内容正文:
@第二章 函数的概念与基本初等函数
2.4 二次函数
5A>!
1.理解并掌握二次函数的定义、图象及性质.
2.能用二次函数、方程、不等式之间的关系简单解决问题.
AMc
-
-@)
二次函数
(1)二次函数解析式
一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0);
顶点式:f(x)=a(x-h)2+k(a≠0);
零点式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0).
(2)二次函数的图象和性质
解析式
f(x)=ax2+
bx+c(a>0)
f(x)=ax2+
bx+c(a<0)
图象
定义域 R R
值域
单调性
在 -∞,-
b
2a
上 单
调 递 减;在
-
b
2a
,
+∞ 上单调递增
在 -∞,-
b
2a
上单
调 递 增;在
-
b
2a
,
+∞ 上单调递减
对称性 函数的图象关于直线 对称
-"
1.判断下列命题是否正确,正确的在括号内画
“√”,错误的画“×”.
(1)二次函数y=ax2+bx+c,不可能是偶
函数. ( )
(2)已知二次函数f(x)=x2+2x,x∈[-2,
3],则f(x)的值域是[-1,15]. ( )
(3)二次函数y=ax2+bx+c(x∈[a,b])的
最值是4ac-b
2
4a .
( )
(4)根据二次函数的两个零点就可以确定函
数的解析式. ( )
(5)函数f(x)=x2-2ax +a 的定义域为
[-1,1],值域为[-2,2],则a的值为1.( )
2.(教材改编题)已知函数f(x)=ax2+x+5的
图象在x 轴上方,则a的取值范围是 .
3.(教材改编题)已知2x2-3x ≤0,则函数
f(x)=x2+x+1的最小值为 ,最大
值为 .
4.(教材改编题)已知函数y=-x2 +3x -
a(0≤x≤3)与y=x+1(x∈R)的图象上
不存在关于x 轴对称的点,则实数a 的取值
范围是 .
5.(多选题)设函数f(x)=ax2+bx+c(a≠
0),对任意实数t都有f(4+t)=f(-t)成立,
则函数值f(-1),f(1),f(2),f(5)中,最小
的可能是 ( )
A.f(-1) B.f(1) C.f(2) D.f(5)
035
hh
A
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考点1 二次函数的解析式
【例1】 已知二次函数f(x)满足f(2)=-1,
f(-1)=-1,且f(x)的最大值为8,试确定
该二次函数的解析式.
求二次函数解析式的策略
已
知
三点坐标 宜选用一般式→
与x 轴两交点坐标 宜选用零点式→
顶点坐标
宜选用顶点式→
最大(小)值
对称轴
【对点训练1】 (1)已知二次函数f(x)的两个
零点分别是0和5,图象开口向上,且f(x)
在区间[-1,4]上的最大值为12,则函数
f(x)的解析式为 .
(2)(2023·广东深圳模拟)已知函数的图象关
于y轴对称,且与直线y=x 相切,则满足上
述条件的二次函数可以为f(x)= .
考点2 二次函数的图象
【例2】 二次函数y=x2+(m-
3)x+2m 的图象与x 轴的两
个交点的横坐标分别为x1,
x2,且0<x1<2<x2,如图所示,则m 的取
值范围是 .
识别二次函数图象应学会“三看”
【对点训练2】 关于二次函数y=x2-kx+k-
1(k≠0),则下列正确的是 ( )
A.函数图象与x 轴总有两个不同的交点
B.若函数图象与x 轴正半轴交于不同的两
点,则k>0
C.不论k 为何值,若将函数图象向左平移
1个单位长度,则图象经过原点
D.当x≥1时,y随x的增大而增大,则k<2
考点3 二次函数的单调性
【例3】 (1)已知条件p:函数f(x)=x2+mx+
1在区间 12
,+∞ 上单调递增,条件q:
m ≥-
4
3
,则p 是q的 ( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
(2)若函数f(x)=2x2+(x-a)|x-a|在
区间[-3,0]上是单调函数,则实数a 的取
值范围是 .
036
@第二章 函数的概念与基本初等函数
二次函数的单调性问题主要依据二次函数图象
的对称轴进行分类讨论求解.
【对点训练3】 已知函数f(x)=kx2-2x+4k
在区间[2,4]上单调递减,则实数k 的取值
范围是 .
