内容正文:
2026年高考数学一轮复习考点精析与类型全解(上海专用)
重难点06 高考数学十二类补充函数
类型一、对勾函数
1.定义:形如的函数,其图象类似于两个勾,故称之为对勾函数.
2.图象与性质
详解式
图像
定义域
渐近线
值域
奇偶性
奇函数
单调性
在上是增函数,在是减函数
在上是增函数,在是减函数
【注】基本不等式,当且仅当时取到最小值,即时,
【例1】已知函数,下面有关结论不正确的有( )
A.定义域为 B.值域为
C.在上单调递减 D.图象关于原点对称
【例2】函数f(x)=-x+在上的最大值是( )
A. B.- C.-2 D.2
【例3】函数的最小值为( )
A.2 B. C.1 D.不存在
【例4】若函数在上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例5】对任意,不等式恒成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例6】函数在上的零点个数为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【例7】已知函数,则的最小值( )
A. B. C.0 D.1
【例8】已知函数若对,恒成立,则实数的取值范围为 .
【例9】形如的函数被我们称为“对勾函数”.“对勾函数”具有如下性质:该函数在上是减函数,在上是增函数.已知函数在上的最大值比最小值大,则 .
【例10】若对勾函数 对于任意的,都有,则实数的最大值为 .
类型二、双刀函数(双曲函数、飘带函数)
1.定义:形如的函数,其图象类似于两根飘带,故称之为对勾函数.
2.图象与性质
详解式
图象
定义域
渐近线
值域
奇偶性
奇函数
单调性
在上是增函数
在是减函数
【例11】函数在区间上的最小值是( )
A. B. C.1 D.-1
【例12】已知函数,,则的值域为 .
【例13】函数的图象不可能是( )
A. B. C. D.
【例14】已知函数,若,,且,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【例15】已知函数,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
类型三、分式型函数
一次分式函数借助于“分离常数”法,解析式可以化为
(过程比结果重要)
因此一次分式函数的图像可以看作是反比例函数图像经过平移得来
解析式
图像
定义域
值域
单调性
在定义域内是减函数
在定义域内是增函数
渐近线
,
对称性
既是中心对称,又是轴对称
对称中心
【例16】若函数的值域是,则此函数的定义域为________
【例17】已知函数,其定义域是,则下列说法正确的是
A.有最大值,无最小值 B.有最大值,最小值
C.有最大值,无最小值 D.无最大值,最小值
【例18】关于函数,下列说法正确的是( )
A.若,则函数只有最大值没有最小值 B.若,则函数只有最小值没有最大值
C.若,则函数有最大值没有最小值 D.若,则函数有最小值也有最大值
【例19】函数的大致图像如图,若函数图像经过和两点,且和是其两条渐近线,则
【例20】已知在区间上是严格增函数,则的取值范围是 .
【例21】已知函数,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【例22】已知函数是定义在R上的奇函数,若对任意,不等式恒成立,则实数有( )
A.最大值 B.最大值 C.最小值 D.最小值
【例23】已知函数,对于,,使得成立,则实数的取值范围是 .
类型四、绝对值型函数
NO1. “V型”函数
1.定义:函数 图象类似于符号“V”,故称之为 形函数,其中 为常数,且 .
2.图象与性质
其图象如下图所示:
性质:其图象的对称轴方程为 ,顶点坐标为 ,
的图象开口方向向上,
的图象开口方向向下, 并且其图象左、右两支的斜率分别为 .
【例24】已知函数的值域为,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
NO2. “平底型”函数
1、 定义:含两个绝对值的函数
,,
2、其图像:平底型的锅
【例25】求函数的最小值。
【例26】函数的最大值为3,则的取值范围为______________.
NO.3指数绝对值函数
指数函数核心特征是“一点一线”。
1. 一点,即一定点。
2. 一线,即一条渐近线(x轴)
3. 指数函数的定点,类似中心对称的点,两个点关于“定点”满足“积定值。这个性质。
无论指数函数怎么变换,要注意“一点一线”是否存在且“跟随”变换。
【例27】若函数有两个不同的零点,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例28】已知函数方程有四个不同的实数根,从小到大依次为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
NO.4对数型绝对值函数
对于,若有两个零点,则满足
1.
2.
3.要注意上述结论在对称轴作用下的“变与不变”
【例29】已知函数,若方程有四个不同的实根,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【例30】已知存在实数满足,则的取值范围为( ).
A. B. C. D.
类型五、囧函数:偶次型、半脸型
NO.1囧函数
1.定义:函数f(x)=(a的图像形如汉字“囧”,故称其为“囧函数”。
2.图像:如函数y=的图像:
3.性质:定义域为x不等于a
值域为{y|y
奇偶性:偶函数
单调性:如图
【例31】已知函数,求:
(1)函数的定义域,奇偶性并作出大致图象;
(2)写出函数的单调区间.
【例32】函数(,)图像形如中国汉字“囧”字,因此我们把函数称之为“囧函数”;判断下列命题的正假,并说明理由;
①“囧函数”的值域为:;
②“囧函数”在上严格单调递增;
③“囧函数”的图像关于轴对称;
④“囧函数”有两个零点;
⑤“囧函数”的图像与直线至少有一个交点;
【例33】函数f(x)=(a的图像形如汉字“囧”,故称其为“囧函数”。若函数f(x)=(a,a)有最小值,则当a=b=1时的囧函数与y=的交点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【例34】函数f(x)=(a的图像形如汉字“囧”,故称其为“囧函数”并把其与y轴的交点关于原点的对称点称为“囧”点,以“囧”点为圆心凡是与囧函数有公共点的圆,皆称为囧圆,则当a=b=1时的所有囧圆中,面积最小的是_______.
【例35】已知函数,若关于的方程有三个不同的实数解,则实数的取值范围是________
【例36】试讨论方程解的个数
NO.2偶次型函数
形如:函数f(x)=(a
【例37】画出y=的函数图像并求其单调区间
【例38】判断并证明函数f(x)=在区间(﹣1,0)上的单调性.
【例39】画出函数的大致图像,并求函数的严格单调递增区间。
类型六、取下整函数(高斯函数)、取上整函数
NO.1取下整函数
1.定义:[x]表示不超过x的最大整数,[x]称为高斯函数,也叫取整函数.
2.函数图像
3.性质:①定义域:;
②值域:;
③图象:台阶型线段;
④图象与直线的交点个数(或方程的根的个数,或的零点个数。
⑤应用:纳税、电话资费、出租车费用等。
由取整函数的定义知,[x]≤x<[x]+1,
高斯函数的应用:1.求值域,2.求交点个数,3.解不等式。
【例40】设,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数,例如:,,已知函数,则函数的值域是( )
A. B. C. D.
【例41】设,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数.例如:,,已知函数,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
【例42】高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基人之一,享有“数学王子”的称号,他和阿基米德、牛顿并列为世界三大数学家,用其名字命名的“高斯函数”为:设x∈R,用[x]表示不超过的最大整数,则称为高斯函数,如:.则不等式 的解集为( )
A. B.
C. D.
【例43】函数被称为取整函数,也称高斯函数,其中表示不大于实数的最大整数.若,满足,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例44】设表示不大于的最大整数,则对任意实数,有 ( )
A. B.
C. D.
【例45】已知表示不超过x的最大整数,且关于x的方程(且)在上有解,则实数a的取值范围是___________.
