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郫县二中高三(2012届)数学集体备课材料之五
(活动时间:2012年3月12日)
课题:函数性质(需4个课时)
主讲人:徐建文
一、 知识要点和能力要求:
现行教材对函数的考试要求:
(1) 了解映射的概念,理解函数的概念。
(2) 了解函数单调性、奇偶性的概念,掌握判断一些简单函数的单调性、奇偶性的方法。
(3) 了解反函数的概念及互为反函数的函数图像间的关系,会求一些简单函数的反函数。
(4) 理解分数指数幂的概念,掌握有理指数幂的运算性质,掌握指数函数的概念、图像和性质。
(5) 理解对数的概念,掌握对数的运算性质。掌握对数函数的概念、图像和性质。
(6) 能够运用函数的性质、指数函数和对数函数的性质解决某些简单的实际问题。
新课标对函数概念与基本初等函数Ⅰ(指数函数、对数函数、幂函数)的要求
(1)函数
① 了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域和值域;了解映射的概念.
② 在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图像法、列表法、解析法)表示函数.
③ 了解简单的分段函数,并能简单应用.
④ 理解函数的单调性、最大值、最小值及其几何意义;结合具体函数,了解函数奇偶性的含义.
⑤ 会运用函数图像理解和研究函数的性质.
(2)指数函数
① 了解指数函数模型的实际背景.
② 理解有理指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,掌握幂的运算.
③ 理解指数函数的概念,并理解指数函数的单调性掌握指数函数图像通过的特殊点.
④ 知道指数函数是一类重要的函数模型.
(3)对数函数
① 理解对数的概念及其运算性质,知道用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数;了解对数在简化运算中的作用.
② 理解对数函数的概念;理解对数函数的单调性,掌握函数图像通过的特殊点.
③ 知道对数函数是一类重要的函数模型;
④ 了解指数函数
与对数函数互为反函数()
(4)幂函数
①了解幂函数的概念
②结合函数,,,,的图像,了解它们的变化情况.
(5)函数与方程
① 结合二次函数的图像,了解函数的零点与方程根的联系,判断一元二次方程根的存在性及根的个数.
② 根据具体函数的图像,能够用二分法求相应方程的近似解.
(6)函数模型及其应用
① 了解指数函数、对数函数以及幂函数的增长特征.知道直线上升、指数增长、对数增长等不同函数类型增长的含义.
② 了解函数模型(如指数函数、对数函数、幂函数、分段函数等在社会生活中普遍使用的函数模型)的广泛应用。
二、高考中的考查特点
1、利用熟悉的初等函数考查函数的图像与性质、反函数的求法及分段函数问题;函数的单调性、奇偶性是高考的重点内容之一,考查内容灵活多样 特别是两性质的应用更加突出,函数的单调性、奇偶性、周期性经常融为一体考查求值或比较大小或数形结合确定范围,题目多为选择题,难度中等,但往往存在命题陷阱,属易错考题。
2、对二次函数、指数函数、对数函数的考查主要在选择填空题中考查二次函数的最值、图像,指数型函数、对数型函数的图像和性质;将二次函数、指数函数、对数函数与其它知识相融合,考查综合应用。
三、突破重点和难点的措施:
1、深刻理解奇偶性、单调性及周期函数的定义,掌握判定方法,正确认识单调函数、奇偶函数与周期的图象,善于利用函数的性质及图象的三种变换来作图、解题,形成应用意识。
2、分析函数的图象,实质就是分析函数的性质,主要观察以下几点:
(1)图象的上界与下界(即函数的最大值与最小值);
(2)与坐标轴的交点(即f(x)=0或x=0的点);
(3)图象的对称性(即函数的奇偶性);
(4)图象在某段上的变化趋势(即函数的单调性);
(5)图象的变化规律(即函数的周期性).
3、重视“数形结合思想”渗透.“数缺形时少直观,形缺数时难入微”.当你所研究的问题较为抽象时,当你的思维陷入困境时,当你对杂乱无章的条件感到头绪混乱时,一个很好的建议:画个图像!利用图形的直观性,可迅速地破解问题,乃至最终解决问题.
