1、 函数讲义与练习 一、本章知识结构: 函数的三要素 函数的表示法 函数的性质 反函数 函数的应用 初等函数 基本初等函数: 指数函数 对数函数 对数 指数 映射 函数射 二、高考要求 (1)了解映射的概念,理解函数的概念. (2)了解函数的单调性和奇偶性的概念,掌握判断一些简单函数的单调性和奇偶性的方法,并能利用函数的性质简化函数图像的绘制过程. (3)了解反函数的概念及互为反函数的函数图像间关系,会求一些简单函数的反函数. (4)理解分数指数的概念,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
2、. (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. 三、热点分析 函数是高考数学的重点内容之一,函数的观点和思想方法贯穿整个高中数学的全过程,包括解决几何问题。在近几年的高考试卷中,选择题、填空题、解答题三种题型中每年都有函数试题,而且常考常新。以基本函数为背景的应用题和综合题是高考命题的新趋势。 考试热点:①考查函数的表示法、定义域、值域、单调性、奇偶性、反函数和函数的图象。②函数与方程、不等式、数列是相互关联的概念,通过对实际问题的抽象分析,建立相应的函数模型并用来解
3、决问题,是考试的热点。 ③考查运用函数的思想来观察问题、分析问题和解决问题,渗透数形结合和分类讨论的基本数学思想。 四、复习建议 1. 认真落实本章的每个知识点,注意揭示概念的数学本质 ①函数的表示方法除解析法外还有列表法、图象法,函数的实质是客观世界中量的变化的依存关系; ②中学数学中的“正、反比例函数,一次、二次函数,指数、对数函数,三角函数”称为基本初等函数,其余的函数的解析式都是由这些基本初等函数的解析式形成的. 要把基本初等函数的图象和性质联系起来,并且理解记忆; ③掌握函数单调性和奇偶性的一般判定方法,并能联系其相应的函数的图象特征,加强对函数单调性和奇偶性应用的训练;
4、 ④注意函数图象的变换:平移变换、伸缩变换、对称变换等; ⑤掌握复合函数的定义域、值域、单调性、奇偶性; ⑥理解掌握反函数的概念,会求反函数,弄清互为反函数的两个函数的定义域、值域、单调性的关联及其图像间的对称关系。 2. 以函数知识为依托,渗透基本数学思想和方法 ①数形结合的思想,即要利用函数的图象解决问题; ②建模方法,要能在实际问题中引进变量,建立函数模型,进而提高解决应用题的能力,培养函数的应用意识。 3. 深刻理解函数的概念,加强与各章知识的横向联系 要与时俱进地认识本章内容的“双基”,准确、深刻地理解函数的概念,才能正确、灵活地加以运用,养成自觉地运用函数观点
5、思考和处理问题的习惯;高考范围没有的内容例如指数不等式(方程)、对数不等式(方程)等不再作深入研究;导数可用来证明函数的单调性,求函数的最大值和最小值,并启发学生建构更加完整的函数知识结构。 所谓函数思想,实质上是将问题放到动态背景上去考虑,利用函数观点可以从较高的角度处理式、方程、不等式、数列、曲线等问题。 五、典型例题 例1 设,则= 1 。 解:由=0,解得 例2 已知函数和定义在R上的奇函数,当x>0时,,试求的反函数。 解: 例3 已知函数是奇函数,又,求a、b、c的整数值。 解:由,又由,从而可得a=b=1;c=0 例3 ⑴已
6、知,求 ⑵在上的最小值为;试写出的解析式。 解:⑴, () ⑵ 例4 已知函数,若的最大值为n,求的表达式。 解: 例5 设是R上的偶函数,且在区间上递增,若成立,求a的取值范围。 解: 故为所求。 例6 比较的大小。 解:作差比较大小: 当m > 1或0 < m < 1。都有u > 0 故。 例7 设。(1)证明在上是增函数;(2)求及其 定义域 解:(1) 任取,且 是增函数, 在上是增函数 (2);定义域R,值域(-1, 1) 反解: 例8 定义在R上的函数满足:对任意实数,总有,且当时,.