NO.2构造函数f(x)=x-[x]
1.定义:
2.图像
3.性质
①定义域:;
②值域:;
③周期性:。
【例46】高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,用他的名字命名了“高斯函数”.设,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数.例如:,,已知函数,则下列选项中,正确的是( )
A.区间,上的值域为,
B.区间,上的值域为,
C.区间,上的值域为,
D.区间,上的值域为
【例47】高斯是世界四大数学家之一,一生成就极为丰硕,以他的名字“高斯”命名的成果达110个.高斯函数,其中表示不超过实数x的最大整数,如.若函数有且仅有4个零点,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【例48】(多选)函数的函数值表示不超过x的最大整数,例如:,称为取整函数,也称为高斯函数,在数学中有着广泛应用,则下列关于高斯函数的说法正确的是( )
A.在R上单调递增,且图象关于原点对称
B.函数的值域为
C.函数在上单调递增
D.函数与函数的图象没有交点
NO.3取上整函数
1.定义:{x}表示不小于x的最小整数,{x}取上整函数.
2.图像
3.性质:定义域、值域、单调性、奇偶性、对称性、周期性等
【例49】定义(其中表示不小于的最小整数)为“取上整函数”,例如以下关于“取上整函数”性质的描述,正确的是( )
①
②若则
③任意有
④
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
类型七、最值函数(取大/取小函数)、有界函数
1、最值函数的概念
设min{a,b}=max{a,b}=
直观上来说min{a,b}的作用就是求a,b的最小值,我们将其称为最小值函数,同样,max{a,b}用来表示a,b的最大值,称作最大值函数.
【例50】设,其中表示a,b,c三个数中的最小值,则的最大值为
A.6 B.7 C.8 D.9
【例51】已知函数,用表示中的较大者,记为,若的最小值为1,则实数的值为( )
A.0 B. C. D.
【例52】已知,设函数,则的最值情况是
A.最大值为3,最小值 B.最大值为,无最小值
C.最小值,无最大值 D.既无最大值,又无最小值
【例52】定义符号的含义为:当时,;当时,.如:,.若函数.
(1)求函数的解析式及其单调区间;
(2)求函数的值域.
2、有界函数
定义在D上的函数f(x),如果满足,对任意xD,存在实数M,都有|f(x)|M成立,则称f(x)是是D上的有界函数,其中M称为函数f(x)的上界;对于函数f(x),在使f(x)成立的所有常数M中,我们把M的最大值叫做函数f(x)的下确界。
【例53】函数的值域是 .
【例54】函数的值域是 .
【例55】函数的值域为 .
【例56】求函数的值域。
【例57】对于函数,在使f(x)成立的所有常数M中,我们把M的最大值叫做函数f(x)的下确界。现已知定义在R上的偶函数f(x)满足f(1-x)=f(1+x),当x[0,1]时,f(x)=-+2,则f(x)的下确界为_______.
A.2 B.1 C.0 D.-1
【例58】定义在D上的函数f(x),如果满足,对任意xD,存在实数M,都有|f(x)|M成立,则称f(x)是是D上的有界函数,其中M称为函数f(x)的上界。已知函数f(x)=1+a+在(-,0]上是以3为上界的函数,则实数a的取值范围是______.
类型八、病态函数:狄利克雷函数和符号函数
NO.1狄利克雷函数:
1.定义:狄利克雷函数:。
2.性质:①定义域:; 值域:; 解析式不正常
② 无法画出图像 稠密性,离散性
③周期性:以任何正有理数为周期,但没有最小正周期;
④非单调函数,不连续,处处无极限。
⑤偶函数。
【例59】设函数,则下列结论错误的是 ( )
A.的值域为 B.是偶函数
C.不是周期函数 D.不是单调函数
【例60】19世纪德国数学家狄利克雷提出一个运用广泛的狄利克雷函数,则 ( )
A.0 B.1 C. D.
【例61】德国数学家狄利克雷(Dirichlet)是解析数论的创始人之一,下列关于狄利克雷函数的结论正确的是( )
A.有零点 B.是单调函数
C.是奇函数 D.是周期函数
【例62】数学上有两个重要的函数:狄利克雷函数与高斯函数,分别定义如下:对任意的,函数称为狄利克雷函数;记为不超过的最大整数,则称为高斯函数,下列关于狄利克雷函数与高斯函数的结论,错误的是( )
A. B.
C. D.的值域为
【例63】狄利克雷函数是高等数学中的一个典型函数,若,则称f(x)为狄利克雷函数,对于狄利克雷函数f(x),给出下面14个命题,正确的有( )
(1)f()
(2)函数y=f(x)的图像是两条直线
(3)对于任意x
(4)方程f(f(x))=x的解只有x=1
(5)对任意x
(6)对任意x
(7)对任意
(8)对任意
NO.2符号函数:
1.定义。符号函数:
2.图像
3.性质:①定义域:; ②值域:; ③周期性:非周期函数;
④非单调函数; ⑤奇函数。
【例64】已知符号函数 是R上的增函数,,则 ( )
A. B.
C. D.
类型九、凹凸函数
凹凸函数阵容:凸函数、凹函数、上凸函数、下凹函数
1.
函数凹凸性的定义:函数在区间内可导,是内任一点.若曲线弧上点处的切线总位于曲线弧的下方,则称曲线弧在内是凹的;若曲线弧上点处的切线总位于曲线弧的上方,则称曲线弧在内是凸的.函数在区间上为凹(凸)函数等价于的导函数在区间上单调递增(递减).
2. 相对性:
3. V型
4. 切线位置
5. 割线位置
6. 不等式关系
【例65】设函数在上的导函数为,在上的导函数为,若在上恒成立,则称函数在上的“严格凸函数”,称区间为函数的“严格凸区间”.则函数的“严格凸区间”为( )
A. B. C. D.
【例66】已知定义在上的函数,如果满足:对任意两个不相等的实数,都有,则称函数具有“下凸性”.则下列函数:①;②;③;④.其中具有“下凸性”函数的个数是( )
A.1 B. C.3 D.