4、强化“分类讨论思想”应用.分类讨论是一种逻辑方法,是一种重要的数学思想,同时也是一种重要的解题策略,它体现了化整为零、积零为整的思想与归类整理的方法.进行分类讨论时,我们要遵循的原则是:分类的对象是确定的,标准是统一的,不遗漏、不重复,科学地划分,分清主次,不越级讨论。其中最重要的一条是“不漏不重”.
5、掌握“函数与方程思想”.函数与方程思想是最重要,最基本的数学思想方法之一,它在整个高中数学中的地位与作用很高.函数的思想包括运用函数的概念和性质去分析问题,转化问题和解决问题.
四、函数的性质
1、函数单调性
(1)函数单调性定义
对于函数定义域内某一区间D内任意x1,x2,且x1<x2,
有
(2)复合函数的单调性
(3)求单调区间应注意:①勿忘定义域;②在多个单调区间之间不一定能添加“∪”和“或”;③单调区间应该用区间表示,不能用集合或不等式表示
2、函数奇偶性
(1)奇偶函数定义
函数的定义域区间关于原点对称,且对定义域内任意x,有
其中包含两个必备条件:
①定义域关于原点对称,这是函数具有奇偶性的必要不充分条件,所以首先考虑定义域有利于准确简捷地解决问题;
②判断f(x)与f(-x)是否具有等量关系.在判断奇偶性的运算中,可以转化为判断奇偶性的等价关系式(f(x)+f(-x)=0(奇函数)或f(x)-f(-x)=0(偶函数))是否成立.
(2)奇偶函数的性质
函数y=f(x)是奇函数⇔y=f(x)的图象关于原点对称;
函数y=f(x)是偶函数⇔y=f(x)的图象关于y轴对称.
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)定义域中含有0,则必有f(0)=0.
f(0)=0是f(x)为奇函数的既不充分也不必要条件.
④定义在关于原点对称区间上的任意一个函数,都可表示成“一个奇函数与一个偶函数的和(或差)”.
⑤复合函数的奇偶性特点是:“内偶则偶,内奇同外”.
⑥既奇又偶的函数有无穷多个(如f(x)=0,定义域是关于
原点对称的任意一个数集).
3、函数的周期性
(1)当x取定义域内的每一个值时,均有f(x+T)=T,则函数f(x)为以T为周期的周期函数.如果T是函数y=f(x)的周期,则kT(k≠0,k∈Z)也是函数y=f(x)的周期.
(2)最小正周期:如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小 的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期(周期函数不一定有最小正周期).
(3)由周期函数的定义“若函数f(x)满足f(x)=f(a+x)(a>0),则f(x)是周期为a的周期函数”得:
①若函数f(x)满足-f(x)=f(a+x),则f(x)是周期为2a的周期函数;
②若f(x+a)= (a≠0)恒成立,则T=2a;
③若f(x+a)=- (a≠0)恒成立,则T=2a.
(4)如果函数f(x)的图象同时关于直线x=a和x=b对称,那么函数f(x)为周期函数,周期为T=2|a-b|.
(5)如果函数f(x)满足f(x-a)=f(x-b),那么函数f(x)为周期函数,周期为T=|a-b|.
4、函数图象变换
(1)平移变换:
函数y=f(x+a)(a≠0)的图象可以由y=f(x)的图象向左(a>0)或向右(a<0)平移个单位而得到;
函数y=f(x)+b(b≠0)的图象可以由y=f(x)的图象向上(b>0)或向下(b<0)平移个单位而得到.
(2)伸缩变换:
函数y=Af(x)(A>0,且A≠1)的图象可由y=f(x)的图象上各点的纵坐标伸长(A>1)或缩短(0<A<1)到原来的A倍,横坐标不变而得到;
函数y=f(ωx)(ω>0,且ω≠1)的图象可由y=f(x)的图象上各点的横坐标缩短(ω>1)或伸长(0<ω<1)到原来的倍,纵坐标不变而得到.
