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文档简介
第09讲函数的基本性质(7大考点)
U考点考向
区间与无穷的概念
【知识点的认识】
设〃〈方,①开区间:{x|“<x<6}=(a,b)
②闭区间:=b]
③半开半闭区间:{x[a<xW6}=Ca,句{x|aWx<b}=[a,b)
正无穷:在实数范围内,表示某一大于零的有理数或无理数数值无限大的一种方式,没有具体数字,
但是正无穷表示比任何一个数字都大的数值.符号为+8.数轴上可表示为向右箭头无限远的点.
负无穷:某一负数值表示无限小的一种方式,没有具体数字,但是负无穷表示比任何一个数字都小的
数值.符号为-8.
{x|aWx}=[a,+°°)
{x[a<x}=(a,+8)
{x|xWa}=(-8,a]
{x\x<a]=(-8,a)
{x|x6R}=(-°°,+°°)
【解题方法点拨】通常情况下,解答不等式,函数的单调性的问题利用单调性的定义,或者函数的导数等
知识,注意函数的定义域,变量的取值范围,集合一般利用区间表示,函数的单调性多个区间时,区间之
间必须用“,”分开;不能利用并集符号连接.解题时注意区间的端点的数值的应用.
【命题方向】区间上的最值,函数的单调性,函数的导数在闭区间上的最值,恒成立等知识有关问题,高
考常考题目.
二.函数的单调性及单调区间
【知识点的认识】
一般地,设函数f(x)的定义域为/,如果对于定义域/内某个区间。上的任意两个自变量XI,X2,
当加<%2时,都有了(XI)</(%2),那么就说函数/(X)在区间。上是增函数;当X1<X2时,都有一(XI)
>/(X2),那么就说函数/(X)在区间。上是减函数.
若函数/(X)在区间。上是增函数或减函数,则称函数/(X)在这一区间具有(严格的)单调性,区间。
叫做y=/(x)的单调区间.
【解题方法点拨】
判断函数的单调性,有四种方法:定义法;导数法;函数图象法;基本函数的单调性的应用;复合函数遵
循“同增异减”;证明方法有定义法;导数法.
单调区间只能用区间表示,不能用集合或不等式表示;如有多个单调区间应分别写,不能用符号“U”联
结,也不能用“或”联结,只能用“和”或“,”连结.
设任意xi,x2E[a,句且X1#X2,那么
①'在出,句上是增函数;
xl-x2
f(X)-f(X)
----------------<()«•/(X)在[4,句上是减函数.
xrx2
②(XI-X2)If(xi)-f(X2)]>0«y(x)在[a,切上是增函数;
Cxi-X2)If(xi)-f(%2)]<0<=>/(x)在[a,句上是减函数.
函数的单调区间,定义求解求解一般包括端点值,导数一般是开区间.
【命题方向】
函数的单调性及单调区间.是高考的重点内容,一般是压轴题,常与函数的导数相结合,课改地区单调性
定义证明考查大题的可能性比较小.从近三年的高考试题来看,函数单调性的判断和应用以及函数的最值
问题是高考的热点,题型既有选择题、填空题,又有解答题,难度中等偏高;客观题主要考查函数的单调
性、最值的灵活确定与简单应用,主观题在考查基本概念、重要方法的基础上,又注重考查函数方程、等
价转化、数形结合、分类讨论的思想方法.预测明年高考仍将以利用导数求函数的单调区间,研究单调性
及利用单调性求最值或求参数的取值范围为主要考点,重点考查转化与化归思想及逻辑推理能力.
三.函数单调性的性质与判断
【知识点的认识】
一般地,设函数/(X)的定义域为/,如果对于定义域/内某个区间力上的任意两个自变量XI,短,
当XI<X2时,都有了(XI)<f(X2),那么就说函数/(x)在区间。上是增函数;当XI>X2时,都有了(XI)
</(X2),那么就说函数/(X)在区间O上是减函数.
若函数/(X)在区间。上是增函数或减函数,则称函数/(X)在这一区间具有(严格的)单调性,区
间。叫做y=/(x)的单调区间.
【解题方法点拨】
证明函数的单调性用定义法的步骤:①取值;②作差;③变形;④确定符号;⑤下结论.
利用函数的导数证明函数单调性的步骤:
第一步:求函数的定义域.若题设中有对数函数一定先求定义域,若题设中有三次函数、指数函数可不考
虑定义域.
第二步:求函数f(x)的导数/(x),并令/(%)=0,求其根.
第三步:利用/(x)=0的根和不可导点的x的值从小到大顺次将定义域分成若干个小开区间,并列表.
第四步:由/(x)在小开区间内的正、负值判断/(x)在小开区间内的单调性;求极值、最值.
