2019高考數(shù)學二輪復習 專題二 函數(shù)與導數(shù) 第一講 函數(shù)圖象與性質學案 理.doc
第一講 函數(shù)圖象與性質
考點一 函數(shù)及其表示
1.函數(shù)的三要素
定義域、值域和對應關系是確定函數(shù)的三要素,是一個整體,研究函數(shù)問題務必遵循“定義域優(yōu)先”的原則.
2.分段函數(shù)
若函數(shù)在其定義域內,對于自變量的不同取值區(qū)間,有著不同的對應法則,這樣的函數(shù)通常叫做分段函數(shù).分段函數(shù)雖然由幾部分組成,但它表示的是一個函數(shù).
[對點訓練]
1.(2018廣東深圳一模)函數(shù)y=的定義域為( )
A.(-2,1) B.[-2,1]
C.(0,1) D.(0,1]
[解析] 由題意得解得0<x<1,故選C.
[答案] C
2.(2018山西名校聯(lián)考)設函數(shù)f(x)=lg(1-x),則函數(shù)f[f(x)]的定義域為( )
A.(-9,+∞) B.(-9,1)
C.[-9,+∞) D.[-9,1)
[解析] f[f(x)]=f[lg(1-x)]=lg[1-lg(1-x)],
則?-9<x<1.故選B.
[答案] B
3.設函數(shù)f(x)=若f(a)<1,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A.(-∞,-3) B.(1,+∞)
C.(-3,1) D.(-∞,-3)∪(1,+∞)
[解析] 若a<0,則f(a)<1?a-7<1?a<8,解得a>-3,故-3<a<0;若a≥0,則f(a)<1?<1,解得a<1,故0≤a<1.綜合可得-3<a<1.故選C.
[答案] C
4.(2018贛中南五校聯(lián)考)函數(shù)f(x)=x+的值域為________.
[解析] 由題意得2x-1≥0,解得x≥,
又∵f(x)=x+在上為增函數(shù),
∴當x=時,f(x)取最小值,f(x)min=f=,且f(x)無最大值.
∴f(x)的值域為.
[答案]
[快速審題] (1)看到求定義域,想到解析式中自變量的限制條件.
(2)看到分段函數(shù),想到在不同的定義區(qū)間上的對應關系不同.
(1)函數(shù)定義域問題的3種類型
①已知函數(shù)的解析式:定義域是使解析式有意義的自變量的取值范圍,只需構建不等式(組)求解即可.
②抽象函數(shù):根據(jù)f[g(x)]中g(x)的范圍與f(x)中x的范圍相同求解.
③實際問題或幾何問題:除要考慮解析式有意義外,還應使實際問題有意義.
(2)函數(shù)值域問題的4種常用方法
公式法、分離常數(shù)法、圖象法、換元法.
考點二 函數(shù)的圖象及其應用
1.作圖
常用描點法和圖象變換法,圖象變換法常用的有平移變換、伸縮變換和對稱變換.
2.識圖
從圖象與軸的交點及左、右、上、下分布范圍、變化趨勢、對稱性等方面找準解析式與圖象的對應關系.
3.用圖
在研究函數(shù)性質特別是單調性、最值、零點時,要注意用好其與圖象的關系,結合圖象研究.但是,在利用圖象求交點個數(shù)或解的個數(shù)時,作圖要十分準確,否則容易出錯.
角度1:以具體函數(shù)的解析式選擇圖象或知圖象選解析式
【例1】 (2018全國卷Ⅱ)函數(shù)f(x)=的圖象大致為( )
[解析] 因為f(x)的定義域關于原點對稱且f(-x)=-f(x),所以f(x)為奇函數(shù),排除A選項;由f(2)=>1,排除C、D選項.故選B.
[答案] B
角度2:利用函數(shù)的圖象研究函數(shù)的性質(特別是單調性、最值、零點)、方程解的問題及解不等式、比較大小等
【例2】 設函數(shù)f(x)=ex(2x-1)-ax+a,其中a<1,若存在唯一的整數(shù)x0使得f(x0)<0,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
[解析]
設g(x)=ex(2x-1),h(x)=ax-a,由題知存在唯一的整數(shù)x0,使得g(x0)<h(x0),
因為g′(x)=ex(2x+1),
可知g(x)在上單調遞減,
在上單調遞增,作出g(x)與h(x)的大致圖象如圖所示,故
即所以≤a<1.
