高中数学专题讲解之函数与基本初等函数(4)

2019-05-18 19:03

选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 变式训练3:已知函数f(x)=x+|x-a|+1,a∈R.? (1)试判断f(x)的奇偶性;? (2)若-≤a≤,求f(x)的最小值.

22112

解:(1)当a=0时,函数f(-x)=(-x)2+|-x|+1=f(x),?

[来源:学。科。网]

此时,f(x)为偶函数.当a≠0时,f(a)=a2+1,f(-a)=a2+2|a|+1,? f(a)≠f(-a),f(a)≠-f(-a),此时,f(x) 为非奇非偶函数.? (2)当x≤a时,f(x)=x-x+a+1=(x-)+a+

212

12

34,?

∵a≤,故函数f(x)在(-∞,a]上单调递减,?

2从而函数f(x)在(-∞,a]上的最小值为f(a)=a2+1.? 当x≥a时,函数f(x)=x2+x-a+1=(x+)2-a+,?

2413∵a≥-,故函数f(x)在[a,+∞)上单调递增,从而函数f(x)在[a,+∞)上的

21最小值为f(a)=a2+1.?

综上得,当-≤a≤时,函数f(x)的最小值为a2+1.

2211 小结归纳 1.奇偶性是某些函数具有的一种重要性质,对一个函数首先应判断它是否具有这种性质. 判断函数的奇偶性应首先检验函数的定义域是否关于原点对称,然后根据奇偶性的定义判断(或证明)函数是否具有奇偶性. 如果要证明一个函数不具有奇偶性,可以在定义域内找到一对非零实数a与-a,验证f(a)±f(-a)≠0.

2.对于具有奇偶性的函数的性质的研究,我们可以重点研究y轴一侧的性质,再根据其对称性得到整个定义域上的性质.

3.函数的周期性:第一应从定义入手,第二应结合图象理解.

第5课时 指数函数

基础过关 1.根式:

n(1) 定义:若x?a,则x称为a的n次方根

① 当n为奇数时,a的n次方根记作__________;

② 当n为偶数时,负数a没有n次方根,而正数a有两个n次方根且互为相反数,记作________(a>0). (2) 性质: ①

(a)?ann;

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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 ② 当n为奇数时,nan③ 当n为偶数时,nan2.指数: (1) 规定:

0

?a;

a(a?0)?_______= ????a(a?0)

① a= (a≠0); ② a-p= ;

m③ an? a ( a ?0, mnm .

(2) 运算性质: ① ② ③

a?a? a rsrsr?s ( a ? 0 , (a>0, r、s?Q)

(a)? a rr?s(a ? 0 , (a>0, r、s?Q)

rr(a?b)? a ?b?0,r、s? ( a ? 0 , b(a>0, rQ)

注:上述性质对r、s?R均适用. 3.指数函数:

① 定义:函数 称为指数函数,1) 函数的定义域为 ;2) 函数的值域为 ;3) 当________时函数为减函数,当_______时为增函数. ② 函数图像:

1) 过点 ,图象在 ;2) 指数函数以 为渐近线(当0?a?1时,图象向 无限接近x轴,当a?1时,图象向 无限接近x轴);3)函数y?a③ 函数值的变化特征:

0?a?1 x与y?a?x的图象关于 对称.

a?1 ① x?0时 ① x?0时 ② x?0时 ③ x?0时 ② x?0时 ③ x?0时 典型例题 13733

例1. 已知a=,b=9.求: (1)

97a2a?3?a?8?a15; (2)

?1a?1?b?1(ab)?1.

解:(1)原式=a12?13.a31??23÷[a

(?83)?122a151?32]?= a76?12?(?43?52)=a.?

2∵a=,∴原式=3.?

9(2)方法一 化去负指数后解.?

[来源:Z*xx*k.Com]

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a?1?b?1(ab)?1?a?1ab1b?a?bab1ab?a?b.∵a=

19,b?9,∴a+b=

829.

方法二 利用运算性质解.?

a?1?b?1(ab)?1?a?1?1ab?1?b?1?1ab?1?8291b?1?1a?1?b?a.

∵a=

19,b?9,∴a+b=.

变式训练1:化简下列各式(其中各字母均为正数):

2(1)

(a?b)36?1?12121?a?b35a?b?2;

(2)a?b?(?3ab)?(4a?b).

3232561?1?12?31解:(1)原式=

ab?ab332215?1111?a111???3261?b215??36?a?b?1.

00a6b6(2)原式=-2

52a6b?1?31?(2a3·b2)???354a6b?1?31?(a3b2)???354a?12?b?32??x

54?1abx

3??5ab4ab2.

例2. 函数f(x)=x-bx+c满足f(1+x)=f(1-x)且f(0)=3,则f(b)与f(c)的大小关系是 ( )

A.f(bx)≤f(cx)? B.f(bx)≥f(cx)

C.f(b)>f(c) D.大小关系随x的不同而不同 解:A

变式训练2:已知实数a、b满足等式(11ba)?()23x

x

,下列五个关系式:?①0<b<a;②a<b<0;③0<a<b;④b<a<0;⑤a=b.?

