内容正文:
第三章
函数的概念与性质
小结
知识体系构建
思路点拨: 由函数的概念,根据使函数式有意义,列出自变量的限制条件组成不等式(组),解出自变量范围,用集合的形式表示即可. 利用幂函数的定义可得,解出方程,再根据该函数是偶函数确定的值.
主题1 函数的概念及函数与方程思想的应用
【例1】
的定义域是 ,值域是 ;
已知函数是幂函数,且该函数是偶函数,则的值是 .
【解】
要使函数有意义,必须且只须即解得或,所以函数的定义域为.易知函数为偶函数,且在上单调递增,故当时,,所以函数的值域为.
因为函数是幂函数,所以,解得或.当时,函数是奇函数,与题意不符,舍去;当时,函数是偶函数,符合题意,即的值是1.
典例精析
【变式训练1】
是“函数(为常数)为幂函数”的( )
A. 充分不必要条件
B. 必要不充分条件
C. 充要条件
D. 既不充分又不必要条件
若函数的定义域为一切实数,则实数的取值范围是 ;
【解】
由题意可得对恒成立.当时,恒成立;当时,则解得.综上可得.
当函数为幂函数时,,解得或,所以“”是“函数为幂函数”的充分不必要条件.故选A.
【例2】已知是二次函数,并且满足,方程有两个相等的实数根,求函数的解析式.
思路点拨:用待定系数法.由是二次函数,可设(是常数),根据条件求出的值即可.
【解】
因为是二次函数,可设(是常数),并且,由,得,且,即 ,又由,得,即有两个相等的实数根.所以,所以.将其代入得,所以.
【变式训练2】 [·吉林通榆第一中学高二期末(文)]设 若,则的值为( )
A. B. C. 或 D.
C
【解】
因为当时,令,解得;当时,令,解得.综上所述,或.故选C.
思路点拨: 根据函数图象的开口方向,对称轴位置判断系数的正负.
根据函数的奇偶性画出的完整图象,再根据完整图象得到的解集.
【例3】 设,二次函数的图象可能是( )
已知定义在上的奇函数在上的图象如图所示,则的解为______ __.
D
主题2 函数的图象和性质及数形结合思想的应用
【解】
例3答图
项,由图象开口向下知,由对称轴位置知,所以.又因为,所以.而由题图知,错误;项,由题图知,,故.又因为,所以,而由题图知,错误;选项中,开口向上,故,.由知,从而函数的对称轴,故错误,正确.故选.
由于为上的奇函数,图象关于原点对称,因此可做出函数在上的图象如图.由图可知的解集为.
【变式训练3】 函数与在同一坐标系内的图象是图中的( )
B
【解】
选项,由函数的图象可得,由二次函数的图象可得,错误;
选项,由函数的图象可得,由二次函数的图象可得,正确;
选项,由函数的图象可得,由二次函数的图象可得,错误;
选项,由函数的图象可得.由二次函数的图象可得, 函数与的坐标轴交点是同一点,错误. 故选.
【例4】已知函数
求证:是奇函数;
求的单调递减区间,并证明你的结论.
思路点拨: 要证明是奇函数,只要根据奇函数的定义,证明满足:对定义域中的任意x的值,均有成立. 可先作出的草图,从图象上观察得到其单调递减区间,再运用函数单调性定 义加以证明.
【解】
显然函数的定义域关于原点对称.因为当时,,则;当时,,则.综上可知,对于定义域内的任意,总有,所以函数为奇函数. 作出函数的草图(图略),由图象可得的单调递减区间为和.证明如下:设且,则因为当时,,所以.因为,且,所以,,所以,即,所以在区间上单调递减.同理可证在区间上也单调递减.
【变式训练4】已知函数.
若为偶函数,求在上的值域;
若在区间上单调递减,求在上的最大值与最小值.
【解】因为函数为偶函数,故,即,解得,所以.因为,所以.所以,即在上的值域为.
若在区间上单调递减,则函数图象的对称轴为,则,所以.所以当时,函数单调递减,当时,函数单调递增.故当时,需比较与的大小,因为,所以,由于,所以,所以,所以,故在上的最大值为,最小值为.
思路点拨: 根据函数解析式分析函数单调性,对和分情况讨论即可. 利用各段单调递减、两段衔接递减求解.
【例5】
C
已知函数若,则实数的取值范围是 ( )
A. B.
C. D.
若函数是定义在上的减函数,则的取值范围为 .
【解】
因为函数所以该函数在上单调递减,在上为定值.若,则解得,故实数的取值范围是.故选.
要使函数在上是减函数,则解得.
【变式训练5】 已知函数则满足不等式的的取值范围是________;
[·山西高一期末]已知函数是奇函数,且在上单调递减,则实数_____