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文档介绍
2020-2021年新高三数学一轮复习考点 二次函数与幂函数
2020-2021 年新高三数学一轮复习考点 二次函数与幂函数 1.最新考试说明: 1.理解并掌握二次函数的定义、图象及性质,能解决与二次函数性质有关的问题. 【2019 年高考全国Ⅱ卷理数】设函数 ()fx的定义域为 R,满足 ( 1 ) 2 ( )f x f x ,且当 ( 0 ,1]x 时, ( ) ( 1 )f x x x .若对任意 ( , ]xm ,都有 8() 9fx ,则 m 的取值范围是 A. 9, 4 B. 7, 3 C. 5, 2 D. 8, 3 【答案】B 【解析】∵ ( 1 ) 2 ( )f x f x , ()2(1)fxfx .∵ 时, 1()(1)[,0] 4fxxx ; ∴ (1,2 ]x 时, 1 ( 0 ,1]x , 1()2(1)2(1)(2),0 2fxfxxx ; ∴ (2,3]x 时, 1(1,2]x , ( )2(1)4(2)(3)[ 1,0]fxfxxx ,如图: 当 时,由 84(2)(3) 9xx 解得 1 7 3x , 2 8 3x ,若对任意 ,都有 ,则 7 3m .则 m 的取值范围是 .故选 B. 【名师点睛】本题考查了函数与方程,二次函数.解题的关键是能够得到 时函数的解析式,并求 出函数值为 8 9 时对应的自变量的值. 【2017 浙江】若函数 2()f x x ax b 在区间[0,1]上的最大值是 M ,最小值是 m ,则 Mm A.与 a 有关,且与b 有关 B.与 有关,但与 无关 C.与 a 无关,且与 b 无关 D.与 无关,但与 有关 【答案】B 【解析】函数 ()fx的对称轴为 2 ax , ①当 02 a ≤ ,此时 (1)1Mfab , ( 0 )m f b, 1M m a ; ②当 12 a ≥ ,此时 ( 0 )M f b, (1)1mfab , 1M m a ; ③当012 a ,此时 2 ()24 aamfb , (0)M f b或 (1) 1M f a b , 2 4 aMm 或 2 1 4 aMma .综上, Mm 的值与 a 有关,与 b 无关.选 B。 2.结合函数 y=x,y=x2,y=x3,y=x 1 2 , 1y= x 的图象,了解它们的变化情况. 【2020 年高考上海卷 11】已知 aR ,若存在定义域为 R 的函数 ()fx同时满足下列两个条件,①对任意 0xR , 0()fx 的值为 0x 或 0 2x ;②关于 x 的方程 ()f x a 无实数解;则 a 的取值范围为 . 【答案】 ,00,11, 【解析】由 2yx 和 yx 的图象和函数的定义可知,若满足 0fx 的值为 0x 或 2 00fxx ,只有 2000f , 2111f ,结合②可知若方程 fxa 无实数解,则 a , 故答案为: . 【专家解读】本题的特点是函数图象及其性质的应用,本题考查了函数与方程,二次函数图象及其应用, 考查函数与方程思想、数形结合思想,考查数学运算、数学直观、数学建模等学科素养.解题关键是正确 作出函数图象,应用函数图象及其性质解决问题. 【2020 年高考江苏卷 7】已知 ()y f x 是奇函数,当 0x 时, 2 3()f x x ,则 ( 8)f 的值是 . 【答案】 4 【解析】 ()y f x 是奇函数,当 0x 时, 2 3()f x x ,则 2 3(8)(8)84ff . 【专家解读】本题考查了函数的奇偶性,考查数学运算学科素养.解题关键是正确应用函数的奇偶性. 2.命题方向预测: 1.关于幂函数常以 5 种幂函数为载体,考查幂函数的概念、图象与性质,多以小题形式出现,属容易题. 2.二次函数的图象及性质是近几年高考的热点;用三个“二次”间的联系解决问题是重点,也是难点. 3.题型以选择题和填空题为主,若与其他知识点交汇,则以解答题的形式出现. 3.课本结论总结: 二次函数与幂函数 1.