(3)对称变换:
函数y=-f(x)的图象可通过作函数y=f(x)的图象关于轴对称的图形而得到;
函数y=f(-x)的图象可通过作函数y=f(x)的图象关于轴对称的图形而得到;
函数y=-f(-x)的图象可通过作函数y=f(x)的图象关于原点对称的图形而得到;
函数y=f-1(x)的图象可通过作函数y=f(x)的图象关于直线对称的图形而得到;
函数y=|f(x)|的图象可通过作函数y=f(x)的图象,然后把x轴下方的图象以x轴为对称轴翻折到x轴上方,其余部分保持不变而得到;
函数y=f(|x|)的图象是:函数y=f(x)在y轴右侧的部分及其该部分关于y轴对称的部分.
四、知识应用:
(一) 函数单调性应用问题
例1 (2011年高考湖南卷)已知函数f(x)=ex-1,g(x)=-x2+4x-3,若有f(a)=g(b),则b的取值范围为( )
A.[2-,2+] B.(2-,2+)
C.[1,3] D.(1,3)
解析:函数f(x)=ex-1为增函数,其值域为(-1,+∞),故f(a)>-1.若有f(a)=g(b),则需满足g(b)=-b2+4b-3>-1,化简整理得b2-4b+2<0,解得2-<b<2+.
答案:B
例2 已知f(x)是R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=+1,则f(x)的反函数的图象大致是( )
解法一 当x>0时,1<f(x)<2且为减函数,此时可解得反函数为
f-1(x)=(x-1) (1<x<2) 且为减函数,对照选项可知只有A正确.
解法二 原函数中,f(1)=1.5,故f-1(1.5)=1,排除C、D,又在原函数中,当x>0时,1<f(x)<2,故f-1(x)>0,1<x<2,排除B.
【答案】 A
例3 (2011年高考辽宁卷)设函数f(x)=
则满足f(x)≤2的x的取值范围是( )
A.[-1,2] B.[0,2]
C.[1,+∞) D.[0,+∞)
当x≤1时,由≤2,知x≥0,即0≤x≤1.当x>1时,由1-log2x≤2,知x≥,即x>1,所以满足f(x)≤2的x的取值范围是[0,+∞).
【答案】 D
例4 (2011年高考重庆卷)下列区间中,函数f(x)=|ln(2-x)|在其上为增函数的是( )
A.(-∞,1] B.
C. D.[1,2)
解法一 当2-x≥1,即x≤1时,f(x)=|ln(2-x)|=ln(2-x),此时函数f(x)在(-∞,1]上单调递减.当0<2-x≤1,即1≤x<2时,f(x)=|ln(2-x)|=-ln(2-x),此时函数f(x)在[1,2)上单调递增,故选D.
解法二 f(x)=|ln(2-x)|的图象如图所示.
由图象可得,函数f(x)在区间[1,2)上为增函数,故选D.
例5 设函数,其中
(1)解不等式
(2)求的取值范围,使在区间上是单调减函数。
解:(1)不等式即为
当时,不等式解集为
当时,不等式解集为
当时,不等式解集为
(2)在上任取,则
所以要使在递减即,只要即
故当时,在区间上是单调减函数。
例6 已知函数的定义域为,且同时满足:①;②恒成立;③若,则有.
(1)试求函数的最大值和最小值;
(2)试比较与的大小N);
(3)某人发现:当x=(nÎN)时,有f(x)<2x+2.由此他提出猜想:对一切xÎ(0,1,都有,请你判断此猜想是否正确,并说明理由.
解: (1)设0≤x1<x2≤1,则必存在实数tÎ(0,1),使得x2=x1+t,
由条件③得,f(x2)=f(x1+t)³f(x1)+f(t)-2,
∴f(x2)-f(x1)³f(t)-2,
由条件②得, f(x2)-f(x1)³0,
故当0≤x≤1时,有f(0)≤f(x)≤f(1).
又在条件③中,令x1=0,x2=1,得f(1)³f(1)+f(0)-2,即f(0)≤2,∴f(0)=2,
故函数f(x)的最大值为3,最小值为2.
