内容正文:
假期作业6 函数的应用
1.函数的零点
(1)函数零点的定义
对于函数y=f(x),我们把使 的
实数x叫做函数y=f(x)的零点.
(2)几个等价关系
方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的
图象与 有交点⇔函数y=f(x)有
.
(3)函数零点的判定(零点存在性定理)
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象
是连续不断的一条曲线,并且有 ,
那么,函数y=f(x)在区间 内有
零点,即存在c∈(a,b),使得 ,这
个 也就是方程f(x)=0的根.
2.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象与零
点的关系
Δ>0 Δ=0 Δ<0
图象
与x轴
的交点 无交点
零点个数
3.函数的实际应用
(1)常见的函数模型
函数模型 函数解析式
一次函数型 f
(x)=ax+b(a,b 为常
数,a≠0)
二次函数型 f(x)=ax
2+bx+c(a,b,c
为常数,a≠0)
指数函数型 f(x)=ba
x+c(a,b,c为常
数,a>0且a≠1,b≠0)
对数函数型 f
(x)=blogax+c(a,b,c为
常数,a>0且a≠1,b≠0)
幂函数型 f(x)=ax
n+b(a,b为常
数,a≠0)
(2)解决应用问题的基本步骤
①审题:弄清题意,分析条件和结论,理顺
数量关系,恰当选择模型;
②建模:将文字语言、图形(或数表)等转化
为数学语言,利用数学知识建立相应的数
学模型,将实际问题化为数学问题;
③求解:求解数学问题,得出数学结论;
④还原:将利用数学知识和方法得出的结
论,还原为实际问题的答案.
◆[考点一] 函数的零点
1.(多选题)下列函数中,在(-1,1)内有零点
且单调递增的是 ( )
A.y=log12x B.y=2
x-1
C.y=x2-12 D.y=x
3
2.函数f(x)=(x-2)(x-5)-1有两个零点
x1,x2,且x1<x2,则 ( )
A.x1<2,2<x2<5 B.x1>2且x2>5
C.x1<2,x2>5 D.2<x1<5,x2>5
3.设函数f(x)=x+log2x-m,若函数f(x)
在 1
4
,8
æ
è
ç
ö
ø
÷上存在零点,则m 的取值范围是
( )
A.-74
,5
æ
è
ç
ö
ø
÷ B.-74
,11
æ
è
ç
ö
ø
÷
C.94
,5
æ
è
ç
ö
ø
÷ D.94
,11
æ
è
ç
ö
ø
÷
4.函数f(x)=lg|x|-|x2-2|的零点个数为
( )
A.2 B.3 C.4 D.5
5.函数f(x)=
x,x≤2
log2(x-2),x>2{ ,则函数y=
f(f(x))的所有零点之和为 .
6.已知定义域为R的函数f(x)满足f(2+x)
=-f(-x),且曲线y=f(x)与曲线y=
- 1x-1
有且只有两个交点,则函数g(x)=
f(x)+ 1x-1
的零点之和是 .
11
◆[考点二] 函数的实际应用
7.Logistic模型是常用数学模型之一,可应用
于流行病学领域.有学者根据公布数据建立
了某地区新冠病毒累计确诊病例数I(t)(t
的 单 位:天 )的 Logistic 模 型:I(t)=
K
1+e-0.23(t-53)
,其中 K 为最大确诊病例数.
当I(t∗)=0.95K 时,标志着已初步遏制疫
情,则t∗ 约为(ln19≈3) ( )
A.60 B.63 C.66 D.69
8.在天文学中,天体的明暗程度可以用星等或
亮度来描述,两颗星的星等与亮度满足 m2
-m1=
5
2lg
E1
E2
,其中星等为mk 的星的亮度
为Ek(k=1,2).已知太阳的星等是-26.7,天
狼星的星等是-1.45,则太阳与天狼星的亮
度的比值为 ( )
A.1010.1 B.10.1
C.lg10.1 D.10-10.1
9.(多选)(2023新课标Ⅰ卷)噪声污染问题
越来越受到重视.用声压级来度量声音的强
弱,定义声压级Lp=20×lgpp0
,其中常数
p0(p0>0)是听觉下限阈值,p是实际声压.
