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4、者综合考查函数的相关性质.2.对函数图象的考查主要有两个方面:一是识图,二是用图,即利用函数的图象,通过数形结合的思想解决问题.3.以基本初等函数为依托,考查函数与方程的关系、函数零点存在性定理、数形结合思想,这是高考考查函数的零点与方程的根的基本方式.真 题 感 悟1.(2015安徽卷)下列函数中,既是偶函数又存在零点的是()A.ycos x B.ysin xC.yln x D.yx21解析由于ysin x是奇函数;yln x是非奇非偶函数;yx21是偶函数但没有零点;只有ycos x是偶函数又有零点.答案A2.(2015全国卷)设函数f(x)则f(2)f(log212)()A.3 B.6
5、C.9 D.12解析因为21,log212log2831,所以f(2)1log22(2)1log243,f(log212)2log21212log21221126,故f(2)f(log212)369,故选C.答案C3.(2015北京卷)如图,函数f(x)的图象为折线ACB,则不等式f(x)log2(x1)的解集是()A.x|1x0B.x|1x1C.x|1x1D.x|1x2解析如图,由图知:f(x)log2(x1)的解集为x|10,b0,c0B.a0,c0C.a0,c0D.a0,b0,c0(2)(2014江西卷)在同一直角坐标系中,函数yax2x与ya2x32ax2xa(aR)的图象不可能的是(
6、)解析(1)函数定义域为x|xc,结合图象知c0,c0;令x0,得f(0),又由图象知f(0)0,b0;令f(x)0,得x,结合图象知0,a0.故选C.(2)当a0时,两个函数的解析式分别为yx,yx,故选项D中的图象是可能的.当a0时,二次函数yax2x的对称轴方程为x,三次函数ya2x32ax2xa(aR)的导数为y3a2x24ax1(3ax1)(ax1),令y0,得其极值点为x1,x2.由于(a0),或者(a0),即三次函数的极值点在二次函数的对称轴两侧,选项A、C中的图象有可能,选项B中的图象不可能.答案(1)C(2)B探究提高识图时,可从图象与x轴的交点及左、右、上、下分布范围、变化
7、趋势、对称性等方面找准解析式与图象的对应关系.在探究两个函数的图象位置关系时,要善于根据函数解析式中字母的变化研究函数性质的变化,从而确定两个函数图象的可能位置关系.微题型2函数图象的应用【例22】 (1)已知函数f(x)的图象向左平移1个单位后关于y轴对称,当x2x11时,f(x2)f(x1)(x2x1)0恒成立,设af ,bf(2),cf(3),则a,b,c的大小关系为()A.cab B.cbaC.acb D.bac(2)(2015全国卷)设函数f(x)ex(2x1)axa,其中a1,若存在唯一的整数x0使得f(x0)0,则a的取值范围是()A. B.C. D.解析(1)由于函数f(x)的
8、图象向左平移1个单位后得到的图象关于y轴对称,故函数yf(x)的图象本身关于直线x1对称,所以af f ,当x2x11时,f(x2)f(x1)(x2x1)0恒成立,等价于函数f(x)在(1,)上单调递减,所以bac.选D.(2)设g(x)ex(2x1),yaxa,由题知存在唯一的整数x0,使得g(x0)在直线yaxa的下方,因为g(x)ex(2x1),所以当x时,g(x)时,g(x)0,所以当x时,g(x)min2e,当x0时,g(0)1,当x1时,g(1)e0,直线ya(x1)恒过(1,0),则满足题意的唯一整数x00,故ag(0)1,且g(1)3e1aa,解得a1,故选D.答案(1)D(2
9、)D探究提高(1)运用函数图象解决问题时,先要正确理解和把握函数图象本身的含义及其表示的内容,熟悉图象所能够表达的函数的性质.(2)在研究函数性质特别是单调性、最值、零点时,要注意用好其与图象的关系,结合图象研究.【训练2】 (2015成都诊断)已知f(x)2x1,g(x)1x2,规定:当|f(x)|g(x)时,h(x)|f(x)|;当|f(x)|g(x)时,h(x)g(x),则h(x)()A.有最小值1,最大值1B.有最大值1,无最小值C.有最小值1,无最大值D.有最大值1,无最小值解析由题意得,利用平移变化的知识画出函数|f(x)|,g(x)的图象如图,而h(x)故h(x)有最小值1,无最
10、大值.答案C热点三以函数零点为背景的函数问题微题型1函数零点个数的求解【例31】 函数f(x)2xx32在区间(0,1)内的零点个数是()A.0 B.1 C.2 D.3解析法一函数f(x)2xx32在区间(0,1)内的零点个数即函数y12x2与y2x3的图象在区间(0,1)内的交点个数.作图,可知在(0,)内最多有一个交点,故排除C,D项;当x0时,y11y20,当x1时,y10y21,因此在区间(0,1)内一定会有一个交点,所以A项错误.选B.法二因为f(0)1021,f(1)21321,所以f(0)f(1)0.又函数f(x)在(0,1)内单调递增,所以f(x)在(0,1)内的零点个数是1.