[答案] D
函數(shù)圖象識別與應用的解題要領
(1)已知函數(shù)的解析式,判斷其圖象的關鍵是由函數(shù)解析式明確函數(shù)的定義域、值域、單調性、奇偶性、周期性等,以及函數(shù)圖象上的特殊點,根據(jù)這些性質對函數(shù)圖象進行具體分析判斷.
(2)①運用函數(shù)圖象解決問題時,先要正確理解和把握函數(shù)圖象本身的含義及其表示的內容,熟悉圖象所能夠表達的函數(shù)的性質.②圖象形象地顯示了函數(shù)的性質,因此,函數(shù)性質的確定與應用及一些方程、不等式的求解常與圖象數(shù)形結合研究.
[對點訓練]
1.[角度1](2018貴州七校聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)的圖象如圖所示,則f(x)的解析式可以是( )
A.f(x)=
B.f(x)=
C.f(x)=-1
D.f(x)=x-
[解析] 由函數(shù)圖象可知,函數(shù)f(x)為奇函數(shù),應排除B、C.若函數(shù)為f(x)=x-,則x→+∞時,f(x)→+∞,排除D,故選A.
[答案] A
2.[角度2](2018福建漳州八校聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=若函數(shù)g(x)=f(x)-m有三個零點,則實數(shù)m的取值范圍是________.
[解析]
令g(x)=f(x)-m=0,得f(x)=m,則函數(shù)g(x)=f(x)-m有三個零點等價于函數(shù)f(x)與y=m的圖象有三個不同的交點,作出函數(shù)f(x)的圖象如圖:
當x≤0時,f(x)=x2+x=2-≥-,若函數(shù)f(x)與y=m的圖象有三個不同的交點,則-<m≤0,即實數(shù)m的取值范圍是.
[答案]
考點三 函數(shù)的性質及其應用
1.函數(shù)的單調性
單調性是函數(shù)的一個局部性質,一個函數(shù)在不同的區(qū)間上可以有不同的單調性.判定函數(shù)的單調性常用定義法、圖象法及導數(shù)法.
2.函數(shù)的奇偶性
(1)奇函數(shù)的圖象關于原點對稱,偶函數(shù)的圖象關于y軸對稱.
(2)確定函數(shù)的奇偶性,務必先判斷函數(shù)的定義域是否關于原點對稱.
(3)對于偶函數(shù)而言,有f(-x)=f(x)=f(|x|).
3.函數(shù)的周期性
對f(x)定義域內任一自變量的值x:
(1)若f(x+a)=-f(x),則T=2a;
(2)若f(x+a)=,則T=2a;
(3)若f(x+a)=-,則T=2A.(a>0)
4.函數(shù)的對稱性
(1)若函數(shù)y=f(x)滿足f(a+x)=f(a-x),即f(x)=f(2a-x),則f(x)的圖象關于直線x=a對稱.
(2)若函數(shù)y=f(x)滿足f(a+x)=-f(a-x),即f(x)=-f(2a-x),則f(x)的圖象關于點(a,0)對稱.
(3)若函數(shù)y=f(x)滿足f(a+x)=f(b-x),則函數(shù)f(x)的圖象關于直線x=對稱.
角度1:確認函數(shù)的單調性、奇偶性、周期性、對稱性及最值
【例1】 (2017北京卷)已知函數(shù)f(x)=3x-x,則f(x)( )
A.是奇函數(shù),且在R上是增函數(shù)
B.是偶函數(shù),且在R上是增函數(shù)
C.是奇函數(shù),且在R上是減函數(shù)
D.是偶函數(shù),且在R上是減函數(shù)
[解析] 易知函數(shù)f(x)的定義域關于原點對稱.
∵f(-x)=3-x--x=x-3x=-f(x),
∴f(x)為奇函數(shù).
又∵y=3x在R上是增函數(shù),y=-x在R上是增函數(shù),
∴f(x)=3x-x在R上是增函數(shù).故選A.