二次函数 (1)二次函数解析式的三种形式 ①一般式:f(x)=ax2+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-x1)(x-x2)(a≠0). (2)二次函数的图象和性质 解析式 f(x)=ax2+bx+c(a>0) f(x)=ax2+bx+c(a<0) 图象 定义域 (-∞,+∞) (-∞,+∞) 值域 24 4 ac b a , 24 4 ac b a , 单调性 在 x∈ 2 b a ,- 上单调递减; 在 x∈ 2 b a , 上单调递增 在 x∈ 2 b a , 上单调递减在 x∈ 2 b a ,- 上单调递增 对称性 函数的图象关于 x= 2 b a 对称 2.幂函数 (1)定义:形如 y=xα(α∈R)的函数称为幂函数,其中 x 是自变量,α 是常数. (2)幂函数的图象比较 (3)幂函数的性质比较 特征 函数 性质 y=x y=x2 y=x3 1 2yx y=x-1 定义域 R R R [0,+ ∞) {x|x∈R 且 x≠0} 值域 R [0,+∞) R [0,+ ∞) {y|y∈R 且 y≠0} 奇偶性 奇函数 偶函数 奇函数 非奇非偶 函数 奇函数 单调性 增 x∈[0,+ ∞) 时,增; x∈(-∞,0] 时,减 增 增 x∈(0,+∞) 时, 减;x∈(-∞,0) 时,减 4.名师二级结论: (1)二次函数图象对称轴的判断方法 (i)二次函数 y=f(x)对定义域内所有 x,都有 f(x1)=f(x2),那么函数 y=f(x)的图象关于 x=x1+x2 2 对称。 (ii)二次函数 y=f(x)对定义域内所有 x,都有 f(a+x)=f(a-x)成立的充要条件是函数 y=f(x)的图象关于 直线 x=a 对称(a 为常数)。 (2 幂函数 y=xα 在第一象限的图象特征 (i)α>1 时,图象过(0,0),(1,1),下凸递增,例如 y=x3。 (ii)0<α<1 时,图象过(0,0),(1,1),上凸递增,例如 y=x 1 2 。 (iii)α<0 时,图象过(1,1),下凸递减,且以两条坐标轴为渐近线,例如 y=x-1。 (3)一元二次不等式恒成立的条件 (i)ax2+bx+c>0(a≠0)恒成立的充要条件是 a>0, Δ<0。 (ii)ax2+bx+c<0(a≠0)恒成立的充要条件是 a<0, Δ<0。 5.课本经典习题: (1)新课标 A 版第 70 页,B 组第 2 题 指数函数 xby a 的图象如图所示,求二次函数 2y ax bx的顶点的横坐标的取值范围. 【解析】由图可知指数函数 xby a 是减函数,所以 01b a.而二次函数 2y ax bx的顶点的横坐标 为 1 22 bb aa ,所以 1 022 b a ,即二次函数 2y a x b x的顶点的横坐标的取值范围是 1 02 , . 【经典理由】有效把指数函数和二次函数相结合 (2)新课标 A 版第 822 页,A 组第 10 题 已知幂函数 ()yfx 的图象过点 22 2 ( , ),试求出此函数的解析式,并作出图像,判断奇偶性、单调性. 【分析】根据幂函数的概念设 () nf x x ,将点的坐标代入即可求得 n 值,从而求得函数解析式.要判断函 数的奇偶性我们可以根据函数奇偶性的定义判断函数的奇偶性,判断函数图象在(0,+∞)的单调性,进 而画出函数的图象. 【解析】设 ,因为幂函数 22 2 ( , ), 212,22 n n , 这个函数解析式为 1 2yx .定义域为(0,+∞),它不关于原点对称,所以,y=f(x)是非奇非偶函数. 当 x>0 时,f(x)是单调减函数,函数的图象如图. 【经典理由】本题通过待定系数法求幂函数解析式、解指数方程的解法、奇(偶)函数性、幂函数图象考 查学生对幂函数有关知识的掌握程度和对知识的综合应用能力 6.考点交汇展示: (1)二次函数与概率交汇 例 1.在区间 6,9 内任取一个实数 m ,设 2fxxmxm ,则函数 fx的图像与 x 轴有公共点的 概率等于() A. 8 15 B. 3 5 C. 2 3 D. 11 15 【答案】D 【解析】∵f(x)=﹣x2+mx+m 的图象与 x 轴有公共点,∴△=m2+4m 0,∴m ﹣4 或 m 0, ∴在[﹣6,9]内任取一个实数 m,函数 f(x)的图象与 x 轴有公共点的概率等于 4690 11 9615 . (2)二次函数与三角函数交汇 例 2.