(2)解:在条件③中,令x1=x2=,得f()³2f()-2,即f()-2≤[f()-2],
故当nÎN*时,有f()-2≤[f()-2]≤[f()-2]≤···≤[f()-2]=,
即f()≤+2.
又f()=f(1)=3≤2+,
所以对一切nÎN,都有f()≤+2.
(3)对一切xÎ(0,1,都有.
对任意满足xÎ(0,1,总存在n(nÎN),使得
<x≤,
根据(1)(2)结论,可知:
f(x)≤f()≤+2,
且2x+2>2´+2=+2,
故有.
综上所述,对任意xÎ(0,1,恒成立.
(二) 函数奇偶性应用问题
例1 (2011年高考广东卷)设函数f(x)和g(x)分别是R上的偶函数和奇函数,则下列结论恒成立的是( )
A.f(x)+|g(x)|是偶函数
B.f(x)-|g(x)|是奇函数
C.|f(x)|+g(x)是偶函数
D.|f(x)|-g(x)是奇函数
解析: 由f(x)是偶函数,可得f(-x)=f(x),由g(x)是奇函数可得g(-x)=-g(x),故|g(x)|为偶函数,
∴f(x)+|g(x)|为偶函数.
【答案】 A
例2 下列函数中,既是偶函数又在(0,+∞)上单调递增的函数是( )
A.y=x3 B.y=|x|+1
C.y=-x2+1 D.y=2-|x|
∵y=x3在定义域R上是奇函数,∴A不对.
y=-x2+1在定义域R上是偶函数,但在(0,+∞)上是减函数,故C不对.
D中y=2-|x|=|x|虽是偶函数,但在(0,+∞)上是减函数,故D不对.只有B对.
【答案】 B
例3 (2011年德州一模)如图,虚线部分是四个象限的角平分线,实线部分是函数y=f(x)的部分图象,则f(x)可能是( )
A.xsinx
B.xcos x
C.x2cos x
D.x2sin x
函数图象关于y轴对称,说明函数是偶函数,排除B,D;又根据函数图象可知,函数满足|f(x)|≤|x|,则只有A项符合条件.
【答案】 A
例4 (理科)(2011年高考山东卷)函数y=-2sin x的图象大致是( )
因为y=-2sin x是奇函数,所以其图象关于原点对称,因此可排除A.
为求解本题,应先研究=2sin x,即sin x=x,在同一坐标系内作出y1=sin x与y2=x的图象,如图,
可知,当x>0时,y1=sin x与y2=x只有一个交点,设其交点坐标为(x0,y0),则当x∈(0,x0)时,sin x>x,即2sin x>x,此时,y=x-2sin x<0.又f′(x)=-2cos x,因此当x>0时,可以有f′(x)>0,也可以有f′(x)<0,即函数有增有减,有多个极值点,且极值点呈周期性,因此可排除B、D,故选C.
(三) 函数周期性应用问题
例1 若,则的周期是__4_
若,则的周期是_2___;
若,则的周期是__2__;
若是偶函数,且图象关于对称,则的周期是__4__;
例2 (2011年高考新课标卷)已知函数y=f(x)的周期为2,当x∈[-1,1]时,f(x)=x2,那么函数y=f(x)的图象与函数y=|lg x|的图象的交点共有( )
A.10个 B.9个
C.8个 D.1个
解析:如图,作出图象,可知y=f(x)与y=|lg x|的图象共有10个交点.
【答案】 A
例3 已知函数y=f(x+3)是偶函数,则函数y=f(x)图象的对称轴方程为 ( C )
A.x=-3 B.x=0
C.x=3 D.x=6
解析 ∵y=f(x+3)是偶函数,∴f(x+3)=f(-x+3),
故y=f(x)图象关于x=3对称.
例4 设f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意实数x,恒有f(x+2)=-f(x).当x∈[0,2]时,f(x)=2x-x2.
(1)求证:f(x)是周期函数;
(2)当x∈[2,4]时,求f(x)的解析式;
(3)计算f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 011).