第五步:将不等式恒成立问题转化为/(x)〃皿或/(x)min^a,解不等式求参数的取值范围.
第六步:明确规范地表述结论
【命题方向】
从近三年的高考试题来看,函数单调性的判断和应用以及函数的最值问题是高考的热点,题型既有选
择题、填空题,又有解答题,难度中等偏高;客观题主要考查函数的单调性、最值的灵活确定与简单应用,
主观题在考查基本概念、重要方法的基础上,乂注重考查函数方程、等价转化、数形结合、分类讨论的思
想方法.预测明年高考仍将以利用导数求函数的单调区间,研究单调性及利用单调性求最值或求参数的取
值范围为主要考点,重点考查转化与化归思想及逻辑推理能力.
四.复合函数的单调性
【知识点的认识】
所谓复合函数就是由两个或两个以上的基本函数构成,这种函数先要考虑基本函数的单调性,然后再考虑
整体的单调性.平常常见的一般以两个函数的为主.
【解题方法点拨】
求复合函数y=/(g(x))的单调区间的步骤:
(1)确定定义域;
(2)将复合函数分解成两个基本初等函数:
(3)分别确定两基本初等函数的单调性;
(4)按“同增异减”的原则,确定原函数的单调区间.
【命题方向】
理解复合函数的概念,会求复合函数的区间并判断函数的单调性.
五.函数的最值及其几何意义
【知识点的认识】
函数最大值或最小值是函数的整体性质,从图象上看,函数的最大值或最小值是图象最高点或最低点的纵
坐标,求函数的最值一般是先求出极值在求出端点的值,然后进行比较可得.
【解题方法点拨】
①基本不等式法:如当x>0时,求2x+B的最小值,有2x+9221bx«^3=8;
②转化法:如求Lr-5|+|x-3|的最小值,那么可以看成是数轴上的点到x=5和x=3的距离之和,易知最小
值为2;
③求导法:通过求导判断函数的单调性进而求出极值,再结合端点的值最后进行比较.
【命题方向】
本知识点是常考点,重要性不言而喻,而且通常是以大题的形式出现,所以务必引起重视.本知识点未
来将仍然以复合函数为基础,添加若干个参数,然后求函数的定义域、参数范围或者满足一些特定要求的
自变量或者参数的范围.常用方法有分离参变量法、多次求导法等.
六.奇函数、偶函数
【奇函数】
如果函数/(x)的定义域关于原点对称,且定义域内任意一个x,都有F(-x)=-/(x),那么函数
/(%)就叫做奇函数,其图象特点是关于(0,0)对称.
解题方法点拨:
①如果函数定义域包括原点,那么运用/(0)=0解相关的未知量;
②若定义域不包括原点,那么运用/(x)=-f(-x)解相关参数;
③已知奇函数大于。的部分的函数表达式,求它的小于。的函数表达式,如奇函数/(X),当x>0时,/(x)
=x2+x
那么当时,-X>0,有/(-X)=(-X)2+(-%)=>-/(x)—X2-x=>f(x)=-7+x
命题方向:
奇函数是函数里很重要的一个知识点,同学们一定要熟悉奇函数的概念和常用的解题方法,它的考查
形式主要也就是上面提到的这两种情况--求参数或者求函数的表达式.
【偶函数】
如果函数/(X)的定义域关于原点对称,且定义域内任意一个X,都有/(-X)=/(x),那么函数/
(x)就叫做偶函数,其图象特点是关于y轴对称.
解题方法点拨:
①运用/(x)—f(-x)求相关参数,如丫=/+匕/+5+4,那么a+c是多少?
②结合函数图象关于y轴对称求函数与x轴的交点个数或者是某个特定的值,如偶函数/(-2)=0,周期
为2,那么在区间(-2,8)函数与x轴至少有几个交点.
命题方向:
与奇函数雷同,熟悉偶函数的性质,高考中主要还是以选择题或者填空题的形式考查对偶函数性质的
灵活运用.
七.函数奇偶性的性质与判断
【知识点的认识】
①如果函数/(X)的定义域关于原点对称,且定义域内任意一个X,都有/(-X)=-/(》),那么函数/(X)
就叫做奇函数,其图象特点是关于(0,0)对称.②如果函数/(%)的定义域关于原点对称,且定义域内
任意一个x,都有/(-x)=f(x),那么函数就叫做偶函数,其图象特点是关于y轴对称.
【解题方法点拨】
①奇函数:如果函数定义域包括原点,那么运用/(0)=0解相关的未知量;
②奇函数:若定义域不包括原点,那么运用/(x)--x)解相关参数;
③偶函数:在定义域内一般是用/(X)=/(-%)这个去求解;
④对于奇函数,定义域关于原点对称的部分其单调性一致,而偶函数的单调性相反.
