(江蘇專版)2018年高考數(shù)學二輪復習 專題五 函數(shù)教學案
《(江蘇專版)2018年高考數(shù)學二輪復習 專題五 函數(shù)教學案》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《(江蘇專版)2018年高考數(shù)學二輪復習 專題五 函數(shù)教學案(59頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1、 專題五 函數(shù) 江蘇 新高考 江蘇卷對函數(shù)在解答題上基本不考“抽象函數(shù)”,2013年第20題,考查函數(shù)的單調性、零點個數(shù)問題;2014年第19題,考查函數(shù)與不等式;2015年第19題,討論函數(shù)的單調性及函數(shù)零點確定參數(shù)值;2016年第19題,考查函數(shù)與不等式、零點問題,2017年第20題,考查函數(shù)與導數(shù)、函數(shù)的極值、零點問題.題目難度較大,多體現(xiàn)分類討論思想. 第1課時函 數(shù)(基礎課) [常考題型突破] 函數(shù)的概念與圖象 [必備知識] 1.函數(shù)的定義域 (1)函數(shù)的定義域是研究函數(shù)問題的先決條件,它會直接影響函數(shù)的性質,所以要樹立定義域優(yōu)先的意識. (2)對于復合函數(shù)的
2、定義域要注意: ①如果函數(shù)f(x)的定義域為A,則f(g(x))的定義域是使函數(shù)g(x)∈A的x的取值范圍. ②如果f(g(x))的定義域為A,則函數(shù)f(x)的定義域是函數(shù)g(x)的值域. ③f(g(x))與f(h(x))聯(lián)系的紐帶是g(x)與h(x)的值域相同. 2.函數(shù)的值域 求函數(shù)值域的常用方法有觀察法、不等式法、圖象法、換元法、單調性法等. 3.分段函數(shù) 若函數(shù)在其定義域內,對于自變量的不同取值區(qū)間,有著不同的對應法則,這樣的函數(shù)通常叫做分段函數(shù).分段函數(shù)雖然由幾部分組成,但它表示的是一個函數(shù). 4.函數(shù)的圖象 函數(shù)的圖象包括作圖、識圖、用圖,其中作函數(shù)圖象有兩種
3、基本方法:一是描點法;二是圖象變換法,其中圖象變換有平移變換、伸縮變換、對稱變換. [題組練透] 1.(2017·南通二調)函數(shù)f(x)=的定義域是________. 解析:由題意得lg(5-x2)≥0?5-x2≥1?-2≤x≤2,因此f(x)的定義域為[-2,2]. 答案:[-2,2] 2.(2017·鹽城???已知函數(shù)f(x)= 若f(0)=3,則f(a)=________. 解析:因為f(0)=3,所以a-2=3,即a=5,所以f(a)=f(5)=9. 答案:9 3.(2017·南通???函數(shù)f(x)=31-x2的值域為________. 解析:因為1-x2≤1,所以
4、f(x)=31-x2∈(0,3]. 答案:(0,3] 4.(2016·南通調研)已知函數(shù)f(x)=loga(x+b)(a>0且a≠1,b∈R)的圖象如圖所示,則a+b的值是________. 解析:將(-3,0),(0,-2)分別代入解析式得loga(-3+b)=0,logab=-2,解得a=,b=4,從而a+b=. 答案: [方法歸納] 1.求函數(shù)定義域的類型和相應方法 (1)若已知函數(shù)的解析式,則這時函數(shù)的定義域是使解析式有意義的自變量的取值范圍,只需構建并解不等式(組)即可. (2)實際問題或幾何問題除要考慮解析式有意義外,還應使實際問題有意義. 2.求函數(shù)值的注意點
5、 形如f(g(x))的函數(shù)求值時,應遵循先內后外的原則;而對于分段函數(shù)的求值(解不等式)問題,必須依據(jù)條件準確地找出利用哪一段求解;對具有周期性的函數(shù)求值要利用其周期性. 3.函數(shù)的圖象 (1)作圖 若函數(shù)表達式或變形后的表達式是熟悉的基本初等函數(shù)時,就可根據(jù)這些函數(shù)的特征描點作出;若函數(shù)圖象可由基本初等函數(shù)的圖象經過平移、翻折、對稱得到,可利用圖象變換作出,但要注意變換順序.尤其注意y=f(x)與y=f(-x),y=-f(x),y=-f(-x),y=f(|x|),y=|f(x)|及y=af(x)+b的相互關系.,(2)識圖,從圖象與坐標軸的交點及左、右、上、下分布范圍、變化趨勢、對稱性
6、等方面找準解析式與圖象的對應關系. (3)用圖 圖象形象地顯示了函數(shù)的性質,因此,函數(shù)性質的確定與應用及一些方程、不等式的求解常與圖象數(shù)形結合研究. 函數(shù)的基本性質 [必備知識] 1.函數(shù)的單調性 單調性是函數(shù)的一個局部性質,一個函數(shù)在不同的區(qū)間上可以有不同的單調性.判斷函數(shù)單調性常用定義法、圖象法及導數(shù)法. 2.函數(shù)的奇偶性 函數(shù)的奇偶性是函數(shù)在定義域上的整體性質.偶函數(shù)的圖象關于y軸對稱,在關于坐標原點對稱的定義域上具有相反的單調性;奇函數(shù)的圖象關于坐標原點對稱,在關于坐標原點對稱的定義域上具有相同的單調性,判斷函數(shù)奇偶性的常用方法有定義法、圖象法及性質法. 3
7、.函數(shù)的周期性 周期性是函數(shù)在定義域上的整體性質.若函數(shù)滿足f(a+x)=f(x)(a不等于0),則其一個周期T=|a|,最小正數(shù)T叫做f(x)的最小正周期. 4.函數(shù)的對稱性 若函數(shù)f(x)滿足f(a-x)=f(a+x)或f(x)=f(2a-x),則函數(shù)f(x)關于直線x=a對稱. 若函數(shù)f(x)滿足f(a-x)=-f(a+x)或f(x)=-f(2a-x),則函數(shù)f(x)關于點(a,0)中心對稱. [題組練透] 1.(2017·南京三模)已知函數(shù)f(x)是定義在R上且周期為4的偶函數(shù).當x∈[2,4]時,f(x)=,則f的值為________. 解析:因為函數(shù)f(x)是定義在