【例67】函数的凹凸性是函数的重要性质之一.函数凹凸性的定义:函数在区间内可导,是内任一点.若曲线弧上点处的切线总位于曲线弧的下方,则称曲线弧在内是凹的;若曲线弧上点处的切线总位于曲线弧的上方,则称曲线弧在内是凸的.函数在区间上为凹(凸)函数等价于的导函数在区间上单调递增(递减).若在定义域内是凹函数,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【例68】设函数在上的导函数为,在上的导函数为,若在上恒成立,则称函数在上为“凸函数”.已知在上为“凸函数”,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例69】若实数m的取值使函数在定义域上有两个极值点,则叫做函数具有“凹凸趋向性”,已知是函数的导数,且,当函数具有“凹凸趋向性”时,m的取值范围是( )
A. B. C. D.
类型十、三角型函数、保三角形函数
1.三角形函数
对于函数f(x),若任意a,b,cf(a),f(b),f(c)都是某一三角形的三边长,则称f(x)为三角形函数。
实质:f(a)+f(b)>f(c)恒成立,转化为f(a)+f(b)的最小值和f(c)的最大值的的不等式,进而求出参数的取值范围。
【例70】对于函数f(x),若任意a,b,cf(a),f(b),f(c)都是某一三角形的三边长,则称f(x)为“可构造的三角形函数”。以下说法正确的是( )
A.f(x)=1(x不是“可构造的三角形函数”;
B.“可构造的三角形函数”一定是单调函数;
C.f(x)=(x是“可构造的三角形函数”
D.若定义在R 上的函数f(x)的值域[,e],则f(x)一定是“可构造的三角形函数”
【例71】已知函数,若对于任意的实数、、,均存在以、、为三边边长的三角形,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例72】对于函数,若对于任意的a,b,,,,为某一三角形的三边长,则称为“可构造三角形函数”,已知函数是“可构造三角形函数”,则实数t的取值范围是__.
【例73】已知函数(是常数).
(1)若,求函数的值域.
(2)若为奇函数,求实数,并证明图像始终在的图像的下方.
(3)设函数,若对任意,以,,为边长总可以构成三角形,求的取值范围.
【例74】已知函数(其中为常数).
(1)判断函数的奇偶性;
(2)若不等式在时有解,求实数的取值范围;
(3)设,是否存在正数,使得对于区间上的任意三个实数,,,都存在以,,为边长的三角形?若存在,试求出这样的的取值范围;若不存在,请说明理由.
【例75】已知函数(是常数).
(1)若,求函数的值域.
(2)若为奇函数,求实数,并证明图像始终在的图像的下方.
(3)设函数,若对任意,以,,为边长总可以构成三角形,求的取值范围.
2.保三角形函数
已知函数f(x),若对给定的,它的三边长a、b、c均在函数f(x)的定义域内,且f(a),f(b),f(c)也是某一三角形的三边长,则称f(x)为“保三角形函数”。
【例76】如果对任意一个三角形,只要它的三边a、b、c均在函数f(x)的定义域内,且f(a),f(b),f(c)也是某一三角形的三边长,则称f(x)为“和美型函数”。现有下列函数:
(1)f(x)= (2)g(x)=sinx,x(0,(3)(x)=(4)h(x)=lnx,x[2,+
其中是“和美型函数”的函数是______
【例】设函数y=f(x),xD,如果对任意一个三角形,只要它的三边a、b、c均在函数f(x)的定义域内,且f(a),f(b),f(c)也是某一三角形的三边长,则称f(x)为“保三角形函数”。
(1) 求证:g(x)=(x>0)不是“保三角形函数”;
(2) 试判断h(x)=x+(x>0)是否为“保三角形函数”;
(3)若p(x)=x,x[M,+是“保三角形函数”,试求M的最小值。
类型十一、保值/半(倍)保值函数
1.保值函数:函数的定义域为,若满足
(1)在D上是单调函数
(2)存在区间[a,b]⊆D,使得在区间[a,b]上的值域是[a,b],
则称为函数的“保值函数”.
2.半保值函数:函数的定义域为,若满足
(1)在D上是单调函数
(2)存在区间[a,b]⊆D,使得在区间[a,b]上的值域是[a,b](或[,]),
则称为函数的“倍保值函数”(半保值函数).
3.倍值函数:对于函数的定义域为,若存在区间,当时,的值域为,则称函数为倍值函数,区间称为函数的“倍值区间”。特别地,当时,函数称为保值函数。此类问题可转化为对应“不动点”、“稳定点”问题,也可以转化为方程同解问题,考察分类讨论、等价转化、属性结合、函数与方程等重要思想方法,综合能力要求较高,属难题。
【例77】对于定义域为D的函数,如果存在区间,其中,同时满足:①在内是单调函数;②当定义域为时,的值域为,则称函数是区间上的“保值函数”,区间称为“保值区间”.
(1)求证:函数不是定义域上的“保值函数”;
(2)若函数是区间上的“保值函数”,求的取值范围;
【例78】已知函数的定义域为,若存在区间使得:
(Ⅰ)在上是单调函数;
(Ⅱ)在上的值域是,
则称区间为函数的“倍值区间”.
下列函数中存在“倍值区间”的有______________(填上所有你认为正确的序号)
①; ②;③; ④.
【例79】函数f(x)的定义域为M,若存在闭区间[a,b]⊆M,使得函数f(x)满足:①f(x)在[a,b]内是单调函数;②f(x)在[a,b]上的值域为[2a,2b],则称区间[a,b]为y=f(x)的“倍值区间”.下列函数中存在“倍值区间”的有( )
①f(x)=x2(x≥0); ②f(x)=ex﹣1(x∈R);
③; ④.
A.①②③④ B.①③ C.①③④ D.①②④
【例80】已知函数,函数x.
(1)若g(mx2+2x+m)的定义域为R,求实数m的取值范围;
(2)当x∈[﹣1,1]时,求函数y=[f(x)]2﹣2af(x)+3的最小值h(a);
(3)是否存在非负实数m、n,使得函数的定义域为[m,n],值域为[2m,2n],若存在,求出m、n的值;若不存在,则说明理由.
【例81】已知函数的定义域为,若存在区间使得:
(Ⅰ)在上是单调函数;
(Ⅱ)在上的值域是,
则称区间为函数的“倍值区间”.
下列函数中存在“倍值区间”的有______________(填上所有你认为正确的序号)
①; ②;③; ④.
【例82】对于函数,若存在区间,当时,的值域为,则称为倍值函数.若是倍值函数,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【例83】函数的定义域为,若存在闭区间,使得函数同时满足:在上是单调函数且在上的值域为,则称区间为的“倍值区间”.现有如下四个函数:①,②,③,④.那么上述四个函数中存在“倍值区间”的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
类型十二、倍增/倍减函数
1、值域倍增函数:若函数满足f(x+a)=Af(x)(a>0,A>1),那么此函数的图像每经过一个T=a,函数值都会周期性的变大为原来的A倍。
2、值域倍减函数:若函数满足f(x+a)=Af(x)(a>0,0<A<1),那么此函数的图像第经过一个T=a,函数值都会周期性的缩小为原来的A倍。
倍增/倍减函数“似周期函数”或者“类周期函数”,俗称放大镜函数,要注意以下几点辨析:
1.是从左往右放大,还是从右往左放大。
2.放大(缩小)时,要注意是否函数值有0。
3.放大(缩小)时,是否发生了上下平移。
【例84】定义域为的函数满足,且当时,,则当时,的最大值为( )
A. B. C. D.
【例85】定义域为的函数满足,且当时,,则当时,的最小值是( )
A. B. C. D.
【例86】定义域为R的函数满足,且当时,,则当时,的最小值为( )
A. B. C. D.0
【例87】已知定义在上的函数满足,且当时,,则当时,函数的最小值为( ).