考点4 二次函数的最值
命题角度1 不含参数的二次函数的最值
【例4】 若-1≤x≤4,则函数y=x2-4x+
3的最大值为 .
【对 点 训 练 4】 函 数 f(x)=-2cos2x -
2sin
x+3(x ∈R)的最小值是 .
命题角度2 含有参数的二次函数的最值
【例5】 (1)已知函数f(x)=x2-2ax-3,a∈R.
①当a=-
3
2
,x∈[-2,3]时,求函数f(x)
的值域;
② 是否存在实数a,使得函数f(x)在[-1,
3]上的最小值为1? 若存在,求实数a的值;
若不存在,说明理由.
(2)试求函数f(x)=x2-4ax+3在[0,1]上的
最小值g(a)的解析式.
解决“二次函数在给定区间上的最值”问题,一
般先用配方法化为f(x)=a(x-h)2+k(a≠0)的
形式,根据图象的对称轴方程x=h和所给区间并结
合图象求解.
(1)对称轴和区间都固定时,根据单调性和图象
直接求解.
(2)若区间固定,对称轴变动,这时要讨论顶点
横坐标是否在区间中;若对称轴固定,区间变动,这
时要讨论区间与对称轴的位置关系,再根据函数单
调性求最值.
【对点训练5】 (1)设a 为实数,函数f(x -
a)=x|x-a|,x ∈R.
① 求f(x)的解析式;
②当0≤x≤1时,求f(x)的最大值g(a).
(2)已 知 二 次 函 数 f(x)的 最 小 值 为1,且
f(0)=f(2)=3.
① 求f(x)的解析式;
② 若f(x)在区间[2a,a+1]上不单调,求
实数a的取值范围;
③若x∈[t,t+2],试求y=f(x)的最小值.
命题角度3 二次函数中的恒成立与有解问题
【例6】 已知函数f(x)=mx2-mx-1.
(1)若不等式f(x)<0对于 ∀x ∈R恒成
立,求实数m 的取值范围;
037
hh
(2)若不等式f(x)<-m+5在x∈[1,3]
上有解,求实数m 的取值范围.
由不等式恒成立求参数取值范围的思路及关键
(1)一般有两个解题思路:一是分离参数;二是
不分离参数.
(2)两种思路都是将问题归结为求函数的最值,
至于用哪种方法,关键是看参数是否易分离.这两个
思路的依据是a≥f(x)等价于a≥f(x)max,a≤
f(x)等价于a≤f(x)min.
【对点训练6】 对∀x∈R,不等式mx2+4x+
m-3>0恒成立,则 m 的取值范围是
;若mx2+4x+m-3>0在(-1,
1)上有解,则m 的取值范围是 .
考点5 二次函数的模型应用
【例7】 民族要复兴,乡村要振兴,合作社助力乡
村产业振兴,农民专业合作社已成为新型农业
经营主体和现代农业建设的中坚力量,为实施
乡村振兴战略作出了巨大的贡献.某农民专业
合作社为某品牌服装进行代加工,已知代加工
该品牌服装每年需投入固定成本30万元,每代
加工x 万件该品牌服装,需另投入f(x)万元,
且f(x)=
1
2x
2+2x,0<x≤10,
14x+
450
x -115
,10<x≤50.
根
据市场行情,该农民专业合作社为这一品牌
服装每代加工一件服装,可获得12元的代加
工费.
(1)求该农民专业合作社为这一品牌服装代
加工费的年利润y(单位:万元)关于年代加
工量x(单位:万件)的函数解析式;
(2)当年代加工量为多少万件时,该农民专
业合作社为这一品牌服装代加工费的年利
润最大? 并求出年利润的最大值.
在解决二次函数模型的应用问题时,要注意所
建立的函数模型中自变量的范围,一定要符合实际
意义,确定好定义域,然后在该定义域内解决问题.
【对点训练7】 巴拿马运河起着连接美洲南北
陆路通道的作用,是世界上最繁忙的运河之
一,假设运河上的船只航行速度为v(单位:
海里/小时),船只的密集度为x(单位:艘/
海里),当运河上的船只密集度为50艘/海里
时,河道拥堵,此时航行速度为0海里/小时;
当船只密集度不超过5艘/海里时,船只的
速度为45海里/小时,数据统计表明:当5≤
x≤50时,船只的速度是船只密集度x 的一
次函数.
