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文档介绍
数学经典易错题会诊与高考试题预测3
高考数学经典易错题会诊(三) 考点-3 函数 (2) 二次函数的图象和性质的应用 指数函数与对数函数的图象和性质的应用 函数的应用 二次函数闭区间上的最值的问题 三个“二次”的综合问题 含参数的对数函数与不等式的综合问题 经典易错 会诊 命题角度1 二次函数的图象和性质的应用 1.(典型例题)已知向量a=(x2,x+1),b=(1-x,t)若函数f(x)=ab在区间(-1,1)上是增函数,求t 的取值范围. [考场错解] 依定义f(x)=x2(1-x)+t(x+1)=-x3+x2+tx+t,则f′(x)=-3x2-2x+t. 若f(x)在(-1,1)上是增函数,则在(-1,1)上恒有f′≥0t>3x2-2x在区间(-1,1)上恒成立.设g(x)= 3x2-2x=3(x-)2-,∴当x=时,[g(x)]min=- ∴t≥-即t的取值范围是[-,+∞]. [专家把脉] 上面解答由t≥3x2-2x在区间(-1,1)上恒成立得t大于或等于3x2-2x的最小值是错误的.因为若t≥[g(x)]min只能说存在一个x的值能使t≥3x2-2x成立,但不能保证x在(-1,1)上的每一个值都能使t≥3x2-2x成立.因而t应大于或等于g(x)在(-1,1)上的最大值. [对症下药] 解法1:依定义f(x)=x2(1-x)+t(x+1)=-x3+x2+tx+t.则f′(x)=-3x2+2x+t(-1,1)上是增函数,则f′(x)=-3x2+2x+t≥0在 (-1,1)上恒成立,即t≥3x2-2x在(-1,1)上恒成立. 设g(x)=3x2-2x=3(x-)2-.∵对称轴为x=.∴g(x)0)之间表示的是一条河流,河流的一侧河岸(x轴)是一条公路,公路上的公交车站P(x,0)随时都有公交车来往.家住A(0,a)的某学生在位于公路上B(2a,0)处的学校就读,每天早晨学生都要从家出发,可以先乘船渡河到达公路上公交车站,再乘公交车去学校,或者直接乘船渡河到达公路上B(2a,0)处的学校.已知船速为v0(v0>0),车速为2v0(水流速度忽略不计). (Ⅰ)设该学生从家出发,先乘船渡河到达公路上的站P(x,0),再乘公交车去学校,请用x来表示他所用的时间t; 答案:设该学生从家出发,先乘船渡河到达公路上的车站P(x,0),再乘公交车去学校,则他所用的时间 t=f(x)= 29 (Ⅱ)若≤x≤a,请问该学生选择哪种上学方式更加节约时间,并说明理由.(取=1.414,=2.236) 答案:若该学生选择先乘船渡河到达公路上的车站p(x,0),再乘公交车去学校,则他所用的时间为 直接乘船渡河到达公路上B(2a,0)处的学校所用的时间 因为,所以该学生选择先乘船再坐公交车上学更加节约时间. 答:该同这选择先乘船再坐公交车上学更加节约时间。 探究开放题预测 预测角度 1 二次函数闭区间上的最值的问题 1.已知函数f(x)=ax2+(2a-1)x+1在[-,2]上的最大值为3,求实数a的值. [解题思路] 根据f(x)的最大值可能产生在抛物线段的端点或顶点处,分别令f(-)=3.f(2)=3和f=3,再一一检验后决定取舍a的值. [解答] f(x)=a(x+)2+1-. (1)令f(-)=[f(x)]max=3 (2)令f(-)=[f(x)]max=3,∴a=-. 有f(x)= (3)令f(2)=3 ∴[f(x)]max=f(2)=3.符合题意. 综上:a=-或a=. 2.已知f(x)是定义域为R的奇函数,当x≥0时,f(x)=2x-x2. (1)求f(x)的解析式; 29 (2)是否存在实数a、b(a≠b)使f(x)在[a,b]上的值域为[],若存在,求a和b,若不存在,说明理由. [解题思路] (1)运用奇函数性质可求出f(x)在x≤0上的解析式; (2)利用已知[a,b],[]得a、b的符号,再运用二次函数在区间上的单调性列出a、b的方程组可解得a、b的值. [解答] (1)设x<0,则-x>0,由当x≥0时,f(x)=2x-x2且f(x)为奇函数,得f(-x)=-2x-x2, ∴f(x)=-f(-x)=-(-2x-x2)=2x+x2 ∴f(x) (2) ① 由0<a<b,∵(f)=2x-x2=-(x-1)2+1≤1, 又∵f(x)在[a,b]上值域为[],∴≤1,即a≥1, 即1≤a<b,而f(x)=-(x-1)2+1在[1,b] 上为减函数.