函數是高中數學的知識主干,是高考考查的重點.函數問題更多是與導數相結合,發揮導數的工具作用,應用導數研究函數的性質,應用函數的單調性證明不等式,體現出新的綜合熱點.縱觀近幾年的高考試題,函數與導數知識占有極其重要的地位,不僅形式多樣,而且知識覆蓋面廣,突出考查方程與函數、聯系與轉化、分類與討論、數形結合等重要的數學思想.下面針對不同的函數類別及綜合情況,歸納出一定的復習線索.
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函數的性質
【考綱要求】 了解函數的單調性、奇偶性的概念,掌握判斷一些簡單函數的單調性、奇偶性的方法.
【考綱解讀】 函數的基本性質包括單調性與奇偶性,一般地,研究函數通常從定義域、值域、單調性、奇偶性、周期性、對稱性幾個方面來研究. 此外,加強和圖形的結合,體現數形結合的思想.
【經典例題】 定義在R上的函數f(x)=ax3+bx2+cx+3同時滿足以下條件:
① f(x)在(0,1)上是減函數,在(1,+∞)上是增函數;
② f ′(x)是偶函數;
③ f(x)在x=0處的切線與直線y=x+2垂直.
(1)求函數y=f(x)的解析式;
(2)設g(x)=4lnx-m,若存在x∈[1,e],使g(x) 命題意圖 本題是考查函數性質的綜合題,能把已知條件轉化為方程求參,并能利用導數求函數的最值. 思路分析 本題關鍵是深刻理解單調性、偶函數的概念,求參數取值范圍要進行參數分離轉化為求函數的最值問題. 完美解答 (1)f ′(x)=3ax2+2bx+c,因為f(x)在(0,1)上是減函數,在(1,+∞)上是增函數,所以f ′(1)=3a+2b+c=0. (?鄢) 由f ′(x)是偶函數得b=0. 又f(x)在x=0處的切線與直線y=x+2垂直, f ′(0)=c=-1,代入(?鄢)得a=■,即f(x)=■x3-x+3. (2)由已知得:若存在x∈[1,e],使4lnx-m 設M(x)=4lnx-x2+1,x∈[1,e],則M′(x)=■-2x=■. 令M′(x)=0,因為x∈[1,e],所以x=■,當x≥■時,M′(x)≤0,所以M(x)在(■,e]上為減函數,當1≤x<■時,M′(x)>0,所以M(x)在[1,■]上為增函數,所以M(x)在[1,e]上有最大值. 又M(1)=1-1=0,M(e)=5-e2<0,所以M(x)最小值為5-e2. 于是有m>5-e2為所求. 【命題趨勢】 函數的單調性、奇偶性常與函數的其他性質如周期性、對稱性相結合求函數值或參數的取值范圍,2012年備考時應加強這方面的訓練. 指數函數的圖象和性質 【考綱要求】 理解分數指數冪的概念,掌握有理指數冪的運算性質;掌握指數函數的概念、圖象和性質. 【考綱解讀】 指數函數是重要的初等函數,考查主要集中在圖象和性質這部分內容,正確地繪制指數函數的圖象是本節“雙基”演練的出發點,同時應重視有理指數冪的運算,保證算得準,不失分. 【經典例題】 設集合A={x0≤x<1},B={x1≤x≤2},函數f(x)=2x,x∈A,4-2x,x∈B,若當x0∈A時, f[f(x0)]∈A,則x0的取值范圍是( ) A. log■■,1?搖?搖?搖B. (log32,1) C. ■,1D. 0,■ 命題意圖 本題主要考查指數函數的圖象和性質,考查分類討論的思想. 思路分析 分段函數,第一段函數求出的值域作為第二段函數的定義域,結合集合A,B的取值范圍,求x0的取值范圍. 完美解答 當x0∈A時, f(x0)∈[1,2), f[f(x0)]∈(0,2],而要當x0∈A時, f[f(x0)]∈A,則f(x)=4-2x∈[0,1),所以x∈■,2,即2■∈■,2,所以x0∈log■■,1,即選A. 