高考数学一轮复习22函数的性质222系统题型函数的性质及其应用学案.docx

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高考数学一轮复习22函数的性质222系统题型函数的性质及其应用学案

第2课时 系统题型——函数的性质及其应用

函数单调性的判断及应用

函数的单调性是高考的一个重要考点.常在选择、填空题中考查,有时也与导数结合出现在解答题第一问中,难度中等.

常见的考法有:

(1)判断函数的单调性、求单调区间.

(2)利用函数的单调性比较大小.(3)解函数不等式.(4)求参数的取值范围.

考法一 确定函数的单调性及求单调区间 

[例1] (2019·新乡一中月考)函数y=log

(x2-3x+2)的单调递增区间是(  )

A.(-∞,1)       B.

C.(2,+∞)D.

[解析] 函数的定义域为(-∞,1)∪(2,+∞).令t=x2-3x+2,则y=log

t.∵t=x2-3x+2在(-∞,1)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,y=log

t为减函数,∴根据“同增异减”可知,函数y=log

(x2-3x+2)的单调递增区间是(-∞,1).故选A.

[答案] A

[例2] (2019·广东佛山联考)讨论函数f(x)=(a>0)在(-1,1)上的单调性.

[解] 法一(定义法):

设-1

则f(x1)-f(x2)=-

=.

∵-1

∴x2-x1>0,x1x2+1>0,(x-1)·(x-1)>0.

又a>0,∴f(x1)-f(x2)>0,

故函数f(x)在(-1,1)上为减函数.

法二(导数法):

f′(x)=

===-.

∵a>0,x∈(-1,1),∴f′(x)<0.

∴f(x)在(-1,1)上是减函数.

[方法技巧]  确定函数单调性的常用方法

定义法

先确定定义域,再根据取值、作差、变形、定号的顺序得结论

图象法

若函数是以图象形式给出的,或者函数的图象可作出,可由图象的升、降写出它的单调性

导数法

先求导,再确定导数值的正负,由导数的正负得函数的单调性

考法二 比较大小 

[例3] (2019·齐齐哈尔检测)定义在R上的偶函数f(x)满足对任意的x1,x2∈(-∞,0](x1≠x2),有<0,则(  )

A.f(3)

(1)

B.f

(1)

C.f(-2)

(1)

D.f(3)

(1)

[解析] 由于函数f(x)对任意的x1,x2∈(-∞,0](x1≠x2),有<0,所以函数f(x)在(-∞,0]上是减函数.又函数f(x)是偶函数,所以函数f(x)在[0,+∞)上是增函数,且f(-2)=f

(2),所以有f

(1)

(2)

(1)

[答案] B

[方法技巧]

比较函数值的大小,应将自变量转化到同一个单调区间内,然后利用函数的单调性解决. 

考法三 解函数不等式 

[例4] (2019·会宁联考)已知函数f(x)的定义域为R,且在[0,+∞)上是增函数,g(x)=-f(|x|),若g(lgx)>g

(1),则x的取值范围是(  )

A.(0,10)B.(10,+∞)

C.D.∪(10,+∞)

[解析] ∵g(-x)=-f(|-x|)=g(x),∴g(x)是偶函数,

又f(x)在[0,+∞)上是增函数,∴g(x)在[0,+∞)上是减函数.

∵g(lgx)>g

(1),∴g(|lgx|)>g

(1),∴|lgx|<1,∴

[答案] C

[方法技巧]

在求解与抽象函数有关的不等式时,往往是利用函数的单调性将“f”符号脱掉,使其转化为具体的不等式求解.此时应特别注意函数的定义域.  

考法四 利用单调性求参数的取值范围 

[例5] (2019·济宁模拟)函数f(x)=满足对任意的实数x1≠x2都有>0成立,则实数a的取值范围为____________.

[解析] 由题意,函数f(x)在(-∞,1]和(1,+∞)上都是增函数,且f(x)在(-∞,1]上的最高点不高于其在(1,+∞)上的最低点,即解得a∈[4,8).

[答案] [4,8)

[方法技巧]

利用函数单调性求参数的策略

(1)视参数为已知数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参数.

(2)需注意若函数在区间[a,b]上是单调的,则该函数在此区间的任意子集上也是单调的. 

1.下列函数中,既是偶函数又在(0,+∞)上单调递增的是(  )

A.f(x)=-x2B.f(x)=3-x

C.f(x)=ln|x|D.f(x)=x+sinx

解析:

选C 选项A中的函数是偶函数,在(0,+∞)上单调递减,故不正确;选项B中的函数是非奇非偶函数,在(0,+∞)上单调递减,故不正确;选项C中的函数是偶函数,在(0,+∞)上单调递增,故正确;选项D中的函数是奇函数,在R上单调递增,故不正确.故选C.