因此:可知a、b为方程2x-x2=的两根,将此方程化为x3-2x2+1=0,(x3-x2)-(x2-1)=0,(x-1)(x2-x-1)=0,x1=1,x2=,x3=(舍),∴a=1,b=. ②若a<b<0,∵f(x)=2x+x2=(x+1)2-1≥-1.又∵f(x)为[a,b]上值域为[],∴≥-1,即b≤-1,即a<b≤-1.而f(x)=(x+1)2-1在[a,-1]上为减函数,因此可知a、b为方程2x+x2=的两根,将此方程化为x3+2x2-1=0(x+1)(x2-x-1)=0 ∴x1=-1,x2=-,x3=(舍),∴ 29 a=-,b=-1. 综合①,②知存在实数a,b,使f(x)在[a,b]上的值域为[],有a=1,b=或a=-1或b-. 3.已知二次函数f(x)=ax2+bx+c和一次函数g(x)=-bx,其中a、b、c∈R,且满足a>b>c,f(1)=0. (1)证明:函数f(x)与g(x)的图像交于不同的两点A、B; (2)若函数F(x)=f(x)-g(x)在[2,3]上的最小值为9,最大值为21,试求a、b的值. (3)求线段AB在x轴上的射影A1B1的长的取值范围. [解题思路](1)证△>0;(2)利用二次函数的单调性求解;(3)将|A1B1|的长度表示为的函数,利用二次函数数闭区间上的最值求解. [解答] (1)由g(x)=-bx与f(x)=ax2+bx+c得ax2+2bx+c=0.∵f(1)=a+b+c=0,a>b>c∴a>0,c<0,从而△=b2-4ac>0,即函数f(x)与g(x)的图像交于不同的两点. (2)c=-a-b,a>b>c.即a>c=-a-b,得2a>-b,-<2.知F(x)=ax2+2bx+c=a(x+)2+c-在[2,3]上为增函数.∴[f(x)]max=F(3)=8a+5b =21,[F(x)]min=F(2)=3a+3b=9,解得a=2,b=1. (3)设方程F(x)=ax2+2bx+c=0的两根为x1、x2,得|A1B1|2=(x1+x2)2-4x1x2=4[()2+] 由a>b>c,b=-a-c,得a>-a-c>c,∴∈(-2,) 设|A1B1|2=h()=4[()2+]的对称轴为x=-,h=()在∈(-2,)上是减函数. ∴|A1B1|2∈(3,12),得|A1B1|∈(). 预测角度 2 三个“二次”的综合问题 1.已知二次函数f(x)=ax2+bx+1(a,b∈R,且a>0),设方程f(x)=x的两个实根为x1和x2, (1)如果x1<2-1. 29 (2)如果|x1|<2,|x2-x1|=2,求b的取值范围. [解题思路] (1)由二次函数的图像找出方程f(x)=x的两根x1、x2满足x1<2 0,由x1<2 0即故x0= (2)由g(x)=ax2+(b-1)x+1=0知x1x2=>0,∴x1,x2同号, ① 若0 2 ∴g(2)=4a+2b-1<0,又|x2-x1|==4,得2a+1=(a>0,负根舍去),代入上式得2<3-2b,解得b<. ②若-2 . 故b的取值范围是(-∞, )∪(+∞). 2.设二次函数f(x)=ax2+bx+c(a,b,c∈R,a≠0)满足条件: ①当x∈R,f(x-4)=f(2-x),且f(x)≥x; ②当x∈(0,2)时,f(x)≤; ③f(x)在R上的最小值为0. (1)求f(x)的表达式; (2)求最大的m(m>1),使得存在t∈R,只要x∈就有f(x+t)≤x恒成立. [解题思路] (1)本小题是利用二次函数的概念,性质求出其解析式.(2)本小题涉及到两个参变量t与m的讨论,可利用二次不等式在闭区间上恒成立的解题思路求解. [解答] (1)方法一 因为f(x-4)=f(2-x),所以函数f(x)的图像关于x=-1对称.所以-=-1,b=2a,由条件③,x=-1时,丁y=0得a-b+c=0. 由①得,f(1)≥1,由条件②,得f(1)≤1,所以f(1)=1即a+b+c=1. 即a+b+c=1. 29 ∴∴f(x)=. 方法二 ∵f(x-4)=f(2-x),x∈R, ∴函数f(x)的图像的对称轴为x=-1. 由条件③,f(x)在R上的最小值为0, 可知,函数f(x)的图像是开口向上,顶点位于点(-1,0)的抛物线,故不妨设f(x)=a(x+1)2,(a>0).由条件①f(x)≥x,x∈R,当x=1时f(1)≥1. 由条件②,f(x)≤x∈(0,2),当x=1时,有f(1)≤1. ∴f(1)=1,从而a= 方法三 同解法1,可判断f(x)图像的对称轴为x=-1,且f(-1)=0.