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1、
第二章 函數(shù)、導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用
[深研高考·備考導(dǎo)航] 為教師授課、學(xué)生學(xué)習(xí)提供豐富備考資源
[五年考情]
[重點(diǎn)關(guān)注]
1.從近五年全國(guó)卷高考試題來(lái)看,函數(shù)、導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用是每年高考命題的重點(diǎn)與熱點(diǎn),既有客觀題,又有解答題,中高檔難度.
2.函數(shù)的概念、圖象及其性質(zhì)是高考考查的主要內(nèi)容,函數(shù)的定義域、解析式、圖象是高考考查的重點(diǎn),函數(shù)性質(zhì)與其他知識(shí)的綜合是歷年高考的熱點(diǎn).
3.導(dǎo)數(shù)的幾何意義,導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)單調(diào)性、極值、最值、函數(shù)的零點(diǎn)等方面的應(yīng)用是高考的重點(diǎn)與熱點(diǎn).
4.本章內(nèi)容集中體現(xiàn)了四大數(shù)學(xué)思想:函數(shù)與方程、數(shù)形結(jié)合、分類討論、轉(zhuǎn)化與化歸的思想,且常與方程、不等式、導(dǎo)
2、數(shù)等知識(shí)交匯命題,體現(xiàn)了綜合與創(chuàng)新.
[導(dǎo)學(xué)心語(yǔ)]
1.注重基礎(chǔ):對(duì)函數(shù)的概念、圖象、性質(zhì)(單調(diào)性、奇偶性、周期性)、導(dǎo)數(shù)的幾何意義、導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)單調(diào)性、極值、最值、函數(shù)的零點(diǎn)等方面的應(yīng)用,要熟練掌握并靈活應(yīng)用.
2.加強(qiáng)交匯,強(qiáng)化綜合應(yīng)用意識(shí):在知識(shí)的交匯點(diǎn)處命制試題,已成為高考的一大亮點(diǎn),函數(shù)的觀點(diǎn)和方法貫穿于高中數(shù)學(xué)的全過(guò)程,因此,應(yīng)加強(qiáng)函數(shù)與三角函數(shù)、數(shù)列、不等式、解析幾何、導(dǎo)數(shù)等各章節(jié)之間的聯(lián)系.
3.把握思想:數(shù)形結(jié)合思想、函數(shù)與方程思想、分類討論思想和等價(jià)轉(zhuǎn)化思想在解決各種與函數(shù)有關(guān)的問(wèn)題中均有應(yīng)用,復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)引起足夠重視.
第一節(jié) 函數(shù)及其表示
[考綱傳真] 1
3、.了解構(gòu)成函數(shù)的要素,會(huì)求一些簡(jiǎn)單函數(shù)的定義域和值域;了解映射的概念.2.在實(shí)際情境中,會(huì)根據(jù)不同的需要選擇恰當(dāng)?shù)姆椒?如圖象法、列表法、解析法)表示函數(shù).3.了解簡(jiǎn)單的分段函數(shù),并能簡(jiǎn)單應(yīng)用(函數(shù)分段不超過(guò)三段).
1.函數(shù)與映射的概念
函數(shù)
映射
兩集合A,B
設(shè)A,B是兩個(gè)非空的數(shù)集
設(shè)A,B是兩個(gè)非空的集合
對(duì)應(yīng)關(guān)系f:A→B
如果按照某種確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系f,使對(duì)于集合A中的任意一個(gè)數(shù)x,在集合B中都有唯一確定的數(shù)f(x)和它對(duì)應(yīng)
如果按某一個(gè)確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系f,使對(duì)于集合A中的任意一個(gè)元素x,在集合B中都有唯一確定的元素y與之對(duì)應(yīng)
名稱
稱f:A→B為從
4、集合A到集合B的一個(gè)函數(shù)
稱f:A→B為從集合A到集合B的一個(gè)映射
記法
函數(shù)y=f(x),x∈A
映射:f:A→B
2.函數(shù)的有關(guān)概念
(1)函數(shù)的定義域、值域
在函數(shù)y=f(x),x∈A中,自變量x的取值范圍(數(shù)集A)叫做函數(shù)的定義域;函數(shù)值的集合{f(x)|x∈A}叫做函數(shù)的值域.