[答案] A
[快速審題] 看到奇偶性的判斷,想到用-x代x;看到單調性的判斷,想到函數(shù)的構成.
角度2:綜合應用函數(shù)的性質求值(取值范圍)、比較大小等,常與不等式相結合
[解析] ∵f(x)是定義在R上的偶函數(shù),且在區(qū)間(-∞,0]上單調遞增,∴f(x)在區(qū)間[0,+∞)上單調遞減.根據(jù)函數(shù)的對稱性,可得f(-)=f(),
[答案] B
函數(shù)3個性質的應用要領
(1)奇偶性:具有奇偶性的函數(shù)在關于原點對稱的區(qū)間上其圖象、函數(shù)值、解析式和單調性聯(lián)系密切,研究問題時可轉化到只研究部分(一半)區(qū)間上,這是簡化問題的一種途徑.尤其注意偶函數(shù)f(x)的性質:f(|x|)=f(x).
(2)單調性:可以比較大小,求函數(shù)最值,解不等式,證明方程根的唯一性.
(3)周期性:利用周期性可以轉化函數(shù)的解析式、圖象和性質,把不在已知區(qū)間上的問題,轉化到已知區(qū)間上求解.
[對點訓練]
1.[角度1](2018湖北荊州一模)下列函數(shù)是奇函數(shù)且在定義域內是增函數(shù)的是( )
A.y=ex B.y=tanx
C.y=x3-x D.y=ln
[解析] 函數(shù)y=ex不是奇函數(shù),不滿足題意;函數(shù)y=tanx是奇函數(shù),但在整個定義域內不是增函數(shù),不滿足題意;函數(shù)y=x3-x是奇函數(shù),當x∈時,y′=3x2-1<0,為減函數(shù),不滿足題意;函數(shù)y=ln是奇函數(shù),在定義域(-2,2)內,函數(shù)t==-1-為增函數(shù),函數(shù)y=lnt也為增函數(shù),故函數(shù)y=ln在定義域內為增函數(shù),滿足題意,故選D.
[答案] D
2.[角度2]已知定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足f(x-4)=-f(x),且在區(qū)間[0,2]上是增函數(shù),則( )
A.f(-25)<f(11)<f(80)
B.f(80)<f(11)<f(-25)
C.f(11)<f(80)<f(-25)
D.f(-25)<f(80)<f(11)
[解析] 因為f(x)滿足f(x-4)=-f(x),
所以f(x-8)=f(x),所以函數(shù)f(x)是以8為周期的周期函數(shù),則f(-25)=f(-1),f(80)=f(0),f(11)=f(3).
由f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且滿足f(x-4)=-f(x),
得f(11)=f(3)=-f(-1)=f(1).
因為f(x)在區(qū)間[0,2]上是增函數(shù),f(x)在R上是奇函數(shù),
所以f(x)在區(qū)間[-2,2]上是增函數(shù),
所以f(-1)<f(0)<f(1),即f(-25)<f(80)<f(11).
[答案] D
1.(2018全國卷Ⅱ)已知f(x)是定義域為(-∞,+∞)的奇函數(shù),滿足f(1-x)=f(1+x).若f(1)=2,則f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=( )
A.-50 B.0
C.2 D.50
[解析] ∵f(x)是定義域為(-∞,+∞)的奇函數(shù),
∴f(0)=0,
f(-x)=-f(x),①
又∵f(1-x)=f(1+x),∴f(-x)=f(2+x),②
由①②得f(2+x)=-f(x),③
用2+x代替x得f(4+x)=-f(2+x).④
由③④得f(x)=f(x+4),
∴f(x)的最小正周期為4.
由于f(1-x)=f(1+x),f(1)=2,
故令x=1,得f(0)=f(2)=0,
令x=2,得f(3)=f(-1)=-f(1)=-2,
令x=3,得f(4)=f(-2)=-f(2)=0,
故f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=2+0-2+0=0,
所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=120+f(1)+f(2)=0+2+0=2.故選C.