其中不可能成立的关系式有 ( )

A.1个 ? B.2个 ?C.3个 ?D.4个? 解:B??

例3. 求下列函数的定义域、值域及其单调区间:? (1)f(x)=3

x?5x?42;?(2)g(x)=-(

11xx)?4()?542.

解:(1)依题意x2-5x+4≥0,?解得x≥4或x≤1,? ∴f(x)的定义域是(-∞,1]∪[4,+∞).? 令u=

x?5x?4?2(x?52)?294,∵x∈(-∞,1]∪[4,+∞),?

x?5x?42∴u≥0,即

x?5x?42≥0,而f(x)=3≥30=1,?

∴函数f(x)的值域是[1,+∞).? ∵u=

(x?52)?294,∴当x∈(-∞,1]时,u是减函数,?

当x∈[4,+∞)时,u是增函数.而3>1,∴由复合函数的单调性可知,?

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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 f(x)=3

x2?5x?4在(-∞,1]上是减函数,在[4,+∞)上是增函数.?

故f(x)的增区间是[4,+∞),减区间是(-∞,1].? (2)由g(x)=-(

1)x?4(1)x?5??(12x1x2)?4()2?5,42?

∴函数的定义域为R,令t=(

12

2

2)x

(t>0),∴g(t)=-t+4t+5=-(t-2)+9,?

∵t>0,∴g(t)=-(t-2)2

+9≤9,等号成立的条件是t=2,? 即g(x)≤9,等号成立的条件是(

1x2)=2,即x=-1,∴g(x)的值域是(-∞,9].?

由g(t)=-(t-2)2

+9 (t>0),而t=(12)x是减函数,∴要求g(x)的增区间实际上是求g(t)的减区间,?求实际上是求g(t)的增区间.?

∵g(t)在(0,2]上递增,在[2,+∞)上递减,? 由0<t=(

1x1x2)≤2,可得x≥-1,?由t=(

2)≥2,可得x≤-1.?

∴g(x)在[-1,+∞)上递减,在(-∞,-1]上递增,?

故g(x)的单调递增区间是(-∞,-1],单调递减区间是[-1,+∞).? 变式训练3:求下列函数的单调递增区间:?(1)y=(16?x?2x22);(2)y=2

x2?x?6.?

解:(1)函数的定义域为R.? 令u=6+x-2x2,则y=(

12)u.?

∵二次函数u=6+x-2x2

的对称轴为x=14,?

在区间[1,+∞)上,u=6+x-2x2

4是减函数,?

又函数y=(12)u

是减函数,?

∴函数y=(112)6?x?2x2在[4,+∞)上是增函数.?

故y=(

16?x?2x22)单调递增区间为[14,+∞).?

(2)令u=x2-x-6,则y=2u,?

∵二次函数u=x2-x-6的对称轴是x=12,

在区间[12,+∞)上u=x2-x-6是增函数.?

又函数y=2u

为增函数,? ∴函数y=2x2?x?6在区间[12,+∞)上是增函数.?

故函数y=2

x2?x?6的单调递增区间是[12,+∞).

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g(x)的减区间

选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 例4.设a>0,f(x)=(1)求a的值;?

exa?aex是R上的偶函数.?

(2)求证:f(x)在(0,+∞)上是增函数.?

(1)解: ∵f(x)是R上的偶函数,∴f(-x)=f(x),?∴∴(a-∴a-1a1a)(e?xe?xa?ae?x?exa?aex,

1ex)=0对一切x均成立,?

=0,而a>0,∴a=1.

(2)证明 在(0,+∞)上任取x1、x2,且x1<x2, 则f(x1)-f(x2)=e +

x11ex1-e-x21ex2

=(ex2?e) (

x11ex1?x2?1).

21∵x1<x2,∴ex1?e,有ex?ex?0.??

x2x1?x2∵x1>0,x2>0,∴x1+x2>0,∴e1ex1?x2>1,

-1<0.∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),

故f(x)在(0,+∞)上是增函数.

变式训练4:已知定义在R上的奇函数f(x)有最小正周期2,且当x∈(0,1)时,f(x)=(1)求f(x)在[-1,1]上的解析式;? (2)证明:f(x)在(0,1)上是减函数.? (1)解: 当x∈(-1,0)时,-x∈(0,1).? ∵f(x)是奇函数,∴f(x)=-f(-x)=-24?x?x2

x

x

4?1

.

?1??2xx4?1.

由f(0)=f(-0)=-f(0),且f(1)=-f(-1)=-f(-1+2)=-f(1),?

?2?x4?1?x2?f(x)=??x?4?1?0??xx?(0,1)x?(?1,0)x???1,0,1?得f(0)=f(1)=f(-1)=0.∴在区间[-1,1]上,有?

(2)证明 当x∈(0,1)时,f(x)=设0<x1<x2<1,? 则f(x1)-f(x2)=

2x1x12xx4?1.

4?1x2??2x2x24?1x1?(2?2)(2x1x2x1x1?x2?1)(4?1)(4?1)x1?x2x2,

∵0<x1<x2<1,∴22>0,2-1>0,∴f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),?

故f(x)在(0,1)上单调递减.

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