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文檔簡介
第111-114課時:函數(shù)問題的題型與方法
課題:函數(shù)問題的題型與方法
一.復(fù)習(xí)目標(biāo):
L了解映射的概念,理解函數(shù)的概念。一
2.了解函數(shù)的單調(diào)性和奇偶性的概念,掌握判斷一些簡單函數(shù)的單調(diào)性和奇偶
性的方法,并能利用函數(shù)的性質(zhì)簡化函數(shù)圖象的繪制過程。
3.了解反函數(shù)的概念及互為反函數(shù)的函數(shù)圖象間的關(guān)系,會求一些簡單函數(shù)的
反函數(shù)。
4.理解分?jǐn)?shù)指數(shù)的概念,掌握有理指數(shù)累的運算性質(zhì),掌握指數(shù)函數(shù)的概念、
圖象和性質(zhì)。
5.理解對數(shù)的概念,掌握對數(shù)的運算性質(zhì),掌握對數(shù)函數(shù)的概念、圖象和性貳
6.能夠運用函數(shù)的性質(zhì)、指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)解決某些簡單的實際問缸
二.考試要求:一
L靈活運用函數(shù)概念、性質(zhì)和不等式等知識以及分類討論等方法,解函數(shù)綜合
題。
2.應(yīng)用函數(shù)知識及思想方法,解決函數(shù)的最值問題、探索性問題與應(yīng)用性問題,
提高分析問題和解決問題的能力。
三.教學(xué)過程:
(I)2004年高考數(shù)學(xué)函數(shù)綜合題選
1
1.(2004高考廣東卷,19)設(shè)函數(shù)f(x)=x>0,
(1)證明:當(dāng)0<a<b,且f(a)=fS)時,ab>1;
(2)點P(xo,y0)(0<x0<1)在曲線y=f(x)上,求曲線在點P處的切線與x
軸和y軸的正向所圍成的三角形面積表達式(用X。表達).
證明:(I)
xe(0,1]
]V
v/(x)=|l—1=*X,
X1-1
xG(l,+oo)
故f(x)在(0,1]上是減函數(shù),而在(1,+8)上是增函數(shù),由o<a〈b且f(a)=f(b)
得0<a<l(b^\--i=l--,^-+-=2=>2ab=a+b>24ab,
abah
故>1,即>1
(II)O〈x〈l時,y=/(x)=|l--|=i-l,.-./'(x())=—^,O<xo<l
XXXQ
曲線y=f(x)在點P(x。,ya)處的切線方程為:
f=-±(x-x.),即y=V+2
玉)玉)玉)
...切線與x軸、y軸正向的交點為(々(2—/),°)和(°,,(2-Xo)
Xo
故所求三角形面積聽表達式為:A(jr)=-x(2-x).-(2-x)=-(2-jt)2
0200尤0020
2.(2004高考廣東卷,21)設(shè)函數(shù)f(x)=x-7n(x+m),其中常數(shù)m為整數(shù).
(1)當(dāng)m為何值時,/Xx)20;
(2)定理:若函數(shù)g(x)在[a,b]上連續(xù),且g(a)與g(b)異號,則至少存在一
點X。e(a,b),使晨xo)=0.
試用上述定理證明:當(dāng)整數(shù)m>l時,方程f(x)=0,在[e'-m,e2m-rn]內(nèi)有兩個實
根.
(I)解:函數(shù)f(x)=xTn(x+m),x£(-m,+8)連續(xù),且
/(x)=1-----,4/'(x)=0,得x=1-團
x+m
當(dāng)xC(-m,1-m)時,f(x)<0,f(x)為減函數(shù),f(x)>f(1-m)
當(dāng)xW(l-m,+8)時,f'(x)>0,f(x)為增函數(shù),f(x)>f(bm)
根據(jù)函數(shù)極值判別方法,為極小值,而且
對x?(-m,+8)都有f(x)2f
故當(dāng)整數(shù)mWl時,f(x)21-m20
(H)證明:由(I)知,當(dāng)整數(shù)m>l時,f(l-m)=l-m<0,
函數(shù)f(x)=xTn(x+m),在忸7"-上為連續(xù)減函數(shù).
f(e~m-〃。=e~m-m-ln(e-ffl-m+m)=>0
當(dāng)整數(shù)加>1時,/(6一"‘一〃。與"1一〃?)異號,
由所給定理知,存在唯一的的e(e-m^^)=0
而當(dāng)整數(shù)m>l時,
f(e2m-m)=e2m-3m>(1+l)2ff,-3m>\+2m+“"(2;T)_3〃?>。
(v機〉1n2m-1>1,上述不等式也可用數(shù)學(xué)歸納法證明)
類似地,當(dāng)整數(shù)m>l時,函數(shù)f(x)=xTn(x+m),在口-機,e-”'-m]上為連續(xù)
增函數(shù)且f(bm)與〃?)異號,由所給定理知,存在唯一的
x2€n_機,""‘_加,],使/(%2)=0
故當(dāng)m>l時,方程f(x)=O^[e-m-m,e2m-m]內(nèi)有兩個實根。
3.(2004年春季高考北京卷,19)某廠生產(chǎn)某種零件,每個零件的成本為40
元,出廠單價定為60元,該廠為鼓勵銷售商訂購,決定當(dāng)一次訂購量超過100
個時,每多訂購一個,訂購的全部零件的出廠單價就降低0.02元,但實際出廠
單價不能低于51元。
(I)當(dāng)一次訂購量為多少個時,零件的實際出廠單價恰降為51元?
(H)設(shè)一次訂購量為x個,零件的實際出廠單價為P元,寫出函數(shù)P=/(x)的
表達式;
(III)當(dāng)銷售商一次訂購500個零件時,該廠獲得的利潤是多少元?如果訂購
1000個,利潤又是多少元?(工廠售出一個零件的利潤=實際出廠單價一成本)
分析:本小題主要考查函數(shù)的基本知識,考查應(yīng)用數(shù)學(xué)知識分析問題和解決問題
的能力。
解:(I)設(shè)每個零件的實際出廠價恰好降為51元時,一次訂購量為x0個,則
60-51
=100+=550
0.02
因此,當(dāng)一次訂購量為550個時,每個零件的實際出廠價恰好降為51元。
(H)當(dāng)0<x4100時,P=60
Y
當(dāng)100<x<550時,P=60—0.02(%-100)=62-—
當(dāng)XN550時,尸=51
600<x<100
Y
所以P=/(x)=j62—^100<x<550(xeN)
51x>550
(IH)設(shè)銷售商的一次訂購量為x個時,工廠獲得的利潤為L元,則
20x0<x<100
L=(P-40)x=J-
22x--100<x<500(xGN)
當(dāng)x=500時,L=6000;當(dāng)x=1000時,L=11000
因此,當(dāng)銷售商一次訂購500個零件時,該廠獲得的利潤是6000元;
如果訂購1000個,利潤是11000元。
4.已知F/=與W(xeR)在區(qū)間[-1,1]上是增函數(shù).
x2+2
(I)求實數(shù)a的值組成的集合A;
(II)設(shè)關(guān)于x的方程f(x)=-的兩個非零實根為父、檢試問:是否存在實數(shù)m,
X
使得不等式m'+tni+l'IM—后|對任意a^A及te[―1,1]恒成立?若存在,求m
的取值范圍;若不存在,請說明理由.
