2020届二轮复习函数与基本初等函数(二)学案(全国通用)

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文档介绍

2020届二轮复习函数与基本初等函数(二)学案(全国通用)

年 级: 辅导科目:数学 课时数:3 课 题 函数与基本初等函数(二) 教学目的 教学内容 第三节 函数的奇偶性 (一)高考目标 考纲解读 1.结合具体函数,了解函数奇偶性的含义; 2.会运用函数图像理解和研究函数的奇偶性. 考向预测 1.函数的奇偶性是函数的一个重要性质,为高考中的必考知识点. 2.常与函数的概念、图像、单调性、对称性等综合考查. (二)课前自主预习 知识梳理 1.函数的奇偶性 图像关于原点对称的函数叫作 奇函数 f(x)满足 图像关于 y 轴对称的函数叫作 偶函数 f(x)满足 当函数 f(x)是奇函数或偶函数时,称函数具有 (三)基础自测 1.下列函数中,在其定义域内既是奇函数又是减函数的是 (  ) A.y=-x3,x∈R      B.y=sinx,x∈R C.y=x,x∈R D.y=( 1 2 )x,x∈R [答案] A [解析] y=sinx 在 R 上不单调,y=( 1 2 )x 不是奇函数,y=x 为增函数,故 B、C、D 均错. 2.(教材改编题)下面四个结论中,正确命题的个数是(  ) ①偶函数的图像一定与 y 轴相交; ②函数 f(x)为奇函数的充要条件是 f(0)=0; ③偶函数的图像关于 y 轴对称; ④既是奇函数,又是偶函数的函数一定是 f(x)=0(x∈R). A.1 B.2 C.3 D.4 [答案] A [解析] ①错误,如函数 f(x)=1 x2是偶函数,但其图像与 y 轴没有交点;②错误,因为奇函数的定义域可能不包 含 x=0;③正确;④错误,既是奇函数又是偶函数的函数可以为 f(x)=0,x∈(-a,a). 3.(2018·上海宝山模拟)已知函数 f(x)=ax2+bx+3a+b 是偶函数,且其定义域为[a-1,2a],则(  ) A.a=1 3,b=0 B.a=-1,b=0 C.a=1,b=0 D.a=3,b=0 [答案] A [解析] 由 f(x)=ax2+bx+3a+b 为偶函数,得 b=0.又定义域为[a-1,2a],∴(a-1)+2a=0,∴a=1 3. 4. (2009·重庆理)若 f(x)= 1 2x-1+a 是奇函数,则 a=______. [答案]  1 2 [解析] 考查函数的奇偶性. ∵f(x)为奇函数,∴f(-1)=-f(1),即 1 2-1-1+a=- 1 2-1-a,∴a= 1 2. (四)典型例题 1.命题方向:奇偶性的判定 [例 1] 判断下列函数的奇偶性 (1)f(x)=(x-1) 1+x 1-x; (2)f(x)= lg(1-x2) |x-2|-2 ; (3)f(x)=Error!; (4)f(x)= 3-x2+ x2-3; (5)f(x)=x2-|x-a|+2. [解析] (1)由 1+x 1-x≥0,得定义域为[-1,1),关于原点不对称,故 f(x)为非奇非偶函数. (2)由Error!得定义域为(-1,0)∪(0,1),这时 f(x)= lg(1-x2) -(x-2)-2=- lg(1-x2) x , ∵f(-x)=- lg[1--x2] -x = lg1-x2 x =-f(x).∴f(x)为奇函数. (3)当 x<0 时,-x>0,则 f(-x)=(-x)2-(-x)=x2+x=f(x) 当 x>0 时,-x<0 则 f(-x)=(-x)2+(-x)=x2-x=f(x) ∴对任意 x∈(-∞,0)∪(0,+∞)都有 f(-x)=f(x),故 f(x)为偶函数. 另解:1°画函数 f(x)=Error!的图像.图像关于 y 轴对称,故 f(x)为偶函数. 2°f(x)还可写成 f(x)=x2-|x|,故为偶函数. (4)由Error!