解析: (1)证明 ∵f(x+2)=-f(x),
∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x).
∴f(x)是周期为4的周期函数.
(2)解 ∵x∈[2,4],∴-x∈[-4,-2],
∴4-x∈[0,2],
∴f(4-x)=2(4-x)-(4-x)2=-x2+6x-8,
又f(4-x)=f(-x)=-f(x),
∴-f(x)=-x2+6x-8,
即f(x)=x2-6x+8,x∈[2,4].
(3)解 ∵f(0)=0,f(2)=0,f(1)=1,f(3)=-1.
又f(x)是周期为4的周期函数,
∴f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=f(4)+f(5)+f(6)+f(7)
=…=f(2 008)+f(2 009)+f(2 010)+f(2 011)=0.
∴f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 011)=0
例5 设函数定义在R上,对于任意实数,总有,且当时,。
(1)证明:,且时
(2)证明:函数在R上单调递减
(3)设,若,确定的取值范围。
(1)解:令,则,对于任意实数恒成立,
设,则,由得,
当时, 当时, ,
(2)证法一:设,则,
,函数为减函数
证法二:设,则
=
,
故 ,函数为减函数
(3)解:∵, ∴
若,则圆心到直线的距离应满足,解之得
,
抽象函数的综合问题一般难度较大,常涉及到多个知识点,抽象思维程度要求较高,解题时需把握好如下三点:一是注意函数定义域的应用,二是利用函数的奇偶性去掉函数符号“f”前的“负号”,三是利用函数单调性去掉函数符号“f”.
变式:已知定义在R上的函数满足:,当x<0时,。
(1)求证:为奇函数;(2)求证:为R上的增函数;
(3)解关于x的不等式:。(其中且a为常数)
解:(1)由,令,得:
,即
再令,即,得:
是奇函数
(2)设,且,则
由已知得:
即在R上是增函数
(3)
即
当,即时,不等式解集为
当,即时,不等式解集为
当,即时,不等式解集为
(四) 函数的应用
例1 给出定义:若m-<x≤m+(其中m为整数),则m叫做离实数x最近的整数,记作{x},即{x}=m.在此基础上给出下列关于函数f(x)=x-{x}的四个命题:
①f=;
②f(3.4)=-0.4;
③f<f;
④y=f(x)的定义域为R,值域为.
则其中真命题的序号是( )
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
解析:依题意,对于①,注意到-1-<-≤-1+,因此=-1,f=--=,①正确;对于②,3-<3.4≤3+,{3.4}=3,f(3.4)=3.4-{3.4}=0.4,因此②不正确;对于③,0-<-≤0+,0-<≤0+,因此==0,f=-,f=,f<f,③正确;对于④,注意到-<x-m≤,-<x-{x}≤,即函数f(x)=x-{x}的值域是,④不正确.综上所述,其中真命题的序号是①③,选B.
上例(3)中条件变为“f(x)=ln|2-x|”,则其增区间为什么?
解析:由y=ln|2-x|=ln|x-2|作出图示:
故其增区间为(2,+∞).
例2 (2011年高考湖北卷)里氏震级M的计算公式为:M=lg A-lg A0,其中A是测震仪记录的地震曲线的最大振幅,A0是相应的标准地震的振幅.假设在一次地震中,测震仪记录的最大振幅是1 000,此时标准地震的振幅为0.001,则此次地震的震级为________级;9级地震的最大振幅是5级地震最大振幅的________倍.
由M=lg A-lgA0知,M=lg 1 000-lg 0.001
=3-(-3)=6,∴此次地震的震级为6级.
设9级地震的最大振幅为A1,5级地震的最大振幅为A2,则lg
=lg A1-lg A2=(lg A1-lg A0)-(lg A2-lg A0)=9-5=4.
∴=104=10 000,
∴9级地震的最大振幅是5级地震最大振幅的10 000倍.
【答案】 6 10 000
【方法导悟】 1.函数的实际应用几乎每年的高考题都有所涉及,主要体现在结合实际问题得到相关的函数模型,然后利用函数的性质求解.
