内容正文:
第2讲 基本初等函数、函数与方程
[考情分析] 1.基本初等函数的图象与性质是高考考查的重点,利用函数性质比较大小、解不等式是常见题型.2.函数零点的个数判断及参数范围是高考热点,常以压轴题的形式出现.
考点一 基本初等函数的图象与性质
核心提炼
1.指数函数y=ax(a>0,且a≠1)与对数函数y=logax(a>0,且a≠1)互为反函数,其图象关于y=x对称,它们的图象和性质分0<a<1,a>1两种情况,着重关注两个函数图象的异同.
2.幂函数y=xα的图象和性质,主要掌握α=1,2,3,,-1五种情况.
例1 (1)(2021·茂名水东中学模拟)函数f(x)=ax与函数g(x)=loga在同一坐标系中的图象可能是( )
答案 D
解析 g(x)=loga=-logax,则函数f(x)与函数g(x)单调性相反,排除选项B,C;
再由g(1)=0可排除选项A.
(2)(2020·全国Ⅱ)若2x-2y<3-x-3-y,则( )
A.ln(y-x+1)>0 B.ln(y-x+1)<0
C.ln|x-y|>0 D.ln|x-y|<0
答案 A
解析 设函数f(x)=2x-3-x.
因为函数y=2x与y=-3-x在R上均单调递增,
所以f(x)在R上单调递增.
原式等价于2x-3-x<2y-3-y,即f(x)<f(y),
所以x<y,即y-x>0,所以A正确,B不正确;
因为|x-y|与1的大小关系不能确定,所以C,D不正确.
规律方法 (1)指数函数、对数函数的图象与性质受底数a的影响,解决与指数函数、对数函数问题时,首先要看底数a的取值范围.
(2)基本初等函数的图象和性质是统一的,在解题中可相互转化.
跟踪演练1 (1)(2021·新高考全国Ⅱ)已知a=log52,b=log83,c=,则下列判断正确的是( )
A.c<b<a B.b<a<c
C.a<c<b D.a<b<c
答案 C
解析 a=log52<log5==log82<log83=b,即a<c<b.
(2)(2021·济南模拟)已知函数f(x)=
(a>0且a≠1),若函数f(x)的图象上有且仅有两个点关于y轴对称,则a的取值范围是( )
A.(0,1) B.(1,3)
C.(0,1)∪(3,+∞) D.(0,1)∪(1,3)
答案 D
解析 y=logax的图象关于y轴对称的图象对应的函数为y=loga(-x),函数f(x)的图象上有且仅有两个点关于y轴对称,等价于y=loga(-x)与y=|x+2|,-3≤x≤0的图象有且仅有一个交点.当0<a<1时,显然符合题意(图略);当a>1时,只需loga3>1,∴1<a<3,综上所述,a的取值范围是(0,1)∪(1,3).
考点二 函数的零点
核心提炼
判断函数零点个数的方法
(1)利用函数零点存在性定理判断.
(2)代数法:求方程f(x)=0的实数根.
(3)几何法:对于不易求根的方程,将它与函数y=f(x)的图象联系起来,利用函数的性质找出零点或利用两个函数图象的交点求解.在利用函数性质时,可用求导的方法判断函数的单调性.
考向1 函数零点的判断
例2 (2021·沧州联考)已知f(x)是定义在R上周期为2的偶函数,且当x∈[0,1]时,f(x)=2x-1,则函数g(x)=f(x)-log5|x|的零点个数是( )
A.2 B.4 C.6 D.8
答案 D
解析 当x∈[0,1]时,f(x)=2x-1,函数y=f(x)的周期为2且为偶函数,其图象关于y轴对称,可作出函数f(x)的图象.函数y=log5|x|的图象关于y轴对称,函数y=g(x)的零点,即为两函数图象交点的横坐标,当x>5时,y=log5|x|>1,此时两函数图象无交点,如图,
又两函数的图象在x>0上有4个交点,由对称性知它们在x<0上也有4个交点,且它们关于y轴对称,可得函数g(x)=f(x)-log5|x|的零点个数为8.
考向2 求参数的值或范围
例3 (2021·沈阳模拟)已知函数f(x)=若方程f(x)=k有且仅有两个不等实根,则实数k的取值范围是( )
A.1<k<3 B.1≤k<3
C.0<k<3 D.k<3
答案 B
解析 已知f(x)=作出函数图象,
通过函数图象可以看出,当x<0时,函数图象无限趋近于1,但不等于1,当x>2时,函数图象无限趋近于0,但不等于0,所以方程f(x)=k有且仅有两个不等实根,可以得到1≤k<3.
规律方法 利用函数零点的情况求参数值(或取值范围)的三种方法
跟踪演练2 (1)(2021·北京顺义区模拟)已知函数f(x)=3x-.若存在x0∈(-∞,-1),使得f(x0)=0,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C.(-∞,0) D.
答