例题:函数y=x|x|+px,x€R是()
A.偶函数B.奇函数C.非奇非偶D.与p有关
解:由题设知/(x)的定义域为R,关于原点对称.
因为/(-X)=-x|-x|-px=-x\x\-px=-f(x),
所以/(x)是奇函数.
故选B.
【命题方向】函数奇偶性的应用.
本知识点是高考的高频率考点,大家要熟悉就函数的性质,最好是结合其图象一起分析,确保答题的正确
率.
八.奇偶函数图象的对称性
【知识点的认识】
奇偶函数的对称性是相对于其图象来说的,具体而言奇函数的图象关于原点对称,其特点是/(无)=加时,
/(-x)=-m;偶函数的图象关于y轴对称,它的特点是当f(X)="时,/(-x)=n.
【解题方法点拨】
由函数图象的对称性可知:①奇函数的定义域关于原点对称的部分其单调性一致,而偶函数的单调性相反.
eg:若奇函数/(x)在区间[1,3]内单调递增,且有最大值和最小值,分别是7和4,求函数/(X)在区间[-
3,-1]内的最值.
解:由奇函数的性质可知,在[-3,-1]上位单调递增函数,
那么最小值为/(-3)-f(3)=-7;最大值为/(-1)-f(1)=-4
【命题方向】
本知识点是高考的一个重点,同学首先要熟悉奇偶函数的性质并灵活运用,然后要多多总结,特别是偶函
数与周期性相结合的试题,现在的一个命题方式是已知周期偶函数某一小段内与x轴交点的个数,求在更
大范围内它与x轴的交点个数,同学们务必多多留意.
九.函数的周期性
【知识点的认识】
函数的周期性定义为若T为非零常数,对于定义域内的任一x,使f(x)=/(x+n恒成立,则/(x)
叫做周期函数,丁叫做这个函数的一个周期.常函数为周期函数,但无最小正周期,其周期为任意实数.
【解题方法点拨】
周期函数一般和偶函数,函数的对称性以及它的图象相结合,考查的内容比较丰富.
①求最小正周期的解法,尽量重复的按照所给的式子多写几个,
例:求/(x)=,1、的最小正周期.
f(x-2)
解:由题意可知,f(x+2)=——-——f(%-2)=T=4
f(x)
②与对称函数或者偶函数相结合求函数与X轴的交点个数.如已知函数在某个小区间与X轴有八个交点,求
函数在更大的区间与X轴的交点个数.
思路:第一,这一般是个周期函数,所以先求出周期T;第二,结合函数图象判断交点个数;第三,
注意端点的值.
【命题方向】
周期函数、奇偶函数都是高考的常考点,学习是要善于总结并进行归类,灵活运用解题的基本方法,
为了高考将仍然以小题为主.
十.函数的值
【知识点的认识】
函数不等同于方程,严格来说函数的值应该说成是函数的值域.函数的值域和定义域一样,都是常考
点,也是易得分的点.其概念为在某一个定义域内因变量的取值范围.
【解题方法点拨】
求函数值域的方法比较多,常用的方法有一下几种:
①基本不等式法:如当为>0时,求2x+6的最小值,有2x+昆》2x•&
XXVX
②转化法:如求|x-5|+|x-3|的最小值,那么可以看成是数轴上的点到x=5和x=3的距离之和,易知最小
值为2;
③求导法:通过求导判断函数的单调性进而求出极值,再结合端点的值最后进行比较
例题:求/■(x)=/〃x-x在(0,+°°)的值域
解:f(x)=1-1=1ZX
XX
...易知函数在(0,1]单调递增,(1,+8)单调递减
二最大值为:/«1-1=-1,无最小值;
故值域为(-8,-1)
【命题方向】
函数的值域如果是单独考的话,主要是在选择题填空题里面出现,这类题难度小,方法集中,希望
同学们引起高度重视,而大题目前的趋势主要还是以恒成立的问题为主.
Q考点精讲
一.区间与无穷的概念(共4小题)
1.(2021秋•惠阳区校级期中)集合{x|x<0或xNl}用区间表示为()
A.(-8,0)U(1,+8)B.(-8,0)U[1,+8)
c.(-8,o)n[i,+8)D.(0,1]
【分析】将不等式转化为区间,原不等式中带“=”的数字,转化后就是“[”,没有带“=”的,转化后就
是
【解答】将不等式转化为区间,原不等式中带“=”的数字,转化后就是“[”,没有带“=”的,转化后就
是
故选:B.
【点评】此题属于集合集合与区间的转化题,属于易做题.
2.(2021秋•僧州月考)用区间表示数集:-1且x¥21=(-1,2)U(2,+8).
【分析】由区间的概念求解即可.