8、R上且周期為4的偶函數(shù),所以f=f=f,因為當x∈[2,4]時,f(x)=,所以f=f==log42=. 答案: 2.(2017·鹽城期中)若函數(shù)f(x)=在區(qū)間(-∞,a)上單調遞減,在(a,+∞)上單調遞增,則實數(shù)a的取值范圍是________. 解析:函數(shù)f(x)=根據(jù)反比例函數(shù)的性質可知,在區(qū)間(-∞,0)上單調遞減,要使函數(shù)f(x)在區(qū)間(-∞,a)上單調遞減,則a≤0.因此函數(shù)f(x)=|x+1|在區(qū)間(a,+∞)上單調遞增,那么a+1≥0,解得a≥-1.所以實數(shù)a的取值范圍是[-1,0]. 答案:[-1,0] 3.(2017·蘇北四市期末)已知函數(shù)f(x)是定義在R上的
9、奇函數(shù),當x>0時,f(x)=2x-3,則不等式f(x)≤-5的解集為______________. 解析:若x<0,則-x>0, ∵當x>0時,f(x)=2x-3, ∴當-x>0時,f(-x)=2-x-3, ∵f(x)是定義在R上的奇函數(shù), ∴f(-x)=2-x-3=-f(x), 則f(x)=-2-x+3,x<0, 當x>0時,不等式f(x)≤-5等價于2x-3≤-5, 即2x≤-2,無解,不成立; 當x<0時,不等式f(x)≤-5等價于-2-x+3≤-5,即2-x≥8,得-x≥3,即x≤-3; 當x=0時,f(0)=0,不等式f(x)≤-5不成立, 綜上,不等式的解為
10、(-∞,-3]. 答案:(-∞,-3] 4.(2017·江蘇高考)已知函數(shù)f(x)=x3-2x+ex-,其中e是自然對數(shù)的底數(shù).若 f(a-1)+f(2a2)≤0,則實數(shù)a的取值范圍是________. 解析:由f(x)=x3-2x+ex-, 得f(-x)=-x3+2x+-ex=-f(x), 所以f(x)是R上的奇函數(shù). 又f′(x)=3x2-2+ex+≥3x2-2+2=3x2≥0,當且僅當x=0時取等號, 所以f(x)在其定義域內單調遞增. 因為f(a-1)+f(2a2)≤0, 所以f(a-1)≤-f(2a2)=f(-2a2), 所以a-1≤-2a2,解得-1≤a≤,
11、 故實數(shù)a的取值范圍是. 答案: [方法歸納] 1.破解函數(shù)的單調性的四種方法 數(shù)形結合法 對于填空題能畫出圖象的函數(shù) 轉化法 由基本初等函數(shù)通過加、減運算或復合而成的函數(shù),(常轉化為基本初等函數(shù)單調性的判斷問題) 導數(shù)法 解析式為分式、指數(shù)函數(shù)式、對數(shù)式等較復雜的函數(shù) 定義法 抽象函數(shù) 2.判斷函數(shù)的奇偶性的三個技巧 (1)奇、偶函數(shù)的定義域關于原點對稱; (2)奇函數(shù)的圖象關于原點對稱,偶函數(shù)的圖象關于y軸對稱; (3)對于偶函數(shù)而言,有f(-x)=f(x)=f(|x|). 3.函數(shù)性質的應用 可以利用函數(shù)的性質確定函數(shù)圖象,并充分利用已知區(qū)間上函數(shù)的性質
12、解決問題,體現(xiàn)轉化思想.
基本初等函數(shù)
[必備知識]
1.指數(shù)函數(shù)的圖象與性質
y=ax(a>0,且a≠1)
a>1
00時,y>1;
x<0時,0
13、0
14、R [0,+∞) {x|x∈R 且x≠0} 值域 R [0,+∞) R [0,+∞) {y|y∈R 且y≠0} 奇偶性 奇函數(shù) 偶函數(shù) 奇函數(shù) 非奇非偶函數(shù) 奇函數(shù) 單調性 增 x∈[0,+∞) 時,增; x∈(-∞,0] 時,減 增 增 x∈(0,+∞)和 (-∞,0)時,減 公共點 (1,1) [題組練透] 1.(2017·南通海安檢測)已知冪函數(shù)f(x)=xα,其中α∈.則使f(x)為奇函數(shù),且在區(qū)間(0,+∞)上是單調增函數(shù)的α的所有取值的集合為________. 解析:冪函數(shù)f(x)為奇函數(shù),則α=-1,1,3,
15、f(x)在區(qū)間(0,+∞)上是單調增函數(shù),則α的所有值為1,3. 答案:{1,3} 2.(2017·江蘇學易聯(lián)考期末)函數(shù)y=的單調遞增區(qū)間是__________. 解析:由題意可得-x2+x+2≥0,解得-1≤x≤2,故函數(shù)y=的定義域為[-1,2].又函數(shù)f(x)=-x2+x+2在區(qū)間上單調遞增,在區(qū)間上單調遞減,根據(jù)復合函數(shù)的單調性可得函數(shù)y=的單調遞增區(qū)間為. 答案: 3.(2017·揚州期中)已知函數(shù)f(x)=x(1-a|x|)+1(a>0),若f(x+a)≤f(x)對任意的x∈R恒成立,則實數(shù)a的取值范圍是__________. 解析:∵f(x)=x(1-a|x|)+1
16、 = =(a>0), f(x+a)=(x+a)(1-a|x+a|)+1, 又∵f(x+a)≤f(x)對任意的x∈R恒成立, 在同一直角坐標系中作出滿足題意的y=f(x+a)與y=f(x)的圖象如圖所示: ∴x(1+ax)+1≥(x+a)[1-a(x+a)]+1恒成立, 即x+ax2+1≥-a(x2+2ax+a2)+x+a+1, 整理得:2x2+2ax+a2-1≥0恒成立, ∴Δ=4a2-4×2×(a2-1)≤0,解得a≥. 答案:[,+∞) 4.(2017·蘇北三市三模)如圖,已知正方形ABCD的邊長為2,BC平行于x軸,頂點A,B和C分別在函數(shù)y1=3logax,y2=
17、2logax和y3=logax(a>1)的圖象上,則實數(shù)a的值為________.