分析:本小題主要考查函數(shù)的單調(diào)性,導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用和不等式等有關(guān)知識,考查數(shù)
形結(jié)合及分類討論思想和靈活運用數(shù)學(xué)知識分析問題和解決問題的能力.
解:(I)f/69=4+2"-=-2(x:-ax-2),
(x2+2)2(X2+2)2
???,69在[-1,1]上是增函數(shù),
:.尹包川對xe[—1,1]恒成立,
即義—ax—2W0對[―1,1]恒成立.①
設(shè)夕[£=e-ax-2,
方法一:
夕⑴=l-tz-2<0
①<=><—l<a<1
(p(-1)=l+a-2<0
???對1],『6)是連續(xù)函數(shù),且只有當(dāng)行1時,什?〃二0以及當(dāng)行一
1時,/⑴二0
.e.A={a|—IWaWl}.
方法二:
-^0,-<0,
①。1r2或;r2
〔(P(-1)=1+劉一2W0〔(p(1)=1—a—2W0
oOWaWl或一IWaWO
o-IWaWL
???對x£[—1,1],是連續(xù)函數(shù),且只有當(dāng)小1時,(—1)=0以及當(dāng)行T
時,f7(1)=0
???A={a|—lWaWl}.
(II)由^^=!,得f—ax-2=0,VA=a2+8>0
x+2x
「?為,也是方程/—^―2=0的兩非零實根,
r崗+毛=a,
??|從而|荀—Xz|=J(X]+々)2-4/1工2=,+8.
IX至二-2,
■iWaWl,二|乂-及|=,42+8^3.
要使不等式n?+tm+12|XL用|對任意a《A及te[―1,1]恒成立,
當(dāng)且僅當(dāng)mZ+tm+123對任意—1]恒成立,
即m'tm—220對任意te[-1,1]恒成立.②
設(shè)g(2=mt+(m~—2),
方法一:
rg(—l)=m2—m—2^0,
②《<=>g(l)=m2+m—2^0,
I=m22或mW—2.
所以,存在實數(shù)m,使不等式m'tm+l2|不一改|對任意a^A及te[―1,1]恒成
立,其取值范圍是{m|m22,或mW-2}.
方法二:
當(dāng)m=0時,②顯然不成立;
當(dāng)mWO時,
-m>0,rm<0,
②一或V
-g(—l)=m2—m—2^0Ig(l)=m2+m—2^0
om22或mW—2.
所以,存在實數(shù)m,使不等式mUtm+l2除一日對任意aCA及te[-1,1]恒成
立,其取值范圍是{m|m22,或mW-2}.
5.(2004年高考江蘇卷,22)已知函數(shù)〃x)(xwR)滿足下列條件:對任意的實數(shù)
x?X2都有
2
X(x,-x2)<U,-X2)[/(A()-/(X2)]
和\f(.x\)-f(x2)|-|XI-X2|,其中入是大于0的常數(shù).
設(shè)實數(shù)a,a,b滿足/(〃0)=0和/7=“-依4)
(1)證明九41,并且不存在劣羊〃0,使得/仇)=0;
(II)證明①-g)2V(1-爐)(。_為/;(III)證明[/(fe)]2<(l-X2)[/(a)]2.
分析:本小題主要考查函數(shù)、不等式等基本知識,以及綜合運用數(shù)學(xué)知識解決問
題的能力.
2
證法一:(I)任取的,々UR,X|H》2,則由2(X]-X2)<(X1-x2)[f(x})-f(x2J]
和|/區(qū))—/&)區(qū)以一/1②
2
可知2(X1-X,)<(%)-A:2)[/(%,)-/(x2)]<|x,-x2|-|/(x1)-/(x2)|<|xl-x2|S
從而2<1.假設(shè)有%W4,使得/(%)=0,則由①式知
0<4(劭一瓦)24(4-4)"(%)—/(d)]=0矛盾.
.??不存在%i使財%)=0.
(II)由6="—"(a)③
2222
可知(b-a0)=[a-a0-2f{a^=(?-a0)-2A(a-a0)f(a)+2[f(a)]④
2
由/(%)=0和①式,得(。一/)/(。)=伍一4)[/(?)-f(a0)]>A(a-a0)⑤
由/3。)=0和②式知,"(a)],="(a)-〃即)]243-旬)2⑥
由⑤、⑥代入④式,得(b—a。)-4(a—a?!?丸~(a—a。)~+矛(a—a。
=(1-丸"他一%y
(III)由③式可知"S)]2=[/s)一/⑷+/伍)]2
="⑸-/?+2f(a)[f(b)-f(a)]+[/(a)]2
b-Z7
<(b-a)2-2?一"(b)-/(?)]+"⑷了(用②式)
A
2
=?"(GF--(b-a)[f(b)-/(?)]+[/(a)]2
A
<22[/(a)2---A-(b-a)2+[f(a)]2(用①式)
A
=才"缶)]2—2下"⑷『+"(a)]2
=(l-22)[/(a)]2
證法二:題目中涉及了八個不同的字母參數(shù)”,仇a。,外,x,x“々〃以及它們的抽象
函數(shù)值/(*)。參數(shù)量太多,讓考生們在短時間內(nèi)難以理清頭緒。因而解決問題
的關(guān)鍵就在于“消元”——把題設(shè)條件及欲證關(guān)系中的多個參數(shù)量轉(zhuǎn)化為某幾個
特定變量來表示,然而再進行運算證明。“消元”的模式并不難唯一,這里提供
一個與標(biāo)準(zhǔn)解答不同的“消元”設(shè)想,供參考。
題設(shè)中兩個主要條件是關(guān)于再一%與八再)-八馬)的齊次式。而點a,/a))、
。2,/(》2))是函數(shù)圖象上的兩個點,/區(qū))-〃X2)//-》2是連接這兩點的弦的斜
率。若欲證的不等式關(guān)系也能轉(zhuǎn)化為這樣的斜率表示,則可以借助斜率進行“整
體消元”。
設(shè)和馬為不相等的兩實數(shù),貝1」區(qū)-X2)2>0」王-苫2|>0由題設(shè)條件可得:
0<a<小)--(々)和|/(為)-/(々)區(qū)1。
xx-X2Xj-x2
令人=以立巫2,則對任意相異實數(shù)x”/,有0</l4k及|k區(qū)1,即
x{-x2
0<2<Zr<1o
由此即得/iwi;又對任意項有人>0,得函數(shù)/(X)在R上單調(diào)增,所以函數(shù)