[答案] C
2.(2018全國卷Ⅲ)函數(shù)y=-x4+x2+2的圖象大致為( )
[解析] ∵f(x)=-x4+x2+2,∴f′(x)=-4x3+2x,令f′(x)>0,解得x<-或0<x<,此時,f(x)遞增;令f′(x)<0,解得-<x<0或x>,此時,f(x)遞減.由此可得f(x)的大致圖象.故選D.
[答案] D
3.(2017天津卷)已知奇函數(shù)f(x)在R上是增函數(shù),g(x)=xf(x).若a=g(-log25.1),b=g(20.8),c=g(3),則a,b,c的大小關系為( )
A.a<b<c B.c<b<a
C.b<a<c D.b<c<a
[解析] 奇函數(shù)f(x)在R上是增函數(shù),當x>0時,f(x)>f(0)=0,當x1>x2>0時,f(x1)>f(x2)>0,∴x1f(x1)>x2f(x2),∴g(x)在(0,+∞)上單調遞增,且g(x)=xf(x)是偶函數(shù),∴a=g(-log25.1)=g(log25.1).2<log25.1<3,1<20.8<2,由g(x)在(0,+∞)上單調遞增,得g(20.8)<g(log25.1)<g(3),∴b<a<c,故選C.
[答案] C
4.(2017全國卷Ⅲ)設函數(shù)f(x)=則滿足f(x)+f>1的x的取值范圍是________.
[解析] 當x>時,f(x)+f=2x+2x->2x>>1;
當0<x≤時,f(x)+f=2x++1=2x+x+>2x>1;當x≤0時,f(x)+f=x+1++1=2x+,∴f(x)+f>1?2x+>1?x>-,即-<x≤0.
綜上,x∈.
[答案]
5.(2018江蘇卷)函數(shù)f(x)滿足f(x+4)=f(x)(x∈R),且在區(qū)間(-2,2]上,f(x)=則f[f(15)]的值為________.
[解析] ∵f(x+4)=f(x),∴函數(shù)f(x)的周期為4,
∴f(15)=f(-1)=,f=cos=,
∴f[f(15)]=f=.
[答案]
1.高考對此部分內容的命題多集中于函數(shù)的概念、函數(shù)的性質及分段函數(shù)等方面,多以選擇、填空題形式考查,一般出現(xiàn)在第5~10或第13~15題的位置上,難度一般.主要考查函數(shù)的定義域,分段函數(shù)求值或分段函數(shù)中參數(shù)的求解及函數(shù)圖象的判斷.
2.此部分內容有時出現(xiàn)在選擇、填空題壓軸題的位置,多與導數(shù)、不等式、創(chuàng)新性問題結合命題,難度較大.
熱點課題4 動點變化中函數(shù)圖象辨析
[感悟體驗]
1.(2018長沙模擬)如圖,圓O的半徑為1,A是圓上的定點,P是圓上的動點,角x的始邊為射線OA,終邊為射線OP,過點P作直線OA的垂線,垂足為M.將點M到直線OP的距離表示成x的函數(shù)f(x),則y=f(x)在[0,π]的圖象大致為( )
[解析] 由題意知,f(x)=|cosx|sinx,當x∈時,f(x)=cosxsinx=sin2x;當x∈時,f(x)=-cosxsinx=-sin2x,故選B.
[答案] B
2.(2018南昌二模)如圖,正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長為1,E,F(xiàn)分別是棱A1B1,CD的中點,點M是EF上的動點(不與E,F(xiàn)重合),F(xiàn)M=x,過點M、直線AB的平面將正方體分成上下兩部分,記下面那部分的體積為V(x),則函數(shù)V(x)的大致圖象是( )
[解析] 當x∈時,V(x)增長的速度越來越快,即變化率越來越大;當x∈時,V(x)增長的速度越來越慢,即變化率越來越小,故選C.
[答案] C
專題跟蹤訓練(十)
一、選擇題
1.(2018河南濮陽檢測)函數(shù)f(x)=log2(1-2x)+的定義域為( )
A. B.
C.(-1,0)∪ D.(-∞,-1)∪
[解析] 要使函數(shù)有意義,需滿足解得x<且x≠-1,故函數(shù)的定義域為(-∞,-1)∪.
