x 1.992 3 4 5.15 6.126 y 1.517 4.0418 7.5 12 18.01 A.y=2x-2 B.y=(x2-1) C.y=log2x D.y=logx [解析] 由題中表可知函數(shù)在(0,+∞)上是增函數(shù),且y的變化隨x的增大而增大的越來(lái)越快,分析選項(xiàng)可知B符合,故選B. [答案] B 2.(201

12、8·西安四校聯(lián)考)某大型民企為激勵(lì)創(chuàng)新,計(jì)劃逐年加大研發(fā)資金投入.若該民企2018年全年投入研發(fā)資金130萬(wàn)元,在此基礎(chǔ)上,每年投入的研發(fā)資金比上一年增長(zhǎng)12%,則該民企全年投入的研發(fā)資金開(kāi)始超過(guò)200萬(wàn)元的年份是(參考數(shù)據(jù):lg1.12≈0.05,lg1.3≈0.11,lg2≈0.30)(  ) A.2019年 B.2020年 C.2021年 D.2022年 [解析] 設(shè)從2018年起,過(guò)了n(n∈N*)年該民企全年投入的研發(fā)資金超過(guò)200萬(wàn)元,則130×(1+12%)n≥200,則n≥≈=3.8,由題意取n=4,則n+2018=2022.故選D. [答案] D 3.如圖,某小

13、區(qū)有一邊長(zhǎng)為2的正方形地塊OABC,其中陰影部分是一個(gè)游泳池,計(jì)劃在地塊OABC內(nèi)修一條與池邊AE相切的直路l(寬度不計(jì)),切點(diǎn)為M,并把該地塊分為兩部分.現(xiàn)以點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),以線(xiàn)段OC所在直線(xiàn)為x軸,建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,若池邊AE為函數(shù)y=-x2+2(0≤x≤)的圖象,且點(diǎn)M到邊OA的距離為t,則地塊OABC在直路l不含泳池那側(cè)的面積的最大值為_(kāi)_______. [解析] M(t,-t2+2),過(guò)切點(diǎn)M的切線(xiàn)l:y-(-t2+ 2)=-2t(x-t),即y=-2tx+t2+2,令y=2得x=,故切線(xiàn)l與AB交于點(diǎn);令y=0,得x=+, 故切線(xiàn)l與OC交于點(diǎn),又x=+在上單

14、調(diào)遞減,所以x=+∈,所以地塊OABC在切線(xiàn)l右上部分區(qū)域?yàn)橹苯翘菪?,面積S=×2=4-t-=4-≤2,當(dāng)且僅當(dāng)t=1時(shí)等號(hào)成立,故地塊OABC在直路l不含泳池那側(cè)的面積的最大值為2. [答案] 2 [快速審題] 看到實(shí)際應(yīng)用題,想到函數(shù)模型. 應(yīng)用函數(shù)模型解決實(shí)際問(wèn)題的一般程序 [解析]  [答案] A 2.(2018·全國(guó)卷Ⅰ)已知函數(shù)f(x)=g(x)=f(x)+x+a.若g(x)存在2個(gè)零點(diǎn),則a的取值范圍是(  ) A.[-1,0) B.[0,+∞) C.[-1,+∞) D.[1,+∞) [解析] g(x)=f(x)+x+a存在2個(gè)零點(diǎn)

15、等價(jià)于函數(shù)f(x)=與h(x)=-x-a的圖象存在2個(gè)交點(diǎn),如圖, 當(dāng)x=0時(shí),h(0)=-a,由圖可知要滿(mǎn)足y=f(x)與y=h(x)的圖象存在2個(gè)交點(diǎn),需要-a≤1,即a≥-1.故選C. [答案] C 3.(2017·北京卷)根據(jù)有關(guān)資料,圍棋狀態(tài)空間復(fù)雜度的上限M約為3361,而可觀(guān)測(cè)宇宙中普通物質(zhì)的原子總數(shù)N約為1080,則下列各數(shù)中與最接近的是(  ) (參考數(shù)據(jù):lg3≈0.48) A.1033 B.1053 C.1073 D.1093 [解析] 因?yàn)閘g3≈0.48,所以3≈100.48, 所以=≈===1093.28≈1093.故選D. [答案] D

16、 4.(2018·全國(guó)卷Ⅲ)函數(shù)f(x)=cos在[0,π]的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為_(kāi)_______. [解析] 令f(x)=0,得cos=0,解得x=+(k∈Z).當(dāng)k=0時(shí),x=;當(dāng)k=1時(shí),x=;當(dāng)k=2時(shí),x=,又x∈[0,π],所以滿(mǎn)足要求的零點(diǎn)有3個(gè). [答案] 3 5.(2018·天津卷)已知a>0,函數(shù)f(x)=若關(guān)于x的方程f(x)=ax恰有2個(gè)互異的實(shí)數(shù)解,則a的取值范圍是________. [解析] 設(shè)g(x)=f(x)-ax= 方程f(x)=ax恰有2個(gè)互異的實(shí)數(shù)解即函數(shù)y=g(x)有兩個(gè)零點(diǎn),即y=g(x)的圖象與x軸有2個(gè)交點(diǎn),滿(mǎn)足條件的y=g(x)的圖象有以下兩種情