【經典例題】 已知函數f1(x)=e■, f■(x)=e■,x∈R. (1)若a=2,求f(x)=f■(x)+f■(x)在x∈[2,3]上的最小值; (2)若x∈[a,+∞)時, f■(x)≥f■(x),求a的取值范圍; (3)求函數g(x)=■-■在x∈[1,6]上的最小值. 命題意圖 本題主要考查指數函數的圖象和性質,考查化歸轉化的思想和分類討論的思想. 思路分析 本題的關鍵在于轉化,將指數型函數轉化為二次函數來進行求解. 完美解答 (1)因為a=2,且x∈[2,3],所以f(x)=e■+e■=e■+e■=■+■≥2■=2e,當且僅當x=2時取等號,所以f(x)在x∈[2,3]上的最小值為3e. (2)由題意知,當x∈[a,+∞)時,e■≤e■,即x-2a+1≤x-a+1恒成立,所以x-2a+1≤x-a+1,即2ax≥3a2-2a對x∈[a,+∞)恒成立,則由2a≥0,2a2≥3a2-2a得所求a的取值范圍是0≤a≤2. (3)記h1(x)=x-(2a-1),h2(x)=x-a+1,則h1(x),h2(x)的圖象分別是以(2a-1,0)和(a,1)為頂點開口向上的V型線,且射線的斜率均為±1. ①當1≤2a-1≤6,即1≤a≤■時,由(2)知g(x)在x∈[1,6]上的最小值為f■(2a-1)=e0=1. ②當a<1時,可知2a-1 (ⅱ)當h1(1)>h2(1),得a-1>1,即a<0時,g(x)在x∈[1,6]上的最小值為f■(1)=e■. ③當a>■時,因為2a-1>a,可知2a-1>6, (ⅰ)當h1(6)≤1,得2a-7≤1,即■ (ⅱ)當h1(6)>1且a≤6時,即4 (ⅲ)當a>6時,因為h1(6)=2a-7>a-5=h2(6),所以g(x)在x∈[1,6]上的最小值為f■(6)=e■. 綜上所述, 函數g(x)在x∈[1,6]上的最小值為e■,a<0,e■,0≤a<1,1,1≤a≤■,e■,■6. 【命題趨勢】 高考對本節內容的考查可能仍以概念的理解、指數的運算為主,題型為客觀題;以指數或指數函數為命題背景,重點考查參數的計算,也可以利用導數來解決一些與指數函數最值有關的問題. 對數函數的圖象和性質 【考綱要求】 理解對數的概念,掌握對數的運算性質;掌握對數函數的概念、圖象和性質. 【考綱解讀】 對數函數是考試的熱點,特別是和導數的結合更加完美,重點考查對數函數的圖象和性質. 【經典例題】 已知函數f(x)=xlnx. (1)求函數f(x)的單調區間; (2)若函數F(x)=■在[1,e]上的最小值為■,求a的值. 命題意圖 本題考查利用導數來研究對數函數的圖象和性質及分類討論的思想. 思路分析 本題關鍵在于能正確求導,用導數來求函數的單調區間及最值.數形結合思想的運用有助于解決問題. 完美解答 (1)因為f ′(x)=lnx+1(x>0),令f ′(x)≥0,即lnx≥-1=lne-1,所以x≥■;同理,令f ′(x)≤0,可得0 (2)F ′(x)=■(x>0). 當a≥0時,F ′(x)>0,F(x)在[1,e]上單調遞增,F(x)min=-a=■,所以a= -■?埸[0,+∞),舍去. 當a<0時,F(x)在(0,-a)上單調遞減,在(-a,+∞)上單調遞增 若a∈(-1,0),F(x)在[1,e]上單調遞增,F(x)min=-a=■, a=-■?埸(-1,0),舍去; 若a∈[-e,-1],F(x)在(1,-a)上單調遞減,在(-a,e)上單調遞增,所以F(x)min=F(-a)=ln(-a)+1=■,a=-■∈[-e,-1]; 若a∈(-∞,-e),F(x)在[1,e]上單調遞減,F(x)min=■=■?圯a= -■e?埸(-∞,-e),舍去. 綜上所述:a=-■. 【命題趨勢】 對數和導數的結合是高考大題的常客,解題時,一定要注意對數中隱含的真數要大于零的條件.