7、1)试求的值; (2)判断的单调性并证明你的结论; (3)设,若,试确定的取值范围. (4)试举出一个满足条件的函数. 解:(1)在中,令.得: . 因为,所以,. (2)要判断的单调性,可任取,且设. 在已知条件中,若取,则已知条件可化为:. 由于,所以. 为比较的大小,只需考虑的正负即可. 在中,令,,则得. ∵ 时,, ∴ 当时,. 又,所以,综上,可知,对于任意,均有. ∴ . ∴ 函数在R上单调递减. (3)首先利用的单调性,将有关函数值的不等式转化为不含的式子. , ,即. 由,所以,直线与圆面无公共点.所以, . 解得:. (4)如
8、. 六、专题练习 一、选择题 1.已知四个函数:①y=10x ②y=log0.1x ③y=lg(-x) ④y=0.1x,则图象关于原点成中心对称的是:(C) A.仅为③和④ B.仅为①和④ C.仅为③和② D.仅为②和④ 2.设f(x)=(x+1),(1)= 。(1) 3..已知,定义在实数集R上的函数f(x)满足:(1)f(-x)= f(x);(2)f(4+x)= f(x);若当 x [0,2]时,f(x)=+1,则当x[-6,-4]时,f(x)等于 ( D ) (A)
9、 (B) (C) (D) 4..已知f(x)=2 x+1,则的值是 ( A ) (A) (B) (C) (D)5 5.已知函数f(x)=+a且f(-1)=0,则的值是 ( A ) (A)0 (B)2 (C)1 (D)-1 6.函数(x≥0)的反函数是 ( A ) (A) (B)y= (C)y (C)y 7.函数f(x)的反函数为 g(x),则下面命题成立的是 ( A ) (A)若f(x)为奇函数且单调递增,则g(x
10、也是奇函数且单调递增。 (B)f(x)与g(x)的图像关于直线x+y=0对称。 (C)当f(x)是偶函数时,g(x)也是偶函数。 (D)f(x)与g(x)的图像与直线一定相交于一点。 8.若函数y=f(x)的图像经过点(0,1),则函数y=f(x+4)的反函数的图像必经过点 ( A ) (A)(1,-4) (B)(4,1) (C)(-4,1) (D)(1,4) 9.若函数在区间 上是 减函数,则实数a的取值范围是( B ) A. B. C. D. 10.将函数的图象向右平移2个单位后,再向上平移3个单位,所得函数
11、的解析式为( C ) A. B. C. D. 11.二次函数中,且,对任意,都有,设,则( B ) A. B. C. D.的大小关系不确定 12.函数的值域为( B ) A. B. C. D.R 13.已知在上是x的减函数,则a的值取范围是( B ) A.(0, 1) B.(1, 2) C.(0, 2) D. 二、填空题 1.函数 的定义域是 。() 2.函数的单调递增区间是 3.函数的定义域是 三、解答题 1.集合,B=。若,求实数m的取值范围。 解:由, 由题设知上述
12、方程在内必有解。 所以:⑴ 若在只有一个解,则 ⑵若在只有二个解,则 由⑴⑵知: 2.设两个方程和有一公共根,问: ⑴a与b之间有什么关系;⑵当,时,求的最大值与最小值。 解:⑴两方程相减得:,显然,否则两方程为同一方程。所以,代入方程得:且 ⑵; 所当或时,; 而当时,,所以无最小值。 3.当时,比较与的大小。 解: 当时, 当时, 当时, 4.x为何值时,不等式成立。 解:当时, 当时, 故时, 时,为所求。 5、已知函数 (1)函数在区间(0,+)上是增函数还是减函数?证明你的结论; (2)若当时,恒成立,求正整数的最大值. 解:(1)
13、 . 因此函数在区间(0,+∞)上是减函数. (2)(方法1)当时,恒成立,令有 又为正整数. 的最大值不大于3.……7′ 下面证明当恒成立. 即证当时,恒成立. 令 当 取得最小值 时,恒成立. 因此正整数的最大值为3. (2)(方法2)当时,恒成立, 即恒成立. 即的最小值大于 上连续递增, 又 存在唯一实根,且满足: 由知: 的最小值为 因此正整数的最大值为3. 第2讲 一、典型例题 例1 关于x的不等式2·32x–3x+a2–a–3>0,当0≤x≤1时恒成立,则实数a的取值范围为 . 解:设t=3x,则t∈[
14、1,3],原不等式可化为a2–a–3>–2t2+t,t∈[1,3]. 等价于a2–a–3大于f(t)=–2t2+t在[1,3]上的最大值. 答案:(–∞,–1)∪(2,+∞) 例2 设是定义在上的奇函数,的图象与的图象关于直线对称,而当时,(c为常数)。 (1)求的表达式; (2)对于任意,且,求证:; (3)对于任意,且,求证:1. 解:(1)设g(x)上点与f(x)上点P(x,y)对应, ∴ ;∵在g(x)图象上 ∴ ∵g(x)定义域为x∈[2,3],而f(x)的图象与g(x)的图象关于直线x=1对称, 所以,上述解析式是f(x)在[–1,0]上的解析式 ∵f