【解答】解:{x|x>-1且xW2}=(-1,2)U(2,+8).
故答案为:(-1,2)U(2,+8).
【点评】本题主要考查区间的概念,集合的表示法,属于基础题.
3.(2021秋•凉州区校级期中)某天某地最高气温为3℃,最低气温为-2℃,则该地当天的气温用区间表
不为|-2,3].
【分析】该地当天的气温用区间表示为[-2,3].
【解答】解:由题意得,
该地当天的气温用区间表示为[-2,3J;
故答案为:[-2,3J.
【点评】本题考查了区间的概念的应用.
4.(2021秋•湖北期中)定义区间(a,b),(a,b],[a,6),[a,b]的长度均为b-a.已知m>n,满足--
x-mx-n
的x构成的区间的长度之和为2.
【分析】根据不等式进行化简,求出不等式对应的解集,根据区间长度的定义进行求解即可.
【解答】解:因为」_二_》1,所以2乂§切)为,
x-mx-n(x-m)(x-n)
2
即2x-(mtn).]No,则♦-(2+m+n)x+inn+m+n
(x-m)(x-n)(x-m)(x-n)
设x2-(2+m+〃)x+inn+m+n=Q的根为工1和X2.
由求根公式得用=更空对鱼起/e(〃,相),
2
x2=atn+2+V(处二巳产+与>弘,
2
x\+x2=2+m+n,如图所示:
由穿根法得不等式的解集为[小X2],
则构成的区间的长度之和(xi-〃)+(X2-m)=XI+JC2-n-m=2+m^-n-m-n=2,
故答案为:2.
【点评】本题主要考查了区间长度的定义,求出不等式的解集是解题的关键,是中档题.
二.函数的单调性及单调区间(共2小题)
5.(2022秋•武功县校级月考)函数y=——'■的单调增区间为()
4+3x-x
B-C,1]
D.(-8,-1)U(-1,1]
【分析】令f=-7+3x+4,根据二次函数的性质求出t的单调区间,再由复合函数的单调性即可得函数
y=——J•的单调增区间.
4+3x-x
【解答】解:设/=-/+31+4,则有xW-1且x#4;fW(-8,o)U(0,华],
所以函数了=-----_的定义域为:-1且xW4},
4+3x-x2
由二次函数的性质可知t的单调递增区间为(-8,-1),(-1,3,].单调递减区间为:[3,4),(4,+
22
°°);
又因为y=在正(-CO,0)和(0,手]上单调递减,
由复合函数的单调性可知:函数y=——J■的单调增区间为:[3,4)和(4,+8).
4+3X-X22
故选:C.
【点评】本题考查了二次函数的性质及复合函数的单调性,属于基础题.
6.(2022秋•武功县校级月考)已知函数;"(X)=|-3x+a|的增区间是[2,+-),则实数a的值为6.
【分析】去绝对值将fG)=|-3x+“|转化为分段函数,再根据单调性求解a的值即可.
/
-3x+a,
【解答】解:因为函数/(x)=|-3x+a|=,,
3x-a,x
故当X〈包时,f(x)单调递减,当x>旦时,fix)单调递增.
33
因为函数f(x)=|-3x+a|的增区间是[2,+8),
所以3=2,所以4=6.
3
故答案为:6.
【点评】本题考查了分段函数的单调性,属于基础题.
三.函数单调性的性质与判断(共5小题)
7.(2022春•济宇期末)已知函数f(x)[(a-2)x?+(b-8)x+cT(x£R>
(l)如果函数f(x)为基函数,试求实数a、b、C的值;
(2)如果。>0、b>0,且函数/(x)在区间[■1,3]上单调递减,试求时的最大值.
【分析】(1)根据基函数的定义得到方程组,解得即可;
(2)分〃=2、a>2、0Va<2三种情况讨论,结合二次函数的性质及基本不等式计算可得.
【解答】解:(1)由7(X)为幕函数知:
2(a-2)=1
-T(a-2)=0
或.
b-8=0b-8=l
c-l=0c-l=0
解得:Q=5,Z?=8,c=l,或〃=2,b=9,c=l.
(2)①当〃=2时,/'(x)=(6-8)x+c-1(x£R)
由题意知,0<b<S,所以a匕V16.
②当a>2时,函数/(x)图象的对称轴为屋⑶⑺,
2(a-2)
以题意得:3(8切》即2〃+/><12
所以12>2a+b>2缶U,〃店18.
当且仅当。=3,。=6时取等号.
③当0<a<2时,
以题意得:举羔即a+36W26,即0<b<^(26-a)
2Ca-2)个237
又因为0<。<2,
所以0<ab4^a(26-a)=—(a-13)2。(2-13)2+^^^-=16
综上可得,油的最大值为18.
