7、)在R上單調(diào)遞減,
則
?≤a≤.
如圖所示,在同一坐標(biāo)系中作出函數(shù)y=|f(x)|和y=2-x的圖象.
由圖象可知,在[0,+∞)上,|f(x)|=2-x有且僅有一個(gè)解.故在(-∞,0)上,|f(x)|=2-x同樣有且僅有一個(gè)解.當(dāng)3a>2,即a>時(shí),由x2+(4a-3)x+3a=2-x(其中x<0),得x2+(4a-2)x+3a-2=0(其中x<0),
則Δ=(4a-2)2-4(3a-2)=0,解得a=或a=1(舍去);
當(dāng)1≤3a≤2,即≤a≤時(shí),由圖象可知,符合條件.
綜上所述,a∈∪.故選C.
點(diǎn)評(píng) 函數(shù)圖象的交點(diǎn)、函數(shù)零點(diǎn)、方程的根三者之間可互相轉(zhuǎn)化,解題的宗旨就是
8、函數(shù)與方程的思想.方程的根可轉(zhuǎn)化為函數(shù)零點(diǎn)、函數(shù)圖象的交點(diǎn),反之函數(shù)零點(diǎn)、函數(shù)圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)問題也可轉(zhuǎn)化為方程根的問題.
變式訓(xùn)練1 已知定義在R上的函數(shù)f(x)滿足:f(x)=且f(x+2)=f(x),g(x)=,則方程f(x)=g(x)在區(qū)間[-5,1]上的所有實(shí)根之和為( )
A.-5 B.-6 C.-7 D.-8
答案 C
解析 g(x)===2+,由題意知函數(shù)f(x)的周期為2,則函數(shù)f(x),g(x)在區(qū)間[-5,1]上的圖象如圖所示:
由圖象知f(x)、g(x)有三個(gè)交點(diǎn),故方程f(x)=g(x)
在x∈[-5,1]上有三個(gè)根xA、xB、xC,xB=-3,
9、=-2,xA+xC=-4,∴xA+xB+xC=-7.
題型二 函數(shù)與方程思想在不等式中的應(yīng)用
例2 定義域?yàn)镽的可導(dǎo)函數(shù)y=f(x)的導(dǎo)函數(shù)為f′(x),滿足f(x)>f′(x),且f(0)=1,則不等式<1的解集為( )
A.(-∞,0) B.(0,+∞)
C.(-∞,2) D.(2,+∞)
答案 B
解析 構(gòu)造函數(shù)g(x)=,則g′(x)==.由題意得g′(x)<0恒成立,所以函數(shù)g(x)=在R上單調(diào)遞減.又g(0)==1,所以<1,即g(x)<1,所以x>0,所以不等式的解集為(0,+∞).故選B.
點(diǎn)評(píng) 不等式恒成立問題的處理方法
在解決不等式恒成立問題時(shí),一
10、種最重要的思想方法就是構(gòu)造適當(dāng)?shù)暮瘮?shù),利用函數(shù)的圖象和性質(zhì)解決問題.同時(shí)要注意在一個(gè)含多個(gè)變量的數(shù)學(xué)問題中,需要確定合適的變量和參數(shù),從而揭示函數(shù)關(guān)系,使問題更明朗化.一般地,已知存在范圍的量為變量,而待求范圍的量為參數(shù).
變式訓(xùn)練2 已知f(x)=log2x,x∈[2,16],對(duì)于函數(shù)f(x)值域內(nèi)的任意實(shí)數(shù)m,則使x2+mx+4>2m+4x恒成立的實(shí)數(shù)x的取值范圍為( )
A.(-∞,-2]
B.[2,+∞)
C.(-∞,-2]∪[2,+∞)
D.(-∞,-2)∪(2,+∞)
答案 D
解析 ∵x∈[2,16],∴f(x)=log2x∈[1,4],即m∈[1,4].
不等
11、式x2+mx+4>2m+4x恒成立,
即為m(x-2)+(x-2)2>0恒成立,
設(shè)g(m)=(x-2)m+(x-2)2,
則此函數(shù)在[1,4]上恒大于0,
所以即
解得x<-2或x>2.
