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- 2021-06-15 发布
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第二章
函数、导数及其应用
第五讲 幂函数与二次函数
1
知识梳理
•
双基自测
2
考点突破
•
互动探究
3
名师讲坛
•
素养提升
知识梳理
•
双基自测
知识点一 幂函数
{
x
|
x
≥0}
{
x
|
x
≠0}
{
y
|
y
≥0}
{
y
|
y
≥0}
{
y
|
y
≠0}
奇
偶
奇
非奇非偶
奇
(
-∞,
0)
(0
,+∞
)
[0
,+∞
)
(
-∞,
0)
(0
,+∞
)
(1,1)
知识点二 二次函数的图象和性质
b
=
0
1
.二次函数解析式的三种形式:
(1)
一般式:
f
(
x
)
=
ax
2
+
bx
+
c
(
a
≠0)
;
(2)
顶点式:
f
(
x
)
=
a
(
x
-
m
)
2
+
n
(
a
≠0)
;
(3)
零点式:
f
(
x
)
=
a
(
x
-
x
1
)(
x
-
x
2
)(
a
≠0)
.
2
.一元二次不等式恒成立的条件:
(1)
“
ax
2
+
bx
+
c
>0(
a
≠0)
恒成立
”
的充要条件是
“
a
>0
,且
Δ
<0
”
.
(2)
“
ax
2
+
bx
+
c
<0(
a
≠0)
恒成立
”
的充要条件是
“
a
<0
,且
Δ
<0
”
.
ABD
C
3
.
(
必修
1P
39
BT1
改编
)
函数
f
(
x
)
=-
x
2
-
6
x
+
8
,当
x
=
________
时,函数取得最大值
________.
4
.
(
必修
1P
44
AT9
改编
)
二次函数
y
=
f
(
x
)
满足
f
(
-
1)
=
f
(3)
,
x
1
,
x
2
是方程
f
(
x
)
=
0
的两根,则
x
1
+
x
2
=
______.
-
3
17
2
A
6
.
(2017
·
浙江卷,
5)
若函数
f
(
x
)
=
x
2
+
ax
+
b
在区间
[0,1]
上的最大值是
M
,最小值是
m
,则
M
-
m
(
)
A
.与
a
有关,且与
b
有关
B
.与
a
有关,且与
b
无关
C
.与
a
无关,且与
b
无关
D
.与
a
无关,且与
b
有关
B
考点突破
•
互动探究
考点一 幂函数图象与性质
——
自主练透
C
例
1
(2)
若四个幂函数
y
=
x
a
,
y
=
x
b
,
y
=
x
c
,
y
=
x
d
在同一坐标系中的图象如图所示,则
a
,
b
,
c
,
d
的大小关系是
(
)
A
.
d
>
c
>
b
>
a
B
.
a
>
b
>
c
>
d
C
.
d
>
c
>
a
>
b
D
.
a
>
b
>
d
>
c
B
-
1
(1)
幂函数的形式是
y
=
x
α
(
α
∈
R
)
,其中只有一个参数
α
,因此只需一个条件即可确定其解析式.
(2)
在区间
(0,1)
上,幂函数中指数越大,函数图象越靠近
x
轴
(
简记为
“
指大图低
”
)
,在区间
(1
,+∞
)
上,幂函数中指数越大,函数图象越远离
x
轴.
(3)
在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较,准确掌握各个幂函数的图象和性质是解题的关键.
已知二次函数
f
(
x
)
满足
f
(2)
=-
1
,
f
(
-
1)
=-
1
,且
f
(
x
)
的最大值是
8
,求此二次函数的解析式.
例
2
考点二 二次函数的图象与性质
考向
1
二次函数的解析式
——
师生共研
根据已知条件确定二次函数解析式,一般用待定系数法,选择规律如下:
〔
变式训练
1〕
(1)
若函数
f
(
x
)
=
(
x
+
a
)(
bx
+
2
a
)(
常数
a
,
b
∈
R
)
是偶函数,且它的值域为
(
-∞,
4]
,则该函数的解析式
f
(
x
)
=
________________.
(2)
已知二次函数
f
(
x
)
满足
f
(1
+
x
)
=
f
(1
-
x
)
,且
f
(0)
=
0
,
f
(1)
=
1
,则
f
(
x
)
的解析式为
__________________.
[
解析
]
(1)
因为
f
(
x
)
=
(
x
+
a
)(
bx
+
2
a
)
=
bx
2
+
a
(
b
+
2)
x
+
2
a
2
,由
f
(
x
)
是偶函数可知:
f
(
x
)
的图象关于
y
轴对称,所以
b
=-
2
或
a
=
0
,当
a
=
0
时,
f
(
x
)
=
bx
2
与值域
(
-∞,
4]
矛盾,当
b
=-
2
时,
f
(
x
)
=-
2
x
2
+
2
a
2
,又因为
f
(
x
)
的值域为
(
-∞,
4]
,所以
2
a
2
=
4
,因此
f
(
x
)
=-
2
x
2
+
4.
-
2
x
2
+
4
f
(
x
)
=-
x
2
+
2
x
解法二:
(
两根式
)
∵
对称轴方程为
x
=
1
,
∴
f
(2)
=
f
(0)
=
0
,
f
(
x
)
=
0
的两根分别为
0,2.