11、答案B探究提高在解决函数与方程问题中的函数的零点问题时,要学会掌握转化与化归思想的运用.如本题直接根据已知函数求函数的零点个数难度很大,也不是初等数学能轻易解决的,所以遇到此类问题的第一反应就是转化已知函数为熟悉的函数,再利用数形结合求解.微题型2由函数零点(或方程根)的情况求参数【例32】 (2015天津卷)已知函数f(x)函数g(x)bf(2x),其中bR,若函数yf(x)g(x)恰有4个零点,则b的取值范围是()A. B.C. D.解析记h(x)f(2x)在同一坐标系中作出f(x)与h(x)的图象如图,直线AB:yx4,当直线lAB且与f(x)的图象相切时,由解得b,(4),同理,y轴左
12、侧也有相同的情况.所以曲线h(x)向上平移个单位后,y轴左右各有2个交点,所得图象与f(x)的图象有四个公共点,平移2个单位时,两图象有无数个公共点,因此,当b2时,f(x)与g(x)的图象有四个不同的交点,即yf(x)g(x)恰有4个零点.选D.答案D探究提高利用函数零点的情况求参数值或取值范围的方法(1)利用零点存在的判定定理构建不等式求解.(2)分离参数后转化为函数的值域(最值)问题求解.(3)转化为两熟悉的函数图象的上、下关系问题,从而构建不等式求解.【训练3】 (2015南阳模拟)已知函数f(x)m|x|有三个零点,则实数m的取值范围为_.解析函数f(x)有三个零点等价于方程m|x|
13、有且仅有三个实根.m|x|x|(x2),作函数y|x|(x2)的图象,如图所示,由图象可知m应满足01,故m1.答案(1,)1.解决函数问题忽视函数的定义域或求错函数的定义域,如求函数f(x)的定义域时,只考虑x0,忽视ln x0的限制.2.函数定义域不同,两个函数不同;对应关系不同,两个函数不同;定义域和值域相同,也不一定是相同的函数.3.如果一个奇函数f(x)在原点处有意义,即f(0)有意义,那么一定有f(0)0.4.奇函数在两个对称的区间上有相同的单调性,偶函数在两个对称的区间上有相反的单调性.5.函数的图象和解析式是函数关系的主要表现形式,它们的实质是相同的,在解题时经常要互相转化.在
14、解决函数问题时,尤其是较为繁琐的(如分类讨论求参数的取值范围等)问题时,要注意充分发挥图象的直观作用.6.不能准确把握基本初等函数的形式、定义和性质.如讨论指数函数yax(a0,a1)的单调性时,不讨论底数的取值;忽视ax0的隐含条件;幂函数的性质记忆不准确等.7.判断函数零点个数的方法有:(1)直接求零点;(2)零点存在性定理;(3)数形结合法.8.对于给定的函数不能直接求解或画出图形,常会通过分解转化为两个函数图象,然后数形结合,看其交点的个数有几个,其中交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.一、选择题1.(2015广东卷)下列函数中,既不是奇函数,也不是偶函数的是()A.yxe
15、x B.yxC.y2x D.y解析令f(x)xex,则f(1)1e,f(1)1e1,即f(1)f(1),f(1)f(1),所以yxex既不是奇函数也不是偶函数,而B,C,D依次是奇函数、偶函数、偶函数,故选A.答案A2.函数f(x)log2x的零点所在的区间为()A. B. C.(1,2) D.(2,3)解析函数f(x)的定义域为(0,),且函数f(x)在(0,)上为增函数.f log21230,f(1)log21010,f(2)log2210,f(3)log2310,即f(1)f(2)0,函数f(x)log2x的零点在区间(1,2)内.答案C3.(2014山东卷)已知函数f(x)|x2|1,
16、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. B. C.(1,2) D.(2,)解析由f(x)g(x),|x2|1kx,即|x2|kx1,所以原题等价于函数y|x2|与ykx1的图象有2个不同交点.如图:ykx1在直线yx1与yx1之间,k1,故选B.答案B4.(2015山东卷)设函数f(x)则满足f(f(a)2f(a)的a取值范围是()A. B.0,1C. D.1,)解析当a2时,f(a)f(2)2241,f(f(a)2f(a),a2满足题意,排除A,B选项;当a时,f(a)f 311,f(f(a)2f(a),a满足题意,排除D选项,故答案为C.答案C