題型三 函數(shù)與方程思想在數(shù)列中的應(yīng)用
例3 已知數(shù)列{an}是首項(xiàng)為2,各項(xiàng)均為正數(shù)的等差數(shù)列,a2,a3,a4+1成等比數(shù)列,設(shè)bn=++…+(其中Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和),若對(duì)任意n∈N*,不等式bn≤k恒成立,求實(shí)數(shù)k的最小值.
解 因?yàn)閍1=2,a=a2·(a4+1),
又因?yàn)閧an}是正項(xiàng)等差數(shù)列,故d≥0,
所以(2+2d)2=(2+d)(3+3d),
得d=2或d=
12、-1(舍去),
所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=2n.
因?yàn)镾n=n(n+1),
bn=++…+
=++…+
=-+-+…+-
=-==.
令f(x)=2x+ (x≥1),
則f′(x)=2-,當(dāng)x≥1時(shí),f′(x)>0恒成立,
所以f(x)在[1,+∞)上是增函數(shù),
故當(dāng)x=1時(shí),f(x)min=f(1)=3,
即當(dāng)n=1時(shí),(bn)max=,
要使對(duì)任意的正整數(shù)n,不等式bn≤k恒成立,
則須使k≥(bn)max=,所以實(shí)數(shù)k的最小值為.
點(diǎn)評(píng) 數(shù)列問題函數(shù)(方程)化法
數(shù)列問題函數(shù)(方程)化法與形式結(jié)構(gòu)函數(shù)(方程)化法類似,但要注意數(shù)列問題中n的取值范圍為正
13、整數(shù),涉及的函數(shù)具有離散性特點(diǎn),其一般解題步驟為:
第一步:分析數(shù)列式子的結(jié)構(gòu)特征.
第二步:根據(jù)結(jié)構(gòu)特征構(gòu)造“特征”函數(shù)(方程),轉(zhuǎn)化問題形式.
第三步:研究函數(shù)性質(zhì).結(jié)合解決問題的需要,研究函數(shù)(方程)的相關(guān)性質(zhì),主要涉及函數(shù)單調(diào)性與最值、值域問題的研究.
第四步:回歸問題.結(jié)合對(duì)函數(shù)(方程)相關(guān)性質(zhì)的研究,回歸問題.
變式訓(xùn)練3 設(shè)Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,(n+1)Sn<nSn+1(n∈N*).若<-1,則( )
A.Sn的最大值是S8 B.Sn的最小值是S8
C.Sn的最大值是S7 D.Sn的最小值是S7
答案 D
解析 由條件得<,即<,所以an<an+
14、1,所以等差數(shù)列{an}為遞增數(shù)列.
又<-1,所以a8>0,a7<0,即數(shù)列{an}前7項(xiàng)均小于0,第8項(xiàng)大于零,所以Sn的最小值為S7,故選D.
題型四 函數(shù)與方程思想在解析幾何中的應(yīng)用
例4 橢圓C的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)O,焦點(diǎn)在y軸上,短軸長(zhǎng)為,離心率為,直線l與y軸交于點(diǎn)P(0,m),與橢圓C交于相異兩點(diǎn)A,B,且=3.
(1)求橢圓C的方程;
(2)求m的取值范圍.
解 (1)設(shè)橢圓C的方程為+=1 (a>b>0),
設(shè)c>0,c2=a2-b2,
由題意,知2b=,=,所以a=1,b=c=.
故橢圓C的方程為y2+=1,即y2+2x2=1.
(2)①當(dāng)直線l的斜率不存
15、在時(shí),也滿足=3,此時(shí)m=±.
②當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)直線l的方程為y=kx+m (k≠0),l與橢圓C的交點(diǎn)坐標(biāo)為A(x1,y1),B(x2,y2),
由得(k2+2)x2+2kmx+(m2-1)=0,
Δ=(2km)2-4(k2+2)(m2-1)
=4(k2-2m2+2)>0,(*)
x1+x2=,x1x2=.
因?yàn)椋?,所以-x1=3x2,
所以則3(x1+x2)2+4x1x2=0,
即3·2+4·=0,
整理得4k2m2+2m2-k2-2=0,
即k2(4m2-1)+2m2-2=0,
當(dāng)m2=時(shí),上式不成立;
當(dāng)m2≠時(shí),k2=,
由(*)式,得k2>2m
16、2-2,又k≠0,
所以k2=>0,
解得-10或Δ≥0中,即可求出目標(biāo)參數(shù)的取值范圍.