/(x)是R上的單調(diào)增函數(shù)。
如果%#a0,則f(b0)*/(a0),因為f(a0)=0,所以f(b0)*0。即不存在dHa0,
使得/(%)=0。于是,(I)的結(jié)論成立。
考慮結(jié)論(II):
因為b="為⑷,故原不等式為(-4-歹(4等士(1-玲伍-4)2;
當(dāng)a=/時,左右兩邊相等;
當(dāng)aw/時,(。-%)2>0,且/(a())=0,則原不等式即為:
["即一皆(。)+歹(。0)了<]_不
(a-a0)~
令々=/(a)〃a。),則原不等式化為(1—〃>〈J》,即為“1+42)<23
a-a0
因為0<44k41,貝IJ刃-424人,所以4+刀;242A成立,即(II)中結(jié)論成
立。
再看結(jié)論(III):
22
原不等式即"[)]2一"⑷了+A[f(a)]<0,
即[/W-/(?)]-[f(b)-f(a)+2/(?)]+22[/(?)]2<0,注意到8=a-"(a),則
b-a=—Af(a),則原不等式即為
[/(&)-/(?)]-[f(h)~f(a)—2(b—a)/用+g—<0
即入b)一,(a).1/(b)一,⑷一2〕十】《。,令女J3)-)(%則原不等式即化為
b-ab—a2b-a
k(k-2/A)+l<0,§.]lAk2+A<2k,因為0<4?上<1,])^Ak2<A<k,
所以"2+丸42女成立,即(III)的結(jié)論成立。
在一般的“消元”方法中,本題三個小題中不等關(guān)系的證明過程差異較大。尤其
是(II)與(HI),許多尖子學(xué)生證明了(II)的結(jié)論而不能解決(HI)。
借助斜率k“整體消元”的想法把(II).(III)中的不等關(guān)系都轉(zhuǎn)化為相同的
不等關(guān)系〃2+4《2女,然后由條件推證,有獨到之處。
(II)函數(shù)的概念型問題
函數(shù)概念的復(fù)習(xí)當(dāng)然應(yīng)該從函數(shù)的定義開始.函數(shù)有二種定義,一是變量觀點下
的定義,一是映射觀點下的定義.復(fù)習(xí)中不能僅滿足對這兩種定義的背誦,而應(yīng)
在判斷是否構(gòu)成函數(shù)關(guān)系,兩個函數(shù)關(guān)系是否相同等問題中得到深化,更應(yīng)在有
關(guān)反函數(shù)問題中正確運用.具體要求是:
1.深化對函數(shù)概念的理解,明確函數(shù)三要素的作用,并能以此為指導(dǎo)正確理解
函數(shù)與其反函數(shù)的關(guān)系.
2.系統(tǒng)歸納求函數(shù)定義域、值域、解析式、反函數(shù)的基本方法.在熟練有關(guān)技
能的同時,注意對換元、待定系數(shù)法等數(shù)學(xué)思想方法的運用.
3.通過對分段定義函數(shù),復(fù)合函數(shù),抽象函數(shù)等的認識,進一步體會函數(shù)關(guān)系
的本質(zhì),進一步樹立運動變化,相互聯(lián)系、制約的函數(shù)思想,為函數(shù)思想的廣泛
運用打好基礎(chǔ).
本部分內(nèi)容的重點是不僅從認識上,而且從處理函數(shù)問題的指導(dǎo)上達到從三要素
總體上把握函數(shù)概念的要求,對確定函數(shù)三要素的常用方法有個系統(tǒng)的認識,對
于給出解析式的函數(shù),會求其反函數(shù).
本部分的難點首先在于克服“函數(shù)就是解析式”的片面認識,真正明確不僅函數(shù)
的對應(yīng)法則,而且其定義域都包含著對函數(shù)關(guān)系的制約作用,并真正以此作為處
理問題的指導(dǎo).其次在于確定函數(shù)三要素、求反函數(shù)等課題的綜合性,不僅要用
到解方程,解不等式等知識,還要用到換元思想、方程思想等與函數(shù)有關(guān)概念的
結(jié)合.
函數(shù)的概念是復(fù)習(xí)函數(shù)全部內(nèi)容和建立函數(shù)思想的基礎(chǔ),不能僅滿足會背誦定
義,會做一些有關(guān)題目,要從聯(lián)系、應(yīng)用的角度求得理解上的深度,還要對確定
函數(shù)三要素的類型、方法作好系統(tǒng)梳理,這樣才能進一步為綜合運用打好基礎(chǔ).復(fù)
習(xí)的重點是求得對這些問題的系統(tǒng)認識,而不是急于做過難的綜合題.
㈠深化對函數(shù)概念的認識
例1.下列函數(shù)中,不存在反函數(shù)的是()
A.y=+C.y=
d’J"。)
*7V+4(K-1)
分析:處理本題有多種思路.分別求所給各函數(shù)的反函數(shù),看是否存在是不好的,
因為過程太繁瑣.
從概念看,這里應(yīng)判斷對于給出函數(shù)值域內(nèi)的任意值,依據(jù)相應(yīng)的對應(yīng)法則,是
否在其定義域內(nèi)都只有惟一確定的值與之對應(yīng),因此可作出給定函數(shù)的圖象,用
數(shù)形結(jié)合法作判斷,這是常用方法,請讀者自己一試.
此題作為選擇題還可采用估算的方法.對于D,y=3是其值域內(nèi)一個值,但若y=3,
則可能x=2(2>l),也可能x=T(TWT).依據(jù)概念,則易得出D中函數(shù)不存在
反函數(shù).于是決定本題選D.
說明:不論采取什么思路,理解和運用函數(shù)與其反函數(shù)的關(guān)系是這里解決問題的
關(guān)鍵.
由于函數(shù)三要素在函數(shù)概念中的重要地位,那么掌握確定函數(shù)三要素的基本方法
當(dāng)然成了函數(shù)概念復(fù)習(xí)中的重要課題.
㈡系統(tǒng)小結(jié)確定函數(shù)三要素的基本類型與常用方法
1.求函數(shù)定義域的基本類型和常用方法
由給定函數(shù)解析式求其定義域這類問題的代表,實際上是求使給定式有意義的x
的取值范圍.它依賴于對各種式的認識與解不等式技能的熟練.這里的最高層次
要求是給出的解析式還含有其他字
例2.已知函數(shù)/(X)定義域為(0,2),求下列函數(shù)的定義域:
即)+23,加萼以十1.