A. B. C. D.
【例88】定义在上函数满足,且当时,,则使得在上恒成立的的最小值是______________.
【例89】设函数的定义域为,满足,且当时,.若对任意,都有,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例90】设函数的定义域为R,且,当时,,若对任意,都有,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
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2026年高考数学一轮复习考点精析与类型全解(上海专用)
重难点06 高考数学十二类补充函数
类型一、对勾函数
1.定义:形如的函数,其图象类似于两个勾,故称之为对勾函数.
2.图象与性质
详解式
图像
定义域
渐近线
值域
奇偶性
奇函数
单调性
在上是增函数,在是减函数
在上是增函数,在是减函数
【注】基本不等式,当且仅当时取到最小值,即时,
【例1】已知函数,下面有关结论不正确的有( )
A.定义域为 B.值域为
C.在上单调递减 D.图象关于原点对称
【答案】C
【分析】根据题意,结合定义域的求法,基本不等式,以及函数单调性的定义和奇偶性的判定的方法,逐项判定,即可求解.
【详解】对于A中,函数有意义,则满足,
所以函数定义域为,所以A正确;
对于B中,当时,可得,
当且仅当时,即时,等号成立,所以;
当时,可得,
当且仅当时,即时,等号成立,所以,
所以函数的值域为,所以B正确;
对于C中,函数在上单调递减,所以C不正确;
对于D中,函数定义域为,关于原点对称,
且满足,所以函数为奇函数,
函数的图象关于原点对称,所以D正确.
故选:C.
【例2】函数f(x)=-x+在上的最大值是( )
A. B.- C.-2 D.2
【答案】A
【分析】由题可知f(x)在上是减函数,从而可求出其最大值
【详解】解:因为函数和在上均为减函数,
所以f(x)在上是减函数,
∴f(x)max=f(-2)=2-=.故选:A
【例3】函数的最小值为( )
A.2 B. C.1 D.不存在
【答案】B
【解析】令,原函数化简为,在上也是增函数,可得当,.
【详解】令,函数在上是增函数,
在上也是增函数.当,即,时,.故选:B.
【例4】若函数在上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据对勾函数的单调性,即可求解.
【详解】当时,为单调递增函数,不符合题意,
当时,均为单调递增函数,故为单调递增函数,不符合题意,
当时,在单调递增,在单调递减,
故在上单调递减,则,
故选:C
【例5】对任意,不等式恒成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】参变分离,转化为求的最小值问题,变形为,利用对勾函数性质求解可得.
【详解】分离参数得,
要使对任意,不等式恒成立,只需.
又因为,令,
由对勾函数性质可知,在上单调递减,在上单调递增,
又,所以,
所以,所以.
故选:D
【例6】函数在上的零点个数为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【分析】先结合“勾函数”的性质求出的取值范围,再结合正弦函数的图象求零点个数.
【详解】令函数,根据“勾函数”的性质可知:函数在上单调递减,在上单调递增,
且,.
所以当时,,
由,.
只有当时,的值分别对应.
又因为在上各有2个解,
所以在上有6个零点.
故选:C
【例7】已知函数,则的最小值( )
A. B. C.0 D.1
【答案】A
【分析】结合函数的单调性确定正确选项.
【详解】对于函数,
任取,,
其中,所以,
所以在上递增.,令,则,
由于在上递增,当时有最小值为,
所以的最小值为.故选:A
【例8】已知函数若对,恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】分和两种情况,参变分离,结合函数单调性求出答案.
【详解】当时,,
故,
令,由对勾函数的性质可得在上单调递减,
故,所以,解得,
当时,,
故,其中,
所以,
综上,.
故答案为:
【例9】形如的函数被我们称为“对勾函数”.“对勾函数”具有如下性质:该函数在上是减函数,在上是增函数.已知函数在上的最大值比最小值大,则 .
【答案】1
【分析】由奇偶性和单调性的综合性得到在上的最大值比最小值大,根据函数的单调性,讨论相对于区间的位置关系来求得最值差构建关于的方程,求解即可.
【详解】j为奇函数,且在上的最大值比最小值大,
所以在上的最大值比最小值大.
由对勾函数的性质可得在上单调减,在上单调递增.
当时,即时,
在上单调递增.
则,
解得.
当时,即时,
在上单调递减,在上单调递增.
,
因为,所以,
所以,
解得(舍去)或9(舍去).
综上,
【例10】若对勾函数 对于任意的,都有,则实数的最大值为 .
【答案】/0.75
【分析】由可得,分和两种情况讨论即可.
【详解】因为,则,
所以,即,
当,即,恒成立,
因为,则,所以.
当,即或时,恒成立,
因为,
所以.
综上,,
所以实数的最大值为.
故答案为:
类型二、双刀函数(双曲函数、飘带函数)
1.定义:形如的函数,其图象类似于两根飘带,故称之为对勾函数.
2.图象与性质
详解式
图象
定义域
渐近线
值域
奇偶性
奇函数
单调性
在上是增函数
在是减函数
【例11】函数在区间上的最小值是( )
A. B. C.1 D.-1
【答案】A
【分析】由题意结合函数的单调性可得函数在上为减函数,即可得解.
【详解】∵函数在上为减函数,
∴.故选:A.
【例12】已知函数,,则的值域为 .
【答案】
【详解】由题意得,.
令,则,则可化为.
∵函数,在上均为增函数,
∴在上为增函数,
∵时,,时,,
∴的值域为.
【例13】函数的图象不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】 C
【详解】 当m=0时,f(x)=|x|(x≠0),选项A有可能;
当m=1时,f(x)=
易得f(x)在(0,+∞)上单调递增,
根据对勾函数图象易得在(-∞,-1)上单调递减,在(-1,0)上单调递增,选项D有可能;
当m=-1时,f(x)=
易得f(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,选项B有可能,所以选项C不可能.故选C.
【例14】已知函数,若,,且,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【分析】由函数奇偶性的定义可得为奇函数,结合单调性可得,然后结合基本不等式即可得到结果.
【详解】因为的定义域为,
且,即函数为奇函数,
又因为在上单调递增,
则在上也单调递增,
因为,即,
则,所以,
则,
当且仅当时,即,取等号.
所以的最小值为.
故选:D.
【例15】已知函数,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据函数的单调性和奇偶性,把函数不等式转化为代数不等式求解即可.
【详解】因为,,
所以,所以函数为偶函数;
设,则,
因为,所以,,,所以,即
所以函数在上单调递增.
由函数为偶函数,所以函数的图象关于轴对称,在上单调递减.
所以且.