(1)当0≤x ≤50时,求函数v(x)的表
达式;
(2)当船只密集度x 为多大时,单位时间内,
通过的船只数量f(x)=xv(x)可以达到最
大值? 求出最大值.
学习至此,请完成课时作业9
038
hh
-1或x >0},若函数f(x)的图象关
于直线x =n对称,则n= -
1+0
2 =
-
1
2
,检验:f(2n-x)=f - 12 ×
2-x =f(-1-x)=
-1-x+
1
2 ln1+ 1-1-x =
-x-
1
2 ln1- 1x+1 =
- x+
1
2 ln xx+1=
x+
1
2 lnx+1x =
x+
1
2 ln1+ 1x =f(x),
所 以 函 数 f(x)的 图 象 关 于 直 线
x = -
1
2
对称.
对点训练4:(1)-2
解析:由题知f(x)+f(1-x)=1,即
1+
a
4x +2
+1+
a
41-x +2
=1,
整理得
a
4x +2
+
a·4x
4+2·4x
=
2a+a·4x
4+2·4x
= -1,解得a= -2.
(2)f(x)=
x2-4x,x ≥1,
x2-4,x <1
解析:由直线x=1是定义在R上的函
数y =f(x)的 对 称 轴,则 f(x)=
f(2-x),又当x≥1时,f(x)=x2-
4x,则当x <1时,即2-x >1,则
f(x)=f(2-x)= (2-x)2-4×
(2-x)=x2-4,所以f(x)的解析式
是f(x)=
x2-4x,x ≥1,
x2-4,x <1.
例5:1≤x ≤3
解析:由 函 数 f(x)是 奇 函 数,可 知
f(-1)= -f(1)=1.-1≤f(x-
2)≤1,即f(1)≤f(x-2)≤f(-1).又
f(x)在(-∞,+∞)上单调递减,则
有 -1≤x-2≤1,解得1≤x ≤3.
对点训练5:(-3,-1)∪ (-1,1)
解析:当x>0时,f(x)=x2+log2x,
故其在(0,+∞)上单调递增.又因为
函数的定义域为{x|x ≠0},
f(-x)=(-x)2+log2|-x|=x2+
log2|x|=f(x),故其为偶函数,综上
可得f(x)在(-∞,0)上单调递减,在
(0,+∞)上单调递增且图象关于y 轴
对称,f(x+1)-f(2)<0即f(x+
1)< f(2)等 价 于 |x+1|<2
,
x+1≠0 ⇒
-3<x<1且x≠-1,即不等式的解
集为(-3,-1)∪ (-1,1).
例6:BCD 对于A,因为f(2x+2)为奇
函数,所以f(-2x+2)= -f(2x+
2),令t=2x,得f(-t+2)= -f(t+
2),则f(t)= -f(4-t).因为f(x-
1)为 偶 函 数,所 以 f(-x -1)=
f(x-1),令 x = m -5,得 f(4-
m)= f(m - 6), 所 以 f(x)=
-f(x-6), 所 以 f(x - 6) =
-f(x-12),故f(x)=f(x-12),
所以函数f(x)的周期为12,故A不正
确;对于B,因为g(x)的图象关于直线
x =2对称,所以g(2+x)=g(2-
x),所以g(x)=g(4-x).又g(x)是
奇函 数,所 以 g(-x)= -g(x)=
-g(4-x),所 以 g(x)= -g(4+
x)=g(x+8),所以函数g(x)的周
期为8,故 B正 确;对 于 C,由 A 得
f(x)= -f(x -6),得 f(x)=
-f(x+6),令 x =0,则 f(0)=
-f(6)=2,所以f(6)= -2.因为
g(x)为 R上的奇函数,所以g(0)=
0,则由g(x)=g(4-x),得g(4)=
g(0)= 0,所 以 f(18)+g(68)=
f(12+6)+g(8×8+4)=f(6)+
g(4)= -2,故C正确;对于D,因为当
0≤x≤2时,g(x)=ln(x+1),所以
当10≤x≤12时,0≤12-x≤2,所
以g(x)=g(x -8)=g(4- (x -
8))=g(12-x)=ln(13-x).所以当
10≤x ≤12时,g(x)=ln(13-x),
故D正确.故选BCD.
