- 737.00 KB
- 2021-06-30 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
第2讲 基本初等函数、函数与方程
[考情考向·高考导航]
1.掌握二次函数、分段函数、幂函数、指数函数、对数函数的图象性质.
2.以基本初等函数为依托,考查函数与方程的关系、函数零点存在性定理.
3.能利用函数解决简单的实际问题.
[真题体验]
1.(2018·全国Ⅰ卷)已知函数f(x)=log2(x2+a).若f(3)=1,则a=________.
解析:∵f(x)=log2(x2+a).且f(3)=1,∴f(3)=log2(9+a)=1,∴9+a=2,∴a=-7.
答案:-7
2.(全国Ⅲ卷)已知函数f(x)=x2-2x+a(ex-1+e-x+1)有唯一零点,则a=( )
A.- B.
C. D.1
解析:C [x2-2x=-a(ex-1+e-x+1),设g(x)=ex-1+e-x+1,g′(x)=ex-1-e-x+1=ex-1-=,当g′(x)=0时,x=1,当x<1时,g′(x)<0函数单调递减,当x>1时,g′(x)>0,函数单调递增,当x=1时,函数取得最小值g(1)=2,设h(x)=x2-2x,当x=1时,函数取得最小值-1,若-a>0,函数h(x),和ag(x)没有交点,当-a<0时,-ag(1)=h(1)时,此时函数h(x)和ag(x)有一个交点,即-a×2=-1⇒a=,故选C.]
3.(2019·全国Ⅰ卷)已知a=log20.2,b=20.2,c=0.20.3,则( )
A.a<b<c B.a<c<b
C.c<a<b D.b<c<a
解析:B [∵a=log20.2<log21=0,b=20.2>20=1,
0<c=0.20.3<0.20=1,∴b>c>a.选B.]
4.(2018·全国Ⅰ卷)已知函数f(x)=g(x)=f(x)+x+a.若g(x)存在2个零点,则a的取值范围是( )
A.[-1,0) B.[0,+∞)
C.[-1,+∞) D.[1,+∞)
解析:C [令g(x)=f(x)+x+a=0,则f(x)=-x-a,
要使g(x)存在2个零点,则需y=f(x)与y=-x-a有两个交点,画出函数f(x)和y=-x-a的图象如图所示,则需-a≤1,∴a≥-1.]
- 13 -
[主干整合]
1.指数式与对数式的七个运算公式
(1)am·an=am+n;
(2)(am)n=amn;
(3)loga(MN)=logaM+logaN;
(4)loga=logaM-logaN;
(5)logaMn=nlogaM;
(6)alogaN=N;
(7)logaN=(注:a,b>0且a,b≠1,M>0,N>0).
2.指数函数与对数函数的图象和性质
指数函数y=ax(a>0,a≠1)与对数函数y=logax(a>0,a≠1)的图象和性质,分0<a<1,a>1两种情况,当a>1时,两函数在定义域内都为增函数,当0<a<1时,两函数在定义域内都为减函数.
3.函数的零点问题
(1)函数F(x)=f(x)-g(x)的零点就是方程f(x)=g(x)的根,即函数y=f(x)的图象与函数y=g(x)的图象交点的横坐标.
(2)确定函数零点的常用方法:①直接解方程法;②利用零点存在性定理;③数形结合,利用两个函数图象的交点求解.
4.应用函数模型解决实际问题的一般程序
⇒⇒⇒.
热点一 基本初等函数的图象与性质
[例1] (1)(2019·济南三模)若函数y=a|x|(a>0,且a≠1)的值域为{y|y≥1},则函数y=loga|x|的图象大致是( )
- 13 -
[解析] B [由于y=a|x|的值域为{y|y≥1},
∴a>1,则y=logax在(0,+∞)上是增函数,
又函数y=loga|x|的图象关于y轴对称.
因此y=loga|x|的图象应大致为选项B.]