[答案] D
2.(2018山東濰坊質檢)下列函數(shù)中,既是偶函數(shù),又在(0,1)上單調遞增的是( )
A.y=|log3x| B.y=x3
C.y=e|x| D.y=cos|x|
[解析] A中函數(shù)是非奇非偶函數(shù),B中函數(shù)是奇函數(shù),D中函數(shù)在(0,1)上單調遞減,均不符合要求,只有C正確.
[答案] C
3.(2018湖北襄陽三模)已知函數(shù)f(x)=則f(2)=( )
A. B.-
C.-3 D.3
[解析] 由題意,知f(2)=f(1)+1=f(0)+2=cos0+2=3,故選D.
[答案] D
4.(2018太原階段測評)函數(shù)y=x+1的圖象關于直線y=x對稱的圖象大致是( )
[解析] 因為y=x+1的圖象過點(0,2),且在R上單調遞減,所以該函數(shù)關于直線y=x對稱的圖象恒過點(2,0),且在定義域內單調遞減,故選A.
[答案] A
5.(2018石家莊高三檢測)若函數(shù)y=f(2x+1)是偶函數(shù),則函數(shù)y=f(x)的圖象的對稱軸方程是( )
A.x=1 B.x=-1
C.x=2 D.x=-2
[解析] ∵f(2x+1)是偶函數(shù),∴f(2x+1)=f(-2x+1)?f(x)=f(2-x),∴f(x)圖象的對稱軸為直線x=1,故選A.
[答案] A
6.(2018山東濟寧二模)已知函數(shù)y=f(x)是R上的偶函數(shù),對任意x1,x2∈(0,+∞),都有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0.設a=ln,b=(lnπ)2,c=ln,則( )
A.f(a)>f(b)>f(c) B.f(b)>f(a)>f(c)
C.f(c)>f(a)>f(b) D.f(c)>f(b)>f(a)
[解析] 由題意易知f(x)在(0,+∞)上是減函數(shù),又
∵|a|=lnπ>1,b=(lnπ)2>|a|,0<c=<|a|,∴f(c)>f(|a|)>f(b).又由題意知f(a)=f(|a|),∴f(c)>f(a)>f(b).故選C.
[答案] C
7.(2018山西四校二次聯(lián)考)“a≤0”是“函數(shù)f(x)=|(ax-1)x|在(0,+∞)內單調遞增”的( )
A.充分不必要條件 B.必要不充分條件
C.充分必要條件 D.既不充分也不必要條件
[解析] 當a=0時,f(x)=|x|在(0,+∞)上單調遞增;當a<0時,由f(x)=|(ax-1)x|=0得x=0或x=<0,結合圖象知f(x)在(0,+∞)上單調遞增,所以充分性成立,反之必要性也成立.綜上所述,“a≤0”是“f(x)=|(ax-1)x|在(0,+∞)上單調遞增”的充要條件,故選C.
[答案] C
8.(2018安徽淮北一模)函數(shù)f(x)=+ln|x|的圖象大致為( )
[解析] 當x<0時,函數(shù)f(x)=+ln(-x),易知函數(shù)f(x)=+ln(-x)在(-∞,0)上遞減,排除C,D;當x>0時,函數(shù)f(x)=+lnx,f(2)=+ln2≠2,故排除A,選B.
[答案] B
9.(2018山東濟寧一模)已知函數(shù)f(x)是(-∞,+∞)上的奇函數(shù),且f(x)的圖象關于x=1對稱,當x∈[0,1]時,f(x)=2x-1.則f(2017)+f(2018)的值為( )
A.-2 B.-1
C.0 D.1
[解析] ∵函數(shù)f(x)是(-∞,+∞)上的奇函數(shù),∴f(-x)=-f(x),由f(x)的圖象關于x=1對稱,得f(1+x)=f(1-x),∴f(x)=f(2-x)=-f(-x),∴f(4-x)=-f(2-x)=f(-x),∴f(x)的周期T=4.∵當x∈[0,1]時,f(x)=2x-1.∴f(2017)+f(2018)=f(1)+f(2)=f(1)+f(0)=2-1+1-1=1.故選D.