得 x=- 3或 x= 3 ∴函数 f(x)的定义域为{- 3, 3} 又∵对任意的 x∈{- 3, 3},f(x)=0. ∴f(-x)=f(x)=-f(x) (5)函数 f(x)的定义域为 R 当 a=0 时 f(x)=f(-x) ∴f(x)是偶函数 当 a≠0 时 f(a)=a2+2,f(-a)=a2-2|a|+2 f(a)≠f(-a) 且 f(a)+f(-a)=2(a2-|a|+2)=2(|a|- 1 2)2+ 7 2≠0 ∴f(x)是非奇非偶函数. [点评] 第一,求函数定义域,看函数的定义域是否关于原点对称,若不对称,则该函数为非奇非偶函数.第二, 若定义域关于原点对称,函数表达式能化简的,则对函数进行适当的化简,以便于判断,化简时要保持定义域不改变; 第三,利用定义进行等价变形判断.第四,分段函数应分段讨论,要注意据 x 的范围取相应的函数表达式或利用图像 判断. 跟踪练习 1 判断函数 f(x)= 16-x2 |x+5|-5的奇偶性. [解析] 由题意知Error!解得-4≤x<0 或 0-2t2+k. 即对一切 t∈R 有 3t2-2t-k>0.从而判别式 Δ=4+12k<0,解得 k<- 1 3. 解法 2:由(1)知 f(x)= -2x+1 2x+1+2,又由题设条件得 -2t2-2t+1 2t2-2t+1+2+ -22t2-k+1 22t2-k+1+2<0, 即(22t2-k+1+2)(-2t2-2t+1)+(2t2-2t+1+2)·(-22t2-k+1)<0. 整理得 23t2-2t-k>1,因底数 2>1,故 3t2-2t-k>0. 上式对一切 t∈R 均成立,从而判别式 Δ=4+12k<0,解得 k<- 1 3. 跟踪练习 2 已知函数 f(x)=1- 4 2ax+a(a>0 且 a≠1)是定义在(-∞,+∞)上的奇函数. (1)求 a 的值; (2)求函数 f(x)的值域; (3)当 x∈(0,1]时,tf(x)≥2x-2 恒成立,求实数 t 的取值范围. [解析] (1)∵f(x)是定义在(-∞,+∞)上的奇函数,即 f(-x)=-f(x)恒成立,∴f(0)=0. 即 1- 4 2 × a0+a=0,解得 a=2. (2)∵y=2x-1 2x+1,∴2x=1+y 1-y, 由 2x>0 知1+y 1-y>0,∴-10,且|x1|<|x2|,则有(  ) A.f(-x1)+f(-x2)>0 B.f(x1)+f(x2)<0 C.f(-x1)-f(-x2)>0 D.f(x1)-f(x2)<0 [答案] D [解析] ∵x1<0,x2>0,|x1|<|x2|,∴0<-x1f(2)=e2-e-2 2 >0, 因此 g(0)0 时,f(x)=x+4 x,且当 x∈[-3,-1]时,n≤f(x)≤m 恒成立,则 m-n 的最小 值是________. [分析] 该题综合考查了函数的性质(单调性和奇偶性),要求考生有一定的分析能力. [答案] 1 [解析] 因为函数 f(x)=x+4 x在(0,2)上为减函数,在[2,+∞)上为增函数,则当 x∈[1,3]时,4≤f(x)≤5.又函数 y=f(x) 为偶函数,故当 x∈[-3,-1]时,4≤f(x)≤5,则 m-n 的最小值是 1. 第四节 幂函数 (一)高考目标 考纲解读 1.了解幂函数的概念. 2.结合函数 y=x, , 的图像,了解它们的变化情况. 考向预测 1.常以 5 种幂函数为载体,考查幂函数的概念、图像与性质. 2.多以小题形式出现,常与函数性质、二次函数、方程、不等式交汇命题. 2 3,y yx x= = 11 2,y yx x−= = (二)课前自主预习 知识梳理 1.幂函数概念 形如 (a∈R)的函数称为幂函数,其中 x 是 ,a 为 . 2.幂函数的图像 (以 y=x, , 为例). 