若函数 ()sin24sinfxxxmx 在 [ 0 ,2 π ] 上单调递减,则实数 m 的取值范围为( ) A. ( 2 ,2 ) B. [ 2 ,2 ] C. ( 1,1) D.[ 1,1] 【答案】B 【解析】依题意, ()2sincos4sinsin 24sinfxxxxmxxxmx ,所以 22()2(2cos1)4cos4coscos60fxxmxxmx 对 [0,2π]x 恒成立.设 c o s [ 1 ,1 ]tx , 2()46gttmt ,则 ( ) 0gt 在 上恒成立,由二次函数图象得 ( 1 ) 0 , ( 1 ) 0 , g g 即 4 6 0 4 6 0 m m , 解得 22m .故选:B. (3)二次函数与平面向量交汇 例 3.已知圆 O 的半径为 2, P ,Q 是圆 上任意两点,且 POQ60 , AB 是圆 的一条直径,若点 C 满足 1OC OPOQ ( λ R ),则 CA CB 的最小值为( ) A.-1 B.-2 C.-3 D.-4 【答案】C 【解析】因为 2 · · · CO OA CO OB CO CO OA OB OA OBCA CB ,由于圆 的半径为 2 , AB 是圆 的一条直径,所以 0OAOB, 2214 OAOB ,又 60POQ ,所以 22 · 4 1 4 CA CB CO OP OQ , 222 2· 121? · · 4CA CBOPOP OQOQ ·CACB 224 3 3 1 4 4 3 3 21343 24 ,所以,当 1 2 时, 21333 244 min ,故 的最小值为 3434 ,故选 C. (4)幂函数与函数奇偶性交汇 例 4.下列函数既是偶函数,又在 0, 上单调递增的是( ) A. 1 2y x B. 2yx-= C. 3yx D. 4yx 【答案】D 【解析】A 选项,函数 的定义域为 0, ,所以函数 是非奇非偶函数,排除 A;B 选项,幂 函数 在 0, 上单调递减,排除 B;C 选项,函数 的定义域为 R , 3 3xx ,所以函数 是奇函数,排除 C;D 选项,函数 的定义域为 ,且 4 4xx,所以函数 是偶函数; 又由幂函数的性质可得,幂函数 在 上单调递增,故 D 正确; (5)二次函数与不等式交汇 例 5.【2017 天津,理 8】已知函数 2 3,1, () 2 ,1. xxx fx xxx 设 a R ,若关于 x 的不等式 ( ) | | 2 xf x a 在 R 上恒成立,则 a 的取值范围是 (A) 47[ ,2 ]16 (B) 4 7 3 9[ , ] 1 6 1 6 (C) [ 2 3,2 ] (D) 39[ 2 3, ] 16 【答案】 A 222222 xx xx (当 2x 时取等号),所以 232 a ,综上 47 216 a .故选 A. 【考点分类】 热点 1 幂函数、 1.函数 4 3yx 的图像大致是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 4 3 43y x x , 该函数的定义域为 R ,所以排除 C;因为函数为偶函数,所以排除 D; 又 4 13 , 4 3yx 在第一象限内的图像与 2yx= 的图像类似,排除 B. 4.已知幂函数 37mfxxmN 的图象关于 y 轴对称,且与 x 轴、 轴均无交点,则 m 的值为( ) A. 1 B.0 C.1 D.2 【答案】C 【解析】由题意可得:370m且 37m 为偶数, mN , 解得 7 3m ,且 为偶数, , ∴ 1m . 故选:C. 3.若 0<a<b<1,x=ab,y=ba,z=bb,则 x、y、z 的大小关系为( A.x<z<y B.y<x<z C.y<z<x D.z<y<x 【答案】A 【解析】因为 01ab ,故 () xfxb 单调递减;故 aby b z b ,幂函数 () bgxx 单调递增; 故 bbx a z b ,则 、 、 z 的大小关系为: xzy ;故选:A 热点 2 二次函数 1.