(2)函數(shù)的三要素:定義域、對(duì)應(yīng)關(guān)系和值域.
(3)相等函數(shù):如果兩個(gè)函數(shù)的定義域相同,并且對(duì)應(yīng)關(guān)系完全一致,則這兩個(gè)函數(shù)為相等函數(shù).
(4)函數(shù)的表示法
表示函數(shù)的常用方法有解析法、圖象法和列表法.
3.分段函數(shù)
(1)若函數(shù)在其定義域的不同子集上,因?qū)?yīng)關(guān)系不同而分別用幾個(gè)不同的
5、式子來(lái)表示,這種函數(shù)稱為分段函數(shù).
(2)分段函數(shù)的定義域等于各段函數(shù)的定義域的并集,其值域等于各段函數(shù)的值域的并集,分段函數(shù)雖由幾個(gè)部分組成,但它表示的是一個(gè)函數(shù).
1.(思考辨析)判斷下列結(jié)論的正誤.(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)函數(shù)是特殊的映射.( )
(2)函數(shù)y=1與y=x0是同一個(gè)函數(shù).( )
(3)與x軸垂直的直線和一個(gè)函數(shù)的圖象至多有一個(gè)交點(diǎn).( )
(4)分段函數(shù)是兩個(gè)或多個(gè)函數(shù).( )
[答案] (1)√ (2)× (3)√ (4)×
2.(教材改編)函數(shù)y=+的定義域?yàn)? )
A. B.(-∞,3)∪(3,+∞)
C
6、.∪(3,+∞) D.(3,+∞)
C [由題意知
解得x≥且x≠3.]
3.(2017·東北三省四市二聯(lián))已知函數(shù)f(x)=則f=( )
A.4 B.
C.-4 D.-
B [∵f=log5=log55-2=-2,
∴f=f(-2)=2-2=,故選B.]
4.(2015·全國(guó)卷Ⅱ)已知函數(shù)f(x)=ax3-2x的圖象過(guò)點(diǎn)(-1,4),則a=________.
-2 [∵f(x)=ax3-2x的圖象過(guò)點(diǎn)(-1,4),
∴4=a×(-1)3-2×(-1),解得a=-2.]
5.給出下列四個(gè)命題:
①函數(shù)是其定義域到值域的映射;
②f(x)=+是一個(gè)函
7、數(shù);
③函數(shù)y=2x(x∈N)的圖象是一條直線;
④f(x)=lg x2與g(x)=2lg x是同一個(gè)函數(shù).
其中正確命題的序號(hào)是________.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):01772018】
① [由函數(shù)的定義知①正確.
∵滿足的x不存在,∴②不正確.
∵y=2x(x∈N)的圖象是位于直線y=2x上的一群孤立的點(diǎn),∴③不正確.
∵f(x)與g(x)的定義域不同,∴④也不正確.]
求函數(shù)的定義域
(1)(2016·江蘇高考)函數(shù)y=的定義域是________.
(2)(2017·鄭州模擬)若函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)閇0,2],則函數(shù)g(x)=的定義域是____
8、____.
(1)[-3,1] (2)[0,1) [(1)要使函數(shù)有意義,需3-2x-x2≥0,即x2+2x-3≤0,得(x-1)(x+3)≤0,即-3≤x≤1,故所求函數(shù)的定義域?yàn)閇-3,1].
(2)由0≤2x≤2,得0≤x≤1,又x-1≠0,即x≠1,
所以0≤x<1,即g(x)的定義域?yàn)閇0,1).]
[規(guī)律方法] 1.求給出解析式的函數(shù)的定義域,可構(gòu)造使解析式有意義的不等式(組)求解.