15、x)是定义在[–1,1]上的奇函数,∴f(0)=0,∴c=–4
所以,当x∈[0,1]时,–x∈[–1,0],f(x)=–f(–x)=–
所以
(2)当x∈[0,1]时,
∵,∴,所以
(3)∵,∴
∴,∴
即
例3 已知函数f(x)=(a>0, a≠1)
(1) 求反函数f(x),并求出其定义域。
(2) 设P(n)=),如果P(n)<(n∈N),求a的取值范围。
解:(1) 设y= f(x)=log
∴ay=x+
两端平方整理得:a2y-2xay+2=0Þx=
∴ ∵a>1时,f(x)=值域为
0 16、
∴ f-1 (x)的定义域为:a>1时,x∈ 00 ∴(an-3n)[(3a)n-1]<0ÞÞa>1
即
例4 设函数f(x)的定义域关于原点对称,且满足① ②存在正常数a,使f(a) = 1,求证:(1)f(x)为奇函数;(2)f(x)为周期函数,且一个周期为4a。
证明:(1)令x =x1 - x2
则f( - x) = f ( x2 - x1)=
= -f (x1 -x2 )= -f (x),∴f (x)为奇函数。
(2)∵f( x 17、a ) = f[x - ( -a ) ]=
∴f (x+2a )=
∴f ( x+4a)==f (x)
∴f (x)是以4a为周期的周期函数。
例5 已知函数f(x)=logm
(1)若f(x)的定义域为,(β>α>0),判断f(x)在定义域上的增减性,并加以说明;
(2)当0<m<1时,使f(x)的值域为的定义域区间为
(β>α>0)是否存在?请说明理由.
解:(1)x<–3或x>3.
∵f(x)定义域为,∴α>3
设β≥x1>x2≥α,有
当0<m<1时,f(x)为减函数,当m>1时,f(x)为增函数.
(2)若f(x)在上的值域为
∵0<m<1, 18、f(x)为减函数.
∴
即
即α,β为方程mx2+(2m–1)x–3(m–1)=0的大于3的两个根
∴ ∴0<m<
故当0<m<时,满足题意条件的m存在.
例6 已知函数f(x)=x2–(m+1)x+m(m∈R)
(1)若tanA,tanB是方程f(x)+4=0的两个实根,A、B是锐角三角形ABC的两个内角.求证:m≥5;
(2)对任意实数α,恒有f(2+cosα)≤0,证明m≥3;
(3)在(2)的条件下,若函数f(sinα)的最大值是8,求m.
解: (1)证明:f(x)+4=0即x2–(m+1)x+m+4=0.依题意:
又A、B锐角为三角形内两内角
19、∴<A+B<π
∴tan(A+B)<0,即
∴∴m≥5
(2)证明:∵f(x)=(x–1)(x–m)
又–1≤cosα≤1,∴1≤2+cosα≤3,恒有f(2+cosα)≤0
即1≤x≤3时,恒有f(x)≤0即(x–1)(x–m)≤0
∴m≥x但xmax=3,∴m≥xmax=3
(3)解:∵f(sinα)=sin2α–(m+1)sinα+m=
且≥2,∴当sinα=–1时,f(sinα)有最大值8.
即1+(m+1)+m=8,∴m=3
例7 已知函数的定义域为实数集。(1)求实数m的所有允许值组成的集合M;(2)求证:对所有,恒有 。
证明(1)∵的定义域为实数集
20、
(2)令
例8 设=,(a>0,a≠1),求证:(1)过函数y=f(x)图象上任意两点直线的斜率恒大于0;(2)f(3)>3。
解:(1)令t=,则x=,f(x)= (t∈R)
∴f(x)= (x∈R)
设,f()-f()=
(1)a>1时,…,f() 21、否存在这样的a,b,使f(x)恰在(1,+∞)上取正值,且f(3)=lg4,若存在,求出a,b的值,若不存在,说明理由。
解:由,得,∵a>1>b>0,∴>1,∴x>log
又f(x)定义域为(0,+∞),∴log=0,K=1,∴f(x)=lg
设0<,,∵a>1>b>0,∴a< a,-b< b
∴0< a-b< a- b,∴0<<1,∴lg<0
∴,∴f(x)在(0,+∞)上是增函数
∴x(1,+∞)时,必有f(x)>f(1)=lg(a-b)
∵f(x)在(1,+∞)上取正值,∴lg(a-b)=0 a-b=1 (1)
又f(3)=lg4 ∴lg=lg4, =4
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