对点训练6:(1)52
解析:因为f(x +1)是奇函数,所以
f(-x +1)= -f(x +1)①;因 为
f(x+2)是偶函数,所以f(x+2)=
f(-x +2)②.令 x =1,由 ① 得,
f(0)= -f(2)= -(4a+b),由 ②
得,f(3)=f(1)=a+b,因为f(0)+
f(3)=6,所以-(4a+b)+a+b=
6⇒a = -2,令 x = 0,由 ① 得,
f(1)=-f(1)⇒f(1)=0⇒b=2,所
以当x∈[1,2]时,f(x)= -2x2+2.
由两个对称性可知,函数f(x)的周期
T = 4.所 以 f
9
2 = f 12 =
-f
3
2 = 52.
(2)B 因为函数f(x+2)为偶函数,
则f(2+x)=f(2-x),可得f(x+
3)=f(1-x),因为函数f(2x+1)为
奇函数,则f(1-2x)= -f(2x+1),
所以f(1-x)= -f(x +1),所 以
f(x+3)= -f(x+1)=f(x-1),
即f(x)=f(x+4),故函数f(x)是
以4为 周 期 的 周 期 函 数,因 为 函 数
F(x)= f(2x +1)为 奇 函 数,则
F(0)= f(1)= 0,故 f(-1)=
-f(1)=0,其 他 三 个 选 项 未 知.故
选B.
例7:ACD 对于A,因为函数f(x)为R
上的偶函数,所以f(-1)=f(1)=
-12+1=0,故A正确;对于B,由题
意可得,f(x-1)= -f(-x-1),
f(-x)=f(x),所 以f((x -1)-
1)= -f(-(x-1)-1)=
-f(-x)= -f(x),即f(x-2)=
-f(x),所以f((x-2)-2)=
-f(x-2)= -[-f(x)]=f(x),所
以f(x-4)=f(x),即函数f(x)的
最小正周期为4,故B错误;对于C,根
据题意 作 出 该 函 数 的 图 象 如 下 图 所
示,由图可知,函数f(x)在(-4,-2)
上单调递减,故C正确;
对于D,因为函数f(x)为R上的偶函
数,x ∈ [0,1]时,f(x)= -x2+1,
所以x∈ [-1,0]时,f(x)= -x2+
1,又因为函数f(x)的最小正周期为
4,设x∈[3,4],则(x-4)∈[-1,0],
所以f(x)=f(x-4)= -(x-4)2+
1= -x2 +8x -15,故 D正 确.故
选ACD.
对点训练7:BC 因为f(x)为偶函数,
f(x-2)= -f(x),所以f(x-2)+
f(x)=0,所以f(-2+x)+f(-x)=
0,所以f(x)的图象关于点(-1,0)对
称,A错 误;又f(x +4)= -f(x +
2)=f(x),所以f(x+4)=f(x),
B正确;因为f(x)在[0,1]上是增函数,
所以f -
1
2 =f 12 >f 14 =
f -
1
4 =f 154 ,C正确;因为f(x-
2)+f(x)=0⇒f(1)+f(3)=0,f(2)+
f(4)=0⇒f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=
0,所以∑
2
023
n=1
f(n)=f(1)+f(2)+f(3)=
f(2),而f(2)的值不确定,D错误.故
选BC.
题目呈现: 1
3
,3
5
解析:根据题意,由“局部奇函数”的定
义可知,若函数f(x)=
1
x-3+
m 是
x∈(-2,2)上的“局部奇函数”,则方程
f(-x)= -f(x)有解,即
1
-x-3+
m = -
1
x-3-
m 有 解,变 形 可 得
-6
x2-9
=2m,即 -
3
x2-9
= m 有解即
可.设g(x)= -
3
x2-9
,x ∈ (-2,2),
易知g(x)为偶函数且在[0,2)上单调
递增,所以可得g(x)∈
1
3
,3
5 ,所以
-3
x2-9
=m 有解时,m∈
1
3
,3
5 .