17、況: 情況一: 則∴4

18、]=3,令f(x)=t,則f(t)=3, 若t≤0,則2t+1=3,解得t=1,不符合題意; 若t>0,則|lnt|=3,解得t=e3或t=e-3, 若x≤0,則2x+1=e3或2x+1=e-3, 解得x=(舍)或x=; 若x>0,則|lnx|=e3或|lnx|=e-3, 解得x=ee3或e-e3或ee-3或e-e-3,故一共有5個(gè)根,選C. [答案] C 2.(2018·安徽馬鞍山一模)已知函數(shù)f(x)=若關(guān)于x的方程[f(x)]2+(a-1)f(x)-a=0有7個(gè)不等的實(shí)數(shù)根,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是(  ) A.[1,2] B.(1,2) C.(-2,-1) D.

19、[-2,-1] [解析] 函數(shù)f(x)=的圖象如圖: 關(guān)于x的方程[f(x)]2+(a-1)f(x)-a=0有7個(gè)不等的實(shí)數(shù)根,即[f(x)+a][f(x)-1]=0有7個(gè)不等的實(shí)數(shù)根,易知f(x)=1有3個(gè)不等的實(shí)數(shù)根,∴f(x)=-a必須有4個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,由函數(shù)f(x)的圖象可知-a∈(1,2),∴a∈(-2,-1).故選C. [答案] C 專(zhuān)題跟蹤訓(xùn)練(十一) 一、選擇題 [解析]  [答案] C [解析]  根據(jù)零點(diǎn)存在性定理可得函數(shù)零點(diǎn)所在區(qū)間為, 即所求交點(diǎn)橫坐標(biāo)所在區(qū)間為,故選B. [答案] B 3.(2018·孝感一模)若函數(shù)

20、f(x)=(m-2)x2+mx+(2m+1)的兩個(gè)零點(diǎn)分別在區(qū)間(-1,0)和區(qū)間(1,2)內(nèi),則實(shí)數(shù)m的取值范圍是(  ) A. B. C. D. [解析] 依題意并結(jié)合函數(shù)f(x)的圖象可知,即 解得0時(shí),F(xiàn)(x)=x[x+(a-1)], ∵函數(shù)F(x)有2個(gè)零

21、點(diǎn),∴1-a>0,∴a<1.故選C. [答案] C 5.(2018·湖南十三校二模)函數(shù)f(x)=lnx+ex(e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))的零點(diǎn)所在的區(qū)間是(  ) A. B. C.(1,e) D.(e,+∞) [解析] 函數(shù)f(x)=lnx+ex在(0,+∞)上單調(diào)遞增,因此函數(shù)f(x)最多只有一個(gè)零點(diǎn).當(dāng)x→0+時(shí),f(x)→-∞. ∴函數(shù)f(x)=lnx+ex(e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))的零點(diǎn)所在的區(qū)間是.故選A. [答案] A 6.(2018·河南鄭州模擬)已知函數(shù)f(x)=x2+m與函數(shù)g(x)=-ln-3x的圖象上至少存在一對(duì)關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)的點(diǎn),則實(shí)數(shù)m的取值范圍是(

22、  ) A. B. C. D.[2-ln2,2] [解析] 由已知,得方程x2+m=ln+3x,∴m=-lnx+3x-x2在上有解. 設(shè)f(x)=-lnx+3x-x2, 求導(dǎo),得f′(x)=-+3-2x=- =- ∵≤x≤2, 令f′(x)=0,解得x=或x=1. 當(dāng)f′(x)>0時(shí),

23、所以m的取值范圍是[2-ln2,2],故選D. [答案] D 二、填空題 7.(2018·河北石家莊模擬)若函數(shù)f(x)=m+x的零點(diǎn)是-2,則實(shí)數(shù)m=________. [解析] 由m+-2=0,得m=-9. [答案]?。? 8.設(shè)二次函數(shù)f(x)=ax2+2ax+1在[-3,2]上有最大值4,則實(shí)數(shù)a的值為_(kāi)_______. [解析] f(x)的對(duì)稱(chēng)軸為x=-1.當(dāng)a>0時(shí),f(2)=4a+4a+1=8a+1,f(-3)=3a+1.∴f(2)>f(-3),即f(x)max=f(2)=8a+1=4,∴a=;當(dāng)a<0時(shí),f(x)max=f(-1)=a-2a+1=-a+1=4,∴a