分析:X的函數(shù)f(X?)是由U=X?與f(u)這兩個函數(shù)復(fù)合而成的復(fù)合函數(shù),其中X
是自變量,U是中間變量.由于f(x),f(u)是同一個函數(shù),故(1)為已知0<u<
2,即0<X2<2.求x的取值范圍.
解:⑴由0VX2<2,得-岳&</且。0.
所弧的定義城為(3,Q)U(P>J2}.
£Lx聲。.特
(2)*(1),解1叫⑸>01<=<£?
所以所求的定義域力(L歷.
說明:本例(1)是求函數(shù)定義域的第二種類型,即不給出f(x)的解析式,由f(x)
的定義域求函數(shù)f[g(x)]的定義域.關(guān)鍵在于理解復(fù)合函數(shù)的意義,用好換元
法.(2)是二種類型的綜合.
求函數(shù)定義域的第三種類型是一些數(shù)學(xué)問題或?qū)嶋H問題中產(chǎn)生的函數(shù)關(guān)系,求其
定義域,后面還會涉及到.
2.求函數(shù)值域的基本類型和常用方法
函數(shù)的值域是由其對應(yīng)法則和定義域共同決定的.其類型依解析式的特點分可分
三類:(1)求常見函數(shù)值域;(2)求由常見函數(shù)復(fù)合而成的函數(shù)的值域;(3)求由
常見函數(shù)作某些“運算”而得函數(shù)的值域.
3.求函數(shù)解析式舉例
例3.已知xyVO,并且4x?-9y2=36.由此能否確定一個函數(shù)關(guān)系y=f(x)?如
果能,求出其解析式、定義域和值域;如果不能,請說明理由.
分析:4x2-9y2=36在解析兒何中表示雙曲線的方程,僅此當(dāng)然不能確定一個函
數(shù)關(guān)系y=f(x),但加上條件xyV0呢?
-fr<Oi
y<0y>0.
因刈>-9yi=36.故又
rr<0.
*>£>3j或■??<-3.
-石I-4g>新
&--------
森―(r<-3).
因此能確定一個函數(shù)關(guān)系y=f(x).其定義域為(-8,-3)u(3,+8).且不難得
到其值域為(-8I,0)U(0,+8).
說明:本例從某種程度上揭示了函數(shù)與解析兒何中方程的內(nèi)在聯(lián)系.任何一個函
數(shù)的解析式都可看作一個方程,在一定條件下,方程也可轉(zhuǎn)化為表示函數(shù)的解析
式.求函數(shù)解析式還有兩類問題:
⑴求常見函數(shù)的解析式.由于常見函數(shù)(一次函數(shù),二次函數(shù),募函數(shù),指數(shù)函
數(shù),對數(shù)函數(shù),三角函數(shù)及反三角函數(shù))的解析式的結(jié)構(gòu)形式是確定的,故可用
待定系數(shù)法確定其解析式.這里不再舉例.
(2)從生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生的函數(shù)關(guān)系的確定.這要把有關(guān)學(xué)科知識,生活經(jīng)驗與
函數(shù)概念結(jié)合起來,舉例也宜放在函數(shù)復(fù)習(xí)的以后部分.
(III)函數(shù)與方程的思想方法
函數(shù)思想,是指用函數(shù)的概念和性質(zhì)去分析問題、轉(zhuǎn)化問題和解決問題。方程思
想,是從問題的數(shù)量關(guān)系入手,運用數(shù)學(xué)語言將問題中的條件轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型(方
程、不等式、或方程與不等式的混合組),然后通過解方程(組)或不等式(組)
來使問題獲解。有時,還實現(xiàn)函數(shù)與方程的互相轉(zhuǎn)化、接軌,達到解決問題的目
的。
方程思想是:實際問題一數(shù)學(xué)問題一代數(shù)問題一方程問題。函數(shù)和多元方程沒有
什么本質(zhì)的區(qū)別,如函數(shù)y=f(x),就可以看作關(guān)于x、y的二元方程f(x)-y
=0o可以說,函數(shù)的研究離不開方程。列方程、解方程和研究方程的特性,都
是應(yīng)用方程思想時需要重點考慮的。
函數(shù)描述了自然界中數(shù)量之間的關(guān)系,函數(shù)思想通過提出問題的數(shù)學(xué)特征,建立
函數(shù)關(guān)系型的數(shù)學(xué)模型,從而進行研究。一般地,函數(shù)思想是構(gòu)造函數(shù)從而利用
函數(shù)的性質(zhì)解題,經(jīng)常利用的性質(zhì)是:f(x)、f-'(x)的單調(diào)性、奇偶性、周期性、
最大值和最小值、圖像變換等,要求我們熟練掌握的是一次函數(shù)、二次函數(shù)、指
數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)的具體特性。在解題中,善于挖掘題目中的隱含條
件,構(gòu)造出函數(shù)解析式和妙用函數(shù)的性質(zhì),是應(yīng)用函數(shù)思想的關(guān)鍵。對所給的問
題觀察、分析、判斷比較深入、充分、全面時,才能產(chǎn)生由此及彼的聯(lián)系,構(gòu)造
出函數(shù)原型。另外,方程問題、不等式問題和某些代數(shù)問題也可以轉(zhuǎn)化為與其相
關(guān)的函數(shù)問題,即用函數(shù)思想解答非函數(shù)問題。
(一)函數(shù)的性質(zhì)
函數(shù)的性質(zhì)是研究初等函數(shù)的基石,也是高考考查的重點內(nèi)容.在復(fù)習(xí)中要肯于
在對定義的深入理解上下功夫.
復(fù)習(xí)函數(shù)的性質(zhì),可以從“數(shù)"和''形"兩個方面,從理解函數(shù)的單調(diào)性和奇偶
性的定義入手,在判斷和證明函數(shù)的性質(zhì)的問題中得以鞏固,在求復(fù)合函數(shù)的單
調(diào)區(qū)間、函數(shù)的最值及應(yīng)用問題的過程中得以深化.具體要求是:
1.正確理解函數(shù)單調(diào)性和奇偶性的定義,能準(zhǔn)確判斷函數(shù)的奇偶性,以及函數(shù)
在某一區(qū)間的單調(diào)性,能熟練運用定義證明函數(shù)的單調(diào)性和奇偶性.
2.從數(shù)形結(jié)合的角度認識函數(shù)的單調(diào)性和奇偶性,深化對函數(shù)性質(zhì)兒何特征的
理解和運用,歸納總結(jié)求函數(shù)最大值和最小值的常用方法.
3.培養(yǎng)學(xué)生用運動變化的觀點分析問題,提高學(xué)生用換元、轉(zhuǎn)化、數(shù)形結(jié)合等
數(shù)學(xué)思想方法解決問題的能力.