2.(1)若已知f(x)的定義域?yàn)閇a,b],則f(g(x))的定義域可由a≤g(x)≤b求出;
(2)若已知f(g(x))的定義域?yàn)閇a,b],則f(x)的定義域?yàn)間(x)在x∈[a
9、,b]時(shí)的值域.
[變式訓(xùn)練1] (1)函數(shù)f(x)=+的定義域?yàn)? )
A.(-3,0] B.(-3,1]
C.(-∞,-3)∪(-3,0] D.(-∞,-3)∪(-3,1]
(2)已知函數(shù)f(2x)的定義域?yàn)閇-1,1],則f(x)的定義域?yàn)開(kāi)_______.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):01772019】
(1)A (2) [(1)由題意,自變量x應(yīng)滿足解得∴-3<x≤0.
(2)∵f(2x)的定義域?yàn)閇-1,1],
∴≤2x≤2,即f(x)的定義域?yàn)?]
求函數(shù)的解析式
(1)已知f=lg x,求f(x)的解析式.
(2)已知f(x)是二次函數(shù)且f(0
10、)=2,f(x+1)-f(x)=x-1,求f(x)的解析式.
(3)已知f(x)+2f=x(x≠0),求f(x)的解析式.
[解] (1)令+1=t,由于x>0,∴t>1且x=,
∴f(t)=lg,即f(x)=lg(x>1).
(2)設(shè)f(x)=ax2+bx+c(a≠0),由f(0)=2,得c=2,f(x+1)-f(x)=a(x+1)2+b(x+1)-ax2-bx=x-1,即2ax+a+b=x-1,
∴即∴f(x)=x2-x+2.
(3)∵f(x)+2f=x,∴f+2f(x)=.
聯(lián)立方程組
解得f(x)=-(x≠0).
[規(guī)律方法] 求函數(shù)解析式的常用方法
(1)待定系數(shù)
11、法:若已知函數(shù)的類型,可用待定系數(shù)法;
(2)換元法:已知復(fù)合函數(shù)f(g(x))的解析式,可用換元法,此時(shí)要注意新元的取值范圍;
(3)構(gòu)造法:已知關(guān)于f(x)與f或f(-x)的表達(dá)式,可根據(jù)已知條件再構(gòu)造出另外一個(gè)等式,通過(guò)解方程組求出f(x);
(4)配湊法:由已知條件f(g(x))=F(x),可將F(x)改寫(xiě)成關(guān)于g(x)的表達(dá)式,然后以x替代g(x),即得f(x)的表達(dá)式.
[變式訓(xùn)練2] (1)已知f(+1)=x+2,則f(x)=________.
(2)已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),且f(x)=2·f·-1,則f(x)=________.
(1)x2-1(x≥
12、1) (2) +(x>0) [(1)(換元法)設(shè)+1=t(t≥1),則=t-1,
所以f(t)=(t-1)2+2(t-1)=t2-1(t≥1),
所以f(x)=x2-1(x≥1).
(配湊法)f(+1)=x+2=(+1)2-1,
又+1≥1,∴f(x)=x2-1(x≥1).
(2)在f(x)=2f·-1中,用代替x,
得f=2f(x)·-1,
由
得f(x)= +(x>0).]
分段函數(shù)及其應(yīng)用
?角度1 求分段函數(shù)的函數(shù)值
(1)(2015·全國(guó)卷Ⅱ)設(shè)函數(shù)f(x)=則f(-2)+f(log212)=( )
A.3 B.6
C.9 D.12
(2)
13、(2017·東北三省四市一聯(lián))已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?-∞,+∞),如果f(x+2 016)=那么f·f(-7 984)=( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):01772020】
A.2 016 B.
C.4 D.
(1)C (2)C (1)∵-2<1,
∴f(-2)=1+log2(2+2)=1+log24=1+2=3.