2.定义在R上的偶函数f(x)满足f(x)=f(x+2),且在[-1,0]上单调递减,设a=f(),b=f

(2),c=f(3),则a,b,c的大小关系是(  )

A.b

C.b

解析:

选C 因为偶函数f(x)满足f(x+2)=f(x),所以函数f(x)的周期为2,则a=f()=f(-2),b=f

(2)=f(0),c=f(3)=f(-1).因为-1<-2<0,且函数f(x)在[-1,0]上单调递减,所以b

3.已知y=f(x)在定义域(-1,1)上是减函数,且f(1-a)

A.B.(0,+∞)

C.D.(-∞,0)∪

解析:

选C ∵f(x)在定义域(-1,1)上是减函数,且f(1-a)

∴解得0

4.函数f(x)=x2+2(a-1)x+2.

(1)若函数f(x)的单调递减区间是(-∞,8],则实数a的值(或范围)是________.

(2)若函数f(x)在区间(-∞,8]上单调递减,则实数a的值(或范围)是________.

解析:

(1)因为函数f(x)的单调递减区间是(-∞,8],且函数f(x)图象的对称轴为直线x=1-a,所以有1-a=8,即a=-7.

(2)因为函数f(x)在区间(-∞,8]上单调递减,且函数f(x)图象的对称轴为直线x=1-a,所以1-a≥8,即a≤-7.

答案:

(1)-7 

(2)(-∞,-7]

函数最值的求法

[典例] 

(1)(2019·厦门质检)函数f(x)=x-log2(x+2)在区间[-1,1]上的最大值为________.

(2)函数f(x)=x-的最小值为________.

(3)函数y=的值域为________.

[解析] 

(1)(单调性法)由于y=x在R上单调递减,y=log2(x+2)在[-1,1]上单调递增,

所以f(x)在[-1,1]上单调递减,

故f(x)在[-1,1]上的最大值为f(-1)=3.

(2)(换元法)令=t(t≥0),则x=t2-1,所以y=t2-t-1(t≥0).又y=t2-t-1(t≥0)的图象是对称轴为直线t=,开口向上的抛物线的一部分,所以ymin=2--1=-,故函数f(x)的最小值为-.

(3)(分离常数法)y===3+,

因为≠0,所以3+≠3,

所以函数y=的值域为{y|y∈R且y≠3}.

[答案] 

(1)3 

(2)- (3){y|y∈R且y≠3}

[方法技巧] 

求解函数最值的3种常用方法

(1)单调性法:

先确定函数的单调性,再由单调性求最值.

(2)换元法:

形如求y=+(cx+d)(ac≠0)的函数的值域或最值,常用代数换元法、三角换元法结合题目条件将原函数转化为熟悉的函数,再利用函数的相关性质求解.

(3)分离常数法:

形如求y=(ac≠0)的函数的值域或最值常用分离常数法求解.   

[针对训练]

1.函数f(x)=在区间[a,b]上的最大值是1,最小值是,则a+b=________.

解析:

易知f(x)在[a,b]上为减函数,所以

即所以所以a+b=6.

答案:

6

2.函数y=x+的最大值为________.

解析:

由1-x2≥0,可得-1≤x≤1,可令x=cosθ,θ∈[0,π],则y=cosθ+sinθ=sin,θ∈[0,π],所以-1≤y≤,故原函数的最大值为.

答案:

3.函数y=|x+1|+|x-2|的值域为________.

解析:

函数y=

作出函数的图象如图所示.

根据图象可知,

函数y=|x+1|+|x-2|的值域为[3,+∞). 

答案:

[3,+∞)

函数奇偶性的判断及应用

[典例] 

(1)(2019·辽宁名校联考)函数y=x2lg的图象(  )

A.关于x轴对称B.关于原点对称

C.关于直线y=x对称D.关于y轴对称

(2)(2019·武汉十校联考)若定义在R上的偶函数f(x)和奇函数g(x)满足f(x)+g(x)=ex,则g(x)=(  )

A.ex-e-xB.(ex+e-x)

C.(e-x-ex)D.(ex-e-x)

(3)若f(x)=ln(e3x+1)+ax是偶函数,则a=________.

[解析] 

(1)记f(x)=x2lg,定义域为(-∞,-2)∪(2,+∞).

∵f(-x)=(-x)2lg=x2lg=-x2lg=-f(x),

∴f(x)为奇函数,即函数y=x2lg的图象关于原点对称.故选B.

(2)∵f(x)+g(x)=ex,①

∴f(-x)+g(-x)=e-x,

又f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),

所以f(x)-g(x)=e-x,②

由①②解得g(x)=.故选D.

(3)函数f(x)=ln(e3x+1)+ax为偶函数,

故f(-x)=f(x),

即ln(e-3x+1)-ax=ln(e3x+1)+ax,

化简得ln=2ax=lne2ax,

即=e2ax,

整理得e2ax+3x=1,

所以2ax+3x=0,解得a=-.

