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- 2021-06-11 发布
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专题一 集合、常用逻辑用语、不等式、函数与导数
第三讲 基本初等函数、函数与方程及函数的应用
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对基本初等函数的考查形式主要是选择题、填空题,也有可能以解答题中某一小问的形式出现,考查其图象与性质.
2.函数零点主要考查零点所在区间、零点个数的判断以及由函数零点的个数求解参数的取值范围.
3.函数的实际应用常以实际生活为背景,与最值、不等式、导数、解析几何等知识交汇命题.
(对应学生用书P022)
1.(2016·全国卷Ⅲ)已知a=2,b=4,c=25,则( )
A.bb.
∵a=2=(22)=4,c=(25)=(52)=5,∴a0,g(1)=-2<0,g(2)=ln2+1>0,所以a,b存在且唯一,且a∈(0,1),b∈(1,2),从而f(1)0,g(a)<0,即g(a)<00.若存在实数b,使得关于x的方程f(x)=b有三个不同的根,则m的取值范围是________.
[解析] f(x)=当x>m时,f(x)=x2-2mx+4m=(x-m)2+4m-m2,其顶点为(m,4m-m2);当x≤m时,函数f(x)的图象与直线x=m的交点为Q(m,m).①当即03时,函数f(x)的图象如图2所示,则存在实数b满足4m-m20,b>0.
(4)loga(MN)=logaM+logaN,
(5)loga=logaM-logaN,
(6)logaMn=nlogaM,
(7)alogaN=N,
(8)logaN=.其中,a>0且a≠1,b>0且b≠1,M>0,N>0.
2.指数函数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01两种情况:当a>1时,两函数在定义域内都为增函数,当00,且a≠1,函数y=ax与y=loga(-x)的图象可能是图中的( )
[解析] 解法一:因为y=ax与y=logax互为反函数,而y=logax与y=loga(-x)的图象关于y轴对称,根据图象特征可知选B.
解法二:首先,曲线y=ax只可能在x轴上方,曲线y=loga(-x)只可能在y轴左边,从而排除A,C;其次,y=ax与y=loga(-x)的增减性正好相反,排除D,选B.
[答案] B
2.(2017·江西九江七校联考)幂函数f(x)=(m2-4m+4)xm2-6m+8在(0,+∞)上为增函数,则m的值为( )
A.1或3 B.1 C.3 D.2
[解析] 由题意得m2-4m+4=1,m2-6m+8>0,解得m=1,选B.
[答案] B
3.(2017·全国卷Ⅰ)设x,y, 为正数,且2x=3y=5 ,则( )
A.2x<3y<5 B.5 <2x<3y
C.3y<5 <2x D.3y<2x<5
[解析] 设2x=3y=5 =k>1,所以x=log2k,y=log3k, =log5k.因为2x-3y=2log2k-3log3k=-===>0,所以2x>3y;因为3y-5 =3log3k-5log5k=-===<0,所以3y<5 ;因为2x-5 =2log2k-5log5k=-===<0,所以5 >2x.所以5 >2x
>3y.
[答案] D
4.(2017·江西九江七校联考)若函数f(x)=log2(x2-ax-3a)在区间(-∞,-2]上是减函数,则实数a的取值范围是________.
[解析] 由题意得x2-ax-3a>0在区间(-∞,-2]上恒成立且函数y=x2-ax-3a在(-∞,-2]上递减,则≥-2且(-2)2-(-2)a-3a>0,解得实数a的取值范围是[-4,4).
[答案] [-4,4)
指数、对数函数图象与性质的应用技巧
(1)利用指数函数与对数函数的性质比较大小注意两点:
①底数相同、指数不同的幂用指数函数的单调性进行比较;底数相同、真数不同的对数值用对数函数的单调性进行比较.
②底数不同、指数也不同,或底数不同、真数也不同的两个数,可以引入中间量或结合图象进行比较.
(2)对于含参数的指数、对数问题,在应用单调性时,要注意对底数进行讨论,解决对数问题时,首先要考虑定义域,其次再利用性质求解.