這部分內(nèi)容的重點是對函數(shù)單調(diào)性和奇偶性定義的深入理解.
函數(shù)的單調(diào)性只能在函數(shù)的定義域內(nèi)來討論.函數(shù)y=f(x)在給定區(qū)間上的單調(diào)
性,反映了函數(shù)在區(qū)間上函數(shù)值的變化趨勢,是函數(shù)在區(qū)間上的整體性質(zhì),但不
一定是函數(shù)在定義域上的整體性質(zhì).函數(shù)的單調(diào)性是對某個區(qū)間而言的,所以要
受到區(qū)間的限制.
對函數(shù)奇偶性定義的理解,不能只停留在f(-x)=f(x)和f(-x)=-f(x)這兩個等式
上,要明確對定義域內(nèi)任意一個x,都有f(-x)=f(定,f(-x)=-f(x)的實質(zhì)是:
函數(shù)的定義域關(guān)于原點對稱.這是函數(shù)具備奇偶性的必要條件.稍加推廣,可得
函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于直線x=a對稱的充要條件是對定義域內(nèi)的任意x,都有
f(x+a)=f(a-x)成立.函數(shù)的奇偶性是其相應(yīng)圖象的特殊的對稱性的反映.
這部分的難點是函數(shù)的單調(diào)性和奇偶性的綜合運用.根據(jù)已知條件,調(diào)動相關(guān)知
識,選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ń鉀Q問題,是對學(xué)生能力的較高要求.
1.對函數(shù)單調(diào)性和奇偶性定義的理解
例4.下面四個結(jié)論:①偶函數(shù)的圖象一定與y軸相交;②奇函數(shù)的圖象一定通
過原點;③偶函數(shù)的圖象關(guān)于y軸對稱;④既是奇函數(shù)又是偶函數(shù)的函數(shù)一定是
f(x)=O(xGR),其中正確命題的個數(shù)是()
A.1B.2C.3D.4
分析:偶函數(shù)的圖象關(guān)于y軸對稱,但不一定相交,因此③正確,①錯誤.
奇函數(shù)的圖象關(guān)于原點對稱,但不一定經(jīng)過原點,因此②不正確.
若y=f(x)既是奇函數(shù),又是偶函數(shù),由定義可得f(x)=O,但不一定xeR,如例
1中的(3),故④錯誤,選A.
說明:既奇又偶函數(shù)的充要條件是定義域關(guān)于原點對稱且函數(shù)值恒為零.
2.復(fù)合函數(shù)的性質(zhì)
復(fù)合函數(shù)y=f[g(x)]是由函數(shù)u=g(x)和y=f(u)構(gòu)成的,因變量y通過中間變量u
與自變量x建立起函數(shù)關(guān)系,函數(shù)u=g(x)的值域是y=f(u)定義域的子集.
復(fù)合函數(shù)的性質(zhì)由構(gòu)成它的函數(shù)性質(zhì)所決定,具備如下規(guī)律:
(1)單調(diào)性規(guī)律
如果函數(shù)u=g(x)在區(qū)間[m,n]上是單調(diào)函數(shù),且函數(shù)y=f(u)在區(qū)間[g(m),g(n)]
(或[g(n),g(m)])上也是單調(diào)函數(shù),那么
若u=g(x),y=f(u)增減性相同,則復(fù)合函數(shù)y=f[g(x)]為增函數(shù);若u=g(x),
y=f(u)增減性不同,則y=f[g(x)]為減函數(shù).
(2)奇偶性規(guī)律
若函數(shù)g(x),f(x),f[g(x)]的定義域都是關(guān)于原點對稱的,則u=g(x),y=f(u)
都是奇函數(shù)時,y=f[g(x)]是奇函數(shù);u=g(x),y=f(u)都是偶函數(shù),或者一奇一
偶時,y=f[g(x)]是偶函數(shù).
例5.若y=log“(2-ax)在[0,1]上是x的減函數(shù),則a的取值范圍是()
A.(0,1)B.(1,2)C.(0,2)D.[2,+~)
分析:本題存在多種解法,但不管哪種方法,都必須保證:①使log〃(2-ax)有
意義,即a>0且a7l,2-ax>0.②使log“(2-ax)在[0,1]上是x的減函數(shù).由
于所給函數(shù)可分解為y=log“u,u=2-ax,其中u=2-ax在a>0時為減函數(shù),所以
必須a>l;③[0,1]必須是y=log“(2-ax)定義域的子集.
解法一:因為f(x)在[0,1]上是x的減函數(shù),所以f(0)>f(l),
即loga2>logfl(2-a).
所以.故選
2-a>0
解法二:由對數(shù)概念顯然有a>0且aWl,因此u=2-ax在[0,1]上是減函數(shù),
y=log“u應(yīng)為增函數(shù),得a>l,排除A,C,再令
a=,?=1一&*的定理取4自0,1對第嶇間的子集.
故排除D,選B.
說明:本題為1995年全國高考試題,綜合了多個知識點,無論是用直接法,還
是用排除法都需要概念清楚,推理正確.
3.函數(shù)單調(diào)性與奇偶性的綜合運用
例6.甲、乙兩地相距Skm,汽車從甲地勻速行駛到乙地,速度不得超過ckm/
h,已知汽車每小時的運輸成本(以元為單位)由可變部分和固定部分組成:可變
部分與速度v(km/h)的平方成正比,比例系數(shù)為b;固定部分為a元.
(1)把全程運輸成本y(元)表示為速度v(km/h)的函數(shù),并指出這個函數(shù)的定義
域;
(2;為了使全程運輸成本最小,汽車應(yīng)以多大速度行駛.
分析:(1)難度不大,抓住關(guān)系式:全程運輸成本=單位時間運輸成本X全程運輸
時間,而全程運輸時間=(全程距離)土(平均速度)就可以解決.
解由己知汽車從甲地到乙地所用時用為m,全程運一沐為
S-Sa
y=a*—?一=S(一+付?
*vv
故所求函數(shù)及其定義域為y=S(±+W),*(0,c].
V
a>b,故有歹=%?+忱
但由于題設(shè)條件限制汽車行駛速度不超過ckm/h,所以⑵的解決需要
分情況討論.當(dāng)衣時,到*機=電.當(dāng)唇甌可以通過討
論函數(shù)的增減性來解決.
解團依題意S,.b,鄙是正數(shù),故有39+b0>2S行.
V
當(dāng)且僅當(dāng)±=E,RJv=電時,上式中等號成立.
vVb
若衣時,.當(dāng)昨房,全程運物林兩小.
若信*時,任取0<力<嗎〈0<白
和'喘
?陽四-vj+如七-專
-S—~—(bvjVj-a).
