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- 2021-07-01 发布
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一、回扣教材,纠错例析
2.函数与导数
[要点回扣]
1.函数的定义域
求函数的定义域,关键是依据含自变量x的代数式有意义来列出相应的不等式(组)求解,如开偶次方根、被开方数一定是非负数;对数式中的真数是正数;列不等式时,应列出所有的不等式,不应遗漏.对抽象函数,只要对应关系相同,括号里整体的取值范围就完全相同.
[对点专练1] 函数的定义域是________.
[答案]
2.换元法注意问题
用换元法求解析式时,要注意新元的取值范围,即函数的定义域问题.
[对点专练2] 已知f(cosx)=sin2x,则f(x)=________.
[答案] 1-x2(x∈[-1,1])
3.分段函数
分段函数是在其定义域的不同子集上,分别用不同的式子来表示对应关系的函数,它是一个函数,而不是几个函数.
[对点专练3] 已知函数f(x)=
则f=________.
[答案]
4.函数的奇偶性
判断函数的奇偶性,要注意定义域必须关于原点对称,有时还要对函数式化简整理,但必须注意使定义域不受影响.
[对点专练4] f(x)=是________函数(填“奇”“偶”或“非奇非偶”).
[答案] 奇
5.函数奇偶性的性质
(1)奇函数在关于原点对称的区间上若有单调性,则其单调性完全相同;偶函数在关于原点对称的区间上若有单调性,则其单调性恰恰相反.
(2)若f(x)为偶函数,则f(-x)=f(x)=f(|x|).
(3)若奇函数f(x)的定义域中含有0,则必有f(0)=0.故“f(0)=0”是“f(x)为奇函数”的既不充分也不必要条件.
[对点专练5] 若函数f(x)=xln(x+)为偶函数,则a=________.
[答案] 1
6.函数的单调区间
求函数单调区间时,多个单调区间之间不能用符号“∪”和“或”连接,可用“及”连接,或用“,”隔开.单调区间必须是“区间”,而不能用集合或不等式代替.
[对点专练6] 函数f(x)=的减区间为____________________
____________________________________________________.
[答案] (-∞,0),(0,+∞)
7.函数图象的几种常见变换
(1)平移变换:左右平移——“左加右减”(注意是针对x而言);上下平移——“上加下减”.
(2)翻折变换:f(x)→|f(x)|;f(x)→f(|x|).
(3)对称变换:①证明函数图象的对称性,即证图象上任意点关于对称中心(轴)的对称点仍在图象上;
②函数y=f(x)与y=-f(-x)的图象关于原点成中心对称;
③函数y=f(x)与y=f(-x)的图象关于直线x=0(y轴)对称;函数y=f(x)与函数y=-f(x)的图象关于直线y=0(x轴)对称.
[对点专练7] 函数y=|log2|x-1||的递增区间是________.
[答案] [0,1),[2,+∞)
8.函数的周期性
(1)f(x)=f(x+a)(a>0),则f(x)的周期T=a;
(2)f(x+a)=(f(x)≠0)或f(x+a)=-f(x),则f(x)的周期T=2a.
[对点专练8] 对于函数f(x)定义域内任意的x,都有f(x+2)=-,若当21时,(0,+∞);当00且a≠1).
(2)导数的四则运算:(u±v)′=u′±v′;
(uv)′=u′v+uv′;′=(v≠0).
(3)复合函数的导数:yx′=yu′·ux′.
如求f(ax+b)的导数,令u=ax+b,则
(f(ax+b))′=f′(u)·a.
[对点专练12] f(x)=,则f′(x)=________.
[答案]
13.利用导数判断函数的单调性
设函数y=f(x)在某个区间内可导,如果f′(x)>0,那么f(x)在该区间内为增函数;如果f′(x)<0,那么f(x)在该区间内为减函数;如果在某个区间内恒有f′(x)=0,那么f(x)在该区间内为常函数.
注意:如果已知f(x)为减函数求字母取值范围,那么不等式f′(x)≤0恒成立,但要验证f′(x)是否恒等于0.增函数亦如此.
[对点专练13] 函数f(x)=ax3-x2+x-5在R上是增函数,则a的取值范围是________.
[答案] a≥
14.函数的极值
导数为零的点并不一定是极值点,例如:函数f(x)=x3,有f′(0)=0,但x=0不是极值点.
[对点专练14] 函数f(x)=x4-x3的极值点是________.
[答案] x=1
15.定积分
运用微积分基本定理求定积分f(x)dx值的关键是用求导公式逆向求出f(x)的原函数.
[对点专练15] 计算定积分(x2+sinx)dx=________.
[答案]
[易错盘点]
易错点1 函数概念不清致误
【例1】 已知函数f(x2-3)=lg,则f(x)的定义域为________.
[错解] 由>0,得x>2或x<-2.
∴函数f(x)的定义域为{x|x>2或x<-2}.
[错因分析] 没有得分的原因是将f(x2-3)的定义域与f(x)的定义域等同起来了.事实上,f(x2-3)=lg与f(x)是两个不同的函数,它们有不同的法则和定义域,造成错误的原因在于未弄清函数的概念.
[正解] 由f(x2-3)=lg,设x2-3=t,则x2=t+3,因此f(t)=lg.
∵>0,即x2>4,∴t+3>4,即t>1.
∴f(x)的定义域为{x|x>1}.
求函数定义域,首先应弄清函数的特征或解析式.
[对点专练1]
(1)设函数f(x)=若f[f(a)]=-,则实数a=( )
A.4 B.-2
C.4或- D.4或-2
(2)已知g(x)=1-2x,f[g(x)]=(x≠0),则f(2)的值为________.