素养检测:(1,2]
解析:根 据 题 意 得f(x)=log2(x +
m),x∈[-1,1],必有x+m>0在区
间[-1,1]上 恒 成 立,故 m >1,若
f(x)=log2(x+m)是[-1,1]上的“1
阶局部奇函数”,则f(-x)=-f(x)在
区间[-1,1]有解,即log2(x +m)+
log2(-x+m)=0在区间[-1,1]上
有解,变形可得x2=m2-1,若其在区
间[-1,1]上有解,必有0≤m2-1≤
1,则有1≤m2 ≤2,又由m >1,则有
1< m ≤ 2,即 m 的 取 值 范 围 为
(1,2].
2.4 二次函数
必备知识回顾
知识梳理
(2)4ac-b
2
4a
,+∞
-∞,
4ac-b2
4a x = -b2a
基础检测
1.(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
2.a>
1
20 3.1
19
4
4.(-∞,1)∪ (5,+∞)
解析:函 数y = -x2 +3x -a(0≤
x≤3)与y=x+1(x∈R)的图象上
不存在关于x 轴对称的点,
-450-
参
考
答
案
直线y=x+1(x∈R)关于x 轴对称
的直线方程为y = -x-1(x ∈R),
则方程 -x2+3x-a = -x -1在
x∈[0,3]上无解,即a= -x2+4x+
1= -(x-2)2+5在x∈[0,3]上无解,
又函数y= -(x-2)2+5在[0,2]上
单调递增,在(2,3]上单调递减,又当
x=0时,y=1,当x=2时,y=5,当
x =3时,y =4,
所以y= -(x-2)2+5的值域为[1,5],
故实 数a 的 取 值 范 围 是(- ∞,1)∪
(5,+∞).
5.ACD 因为对任意实数t都有f(4+
t)=f(-t)成立,所以函数f(x)=
ax2+bx+c(a≠0)的对称轴是直线
x =2,当a >0时,函数值f(-1),
f(1),f(2),f(5)中,最小的是f(2);
当a <0时,函 数 值 f(-1),f(1),
f(2),f(5)中,最小的是f(-1)和f(5).
关键能力提升
例1:解:设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),
由题意得
4a+2b+c= -1,
a-b+c= -1,
4ac-b2
4a =8
,
解得
a= -4,
b=4,
c=7, 所以所求二次函数的解析
式为f(x)= -4x2+4x+7.
对点训练1:(1)f(x)=2x2-10x
解析:设f(x)=ax(x-5)(a>0),
其对称轴为直线x =
5
2
,又f(x)在
区间[-1,4]上 的 最 大 值 为12,所 以
f(-1)=6a=12,a=2.所以f(x)=
2x(x-5)=2x2-10x.
(2)x2+
1
4
(答案不唯一)
解析:因为二次函数f(x)的图象关于
y 轴对称,所以可设f(x)=ax2+c,
由 y =ax
2+c,
y =x 得ax2-x+c=0,
所以Δ =1-4ac=0,即ac=
1
4.
取
a=1,c=
1
4
,则f(x)=x2+
1
4.
(答
案不唯一)
例2:0<m <
1
2
解析:由 题 图 可 得f(2)<0,即4+
(m-3)×2+2m <0,解得m <
1
2
,
又f(0)=2m >0,所以0<m <
1
2.
对点训练2:C ∵Δ = (-k)2-4(k-
1)=k2-4k+4= (k-2)2≥0,∴函
数图象与x 轴总有两个不同的交点或
相同的交点,故A错误;若函数图象与
x 轴正半轴交于不同的两点,则由根与
系数的关系知
k>0,
k-1>0,
Δ>0, 解得k>1
且k≠2,故B错误;若将函数图象向左
平移1个单位长度,可得到y = (x+
1)2-k(x+1)+k-1,令x =0,则
y =0,即图象经过原点,故C正确;当
x≥1时,y随x 的增大而增大,即函数
图象的对称轴x =
k
2 ≤1
,解得k≤
2,故D错误.故选C.
例3:(1)A 函数f(x)=x2+mx+1的
单调递增区间是 -
m
2
,+∞ ,依题
意, 1
2
,+∞ ⊆ -m2,+∞ ,因
此-
m
2 ≤
1
2
,解得m ≥-1,显然[-1,
+∞)⫋ -
4
3
,+∞ ,所以p是q的
充分不必要条件.故选A.
(2)(-∞,-9]∪ {0}∪ [3,+∞).