[答案] 

(1)B 

(2)D (3)-

[方法技巧]

应用函数奇偶性可解决的4类问题

(1)判定函数奇偶性

①定义法:

②图象法:

③性质法:

设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,那么在它们的公共定义域上:

奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.

(2)求解析式

先将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用奇偶性求出,或充分利用奇偶性构造关于f(x)的方程(组),从而得到f(x)的解析式.

(3)求函数解析式中参数的值

利用待定系数法求解,根据f(x)±f(-x)=0得到关于待求参数的恒等式,由系数的对等性得参数的值或方程(组),进而得出参数的值.

(4)利用函数的奇偶性求值

首先判断函数解析式或解析式的一部分的奇偶性,然后结合已知条件通过化简、转换求值.  

[针对训练]

1.(2019·东北名校联考)下列函数中既是偶函数又在(0,+∞)上单调递增的是(  )

A.f(x)=2x-2-xB.f(x)=x2-1

C.f(x)=log

|x|D.f(x)=xsinx

解析:

选B f(x)=2x-2-x是奇函数,故不满足条件;f(x)=x2-1是偶函数,且在(0,+∞)上单调递增,故满足条件;f(x)=log

|x|是偶函数,在(0,+∞)上单调递减,不满足条件;f(x)=xsinx是偶函数,但是在(0,+∞)上不单调.故选B.

2.(2019·宁波期末)若函数f(x)=ax2+(2a2-a-1)x+1为偶函数,则实数a的值为________.

解析:

当a=0时,f(x)=-x+1不是偶函数.当a≠0时,由偶函数的定义知2a2-a-1=0,解得a=1或a=-.

答案:

1或-

3.已知函数f(x)=asinx-btanx+4cos,且f(-1)=1,则f

(1)=________.

解析:

f(x)=asinx-btanx+2,易知函数g(x)=asinx-btanx是奇函数,因为f(-1)=asin(-1)-btan(-1)+2=1,所以asin1-btan1=1,则f

(1)=asin1-btan1+2=3.

答案:

3

函数周期性的判断及应用

[典例] (2018·全国卷Ⅱ)已知f(x)是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,满足f(1-x)=f(1+x).若f

(1)=2,则f

(1)+f

(2)+f(3)+…+f(50)=(  )

A.-50B.0

C.2D.50

[解析] 

(1)法一:

∵f(x)是奇函数,

∴f(-x)=-f(x),

∴f(1-x)=-f(x-1).

由f(1-x)=f(1+x),得-f(x-1)=f(x+1),

∴f(x+2)=-f(x),

∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x),

∴函数f(x)是周期为4的周期函数.

由f(x)为奇函数得f(0)=0.

又∵f(1-x)=f(1+x),

∴f(x)的图象关于直线x=1对称,

∴f

(2)=f(0)=0,∴f(-2)=0.

又f

(1)=2,∴f(-1)=-2,

∴f

(1)+f

(2)+f(3)+f(4)=f

(1)+f

(2)+f(-1)+f(0)=2+0-2+0=0,

∴f

(1)+f

(2)+f(3)+f(4)+…+f(49)+f(50)

=0×12+f(49)+f(50)

=f

(1)+f

(2)=2+0=2.

法二:

由题意可设f(x)=2sin,作出f(x)的部分图象如图所示.由图可知,f(x)的一个周期为4,所以f

(1)+f

(2)+f(3)+…+f(50)=12[f

(1)+f

(2)+f(3)+f(4)]+f(49)+f(50)=12×0+f

(1)+f

(2)=2.

[答案] C

[方法技巧]

函数周期性问题的求解策略

(1)判断函数的周期只需证明f(x+T)=f(x)(T≠0)便可证明函数是周期函数,且周期为T,函数的周期性常与函数的其他性质综合命题.

(2)根据函数的周期性,可以由函数局部的性质得到函数的整体性质,在解决具体问题时,要注意结论:

若T是函数的周期,则kT(k∈Z且k≠0)也是函数的周期.

 [口诀记忆] 

周期函数有特征,图象重复记心中;

图象若见两对称,隐藏周期查分明.   

[针对训练]

1.函数f(x)满足f(x+1)=-f(x),且当0≤x≤1时,f(x)=2x(1-x),则f的值为(  )

A.B.

C.-D.-

解析:

选A ∵f(x+1)=-f(x),∴f(x+2)=-f(x+1)=f(x),即函数f(x)的周期为2.∴f=f=f=2××=.

2.(2019·东北三省四市一模)已知函数f(x)满足f(x+1)=,当f

(1)=2时,f(2018)+f(2019)的值为________.

解析:

由f(x+1)=,f

(1)=2,

得f

(2)=-3,f(3)=-,f(4)=,f(5)=2,f(6)=-3,f(7)=-,∴f(x+4)=f(x),

即f(x)是以4为周期的周期函数,

∴f(2018)+f(2019)=f

(2)+f(3)=-.

答案:

 

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