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  • 2021-06-15 发布

山东专用2021版高考数学一轮复习第2章函数导数及其应用第5讲幂函数与二次函数课件

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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 ________ __ ________.