若函数 2 43yxx 的定义域为 0, t ,值域为 3 ,1 ,则t 的取值范围是( ) A. 0, 4 B. 3 ,32 C. 2, D. 2, 4 【答案】D 【解析】如图 令 2 43y f x x x ,则 0 3, 4 3, 2 1f f f ,又定义域为 0, t ,值域为 3,1 所以 2 ,4t ,故选:D 2.设函数 ln , 0() ( 1), 0x xxfx e x x ,若方程 2 1[()()0 1] 6fxafx 有六个不等的实数根,则实数 a 可取 的值可能是( ) A. 2 3 B. 或 1 C.1 D. 或 2 【答案】B 【解析】当 0x 时, 1xfxex ,则 ()(1)(2) xxxfxexeex ,由 0fx 得 20x , 即 2x 时, fx单调递减,由 0fx 得 20x ,即 20x 时, 单调递增,当 2x 时, 取得极小值 2 1(2)f e , (0 ) 1f ,作出 的图象如图: 由图象可知当 01fx时,有三个不同的 x 与 对应,设 t f x ,方程 有六个不等的实数根,所以 2 1 016t at 在 0,1t 内有两个不等的实根,设 2 1() 16g ttat , 所以 2 1 016(0)0 1(1)0 10117160 1 2164016012 012 g g a a aa a ,则实数 a 可能是 2 3 或 1. 3. 已知函数 2( ) 1f x x m x ,若对于任意的 ,1x m m都有 ( ) 0fx ,则实数 m 的取值范围 为 . 【答案】 2( ,0) 2 【解析】据题意 22 2 ()10, (1)(1)(1)10, fmmm fmmmm 解得 2 02 m . 【方法规律】 1.二次函数在闭区间上的最值与抛物线的开口方向、对称轴位置、闭区间三个要素有关; 2.常结合二次函数在该区间上的单调性或图象求解,在区间的端点或二次函数图象的顶点处取得最值.二次 函数、二次方程、二次不等式之间可以相互转化.一般规律(1)在研究一元二次方程根的分布问题时,常借 助于二次函数的图象数形结合来解,一般从①开口方向;②对称轴位置;③判别式;④端点函数值符号四 个方面分析.(2)在研究一元二次不等式的有关问题时,一般需借助于二次函数的图象、性质求解. 3.幂函数 y=xα 的图象与性质由于 α 的值不同而比较复杂,一般从两个方面考查 (1)α 的正负:α>0 时,图象过原点和(1,1),在第一象限的图象上升;α<0 时,图象不过原点,在第一 象 限的图象下降,反之也成立. (2)曲线在第一象限的凹凸性:α>1 时,曲线下凸;0<α<1 时,曲线上凸;α<0 时,曲线下凸. 4.二次函数、二次方程、二次不等式间相互转化的一般规律: (1)在研究一元二次方程根的分布问题时,常借助于二次函数的图象数形结合来解,一般从:①开口方向; ②对称轴位置;③判别式;④端点函数值符号四个方面分析. (2)在研究一元二次不等式的有关问题时,一般需借助于二次函数的图象、性质求解. 5.幂函数 y=xα(α∈R)图象的特征 α>0 时,图象过原点和(1,1),在第一象限的图象上升;α<0 时,图象不过原点,在第一象限的图象下降, 反之也成立. 【解题技巧】 1.做二次函数类型题是注意数形结合的应用,画出函数的草图能帮助我们理清思路 2.二次函数中如果含有参数,往往要进行分类讨论 3.对于函数 y=ax2+bx+c,要认为它是二次函数,就必须满足 a≠0,当题目条件中未说明 a≠0 时,就要 讨论 a=0 和 a≠0 两种情况. 4.幂函数的图象一定会出现在第一象限内,一定不会出现在第四象限,至于是否出现在第二、三象限内, 要看函数的奇偶性;幂函数的图象最多只能同时出现在两个象限内;如果幂函数图象与坐标轴相交,则交 点一定是原点. 【易错点睛】 1.注意幂函数与指数函数的联系与区别 2.幂函数的增减与α的关系 3.对于函数 y=ax2+bx+c,要认为它是二次函数,就必须满足 a≠0,当题目条件中未说明 a≠0 时,就要 讨论 a=0 和 a≠0 两种情况. 