解析:設C(x0,logax0),則2logaxB=logax0,
即 x=x0,解得xB=,
故xC-xB=x0-=2,解得 x0=4,
即B(2,2loga2),A(2,3loga2),
由AB=2,可得3loga2-2loga2=2,解得a=.
答案:
[方法歸納]
基本初等函數(shù)圖象與性質的應用技巧
(1)指數(shù)函數(shù)與對數(shù)函數(shù)的單調性都取決于其底數(shù)的取值,當?shù)讛?shù)a的值不確定時,要注意分a>1和0
18、過換元法轉化為兩個基本初等函數(shù)的有關性質,然后根據(jù)復合函數(shù)的性質與相關函數(shù)的性質之間的關系進行判斷.
(3)對于冪函數(shù)y=xα的性質要注意α>0和α<0兩種情況的不同.
函數(shù)的零點
[必備知識]
1.函數(shù)零點的定義
對于函數(shù)f(x),我們把使f(x)=0的實數(shù)x叫做函數(shù)f(x)的零點.
2.確定函數(shù)零點的常用方法
(1)解方程法;
(2)利用零點存在性定理;
(3)數(shù)形結合,利用兩個函數(shù)圖象的交點求解.
[題組練透]
1.(2017·蘇錫常鎮(zhèn)一模)若函數(shù)f(x)=則函數(shù)y=|f(x)|-的零點個數(shù)為________.
解析:當x≥1時,y=-,
則=,即l 19、n x=x2,
令g(x)=ln x-x2,x≥1,則函數(shù)g(x)是連續(xù)函數(shù)且先增后減,
g(1)=-<0,g(2)=ln 2->0,
g(4)=ln 4-2<0,由函數(shù)的零點判定定理可知g(x)=ln x-x2,有2個零點.
當x<1時,
y=
函數(shù)的圖象與y=的圖象如圖,
則兩個函數(shù)有2個交點,
綜上,函數(shù)y=|f(x)|-的零點個數(shù)為4個.
答案:4
2.(2017·南通二調)已知函數(shù)f(x)=其中m>0.若函數(shù)y=f(f(x))-1有3個不同的零點,則m的取值范圍是________.
解析:令f(x)=t,則f(t)=1,所以t=或t=m-1,即f(x)=與f(x 20、)=m-1有3個不同解.
所以即0 21、D對應的部分相等,
只需考慮lg x與每個周期內x?D部分的交點.
畫出函數(shù)草圖(如圖),圖中交點除(1,0)外其他交點橫坐標均為無理數(shù),屬于每個周期x?D的部分,
且x=1處(lg x)′==<1,則在x=1附近僅有一個交點,因此方程f(x)-lg x=0的解的個數(shù)為8.
答案:8
[方法歸納]
利用函數(shù)零點的情況求參數(shù)值或取值范圍的方法
[課時達標訓練]
1.(2017·蘇錫常鎮(zhèn)一模)函數(shù)f(x)=的定義域為________.
解析:由題意得
解得x>且x≠1,
故函數(shù)的定義域是.
答案:
2.函數(shù)f(x)=ln的值域是________.
解析:因為 22、|x|≥0,所以|x|+1≥1.
所以0<≤1.所以ln≤0,
即f(x)=ln的值域為(-∞,0].
答案:(-∞,0]
3.(2017·啟東???設函數(shù)f(x)=
則f(f(2))=________.
解析:因為f(2)=-4+2=-2,f(-2)=-2-1=3,所以f(f(2))=3.
答案:3
4.已知f(x)是奇函數(shù),g(x)=.若g(2)=3,則g(-2)=________.
解析:由題意可得g(2)==3,則f(2)=1,又f(x)是奇函數(shù),則f(-2)=-1,所以g(-2)===-1.
答案:-1
5.已知函數(shù)f(x)=若f(1)+f(a-1)=2,則a的 23、值為________.
解析:因為f(1)+f(a-1)=2,又f(1)=0,所以f(a-1)=2,當a-1>0,即a>1時,有l(wèi)og2(a-1)=2,解得a=5.當a-1≤0,即a≤1時,有2a-1=2,解得a=2(舍去),所以a=5.
答案:5
6.(2017·泰州二中模考)函數(shù)f(x)是R上的奇函數(shù),f(x+2)=-f(x),當x∈(0,2)時,f(x)=x+2,則f(7)=________.
解析:因為f(x+2)=-f(x),所以f(x+4)=-f(x+2)=f(x),則函數(shù)f(x)是周期為4的周期函數(shù),則f(7)=f(7-8)=f(-1)=-f(1)=-(1+2)=-3.
24、
答案:-3
7.(2017·蘇州考前模擬)設a=log2,b=log,c=0.3,則a,b,c按從小到大的順序排列為______________.
解析:由已知結合對數(shù)函數(shù)圖象和指數(shù)函數(shù)圖象得到a<0,b>1,0 25、x2=1,故m=1.
答案:1
9.已知在(-1,1)上函數(shù)f(x)=若f(x)=-,則x的值為________.
解析:當-1<x≤0時,由f(x)=sin=-,解得x=-;當0<x<1時,由f(x)=log2(x+1)=-,解得x=-1,不符合題意,舍去,故x的值為-.
答案:-
10.已知f(x)=(a>0且a≠1)滿足對任意x1≠x2都有>0,那么實數(shù)a的取值范圍是________.
