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1、2.10函數(shù)的綜合應(yīng)用
典例精析
題型一 抽象函數(shù)的計算或證明
【例1】已知函數(shù) f (x)對于任何實數(shù)x,y都有 f(x+y)+f(x-y)=2f(x)f(y),且f(0)≠0.
求證: f(x)是偶函數(shù).
【證明】因為對于任何實數(shù)x、y都有 f(x+y)+f(x-y)=2f(x)f(y),
令x=y(tǒng)=0,則f(0)+f(0)=2f(0)f(0),所以2f(0)=2f(0)f(0),
因為f(0)≠0,所以f(0)=1,
令x=0,y=x,則f(0+x)+f(0-x)=2f(0)f(x),
所以f(x)+f(-x)=2f(x),所以f(-x)=f(x),
故f(x)是偶
2、函數(shù).
【點撥】對于判斷抽象函數(shù)的奇偶性問題常常采用“賦值法”探索求解途徑;判斷或證明抽象函數(shù)的奇偶性單調(diào)性時,既要扣緊函數(shù)奇偶性單調(diào)性的定義,又要靈活多變,以創(chuàng)造條件滿足定義的要求.
【變式訓(xùn)練1】已知函數(shù)f(x)對任意的x,y有f(x+y)=f(x)+f(y),且f(x)的定義域為R,請判定f(x)的奇偶性.
【解析】取x=y(tǒng)=0,得f(0)=0.
取y=-x,得f(-x)=-f(x),所以f(x)為奇函數(shù).
題型二 函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用
【例2】已知函數(shù)f(x)=x3+2x2-ax+1.
(1)若函數(shù)f(x)在點(1,f(1))處的切線斜率為4,求實數(shù)a的值;
(2)若函
3、數(shù)g(x)=f′(x)在區(qū)間(-1,1)上存在零點,求實數(shù)a的取值范圍.
【解析】由題意得g(x)=f′(x)=3x2+4x-a.
(1)f′(1)=3+4-a=4,所以a=3.
(2)方法一:①當(dāng)g(-1)=-a-1=0,即a=-1時,g(x)=f′(x)的零點x=-∈(-1,1);
②當(dāng)g(1)=7-a=0,即a=7時,
f′(x)的零點x=-?(-1,1),不合題意;
③當(dāng)g(1)g(-1)<0時,-1<a<7;
當(dāng)時,-≤a<-1.綜上所述,a∈[-,7).
方法二:g(x)=f′(x)在區(qū)間(-1,1)上存在零點,等價于3x2+4x=a在區(qū)間(-1,1)上有解,也等價
4、于直線y=a與曲線y=3x2+4x,x∈(-1,1)有公共點,作圖可得a∈[-,7).
方法三:等價于當(dāng)x∈(-1,1)時,求值域:a=3x2+4x=3(x+)2-∈[-,7).
【變式訓(xùn)練2】二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a>0)的圖象與坐標(biāo)軸交于(-1,0)和(0,-1),且其頂點在第四象限,則a+b+c的取值范圍為 .
【解析】由已知c=-1,a-b+c=0,所以a+b+c=2a-2.
又?0<a<1,所以a+b+c∈(-2,0).
題型三 化歸求函數(shù)的最大值和最小值問題
【例3】某個體經(jīng)營者把開始6個月試銷售A、B兩種商品的逐月投資與所獲得的純利潤列成下表:
投資A
5、商品
(萬元)
1
2
3
4
5
6
獲純利
(萬元)
0.65
1.39
1.85
2
1.84
1.40
投資B商品
(萬元)
1
2
3
4
5
6
獲純利
(萬元)
0.25
0.49
0.76
1
1.26
1.51
該經(jīng)營者下月投入12萬元經(jīng)營這兩種商品,但不知投入A、B兩種商品各多少才能獲得最大的利潤,請你幫助制定一個資金投入方案,使該經(jīng)營者能獲得最大利潤,并根據(jù)你的方案求出經(jīng)營者下個月可能獲得的最大利潤(結(jié)果保留兩個有效數(shù)字).