下表为不同声源的声压级:
声源
与声源的
距离/m
声压级/dB
燃油汽车 10 60~90
混合动力汽车 10 50~60
电动汽车 10 40
已知在距离燃油汽车、混合动力汽车、电动
汽车10m 处测得实际声压分别为p1,p2,
p3,则 ( )
A.p1≥p2 B.p2>10p3
C.p3=100p0 D.p1≤100p2
10.某化工厂生产一种溶液,按市场要求杂质
含量不超过0.1,若初始时含杂质2,每过
滤一次可使杂质含量减少1
3
,至少应过滤
次才能达到市场要求? (已知
lg2=0.3010,lg3=0.4771)
11.在如图所示的锐角三角
形空地中,欲建一个面积
最大的内接矩形花园(阴
影 部 分),则 其 边 长 x
为 (m).
12.某省两重要城市之间人员交流频繁,为了
缓解交通压力,特修一条时速350公里的
城际高铁,已知该车每次拖4节车厢,一天
能来回16次,如果每次拖7节车厢,则每
天能来回10次.
(1)若每天来回的次数是车头每次拖挂车
厢节数的一次函数,求此一次函数解析式;
(2)在(1)的条件下,每节车厢能载乘客
110人.问这列火车每天来回多少次才能
使运营人数最多? 并求出每天最多运营
人数.
1.已 知 函 数 f(x)=|2x -1|,g(x)=
|log3x|,0<x≤3
4-x,x>3{ ,且方程f(x)=m 有两
个不 同 的 解,则 实 数 m 的 取 值 范 围 为
,方程g[f(x)]=m 解的个数
为 .
2.(2023天津卷)若函数f(x)=ax2-2x-
|x2-ax+1|有且仅有两个零点,则a的取
值范围为 .
一个姑 娘 上 了 高 铁,
见自己的座位上坐着一男
士.她 核 对 自 己 的 票,客
气地说:“先生,您坐错位
置了吧?”男士拿出票,嚷
嚷着:“看清楚点,这是我的座,你瞎了?”女孩
仔细看了他的票,不再作声,默默地站在他的
身旁.一会儿高铁开动了,女孩低头轻松对男
士说:“先生,您没坐错位,您坐错车了!”
有一种忍让,叫做让你后悔都来不及,如
果嚎叫能解决问题,驴早就统治了世界!
21
2.C [因为定义在 R的奇函数f(x)在(-∞,0)单调递减,且
f(1)=0,
所以f(x)在(0,+∞)单调递减,且f(-1)=0,
所以当(-∞,-1)∪(0,1),f(x)>0,
当(-1,0)∪(1,+∞),f(x)<0,
所以若xf(x-1)≤0,则
x<0
x-1≤-1{ 或
0≤x<1
-1≤x-1<0{ 或
x>1
x-1≥1{ 或x=0或x=1
解得x≤1或x≥2,
所以x的取值范围是(-∞,1]∪[2,+∞).]
假期作业5 基本初等函数(Ⅰ)
思维整合室
1.(0,+∞) (0,1) y>1 0<y<1 0<y<1 y>1
增函数 减函数 2.(0,+∞) (1,0) 1 0 y>0 y<0
y<0 y>0 增 减
3.(2)[0,+∞) [0,+∞) {y|y≠0} 奇 奇 在(-∞,0]
上单调递减,在[0,+∞)上单调递增 在 R上单调递增 在
[0,+∞)上单调递增 在(-∞,0)和(0,+∞)上单调递减
(1,1)
技能提升台 素养提升
1.C [令f(x)=xα,则4α=2,∴α=12
,∴f(x)=x
1
2 .]