解析:f(x)=
3x2-2ax+a2,x ≥a,
x2+2ax-a2,x <a. 若a=0,当
x <0时,f(x)=x2 在[-3,0]上单
调递减,符合题意;若a>0,则f(x)
在(-∞,-a)上单调递减,在[-a,a)
上单调递增,若f(x)在[-3,0]上是
单调函数,则-a≤-3,则a ≥3;若
a<0,则f(x)在 a,
a
3 上 单 调 递
减,在 a
3
,+∞ 上 单 调 递 增,若
f(x)在 [-3,0]上 是 单 调 函 数,则
a
3 ≤-3
,所以a≤-9.综上所述,实数
a 的取值范围是(-∞,-9]∪ {0}∪
[3,+∞).
对点训练3:-∞,
1
4
解析:当k=0时,f(x)= -2x 在区
间[2,4]上单调递减,符合题意;当k>
0时,函数图象的 对 称 轴 为 直 线x =
1
k
,因为f(x)在区间[2,4]上单调递
减,所以1
k ≥4
,得k≤
1
4
,所以0<
k≤
1
4
;当k<0时,函数f(x)在区间
[2,4]上单调递减,符合题意.综上,实
数k 的取值范围为 -∞,
1
4 .
例4:8
解析:∵ 函数y=x2-4x+3开口向
上,对称轴为直线x=2,又-1≤x≤
4,∴ 当x = -1时,函 数y =x2 -
4x+3有最大值,最大值为(-1)2 -
4×(-1)+3=8.
对点训练4:12
例5:(1)解:① 当a = -
3
2
时,f(x)=
x2+3x-3,x ∈ [-2,3],
∵ 函数f(x)的图象开口向上,对称轴
为直线x = -
3
2
,
∴f(x)min =f -
3
2 = 94 - 92 -
3= -
21
4
,f(x)max =f(3)=15.
∴ 当a= -
3
2
,x∈ [-2,3]时,函数
f(x)的值域为 -
21
4
,15 .
② 函数f(x)的图象开口向上,对称轴
为直线x =a,
当a≤-1时,则f(x)min=f(-1)=
1,即2a-2=1,即a =
3
2 >-1
,不
符合;
当a≥3时,则f(x)min=f(3)=1,即
6-6a=1,即a=
5
6 <3
,不符合;
当-1<a<3时,则f(x)min=f(a)=
1,即-a2-3=1,无解.
∴ 不存在实数a,使得函数f(x)在
[-1,3]上的最小值为1.
(2)解:∵f(x)= x2 - 4ax + 3,
∴f(x)= (x-2a)2+3-4a2,
∴ 函数 f(x)图象的对称轴 方 程 为
x =2a,且函数图象开口向上.
①当2a>1,即a>
1
2
时,f(x)在[0,
1]上单调递减,
故g(a)=f(x)min=f(1)=4-4a;
② 当0≤2a≤1,即0≤a≤
1
2
时,
f(x)在[0,2a]上单调递减,在[2a,1]
上单调递增,
故g(a)=f(x)min=f(2a)=3-4a2;
③ 当2a<0,即a<0时,f(x)在[0,
1]上单调递增,
故g(a)=f(x)min =f(0)=3.
综上可知f(x)在[0,1]上的最小值
g(a)=
4-4a,a>
1
2
,
3-4a2,0≤a≤
1
2
,
3,a<0.
对点训练5:(1)解:① 令x-a =t,则
x =t+a,故f(t)= (t+a)|t|,即
f(x)= (x+a)|x|.
② 由①可得f(x)=(x+a)|x|,故
f(x)=x(x+a)(0≤x≤1),易得抛
物线 开 口 向 上,对 称 轴 为 直 线 x =
-
a
2
,区间[0,1]的中点为12.
故当-
a
2 ≤
1
2
,即a≥-1时,g(a)=
f(1)=a+1;
当-
a
2 >
1
2
,即a<-1时,g(a)=
f(0)=0.
故g(a)= a+1
,a≥-1,
0,a<-1.
(2)解:①由已知f(0)=f(2)=3,可
得对称轴为直线x =1,
则函数f(x)图象的顶点坐标为(1,1),
设f(x)=a(x-1)2+1,a>0,由
f(0)=3,得a=2,
故f(x)=2x2-4x+3.