(2)(2019·郑州三模)已知a(a+1)≠0,若函数f(x)=log2(ax-1)在(-3,-2)上为减函数,且函数g(x)=在R上有最大值,则a的取值范围为( )
A. B.
C. D.∪
[解析] A [∵f(x)=log2(ax-1)在(-3,-2)上为减函数,
∴∴a≤-,∵a(a+1)≠0,
∴|a|∈∪(1,+∞).当x≤时,g(x)=4x∈(0,2],
又g(x)=在R上有最大值,则当x>时,log|a|x≤2,且|a|∈,∴log|a|≤2,∴|a|2≤,则|a|≤,又a≤-,∴-≤a≤-.]
(3)(2019·天津卷)已知a=log52,b=log0.50.2,c=0.50.2,则a,b,c的大小关系为( )
A.a<c<b B.a<b<c
C.b<c<a D.c<a<b
[解析] A [利用指数函数、对数函数的单调性时要根据底数与1的大小区别对待.
a=log52<log5<,
b=log0.50.2>log0.50.25=2,
0.51<0.50.2<0.50,故<c<1,
所以a<c<b.故选A.]
基本初等函数的图象与性质的应用技巧
(1)对数函数与指数函数的单调性都取决于其底数的取值,当底数a的值不确定时,要注意分a>1和0<a<1两种情况讨论:当a>1时,两函数在定义域内都为增函数;当0<a<1时,两函数在定义域内都为减函数.
(2)由指数函数、对数函数与其他函数复合而成的函数,其性质的研究往往通过换元法转化为两个基本初等函数的有关性质,然后根据复合函数的性质与相关函数的性质之间的关系进行判断.
- 13 -
(1)
(2020·银川模拟)若函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象如图所示,则下列函数图象正确的是( )
解析:B [∵函数y=logax过点(3,1),
∴1=loga3,解得a=3,
由于y=3-x不可能过点(1,3),故选项A错误;
由于y=x3过定点(1,1),故选项B正确;
由于y=(-x)3=-x3不可能过点(1,1),故选项C错误;由于y=log3(-x)不可能过点(-3,-1),故选项D错误.故选B.]
(2)(2019·全国Ⅲ卷)设f(x)是定义域为R的偶函数,且在(0,+∞)单调递减,则( )
A.f>f>f
B.f>f>f
C.f>f>f
D.f>f>f
解析:C [本题主要考查函数的奇偶性、单调性,考查学生转化与化归及分析问题解决问题的能力.∵f(x)是R的偶函数,∴f=f(log34).
∴log34>1=20>2->2-,又f(x)在(0,+∞)单调递减,f(log34)<f<f,
∴f>f>f,故选C.]
热点二 函数的零点与方程的根
- 13 -
确定函数零点的个数或其存在区间
[例2-1] (1)(2019·南昌调研)函数f(x)=2x|log0.5x|-1的零点个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
[解析] B [(1)函数f(x)=2x|log0.5x|-1的零点个数即为函数y=|log0.5x|与y=图象的交点个数.在同一坐标系中作出函数y=|log0.5x|与y=的图象,易知有2个交点.]
(2)(2020·兰州模拟)方程ln(x+1)-=0(x>0)的根存在的大致区间是( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,e) D.(3,4)
[解析] B [设f(x)=ln(x+1)-,
易f(1)=ln(1+1)-2=ln 2-2<0,
而f(2)=ln 3-1>0,
所以函数f(x)的零点所在区间为(1,2).
所以B选项正确.]
判断函数零点个数的方法
(1)直接求零点:令f(x)=0,则方程解的个数即为零点的个数.
(2)利用零点存在性定理:利用该定理还必须结合函数的图象和性质(如单调性)才能确定函数有多少个零点.
(3)数形结合法:对于给定的函数不能直接求解或画出图形,常会通过分解转化为两个能画出的函数图象交点问题.
根据零点情况求参数范围
[例2-2] (1)(2020·四川凉山诊断)已知函数f(x)=(a∈R),若函数f(x)在R上有两个零点,则a的取值范围是( )
A.(0,1] B.[1,+∞)
C.(0,1)∪(1,2) D.(-∞,1)
[解析] A [∵函数f(x)=(a∈R)在R上有两个零点,且x=是函数f(x)的一个零点,
∴方程2x-a=0在(-∞,0]上有一个解,
- 13 -
再根据当x∈(-∞,0]时,0<2x≤20=1,可得0<a≤1.故选A.]