第五步:回顧反思.在研究直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問題時(shí),無(wú)論題目中有沒有涉及求參數(shù)的取值范圍,都不能忽視了判別式對(duì)某些量的制約,這是求解這類問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié).
變式訓(xùn)練4 已知點(diǎn)F1(-c,0
17、),F(xiàn)2(c,0)為橢圓+=1(a>b>0)的兩個(gè)焦點(diǎn),點(diǎn)P為橢圓上一點(diǎn),且·=c2,則此橢圓離心率的取值范圍是____________.
答案
解析 設(shè)P(x,y),則·=(-c-x,-y)·
(c-x,-y)=x2-c2+y2=c2,①
將y2=b2-x2代入①式解得x2=
=,又x2∈[0,a2],
∴2c2≤a2≤3c2,∴e=∈.
高考題型精練
1.關(guān)于x的方程3x=a2+2a,在(-∞,1]上有解,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )
A.[-2,-1)∪(0,1]
B.[-3,-2)∪[0,1]
C.[-3,-2)∪(0,1]
D.[-2,-1)∪[0,1]
18、答案 C
解析 當(dāng)x∈(-∞,1]時(shí),3x∈(0,3],
要使3x=a2+2a有解,a2+2a的值域必須為(0,3],
即0
19、x,G′(x)=3-e-x,3-e-x=0,
x=-ln 3,G(x)最小值G(-ln 3)=6-3ln 3>0,
F(x)在(-∞,1)上遞減,在(1,+∞)上遞增,
F(x)的最小值為F(1)=1-,所以a≥1-,
故選D.
3.已知f(x)=x2-4x+4,f1(x)=f(x),f2(x)=f(f1(x)),…,fn(x)=f(fn-1(x)),函數(shù)y=fn(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)記為an,則an等于( )
A.2n B.2n-1
C.2n+1 D.2n或2n-1
答案 B
解析 f1(x)=x2-4x+4=(x-2)2,有1個(gè)零點(diǎn)2,由f2(x)=0可得f1(x)=2,則x
20、=2+或x=2-,即y=f2(x)有2個(gè)零點(diǎn),由f3(x)=0可得f2(x)=2-或2+,則(x-2)2=2-或(x-2)2=2+,即y=f3(x)有4個(gè)零點(diǎn),以此類推可知,y=fn(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)an=2n-1.故選B.
4.已知函數(shù)f(x)=ln x-x+-1,g(x)=-x2+2bx-4,若對(duì)任意x1∈(0,2),x2∈[1,2],不等式f(x1)≥g(x2)恒成立,則實(shí)數(shù)b的取值范圍為____________.
答案
解析 問題等價(jià)于f(x)min≥g(x)max.
f(x)=ln x-x+-1,
所以f′(x)=--=,
令f′(x)>0得x2-4x+3<0,解得1
21、<3,
故函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(1,3),單調(diào)遞減區(qū)間是(0,1)和(3,+∞),故在區(qū)間(0,2)上,x=1是函數(shù)的極小值點(diǎn),這個(gè)極小值點(diǎn)是唯一的,故也是最小值點(diǎn),所以f(x)min=f(1)=-.
由于函數(shù)g(x)=-x2+2bx-4,x∈[1,2].
當(dāng)b<1時(shí),g(x)max=g(1)=2b-5;
當(dāng)1≤b≤2時(shí);g(x)max=g(b)=b2-4;
當(dāng)b>2時(shí),g(x)max=g(2)=4b-8.
故問題等價(jià)于
或
或解第一個(gè)不等式組得b<1,解第二個(gè)不等式組得1≤b≤,第三個(gè)不等式組無(wú)解.
綜上所述,b的取值范圍是.
5.滿足條件AB=2,AC=BC的三
22、角形ABC的面積的最大值是________.
答案 2
解析 可設(shè)BC=x,則AC=x,
根據(jù)面積公式得S△ABC=x,
由余弦定理計(jì)算得cos B=,
代入上式得S△ABC=x
=.
由得2-2
23、f(x)=ln x+(a為常數(shù)).