2.B [∵幂函数f(x)=(n2+2n-2)xn
2-3n在(0,+∞)上是减
函数,
∴
n2+2n-2=1,
n2-3n<0,{ ∴n=1,
又n=1时,f(x)=x-2的图象关于y轴对称,故n=1.]
3.D
4.A [∵y= 12( )
x
=2-x,
∴它与函数y=2x 的图象关于y 轴对称.]
5.D [由题意易得,a2≥1
,所以a的取值范围是[2,+∞).]
6.D [由题意得 x>02x-1≠0{ ,
解得x∈ 0,12( ) ∪
1
2
,+∞( ).]
7.A [a=2-
1
3 <20=1,所以0<a<1,c=log1
2
1
3>log
1
2
1
2=
1,所以c>1,
b=log2
1
3<log21=0
,所以b<0,故c>a>b.]
8.D
9.AC [f(x)的定义域为(0,2).由于f(x)=lnx+ln(2-x)
=ln(2x-x2),从 而 对f(x)的 研 究 可 转 化 为 对 二 次 函 数
g(x)=2x-x2(x∈(0,2))的研究.因为g(x)=2x-x2=-
(x-1)2+1,所以g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调
递减,直线x=1是y=g(x)的 图 象 的 对 称 轴.从 而 排 除
B,D.]
10.解析:当x≥0时,g(x)=2⇔log2(x+1)=2,解得x=3;
当x<0时,g(x)=f(-x)=2x+1=2,解得x=0(舍);
所以g(x)=2的解为:x=3.
答案:x=3
11.解:(1)当a=2时,g(x)=log2(1-x),在[-15,-1]为减
函数,因 此 当 x= -15 时,g(x)的 最 大 值 为log2 [1-
(-15)]=log216=4.
(2)f(x)-g(x)>0,即f(x)>g(x),所以当0<a<1时,
loga(1+x)>loga(1-x),满足
1+x<1-x,
1+x>0,
1-x>0,{ 所以-1<x
<0,
故当0<a<1时x的取值范围是{x|-1<x<0}.
12.解:(1)因为
f(1)=52
f(2)=174
ì
î
í
ïï
ï
,所以
2+2a+b=52
,
22+22a+b=174.
ì
î
í
ïï
ï
解得
a=-1,
b=0.{ 故a,b的值分别为-1,0.
(2)f(x)是偶函数,证明如下:
由(1)知f(x)=2x+2-x,f(x)的定义域为R,关于原点对称.因
为f(-x)=2-x+2x=f(x),所以f(x)为偶函数.
(3)f(x)在[0,+∞)上为增函数,证明如下:
对任意 x1,x2 ∈[0,+∞),不 妨 设 x1 <x2,则 f(x1)-
f(x2)=(2x1+2-x1)-(2x2+2-x2)
=(2x1-2x2)+ 12( )
x1
- 12( )
x2
=(2x1-2x2)
2x1+x2-1
2x1+x2
,因为x1<x2,且x1,x2∈[0,+∞),
所以2x1-2x2<0,2x1+x2>1,
即2x1+x2-1>0,则f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2).
所以f(x)在[0,+∞)上为增函数.
又f(x)在 R上为偶函数,故f(x)在(-∞,0]上单调递减,
则当x=0时,f(x)取最小值.
又f(0)=1+1=2,所以f(x)的值域为[2,+∞).
新题快递
1.C [设u(x)=x2-2ax-a.
∵f(x)在(-∞,-3)上单调递减,
∴由复合函数的单调性法则可知,u(x)在(-∞,-3)上单
调递减,
且u(x)>0在(-∞,-3)上恒成立.(注意对数的真数大于0)
又u(x)=(x-a)2-a-a2 在(-∞,a)上单调递减,
(若函数u(x)在(-∞,-3)上单调递减,则u(-3)>0)
∴ u
(-3)≥0,
a≥-3,{ 解得a≥-
9
5.
