2010高考数学导学练系列教案:函数概念与基本初等函数(3)

2019-01-12 17:24

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当x>

a

或x<-a

a

时,

a

f?(x)>0∴f(x)分别在(

a

,+∞)、(-∞,-

a

]上是增函数.?

同理0<x<或-<x<0时,f?(x)<0?

a

即f(x)分别在(0,例2. 判断函数f(x)=

]、[-

a

,0)上是减函数.

x?12在定义域上的单调性.?

解: 函数的定义域为{x|x≤-1或x≥1},? 则f(x)=

x?12,?

可分解成两个简单函数.? f(x)=

u(x),u(x) =x2-1的形式.当x≥1时,u(x)为增函数,

u(x)为增函数.?

u(x)∴f(x)=∴f(x)=

2x?12在[1,+∞)上为增函数.当x≤-1时,u(x)为减函数,为减函数,?

x?1在(-∞,-1]上为减函数.?

1变式训练2:求函数y=log(4x-x2)的单调区间.?

2解: 由4x-x>0,得函数的定义域是(0,4).令t=4x-x,则y=logt.?

1222

∵t=4x-x2=-(x-2)2+4,∴t=4x-x2的单调减区间是[2,4),增区间是(0,2].? 又y=logt在(0,+∞)上是减函数,

12∴函数y=log(4x-x)的单调减区间是(0,2],单调增区间是[2,4).

122

例3. 求下列函数的最值与值域:?

(1)y=4-3?2x?x2; (2)y=x+

4x;(3)y=

x?1?2(2?x)?42.?

解:(1)由3+2x-x2≥0得函数定义域为[-1,3],又t=3+2x-x2=4-(x-1)2.?

∴t∈[0,4],

t∈[0,2],

从而,当x=1时,ymin=2,当x=-1或x=3时,ymax=4.故值域为[2,4].? (2)方法一 函数y=x+

4x是定义域为{x|x≠0}上的奇函数,故其图象关于原点对称,故只讨论

x>0时,即可知x<0时的最值.? ∴当x>0时,y=x+

4x≥2

x?4x=4,等号当且仅当x=2时取得.当x<0时,y≤-4,?

等号当且仅当x=-2时取得.综上函数的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞),无最值.? 方法二 任取x1,x2,且x1<x2,?

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因为f(x1)-f(x2)=x1+

4x1-(x2+

4x2)=

(x1?x2)(x1x2?4)x1x2,?

所以当x≤-2或x≥2时,f(x)递增,当-2<x<0或0<x<2时,f(x)递减.? 故x=-2时,f(x)最大值=f(-2)=-4,x=2时,f(x)最小值=f(2)=4,?

所以所求函数的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞),无最大(小)值.? (3)将函数式变形为?y=

(x?0)?(0?1)?22(x?2)?(0?2)22,?

可视为动点M(x,0)与定点A(0,1)、B(2,-2)距离之和,连结AB,则直线AB与x轴的交点(横坐标)即为所求的最小值点.? ymin=|AB|=

(0?2)?(1?2)?2213,可求得x=时,ymin=

3213.?

显然无最大值.故值域为[

13,+∞).?

变式训练3:在经济学中,函数f(x)的边际函数Mf(x)定义为Mf(x)=f(x+1)-f(x).某公司每月最多生产100台报警系统装置,生产x(x>0)台的收入函数为R(x)=3 000x-20x (单位:元),其成本函数为C(x)=500x+4 000(单位:元),利润是收入与成本之差.? (1)求利润函数P(x)及边际利润函数MP(x);?

(2)利润函数P(x)与边际利润函数MP(x)是否具有相同的最大值??

解:(1)P(x)=R(x)-C(x)=(3 000x-20x2)-(500x+4 000)=-20x2+2 500x-4 000

(x∈[1,100]且x∈N,)

MP(x)=P(x+1)-P(x)=-20(x+1)2+2 500(x+1)-4 000-(-20x2+2 500x-4 000) =2 480-40x (x∈[1,100]且x∈N).? (2)P(x)=-20(x-1252)2

2

+74 125,当x=62或63时,P(x)max=74 120(元).?