② 因为函数f(x)图象的对称轴为直线
x=1,f(x)在区间[2a,a+1]上不单
调,所以对称轴在区间[2a,a+1]内,
即2a<1<a+1,
解得0<a<
1
2.
③ 当t≥1时,函数f(x)在[t,t+2]
上单调递增,f(x)min =f(t)=2t2-
4t+3,
当t<1<t+2,即 -1<t<1时,
f(x)min =1,
当t+2≤1,即t≤-1时,函数f(x)
在[t,t+2]上单调递减,
f(x)min =f(t+2)=2t2+4t+3,
综上所述,
y=f(x)min =
2t2-4t+3,t≥1,
1,-1<t<1,
2t2+4t+3,t≤-1.
例6:解:(1)mx2 -mx -1<0对 于
∀x ∈R恒成立,
-451-
hh
若m =0,显然成立,
若m≠0,则 m<0
,
Δ<0, 解得-4<m<0.
∴m ∈ (-4,0].
(2)∵ 不等式f(x)<-m+5在x∈
[1,3]上有解,
整理为m(x2-x+1)<6在x∈[1,
3]上有解,
∵x2-x+1= x-
1
2
2
+
3
4 >0
,
∴m <
6
x2-x+1
在x∈[1,3]上有
解,即求g(x)=
6
x2-x+1
在[1,3]
上的最大值,
∵h(x)=x2-x+1的对称轴为直线
x =
1
2
,
∴h(x)在[1,3]上单调递增,
∴h(x)min = h(1)= 1,h(x)max =
h(3)=7,
∴ 1
x2-x+1
∈
1
7
,1 ⇒
6
x2-x+1
∈
6
7
,6 ,
可得g(x)max =6,∴m <6.
对点训练6:(4,+∞) -
1
2
,+∞
解析:关 于x 的 不 等 式 mx2 +4x +
m-3>0对于任意实数x 恒成立,则
m >0,
Δ =42-4m(m-3)<0, 解得m 的
取值范围是(4,+∞).
若 mx2+4x+m-3>0在(-1,1)上
有解,则 m >
3-4x
x2+1
在(-1,1)上有
解,易知当-1<x≤
3
4
时,3-4x
x2+1
≥
0,当34 <x<1
时,3-4x
x2+1
<0,此时
记t=x-
3
4
,则0<t<
1
4
,g(t)=
-4t
t+
3
4
2
+1
= -
4
t+
25
16t+
3
2
, 在
0,14 上单调递减,故g(t)>- 12,
综上可知,3-4x
x2+1
>-
1
2
,故m 的取值
范围是 -
1
2
,+∞ .
例7:解:(1)当0<x≤10时,y=12x-
1
2x
2+2x -30= -12x2+10x-
30;
当 10 < x ≤ 50 时,y = 12x -
14x+
450
x -115 -30 = -2x -
450
x +85.
故y =
-
1
2x
2+10x-30,0<x ≤10,
-2x-
450
x +85
,10<x ≤50.
(2)当0<x ≤10时,函 数 y =
-
1
2x
2+10x-30为开口向下的二
次函数,且对称轴为直线x =10,
所以y= -
1
2x
2+10x-30在(0,10]
上单调递增,
故ymax= -
1
2×10
2+10×10-30=
20(万元);
当10<x≤50时,y= -2x-
450
x +
85= - 2x+
450
x +85≤
-2 2x·
450
x +85=25
,
当且仅当2x =
450
x
,即x =15时,等
号成立.
即当x =15时,ymax =25(万元).
因为20<25,所以当年代加工量为
15万件时,该农民专业合作社为这一
品牌服装代加工费的年利润最大,最
大值为25万元.
对点训练7:解:(1)由题意知0≤x ≤5
时,v=45海里/小时,
当5≤x ≤50时,设v(x)=ax +
b(a≠0),
则 50a+b=0,
5a+b=45, 解得 a= -1,b=50,
故v(x)= 45
,0≤x ≤5,
-x+50,5<x ≤50.
(2)由 (1)可 得 f(x)= xv(x)=
45x,0≤x ≤5,
-x2+50x,5<x ≤50,
当0≤x ≤5时,f(x)=45x,此时
f(x)max =45×5=225;
当5<x ≤50时,f(x)= -x2 +
50x = -(x-25)2+625,
当x=25时,f(x)取到最大值为625,
由于225<625,故当船只密集度为
25艘/海里 时, 通 过 的 船 只 数 量
f(x)=xv(x)可以达到最大值,最大
值为625.