例 如图是函数 m nyx (m、n∈N*,m、n 互质)的图象,则下列判断正确的是________. ①m、n 是奇数,且 m n <1 ②m 是偶数,n 是奇数且 m n >1 ③m 是偶数,n 是奇数且 m n <1 ④m 是奇数,n 是偶数且 m n >1 解析:将分数指数式化为根式 y= n mx ,由定义域为 R,值域为[0,+∞)知 n 为奇数,m 为偶数,又由幂函 数 y=xα,当 α>1 时,图象在第一象限的部分下凸,当 0<α<1 时,图象在第一象限的部分上凸,故③ 正确.答案:③ 【易错点】幂函数的单调性和 a 有关,注意 a 与 0 和 1 的比较 【热点预测】 1.若 1 2( ) (log 1) mf x m x 为幂函数,则 ( 3 )f ( ) A. 3 B. 3 3 C.9 D. 1 9 【答案】C 【解析】由题意 2log 1 1m, 1m ,∴ 2()fxx ,∴ (3)9f . 2.函数 2 231f xaxax 在区间 4, 上递增,则实数 a 的取值范围是( ) A. 0,1 B. 0,1 C. ,1 D. 1, 【答案】A 【解析】当 0a 时, 61f x x 在区间 4, 上递增,满足条件;当 0a 时,若函数 2 231fxaxax 在区间 上递增,则 0 2342 a a a ,解得 0 ,1a ,综上所述,实 数 a 的取值范围是 0,1 ,故选 A. 3.若 1xy,则下列一定成立的是( ) A. 11( ) ( )24 xy B. 11( ) ( )24 xy C. 11 24xy D. 11 24xy 【答案】C 【解析】因为 211()42 y y ,由 ,但并不清楚 ,2xy之间大小关系,所以 11( ) ,( )24 xy大小关系不明 确,则 A,B 不对,因为 11 24 yy,由 ,所以 xy,有 1 2y x 在 0, 单调递增,所以 ,故 C 正确,D 错误 4.已知函数 logayxb的大致图象如下图,则幂函数 b ayx 在第一象限的图象可能是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】由 l o g ay x b的图象可知, 1 log (1 ) 0 log (2 ) 0 a a a b b ,所以 1 0 1 1 21 a b b ,得 1a , 01b, 所以 01b a,所以幂函数 b ayx 在第一象限的图象可能为 B . 5.满足 11 33(1)(32)mm 的实数 m 的取值范围是( ). A. 23,32 B. 23, 1,32 C. 2 ,3 D. 23(,1), 32 【答案】D 【解析】幂函数 1 3yx 在(0, ) 为减函数,且函数值为正,在( ,0) 为减函数,且函数值为负, 等价于 3 2 0 1 3 2 m mm 或 10 1 3 2 m mm 或 3 2 0 10 m m ,解得 23 32m或 m 或 1m ,所以不等式的解集为 . 6.已知幂函数 的图象过点 ,则函数 在区间 上的最小值是( ) A. B. 0 C. D. 【答案】B 【解析】由题设 ,故 在 上单调递增,则当 时取最小值 ,应选答案 B. 7.已知函数 f(x)=x2-2x+4 在区间[0,m](m>0)上的最大值为 4,最小值为 3,则实数 m 的取值范围是( ) A.[1,2] B.(0,1] C.(0,2] D.[1,+∞) 【答案】A 【解析】作出函数的图象如图所示,从图中可以看出当 1≤m≤2 时,函数 f(x)=x2-2x+4 在区间[0,m](m>0) 上的最大值为 4,最小值为 3。 8.【2017 山东,理 10】已知当 0 ,1x 时,函数 21y m x的图象与 y x m的图象有且只有一个 交点,则正实数 m 的取值范围是 (A) 0,123, (B) 0 ,1 3 , (C) 0,223, (D) 0 , 2 3 , 【答案】B 【解析】试题分析:当 01m时, 1 1m , 2( 1)y m x 单调递减,且 22(1)[(1),1]ymxm , y x m单调递增,且 [,1]yxmmm ,此时有且仅有一个交点;当 1m 时, 101m , 在 1[ ,1 ]m 上单调递增,所以要有且仅有一个交点,需 2(1)13mmm 选 B. 9.