解析:因為任意x1≠x2,都有>0,則f(x)在R上為單調遞增函數(shù),則函數(shù)y=ax在[1,+∞)和函數(shù)y=(a-2)x+1在(-∞,1)上均為單調遞增函數(shù),所以?a>2.
答案:(2,+∞) 26、
11.(2017·全國卷Ⅰ改編)函數(shù)f(x)在(-∞,+∞)單調遞減,且為奇函數(shù).若f(1)=-1,則滿足-1≤f(x-2)≤1的x的取值范圍是________.
解析:∵f(x)為奇函數(shù),∴f(-x)=-f(x).
∵f(1)=-1,∴f(-1)=-f(1)=1.
故由-1≤f(x-2)≤1,
得f(1)≤f(x-2)≤f(-1).
又f(x)在(-∞,+∞)單調遞減,
∴-1≤x-2≤1,∴1≤x≤3.
答案:[1,3]
12.(2017·浙江高考)已知a∈R,函數(shù)f(x)=+a在區(qū)間[1,4]上的最大值是5,則a的取值范圍是________.
解析:∵x∈[1, 27、4],∴x+∈[4,5],
①當a≤時,f(x)max=|5-a|+a=5-a+a=5,符合題意;
②當a>時,f(x)max=|4-a|+a=2a-4=5,
解得a=(矛盾),故a的取值范圍是.
答案:
13.對于任意實數(shù)a,b,定義min{a,b}=設函數(shù)f(x)=-x+3,g(x)=log2x,則函數(shù)h(x)=min{f(x),g(x)}的最大值是________.
解析:依題意,h(x)=
當0<x≤2時,h(x)=log2x是增函數(shù);
當x>2時,h(x)=3-x是減函數(shù),
所以h(x)在x=2時,取得最大值h(2)=1.
答案:1
14.(2017·全國卷Ⅲ) 28、設函數(shù)f(x)=則滿足f(x)+f>1的x的取值范圍是________.
解析:由題意知,可對不等式分x≤0,0 29、,即x2-+3+a≥0,故對于方程x2-+3+a=0,Δ=2-4(3+a)≤0,解得a≥-;當x>1時,若要f(x)≥恒成立,結合圖象,只需x+≥+a,即+≥a.又+≥2,當且僅當=,即x=2時等號成立,所以a≤2.綜上,a的取值范圍是.
法二:關于x的不等式f(x)≥在R上恒成立等價于-f(x)≤a+≤f(x),
即-f(x)-≤a≤f(x)-在R上恒成立,
令g(x)=-f(x)-.
當x≤1時,g(x)=-(x2-x+3)-=-x2+-3
=-2-,
當x=時,g(x)max=-;
當x>1時,g(x)=--=-≤-2,
當且僅當=,且x>1,即x=時,“=”成立,
故 30、g(x)max=-2.
綜上,g(x)max=-.
令h(x)=f(x)-,
當x≤1時,h(x)=x2-x+3-=x2-+3
=2+,
當x=時,h(x)min=;
當x>1時,h(x)=x+-=+≥2,
當且僅當=,且x>1,即x=2時,“=”成立,
故h(x)min=2.
綜上,h(x)min=2.
故a的取值范圍為.
答案:
2.已知函數(shù)y=與函數(shù)y=的圖象共有k(k∈N*)個公共點:A1(x1,y1),A2(x2,y2),…,Ak(xk,yk),則(xi+yi)=________.
解析:y===2-,易知該函數(shù)在R上單調遞增,值域為(0,2),且圖象關于點 31、(0,1)對稱.y==1+,易知該函數(shù)在R上單調遞減,且圖象關于點(0,1)對稱.故兩函數(shù)圖象有兩個交點,它們關于點(0,1)對稱,所以(xi+yi)=2.
答案:2
3.(2017·揚州考前調研)已知函數(shù)f(x)=有兩個不相等的零點x1,x2,則+的最大值為________.
解析:當k=0時,函數(shù)f(x)只有一個零點,不合題意;當k>0時,由于-<0,所以函數(shù)f(x)在(0,1]上至多有一個零點,在(1,+∞)上沒有零點,不合題意;當k=-1時,函數(shù)f(x)只有一個零點1,不合題意;當k<-1時,函數(shù)f(x) 在(0,1]上Δ=4+4k<0,沒有零點,不合題意;當-1<k<0時,函數(shù) 32、f(x)在(0,1]上的零點為x1=,在(1,+∞)上零點為x2=,符合題意.所以+=-k+,令=t∈(0,1),則k=t2-1,則+=-t2+t+2=-2+≤.
答案:
4.(2017·南通三模)已知函數(shù)f(x)=若函數(shù)g(x)=2f(x)-ax恰有2個不同的零點,則實數(shù)a的取值范圍是________.
解析:g(x)=
顯然當a=2時,g(x)有無窮多個零點,不符合題意;
當x≥a時,令g(x)=0,得x=0,
當x0,且a≠2,則g(x)在[a,+∞)上無零點,
在(-∞,a)上存在零點x=0和x=-,
∴ ≥a,解得 33、0
34、位置關系,確定一元二次不等式的解集.
2.簡單分式不等式的解法
(1)>0(<0)?f(x)g(x)>0(<0);
(2)≥0(≤0)?f(x)g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
[題組練透]
1.(2017·南通啟東模擬)已知一元二次不等式f(x)>0的解集為(-∞,1)∪(2,+∞),則f(lg x)<0的解集為________.
解析:因為一元二次不等式f(x)>0的解集為(-∞,1)∪(2,+∞),所以一元二次不等式f(x)<0的解集為(1,2),由f(lg x)<0,可得1 35、00)
2.設函數(shù)f(x)=若f(x)>2,則x的取值范圍是________.
解析:不等式f(x)>2可化為或解得x>或x<-1.
答案:(-∞,-1)∪
3.(2017·南通、泰州一調)已知函數(shù)f(x)=|x|+|x-4|,則不等式f(x2+2)>f(x)的解集用區(qū)間表示為________.