故选:D
类型三、分式型函数
一次分式函数借助于“分离常数”法,解析式可以化为
(过程比结果重要)
因此一次分式函数的图像可以看作是反比例函数图像经过平移得来
解析式
图像
定义域
值域
单调性
在定义域内是减函数
在定义域内是增函数
渐近线
,
对称性
既是中心对称,又是轴对称
对称中心
【例16】若函数的值域是,则此函数的定义域为________
【答案】法一:画图象看定义域,
法二:解不等式或
【例17】已知函数,其定义域是,则下列说法正确的是
A.有最大值,无最小值 B.有最大值,最小值
C.有最大值,无最小值 D.无最大值,最小值
【答案】A
【分析】先化简函数,再根据反比例函数单调性确定函数最值取法
【详解】因为函数,所以在上单调递减,则在处取得最大值,最大值为,取不到函数值,即最小值取不到.故选A.
【例18】关于函数,下列说法正确的是( )
A.若,则函数只有最大值没有最小值
B.若,则函数只有最小值没有最大值
C.若,则函数有最大值没有最小值
D.若,则函数有最小值也有最大值
【答案】D
【分析】根据反比例函数的性质求出函数的最值即可.
【详解】函数的定义域为,
,
由反比例函数的性质,得在单调递减,此时;
在单调递减,此时;
若,则在上取到,所以,
同理,在上取到,所以,
所以当,函数有最大值和最小值.故选:D
【例19】函数的大致图像如图,若函数图像经过和两点,且和是其两条渐近线,则
【答案】渐近线,渐近线,又,
故
【例20】已知在区间上是严格增函数,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】先对函数解析式变形,结合反比例函数的单调性可得答案.
【详解】,因为在区间上是严格增函数,
所以,即.故答案为:.
【例21】已知函数,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由 ,从而有在上单调递增,再结合单调性可求解.
【详解】解: ,在在上单调递增,,
或,解可得,或,即,故选A.
【点睛】本题主要考查了利用函数的单调性求解不等式,体现了分类讨论思想的应用.
【例22】已知函数是定义在R上的奇函数,若对任意,不等式恒成立,则实数有( )
A.最大值 B.最大值 C.最小值 D.最小值
【答案】A
【分析】先求出函数并得到在R上递增,再结合的性质求解.
【详解】解:为奇函数,,,
,单调递增,单调递增,单调递增.
为了解决问题我们先研究对勾函数的性质,,令且,
,∴在上单调递增.
若恒成立,则等价成,
即①,令,①化为 ,令,
由上面的讨论知,在上单调递增,,,∴ ,
∴ a的最大值为.故选:A.
【例23】已知函数,对于,,使得成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】需先求函数的值域,再分两步对所要求的条件进行转化.要使对于,时成立,只要,而且,以及对任意恒成立.
【详解】,由,得,,即的值域是,.
①对于,,使得,转化为只要,
,;对于,,,
转化为只要,,解不等式组,得 或;
②由对于恒成立,,
,,解得:或;
故的取值范围是.故答案为:.
类型四、绝对值型函数
NO1. “V型”函数
1.定义:函数 图象类似于符号“V”,故称之为 形函数,其中 为常数,且 .
2.图象与性质
其图象如下图所示:
性质:其图象的对称轴方程为 ,顶点坐标为 ,
的图象开口方向向上,
的图象开口方向向下, 并且其图象左、右两支的斜率分别为 .
【例24】已知函数的值域为,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用分段函数的值域是各段值域的并集,结合二次函数的单调性列不等式求解即可.
【详解】当时,若,则,若,则,
函数的值域不可能为;
当时,,在上单调递增,在上单调递增,,
若函数的值域为,则,解得;
综上所述,实数a的取值范围是.故选:B.
NO2. “平底型”函数
1、 定义:含两个绝对值的函数
,,
2、其图像:平底型的锅
【例25】求函数的最小值。
解:
【例26】函数的最大值为3,则的取值范围为______________.
【答案】
【详解】
解法一:
根据上述结论,最大值为,则,解得.
解法二:
当时,;当时,;
当时,;
所以函数式可化为
函数图象如图所示:
因为 时最大值为3,又当时,,当时,;
由图知, .
NO.3指数绝对值函数
指数函数核心特征是“一点一线”。
1. 一点,即一定点。
2. 一线,即一条渐近线(x轴)
3. 指数函数的定点,类似中心对称的点,两个点关于“定点”满足“积定值。这个性质。
无论指数函数怎么变换,要注意“一点一线”是否存在且“跟随”变换。
【例27】若函数有两个不同的零点,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将题目转化为与的图象有两个交点,再作出函数图象即可得到范围.
【详解】函数有两个不同的零点,
即与的图象有两个交点,
令,作出与的大致图象如图所示,
由图可知,则,
所以实数的取值范围是.故选:B.
【例28】已知函数方程有四个不同的实数根,从小到大依次为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将方程有四个不同的实数根,转化为函数,有四个不同的交点,利用数形结合得到的范围,再根据为方程的两根,为方程的两根,利用韦达定理建立的函数,再利用函数的单调性求解.
【详解】在上单调递减,在上单调递增,当时取得最小值1,
当时函数值为,当趋近于时,函数值趋于正无穷;
在上单调递减,在上单调递增,当时取得最小值1,
当趋近于0时趋近于,当趋近于时趋近于,如图所示:
由方程有四个不同的实数根,得函数的图象与直线有四个不同的交点,
由图知:,
设为方程的两根,即的两根,即的两根,
则,设为方程的两根,即的两根,
则,因此,
由,得,即,则,
所以.故选:A
NO.4对数型绝对值函数
对于,若有两个零点,则满足
1.
2.
3.要注意上述结论在对称轴作用下的“变与不变”
【例29】已知函数,若方程有四个不同的实根,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】作出的图象,确定的范围,再根据对数的运算以及二次函数的对称性得和,进而利用二次函数的性质求出范围.
【详解】作出函数的图象,且,
方程有四个不同的实根,则,
由,得,即,由,得,
,,
函数在上单调递增,当时,,
则的取值范围为,所以的取值范围为.
故选:C
【例30】已知存在实数满足,则的取值范围为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分析函数的单调性,画出函数图象,数形结合求出的取值范围,即可得解.
【详解】因为,
所以当时,
则在上单调递增,在上单调递减,
当时,所以在上单调递增,所以的图象如下所示,
又,,,∵存在,满足,
函数图象可知,,,所以,
∴,即,,的取值范围是.故选:B.
类型五、囧函数:偶次型、半脸型
NO.1囧函数
1.定义:函数f(x)=(a的图像形如汉字“囧”,故称其为“囧函数”。
2.图像:如函数y=的图像:
3.性质:定义域为x不等于a
值域为{y|y
奇偶性:偶函数
单调性:如图
【例31】已知函数,求:
(1)函数的定义域,奇偶性并作出大致图象;
(2)写出函数的单调区间.
【解答】解:(1)由|2x|﹣1≠0,可得x≠±,
∴函数的定义域为{x|x≠±};
f(﹣x)==,
∴函数是偶函数;
图象如图所示;
(2)函数的单调递增区间为
(﹣∞,﹣),(﹣,0);单调递减区间为(0,),(,+∞).