已知函数 2 2,2, 2,2, xx fx xx 函数 2gxbfx ,其中 bR ,若函数 yfxgx 恰有 4 个零点,则 b 的取值范围是( ) (A) 7 ,4 (B) 7, 4 (C) 70, 4 (D) 7 ,24 【答案】D 【解析】由 2 2,2, 2,2, xx fx xx 得 2 2 2 , 0 (2 ) ,0 xx fx xx , 所以 2 2 2 , 0 ( ) (2 ) 4 2 , 0 2 2 2 ( 2) , 2 x x x y f x f x x x x x x x , 即 2 2 2, 0 ( ) (2 ) 2, 0 2 5 8, 2 x x x y f x f x x x x x , ( ) ( ) ( ) (2 )y f x g x f x f x b ,所以 恰有 4 个零点等价于方程 ( ) (2 ) 0f x f x b 有 4 个不同的解,即函数 yb 与函数 ()(2)yfxfx 的图象的 4 个公共点,由图象可知 7 24 b. 8 6 4 2 2 4 6 8 15 10 5 5 10 15 10.已知函数 是定义在实数集 上的以 2 为周期的偶函数,当 时, .若直线 与函数 的图像在 内恰有两个不同的公共点,则实数 的值是( ) A. 或 ; B.0;C.0 或 ; D.0 或 . 【答案】D 【解析】根据已知可得函数 2( )(2 ) ,[21,21),fxxkxkkkZ ,在直角坐标系中作出它的图象, 如图,再作直线 yxa,可见当直线 yxa与抛物线 2yx 相切时,或者直线 yxa过原点时, 符合题意,此时 1 4a 或 0a . 11.【2019 年高考天津文数】已知函数 2 , 0 1, () 1 , 1. xx fx xx 若关于 x 的方程 1( ) ( )4f x x a a R 恰有两个互异的实数解,则 a 的取值范围为 A. 59,44 B. 59,44 C. 59, {1}44 D. 59, {1}44 【答案】D 【解析】作出函数 2,01, () 1 ,1 xx fx xx 的图象,以及直线 1 4yx ,如图, 关于 x 的方程 1()() 4fxxaa R 恰有两个互异的实数解,即为 ()yfx 和 1 ()4yxaa R 的图 象有两个交点,平移直线 ,考虑直线经过点 ( 1 , 2 ) 和 ( 1 , 1 ) 时,有两个交点,可得 9 4a 或 5 4a , 考虑直线 与 1y x 在 1x 时相切, 21 14ax x,由 2 10a ,解得 1a ( 1 舍去),所以 a 的取值范围是 59,149 .故选 D. 【名师点睛】根据方程实数根的个数确定参数的取值范围,常把其转化为曲线的交点个数问题,特别是其 中一个函数的图象为直线时常用此法. 12.已知不等式 对于 恒成立,则 的取值范围是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】不等式 对于 恒成立,等价于 对于 恒 成立,令 ,则 , 在 上恒成立, , 时, , ,故 的取值范围是 .故选 C. 13.已知 ()fx为幂函数,且满足 (8) 2(2 ) f f ,若 ( 1) 1fm,则实数 m 的取值范围是_________. 【答案】 1, 2 【解析】设 () af x x= , 32(8)8 2222(2)2 a aaa a f f ,解得 1 2a , 1 2()f x x,且函数 在 [0 , ) 上单调递增, 1 2(1)(1)1fmm , 11 10 m m … ,解得 [1,2 )m 。 14.若方程 x2+(k-2)x+2k-1=0 的两根中,一根在 0 和 1 之间,另一根在 1 和 2 之间,则实数 k 的取值 范围是____________. 【答案】 12( , )23 【解析】设 f(x)=x2+(k-2)x+2k-1,由题意知 00 10 20 f f f 即 2 1 0 3 2 0 4 1 0 k k k 解得 1 2查看更多
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