解析:由題意f(x)=作出f(x)的圖象如圖所示.
法一:由函數(shù)圖象知f(x)的圖象關于直線x=2對稱.
因為x2+2>0且x2+2>x恒成立,所以x2+2>4且x2+2>4-x,
解得x∈(-∞,-2)∪(,+∞).
法二:由函數(shù)f(x)的圖象可知,
當0≤x≤4時,f(x)=4 36、,
所以x2+2>4,得x>或x<-.
當x>時,x2+2>x,故x>.
當x<-時,x2+2>4-x,故x<-2.
所以x∈(-∞,-2)∪(,+∞).
答案:(-∞,-2)∪(,+∞)
[方法歸納]
不等式的求解技巧
(1)對含參數(shù)的不等式,難點在于對參數(shù)的恰當分類,關鍵是找到對參數(shù)進行討論的原因,明確分類標準(如最高次系數(shù)、判別式、根相等),層次清楚地求解.
(2)與一元二次不等式有關的恒成立問題,通常轉化為根的分布問題,求解時一定要借助二次函數(shù)的圖象,一般考慮四個方面:開口方向、判別式的符號、對稱軸的位置、區(qū)間端點函數(shù)值的符號.
簡單的線性規(guī)劃問題
[必備 37、知識]
線性目標函數(shù)z=ax+by最值的確定方法
線性目標函數(shù)z=ax+by中的z不是直線ax+by=z在y軸上的截距,把目標函數(shù)化為y=-x+可知是直線ax+by=z在y軸上的截距,要根據(jù)b的符號確定目標函數(shù)在什么情況下取得最大值、什么情況下取得最小值.
[題組練透]
1.(2017·江蘇四星級學校聯(lián)考)設M,N是不等式組所表示的平面區(qū)域內不同的兩點,則此兩點間的距離MN的最大值是________.
解析:作出不等式組所表示的平面區(qū)域是一個以點O(0,0),B(0,1),C(2,3),D(5,0)為頂點的四邊形及其內部(如圖所示),且對角互補,故此四邊形有外接圓,其直徑BD為最長的 38、弦,故MN的最大值為=.
答案:
2.(2017·全國卷Ⅰ)設x,y滿足約束條件則z=3x-2y的最小值為________.
解析:作出不等式組
所表示的可行域如圖中陰影部分所示,由可行域知,當直線y=x-過點A時,在y軸上的截距最大,此時z最小,
由解得
∴zmin=-5.
答案:-5
3.(2016·江蘇高考)已知實數(shù)x,y滿足則x2+y2的取值范圍是________.
解析:作出不等式組表示的可行域如圖中陰影部分所示,則(x,y)為陰影區(qū)域內的動點.d=可以看做坐標原點O與可行域內的點(x,y)之間的距離.數(shù)形結合,知d的最大值是OA的長,d的最小值是點O到直線2x+y 39、-2=0的距離.由可得A(2,3),
所以dmax==,dmin==.所以d2的最小值為,最大值為13.所以x2+y2的取值范圍是.
答案:
4.(2017·鹽城調研)已知實數(shù)x,y滿足約束條件則z=的最大值為________.
解析:已知約束條件所表示的平面區(qū)域為圖中的△ABC及其內部,而z==表示點P與陰影部分(含邊界)內的點的連線的斜率.由圖可知,當取點C(1,4)時,斜率最大,zmax=.
答案:
[方法歸納]
解決線性規(guī)劃問題的三個注意點
(1)首先要找到可行域,其次要注意目標函數(shù)所表示的幾何意義,找到目標函數(shù)達到最值時可行域的頂點(或邊界上的點),但要注意作圖一 40、定要準確,整點問題要驗證解決.
(2)畫可行域時應注意區(qū)域是否包含邊界.
(3)對目標函數(shù)z=ax+by中b的符號,一定要注意b的正負與z的最值的對應,要結合圖形分析.
基本不等式
[必備知識]
利用基本不等式求最大值、最小值,其基本法則是:
(1)如果x>0,y>0,xy=p(定值),當x=y(tǒng)時,x+y有最小值2(簡記為:積定,和有最小值);
(2)如果x>0,y>0,x+y=s(定值),當x=y(tǒng)時,xy有最大值s2(簡記為:和定,積有最大值).
[題組練透]
1.(2017·南通三模)若正實數(shù)x,y滿足x+y=1,則+的最小值是________.
解析:因為正實 41、數(shù)x,y滿足x+y=1,
所以+=+=++4≥2+4=8,當且僅當=,即x=,y=時,取“=”,所以+的最小值是8.
答案:8
2.(2017·江蘇高考)某公司一年購買某種貨物600噸,每次購買x噸,運費為6萬元/次,一年的總存儲費用為4x萬元.要使一年的總運費與總存儲費用之和最小,則x的值是________.
解析:由題意,一年購買次,則總運費與總存儲費用之和為×6+4x=4≥8=240,當且僅當x=30時取等號,故總運費與總存儲費用之和最小時x的值是30.
答案:30
3.(2017·天津高考)若a,b∈R,ab>0,則的最小值為________.
解析:因為ab>0,所以≥ 42、==4ab+≥2=4,當且僅當時取等號,故的最小值是4.
答案:4
4.若實數(shù)x,y滿足2x2+xy-y2=1,則的最大值為________.
解析:法一:2x2+xy-y2=(2x-y)(x+y),令2x-y=m,x+y=n,則mn=1,當==取得最大值時,必有m-n>0,則=≤=,當且僅當m-n=時取等號,所以的最大值為.
法二:當取最大值時,x-2y>0,且
5x2-2xy+2y2=(x-2y)2+2(2x2+xy-y2)=(x-2y)2+2,則==≤=,當且僅當x-2y=時取等號,故的最大值為.
答案:
[方法歸納]
利用基本不等式求最值的方法
(1)知和求積的最值: 43、“和為定值,積有最大值”.但應注意以下兩點:①具備條件——正數(shù);②驗證等號成立.