3.幂函数的图像和性质 (1)所有的幂函数在 都有定义,并且图像都过点 . (2 a)>0 时,幂函数的图像通过原点,并且在区间[0,+∞)上是 . (3) a <0 时幂函数的图像在区间(0,+∞)上是 .在第一象限内,当 x 从右边趋向于原点时,图 像在 y 轴右方无限地逼近 ,当 x 趋于+∞时,图像在 x 轴上方无限地逼近 . (4)当α为奇数时,幂函数为 ;当α为偶数时,幂函数为 . 4.这 5 个具体幂函数的性质 函数特征 性质 y=x 定义域 R R R {x|x≥0} {x|x≠0} 值域 R {y|y≥0} R {y|y≥0} {y|y≠0} 奇偶性 奇 偶 奇 非奇非偶 奇 在第一 象限单调 性 在第一象限单 调递增 在第一象限单 调递增 在第一象限单 调递增 在第一象限单 调递增 在第一象限单 调递减 定点 (0,0) (1,1) (0,0) (1,1) (0,0) (1,1) (0,0) (1,1) (1,1) (三)基础自测 1.(教材改编题)在函数 y= 1 x2,y=2x2,y=x2+x,y=1 中,幂函数的个数为 (  ) A.0    B.1 C.2 D.3 [答案] B [ 解析]  依据幂函数的定义,y =2x2 的系数不是 1 ,y =x2 +x 是两个函数的和的形式,y =1 也不同于 y = x0(x≠0),因此这三个都不是幂函数,只有 y= 1 x2符合. 2.(2010·陕西宝鸡期末)函数 是 (  ) A.奇函数,并且在(0,+∞)上为增函数 B.偶函数,并且在(-∞,0)上为减函数 ay x= 2 3,y yx x= = 11 2,y yx x−= = 2y x= 3y x= 1 2y x= 1y x−= 4 5y x= C.奇函数,并且在(0,+∞)上为减函数 D.偶函数,并且在(-∞,0)上为增函数 [答案] B [解析]  =5 x4,x∈R,且满足 f(-x)=f(x),故为偶函数.又 4 5>0,所以在第一象限内的图像是单调 递增,因此在(-∞,0)上为减函数 3.下列各组函数中,定义域相同的是( ) A. 与 B. 与 C. 与 D. 与 [答案] B [解析]选项 A 中,y= 中 x>0,y= 中 x R;选项 C,y= 中 x 0, y= 中,x R,选项 D 中, y= 中 X≠0,而 中 x>0,故选 B. 4.下列命题: ①幂函数的图像都经过点(1,1)和点(0,0); ②幂函数的图像不可能在第四象限; ③n=0 时,函数 y=xn 的图像是一条直线; ④幂函数 y=xn,当 n>0 时是增函数; ⑤幂函数 y=xn,当 n<0 时,在第一象限内函数值随 x 值的增大而减小 其中正确的是 (  ) A.①④ B.④⑤ C.②③ D.②⑤ [答案] D [解析] y=xα在α<0 时,图像不过(0,0),故①错,n=0 时,y=x0 表示除去(0,1)点的直线,故③错;y=xn, 在 n>0 时是增函数没有指明单调区间,如 y= 在(-∞,0)上是增函数是错误的,由幂函数的图像性质知②⑤正 确 5.已知点( 3 3 ,3 3)在幂函数 f(x)的图像上,则 f(x)是__________函数(填“奇”或“偶”). [答案] 奇 [解析]设 f(x)= ,则 = ,即 = ,故 a=-3.因此 ,故 f(x)是奇函数。 (四)典型例题 1.命题方向:幂函数的定义 [例 1] 已知 f(x)=(m2+2m) ,m 为何值时,f(x)是: (1)正比例函数?(2)反比例函数? (3)二次函数?