[解析] (1)当a=4时, f[f(a)]=f(1)=-,符合题意,排除B;当a=-2时, f[f(a)]=f=-2,不符合题意,排除D;当a=-时,f[f(a)]=f(-2)=-,符合题意,排除A,故选C.
(2)由g(x)=1-2x=2,得x=-.
故f(2)==3.
[答案] (1)C (2)3
易错点2 忽视函数的定义域致误
【例2】 函数y=log(x2-5x+6)的单调递增区间为________.
[错解] 令U=x2-5x+6,则U=x2-5x+6在上是减函数,∴y=log(x2-5x+6)的单调递增区间是
[错因分析] 忽视了函数定义域,应加上条件x2-5x+6>0.
[正解] 由x2-5x+6>0知{x|x>3或x<2}.
令u=x2-5x+6,
则u=x2-5x+6在(-∞,2)上是减函数,
∴y=log(x2-5x+6)的单调递增区间为
(-∞,2).
在研究函数问题时,不论什么情况,首先要考虑函数的定义域,这是研究函数的最基本原则.
[对点专练2]
(1)若f(x)=lg(x2-2ax+1+a)在区间(-∞,1]上递减,则a的取值范围是( )
A.[1,2) B.[1,2]
C.[1,+∞) D.[2,+∞)
(2)已知函数f(x)=,则f(ln3)=________.
[解析] (1)令g(x)=x2-2ax+1+a,由题意可知,,即,解得1≤a<2,故选A.
(2)f(ln3)=f(ln3+1)=eln3+1=e,故填e.
[答案] (1)A (2)e
易错点3 忽视二次项系数为0致误
【例3】 函数f(x)=(k-1)x2+2(k+1)x-1的图象与x轴只有一个交点,则实数k的取值集合是________.
[错解] 由题意知Δ=4(k+1)2+4(k-1)=0.
即k2+3k=0,解得k=0或k=-3.
∴k的取值集合是{-3,0}.
[错因分析] 未考虑k-1=0的情况而直接令Δ=0求解导致失解.
[正解] 当k=1时,f(x)=4x-1,其图象与x轴只有一个交点.
当k≠1时,由题意得Δ=4(k+1)2+4(k-1)=0,
即k2+3k=0,解得k=0或k=-3.
∴k的取值集合是{-3,0,1}.
对多项式函数或方程、不等式,如果含有参数,一定首先考虑最高次项系数为0的情况.
[对点专练3]
(1)函数f(x)=mx2-2x+1有且仅有一个正实数的零点,则实数m的取值范围是________.
(2)不等式2kx2+kx-<0,对一切实数x恒成立,则k的取值范围是________.
[解析] (1)当m=0时,x=为函数的零点.当m≠0时,若Δ=0,即m=1时,x=1是函数唯一的零点;若Δ≠0,显然函数x=0不是函数的零点,这样函数有且仅有一个正实数零点等价于方程mx2-2x+1=0有一个正根和一个负根,即<0,即m<0.综上,m∈(-∞,0]∪{1}.
(2)当k=0时,适合题意;由即
得-30⇒x<或x>2,f′(x)<0⇒0,即a<(x≥2)恒成立,
又≥,故a<,所以a的取值范围是.
[错因分析] 求函数的单调递增区间就是解导数大于零的不等式,受此影响,容易认为函数f(x)的导数在区间[2,+∞)上大于零,忽视了函数的导数在[2,+∞)上个别的点处可以等于零,这样的点不影响函数的单调性.
[正解] 由题意,知f′(x)=3x2-2ax-3,
令f′(x)≥0(x≥2)恒成立,得a≤(x≥2)恒成立.
记t(x)=,当x≥2时,t(x)是增函数,
所以t(x)min=×=,所以a∈.
经检验,当a=时,函数f(x)在[2,+∞)上是增函数.
由单调性求参数范围时,要用f′(x)≥0(或f′(x)≤0),否则易漏解.
[对点专练6]
(1)若函数f(x)=alnx-x在区间(0,2)上单调递增,则有( )
A.a=2 B.a≤2
C.0f′(x)成立,则( )
A.3f(ln2)>2f(ln3)
B.3f(ln2)=2f(ln3)
C.3f(ln2)<2f(ln3)
D.3f(ln2)与2f(ln3)的大小不确定
[解析] (1)由于f′(x)=-1,故据题意可得x∈(0,2)时f′(x)=-1≥0恒成立,即a≥x恒成立,故只需a≥2,选D.
(2)令g(x)=,则g′(x)=<0,所以函数g(x)在R上单调递减,又ln2
g(ln3),即>,即3f(ln2)>2f(ln3),故选A.
[答案] (1)D (2)A
易错点7 定积分与面积转化不清致误
【例7】 曲线y=sinx与x轴在区间[0,2π]上所围部分的面积为________.
[错解] 分两部分,在[0,π]上有sinxdx=2,在[π,2π]上有sinxdx=-2,因此所求面积S=2+(-2)=0.
[错因分析] 面积应为各部分的绝对值的代数和,也就是第二部分的积分不是阴影部分的面积,而是面积的相反数.所以,不应该将两部分直接相加.
[正解] S=sinxdx+=2+2=4.
在x轴上方曲边梯形的面积等于函数的积分,在x轴下方曲边梯形的面积等于函数积分的相反数.
[对点专练7]
(1)函数f(x)=的图象与x轴所围成的封闭图形的面积为________.
(2)直线y=x与抛物线y=x-x2所围图形的面积等于________.
[解析]
[答案] (1)4 (2)