(2)知積求和的最值:“積為定值,和有最小值”,直接應用基本不等式求解,但要注意利用基本不等式求最值的條件.
(3)構造不等式求最值:在求解含有兩個變量的代數(shù)式的最值問題時,通常采用“變量替換”或“常數(shù)1”的替換,構造不等式求解.
[課時達標訓練]
1.(2017·山東高考改編)設函數(shù)y=的定義域為A,函數(shù)y=ln(1-x)的定義域為B,則A∩B=________.
解析:由題意可知A={x|-2≤x≤2},B={x|x<1},故A∩B={x|-2≤x<1}.
答案:{x|-2≤x<1}
2.設 44、不等式組所表示的平面區(qū)域為D,則區(qū)域D的面積為________.
解析:畫出可行域如圖中陰影部分所示,易得A,B(0,2),C(0,4),∴可行域D的面積為×2×=.
答案:
3.已知f(x)=使f(x)≥-1成立的x的取值范圍是________.
解析:由題意知或解得-4≤x≤0或0<x≤2,故所求的x的取值范圍是[-4,2].
答案:[-4,2]
4.(2017·常州三中???已知函數(shù)f(x)=|x2-1|,若f(-m2-1)<f(2),則實數(shù)m的取值范圍是________.
解析:因為f(x)=|x2-1|,
所以f(-m2-1)=m4+2m2,f(2)=3,
若f(- 45、m2-1)<f(2),則m4+2m2<3,
即(m2+3)(m2-1)<0,解得-1<m<1.
答案:(-1,1)
5.已知正數(shù)x,y滿足x2+2xy-3=0,則2x+y的最小值是________.
解析:由題意得,y=,∴2x+y=2x+==≥·2=3,當且僅當x=y(tǒng)=1時,等號成立.
答案:3
6.(2017·蘇北四市期末)若實數(shù)x,y滿足xy+3x=3,則+的最小值為________.
解析:因為實數(shù)x,y滿足xy+3x=3,
所以x=∈,解得y>3.
則+=y(tǒng)+3+=y(tǒng)-3++6≥2+6=8,當且僅當x=,y=4時取等號.
答案:8
7.設實數(shù)x,y滿足約束條件則 46、z=2x-5y的最小值為________.
解析:由z=2x-5y,可得y=x-,作出不等式組所表示的平面區(qū)域如圖中陰影部分所示,
由圖可知當直線y=x-經過點A(-2,2)時,直線y=x-在y軸上的截距最大,此時z最小,且zmin=2×(-2)-2×5=-14.
答案:-14
8.已知關于x的不等式2x+≥7在x∈(a,+∞)上恒成立,則實數(shù)a的最小值為________.
解析:2x+=2(x-a)++2a≥2 +2a=4+2a,當且僅當x-a=1時等號成立.
由題意可知4+2a≥7,解得a≥,即實數(shù)a的最小值為.
答案:
9.(2017·南京、鹽城一模)已知實數(shù)x,y滿 47、足約束條件則的最小值是________.
解析:作出不等式組所表示的可行域如圖中陰影部分所示,
表示可行域上的點與原點連線的斜率,結合圖象知,當直線經過OC時,斜率最小,故min=.
答案:
10.已知f(x)=log2(x-2),若實數(shù)m,n滿足f(m)+f(2n)=3,則m+n的最小值為________.
解析:因為f(m)+f(2n)=3,
所以log2(m-2)+log2(2n-2)=3(m>2且n>1),
化簡得(m-2)(n-1)=4,解得m=+2,
所以m+n=n++2=(n-1)++3≥2+3=7,當且僅當n=3時等號成立,所以m+n的最小值為7.
答案:7
48、
11.在平面直角坐標系中,不等式組(a為常數(shù))表示的平面區(qū)域的面積為4,則x2+y的最小值為________.
解析:由題意作出可行域如圖中陰影部分所示,因為平面區(qū)域的面積為4,易得A(2,2),B(2,-2),把A,B,O三個邊界點的坐標分別代入x2+y,得在這三點處的最小值為0.令x2+y=0,即y=-x2,y′=-2x,當拋物線y=-x2平移到與直線y=-x相切時,y′=-2x=-1,得x=,即切點P,代入x2+y,得x2+y=-=-,所以x2+y的最小值為-.
答案:-
12.(2017·蘇州期末)已知正數(shù)x,y滿足x+y=1,則+的最小值為________.
解析:由x+y 49、=1,得(x+2)+(y+1)=4,
所以+=·
=
≥5+2=,
當且僅當2(y+1)=x+2,即x=,y=時取等號.
故+的最小值為.
答案:
13.已知函數(shù)f(x)=ax2+x,若當x∈[0,1]時,-1≤f(x)≤1恒成立,則實數(shù)a的取值范圍為________.
解析:當x=0時,f(x)=0,不等式成立,當x∈(0,1]時,不等式-1≤f(x)≤1,即
其中∈[1,+∞),
從而
解得-2≤a≤0.
答案:[-2,0]
14.已知函數(shù)f(x)=mx2+(2-m)x+n(m>0),當-1≤x≤1時,|f(x)|≤1恒成立,則f=________.
解析:由題 50、意得:|f(0)|≤1?|n|≤1?-1≤n≤1;
|f(1)|≤1?|2+n|≤1?-3≤n≤-1,
因此n=-1,∴f(0)=-1,f(1)=1.
由f(x)的圖象可知:要滿足題意,則圖象的對稱軸為直線x=0,
∴2-m=0,m=2,
∴f(x)=2x2-1,∴f=-.
答案:-
1.設實數(shù)x,y滿足-y2=1,則3x2-2xy的最小值是________.
解析:法一:設x=,y=tan θ,則3x2-2xy=-=,記3-sin θ=t,t∈[2,4],則原式==,因為t∈[2,4],故當t=2時,min=4,從而3x2-2xy的最小值是6+4.