(1)若曲線y=f(x)在點(diǎn)(2,f(2))處的切線與x軸平行,求實(shí)數(shù)a的值;
(2)若函數(shù)f(x)在(e,+∞)內(nèi)有極值,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解 (1)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,1)∪(1,+∞),
由f(x)=ln x+得f′(x)=-,
由于曲線y=f(x)在點(diǎn)(2,f(2))處的切線與x軸平行,
所以f′(2)=0,即-=0,
所以a=.
(2)因?yàn)閒′(x)=-=,
若函數(shù)f(x)在(e,+∞)內(nèi)有極值,
則函數(shù)y=f′(x)在(e,+∞)內(nèi)有異號(hào)零點(diǎn),
令φ(x)=x2-(2+a)x+1.
設(shè)x2-(2+a)x+1=(
24、x-α)(x-β),可知αβ=1,
不妨設(shè)β>α,則α∈(0,1),β∈(1,+∞),
若函數(shù)y=f′(x)在(e,+∞)內(nèi)有異號(hào)零點(diǎn),
即y=φ(x)在(e,+∞)內(nèi)有異號(hào)零點(diǎn),
所以β>e,又φ(0)=1>0,
所以φ(e)=e2-(2+a)e+1<0,
解得a>e+-2,
所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是(e+-2,+∞).
8.已知f(x)=ex-ax-1.
(1)求f(x)的單調(diào)增區(qū)間;
(2)若f(x)在定義域R內(nèi)單調(diào)遞增,求a的取值范圍.
解 (1)∵f(x)=ex-ax-1(x∈R),
∴f′(x)=ex-a.
令f′(x)≥0,得ex≥a,
當(dāng)a≤0時(shí),f′
25、(x)>0在R上恒成立;
當(dāng)a>0時(shí),有x≥ln a.
綜上,當(dāng)a≤0時(shí),f(x)的單調(diào)增區(qū)間為(-∞,+∞);
當(dāng)a>0時(shí),f(x)的單調(diào)增區(qū)間為(ln a,+∞).
(2)由(1)知f′(x)=ex-a.
∵f(x)在R上單調(diào)遞增,
∴f′(x)=ex-a≥0恒成立,
即a≤ex在R上恒成立.
∵當(dāng)x∈R時(shí),ex>0,
∴a≤0,即a的取值范圍是(-∞,0].
9.已知橢圓C:+=1(a>b>0)的一個(gè)頂點(diǎn)為A(2,0),離心率為.直線y=k(x-1)與橢圓C交于不同的兩點(diǎn)M,N.
(1)求橢圓C的方程;
(2)當(dāng)△AMN的面積為時(shí),求k的值.
解 (1)由題意得
26、解得b=.
所以橢圓C的方程為+=1.
(2)由得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-4=0.
設(shè)點(diǎn)M,N的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),
則x1+x2=,x1x2=.
所以|MN|=
=
=.
又因?yàn)辄c(diǎn)A(2,0)到直線y=k(x-1)的距離d=,
所以△AMN的面積為S=|MN|·d=.
由=,解得k=±1.所以k的值為1或-1.
10.已知等比數(shù)列{an}滿足2a1+a3=3a2,且a3+2是a2,a4的等差中項(xiàng).
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
(2)若bn=an+log2,Sn=b1+b2+…+bn,求使Sn-2n+1+47<0成立的正整數(shù)n
27、的最小值.
解 (1)設(shè)等比數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公比為q,
依題意,有
即
由①得q2-3q+2=0,
解得q=1或q=2.
當(dāng)q=1時(shí),不合題意.舍去;
當(dāng)q=2時(shí),代入②得a1=2,
所以an=2×2n-1=2n.
(2)bn=an+log2
=2n+log2=2n-n.
所以Sn=2-1+22-2+23-3+…+2n-n
=(2+22+23+…+2n)-(1+2+3+…+n)
=-
=2n+1-2-n-n2.
因?yàn)镾n-2n+1+47<0,
所以2n+1-2-n-n2-2n+1+47<0,
即n2+n-90>0,
解得n>9或n<-10.
因?yàn)閚∈N*,
故使Sn-2n+1+47<0成立的正整數(shù)n的最小值為10.