2.该类问题一般与最多、最少、最省等最优化问题相联系,主要考查函数的单调性、导数、基本不等式等知识,所涉及的背景一般与当年的重大事件相联系,以生产或生活中的问题为主.
五 方法与技巧
(1)判断函数的奇偶性与单调性
若为具体函数,严格按照定义判断,注意变换中的等价性
若为抽象函数,在依托定义的基础上,用好赋值法,注意赋值的科学性、合理性
同时,注意判断与证明、讨论三者的区别,针对所列的训练认真体会,用好数与形的统一
复合函数的奇偶性、单调性 问题的解决关键在于 既把握复合过程,又掌握基本函数
(2)加强逆向思维、数形统一 正反结合解决基本应用题目
(3)运用奇偶性和单调性去解决有关函数的综合性题目 此类题目要求考生必须具有驾驭知识的能力,并具有综合分析问题和解决问题的能力
(4)应用问题 在利用函数的奇偶性和单调性解决实际问题的过程中,往往还要用到等价转化和数形结合的思想方法,把问题中较复杂、抽象的式子转化为基本的简单的式子去解决 特别是 往往利用函数的单调性求实际应用题中的最值问题
六、自测练习
1. 已知f(x)=abx+2log3(3x+1)为偶函数,g(x)=2x+为奇函数,其中a,b为实数,则a-b的值是( )
A.3 B.-3 C.-3或3 D.-2或2
答案:C
2. 若f(x)是R上周期为5的奇函数,且满足f(1)=1,f(2)=2,则f(3)-f(4)=( )
A.-1 B.1 C.-2 D.2
答案:A.
3. 设f(x)是(-∞,+∞)上的奇函数,f(x+2)=-f(x),当0≤x≤1时,f(x)=x,则f(7 5)等于( )
A 0 5 B -0 5 C 1 5 D -1 5
答案 B
4. 已知定义域为(-1,1)的奇函数y=f(x)又是减函数,且f(a-3)+f(9-a2)<0,则a的取值范围是( )
A (2,3) B (3,) C (2,4) D (-2,3)
答案 A
5. 已知定义在[-2,2]上的偶函数f(x)在区间[0,2]上单调递减,若f(1-m)<f(m),则实数m的取值范围为______________.
答案:[-1,)
6. 若f(x)为奇函数,且在(0,+∞)内是增函数,又f(-3)=0,则xf(x)<0的解集为_________
答案 (-3,0)∪(0,3)
7. 如果函数f(x)在R上为奇函数,在(-1,0)上是增函数,且f(x+2)=-f(x),试比较f(),f(),f(1)的大小关系_________
答案 f()<f()<f(1)
8. 已知f(x)是偶函数而且在(0,+∞)上是减函数,判断f(x)在(-∞,0)上的增减性并加以证明
解 函数f(x)在(-∞,0)上是增函数,设x1<x2<0,因为f(x)是偶函数,所以f(-x1)=f(x1),f(-x2)=f(x2),由假设可知-x1>-x2>0,又已知f(x)在(0,+∞)上是减函数,于是有f(-x1)<f(-x2),即f(x1)<f(x2),由此可知,函数f(x)在(-∞,0)上是增函数
9. 已知f(x)= (a∈R)是R上的奇函数,
(1)求a的值;
(2)求f(x)的反函数f-1(x);
(3)对任意给定的k∈R+,解不等式f-1(x)>lg
解 (1)a=1
(2)f(x)= (x∈R)f--1(x)=log2 (-1<x<1
(3)由log2>log2log2(1-x)<log2k,
∴当0<k<2时,不等式解集为{x|1-k<x<1;当k≥2时,不等式解集为{x|-1<x<1
10. 已知偶函数f(x)在(0,+∞)上为增函数,且f(2)=0,解不等式f[log2(x2+5x+4)]≥0
解 ∵f(2)=0,∴原不等式可化为f[log2(x2+5x+4)]≥f(2)
又∵f(x)为偶函数,且f(x)在(0,+∞)上为增函数,