【例32】函数(,)图像形如中国汉字“囧”字,因此我们把函数称之为“囧函数”;判断下列命题的正假,并说明理由;
①“囧函数”的值域为:;
②“囧函数”在上严格单调递增;
③“囧函数”的图像关于轴对称;
④“囧函数”有两个零点;
⑤“囧函数”的图像与直线至少有一个交点;
提示:注意利用教材上研究函数的方法与过程来研究“囧函数”;
解析:①由题意,得,又由题设,故命题①是错误的;
②当时,函数等价为:,由函数在上严格单调递增,且;
又由函数在和函数在上严格单调递减;综上,“囧函数”在在上严格单调递减,故命题②是错误的;
③由题意,得,定义域关于原点对称,,为偶函数,故命题③正确;
④由囧函数”的图像,“囧函数”没有零点,故命题④是错误的;
⑤由题设,结合 “囧函数”的图像特征,由,则直线与“囧函数”的图像一定有交点;
(或代数解释;不妨设,,两函数有交点,等价为关于的方程:,即有解,而,因为,则,故“囧函数”的图像与直线至少有一个交点);故命题⑤正确;
综上,命题③、⑤是正确的;
【例33】函数f(x)=(a的图像形如汉字“囧”,故称其为“囧函数”。若函数f(x)=(a,a)有最小值,则当a=b=1时的囧函数与y=的交点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【例34】函数f(x)=(a的图像形如汉字“囧”,故称其为“囧函数”并把其与y轴的交点关于原点的对称点称为“囧”点,以“囧”点为圆心凡是与囧函数有公共点的圆,皆称为囧圆,则当a=b=1时的所有囧圆中,面积最小的是_______.
【例35】已知函数,若关于的方程有三个不同的实数解,则实数的取值范围是________
【答案】画出图像,观察其与直线的交点
由图像知求出临界状态切线,当部分的函数解析式为,
和直线联立,,令,得
或,故实数的取值范围是
【例36】试讨论方程解的个数
【答案】画出函数的图像,看其与直线的交点个数
由图像可知:①若,方程无解;②若,方程1解;③若,方程2解;④若,方程4解
NO.2偶次型函数
形如:函数f(x)=(a
【例37】画出y=的函数图像并求其单调区间
【例38】判断并证明函数f(x)=在区间(﹣1,0)上的单调性.
【解答】解:根据题意,函数f(x)=在区间(﹣1,0)上单调递增,
证明如下:设﹣1<x1<x2<0,
则f(x1)﹣f(x2)=﹣=,
又由﹣1<x1<x2<0,
则x2﹣x1>0,x2+x1<0,x12﹣1<0,x22﹣1<0,
则有f(x1)﹣f(x2)<0,
则函数f(x)=在区间(﹣1,0)上单调递增.
【例39】画出函数的大致图像,并求函数的严格单调递增区间。
提示:画函数图像时,得注意先研究函数的性质;
解析:由函数,根据题意,则
定义域:;
又由函数的性质,再结合幂函数的性质,
得,
值 域:;
奇偶性:偶函数;
单调性:在区间上时严格增函数,在区间上时严格增函数;
在区间上时严格减函数,在区间上时严格减函数;
最 值:无;
零 点:无;
函数的图像(如图);
评注:本题属于“偶次方型“囧函数””,其解析式形如:。
类型六、取下整函数(高斯函数)、取上整函数
NO.1取下整函数
1.定义:[x]表示不超过x的最大整数,[x]称为高斯函数,也叫取整函数.
2.函数图像
3.性质:①定义域:;
②值域:;
③图象:台阶型线段;
④图象与直线的交点个数(或方程的根的个数,或的零点个数。
⑤应用:纳税、电话资费、出租车费用等。
由取整函数的定义知,[x]≤x<[x]+1,
高斯函数的应用:1.求值域,2.求交点个数,3.解不等式。
【例40】设,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数,例如:,,已知函数,则函数的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】结合表示不超过的最大整数,利用函数的值域求法求解.
【详解】解:,因为,
所以,,则,当时,;
当时,;当时,;
所以函数的值域是,故答案为:D
【例41】设,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数.例如:,,已知函数,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用基本不等式可求得函数的值域,由此可求得函数的值域.
【详解】当时,,当且仅当时,等号成立;
当时,,当且仅当时,等号成立,此时;
又因为,所以,函数的值域为,
当时,;当时,;
当时,.综上所述,函数的值域为.故选:D.
【例42】高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基人之一,享有“数学王子”的称号,他和阿基米德、牛顿并列为世界三大数学家,用其名字命名的“高斯函数”为:设x∈R,用[x]表示不超过的最大整数,则称为高斯函数,如:.则不等式 的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先根据一元二次不等式的解法求出的范围,再根据高斯函数的定义即可得解.
【详解】由,得,
解得,
根据高斯函数的定义可得,
所以不等式 的解集为.
故选:D.
【例43】函数被称为取整函数,也称高斯函数,其中表示不大于实数的最大整数.若,满足,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据基本不等式求解最值,即可根据一元二次不等式求解,即可根据取整函数的定义求解.
【详解】,当且仅当时取等号,
由可得,
所以,故,
故选:C
【例44】设表示不大于的最大整数,则对任意实数,有 ( )
A. B.
C. D.
【解析】:,,选项A错误;,,选项B错误;,,选项C错误;选D。
【例45】已知表示不超过x的最大整数,且关于x的方程(且)在上有解,则实数a的取值范围是___________.
【答案】
【详解】∵,∴不可能是方程的解,
则,若,则,不符合题意,
因此,
时,,,,不合题意;
,,,,,
时,,,,,
时,,,,,
,则,.
又,,,
∴,
故答案为:.
NO.2构造函数f(x)=x-[x]
1.定义:
2.图像
3.性质
①定义域:;
②值域:;
③周期性:。
【例46】高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,用他的名字命名了“高斯函数”.设,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数.例如:,,已知函数,则下列选项中,正确的是( )
A.区间,上的值域为,
B.区间,上的值域为,
C.区间,上的值域为,
D.区间,上的值域为
【答案】A
【分析】根据高斯函数的定义,可得函数的图象,即可的解.
【详解】由高斯函数的定义可得:
当时,,则,
当时,,则,
当时,,则,
当时,,则,
易见该函数具有周期性,绘制函数图象如图所示,
由图象可知,在,的值域也为,.
故选:A
【例47】高斯是世界四大数学家之一,一生成就极为丰硕,以他的名字“高斯”命名的成果达110个.高斯函数,其中表示不超过实数x的最大整数,如.若函数有且仅有4个零点,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据高斯函数的定义分区间讨论结合对数函数的图象判定即可.
【详解】易知函数的零点即的交点,
对于函数,
显然,所以要符合题意需,如下图所示,
四个交点应在区间,即.
故选:D
【点睛】思路点睛:对于高斯函数相关的函数可以分区间讨论其函数形式,然后利用方程转化为两函数交点问题,数形结合计算即可.