(2)(2019·山东济南三模)已知偶函数f(x)满足f(x-1)=,且当x∈[-1,0]时,f(x)=x2,若在区间[-1,3]内,函数g(x)=f(x)-loga(x+2)有3个零点,则实数a的取值范围是________.
[解析]
∵偶函数f(x)满足f(x-1)=,
且当x∈[-1,0]时,f(x)=x2,
∴f(x-2)=f(x-1-1)==f(x),
∴函数f(x)的周期为2,在区间[-1,3]内函数g(x)=f(x)-loga(x+2)有3个零点等价于函数f(x)的图象与y=loga(x+2)的图象在区间[-1,3]内有3个交点.
当0<a<1时,函数图象无交点,数形结合可得a>1且解得3<a<5.
[答案] (3,5)
利用函数零点的情况求参数值或取值范围的方法
(1)利用零点存在的判定定理构建不等式求解.
(2)分离参数后转化为求函数的值域(最值)问题求解.
(3)转化为两熟悉的函数图象的位置关系问题,从而构建不等式求解.
(1)(2019·武昌二模)已知f(x)是定义在R上的奇函数,且当x∈(0,+∞)时,f(x)=2 018x+log2 018x,则函数f(x)的零点个数为________.
解析:
在同一直角坐标系中作出函数y=2 018x和y=-log2 018x的图象如图所示,可知函数f(x
- 13 -
)=2 018x+log2 018x在x∈(0,+∞)上存在一个零点,又f(x)是定义在R上的奇函数,∴f(x)在x∈(-∞,0)上只有一个零点,又f(0)=0,
∴函数f(x)的零点个数是3.
答案:3
(2)(2020·张家界模拟)已知函数f(x)=若关于x的方程f(x)-k=0有唯一一个实数根,则实数k的取值范围是________________.
解析:画出函数f(x)=的图象如图所示,结合图象可以看出当0≤k<1或k>2时符合题设.
答案:[0,1)∪(2,+∞)
热点三 函数的实际应用
数学
建模
素养
数学建模——函数建模在实际问题中的妙用
解函数的模型的实际应用题,首先应考虑该题考查的是何种函数,然后根据题意列出函数关系式(注意定义域),并进行相关求解,最后结合实际意义作答.
―→―→―→
[例3] (1)(2020·凉山诊断)某电脑公司在甲、乙两地各有一个分公司,甲分公司现有某型号电脑6台,乙分公司现有同一型号的电脑12台.现A地某单位向该公司购买该型号的电脑10台,B地某单位向该公司购买该型号的电脑8台.已知从甲地运往A、B两地每台电脑的运费分别是40元和30元.从乙地运往A、B两地每台电脑的运费分别是80元和50元.若总运费不超过1 000元,则调运方案的种数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
[解析] C [(1)设总运费为y元,甲地调运x台电脑至B地,则剩下(6-x)台电脑调运至A地;乙地应调运(8-x)台电脑至B地,调运12-(8-x)=(x+4)台电脑(0≤x≤6,x∈N)至A地.则总运费y=30x+40(6-x)+50(8-x)+80(x+4)=20x+960,∴y=20x+960(0≤x≤6,x∈N).若y≤1 000,则20x+960≤1 000,得x≤2.又0≤x≤6,x∈N.∴0≤x≤2,x∈N.∴x=0,1,2,即有3种调运方案.]
- 13 -
(2)(2020·湖南名校联考)某工厂产生的废气经过过滤后排放,过滤过程中废气的污染物数量P(毫克/升)与时间t(小时)的关系为P=P0e-kt.如果在前5小时消除了10%的污染物,那么污染物减少19%需要花费的时间为________小时.