24、=-3.綜上所述,a=或a=-3 [答案] 或-3 9.某租賃公司擁有汽車(chē)100輛.當(dāng)每輛車(chē)的月租金為3000元時(shí),可全部租出.當(dāng)每輛車(chē)的月租金每增加50元時(shí),未出租的車(chē)將會(huì)增加一輛.租出的車(chē)每輛每月需要維護(hù)費(fèi)150元,未租出的車(chē)每輛每月需要維護(hù)費(fèi)50元,要使租賃公司的月收益最大,則每輛車(chē)的月租金應(yīng)定為_(kāi)_______元. [解析] 設(shè)每輛車(chē)的月租金為x(x>3000)元,則租賃公司月收益為y=·(x-150)-×50,整理得y=-+162x-21000=-(x-4050)2+307050. 所以當(dāng)x=4050時(shí),y取最大值為307050,即當(dāng)每輛車(chē)的月租金定為4050元時(shí),租賃公司的

25、月收益最大為307050元. [答案] 4050 三、解答題 10.(2018·唐山一中期末)已知函數(shù)f(x)=ex-e-x(x∈R,且e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)). (1)判斷函數(shù)f(x)的單調(diào)性與奇偶性; (2)是否存在實(shí)數(shù)t,使不等式f(x-t)+f(x2-t2)≥0對(duì)一切x∈R都成立?若存在,求出t;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由. [解] (1)∵f(x)=ex-x, ∴f′(x)=ex+x, ∴f′(x)>0對(duì)任意x∈R都成立, ∴f(x)在R上是增函數(shù). 又∵f(x)的定義域?yàn)镽,且f(-x)=e-x-ex=-f(x), ∴f(x)是奇函數(shù). (2)存在.由(1)知f(x)

26、在R上是增函數(shù)和奇函數(shù),則 f(x-t)+f(x2-t2)≥0對(duì)一切x∈R都成立, ?f(x2-t2)≥f(t-x)對(duì)一切x∈R都成立, ?x2-t2≥t-x對(duì)一切x∈R都成立, ?t2+t≤x2+x=2-對(duì)一切x∈R都成立, ?t2+t≤(x2+x)min=-?t2+t+ =2≤0, 又2≥0,∴2=0, ∴t=-. ∴存在t=-,使不等式f(x-t)+f(x2-t2)≥0對(duì)一切x∈R都成立. 11.(2018·江西三校聯(lián)考)食品安全問(wèn)題越來(lái)越引起人們的重視,農(nóng)藥、化肥的濫用給人民群眾的健康帶來(lái)一定的危害,為了給消費(fèi)者帶來(lái)放心的蔬菜,某農(nóng)村合作社每年投入200萬(wàn)元,搭建甲

27、、乙兩個(gè)無(wú)公害蔬菜大棚,每個(gè)大棚至少要投入20萬(wàn)元,其中甲大棚種西紅柿,乙大棚種黃瓜,根據(jù)以往的種菜經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)種西紅柿的年收入P(單位:萬(wàn)元)、種黃瓜的年收入Q(單位:萬(wàn)元)與投入a(單位:萬(wàn)元)滿(mǎn)足P=80+4,Q=a+120,設(shè)甲大棚的投入為x(單位:萬(wàn)元),每年兩個(gè)大棚的總收益為f(x)(單位:萬(wàn)元). (1)求f(50)的值; (2)試問(wèn)如何安排甲、乙兩個(gè)大棚的投入,才能使總收益f(x)最大? [解] (1)依題意f(x)=80+4+(200-x)+120=-x+4+250,其中 所以20≤x≤180. 故f(50)=-×50+4+250=277.5. (2)由(1)知f(

28、x)=-x+4+250(20≤x≤180), 令=t,則2≤t≤6, y=-t2+4t+250=-(t-8)2+282, 因此當(dāng)t=8時(shí),函數(shù)取得最大值282,此時(shí)x=128, 故投入甲大棚128萬(wàn)元,乙大棚72萬(wàn)元時(shí),總收益最大,最大總收益是282萬(wàn)元. 12.(2018·江西吉安一中摸底)已知函數(shù)f(x)=若關(guān)于x的方程[f(x)]2+f(x)+t=0有三個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,求實(shí)數(shù)t的取值范圍. [解] 原問(wèn)題等價(jià)于[f(x)]2+f(x)=-t有三個(gè)不同的實(shí)數(shù)根, 即直線(xiàn)y=-t與y=[f(x)]2+f(x)的圖象有三個(gè)不同的交點(diǎn). 當(dāng)x≥0時(shí),y=[f(x)]2+f(x)=e2x+ex為增函數(shù),在x=0處取得最小值2,其圖象與直線(xiàn)y=-t最多只有一個(gè)交點(diǎn). 當(dāng)x<0時(shí),y=[f(x)]2+f(x)=[lg(-x)]2+lg(-x),根據(jù)復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性,其在(-∞,0)上先減后增,最小值為-. 所以要使函數(shù)的圖象有三個(gè)不同的交點(diǎn),只需-t≥2,解得t≤-2. 18

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