[答案] D
10.如圖,已知l1⊥l2,圓心在l1上、半徑為1 m的圓O在t=0時與l2相切于點A,圓O沿l1以1 m/s的速度勻速向上移動,圓被直線l2所截上方圓弧長記為x,令y=cosx,則y與時間t(0≤t≤1,單位:s)的函數(shù)y=f(t)的圖象大致為( )
[解析]
如圖,設∠MON=α,由弧長公式知x=α.
在Rt△AOM中,|AO|=1-t,cos==1-t,
∴y=cosx=2cos2-1=2(1-t)2-1.又0≤t≤1,故選B.
[答案] B
11.(2018安徽池州模擬)已知函數(shù)的定義域為R,且滿足下列三個條件:
①對任意的x1,x2∈[4,8],當x1<x2時,都有>0;
②f(x+4)=-f(x);
③y=f(x+4)是偶函數(shù);
若a=f(6),b=f(11),c=f(2017),則a,b,c的大小關系正確的是( )
A.a<b<c B.b<a<c
C.a<c<b D.c<b<a
[解析] ∵y=f(x+4)是偶函數(shù),∴函數(shù)f(x)的圖象關于直線x=4對稱.
∵f(x+4)=-f(x),∴f(x+8)=f(x),
即函數(shù)f(x)是周期為8的周期函數(shù).
∴b=f(11)=f(3)=f(5),c=f(2017)=f(1)=f(7).
∵對任意的x1,x2∈[4,8],當x1<x2時,都有>0,∴函數(shù)f(x)在[4,8]上單調遞增,∴b<a<c,故選B.
[答案] B
12.已知函數(shù)f(x)(x∈R)滿足f(-x)=2-f(x),若函數(shù)y=與y=f(x)圖象的交點為(x1,y1),(x2,y2),…,(xm,ym),則(xi+yi)=( )
A.0 B.m
C.2m D.4m
[解析] 因為f(-x)=2-f(x),所以f(-x)+f(x)=2.因為=0,=1,所以函數(shù)y=f(x)的圖象關于點(0,1)對稱.函數(shù)y==1+,故其圖象也關于點(0,1)對稱.所以函數(shù)y=與y=f(x)圖象的交點(x1,y1),(x2,y2),…,(xm,ym)成對出現(xiàn),且每一對均關于點(0,1)對稱,所以i=0,i=2=m,所以(xi+yi)=m.
[答案] B
二、填空題
13.(2018石家莊質檢)函數(shù)的定義域為________.
[解析] 由題意得解得<x≤,即函數(shù)的定義域為.
[答案]
14.(2018安徽蚌埠二模)函數(shù)f(x)=是奇函數(shù),則實數(shù)a=________.
[解析] 解法一:函數(shù)的定義域為{x|x≠0},f(x)==x++a+2.
因函數(shù)f(x)是奇函數(shù),則f(-x)=-f(x),
即-x-+a+2=-=-x--(a+2),
則a+2=-(a+2),即a+2=0,則a=-2.
解法二:由題意知f(1)=-f(-1),即3(a+1)=a-1,得a=-2,
將a=-2代入f(x)的解析式,得f(x)=,經檢驗,對任意x∈(-∞,0)∪(0,+∞),都滿足f(-x)=-f(x),故a=-2.
[答案] -2
15.(2018河北石家莊一模)已知奇函數(shù)f(x)在x>0時單調遞增,且f(1)=0,若f(x-1)>0,則x的取值范圍為________.
[解析] ∵奇函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調遞增,且f(1)=0,∴函數(shù)f(x)在(-∞,0)上單調遞增,且f(-1)=0,則-1<x<0或x>1時,f(x)>0;x<-1或0<x<1時,f(x)<0.∴不等式f(x-1)>0即-1<x-1<0或x-1>1,解得0<x<1或x>2.
[答案] (0,1)∪(2,+∞)
16.(2018河南許昌二模)已知函數(shù)f(x)=的最大值為M,最小值為m,則M+m等于________.
[解析] f(x)==2+,
設g(x)=,則g(-x)=-g(x)(x∈R),
∴g(x)為奇函數(shù),∴g(x)max+g(x)min=0.
∵M=f(x)max=2+g(x)max,
m=f(x)min=2+g(x)min,
∴M+m=2+g(x)max+2+g(x)min=4.
[答案] 4