17、5.(2015全国卷)如图,长方形ABCD的边AB2,BC1,O是AB的中点,点P沿着边BC,CD与DA运动,记BOPx.将动点P到A,B两点距离之和表示为x的函数f(x),则yf(x)的图象大致为()解析当点P沿着边BC运动,即0x时,在RtPOB中,|PB|OB|tanPOBtan x,在RtPAB中,|PA|,则f(x)|PA|PB|tan x,它不是关于x的一次函数,图象不是线段,故排除A和C;当点P与点C重合,即x时,由上得f tan1,又当点P与边CD的中点重合,即x时,PAO与PBO是全等的腰长为1的等腰直角三角形,故f |PA|PB|2,知f f ,故又可排除D.综上,选B.答
18、案B二、填空题6.(2015福建卷)若函数f(x)(a0,且a1)的值域是4,),则实数a的取值范围是_.解析由题意f(x)的图象如图,则1a2.答案(1,27.(2015洛阳模拟)若函数f(x)有两个不同的零点,则实数a的取值范围是_.解析当x0时,由f(x)ln x0,得x1.因为函数f(x)有两个不同的零点,则当x0时,函数f(x)2xa有一个零点,令f(x)0得a2x,因为02x201,所以0a1,所以实数a的取值范围是0a1.答案(0,18.已知函数yf(x)是R上的偶函数,对xR都有f(x4)f(x)f(2)成立.当x1,x20,2,且x1x2时,都有0,给出下列命题:f(2)0;
19、直线x4是函数yf(x)图象的一条对称轴;函数yf(x)在4,4上有四个零点;f(2 014)0.其中所有正确命题的序号为_.解析令x2,得f(24)f(2)f(2),解得f(2)0,因为函数f(x)为偶函数,所以f(2)0,正确;因为f(4x)f(4x4)f(x),f(4x)f(4x4)f(x)f(x),所以f(4x)f(4x),即x4是函数f(x)的一条对称轴,正确;当x1,x20,2,且x1x2时,都有0,说明函数f(x)在0,2上是单调递减函数,又f(2)0,因此函数f(x)在0,2上只有一个零点,由偶函数知函数f(x)在2,0上也只有一个零点,由f(x4)f(x),知函数的周期为4,
20、所以函数f(x)在(2,4与4,2)上也单调,因此,函数在4,4上只有2个零点,错;对于,因为函数的周期为4,即有f(2)f(6)f(10)f(2 014)0,正确.答案三、解答题9.定义在1,1上的奇函数f(x),已知当x1,0时,f(x)(aR).(1)写出f(x)在0,1上的解析式;(2)求f(x)在0,1上的最大值.解(1)f(x)是定义在1,1上的奇函数,f(0)0,a1,当x1,0时,f(x).设x0,1,则x1,0,f(x)4x2x,f(x)是奇函数,f(x)f(x),f(x)2x4x.f(x)在0,1上的解析式为f(x)2x4x.(2)f(x)2x4x,x0,1,令t2x,t1
21、,2,g(t)tt2,g(t)在1,2上是减函数,g(t)maxg(1)0,即x0,f(x)max0.10.(2015太原模拟)已知函数f(x)ax22ax2b(a0)在区间2,3上有最大值5,最小值2.(1)求a,b的值;(2)若b1,g(x)f(x)2mx在2,4上单调,求m的取值范围.解(1)f(x)a(x1)22ba.当a0时,f(x)在2,3上为增函数,故当a0时,f(x)在2,3上为减函数,故故或(2)b1,a1,b0,即f(x)x22x2,g(x)x22x22mxx2(22m)x2.若g(x)在2,4上单调,则2或4,2m2或2m6,即m1或mlog26.故m的取值范围是(,1l
22、og26,).11.已知函数f(x)x22exm1,g(x)x(x0).(1)若g(x)m有实根,求m的取值范围;(2)确定m的取值范围,使得g(x)f(x)0有两个相异实根.解(1)x0,g(x)x22e,等号成立的条件是xe.故g(x)的值域是2e,),因而只需m2e,则g(x)m就有实根.故m2e,).(2)若g(x)f(x)0有两个相异的实根,即g(x)f(x)中函数g(x)与f(x)的图象有两个不同的交点,作出g(x)x(x0)的大致图象.f(x)x22exm1(xe)2m1e2.其对称轴为xe,开口向下,最大值为m1e2.故当m1e22e,即me22e1时,g(x)与f(x)有两个