[解析] 前5小时污染物消除了10%,此时污染物剩下90%,即t=5时,P=0.9P0,则(e-k)5=0.9,∴e-k==0.9,∴P=P0e-kt=P0t.当污染物减少19%时,污染物剩下81%,此时P=0.81P0,代入得0.81=t,解得t=10,即需要花费10小时.
[答案] 10
解决函数实际应用题的两个关键点
(1)认真读题,缜密审题,准确理解题意,明确问题的实际背景,然后进行科学的抽象概括,将实际问题归纳为相应的数学问题.
(2)要合理选取参数变量,设定变量之后,就要寻找它们之间的内在联系,选用恰当的代数式表示问题中的关系,建立相应的函数模型,最终求解数学模型使实际问题获解.
(2019·北京卷)在天文学中,天体的明暗程度可以用星等或亮度来描述.两颗星的星等与亮度满足m2-m1=lg,其中星等为mk的星的亮度为Ek(k=1,2).已知太阳的星等是-26.7,天狼星的星等是-1.45,则太阳与天狼星的亮度的比值为( )
A.1010.1 B.10.1
C.lg10.1 D.10-10.1
解析:A [考查考生的数学应用意识、信息处理能力、阅读理解能力以及指数对数运算.
两颗星的星等与亮度满足m2-m1=lg,
令m2=-1.45,m1=-26.7,
lg=(m2-m1)=(-1.45+26.7)=10.1,
=1010.1,故选A.]
限时40分钟 满分80分
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)
1.(2019·云南检测)设a=60.7,b=log70.6,c=log0.60.7,则a,b,c的大小关系为( )
- 13 -
A.c>b>a B.b>c>a
C.c>a>b D.a>c>b
解析:D [因为a=60.7>1,b=log70.6<0,0<c=log0.60.7<1,所以a>c>b.]
2.(北京卷)根据有关资料,围棋状态空间复杂度的上限M约为3361,而可观测宇宙中普通物质的原子总数N约为1080.则下列各数中与最接近的是( )
(参考数据:lg 3≈0.48)
A.1033 B.1053
C.1073 D.1093
解析:D [设=x=,两边取对数,lg x=lg=lg3361-lg1080=361×lg 3-80=93.28,所以x=1093.28,即最接近1093,故选D.]
3.(2020·安徽皖中名校联考)若a<b<c,则函数f(x)=(x-a)(x-b)+(x-b)(x-c)+(x-c)(x-a)的两个零点分别位于区间( )
A.(a,b)和(b,c) B.(-∞,a)和(a,b)
C.(b,c)和(c,+∞) D.(-∞,a)和(c,+∞)
解析:A [由题意可得f(a)>0,f(b)<0,f(c)>0,则由零点存在性定理可知,选A.]
4.(2019·铁人中学期中)函数f(x)满足f(x+2)=f(x),且当-1≤x≤1时,f(x)=|x|.若y=f(x)的图象与g(x)=logax(a>0且a≠1)的图象有且仅有四个交点,则a的取值集合为( )
A.{4,5} B.{4,6}
C.{5} D.{6}
解析:C [函数f(x+2)=f(x),则函数f(x)是周期为2的周期函数,画出函数f(x)的图象(图略),数形结合可知,当g(x)的图象过点(5,1)时,f(x)的图象与g(x)=logax的图象仅有四个交点,则g(5)=loga5=1,得a=5.故选C.]
5.(2020·广西三校)函数f(x)=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
解析:B [因为f(x)=x2lg,所以其定义域为(-∞,-2)∪(2,+∞),所以f(-x)=x2lg=-x2lg=-f(x),所以函数为奇函数,所以函数的图象关于原点对称.]
6.某商店已按每件80元的成本购进某商品1
- 13 -
000件,根据市场预测,销售价为每件100元时可全部售完,定价每次提高1元时销售量就减少5件,若要获得最大利润,销售价应定为每件( )
A.100元 B.110元
C.150元 D.190元
解析:D [设售价提高x元,利润为y元,则依题意得y=(1 000-5x)×(20+x)=-5x2+900x+20 000=-5(x-90)2+60 500.故当x=90时,ymax=60 500,此时售价为每件190元.]