则可得函数f(x)在区间(-∞,-3)上单调递减的充要条件
是a∈ -95
,+∞[ ).
而所求的是函数f(x)在区间(-∞,-3)上单调递减的必要
不充分条件,
故 只 需 看 -95
,+∞[ ) 是 哪 一 个 的 真 子 集,而
-95
,+∞[ ) ⫋[-2,+∞),故 C符合题意.]
2.解析:①因函数f(x)=
ax,x≤1
1-2a
x
,x>1{ ,又f(-2)=9,于是得
a-2=9,而a>0,解得a=13
,
所以a的值等于13
;
②因对任意x1≠x2,都 有
f(x1)-f(x2)
x1-x2
<0成 立,则 函 数
f(x)在 R上单调递减,
因此,
0<a<1
1-2a>0
a≥1-2a{ ,解得
1
3≤a<
1
2
,
所以实数a的取值范围是13≤a<
1
2.
答案:①13 ②
1
3≤a<
1
2
假期作业6 函数的应用
思维整合室
1.(1)f(x)=0 (2)x轴 零点 (3)f(a)f(b)<0 (a,b)
f(c)=0 c 2.(x1,0),(x2,0) (x1,0) 2 1 0
技能提升台 素养提升
1.BD 2.C
08
3.B [函数f(x)=x+log2x-m 在
1
4
,8( ) 上单调递增,则函
数f(x)在 14
,8( ) 上存在零点,
需 f
1
4( )=
1
4+log2
1
4-m<0
f(8)=8+log28-m>0
{ ,解得-74<m<11.]
4.C[如图,根据图像可得两个函数交点的
个数为4个,
所以函数f(x)=lg|x|-|x2-2||的零点
个数为4个.]
5.解析:令t=f(x),
由f(t)=0 得
t≤2
t=0{ 或
t>2
log2(t-2)=0{ ,
所以t=0或t=3,
当t=f(x)=0时,x=0或x=3,
当t=f(x)=3时,则
x≤2
x=3{ 或
x>2
log2(x-2)=3{ ,解得x=10,
所以函数y=f(f(x))的所有零点之和为0+3+10=13.
答案:13
6.解析:由题意定义域为R的函数f(x)满足f(2+x)=-f(-x),
则f(x)的图象关于点(1,0)成中心对称,
函数y=- 1x-1
的图象是由y=-1x
的图象向右平移一个
单位得到,
故y=- 1x-1
的图象关于点(1,0)成中心对称,
又曲线y=f(x)与曲线y=- 1x-1
有且只有两个交点,
这两个交点关 于(1,0)对 称,故 这 两 个 交 点 的 横 坐 标 之 和
为2,
而函数g(x)=f(x)+ 1x-1
的零点即为曲线y=f(x)与曲
线y=- 1x-1
交点的横坐标,
故函数g(x)=f(x)+ 1x-1
的零点之和是2.
答案:2
7.C 8.A
9.ACD [由 题 意 可 知:Lp1 ∈[60,90],Lp2 ∈[50,60],Lp3
=40,
对于选项 A:可得Lp2-Lp3=20×lg
p1
p0
-20×lgp2p0
=20×
lgp1p2
,
因为Lp1≥Lp2,则Lp1-Lp2=20×lg
p1
p2
≥0,即lgp1p2
≥0,
所以p1
p2
≥1且p1,p2>0,可得p1≥p2,故 A正确;
对于选项B:可得Lp2 -Lp2 =20×lg
p2
p0
-20×lgp3p0
=20×
lgp2p3
,
因为Lp2-Lp3=Lp2-40≥10,则20×lg
p2
p3
≥10,即lgp2p3
≥
1
2
,
所以p2
p3
≥ 10且p2,p3>0,可得p2≥ 10p3,
当且仅当Lp2=50时,等号成立,故B错误;
对于选项 C:因为Lp3=20×lg
p3
p0
=40,即lgp3p0
=2,
可得p3
p0
=100,即p3=100p0,故 C正确;
对于选项 D:由选项 A可知:Lp1-Lp2=20×lg
p1
p2
,
且Lp1-Lp2≤90-50=40,则20×lg
p1
p2
≤40,
即lgp1p2
≤2,可得p1p2
≤100,且p1,p2>0,所以p1≤100p2,
故 D正确.]