【点评】本题主要考查募函数的定义、二次函数的性质和基本不等式,属于基础题.
8.(2022春•南阳月考)已知函数f(x)=工(m£R),且f(x)在(0,+~)上单调递增.
x-hn
(1)求,”的取值范围;
(2)若〃,b,c表示△ABC的三条边长,求证:/(“)+f(/>)>/(c).
【分析】(1)根据题意,求出函数的导数,由导数与函数单调性的关系分析可得答案;
(2)根据题意,由不等式的性质可得fQ)+f(b)>±L=f(a+b),由三角形的三边关系、函数的单
a+b+m
调性分析可得答案.
【解答】解:(1)根据题意,/(X)=上,其导数V=
2
xEx-4n(xtm)
因为函数/(x)在(0,+8)上单调递增,所以当x>0时,/(x)20,
故机20,又当〃7=0时,/(x)=0恒成立,不符合题意,
则有机>0,故实数机的取值范围为(0,+8),
(2)证明:因为fQ)一一〉3—,
a-hna+b+mb+ma+b+m
故f(a)+f(a+b),
又因为在△ABC中,a+b>c,
由题意知,/(x)在(0,+8)上单调递增.
所以/(“+〃)>/(c)因此,f(a)+fCb)>f(c).
【点评】本题考查函数单调性的性质以及应用,涉及不等式的证明,属于基础题.
9.(2022秋•武功县校级月考)下列函数在Rtl为增函数的是()
A.y—x1B.y=xC.y=~VxD.y。
【分析】利用基本初等函数的性质逐个判断各个选项即可.
【解答】解:对于A,由二次函数的性质可知,函数y=/在(-8,0)上单调递减,在(0,+8)上单
调递增,故A错误,
对于8,由一次函数的性质可知,函数y=x在R上单调递增,故B正确,
对于C,由幕函数的性质可知,函数y={在[0,+8)上单调递增,所以函数y=-4在[0,+8)上单
调递减,故C错误,
对于。,由反比例函数的性质可知,函数)=」在(-8,0)上单调递减,在(0,+8)上单调递减,故
x
。错误,
故选:B.
【点评】本题主要考查了基本初等函数的单调性,属于基础题.
10.(2022秋•武功县校级月考)若f(x)苫工在区间0,+8)上是增函数,则实数。的取值范围是(-
X-1
8,-1).
【分析】利用分离常数法可得/(X)=〃+号,再结合反比例函数的单调性求解即可.
【解答】解:/(x)=ax+l=a(x-l)+a+l="+3包,
X-1X-1X-1
f(x)mtL在区间a,+8)上是增函数,
X-1
Atz+KO,
:.a<-1,
即实数〃的取值范围是(-8,-1).
故答案为:(-8,-1).
【点评】本题主要考查了分离常数法求函数的单调性,属于基础题.
11.(2022•句容市校级开学)函数f(x)=^2>是定义在(-3,3)上的奇函数,且
9-x24
(1)确定f(x)的解析式;
(2)证明/(X)在(-3,3)上的单调性;
(3)解关于t的不等式/(f-1)+/,(?)<0.
【分析】(1)由题意,根据/(0)=0、/(1)=X求出6和〃的值,可得函数的解析式.
4
(2)由题意,利用单调性函数的定义,证明函数的单调性.
(3)由题意,利用函数的定义域和单调性解不等式,求得/的范围.
【解答】解:⑴•••函数f但)=^鼻是定义在(-3,3)上的奇函数,贝ijf(o)口=o,解可得〃=。・
9-x29
又由f(l)=上,则有“i)=曳」,解可得。=2,故
4g4I"9_^2
(2)由(1)的结论,设-3<XI<X2<3,
9-x
22
2xi2x92x1(9-X9)-2X9(9-XI)2(9+xix9)(xi-x9)
则f(x,)-f(xc)=----------=——-------------------——=-------------———,
222222
9-Xj9-X2(9-xt)(9-X2)(9-X1)(9-X2)
再根据-3<X1<X2<3,可得9+XLT2>0,XI-X2<0,9-x:〉0,9-xg〉。)
故有了(XI)-f(X2)<0,即f(xi)<f(X2)1
可得函数/(x)在(-3,3)上为增函数.
(3)由(1)(2)知/(x)为奇函数且在(-3,3)上为增函数,
关于f的不等式f(f-1)+f(Z)VO,即式f(L1)<-f(/)=f(-r),
'-3<t-3<3
可得■,解可得:-2<t<X
2
即不等式的解集为(-2,/)•
【点评】本题主要考查奇函数、偶函数的定义和判断方法,用定义证明函数的单调性,利用函数的定义域
和单调性解不等式,考查划归与转化思想,考查运算求解能力,是中档题.