【例48】(多选)函数的函数值表示不超过x的最大整数,例如:,称为取整函数,也称为高斯函数,在数学中有着广泛应用,则下列关于高斯函数的说法正确的是( )
A.在R上单调递增,且图象关于原点对称
B.函数的值域为
C.函数在上单调递增
D.函数与函数的图象没有交点
【答案】BCD
【分析】对于A,通过举反例即可判断结论错误;对于B,由即可求得的值域并判断;对于C,分段表示,易判断函数在上的单调性;对于D,求出函数的详解式,作出图象,数形结合即可判断.
【详解】对于A,当时, ,
且当时,,故在R上不是增函数,且图象也不关于原点对称,故A错误;
对于B,如图,由于,所以,所以函数的值域是,故B正确;
对于C,,满足函数单调递增的条件,故C正确;
对于D,当时,,则,当时,,则,
当时,,则,
当时,,则,,作出函数图象如图所示,
由图可知,函数在上的值域为,
故其与函数的图象没有交点,故D正确.
故选:BCD
NO.3取上整函数
1.定义:{x}表示不小于x的最小整数,{x}取上整函数.
2.图像
3.性质:定义域、值域、单调性、奇偶性、对称性、周期性等
【例49】定义(其中表示不小于的最小整数)为“取上整函数”,例如以下关于“取上整函数”性质的描述,正确的是( )
①
②若则
③任意有
④
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
【答案】C
【详解】解:对于①,当时,,,
即,故①错误;
对于②,若,当为整数时,,此时,即,
当不是整数时,,表示不大于的最大的整数,表示比的整数部分大1的整数或者是和保持相同整数的数,此时,故②正确;
对于③,当,,当,,故③正确;
对于④,举例取,则,故④错误,
故选:C.
类型七、最值函数(取大/取小函数)、有界函数
1、最值函数的概念
设min{a,b}=max{a,b}=
直观上来说min{a,b}的作用就是求a,b的最小值,我们将其称为最小值函数,同样,max{a,b}用来表示a,b的最大值,称作最大值函数.
【例50】设,其中表示a,b,c三个数中的最小值,则的最大值为
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】D
【分析】根据的意义,画出函数图象,观察最大值的位置,通过求函数值,解出最大值.
【详解】
画出的图象,观察图象可知,当时,,当时,,
当时,,的最大值在时取得为9,故选D.
【例51】已知函数,用表示中的较大者,记为,若的最小值为1,则实数的值为( )
A.0 B. C. D.
【答案】B
【分析】画出的图象,分,和三种情况,画出的图象,数形结合得到取得最小值的点,进而求出该点坐标,得到答案.
【详解】令,定义域为,令,得,
且在上单调递增,
画出函数图象如下:
则的图象如下:
若,则,画出的图象如下,
显然最小值为2,不合题意,
若,则画出的图象如下:
显然函数在点取得最小值,
令,解得,正值舍去,
令,解得,
若,则画出的图象如下:
显然函数在点取得最小值,
令,解得,负值舍去,
令,解得,
综上,.
故选:B
【例52】已知,设函数,则的最值情况是
A.最大值为3,最小值 B.最大值为,无最小值
C.最小值,无最大值 D.既无最大值,又无最小值
【答案】C
【分析】先讨论的正负号将的绝对值拿掉,再解不等式,写出函数的解析式,根据解析式说明单调性,选出答案.
【详解】1)当 时,解即解得,
所以
2)当 时,解即解得,
所以综上所述
所以函数在 上单调递减,在 上单调递增,在 单调递减,在 上单调递增.且 , ,
所以函数最小值,无最大值
【例52】定义符号的含义为:当时,;当时,.如:,.若函数.
(1)求函数的解析式及其单调区间;
(2)求函数的值域.
【答案】(1),函数在上是增函数,在上是减函数.(2)
【分析】
(1)对与的大小分类讨论即可。
(2)分别求分段函数在各个区间段上的值域,再求它们的并集即可。
【详解】(1)由
由
∴
∴函数在上是增函数,在上是减函数.
(2) 当时,
当时,,
当时,,
∴的值域为.
【点睛】(1)考查了分类讨论思想及新定义概念问题。
(2)考查了分段函数的值域问题求解方法。
2、有界函数
定义在D上的函数f(x),如果满足,对任意xD,存在实数M,都有|f(x)|M成立,则称f(x)是是D上的有界函数,其中M称为函数f(x)的上界;对于函数f(x),在使f(x)成立的所有常数M中,我们把M的最大值叫做函数f(x)的下确界。
【例53】函数的值域是 .
【答案】
【详解】方法一:(分离常数法)
由题意可知,函数,
由,,或,则或,
即函数值域为.
故答案为:
方法二:(中间值法)
由,得,即,
解得:或,
故值域为
故答案为:
【例54】函数的值域是 .
【答案】
【详解】方法一:(分离常数法)
∵,∴,
令,
, 在上单调递增,在 上单调递减
∴的取值范围为,
∴函数的值域是,
故答案为:
方法二:(中间值法)
由,可得,
当时等式不成立,∴,则有,
∵,∴,,或,
∴函数的值域是,
故答案为:
【例55】函数的值域为 .
【答案】
【详解】方法一:(分离常数法)
解:令t=sinx,t∈[-1,1],
所以原式可化为:,
∵﹣1≤t≤1,∴2≤t+3≤4,
∴,则,
∴,函数的值域为.
故答案为:.
方法二:(中间值法)
由,可得,则,
∵,∴,,解得
∴函数的值域是,
故答案为:
【例56】求函数的值域。
解:(法一)方程法:原函数可化为:,
∴(其中),
∴,∴,∴,∴,
∴原函数的值域为.
(法二)数形结合法:可看作求点与圆上的点的连线的斜率的范围,解略.
【例57】对于函数,在使f(x)成立的所有常数M中,我们把M的最大值叫做函数f(x)的下确界。现已知定义在R上的偶函数f(x)满足f(1-x)=f(1+x),当x[0,1]时,f(x)=-+2,则f(x)的下确界为_______.
A.2 B.1 C.0 D.-1
【答案】D
【例58】定义在D上的函数f(x),如果满足,对任意xD,存在实数M,都有|f(x)|M成立,则称f(x)是是D上的有界函数,其中M称为函数f(x)的上界。已知函数f(x)=1+a+在(-,0]上是以3为上界的函数,则实数a的取值范围是______.
类型八、病态函数:狄利克雷函数和符号函数
NO.1狄利克雷函数:
1.定义:狄利克雷函数:。
2.性质:①定义域:; 值域:; 解析式不正常
② 无法画出图像 稠密性,离散性
③周期性:以任何正有理数为周期,但没有最小正周期;
④非单调函数,不连续,处处无极限。
⑤偶函数。
【例59】设函数,则下列结论错误的是 ( )
A.的值域为 B.是偶函数
C.不是周期函数 D.不是单调函数
【解析】:由狄克莱克函数性质可知选C。
【例60】19世纪德国数学家狄利克雷提出一个运用广泛的狄利克雷函数,则 ( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】B
【分析】根据有理数和无理数的概念以及函数解析式先求出,再求,最后求.