考点二 函数的零点
1.函数的零点与方程根的关系
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)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.角度1:确定函数的零点个数或其存在范围
[解析] 当x≤0时,
由f(x)=0,即x2+2017x-2018=0,
得(x-1)(x+2018)=0,
解得x=1(舍去)或x=-2018;
当x>0时,设g(x)=x-2,h(x)=lnx,如图,分别作出两个函数的图象,由图可知,两函数图象有两个交点,所以函数f(x)在x>0时有两个零点.
综上,函数f(x)有3个零点,故选C.
[答案] C角度2:应用零点求参数的值(范围)
[解析] 在平面直角坐标系中作出函数y=f(x)的图象,如图,而函数y=mx-恒过定点,设过点与函数y=lnx的图象相切的直线为l1,切点坐标为(x0,lnx0).因为y=lnx的导函数y′=,所以图中y=lnx的切线l1的斜率为k=,则=,解得x0=,所以k=.又图中l2的斜率为,故当方程f(x)=mx-恰有四个不相等的实数根时,实数m的取值范围是.
[答案]
[探究追问] 将例1-2中“方程f(x)=mx-恰有四个不相等的实数根”改为“方程f(x)=m恰有三个不相等的实数根”,结果如何?
[解析] 在平面直角坐标系中作出函数y=f(x)的图象,如图.函数y=m恒过定点,设过点与函数y=1-x2的图象相切的直线为l1,设切点坐标为(x0,1-x),因为y=1-x2(x≤1)的导函数y′=-2x0,所以切线l1斜率k=-2x0,则-2x0=,解得x0=或x0=2(舍).所以直线l1的斜率为-1,结合图可知,当方程f(x)=m恰有三个不相等的实根时,实数m的取值范围是(-1,0).
[答案] (-1,0)
利用函数零点求参数值(范围)的3种方法
(1)直接法:直接根据题设条件构建关于系数的方程或不等式,再通过解方程或不等式确定参数的值或取值范围.
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数最值问题加以解决.
(3)数形结合法:在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,然后数形结合求解.
[对点训练]
1.[角度1]函数f(x)=+ln的零点所在的大致区间是( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(0,1),(2,3)
[解析] 解法一:求函数f(x)=+ln的零点所在的大致区间,等价于求+ln=0的解所在的大致区间,等价于求=-ln的解所在的大致区间,等价于求=lnx的解所在的大致区间,等价于求y=与y=lnx的图象在(0,+∞)上的交点的横坐标所在的大致区间(如图所示),由图可得,选D.
解法二:由f(x)=+ln可得其定义域为(0,1)∪(1,+∞),且f(x)的单调递减区间为(0,1),(1,+∞),因为f=+ln=+3=>0, f=+ln=+1=<0,所以函数f(x)=+ln在区间(0,1)内有零点.因为f(2)=+ln=2-ln2>0,f(3)=+ln=1-ln3<0,所以函数f(x)=+ln在区间(2,3)内有零点.综上所述,函数f(x)=+ln的零点所在的大致区间为(0,1),(2,3).故选D.
[答案] D
2.[角度2](2017·洛阳统考)已知函数f(x)=|x-2|+1,g(x)=kx.若方程f(x)=g(x)有两个不相等的实根,则实数k的取值范围是( )
A. B.
C.(1,2) D.(2,+∞)
[解析] f(x)=如图,作出y=f(x)的图象,其中A(2,1),则kOA=.
要使方程f(x)=g(x)有两个不相等的实根,则函数f(x)与g(x)的图象有两个不同的交点,由图可知,4,代入B选项,得y=x2-1≈3,代入D选项,得y=x3>8;取x=3,代入A选项,得y=2x+1-1=15,代入B选项,得y=x2-1=8,代入D选项,得y=x3=27,故选B.
[答案] B
3.(2017·开封质检)用长度为24米的材料围成一矩形场地,中间加两道隔墙,要使矩形的面积最大,则隔墙的长度为( )
A.3米 B.4米
C.6米 D.12米
[解析] 设隔墙的长为x(0.故选B.
[答案] B
2.(2017·陕西省宝鸡市高三一检)设函数f(x)=若函数y=f(x)-k有且只有两个零点,则实数k的取值范围是________.
[解析] ∵当x<1时,2-x>;当x≥1时,log2x≥0,依题意函数y=f(x)的图象和直线y=k的交点有两个,∴k>.
[答案]