四.函数的最值及其几何意义(共6小题)
12.(2022秋•南昌月考)若2x-lW(x-2)2+y2,则/+/的最小值为()
A.1B.2C.3D.4
【分析】化简2乂-1=46-2)2+了2得/_工=1(X》/),即为双曲线的右支,作图求解即可.
【解答】解:.•.2x-lW(x-2)2+y2,
:.(2x-1)2=(x-2)2+y2(x>A),
2
化简得,
X2-——=1(x>A),
32
故作/-金=1(x>l)的图象如下,
故x1+y1的最小值为12+()2=i,
故选:A.
【点评】本题考查了圆锥曲线的性质的应用及数形结合的思想方法的应用,属于中档题.
13.(2022秋•河南月考)如图,“爱心”图案是由函数/(%)=-7+左的图象的一部分及其关于直线y=x
的对称图形组成.若该图案经过点(/,0),点M是该图案上一动点,N是其图象上点历关于直线y
=x的对称点,连接MM则的最大值为()
A..纸遍.B.2.5匹C.672D.872
84
【分析】先根据题意求出”的值,设直线y=x+6与/(x)=-7+6相切,联立方程求出6的值,再根据平
行线间距离公式求解即可.
【解答】解:函数/(x)=-,+&经过点(-瓜,0),
二-6+k=0,:.k=6,
:・f(x)=-7+6,
设直线y=x+b与f(x)=-W+6相切,
联立<’X:,消去y得,x2+x+b-6=0,
y=-x2+6
.*.△=1-4(/?-6)=0,
解得6=至,
4
25_
则直线y=x+2»与直线y=x间的距离为:4=后匹,
4#+"1)28
的最大值为2义变巨=型巨,
84
故选:B.
【点评】本题主要考查了函数的对称性,考查了平行线间的距离公式,属于中档题.
14.(2022•鹿城区校级开学)函数/(x)=x\x-a\.
(1)若f(x)在R上是奇函数,求。的值;
(2)当。=2时,求/(x)在区间(0,4]上的最大值和最小值;
(3)设〃>0,当相VxV九时,函数/(x)既有最大值又有最小值,求相、〃的取值范围(用。表示)
【分析】(1)根据奇函数的性质求。的值;
(2)化简函数解析式,结合二次函数性质求其最值;
(3)化简函数解析式,结合函数图象确定出〃的取值范围.
【解答】解:(1)因为f(x)在R上是奇函数,所以fC-x)=-f(x),即-小+〃|=-x\x-a恒成立.
所以|x+〃|=|x-恒成立,
所以〃=0;
-X2+2X,(0<X<2)
(2)当a=2时,f(x)=x|x-2|=-
X2-2X,(24X44)
函数y=-/+2x在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减,
所以y=-7+2x在(0,2]上的值得范围为[0,1],其中工=2时,f(x)=0,
函数y=/-2x在(2,4]上单调递增,
所以函数y=/-2x在(2,4]上的值域为(0,8],其中当x=4时,f(x)=8,
・•・当x=4时,fmax(x)=8:当X=2时,fmin(X)=0:
/c、/、II-X+ax,(x<a)
(3)f(x)=x|x-a|=<2,
x-ax,
因为a>0,
所以函数y=-/+or在(-8,A)上单调递增,在(包,a)上单调递减,
2
当工=包时,y=2_,
24_
当时,令/,可得x=1^,
42
因为当。>0,时,函数/(x)既有最大值又有最小值,
所以OW/nV且,4V〃在上
22
【点评】本题考查了奇函数的性质、分段函数的性质、二次函数的性质及数形结合思想,属于中档题.
15.(2022秋•南昌月考)若2x.i二版则{(x+2)2+y2+J(x-2)2+y2的最小值为()
A.1B.2C.3D.4
【分析】化简2x-lW(x-2)2+y2得(x》£),而J(x+2)2+y2+Y(x-2)2+y2表示了双
O/
曲线/-£=1(X》上)上的点与点(-2,0),(2,0)的距离之和,作图求解即可.
32
【解答】解::2x-l=m77,
:.(2x-l)2=(x-2)2+/(x2』),
2
即(x2工),
32
,但+2)2+32+4作-2)2+了2表示了双曲线/《=1(X>-1)上的点与点(-2,0),(2,0)的距离
之和,
故当过点A时,7(x+2)2+y2+Y(x-2)2+y2取得最小值4,
故选:D.
【点评】本题考查了圆锥曲线的性质的判断与应用,属于中档题.