∵log212>1,∴f(log212)=2log212-1==6.
∴f(-2)+f(log212)=3+6=9.故選C.
(2)當(dāng)x≥0時(shí),有f(x+2 016)=sin x,∴f=sin=1;當(dāng)x<0時(shí),f(x+2 016)=lg(-x),∴f(-7 9
14、84)=f(-10 000+2 016)=lg 10 000=4,∴f·f(-7 984)=1×4=4,故選C.]
?角度2 已知分段函數(shù)的函數(shù)值求參數(shù)
(1)(2017·成都二診)已知函數(shù)f(x)=若f(f(-1))=2,則實(shí)數(shù)m的值為( )
A.1 B.1或-1
C. D.或-
(2)設(shè)函數(shù)f(x)=若f=4,則b=( )
A.1 B.
C. D.
(1)D (2)D [(1)f(f(-1))=f(1+m2)=log2(1+m2)=2,m2=3,解得m=±,故選D.
(2)f=3×-b=-b,若-b<1,即b>,則3×-b=-4b=4,解得b=,不符
15、合題意,舍去;若-b≥1,即b≤,則2-b=4,解得b=.]
?角度3 解與分段函數(shù)有關(guān)的方程或不等式
(1)(2017·石家莊一模)已知函數(shù)f(x)=且f(x)=-,則x的值為_(kāi)_______.
(2)(2014·全國(guó)卷Ⅰ)設(shè)函數(shù)f(x)=則使得f(x)≤2成立的x的取值范圍是________.
(1)- (2)(-∞,8] [(1)當(dāng)-1<x≤0時(shí),f(x)=sin=-,解得x=-;
當(dāng)0<x<1時(shí),f(x)=log2(x+1)∈(0,1),此時(shí)f(x)=-無(wú)解,故x的值為-.
(2)當(dāng)x<1時(shí),x-1<0,ex-1
16、1時(shí),x≤2,x≤23=8,∴1≤x≤8.
綜上可知x∈(-∞,8].]
[規(guī)律方法] 1.求分段函數(shù)的函數(shù)值,要先確定要求值的自變量屬于定義域的哪一個(gè)子集,然后代入該段的解析式求值,當(dāng)出現(xiàn)f(f(a))的形式時(shí),應(yīng)從內(nèi)到外依次求值.
2.已知函數(shù)值或函數(shù)值范圍求自變量的值或范圍時(shí),應(yīng)根據(jù)每一段的解析式分別求解,但要注意檢驗(yàn)所求自變量的值或范圍是否符合相應(yīng)段的自變量的取值范圍.
易錯(cuò)警示:當(dāng)分段函數(shù)自變量的范圍不確定時(shí),應(yīng)分類討論.
[思想與方法]
1.在判斷兩個(gè)函數(shù)是否為同一函數(shù)時(shí),要緊扣兩點(diǎn):一是定義域是否相同;二是對(duì)應(yīng)關(guān)系是否相同.
2.定義域優(yōu)先原則:函數(shù)定義域是研究函數(shù)的基礎(chǔ),對(duì)函數(shù)性質(zhì)的討論,必須在定義域內(nèi)進(jìn)行.
3.求函數(shù)解析式的幾種常用方法:待定系數(shù)法、換元法、配湊法、構(gòu)造法.
4.分段函數(shù)問(wèn)題要分段求解.
[易錯(cuò)與防范]
1.求函數(shù)定義域時(shí),不要對(duì)解析式進(jìn)行化簡(jiǎn)變形,以免定義域發(fā)生變化.
2.用換元法求函數(shù)解析式時(shí),應(yīng)注意元的范圍,既不能擴(kuò)大,又不能縮小,以免求錯(cuò)函數(shù)的定義域.
3.在求分段函數(shù)的值f(x0)時(shí),首先要判斷x0屬于定義域的哪個(gè)子集,然后再代入相應(yīng)的關(guān)系式;如果x0的范圍不確定,要分類討論.