23、交点,即g(x)f(x)0有两个相异实根.m的取值范围是(e22e1,).第2讲不等式及线性规划高考定位不等式的性质、求解、证明及应用是每年高考必考的内容,对不等式的考查一般以选择题、填空题为主.(1)主要考查不等式的求解、利用基本不等式求最值及线性规划求最值;(2)不等式相关的知识可以渗透到高考的各个知识领域,往往作为解题工具与数列、函数、向量相结合,在知识的交汇处命题,难度中档;在解答题中,特别是在解析几何中求最值、范围或在解决导数问题时经常利用不等式进行求解,但难度偏高.真 题 感 悟1.(2015重庆卷)“x1”是“log (x2)0”的()A.充要条件 B.充分而不必要条件C.必要而
24、不充分条件 D.既不充分也不必要条件解析由x1x23 log (x2)0,log (x2)0x21x1,故“x1”是“log(x2)0”成立的充分不必要条件.因此选B.答案B2.(2015北京卷)若x,y满足则zx2y的最大值为()A.0 B.1 C. D.2解析可行域如图所示.目标函数化为yx z,当直线yx z过点A(0,1)时,z取得最大值2.答案D3.(2015陕西卷)设f(x)ln x,0ab,若pf (),qf ,r(f(a)f(b),则下列关系式中正确的是()A.qrp B.qrpC.prq D.prq解析0ab,又f(x)ln x在(0,)上为增函数,故ff(),即qp.又r(
25、f(a)f(b)(ln aln b)ln aln bln(ab)f()p.故prq.选C.答案C4.(2015全国卷)若x,y满足约束条件则的最大值为_.解析约束条件的可行域如图,由,则最大值为3.答案3考 点 整 合1.解含有参数的一元二次不等式,要注意对参数的取值进行讨论:对二次项系数与0的大小进行讨论;在转化为标准形式的一元二次不等式后,对判别式与0的大小进行讨论;当判别式大于0,但两根的大小不确定时,对两根的大小进行讨论.2.利用基本不等式求最值已知x,yR,则(1)若xyS(和为定值),则当xy时,积xy取得最大值;(2)若xyP(积为定值),则当xy时,和xy取得最小值2(xy22
26、).3.平面区域的确定方法是“直线定界、特殊点定域”,二元一次不等式组所表示的平面区域是各个不等式所表示的半平面的交集.线性目标函数zaxby中的z不是直线axbyz在y轴上的截距,把目标函数化为yx,可知是直线axbyz在y轴上的截距,要根据b的符号确定目标函数在什么情况下取得最大值、什么情况下取得最小值.4.不等式的证明不等式的证明要注意和不等式的性质结合起来,常用的方法有:比较法、作差法、作商法(要注意讨论分母)、分析法、综合法、数学归纳法、反证法,还要结合放缩和换元的技巧.其中,比较法是应用最为广泛的证明方法,在导数、解含参不等式、数列等知识点都有渗透.热点一利用基本不等式求最值微题型
27、1基本不等式的简单应用【例11】 (2015武汉模拟)已知两个正数x,y满足x4y5xy,则xy取最小值时,x,y的值分别为()A.5,5 B.10, C.10,5 D.10,10解析x0,y0,x4y5xy25,即xy450,可求xy25.当且仅当x4y时取等号,即x10,y.答案B探究提高在使用基本不等式求最值时一定要检验等号能否取到,有时也需进行常值代换.微题型2带有约束条件的基本不等式问题【例12】 (2015四川卷)如果函数f(x)(m2)x2(n8)x1(m0,n0)在区间上单调递减,那么mn的最大值为()A.16 B.18 C.25 D.解析令f(x)(m2)xn80,x,当m2
28、时,对称轴x0,由题意,2,2mn12,6,mn18,由2mn12且2mn知m3,n6,当m2时,抛物线开口向下,由题意,即2nm18,9,mn,由2nm18且2nm,得m9(舍去),mn最大值为18,选B.答案B探究提高在利用基本不等式求最值时,要特别注意“拆、拼、凑”等技巧,使其满足基本不等式中“正”(即条件要求中字母为正数)、“定”(不等式的另一边必须为定值)、“等”(等号取得的条件)的条件才能应用,否则会出现错误.【训练1】 (1)(2015广州模拟)若正实数x,y满足xy1xy,则x2y的最小值是()A.3 B.5 C.7 D.8(2)已知关于x的不等式2x7在x(a,)上恒成立,则