?1%
由于V]V2>0,v2-Vj>0,并且
[o〈6、VA=bV<a
也士卜卜1**
又S>0,所以S0~~—(l>F|Va-aJ<CO.即
所以當(dāng)A〉。時,畫型&=S(±+hO在區(qū)間c]上是g效.
Vbr
則當(dāng)v=c時,y取最小值.
綜上的o,為使全程運輸環(huán)最小,當(dāng)華<時,行融廢廢
b
為,當(dāng)^^>曲.行漿速度應(yīng)為,=Sm/IQ
bb
說明:此題是1997年全國高考試題.由于限制汽車行駛速度不得超過c,因而
求最值的方法也就不完全是常用的方法,再加上字母的抽象性,使難度有所增大.
(二)函數(shù)的圖象
1.掌握描繪函數(shù)圖象的兩種基本方法——描點法和圖象變換法.
2.會利用函數(shù)圖象,進一步研究函數(shù)的性質(zhì),解決方程、不等式中的問題.
3.用數(shù)形結(jié)合的思想、分類討論的思想和轉(zhuǎn)化變換的思想分析解決數(shù)學(xué)問題.
4.掌握知識之間的聯(lián)系,進一步培養(yǎng)觀察、分析、歸納、概括和綜合分析能力.
以解析式表示的函數(shù)作圖象的方法有兩種,即列表描點法和圖象變換法,掌握這
兩種方法是本節(jié)的重點.
運用描點法作圖象應(yīng)避免描點前的盲目性,也應(yīng)避免盲IH地連點成線.要把表列
在關(guān)鍵處,要把線連在恰當(dāng)處.這就要求對所要畫圖象的存在范圍、大致特征、
變化趨勢等作一個大概的研究.而這個研究要借助于函數(shù)性質(zhì)、方程、不等式等
理論和手段,是一個難點.用圖象變換法作函數(shù)圖象要確定以哪一種函數(shù)的圖象
為基礎(chǔ)進行變換,以及確定怎樣的變換.這也是個難點.
1.作函數(shù)圖象的一個基本方法
例7.作出下列函數(shù)的圖象(l)y象x-2|(x+l);(2)y=10|lgx|.
分析:顯然直接用已知函數(shù)的解析式列表描點有些困難,除去對其函數(shù)性質(zhì)分析
外,我們還應(yīng)想到對已知解析式進行等價變形.
解:(1)當(dāng)x22時,即x-220時,
y=(B-2)(K+1)=?a
當(dāng)x<2時,即x-2V0時,
7=-(?-2)(K4-l)=<a+x+2=。-乎+*.
所以
—?Y2.
4
這是分段函數(shù),每段函數(shù)圖象可根據(jù)二次函數(shù)圖象作出(見圖6)
(2)當(dāng)x21時,lgx20,y=10|lgx|=101Sx=x;
,
當(dāng)OVxVl時,IgxVO,7=10**=10*=10^=-.
這是分段函數(shù),每段函數(shù)可根據(jù)正比例函數(shù)或反比例函數(shù)作出.(見圖7)
說明:作不熟悉的函數(shù)圖象,可以變形成基本函數(shù)再作圖,但要注意變形過程是
否等價,要特別注意X,y的變化范圍.因此必須熟記基本函數(shù)的圖象.例如:
一次函數(shù)、反比例函數(shù)、二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù),及三角函數(shù)、反三角
函數(shù)的圖象.
在變換函數(shù)解析式中運用了轉(zhuǎn)化變換和分類討論的思想.
2.作函數(shù)圖象的另一個基本方法一圖象變換法.
一個函數(shù)圖象經(jīng)過適當(dāng)?shù)淖儞Q(如平移、伸縮、對稱、旋轉(zhuǎn)等),得到另一個與之
相關(guān)的圖象,這就是函數(shù)的圖象變換.
在高中,主要學(xué)習(xí)了三種圖象變換:平移變換、伸縮變換、對稱變換.
(1)平移變換
函數(shù)y=f(x+a)(a#0)的圖象可以通過把函數(shù)y=f(x)的圖象向左(a>0)或向右(a
VO)平移⑸個單位而得到;
函數(shù)y=f(x)+b(bXO)的圖象可以通過把函數(shù)y=f(x)的圖象向上(b>0)或向下(b
V0)平移⑹個單位而得到.
(2)伸縮變換
函數(shù)y=Af(x)(A>0,AW1)的圖象可以通過把函數(shù)y=f(x)的圖象上各點的縱坐標(biāo)
伸長(A>1)或縮短(O<A<1)成原來的A倍,橫坐標(biāo)不變而得到.
函數(shù)y=f(3X)(3>0,3W1)的圖象可以通過把函數(shù)y=f(x)的圖象上
各點的犢坐標(biāo)伸長@V8<1)或第矩(8成原木的5,斜坐標(biāo)不變
而得到.
(3)對稱變換
函數(shù)y=-f(x)的圖象可以通過作函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于x軸對稱的圖形而得
到.
函數(shù)y=f(-x)的圖象可以通過作函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于y軸對稱的圖形而得
到.
函數(shù)y=-f(-x)的圖象可以通過作函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于原點對稱的圖形而
得到.
函數(shù)y=f-l(x)的圖象可以通過作函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于直線y=x對稱的圖
形而得到。
函數(shù)y=f(|x|)的圖象可以通過作函數(shù)y=f(x)在y軸右方的圖象及其與y軸
對稱的圖形而得到.
函數(shù)y=|f(x)|的圖象可以通過作函數(shù)y=f(x)的圖象,然后把在x軸下方的
圖象以x軸為對稱軸翻折到x軸上方,其余部分保持不變而得到.
例8.已知f(x+199)=4x2+4x+3(xCR),那么函數(shù)f(x)的最小值為.
分析:由f(x+199)的解析式求f(x)的解析式運算量較大,但這里我們注意到,
y=f(x+100)與y=f(x),其圖象僅是左右平移關(guān)系,它們?nèi)〉?/p>
的最大值和最小值是相舁的.由了=41+—+3=4(*+$'+2,立BP
求得f(x)的最小值即f(x+199)的最小值是2.”
說明:函數(shù)圖象與函數(shù)性質(zhì)本身在學(xué)習(xí)中也是密切聯(lián)系的,是“互相利用”關(guān)系,
函數(shù)圖象在判斷函數(shù)奇偶性、單調(diào)性、周期性及求最值等方面都有重要用途.
(IV)函數(shù)綜合應(yīng)用
函數(shù)的綜合復(fù)習(xí)是在系統(tǒng)復(fù)習(xí)函數(shù)有關(guān)知識的基礎(chǔ)上進行函數(shù)的綜合應(yīng)用:
1.在應(yīng)用中深化基礎(chǔ)知識.在復(fù)習(xí)中基礎(chǔ)知識經(jīng)歷一個由分散到系統(tǒng),由單一
到綜合的發(fā)展過程.這個過程不是一次完成的,而是螺旋式上升的.因此要在應(yīng)
用深化基礎(chǔ)知識的同時,使基礎(chǔ)知識向深度和廣度發(fā)展.