∴f(x)在(-∞,0)上为减函数且f(-2)=f(2)=0
∴不等式可化为 log2(x2+5x+4)≥2 ①
或 log2(x2+5x+4)≤-2 ②
由①得x2+5x+4≥4,∴x≤-5或x≥0 ③
由②得0<x2+5x+4≤得
≤x<-4或-1<x≤ ④
由③④得原不等式的解集为
{x|x≤-5或≤x≤-4或-1<x≤或x≥0}
11. 已知奇函数f(x)是定义在(-3,3)上的减函数,且满足不等式f(x-3)+f(x2-3)<0,设不等式解集为A,B=A∪{x|1≤x≤},求函数g(x)=-3x2+3x-4(x∈B)的最大值
解 由且x≠0,故0<x<,
又∵f(x)是奇函数,∴f(x-3)<-f(x2-3)=f(3-x2),
又f(x)在(-3,3)上是减函数,
∴x-3>3-x2,即x2+x-6>0,解得x>2或x<-3,
综上得2<x<,即A={x|2<x<},
∴B=A∪{x|1≤x≤}={x|1≤x<},
又g(x)=-3x2+3x-4=-3(x-)2-知g(x)在B上为减函数,
∴g(x)max=g(1)=-4
12 定义在(-∞,4]上的减函数f(x)满足f(m-sinx)≤f(-+cos2x)对任意x∈R都成立,求实数m的取值范围
解 ,
对x∈R恒成立,
∴m∈[,3]∪{}
13 已知函数y=f(x)= (a,b,c∈R,a>0,b>0)是奇函数,当x>0时,f(x)有最小值2,其中b∈N且f(1)<
(1)试求函数f(x)的解析式;
(2)问函数f(x)图象上是否存在关于点(1,0)对称的两点,若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由
解 (1)∵f(x)是奇函数,
∴f(-x)=-f(x),即
∴c=0,∵a>0,b>0,x>0,∴f(x)=≥2,
当且仅当x=时等号成立,于是2=2,∴a=b2,
由f(1)<得<即<,∴2b2-5b+2<0,解得<b<2,又b∈N,∴b=1,∴a=1,∴f(x)=x+
(2)设存在一点(x0,y0)在y=f(x)的图象上,并且关于(1,0)的对称点(2-x0,-y0)也在y=f(x)图象上,则
消去y0得x02-2x0-1=0,x0=1±
∴y=f(x)图象上存在两点(1+,2),(1-,-2)关于(1,0)对称
14. 已知奇函数f(x)的定义域为R,且f(x)在[0,+∞)上是增函数,是否存在实数m,使f(cos2θ-3)+f(4m-2mcosθ)>f(0)对所有θ∈[0,]都成立?若存在,求出符合条件的所有实数m的范围,若不存在,说明理由
解 ∵f(x)是R上的奇函数,且在[0,+∞)上是增函数,∴f(x)是R上的增函数 于是不等式可等价地转化为f(cos2θ-3)>f(2mcosθ-4m),
即cos2θ-3>2mcosθ-4m,即cos2θ-mcosθ+2m-2>0
设t=cosθ,则问题等价地转化为函数
g(t)=t2-mt+2m-2=(t-)2-+2m-2在[0,1]上的值恒为正,又转化为函数g(t)在[0,1]上的最小值为正
∴当<0,即m<0时,g(0)=2m-2>0m>1与m<0不符;
当0≤≤1时,即0≤m≤2时,g(m)=-+2m-2>0
4-2<m<4+2,∴4-2<m≤2
当>1,即m>2时,g(1)=m-1>0m>1 ∴m>2
综上,符合题目要求的m的值存在,其取值范围是m>4-2
另法(仅限当m能够解出的情况) cos2θ-mcosθ+2m-2>0对于θ∈[0,]恒成立,
等价于m>(2-cos2θ)/(2-cosθ) 对于θ∈[0,]恒成立
∵当θ∈[0,]时,(2-cos2θ)/(2-cosθ) ≤4-2,
∴m>4-2
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