【解析】以投資金額為橫坐標(biāo),純利潤為縱坐標(biāo),可以在直角坐標(biāo)系中畫出圖象.
據(jù)此可
6、以考慮用下列函數(shù)描述上述兩組數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系
y=-a(x-4)2+2 (a>0),①
y=bx,②
把x=1,y=0.65代入①得a=0.15,故前6個月所獲得的純利潤關(guān)于投資A商品的金額函數(shù)關(guān)系式可近似的用y=-0.15(x-4)2+2表示,
再把x=4,y=1代入②可得b=0.25,故前6個月所獲得的純利潤關(guān)于投資B商品的金額函數(shù)關(guān)系式可近似的用y=0.25x表示,
設(shè)下個月投資A商品x萬元,則投資B商品(12-x)萬元,則可獲得純利潤為
y=-0.15(x-4)2+2+0.25(12-x)=-0.15x2+0.95x+2.6,
可得當(dāng)x≈3.2時,y取最大值4.1萬元.
7、
故下個月分別投資A、B兩種商品3.2萬元和8.8萬元可獲得最大利潤4.1萬元.
【點撥】本題可以用兩個函數(shù)近似地表示兩種投資方案,是估計思想的體現(xiàn).根據(jù)表中所列數(shù)據(jù),把近似函數(shù)的解析式求出來,由此求得最大利潤.解決此類問題的關(guān)鍵在于根據(jù)列出的散點圖來選取適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)模型,然后求出待定系數(shù)便可求得函數(shù)解析式,再由解析式求最優(yōu)解.
【變式訓(xùn)練3】求函數(shù)y=的值域.
【解析】x=0時,y=0;
x>0時,y=,所以0<y<1;
x<0時,y=,所以-≤y<0.
綜上,-≤y<1.
總結(jié)提高
1.函數(shù)把數(shù)學(xué)各個分支緊緊地連在一起,函數(shù)與方程、不等式、數(shù)列、幾何、三角函數(shù)彼此滲透、互相
8、融合,構(gòu)成了函數(shù)應(yīng)用的廣泛性、解法的多樣性、思維的創(chuàng)造性.解這類綜合問題應(yīng)注意如下幾點:
(1)在解題時有些函數(shù)的性質(zhì)并不明顯,深入挖掘這些隱含條件,將獲得簡捷解法;
(2)應(yīng)堅持“定義域優(yōu)先”的原則,先弄清自變量的取值范圍;
(3)函數(shù)思想處處存在,要重視對函數(shù)思想的研究和應(yīng)用,在解題時,要有意識地引進變量,建立相關(guān)函數(shù)關(guān)系,利用有關(guān)函數(shù)知識解決問題.
2.解函數(shù)應(yīng)用題的基本步驟:
(1)閱讀理解,審清題意.讀題要逐字逐句,讀懂題中的文字?jǐn)⑹?,理解敘述所表達的實際背景,在此基礎(chǔ)上分析出已知什么,求什么,從中提煉出相應(yīng)的數(shù)學(xué)問題;
(2)引進數(shù)學(xué)符號,建立數(shù)學(xué)模型.一般地,設(shè)自變量為x,函數(shù)為y,必要時引進其他相關(guān)輔助變量,并用x、y和輔助變量表示各相關(guān)量,然后再根據(jù)問題已知條件,運用已掌握的數(shù)學(xué)知識、物理知識和其他相關(guān)知識建立關(guān)系式,在此基礎(chǔ)上,將實際問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題,實現(xiàn)問題數(shù)學(xué)化,即建立數(shù)學(xué)模型;
(3)利用數(shù)學(xué)方法將得到的常規(guī)函數(shù)問題予以解答,求出結(jié)果;
(4)將所得結(jié)果轉(zhuǎn)譯成具體問題的解答.
內(nèi)容總結(jié)
(1)(4)將所得結(jié)果轉(zhuǎn)譯成具體問題的解答.