2.以數(shù)學(xué)知識為載體突出數(shù)學(xué)思想方法.數(shù)學(xué)思想方法是觀念性的東西,是解
決數(shù)學(xué)問題的靈魂,同時它又離不開具體的數(shù)學(xué)知識.函數(shù)內(nèi)容最重要的數(shù)學(xué)思
想是函數(shù)思想和數(shù)形結(jié)合的思想.此外還應(yīng)注意在解題中運用的分類討論、換元
等思想方法.解較綜合的數(shù)學(xué)問題要進行--系列等價轉(zhuǎn)化或非等價轉(zhuǎn)化.因此本
課題也十分重視轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想.
3.重視綜合運用知識分析問題解決問題的能力和推理論證能力的培養(yǎng).函數(shù)是
數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)的開始,還不可能在大范圍內(nèi)綜合運用知識.但從復(fù)習(xí)開始就讓學(xué)生樹
立綜合運用知識解決問題的意識是十分重要的.推理論證能力是學(xué)生的薄弱環(huán)
節(jié),近幾年高考命題中加強對這方面的考查,尤其是對代數(shù)推理論證能力的考查
是十分必要的.本課題在例題安排上作了這方面的考慮.
具體要求是:
1.在全面復(fù)習(xí)函數(shù)有關(guān)知識的基礎(chǔ)上,進一步深刻理解函數(shù)的有關(guān)概念,全而
把握各類函數(shù)的特征,提高運用基礎(chǔ)知識解決問題的能力.
2.掌握初等數(shù)學(xué)研究函數(shù)的方法,提高研究函數(shù)的能力,重視數(shù)形結(jié)合數(shù)學(xué)思
想方法的運用和推理論證能力的培養(yǎng).
3.初步溝通函數(shù)與方程、不等式及解析兒何有關(guān)知識的橫向聯(lián)系,提高綜合運
用知識解決問題的能力.
4.樹立函數(shù)思想,使學(xué)生善于用運動變化的觀點分析問題.
本部分內(nèi)容的重點是:通過對問題的講解與分析,使學(xué)生能較好的調(diào)動函數(shù)的基
礎(chǔ)知識解決問題,并在解決問題中深化對基礎(chǔ)知識的理解,深化對函數(shù)思想、數(shù)
形結(jié)合思想的理解與運用.
難點是:函數(shù)思想的理解與運用,推理論證能力、綜合運用知識解決問題能力的
培養(yǎng)與提高.
函數(shù)的綜合運用主要是指運用函數(shù)的知識、思想和方法綜合解決問題.函數(shù)
描述了自然界中量的依存關(guān)系,是對問題本身的數(shù)量本質(zhì)特征和制約關(guān)系的一種
刻畫,用聯(lián)系和變化的觀點提出數(shù)學(xué)對象,抽象其數(shù)學(xué)特征,建立函數(shù)關(guān)系.因
此,運動變化、相互聯(lián)系、相互制約是函數(shù)思想的精髓,掌握有關(guān)函數(shù)知識是運
用函數(shù)思想的前提,提高用初等數(shù)學(xué)思想方法研究函數(shù)的能力,樹立運用函數(shù)思
想解決有關(guān)數(shù)學(xué)問題的意識是運用函數(shù)思想的關(guān)鍵.
1.準(zhǔn)確理解、熟練運用,不斷深化有關(guān)函數(shù)的基礎(chǔ)知識
在中學(xué)階段函數(shù)只限于定義在實數(shù)集合上的一元單值函數(shù),其內(nèi)容可分為兩
部分.第一部分是函數(shù)的概念和性質(zhì),這部分的重點是能從變量的觀點和集合映
射的觀點理解函數(shù)及其有關(guān)概念,掌握描述函數(shù)性質(zhì)的單調(diào)性、奇偶性、周期性
等概念;第二部分是七類常見函數(shù)(一次函數(shù)、二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、
三角函數(shù)和反三角函數(shù))的圖象和性質(zhì).第一部分是理論基礎(chǔ),第二部分是第一
部分的運用與發(fā)展.
例9.已知函數(shù)f(x),xGF,那么集合{(x,y)|y=f(x),xGF}C{(x,y)|x=l}
中所含元素的個數(shù)是.()
A.0B.1C.0或1D.1或2
分析:這里首先要識別集合語言,并能正確把集合語言轉(zhuǎn)化成熟悉的語言.從函
數(shù)觀點看,問題是求函數(shù)y=f(x),xGF的圖象與直線x=l的交點個數(shù)(這是一次
數(shù)到形的轉(zhuǎn)化),不少學(xué)生常誤認為交點是1個,并說這是根據(jù)函數(shù)定義中“惟
一確定”的規(guī)定得到的,這是不正確的,因為函數(shù)是由定義域、值域、對應(yīng)法則
三要素組成的.這里給出了函數(shù)y=f(x)的定義域是F,但未明確給出1與F的關(guān)
系,當(dāng)IGF時有1個交點,當(dāng)1史F時沒有交點,所以選C.
2.掌握研究函數(shù)的方法,提高研究函數(shù)問題的能力
高中數(shù)學(xué)對函數(shù)的研究理論性加強了,對一.些
典型問題的研究十分重視,如求函數(shù)的定義域,確
定函數(shù)的解析式,判斷函數(shù)的奇偶性,判斷或證斗、明
函數(shù)在指定區(qū)間的單調(diào)性等,并形成了研究這些2L\問
題的初等方法,這些方法對分析問題能力,推理J\論
證能力和綜合運用數(shù)學(xué)知識能力的培養(yǎng)和發(fā)展是|:十
分重要的.;
函數(shù)、方程、不等式是相互聯(lián)系的.對于函『數(shù)
£&)與8G),令f(x)=g(x),f(x)>g(x)或f(x)圖2V
g(x)則分別構(gòu)成方程和不等式,因此對于某些方程、
不等式的問題用函數(shù)觀點認識是十分有益的;方程、不等式從另一個側(cè)面為研究
函數(shù)提供了工具.
例10.方程lgx+x=3的解所在區(qū)間為()
A.(0,1)B.(1,2)
C.(2,3)D.(3,+8)
分析:在同一平面直角坐標(biāo)系中,畫出函數(shù)y=lgx與y=-x+3的圖象(如圖2).它
們的交點橫坐標(biāo)飛,顯然在區(qū)間(1,3)內(nèi),由此可排除A,D.至于選B還是選C,
由于畫圖精確性的限制,單憑直觀就比較困難了.實際上這是要比較「與2的大
小.當(dāng)x=2時,lgx=lg2,3-x=l.由于lg2V1,因此%>2,從而判定與6(2,
3),故本題應(yīng)選C.