(4)幂函数? (5)在(4)的条件下,满足在(0,+∞)上单调递增? [分析] (1)(2)(3)(4)分别用相应函数的定义来确定 m 的值,(5)中则需考查幂函数的性质与幂指数之间的关系 [解析] (1)若 f(x)为正比例函数,则 4 5y x= 4y x−= 1 3y x= 3 2y x−= 12 2y x x−= + 3 2y x= 2 3y x= 1y x−= 1 2y x−= 4x− 1 3x ∈ 3 2x ≥ 2 3x ∈ 1x− 1 2y x−= ax 3 3 a      3 3 1 23 a− 3 23 3( )f x x−= 2 1mmx + − Error!⇒m=1. (2)若 f(x)为反比例函数,则Error!⇒m=-1. (3)若 f(x)为二次函数,则 Error!⇒m= -1 ± 13 2 . (4)若 f(x)为幂函数,则 m2+2m=1.∴m=-1± 2. (5)由(4)得 m=-1± 2. 当 m=-1+ 2时,m2+m-1=1- 2,f(x)=x1- 2在(0,+∞)上单调递减,不合题意; 当 m=-1- 2时,m2+m-1=1+ 2,f(x)=x1+ 2在(0,+∞)上单调递增. 综上,m=-1- 2. [点评] 本题考查各种函数的概念,需要根据相应函数的定义列出等式或不等式,并结合函数性质求出参数的值, 同时分清哪种条件下的函数是幂函数. 跟踪练习 1 如果幂函数 y=(m2-3m+3) 的图像不过原点,则 m 的取值是 (  ) A.-1≤m≤2 B.m=1 C.m=2 D.m=1 或 m=2 [答案] D [解析] 由幂函数的定义,m2-3m+3=1,所以 m=1 或 m=2.又图像不过原点,所以 m2-m-2≤0, 解得-1≤m≤2.综上,m=1 或 m=2. 2.命题方向:幂函数的图像及其应用 [例 2] 点( 2,2)在幂函数 f(x)的图像上,点(-2,1 4)在幂函数 g(x)的图像上. (1)求 f(x),g(x)的解析式; (2)问当 x 取何值时有: ①f(x)>g(x);②f(x)=g(x);③f(x)1 或 x<-1 时,f(x)>g(x); ②当 x=1 或 x=-1 时,f(x)=g(x); ③当-1(1-b)b. (五)思想方法点拨 幂函数性质的理解 1.当α>0 时,幂函数 y=xα有下列性质: ①图像都过点(0,0)(1,1); ②在第一象限内,函数值随 x 的增大而增大; ③在第一象限内,过(1,1)点后,图像向右上方无限伸展. 2.当α<0 时,幂函数 y=xα有下列性质: ①图像都通过点(1,1); ②在第一象限内,图像向上与 y 轴无限地接近,向右与 x 轴无限地接近; ③在第一象限内,过(1,1)点后,|α|越大,图像下落的速度越快. 3.(1)幂函数中既有奇函数,又有偶函数,也有非奇非偶函数. (2)作函数 y=xα的图像时,一般依据上述性质作出第一象限的图像,而后依据函数的奇偶性作出 x<0 的图像即 可. (3)幂函数的图像无论α取何实数,其必经过第一象限,且一定不不经过第四象限. (六)课后强化作业 一、选择题 1.如图所示函数图像中,表示 的是(  ) [答案] D [解析] 因为 2 3∈(0,1),所以 的图像是抛物线型,且在第一象限图像上凸,又函数 是偶函数,故图 像应为 D. 2.(2018·中山模拟)给出下列三个等式:f(xy)=f(x)+f(y),f(x+y)=f(x)f(y),f(x+y)=f(x)+f(y),下列函数中不满足 任何一个等式的是(  ) A.f(x)=3x B.f(x)=xα C.f(x)=log2x D.f(x)=kx(k≠0) [答案] B [解析] f(x)=3x 满足 f(x+y)=f(x)·f(y);f(x)=log2x 满足 f(xy)=f(x)+f(y);f(x)=kx 满足 f(x+y)=f(x)+f(y), 而 f(x)=xα 不满足任何一个等式. 3.函数 y=(m2-m-1)xm2-2m-3 是幂函数且在 x∈(0,+∞)上为减函数,则实数 m 的值为(  ) A.-1 或 2 B.1 ± 5 2 C.2 D.