法二:設3x2-2x 51、y=u,則y=,代入條件得-2=1,即8x4-(6u-4)x2+u 2=0,由條件可知x2≥4,令z=x2,故方程8z2-(6u-4)z+u2=0在[4,+∞)上有解,必須滿足Δ=(6u-4)2-32u2≥0,得u2-12u+4≥0,于是u≥6+4或u≤6-4,因為方程8z2-(6u-4)z+u2=0有兩個同號的根,而當u≤6-4時,6u-4<0,故u≤6-4(舍去),從而u≥6+4,若取u=6+4,則方程8z2-(6u-4)z+u2=0的兩根z1=z2=2+>4,符合題意,從而3x2-2xy的最小值是6+4.
答案:6+4
2.(2017·蘇北三市三模)已知對于任意的x∈(-∞,1)∪( 52、5,+∞),都有x2-2(a-2)x+a>0,則實數(shù)a的取值范圍是________.
解析:令f(x)=x2-2(a-2)x+a,
則Δ=4(a-2)2-4a=4(a-1)(a-4).
(1)若Δ<0,則10在R上恒成立,符合題意.
(2)若Δ=0,即a=1或a=4時,f(x)>0的解為x≠a-2,
顯然a=1時,不符合題意,當a=4時符合題意.
(3)當Δ>0時,即a<1或a>4時,
∵f(x)>0在(-∞,1)∪(5,+∞)上恒成立,
∴解得34,∴4
53、
3.定義區(qū)間(a,b),[a,b),(a,b],[a,b]的長度均為d=b-a.用[x]表示不超過x的最大整數(shù),記{x}=x-[x],其中x∈R.設f(x)=[x]·{x},g(x)=x-1,若用d表示不等式f(x)<g(x)解集區(qū)間的長度,則當0≤x≤3時,d=________.
解析:f(x)=[x]·{x}=[x]·(x-[x])=[x]x-[x]2,
由f(x)<g(x)得[x]x-[x]2<x-1,
即([x]-1)·x<[x]2-1.
當x∈[0,1)時,[x]=0,
不等式的解為x>1,不合題意;
當x∈[1,2)時,[x]=1,不等式為0<0,無解,不合題意;
54、當x∈[2,3]時,[x]>1,
所以不等式([x]-1)x<[x]2-1等價于x<[x]+1,此時恒成立,
所以此時不等式的解為2≤x≤3,
所以當0≤x≤3時,不等式f(x)<g(x)解集區(qū)間的長度為d=1.
答案:1
4.(2017·南京三模)已知a,b,c為正實數(shù),且a+2b≤8c,+≤,則的取值范圍為________.
解析:因為a,b,c為正實數(shù),且a+2b≤8c,+≤,
所以令=x,=y(tǒng),
得則
作出不等式組表示的平面區(qū)域如圖中陰影部分所示.
令z==3x+8y,則y=-x+,由圖知當直線y=-x+過點A時,截距最大,即z最大,當直線y=-x+與曲線y=相 55、切時,截距最小,即z最?。?
解方程組得A(2,3),
∴zmax=3×2+8×3=30,
設直線y=-x+與曲線y=的切點為(x0,y0),
則′x=x0=-,
即=-,解得x0=3.
∴切點坐標為,
∴zmin=3×3+8×=27,
∴27≤≤30.
答案:[27,30]
第3課時導 數(shù)(基礎課)
[常考題型突破]
導數(shù)的運算及幾何意義
[必備知識]
1.四個易誤導數(shù)公式
(1)(sin x)′=cos x;
(2)(cos x)′=-sin x;
(3)(ax)′=axln a(a>0);
(4)(logax)′=(a>0,且a≠1).
2.導數(shù)的 56、幾何意義
函數(shù)f(x)在x0處的導數(shù)是曲線f(x)在點P(x0,f(x0))處的切線的斜率,曲線f(x)在點P處的切線的斜率k=f′(x0),相應的切線方程為y-f(x0)=f′(x0)·(x-x0).
[題組練透]
1.(2016·天津高考)已知函數(shù)f(x)=(2x+1)ex,f′(x)為f(x)的導函數(shù),則f′(0)的值為________.
解析:因為f(x)=(2x+1)ex,
所以f′(x)=2ex+(2x+1)ex=(2x+3)ex,
所以f′(0)=3e0=3.
答案:3
2.(2017·南通海門聯(lián)考)設函數(shù)f(x)的導數(shù)為f′(x),且f(x)=x2+2xf′ 57、(1),則f′(2)=________.
解析:因為f(x)=x2+2xf′(1),
所以f′(x)=2x+2f′(1),
令x=1,得f′(1)=2+2f′(1),
解得f′(1)=-2,則f′(x)=2x-4,
所以f′(2)=2×2-4=0.
答案:0
3.(2017·徐州檢測)如圖,直線l是曲線y=f(x)在點(4,f(4))處的切線,則f(4)+f′(4)的值等于________.
解析:根據(jù)題意,由函數(shù)的圖象可得f(4)=5,直線l過點(0,3)和(4,5),則直線l的斜率k=,又由直線l是曲線y=f(x)在點(4,f(4))處的切線,則f′(4)=,則有f(4)+ 58、f′(4)=.
答案:
4.(2017·南通、泰州一調)已知兩曲線f(x)=2sin x與g(x)=acos x,x∈相交于點P.若兩曲線在點P處的切線互相垂直,則實數(shù)a的值為________.
解析:由f(x)=g(x),得2sin x=acos x,
即tan x=,a>0,
設交點P(m,n),f(x)=2sin x的導數(shù)為f′(x)=2cos x,g(x)=acos x的導數(shù)為g′(x)=-asin x,
由兩曲線在點P處的切線互相垂直,可得2cos m·(-asin m)=-1,且tan m=,
則=1,分子分母同除以cos2m,即有=1,即為a2=1+,解得a=.
59、答案:
[方法歸納]
與切線有關問題的處理策略
(1)已知切點A(x0,y0)求斜率k,即求該點處的導數(shù)值,k=f′(x0).
(2)已知斜率k,求切點A(x1,f(x1)),即解方程f′(x1)=k.