說明:本題是通過構(gòu)造函數(shù)用數(shù)形結(jié)合法求方程lgx+x=3解所在的區(qū)間.數(shù)形結(jié)
合,要在結(jié)合方面下功夫.不僅要通過圖象直觀估計,而且還要計算毛的鄰近兩
個函數(shù)值,通過比較其大小進行判斷.
例11.(1)一次函數(shù)f(x)=kx+h(kWO),若mVn有f(m)>0,f(n)>0,則對于
任意xW(m,n)都有f(x)>0,試證明之;
(2)試用上面結(jié)論證明下面的命題:
若a,b,c£R且b|<1,則ab+bc+ca>T.
分析:問題(1)實質(zhì)上是要證明,一次函數(shù)f(x)=kx+h(kW0),xe(m,n).若
區(qū)間兩個端點的函數(shù)值均為正,則對于任意xW(m,n)都有f(x)>0.之所以具
有上述性質(zhì)是由于一次函數(shù)是單調(diào)的.因此本問題的證明要從函數(shù)單調(diào)性入手.
(1)證明:
當(dāng)k>0時,函數(shù)f(x)=kx+h在xdR上是增函數(shù),m<x<n,f(x)>f(m)>0;
當(dāng)k<0時,函數(shù)f(x)=kx+h在xCR上是減函數(shù),m<x<n,f(x)>f(n)>0.
所以對于任意xe(m,n)都有f(x)>0成立.
(2)將ab+bc+ca+1寫成(b+c)a+bc+l,構(gòu)造函數(shù)f(x)=(b+寫x+bc+L則
f(a)=(b+c)a+bc+1.
當(dāng)b+c=0時,即b=-c,f(a)=bc+l=-c2+l.
因為|c|VL所以f(a)=-c2+l>0.
當(dāng)b+cWO時,f(x)=(b+c)x+bc+l為x的一次函數(shù).
因為|c|<l,
f(l)=b+c+bc+l=(l+b)(1+c)>0,f(-l)=-b-c+bc+l=(l-b)(l-c)>0.
由問題⑴對于Ia|VI的一切值f(a)>0,即(b+c)a+bc+l=ab+ac+bc+l>0.
說明:問題⑵的關(guān)鍵在于“轉(zhuǎn)化”“構(gòu)造”.把證明ab+bc+ca>-l轉(zhuǎn)化為證明
ab+bc+ca+1>0,由于式子ab+bc+ca+1中,a,b,c是對稱的,構(gòu)造函數(shù)
f(x)=(b+c)x+bc+l,則f(a)=(b+c)a+bc+l,問題轉(zhuǎn)化為在|a|VI,b|<1,|c|
VI的條件下證明f(a)>0.(也可構(gòu)造下x)=(a+c)x+ac+l,證明f(b)>0)。
例12.定義在R上的單調(diào)函數(shù)f(x)滿足f(3)=log23且對任意x,yeR都有
f(x+y)=f(x)+f(y).
(1)求證f(x)為奇函數(shù);
⑵若f(k?3,)+f(3,-9,-2)<0對任意x£R恒成立,求實數(shù)k的取值范圍.
分析:欲證f(x)為奇函數(shù)即要證對任意x都有f(-x)=-f(x)成立.在式子
f(x+y)=f(x)+f(y)中,令y=-x可得f(0)=f(x)+f(-x)于是又提出新的問題,求
f(0)的值.令x=y=O可得f(0)=f(0)+f(0)即f(0)=0,f(x)是奇函數(shù)得到證明.
⑴證明:f(x+y)=f(x)+f(y)(x,yGR),①
令x=y=O,代入①式,得f(O+O)=f(O)+f(O),即f(0)=0.
☆y=-x,代入①式,得f(x-x)=f(x)+f(-x),又f(0)=0,則有
0=f(x)+f(-x).即f(-x)=-f(x)對任意xWR成立,所以f(x)是奇函數(shù).
(2)解:f(3)=log23>0,即f(3)>f(0),又f(x)在R上是單調(diào)函數(shù),所以f(x)
在R上是增函數(shù),又由U)f(x)是奇函數(shù).
f(k?3x)<-f(3x-9x-2)=f(-3"+9J+2),k?3*V-3*+<+2,
32jc-(l+k)?3,+2>0對任意xWR成立.
令t=3*30,問題等價于t2-(l+k)t+2>0對任意t>0恒成立.
的0=P-(l+k)t+2,其潮播”手.
當(dāng)替<oapk<-i時,燦=2〉o,符合題說
p+k
當(dāng)苧整.對任意t〉QG?〉Om成立。,亍‘°,
1A=(l+k)'TX2C0.
¥S-l<K-1+2^5
綜上所述當(dāng)k<-1+2湎/,眥?3M)+底-9?-2)<0對任意底R恒成立.
說明:問題(2)的上述解法是根據(jù)函數(shù)的性質(zhì).f(x)是奇函數(shù)且在xWR上是增函
數(shù),把問題轉(zhuǎn)化成二次函數(shù)f(t)=t2-(l+k)t+2對于任意t>0恒成立.對二次
函數(shù)f(t)進行研究求解.本題還有更簡捷的解法:
分離系數(shù)由k-3、V-3*+91+2得k<3K
武匕?+福-旭成立,只要使k<2^-l.
上述解法是將k分離出來,然后用平均值定理求解,簡捷、新穎.
四、強化訓(xùn)練
1.對函數(shù)/(X)=3/+QX+/?作代換個g(t),則總不改變/'(X)值域的代換是
A.^(0=log,tB.g(f)=(;)'C.g(t)=(t—1)"D.g(t)=cost
2
3.已知命題p:函數(shù)y=log05(x+2x+a)的值域為R,命題q:函數(shù)y=-(5-2a)*
是減函數(shù)。若P或q為真命題,P且q為假命題,則實數(shù)a的取值范圍是
A.aWlB.a<2C.l<a<2D.aWl或a22
4.方程lgx+x=3的解所在的區(qū)間為()
A.(0,1)B.(1,2)C.(2,3)D.(3,+8)
5.如果函數(shù)f(x)=x?+bx+c對于任意實數(shù)t,都有f(2+t)=f(2-t),那么
()
A.f(2)<f(l)<f(4)B.f(l)<f(2)<f(4)
C.f(2)<f(4)<f(1)D.f(4)<f(2)<f(1)
6.已知函數(shù)y=f(x)有反函數(shù),則方程f(x)=a(a是常數(shù))()
A.有且僅有一個實根B.至多一個實根C.至少一"^實根D.不同于以上
結(jié)論
IJI
7.已知sin。+cos。,0G(一,n),貝Utan0的值是()
52
4343
A.B.
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