(多选)16.(2022秋•保定月考)函数/(x)=因称为取整函数,也称高斯函数,其中[幻表示不大于实数
x的最大整数()
A.若印=2,则x+」、的最小值为§
B.若W+y2-2y=l,则[盯-x]的最大值为1
C.若正数x,y满足3+8=1,则工建的最小值为9
xy
D.若在(-8,0),则[也止型式费]的最小值为-13
-Bl/
【分析】对于4,易知2Wx<3,再由函数单调性可判断;对于B,利用基本不等式可得x(y-1)W1,由
42
此可判断;对于C,举例即可判断;对于。,先求出l°x+29X+10的范围,再结合取整函数的定义可判
"+1)2
断.
【解答】解:对于A,由于㈤=2,则2Wx<3,
易知XF1=但-1)3七+1,而函数y=x-,“\、+1在12,3)上单调递增
2(xT7)V2(xT)2lx-1J
...当x=2时,欠+,1、的最小值为上,选项A正确;
x2(x-l)2
对于B,;/+)?-2y=1,
・,.)+(y-1)2=2,
・・・2=/+(y-1)2^2X(y-1),
.♦.x(y-l)Wl,当且仅当》=>-1,即[*=-1或[x=l时等号成立,
1y=01y=2
.\[xy-x]=L选项B正确;
对于C,不妨取x,,y-1,此时满足因+8=1,但/号=2年号<9,选项C错误;
7~2
对于。,10x4+29x2+10_10(x2+l)2+9x2
-(x2+l)2-(x2+l)2
当且仅当2y,即》=-i时等号成立,
X2
X
...[-.10X4+29x^10^>[一竽]=_13,选项。正确.
《2+1)24
故选:ABD.
【点评】本题以新定义为载体,考查了函数最值的求解以及基本不等式的运用,考查运算求解能力,属于
中档题.
2
17.(2022•徐汇区校级开学)设。、b、c是两个两两不相等的正整数.若他+匕,b+c,c+a}={〃2,(n+l),
(〃+2)2}(〃WN+),贝ijj+/+J的最小值是()
A.2007B.1949C.1297D.1000
【分析】假设。>b>c,则a+6>a+c>/?+c.由此可得〃为奇数.分〃=3和〃=5两种情况解出b,c的
值,代入计算即可.
【解答】解:不妨设贝lja+〃>4+c>Z?+c.
因为(a+b)+(b+c)+(a+c)=2(a+b+c)为偶数,
所以〃2,(“+1)2,(〃+2)2必为两奇一偶,从而可得"为奇数.
又因为b+c>l,所以〃为不小于3的奇数.
若“=3.则伍+6b+c,c+a}={32,42,52).
故a+h+c=」(32+42+52)=52,且〃+匕=52.
2
所以c=0,不符合要求.
若"=5,则{a+4b+c,c+a}={52,62,72).
,9
a+b=7k=30
故a+c=62-解得,b=19>
b+c=52c=6
此时,a2+/>2+c2=3O2+192+62=1297.
故选:C.
【点评】本题考查了学生的逻辑推理能力和分类讨论思想,得出”为奇数是关键点,属于中档题.
五.奇函数、偶函数(共3小题)
18.(2022•华州区校级开学)已知/(x)是R上的奇函数,且/(2-x)=/(x),/(1)=3,贝Uf(2022)
+f(2023)=()
A.-3B.-1C.1D.2
【分析】由已知先求出函数的周期,结合奇偶性及周期性进行转化即可求解.
【解答】解:由题意,得/(2+x)=/(-x)=-/(x),
所以f(x+4)—f(x),
所以『(x)是周期为4的周期函数,
所以F(2022)+f(2023)=/(2)4/(7),
因为F(-x+l)=/(x+l),令x=l,得/(2)=/(0),
因为f(x)为R上的奇函数,
所以7(0)=0,/(-1)=-/(1)=-3,
所以/(2022)4/(2023)=0-3=-3.
故选:A.
【点评】本题主要考查了函数的奇偶性及对称性在函数值求解中的应用,属于中档题.
19.(2022•宝应县开学)已知函数/(X)的定义域为R,且满足/(-x+2)=-/(x+2),又/(尤+1)为偶
函数,若/(I)=1,则f(2)4/(7)=()
A.0B.1C.2D.-1
【分析】由已知先求出函数的周期,然后利用赋值法即可求解.
【解答】解:因为函数/(X)的定义域为R,/(X+1)为偶函数,
所以函数的图象关于x=l对称,即=f(x),
因为/(2-x)=-f(JC+2),
所以f(JC)=-f(尤+2),即/(x+4)=f(x),
所以函数的周期T=4,
若f(l)=1,则/(7)=/(3)=7,
又/⑵=/(0)=
所以f(2)=0,
则/(2)+f(7)=-1.
故选:D.
【点评】本题主要考查了函数的奇偶性及对称轴在函数求值中的应用,属于中档题.