10.解析:设过滤n次才能达到市场要求,则2(1-13
)n≤0.1,即
(2
3
)n≤0.12
,∴nlg23≤-1-lg2.∴n≥7.39
,∴n=8.
答案:8
11.解析:设矩形花园的宽为ym,则x40=
40-y
40
,即y=40-x,矩
形花园的面积S=x(40-x)=-x2+40x=-(x-20)2+
400,当x=20m 时,面积最大.
答案:20
12.解:(1)设每天来回y次,每次挂x节车厢,由题意设y=kx
+b.
当x=4时,y=16,当x=7时,y=10,得到16=4k+b,10
=7k+b.二式联立解得k=-2,b=24,∴y=-2x+24.
(2)设每天来回y次,每次挂x节车厢,由题意知,每天挂车
厢最多时,运营人数最多,设每天运营S节车厢,则S=xy
=x(-2x+24)=-2x2+24x=-2(x-6)2+72,所以当x
=6时,Smax=72,此时y=12,则每日最多运营人数为110
×72=7920(人).
新题快递
1.解析:函数f(x)=|2x-1|图象如下:
方程f(x)=m 有两个不同的解,则函数y=f(x)与直线y=
m 有两个不同的交点,
故0<m<1;
方程g[f(x)]=m 中,设t=f(x)∈(0,+∞),即g(t)=m,
即函数y=g(t)与直线y=m∈(0,1)的交点问题,g(t)=
|log3t|,0<t≤3
4-t,t>3{ 图象如下:
故结合图象可知,函数y=g(t)与y=m∈(0,1)有3个交
点,即g(t)=m 有三个根t1,t2,t3,其中t1∈(0,1),t2∈(1,
3),t3∈(3,4),
再结合y=f(x)图象可知,方程f(x)=t1∈(0,1)有2个不
同的x根;
方程f(x)=t2∈(1,3)有1个不同的x根;
方程f(x)=t3∈(3,4)有1个不同的x根.
综上,方程y[f(x)]=m 方程解的个数为4.
答案:0<m<1 4
18
2.解析:(1)当x2-ax+1≥0时,f(x)=0⇔(a-1)x2+(a-
2)x-1=0,
即[(a-1)x-1](x+1)=0,
若a=1时,x=-1,此时x2-ax+1≥0成立;
若a≠1时,x= 1a-1
或x=-1,
若方程有一根为x=-1,则1+a+1≥0,即a≥-2且a
≠1;
若方程有一根为x= 1a-1
,则 1
a-1( )
2
-a× 1a-1+1≥0
,解
得a≤2且a≠1;
若x= 1a-1=-1
时,a=0,此时1+a+1≥0成立.
(2)当x2-ax+1<0时,f(x)=0⇔(a+1)x2-(a+2)x+1
=0,
即[(a+1)x-1](x-1)=0,
若a=-1时,x=1,显然x2-ax+1<0不成立;
若a≠-1时,x=1或x= 1a+1
,
若方程有一根为x=1,则1-a+1<0,即a>2;
若方程有一根为x= 1a+1
,则 1
a+1( )
2
-a× 1a+1+1<0
,解
得a<-2;
若x= 1a+1=1
时,a=0,显然x2-ax+1<0不成立;
综上可知,当a<-2时,零点为 1a+1
,1
a-1
;
当-2≤a<0时,零点为 1a-1
,-1;
当a=0时,只有一个零点-1;
当0<a<1时,零点为 1a-1
,-1;
当a=1时,只有一个零点-1;
当1<a≤2时,零点为 1a-1
,-1;
当a>2时,零点为1,-1.