因为MP(x)=2 480-40x是减函数,所以当x=1时,MP(x)max=2 440(元).? 因此,利润函数P(x)与边际利润函数MP(x)不具有相同的最大值.? 例4.(20092广西河池模拟)已知定义在区间(0,+∞)上的函数f(x)满足f(当x>1时,f(x)<0. (1)求f(1)的值;? (2)判断f(x)的单调性;?

(3)若f(3)=-1,解不等式f(|x|)<-2.?

解:(1)令x1=x2>0,代入得f(1)=f(x1)-f(x1)=0,故f(1)=0.? (2)任取x1,x2∈(0,+∞),且x1>x2,则所以f(x1x2)<0,即

x1x2x1x2)=f(x1)-f(x2),且

>1,由于当x>1时,f(x)<0,?

f(x1)-f(x2)<0,因此f(x1)<f(x2),?

所以函数f(x)在区间(0,+∞)上是单调递减函数.?

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(3)由f(

x1x2)=f(x1)-f(x2)得f(

93)=f(9)-f(3),而f(3)=-1,所以f(9)=-2.?

由于函数f(x)在区间(0,+∞)上是单调递减函数,?

由f(|x|)<f(9),得|x|>9,∴x>9或x<-9.因此不等式的解集为{x|x>9或x<-9}.

变式训练4:函数f(x)对任意的a、b∈R,都有f(a+b)=f(a)+f(b)-1,并且当x>0时,f(x)>1.? (1)求证:f(x)是R上的增函数;? (2)若f(4)=5,解不等式f(3m2-m-2)<3.? 解:(1)设x1,x2∈R,且x1<x2,?

则x2-x1>0,∴f(x2-x1)>1.

f(x2)-f(x1)=f((x2-x1)+x1)-f(x1)=f(x2-x1)+f(x1)-1-f(x1)=f(x2-x1)-1>0. ∴f(x2)>f(x1).? 即f(x)是R上的增函数.

(2)∵f(4)=f(2+2)=f(2)+f(2)-1=5,?

∴f(2)=3,

∴原不等式可化为f(3m-m-2)<f(2),? ∵f(x)是R上的增函数,∴3m-m-2<2, 解得-1<m<,故解集为(-1,).

33442

2

1.证明一个函数在区间D上是增(减)函数的方法有:(1) 定义法.其过程是:作差——变形——判断符号,而最常用的变形是将和、差形式的结构变为积的形式的结构;(2) 求导法.其过程是:求导——判断导函数的符号——下结论.

2.确定函数单调区间的常用方法有:(1)观察法;(2)图象法(即通过画出函数图象,观察图象,确定单调区间);(3)定义法;(4)求导法.注意:单调区间一定要在定义域内.

3.含有参量的函数的单调性问题,可分为两类:一类是由参数的范围判定其单调性;一类是给定单调性求参数范围,其解法是由定义或导数法得到恒成立的不等式,结合定义域求出参数的取值范围.

小结归纳 第4课时 函数的奇偶性

基础过关

1.奇偶性:

① 定义:如果对于函数f (x)定义域内的任意x都有 ,则称f (x)为奇函数;若 ,则称f (x)为偶函数. 如果函数f (x)不具有上述性质,则f (x)不具有 . 如果函数同时具有上述两条性质,则f (x) . ② 简单性质:

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1) 图象的对称性质:一个函数是奇函数的充要条件是它的图象关于 对称;一个函数是偶函数的充要条件是它的图象关于 对称.

2) 函数f(x)具有奇偶性的必要条件是其定义域关于 对称. 2.与函数周期有关的结论:

①已知条件中如果出现f(x?a)??f(x)、或f(x?a)f(x)?m(a、m均为非零常数,

a?0),都可以得出f(x)的周期为 ;

②y?f(x)的图象关于点(a,0),(b,0)中心对称或y?f(x)的图象关于直线x?a,x?b轴对称,均可以得到f(x)周期 典型例题

例1. 判断下列函数的奇偶性.? (1)f(x)=

x?1?1?x22;?

(2)f(x)=log2(x+

x?12) (x∈R);?