∴b=2a,a-b+c=0.即b=2a,c=a,故f(x)=ax2+2ax+a 由条件①,f(x)≥x对一切x∈R恒成立. 即ax2+(2a-1)x+a≥0,x∈R恒成立..由条件②,f(x)≤,x∈(0,2) 令(a-)x2+(2a-)x+(a-)由上a (2)方法一 假设存在t,只要x∈[1,m]就有f(x+t≤x,即f(x+t)-x≤0,x2+2(t-1)x+(t+1)2≤0对一切x∈[1,m]恒成立. 不妨设G(x)=x2+2(t-1)x+(t+1)2 则对x∈[1,m],都有G(x)≤0, 故 设h(t)=t2+(2+2m)t+(m-1)2即在区间[-4,0]上存在实数t,使h(t)≤0成立.由图像得,h(-4)≤01 0;②当|x|≤2时,有|f(x)|≤2;③当|x|≤1时,f(x)最大值为2,求f(x)的解析式. [解题思路] (1)利用△<0证明;(2)用反证法证明;(3)借助二次函数图像进行分类讨论.(4)利用不等式性质推出-2≤f(0)≤-2得f(0)=-2,再借助最值可求得a,b,c值. [解答] (1)∵f(x)的图像与y=x是公共点 △=(2b-1)2-16ac=4b2-16bc+1-4b<0 同理由f(x)的图像与y=-x公共点得4b2-16ac+1+4b<0二式相加得4ac-a2> (2)若a=0,则c=0,∴f(x)=2bx [f(x)]max=4|b|= [f(x)]min-4|b|= ∴a≠0,则若||>2 ∴区间[-2,2]在对称轴x=-的左侧式右侧 ∴f(x)在[-2,2]上是单调函数 [f(x)]max=4|b|= [f(x)]min=-4|b|= 也是不可能的 ∴≤2 (3)f(x)=a(x+)2+3- ∵a<0∴[f(x)]max=3- ∴当3->5,即-8- ∴M(a)是方程ax2+8x+3=-5的较大根 M(a)= 因此当且仅当a=-8时,M(a)取最大值 (4)f(x)=2ax+2b ∵a>0 ∴[f′(x)]max=2a+2b=2 ∴a+b=1 -2≤f(0)=4c=4a+4b+4c-4(a+b)=f(2)-4≤2-4=-2 ∴4c=-2.∴c=- 又|f(x)|≤2 ∴f(x)=-2=f(0) ∴f(x)在x=0处取到最小值且0∈[-2,2] ∴- ∴b=0 从而a=1∴f(x)=x2-2. 预测角度 3 含参数的对数函数与不等式的综合问题 1.已知函数f(x)=log2(x+1),当点(x,y)在y=f(x)图像上运动时,点P( ,2y)在函数y=g(x)的图像上运动. (1)求y=g(x)的解析式; (2)当t=4,且x∈[0,1]时,求g(x)-f(x)的最小值; (3)若在x∈[0,1]时恒有g(x)>f(x)成立,求t的取值范围. [解题思路] (1)用相关点法;(2)设F(x)=g(x)-f(x)用基本不等式可求得F(x)的最小值.(3)先由g(x)>f(x)转化为一元二次不等式在x∈[0,1]上恒成立,然后利用二次函数图像和性质可求得参数t的取值范围. [解答] (1)令x′=,y′=2y,点(x,y)在y=g(x);图像上,则=log2(2x′+t). 即y′=2log2(2x′+t) ∴g(x)=2log2(2x+t). (2)当t=4时,g(x)=2log2(2x+4). ∴F(x)=g(x)-f(x)=2log2(2x+4)log2(x+1)=log2=log2[4(x+1)++8]≥4. 当且仅当4(x+1)=时,即x=0时,[f(x)]min=4. (3)由g(x)>f(x),即2log2(2x+t)>log2(x+1),在x∈[0,1]时恒成立,即 29 (x)=4x2+4(t-1)x+t2-1>0在[0,1]上恒成立.即即1<t≤或t> 综合,得t>1. 即满足条件t的取值范围是(1,+∞) 2.设函数f(x)=ax+3a(a>0且a≠1)的反函数为y=f-1(x),已知函数y=g(x)的图像与函数y=f-1(x)的图像关于点(a,0)对称. (1)求函数y=g(x)的解析式; (2)是否存在实数a,使当x∈[a+2,a+3]时,恒有|f-1(x)-g(-x)|≤1成立?