-1 2 3y x= 2 3y x= 2 3y x= [答案] C [解析] 因为 y=(m2-m-1)xm2-2m-3 是幂函数且在(0,+∞)上是减函数, 所以Error!解得 m=2. 4.设 n∈{-2,-1,-1 2,1 3,1 2,1,2,3},则使得 f(x)=xn 为奇函数,且在(0,+∞)上单调递减的 n 的个数是(  ) A.0 B.1 C.2 D.3 [答案] B [解析] 只有当 n=-1 时,f(x)=xn 为奇函数,且在(0,+∞)上单调递减. 5.(2010·安徽文)设 , , 则 a,b,c 的大小关系是(  ) A.a>c>b B.a>b>c C.c>a>b D.b>c>a [答案] A [解析] 该题考查幂函数和指数函数的性质. 对 b 和 c,考查指数函数 y=(2 5)x,单调递减.故 < ,即 bc, ∴a>c>b,故选 A. 6.若集合 A={y︳ ,-1≤x≤1},B={y|y=( 1 2 )x,x ≤ 0},则 A∩B=(  ) A.(-∞,1) B.[-1,1] C.∅ D.{1} [答案] D [解析]  在-1≤x≤1 时,有-1≤y≤1;y=( 1 2 )x,在 x≤0 时,有 y≥1,∴A∩B={1}. 7.(文)(09·山东)给出命题:若函数 y=f(x)是幂函数,则函数 y=f(x)的图像不过第四象限.在它的逆命题、否命题、 逆否命题三个命题中,真命题的个数是(  ) A.3    B.2     C.1     D.0 [答案] C [解析] 原命题正确,故其逆否命题正确,逆命题是假命题,故否命题也为假.所以真命题个数为 1. (理)函数 (n∈N 且 n>9)的图像可能是(  ) 2 53( )5 a = 3 52( )5 b = 2 52( )5 c = 3 52( )5 2 52( )5 y = 2 5x 2 53( )5 2 52( )5 y = 1 3x y = 1 3x 9 ny x= [答案] C [解析] ∵f(-x)= = =f(x),∴函数为偶函数,图像关于 y 轴对称,故排除 A、B.令 n=18,则 y= , 当 x≥0 时,y= ,由其在第一象限的图像知选 C. 8.把函数 f(x)=x 3-3x 的图像 C1 向右平移 u 个单位长度,再向下平移 v 个单位长度后得到图像 C2,若对任意 u>0, 曲线 C1 与 C2 至多只有一个交点,则 v 的最小值为(  ) A.2 B.4 C.6 D.8 [答案] B [解析] ∵f(x)=x3-3x,∴f′(x)=3(x2-1),令 f′(x)=0,得 x=±1. ∴x∈(-∞,-1)时,f′(x)>0,f(x)在(-∞,-1)上为增函数; x∈(-1,1)时,f′(x)<0,f(x)在(-1,1)上为减函数; x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)在(1,+∞)上为增函数. 故 f(x)极大值=f(-1)=2,f(x)极小值=f(1)=-2. 图像 C2 是由图像 C1 向右平移 u 个单位长度,向下平移 v 个单位长度所得到.当图像 C2 的极大值点与 C1 的极小值 点重合时,v 有最小值,如图所示,即 v 的最小值为 4. 二、填空题 9.(2018·南通模拟)已知幂函数 f(x)=k·x α 的图像过点( 1 2, 2 2 ),则 k+α=________. [答案] 3 2 [解析] f(x)=k·xα 是幂函数,所以 k=1,由幂函数 f(x)的图像过点( 1 2, 2 2 ),得 α=1 2,则 k+α=3 2. 10.若 ,则它们的大小关系是________. [答案] c
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