所以当函数有两个零点时,a≠0且a≠1.
点睛:本题的解题关键是根据定义去掉绝对值,求出方程的
根,再根据根存在的条件求出对应的范围,然后根据范围讨
论根(或零点)的个数,从而得解.
答案:(-∞,0)∪(0,1)∪(1,+∞)
假期作业7 任意角的三角函数与弧度制
思维整合室
1.(1)负角 零角 (2)象限角 2.(1)半径长 (3)r|α|
3.y x
技能提升台 素养提升
1.CD 2.A 3.C
4.C [因为π-α的终边与3π-α的终边相同,而π-α的终边
与α的终边关于y 轴对称,所以α的终边与3π-α的终边关
于y 轴对称.]
5.A
6.解析:∵l=3π,α=135°=3π4
,
∴r=lα =4
,S=12lr=
1
2×3π×4=6π.
答案:4 6π
7.解析:设圆的半径为r,则扇形的半径为2r3
,记扇形的圆心角
为α,
则
1
2α
2r
3( )
2
πr2
=527
,∴α=5π6.
∴扇形的弧长与圆周长之比为lc =
5π
6
2
3r
2πr =
5
18.
答案:5
18
8.解:(1)由☉O 的半径r=10=AB,
知△AOB 是等边三角形,∴α=∠AOB=60°=π3.
(2)由(1)可知α= π3
,r=10,∴弧 长l=αr= π3 ×10=
10π
3
,∴S扇形 =12lr=
1
2×
10π
3 ×10=
50π
3
,
而S△AOB=
1
2
AB1032 =
1
2×10×
103
2 =
503
2 =253.
∴S=S扇形 -S△AOB=
50π
3 -25 3=50
π
3-
3
2
æ
è
ç
ö
ø
÷.
9.B [∵tan7π3=
3m
m
=m-
1
6 = 3,∴m-1=33=27,
∴m=127.
]
10.A [因 为 角 α 的 终 边 过 点 cosπ3
,-sinπ6( ) ,
即 1
2
,-12( ) ,
则sinα=
-12
1
4+
1
4
=- 22.
]
11.解析:因为α是第二象限角.
所以cosα=15x<0
,即x<0.又cosα=15x=
x
x2+16
,
解得x=-3,所以tanα=4x=-
4
3.
答案:-43
12.解:设点 M 的坐标为(x1,y1).由题意可知,sinα=-
2
2
,即
y1=-
2
2.∵
点 M 在圆x2+y2=1上,∴x12+y12=1,即x12
+ - 22
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
=1,解得x1=
2
2
或x1=-
2
2.∴cosα=
2
2
,tanα
=-1或cosα=- 22
,tanα=1.
新题快递
1.AD [A.由于三角形内角范围为(0,π),内角为 π2
不是第
一、二象限角,错;B.由任意角定义,始边相同而终边不同的
角一定不相等,对;C.如7π4
为正角且在第四象限角,故第四
象限角不一定是负角,对;D.钝角范围为 π2
,π( ) ,而-2π3 是
第三象限角,此时钝角大,错.]
2.C [如 图 示:记 从 表 盘 中 心(圆
心)O 到12点方向的半径为OA,
8:20时 分 针 方 向 为 OB,时 针 方
向为OC.
则∠AOB=2060×2π=
2π
3
,
∠AOC=
813
12 ×2π=
25π
18
所 以 ∠BOC= ∠AOC- ∠AOB
=25π18-
2π
3=
13π
18
,
即八点二十分,时针和分针夹角的弧度数为13π
18.
]
假期作业8 同角三角函数的基本
关系与诱导公式
思维整合室
2.-sinα -sinα sinα cosα cosα -cosα cosα
-cosα sinα -sinα tanα -tanα -tanα
28