29、实数a的最小值为()A.1 B. C.2 D.解析(1)由xy1xy,得y,又y0,x0,x1.x2yx2x2x23(x1)347,当且仅当x3时取“”.(2)x(a,),xa0,2x2(xa)2a22a42a,由题意可知42a7,得a,则实数a的最小值为,故选B.答案(1)C(2)B热点二含参不等式恒成立问题微题型1运用分离变量解决恒成立问题【例21】 关于x的不等式x1a22a0对x(0,)恒成立,则实数a的取值范围为_.解析设f(x)x,因为x0,所以f(x)x24.又关于x的不等式x1a22a0对x(0,)恒成立,所以a22a14,解得1a3,所以实数a的取值范围为(1,3).答案(1
30、,3)探究提高一是转化关,即通过分离参数法,先转化为f(a)g(x)(或f(a)g(x)对xD恒成立,再转化为f(a)g(x)max(或f(a)g(x)min);二是求最值关,即求函数g(x)在区间D上的最大值(或最小值)问题.微题型2构造函数(主辅元转换)解决恒成立问题【例22】 已知f(t)log2t,t,8,对于f(t)值域内的所有实数m,不等式x2mx42m4x恒成立,求x的取值范围.解易知f(t),由题意,令g(m)(x2)mx24x4(x2)m(x2)20对m恒成立.所以只需即可,即x2或x1.故x的取值范围是(,1)(2,).探究提高主、辅元互换可以实现对问题的有效转化,由繁到简
31、,应用这种方法的过程中关键还是把握恒成立的本质,巧用转化思想,灵活处理,从而顺利解决问题.【训练2】 (1)(2015合肥模拟)已知a0,b0,若不等式0恒成立,则m的最大值为()A.4 B.16 C.9 D.3(2)若不等式x2ax10对于一切a2,2恒成立,则x的取值范围是_.解析(1)因为a0,b0,所以由0恒成立得m(3ab)10恒成立.因为26,当且仅当ab时等号成立,所以1016,所以m16,即m的最大值为16,故选B.(2)因为a2,2,可把原式看作关于a的函数,即g(a)xax210,由题意可知解之得xR.答案(1)B(2)R热点三简单的线性规划问题微题型1已知约束条件,求目标
32、函数最值【例31】 设x,y满足约束条件则z2xy的最大值为()A.10 B.8 C.3 D.2解析画出可行域如图所示,由z2xy,得y2xz,欲求z的最大值,可将直线y2x向下平移,当经过区域内的点,且满足在y轴上的截距z最小时,即得z的最大值,如图,可知当过点A时z最大,由得即A(5,2),则zmax2528.答案B探究提高线性规划的实质是把代数问题几何化,即数形结合的思想.需要注意的是:一,准确无误地作出可行域;二,画目标函数所对应的直线时,要注意与约束条件中的直线的斜率进行比较,避免出错;三,一般情况下,目标函数的最大或最小值会在可行域的端点或边界上取得.微题型2已知最值求参数问题【例
33、32】 (2015山东卷)已知x,y满足约束条件若zaxy的最大值为4,则a()A.3 B.2 C.2 D.3解析不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示.易知A(2,0),由得B(1,1).由zaxy,得yaxz.当a2或a3时,zaxy在O(0,0)处取得最大值,最大值为zmax0,不满足题意,排除C,D选项;当a2或3时,zaxy在A(2,0)处取得最大值,2a4,a2,排除A,故选B.答案B探究提高对于线性规划中的参数问题,需注意:(1)当最值是已知时,目标函数中的参数往往与直线斜率有关,解题时应充分利用斜率这一特征加以转化.(2)当目标函数与最值都是已知,且约束条件中含有参数时,因为平
34、面区域是变动的,所以要抓住目标函数及最值已知这一突破口,先确定最优解,然后变动参数范围,使得这样的最优解在该区域内即可.微题型3非线性规划问题【例33】 已知动点P(x,y)在过点且与圆M:(x1)2(y2)25相切的两条直线和xy10所围成的区域内,则z|x2y3|的最小值为()A. B.1 C. D.5解析由题意知,圆M:(x1)2(y2)25的圆心坐标为(1,2).过点的直线方程可设为yk2,即kxyk20.因为直线kxyk20和圆M相切,所以,解得k2,所以两条切线方程分别为l1:2xy10,l2:2xy50.由直线l1,l2和xy10所围成的区域如图所示.z|x2y3|的几何意义为可行域内的点到直线x2y30的距离的倍.由图知,可行域内的点B到直线x2y30的距离最小,则zmin|0213|1,故选B.答案B探究提高线性规划求最值问题要明确目标函数的几何意义:(1)目标函数为一次函数,几何意义可等价为横、纵截距,平移直线即可求出最值;(2)目标函数为二次函数