20.(2022秋•浙江月考)已知函数/(X)的定义域为R,且f(x+l)+/-(-V-1)=2,fCx+2)为偶函数,
n
若/(0)=0,£f(k)=lll(依N*),则〃的值为()
k=l
A.107B.118C.109D.110
【分析】由/(x+1)+/-(X-1)=2,可得/Yx)的周期为4,再结合/(x+2)为偶函数,可得/(x)为偶
函数,再通过周期性即可求解.
【解答]解:."(x+l)4/G-1)=2,
:.f(x+2)+f(x)=2,:.f(x+2)=2-f(x),
:.f(x+4)=2-/(x+2)=2-[2-/(x)]=/(x),
:.,f(x)的周期为4,
又f(x+2)为偶函数,.\y(-x+2)(x+2),
:.f(x)=f(-x+4)=f(-x),
:.f(x)为偶函数,
\\f(x+1)4/(X-1)=2,
:.f(1)+f(3)=2,f(2)+f(4)=2,
:.f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=4,
又/⑴■>/(-1)=2..,.2f(D=2,:.f(1)=1,
又/(0)+f(2)=2,f(0)=0,:.f(2)=2,
V110=27X4+2,
:.f(1)+•+/,(H0)=27X[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+fC\)+f(2)
=27X4+1+2=111,
:.n的值为110.
故选:D.
【点评】本题考查抽象函数的周期性,对称性,奇偶性,属中档题.
六.函数奇偶性的性质与判断(共7小题)
21.(2022秋•宛城区校级月考)已知函数/(x)是R上的偶函数,且/(x)的图象关于点(1,0)对称,
当x€[0,1]时,/(x)=2-2',则f(0)V(1)+f<2)+•••+/(2022)的值为()
A.-2B.-1C.0D.1
【分析】根据题意可得到/(x)的最小正周期为4,再求出/(0),/(I),/(2),/(3)的值,利用周期性
即可得到答案.
【解答】解:•./(x)是R上的偶函数,
(x)关于直线x=0对称,
又_f(x)的图象关于点(1,0)对称,
••./(X)的最小正周期为4X|1-0|=4,
又当x6[0,1]时,/(x)=2-2',
:.f(0)=1,/(1)=0,/(2)=-f(0)=-1,/(3)=-/(-1)=-/<!)=0,
:.f(0)4/(1)+f(2)+f(3)=0,
又2022muo
4
:.f(0)+/,<!)+f<2)+•••+/(2022)=505X04/(0)+f(I)f⑵=0.
故选:C.
【点评】本题考查函数性质的综合运用,考查运算求解能力,属于基础题.
22.(2022•深州市模拟)已知/(x)是定义在R上的奇函数,且xWO时,/(x)=3?-2x+m,则/(x)在
11.2]上的最大值为()
A.1B.8C.-5D.-16
【分析】根据题意,由奇函数的性质可得/(0)=机=0,可得xWO时,/(X)的解析式,由此可得/(X)
在区间[-2,-1]上的单调性,结合奇偶性可得f(x)在口,2]上为减函数,据此分析可得答案.
【解答】解:根据题意,f(x)是定义在R上的奇函数,且xWO时,/(x)=3?-2x+m,
则有f(0)=m=0,即m=0,
则/(x)=3,-2r,(xWO),
在区间[-2,-1]上,/(x)为减函数,则/(x)在[1,2]上为减函数,
则f(x)在[1,2]上的最大值/(I)=-/<-1)=7,
故选:C.
【点评】本题考查函数奇偶性的性质以及应用,涉及函数的最值,属于基础题.
23.(2022•荥阳市开学)己知函数/(x)是定义在R上的奇函数,且当xWO时,=x(x+4),则方程
f(x)=/(2-x)的所有根的和为()
A.4+73B.1C.3D.5
【分析】由xWO时,/(x)=x(x+4),利用函数/(x)是定义在R上的奇函数,求得函数的解析式,然后
根据y=/(2-x)与),=/(x)的图象关于直线x=l对称,在同一坐标系中,作出两函数图象,利用数形结
合法求解.
【解答】解:设x>0,贝因为xWO时,/(x)=x(x+4),
所以/(-x)=-x(-x+4)=x(x-4),
又因为函数f(x)是定义在R上的奇函数,
当xWO时,f(x)=-/(-x)=x(-x+4),
所以小)=[x(x+4),x<0
x(-x+4),x>0
又y=/(2-x)与y=/G)的图象关于直线x=l对称,
在同一坐标系中,作出两函数图象,如图所示:
由图象知:y=/(2-x)与),=/(x)的图象有3个交点,其中一个根为1,另外两个根关于x=l对称,
所以方程/(x)=/(2-x
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