7.(2020·深圳模拟)已知函数f(x)=ln x-2[x]+3,其中[x]表示不大于x的最大整数(如[1.6]=1,[-2.1]=-3),则函数f(x)的零点个数是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:B [设g(x)=ln x,h(x)=2[x]-3,当0<x<1时,h(x)=-3,作出图象,
两个函数图象有一个交点,即f(x)有一个零点;
当2≤x<3时,h(x)=1,ln 2≤g(x)<ln 3.
此时两函数图象有一个交点,即f(x)有一个零点,
当x≥3以后,两函数图象无交点,
综上,共有两个零点.]
8.(2020·贵阳模拟)某地方政府为鼓励全民创业,拟对本地产值在50万元到500万元的新增小微企业进行奖励,奖励方案遵循以下原则:奖金y(单位:万元)随年产值x(单位:万元)的增加而增加,且奖金不低于7万元,同时奖金不超过年产值的15%.若采用函数f(x)=作为奖励函数模型,则最小的正整数a的值为( )
A.310 B.315
C.320 D.325
解析:B [对于函数模型f(x)==15-,a为正整数,函数在[50,500]上单调递增,f(x)min=f(50)≥7,得a≤344,要使f(x)≤0.15x对x∈[50,500]恒成立,即a≥-0.15x2+13.8x对x∈[50,500]恒成立,所以a≥315.综上,最小的正整数a的值为315.]
9.(山东卷)已知当x∈[0,1]时,函数y=(mx-1)2 的图象与y=+m的图象有且只有一个交点,则正实数m的取值范围是( )
A.(0,1]∪[2,+∞) B.(0,1]∪[3,+∞)
- 13 -
C.(0,]∪[2,+∞) D.(0,]∪[3,+∞)
解析:B [当0<m≤1时,≥1,y=(mx-1)2单调递减,且y=(mx-1)2∈[(m-1)2,1],y=+m单调递增,且y=+m∈[m,1+m],此时有且仅有一个交点;当m>1时,0<<1,y=(mx-1)2在上单调递增,所以要有且仅有一个交点,需(m-1)2≥1+m⇒m≥3,选B.]
10.(2020·长春模拟)已知函数f(x)=函数g(x)=f(x)-2x恰有三个不同的零点,则实数a的取值范围是( )
A.[-1,1) B.[0,2]
C.[-2,2) D.[-1,2)
解析:D [∵f(x)=
∴g(x)=f(x)-2x=
而方程-x+2=0的解为2,方程x2+3x+2=0的解为-1,-2;若函数g(x)=f(x)-2x恰有三个不同的零点,则解得-1≤a<2,实数a的取值范围是[-1,2).故选D.]
11.(2019·长春质量监测)已知函数f(x)=与g(x)=1-sin πx,则函数F(x)=f(x)-g(x)在区间[-2,6]上的所有零点的和为( )
A.4 B.8
C.12 D.16
解析:D [令F(x)=f(x)-g(x)=0,得f(x)=g(x),在同一平面直角坐标系中分别画出函数f(x)=1+与g(x)=1-sin πx的图象,如图所示.f(x),g(x)的图象都关于点(2,1)对称,结合图象可知f(x)与g(x)的图象在[-2,6]上共有8个交点,交点的横坐标即F(x)=f(x)-g(x)的零点,且这些交点关于直线x=2成对出现,由对称性可得所有零点之和为4×2×2=16,故选D.]
12.(2020·烟台模拟)已知函数y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,且当x∈(-∞,0)时,f(x)+xf′(x)<0成立(其中f′(x)是f(x)的导函数),若a=30.3·f(30.3),b=(logπ3)·f(logπ3),c=·f,则a,b,c的大小关系是( )
A.a>b>c B.c>a>b
C.c>b>a D.a>c>b
- 13 -
解析:B [因为当x∈(-∞,0)时不等式f(x)+xf′(x)<0成立,即[xf(x)]′<0,
所以g(x)=xf(x)在(-∞,0)上是减函数.