2.5 幂函数
必备知识回顾
知识梳理
1.(1)y =xα (2){x|x ≥0} {x|
x ≠0} {y|y≥0} {y|y≥0}
{y|y≠0} 奇 偶 奇 非奇非偶
奇 (-∞,0] (0,+∞) [0,+∞)
(-∞,0)和(0,+∞) (1,1)
(3)②(1,1) (0,0) ③(1,1)
基础检测
1.(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
(6)×
2.x(答案不唯一) 3.32 4.81
5.AD 设x1,x2 是区间[1,3]上的两个
任意 实 数,且 x1 <x2,则 f(x1)-
f(x2)=x1-x2+
4
x1
-
4
x2
= (x1-
x2)1-
4
x1x2 .因为x1 <x2,所以
x1-x2<0,当1≤x1<x2≤2时,
1<x1x2<4,所以
4
x1x2
>1,所以1-
4
x1x2
<0,所以f(x1)>f(x2),所以
f(x)在区间[1,2]上是减函数.当2≤
x1 <x2 ≤3时,4<x1x2 <9,所以
0<
4
x1x2
<1,所以1-
4
x1x2
>0,所以
f(x1)<f(x2),所 以 f(x)在 区 间
[2,3]上是增函数,故 A正确.由函数
的单调性知f(x)的最小值为f(2)=
2+
4
2 =4.
又f(1)=5,f(3)=3+
4
3 =
13
3 <f
(1),所以f(x)的最大值
为f(1)=5,故B,C错误.由f(x)>
13
3
得x+
4
x >
13
3
,即3x2 -13x +
12>0,解得x>3或x<
4
3
,又1≤
x≤3,所以1≤x<
4
3
,所以f(x)>
13
3
的 解 集 是 1,43 ,故 D正 确.故
选AD.
关键能力提升
例1:(1)2
解析:由题意知m2-m-1=1,解得
m = -1或m=2.当m= -1时,m2-
2m-3=0,则f(x)在(0,+∞)上为
常数,不符合题意.当 m =2时,m2-
2m -3 = -3,则 f(x)= x-3 在
(0,+∞)上单调递减,符合题意.所以
m =2.
(2)1 1≤a<
3
2
解析:因为f(x)的图象过点(2,2),
所以 2=2(m
2+m)-1,所以m2+m =2,
又m ∈N*,所以 m =1.即f(x)=
x
1
2,其定义域为{x|x≥0},且在定义
域上函数为增函数,所以由f(2-a)>
f(a-1)得0≤a-1<2-a,解得1≤
a<
3
2.
对点训练1:(1)0
解析:因为(m-1)2=1,所以m=0或
2.当m =0时,f(x)=x2,此时函数
f(x)=x2 在区间(0,+∞)上单调递
增,当m =2时,f(x)=x-2,不满足
题意.
(2)AB 对于A,函数y=x
1
3 =
3x,
定义域为 R,值域为 R,满足条件;对于
B,函数y=x,定义域为R,值域为R,
满足条 件;对 于 C,函 数y =x
2
3 =
3
x2,定义域为 R,在第一象限内单调
递增,又 x2 ≥ 0,所 以 值 域 为 [0,
+∞),不满足条件;对于D,函数y =
2
3
x
为 指 数 函 数,故 排 除 D.故
选AB.
(3)CD 设f(x)=xα(α ∈ R),则
f(3)= 3α =
3
3
,解 得 α = -
1
2
,
∴f(x)=x
-12 =
1
x
.对于 A,f(x)
的定 义 域 为(0,+ ∞),A 错 误;对 于
B,∵f(x) 的 值 域 为 (0,+ ∞),
∴f(x)无最值,B错误;对于C,∵α<
0,∴f(x)在(0,+ ∞)上 是 减 函 数,
C正确;对于D,∵f(x)定义域不关于
原点对称,∴f(x)不具有奇偶性,D正
确.故选CD.
例2:解:(1)f(x)的定义域为{x|x≠0}.
∵f(- x)= (- x)+
a
(-x)=
-452-