∴
可设其解析式为
f
(
x
)
=
ax
(
x
-
2)
.
又
∵
f
(1)
=
1
,可得
a
=-
1
,
∴
f
(
x
)
=-
x
(
x
-
2)
=-
x
2
+
2
x
.
解法三:
(
顶点式
)
由已知,可得顶点为
(1,1)
,
∴
可设其解析式为
f
(
x
)
=
a
(
x
-
1)
2
+
1.
又由
f
(0)
=
0
,可得
a
=-
1
,
∴
f
(
x
)
=-
(
x
-
1)
2
+
1.
一次函数
y
=
ax
+
b
与二次函数
y
=
ax
2
+
bx
+
c
在同一坐标系中的图象大致是
(
)
考向
2
二次函数的图象和性质
——
多维探究
角度
1
二次函数的图象
C
例
3
二次函数图象的识别方法
二次函数的图象应从开口方向、对称轴、顶点坐标以及图象与坐标轴的交点等方面识别.
已知
f
(
x
)
=
x
2
-
2
x
+
5.
(1)
若
x
∈
R
,则函数
f
(
x
)
的最小值为
______
;
(2)
若
x
∈[
-
1,2]
,则函数
f
(
x
)
的最小值为
______
,最大值为
______
;
(3)
若
x
∈[
t
,
t
+
1]
,则函数
f
(
x
)
的最小值为
__
_
__
__
__
__
__
___
__.
[
分析
]
对于
(1)(2)
直接利用二次函数的图象性质求解;对于
(3)
由于函数
f
(
x
)
的对称轴确定为
x
=
1
,但函数的定义域不确定,因此解题时要以定义域内是否含有对称轴为标准分情况讨论.
4
例
4
角度
2
利用二次函数的图象和性质求参数
4
8
[
解析
]
(1)
f
(
x
)
=
x
2
-
2
x
+
5
=
(
x
-
1)
2
+
4
≥
4
,
∴
f
(
x
)
的最小值为
4.
(2)
∵
f
(
x
)
的对称轴为
x
=
1
,又
1
∈
[
-
1,2]
,
∴
f
(
x
)
min
=
f
(1)
=
4
,由二次函数的图象知,
f
(
x
)
在
[
-
1,1]
上单调递减,在
[1,2]
上单调递增.
又
f
(
-
1)
=
(
-
1)
2
-
2
×
(
-
1)
+
5
=
8
,
f
(2)
=
2
2
-
2
×
2
+
5
=
5
,
∴
f
(
x
)
max
=
8
,
f
(
x
)
min
=
4.
[
引申
]
在
(3)
的条件下,求
f
(
x
)
的最大值.
(2020
·
石家庄模拟
)
设函数
f
(
x
)
=
ax
2
-
2
x
+
2
,对于满足
1<
x
<4
的一切
x
值都有
f
(
x
)>0
,则实数
a
的取值范围为
____
__
__________.
角度
3
二次函数中的恒成立问题
例
5
[
引申
]
若将“一切
x
值都有
f
(
x
)>0”
改为“
f
(
x
)>0
有解”呢?
二次函数中恒成立问题的求解思路
(1)
一般有两个解题思路:一是分离参数;二是不分离参数,分类求解.
(2)
两种思路都是将问题归结为求函数的最值,至于用哪种方法,关键是看参数是否能分离.这两个思路的依据是:
a
≥
f
(
x
)
恒成立
⇔
a
≥
f
(
x
)
max
,
a
≤
f
(
x
)
恒成立
⇔
a
≤
f
(
x
)
min
.
注:
a
≥
f
(
x
)
有解⇔
a
≥
f
(
x
)
min
,
a
≤
f
(
x
)
有解⇔
a
≤
f
(
x
)
max
.
ABD
B
A
名师讲坛
•
素养提升
转换变量
——
解决二次函数问题中的核心素养
例
6
D
[
解析
]
奇函数
f
(
x
)
在
[
-
1,1]
上是增函数,且
f
(
-
1)
=-
1
,在
[
-
1,1]
上最大值是
1
,所以
1
≤
t
2
-
2
at
+
1
,当
t
=
0
时,恒成立;当
t
≠0
时,则
t
2
-
2
at
≥
0
成立,又
a
∈
[
-
1,1]
,令
r
(
a
)
=-
2
ta
+
t
2
,
a
∈
[
-
1,1]
,当
t
>0
时,
r
(
a
)
是减函数,故令
r
(1)
≥
0
得
t
≥
2
,当
t
<0
时,
r
(
a
)
是增函数,故令
r
(
-
1)
≥
0
,解得
t
≤
-
2
,综上知,
t
≥
2
或
t
≤
-
2
或
t
=
0.
转换变量有时会起到意想不到的效果,一般已知给出谁的范围,通常让它作变量,求谁的范围,谁作参数.
〔
变式训练
3〕
已知
f
(
x
)
=
x
2
-
ax
+
1
,当
a
∈[
-
1,2]
时恒有
f
(
x
)<3
,则
x
的取值范围为
________
__
________.
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