(3)求過某點M(x1,y1)的切線方程時,需設出切點A(x0,f(x0)),則切線方程為y-f(x0)=f′(x0)(x-x0),再把點M(x1,y1)代入切線方程,求x0.
利用導數(shù)研究函數(shù)的單調性
[必備知識]
函數(shù)的單調性
在(a,b)內可導函數(shù)f(x),f′(x)在(a,b)任意子區(qū)間內都不恒等于0.f′(x)≥0?f(x)在(a,b)上為增函數(shù),f′(x) 60、≤0?f(x)在(a,b)上為減函數(shù).
[題組練透]
1.(2017·常州前黃中學國際分校月考)函數(shù)y=x-2sin x在(0,2π)內的單調增區(qū)間為___.
解析:令y′=1-2cos x>0,即cos x<,
∵x∈(0,2π),∴x∈.
答案:
2.定義在R上的可導函數(shù)f(x),已知y=ef′(x)的圖象如圖所示,則y=f(x)的增區(qū)間是________.
解析:由題意及題圖知f′(x)≥0的區(qū)間是(-∞,2),
故函數(shù)y=f(x)的增區(qū)間是(-∞,2).
答案:(-∞,2)
3.(2017·南京三模)若函數(shù)f(x)=ex(-x2+2x+a)在區(qū)間[a,a+1]上單調 61、遞增,則實數(shù)a的最大值為________.
解析:由題意得,f′(x)=ex(-x2+2+a)≥0在區(qū)間[a,a+1]上恒成立,即-x2+2+a≥0在區(qū)間[a,a+1]上恒成立,所以解得-1≤a≤,所以實數(shù)a的最大值為.
答案:
[方法歸納]
與單調性有關的兩類問題的求解策略
(1)若求單調區(qū)間(或證明單調性),只要在函數(shù)定義域內解(或證明)不等式f′(x)>0或f′(x)<0.
(2)若已知函數(shù)的單調性,則轉化為不等式f′(x)≥0或f′(x)≤0在單調區(qū)間上恒成立問題來求解.
利用導數(shù)研究函數(shù)的極值(最值)
[必備知識]
(1)若在x0附近左側f′(x)>0,右側 62、f′(x)<0,則f(x0)為函數(shù)f(x)的極大值;若在x0附近左側f′(x)<0,右側f′(x)>0,則f(x0)為函數(shù)f(x)的極小值.
(2)設函數(shù)y=f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內可導,則f(x)在[a,b]上必有最大值和最小值且在極值點或端點處取得.
[題組練透]
1.(2017·揚州期末)已知x=1,x=5是函數(shù)f(x)=cos(ωx+φ)兩個相鄰的極值點,且f(x)在x=2處的導數(shù)f′(2)<0,則f(0)=________.
解析:∵x=1,x=5是函數(shù)f(x)=cos(ωx+φ)(ω>0)兩個相鄰的極值點,
∴=5-1=4,∴T=8,
∵ω>0,∴ω= 63、,
∵f(x)在x=2處的導數(shù)f′(2)<0,
∴函數(shù)f(x)在[1,5]上為減函數(shù),
故+φ=0,φ=-,
∴f(0)=cos=.
答案:
2.(2017·全國卷Ⅱ改編)若x=-2是函數(shù)f(x)=(x2+ax-1)ex-1的極值點,則f(x)的極小值為________.
解析:因為f(x)=(x2+ax-1)ex-1,
所以f′(x)=(2x+a)ex-1+(x2+ax-1)ex-1
=[x2+(a+2)x+a-1]ex-1.
因為x=-2是函數(shù)f(x)=(x2+ax-1)ex-1的極值點,所以-2是x2+(a+2)x+a-1=0的根,
所以a=-1,f′(x)=(x2 64、+x-2)ex-1=(x+2)(x-1)ex-1.
令f′(x)>0,解得x<-2或x>1,
令f′(x)<0,解得-2 65、2)+1,
令y=(x-ln x)+1,則y′=,
∴函數(shù)在(0,1)上單調遞減,在(1,+∞)上單調遞增,
∴當x=1時,函數(shù)取得最小值,
即ABmin=.
答案:
4.(2017·南京、鹽城模擬)已知函數(shù)f(x)=ax2+x-b(a,b均為正數(shù)),不等式f(x)>0的解集記為P,集合Q={x|-2-t<x<-2+t}.若對于任意正數(shù)t,P∩Q≠?,則-的最大值是________.
解析:因為集合Q實質上是包含-2的一個開區(qū)間,在該區(qū)間上存在實數(shù)滿足f(x)>0,則f(-2)=4a-2-b≥0,0<b≤4a-2,所以-≤-.令g(a)=-,則g′(a)=,由g′(a)=0得a= 66、1,且當a∈時,g′(a)>0,g(a)單調遞增,當a∈(1,+∞)時,g′(a)<0,g(a)單調遞減,則g(a)≤g(1)=,故-≤,即-的最大值是.
答案:
[方法歸納]
研究極值、最值問題應注意的三點
(1)導函數(shù)的零點并不一定就是函數(shù)的極值點,所以在求出導函數(shù)的零點后一定注意分析這個零點是不是函數(shù)的極值點.
(2)求函數(shù)最值時,不可想當然地認為極值點就是最值點,要通過認真比較才能下結論.
(3)含參數(shù)時,要討論參數(shù)的大小.
[課時達標訓練]
1.(2017·全國卷Ⅰ)曲線y=x2+在點(1,2)處的切線方程為________.
解析:因為y′=2x-,所以在點(1,2)處的切線方程的斜率為y′|x=1=2×1-1=1,所以切線方程為y-2=x-1,即x-y+1=0.
答案:x-y+1=0
2.已知曲線f(x)=xsin x+1在點處的切線與直線ax-y+1=0互相垂直,則實數(shù)a=________.
解析:f′(x)=sin x+xcos x,由題意,f′=sin+cos =1=-,所以a=-1.
答案:-1
3.(2017·蘇州張家港暨陽中
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。