以對數函數的復合函數為考查主體,涉及函數值的計算或不等式的求解,也是高考的熱點. 二次函數 【考綱要求】 理解二次函數的概念,熟練掌握二次函數的圖象和性質. 能結合二次函數的圖象,判斷一元二次方程根的存在性及根的個數,從而了解函數的零點與方程根的聯系. 【考綱解讀】 二次函數是考試的熱點,重點考查二次函數的圖象與最值. 以二次函數為紐帶,還可以溝通函數、方程、不等式、數列和曲線等知識之間的內在聯系,使數學知識的綜合運用能夠得到很好的體現. 【經典例題】 如圖1,已知二次函數y=ax2+bx+c(a,b,c為實數,a≠0)的圖象過點C(t,2),且與x軸交于A,B兩點,若AC⊥BC,則a的值為_______. ■ 圖1 命題意圖 本題考查利用二次函數的根與系數來解題,包含設而不求的思想方法以及函數與方程的思想. 思路分析 設出A,B兩點的坐標,已知C點的坐標利用垂直關系結合向量列出方程,再結合C點在拋物線上可列一方程,利用這兩個方程即可求解. 完美解答 法1:設A(x1,0),B(x2, 0),則x1+x2=-■,x1x2=■,■=(t-x1,2),■=(t-x2,2). 因為AC⊥BC,所以(t-x1)(t-x2)+4=0,整理得t2-(x1+x2)t+x1x2+4=0,所以t2+■t+■+4=0,所以at2+bt+c+4a=0. 又函數y=ax2+bx+c的圖象過點C(t,2),所以at2+bt+c=2,比較上述兩式得4a=-2,所以a=-■. 法2: 將二次函數y=ax2+bx+c的圖象向右平移到點C落在y軸上,此時得二次函數的表達式為y=ax2+dx+2,然后設A(x1,0),B(x2,0),因為AC⊥BC,所以x1x2+4=0,又x1x2=■,所以■=-4,所以a=-■. 【命題趨勢】 與二次函數相聯系的數學試題在高考中經久不衰,以二次函數為載體常把數(計算、證明)與形(圖象)有機地融合起來,使數形結合、分類討論、等價轉化、函數與方程的數學思想方法能夠得到充分的發揮. 導數的應用 【考綱要求】 掌握求函數的單調區間、函數在開區間上的極值、閉區間上的最值的導數方法及一般步驟,會運用比較法確定函數的最值點;會求一些實際問題(一般指單峰函數)的最大值和最小值. 【考綱解讀】 利用導數來就研究函數的性質是解決函數問題的重要方法,結合圖象可解決與方程有關的問題,還可解決與不等式有關的問題,同時應能熟練運用數學思想方法,如函數與方程思想、分類討論思想和數形結合思想等. 【經典例題】 設函數f(x)=■·x2+ax-lnx(a∈R). (1)當a=1時,求函數f(x)的極值; (2)當a>1時,討論函數f(x)的單調性; (3)若對任意a∈(2,3)及任意x1,x2∈[1,2],恒有ma+ln2>f(x1)-f(x2)成立,求實數m的取值范圍. 命題意圖 本題考查導數的幾何意義、利用導數判斷函數的單調性、求最值等. 思路分析 本題解決的關鍵在于善于利用導數研究函數的性質,如單調性、極值等,導數題中有關不等式的求參問題往往和函數的最值有緊密的聯系. 完美解答 (1)函數的定義域為(0,+∞). 當a=1時, f(x)=x-lnx, f ′(x)=1-■=■. 令f ′(x)=0,得x=1. 當0 當x>1時, f ′(x)>0. 所以f(x)極小值=f(1)=1,無極大值. (2)f ′(x)=(1-a)x+a-■=■=■=■. 當■=1,即a=2時, f ′(x)=-■≤0, f(x)在(0,+∞)上是減函數; 當■<1,即a>2時,令f ′(x)<0,得0 令f ′(x)>0,得■ 當■>1,即1■; 令f ′(x)>0,得1 綜上,當a=2時, f(x)在定義域上是減函數; 當a>2時, f(x)在0,■和(1,+∞)上單調遞減,在■,1上單調遞增;