又因为函数y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,
所以函数y=f(x)的图象关于点(0,0)对称,
所以函数y=f(x)是定义在R上的奇函数,
所以g(x)=xf(x)是定义在R上的偶函数,
所以g(x)=xf(x)在(0,+∞)上是增函数.
又因为30.3>1>logπ3>0>log3=-2,
2=-log3>30.3>1>logπ3>0,
所以f>30.3·f(30.3)>(logπ3)·f(logπ3),即f>30.3·f(30.3)>(logπ3)·f(logπ3),即c>a>b,故选B.]
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.(2020·福建三明模拟)物体在常温下的温度变化可以用牛顿冷却定律来描述:设物体的初始温度是T0,经过一定时间t(单位:分)后的温度是T,则T-Ta=(T0-Ta)·,其中Ta称为环境温度,h称为半衰期.现有一杯用88 ℃热水冲的速溶咖啡,放在24 ℃的房间中,如果咖啡降到40 ℃需要20分钟,那么此杯咖啡从40 ℃降温到32 ℃时,还需要________分钟.
解析:由已知可得Ta=24,T0=88,T=40,则40-24=(88-24)×,解得h=10.当咖啡从40 ℃降温到32 ℃时,可得32-24=(40-24)×,解得t=10.故还需要10分钟.
答案:10
14.(2020·湖南省四校联考)已知函数f(x)=lg x+x-9在区间(n,n+1)(n∈Z)上存在零点,则n=________.
解析:易知函数f(x)的定义域为(0,+∞),且f(x)在其定义域内单调递增,由零点存在性定理知,若函数f(x)在区间(n,n+1)(n∈Z)上存在零点,则有又f(4)=lg 4+6-9=lg 4-3<0,f(5)=lg 5+-9=lg 5-<0,f(6)=lg 6+9-9=lg 6>0,所以函数f(x)在(5,6)上存在零点,所以n=5.
答案:5
- 13 -
15.(2018·浙江卷)已知λ∈R,函数f(x)=当λ=2时,不等式f(x)<0的解集是________.若函数f(x)恰有2个零点,则λ的取值范围是________.
解析:∵λ=2,
∴f(x)=
当x≥2时,x-4<0得2≤x<4.
当x<2时,x2-4x+3<0,解得1<x<2.
综上不等式的解集为1<x<4.
当y=x2-4x+3有2个零点时,λ>4.
当y=x2-4x+3有1个零点时,y=x-4有1个零点,1<λ≤3.
∴1<λ≤3或λ>4.
答案:(1,4);(1,3]∪(4,+∞)
16.(2019·合肥调研)已知f(x)=(其中a<0,e为自然对数的底数),若g(x)=f[f(x)]在R上有三个不同的零点,则a的取值范围是____________.
解析:
令t=f(x),所以g(x)=f(t),g(x)=f[f(x)]在R上要有三个不同的零点,则f(t)=0必有两解,所以-2≤a<0,所以f(x)的大致图象如图所示,又f(x)的零点为x1=0,x2=-2,所以y=f(t)必有两个零点,t1=-2和t2=0,而x≤a时,f(x)min=a2-4,所以要使y=f(t)的两个零点都存在,则a2-4≤-2,否则t1=-2这个零点就不存在,故a2≤2,所以-≤a<0.
答案:[-,0)
- 13 -
相关文档
- 【数学】2019届一轮复习人教A版(文)2021-06-3023页
- 2018届二轮复习(文)专题二 函数与导2021-06-3046页
- 【数学】2018届一轮复习人教A版笔2021-06-305页
- 2020届二轮复习(理)第2部分专题6解2021-06-304页
- 浙江专用2020高考数学二轮复习专题2021-06-3016页
- 2018届二轮复习函数与导数函数的应2021-06-3016页
- 高考数学复习之挑战压轴题(解答题):函2021-06-3081页
- 专题06 函数与导数(第02期)-2017年高2021-06-3012页
- 2018届二轮复习(文) 函数与导数专题2021-06-3017页
- 高考数学二轮复习专题一集合常用逻2021-06-3045页