(3)f(x)=lg|x-2|.?

解:(1)∵x-1≥0且1-x≥0,∴x=±1,即f(x)的定义域是{-1,1}.? ∵f(1)=0,f(-1)=0,∴f(1)=f(-1),f(-1)=-f(1),? 故f(x)既是奇函数又是偶函数.? (2)方法一 易知f(x)的定义域为R,? 又∵f(-x)=log2[-x+∴f(x)是奇函数.?

方法二 易知f(x)的定义域为R,? 又∵f(-x)+f(x)=log2[-x+∴f(x)为奇函数.?

(3)由|x-2|>0,得x≠2.?

∴f(x)的定义域{x|x≠2}关于原点不对称,故f(x)为非奇非偶函数.? 变式训练1:判断下列各函数的奇偶性:? (1)f(x)=(x-2)(2)f(x)=

lg(1?x)|x?2|?22222

(?x)?12]=log2

x?1x?12=-log2(x+

x?12)=-f(x),?

(?x)?12]+log2(x+

x?12)=log21=0,即f(-x)=-f(x),?

2?x2?x;?

;?

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?x?2(3)f(x)=??0??x?2?(x??1),(|x|?1),(x?1).

解:(1)由

2?x2?x2≥0,得定义域为[-2,2),关于原点不对称,故f(x)为非奇非偶函数.?

?1?x?0,(2)由?2得定义域为(-1,0)∪(0,1).?

?|x?2|?2?0.这时f(x)=∵f(-x)=-

lg(1?x)?(x?2)?2222??lg(1?x)x22.?

∴f(x)为偶函数.?

lg?1?(?x)(?x)2???lg(1?x)x22?f(x),(3)x<-1时,f(x)=x+2,-x>1,∴f(-x)=-(-x)+2=x+2=f(x).? x>1时,f(x)=-x+2,-x<-1,f(-x)=x+2=f(x).? -1≤x≤1时,f(x)=0,-1≤-x≤1,f(-x)=0=f(x).?

∴对定义域内的每个x都有f(-x)=f(x).因此f(x)是偶函数.? 例2 已知函数f(x),当x,y∈R时,恒有f(x+y)=f(x)+f(y).? (1)求证:f(x)是奇函数;?

(2)如果x∈R,f(x)<0,并且f(1)=-,试求f(x)在区间[-2,6]上的最值.?

2+

1(1)证明: ∵函数定义域为R,其定义域关于原点对称.? ∵f(x+y)=f(x)+f(y),令y=-x,∴f(0)=f(x)+f(-x).令x=y=0,? ∴f(0)=f(0)+f(0),得f(0)=0.∴f(x)+f(-x)=0,得f(-x)=-f(x),? ∴f(x)为奇函数.?

(2)解:方法一 设x,y∈R,∵f(x+y)=f(x)+f(y),? ∴f(x+y)-f(x)=f(y).?∵x∈R+,f(x)<0,? ∴f(x+y)-f(x)<0,?∴f(x+y)<f(x).?

∵x+y>x,?∴f(x)在(0,+∞)上是减函数.又∵f(x)为奇函数,f(0)=0,? ∴f(x)在(-∞,+∞)上是减函数.∴f(-2)为最大值,f(6)为最小值.? ∵f(1)=-,∴f(-2)=-f(2)=-2f(1)=1,f(6)=2f(3)=2[f(1)+f(2)]=-3.?

21+

∴所求f(x)在区间[-2,6]上的最大值为1,最小值为-3.? 方法二 设x1<x2,且x1,x2∈R.?

则f(x2-x1)=f[x2+(-x1)]=f(x2)+f(-x1)=f(x2)-f(x1).?

∵x2-x1>0,∴f(x2-x1)<0.∴f(x2)-f(x1)<0.即f(x)在R上单调递减.? ∴f(-2)为最大值,f(6)为最小值.∵f(1)=-,?

21∴f(-2)=-f(2)=-2f(1)=1,f(6)=2f(3)=2[f(1)+f(2)]=-3.? ∴所求f(x)在区间[-2,6]上的最大值为1,最小值为-3.?

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