若存在,求出a的取值范围;若不存在,说明理由. [解题思路] (1)先求反函数f-1(x)再用相关点法可求得y=g(x)的解析式;(2)可将原不等式转化为一元二次不等式在[a+2,a+3]上恒成立,利用二次函数图像和性质可判断是否存在实数a. [解答] 由f(x)=ax+3a易得f-1(x)=loga(x-3a) 由题设的点对称可得 g(a+x)+f-1(a-x)=0 则g(x)=-loga(-x-a)(x<-a) (2)假设存在适合题意的实数a 则|f-1(x)-g(-x)|=loga(x-3a)+loga(x-a)|=|loga(x2-4ax+3a2)|≤1. 即-1≤loga(x2-4ax+3a2)≤1 (x>3a) 又∵x∈(a+2,a+3),∴应有a+2>3a, ∴02a. ∴函数h(x)=x2-4ax+3a2在[a+2,a+3]上为增函数,函数H(x)=loga(x2-4ax+3a2)在[a+2,a+3]上为减函数,从而:[H(x)]max=H(a+2)=loga(4-4a) [H(x)]min=H(a+3)=loga(9-6a) 于是目标不等式等价于 解得00且a≠1)的定义域和值域都是[0,1].则a等于 ( ) A. B. C. D.2 答案: D解析:(1)若a>1时值域为[0,loga2], ∴loga2=1⇒a=2. 当00,ex<1⇒ex<0. ∴定义域为(-∞,0). 8 把下面不完整的命题补充完整,并使之成为真命题. 若函数f(x)=3+log2x的图像与g(x)的图像关于__________对称,则函数g(x)=__________. (注:填上你认为可以成为真命题的一种情形即可,不必考虑所有可能的情形). 答案:解析:如①x轴,-3-log2x;②y轴,3+log2(-x)③原点,-3-log2(-x).④y=x,2x-3 9 若函数f(x)=loga(x2-ax+3)在区间(-∞,)上是减函数,求a的取值范围. 29 答案:解析:f(x)=loga[x-],由3上loga(x2-ax+3)是减函数,且底数a>1,∴a∈(1,2). 10 设函数f(x)=x2+2bx+c(c0. ∴f(m-4)的符号为正. 11 已知函数f(x)=|x-a|,g(x)=x2+2ax+1(a为正常数)且函数f(x)与g(x)的图像在y轴上的截距相等. (1)求a的值; 答案:由题意f(0)=g(0), ∴|a|=1,又a>0, ∴a=1. (2)求函数f(x)+g(x)的单调增区间. 答案: f(x)+g(x)=|x-1|+x2+2x+1当事人x≥1时f(x)+g(x)=x2+3x=2它在[1,+ ∞]上单调递增. 当x<1时,f(x)+g(x)=x2+x+2= 综上单调递增区间为 12 已知f(x)=ax2+bx+c,其中a∈N,b,c∈Z. (1)若b>2a,在[-1,1]上是否存在x使得|f(x|>b成立. 答案:由b>2a,得,则f(x)在[-1,1]上递增且b>0,由|f(x)|>b,得f(x)>b或f(x)<-b.假设x存在,则必有f(1)>b或f(-1)<-b,即a+b+c>b或a-b+c<-b,则a+c<0或a+c>0, 即a+c≠0. 故当a+c=0时,符合题设条件的x不存在; 当a+c≠0 时,符合题设条件的x必存在 (2)当方程f(x)-x=0的根在(0,1)内时,试求a的最小值. 答案:设g(x)=f(x)-x=0的两根为x1,x2.则g(x)=a(x-x1)(x-x2),由于g(0).g(1)=a2x1x2(1-x1)(1-x2)≤a2 29 其中,当x1=x2= 由于方程的根在(0,1)间,则g(0)>0,g(1)>0.又已知a,b,c为整数,则g(0)=c≥1.g(1)=a+b-1+c≥1. 则 13 校食堂改建一个开水房,计划用电炉或煤炭烧水,但用煤时也要用电鼓风及时排气,用煤烧开水每吨开水费用S元,用电 炉烧开水每吨开水费用为P元,S=5m+0.8n+5,P=10.8n+20.其中m为每吨煤的价格,n为每百度电的价格;如果烧煤时的费用不超过用电炉时的费用,则用煤烧水;否则就用电炉烧水. (1)如果两种方法烧水费用相同,试将每吨煤的价格表示为每百度电价的函数; 答案:解(1)由题意知:S=P,可得m=2n+4 (2)已知现在每百度电价不低于50元,那么当每吨煤的最高价不超过多少元时可以选择用煤? 答案:当S≤P,可得m≤2n+4 ∵n≥50 2n+4的取值区间为[115,133] ∴m的最大值为133即每吨煤的最高价不超过133元时,选择用煤. 14 设f(x)=(-1 查看更多
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