【详解】因为,所以,则,
故选B.
【例61】德国数学家狄利克雷(Dirichlet)是解析数论的创始人之一,下列关于狄利克雷函数的结论正确的是( )
A.有零点 B.是单调函数
C.是奇函数 D.是周期函数
【答案】D
【详解】根据狄利克雷函数的性质即可由或均为有理数求解A,根据即可判断单调性求解B,根据和同为有理数或同为无理数,即可求解C,根据和同为有理数或同为无理数即可求解D.
【分析】对于A,因为或均为有理数,
所以,故没有零点,A错误,
对于B,因为,所以,
故不是单调函数,B错误,
对于C,因为和同为有理数或同为无理数,所以,
故是偶函数,C错误,
对于D,设为任意非零有理数,则和同为有理数或同为无理数,
所以,故是周期函数(以任意非零有理数为周期),D正确,
故选:D.
【例62】数学上有两个重要的函数:狄利克雷函数与高斯函数,分别定义如下:对任意的,函数称为狄利克雷函数;记为不超过的最大整数,则称为高斯函数,下列关于狄利克雷函数与高斯函数的结论,错误的是( )
A.
B.
C.
D.的值域为
【答案】C
【分析】利用狄利克雷函数与高斯函数的定义,逐项推理判断即得.
【详解】由高斯函数的定义知,都是整数,即都是有理数,所以,A正确;
若为有理数,则也是有理数,;若为无理数,则也是无理数,,B正确;
取,则,C错误;
的值域是,所以的值域为,D正确.
故选:C
【例63】狄利克雷函数是高等数学中的一个典型函数,若,则称f(x)为狄利克雷函数,对于狄利克雷函数f(x),给出下面14个命题,正确的有( )
(1)f()
(2)函数y=f(x)的图像是两条直线
(3)对于任意x
(4)方程f(f(x))=x的解只有x=1
(5)对任意x
(6)对任意x
(7)对任意
(8)对任意
NO.2符号函数:
1.定义。符号函数:
2.图像
3.性质:①定义域:; ②值域:; ③周期性:非周期函数;
④非单调函数; ⑤奇函数。
【例64】已知符号函数 是R上的增函数,,则 ( )
A. B.
C. D.
【解析】:当时,;时,;时,,选B。
秒杀技巧:抽象函数特殊化:设,则,而为奇函数,。
【解析】:,选B。
类型九、凹凸函数
凹凸函数阵容:凸函数、凹函数、上凸函数、下凹函数
1.
函数凹凸性的定义:函数在区间内可导,是内任一点.若曲线弧上点处的切线总位于曲线弧的下方,则称曲线弧在内是凹的;若曲线弧上点处的切线总位于曲线弧的上方,则称曲线弧在内是凸的.函数在区间上为凹(凸)函数等价于的导函数在区间上单调递增(递减).
2. 相对性:
3. V型
4. 切线位置
5. 割线位置
6. 不等式关系
【例65】设函数在上的导函数为,在上的导函数为,若在上恒成立,则称函数在上的“严格凸函数”,称区间为函数的“严格凸区间”.则函数的“严格凸区间”为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】的导函数,,由可得,解得,所以函数的“严格凸区间”为,所以选D。
【例66】已知定义在上的函数,如果满足:对任意两个不相等的实数,都有,则称函数具有“下凸性”.则下列函数:①;②;③;④.其中具有“下凸性”函数的个数是( )
A.1 B. C.3 D.
【答案】C
【分析】结合幂函数的图象根据“下凸性”定义判断.
【详解】的几何含义是:在区间上,图象上任意两点连线的中点,位于中点对应的函数值之上,幂函数、在第一象限的图象符合此性质,所以正确选项为C.故选:C.
【例67】函数的凹凸性是函数的重要性质之一.函数凹凸性的定义:函数在区间内可导,是内任一点.若曲线弧上点处的切线总位于曲线弧的下方,则称曲线弧在内是凹的;若曲线弧上点处的切线总位于曲线弧的上方,则称曲线弧在内是凸的.函数在区间上为凹(凸)函数等价于的导函数在区间上单调递增(递减).若在定义域内是凹函数,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出函数的导函数,令,则恒成立,参变分离得到恒成立,令,利用导数求出函数的最大值,即可求出参数的取值范围.
【详解】函数定义域为,则,令,则,依题意恒成立,即恒成立,令,则,所以当时,当时,所以在上单调递增,在上单调递减,所以,所以,即的最小值为.故选:B
【例68】设函数在上的导函数为,在上的导函数为,若在上恒成立,则称函数在上为“凸函数”.已知在上为“凸函数”,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意可得:对于恒成立,分离转化为最值问题即可求解.
【详解】因为,所以,
,因为在上为“凸函数”,所以对于恒成立,可得对于恒成立,令,则,因为,所以在单调递增,所以,所以,故选:C.
【例69】若实数m的取值使函数在定义域上有两个极值点,则叫做函数具有“凹凸趋向性”,已知是函数的导数,且,当函数具有“凹凸趋向性”时,m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】首先求函数的导数,,由题意可知若函数具有“凹凸趋向性”时,在有2个不同的实数根,则设函数,根据导数判断函数的范围,求得的取值范围.
【详解】,若函数具有“凹凸趋向性”时,则在有2个不同的实数根,令,,令,解得:,令,解得:,在上递减,在递增,故的最小值是 当越趋近于0时,也越趋近于0,当趋近于正无穷大时,也趋近于正无穷大,所以的取值范围是.故选:B
类型十、三角型函数、保三角形函数
1.三角形函数
对于函数f(x),若任意a,b,cf(a),f(b),f(c)都是某一三角形的三边长,则称f(x)为三角形函数。
实质:f(a)+f(b)>f(c)恒成立,转化为f(a)+f(b)的最小值和f(c)的最大值的的不等式,进而求出参数的取值范围。
【例70】对于函数f(x),若任意a,b,cf(a),f(b),f(c)都是某一三角形的三边长,则称f(x)为“可构造的三角形函数”。以下说法正确的是( )
A.f(x)=1(x不是“可构造的三角形函数”;
B.“可构造的三角形函数”一定是单调函数;
C.f(x)=(x是“可构造的三角形函数”
D.若定义在R 上的函数f(x)的值域[,e],则f(x)一定是“可构造的三角形函数”
【例71】已知函数,若对于任意的实数、、,均存在以、、为三边边长的三角形,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】对实数分、、三种情况讨论,求出函数的最大值和最小值,由题意得出,由此可求出实数的取值范围.
【详解】当时,,当且仅当时,等号成立,且,,此时,;
①若时,函数在区间上单调递减,则,即,
那么,当时,,,
由题意可得,则有,解得,此时,;
②当时,且当时,,则,,成立,此时;
③当时,函数在区间上单调递增,则,即,则,,
由题意可得,则有,解得,此时.
综上所述,.故选B.
【点睛】本题考查函数最值的应用,同时也考查了分段函数的最值,解题的关键就是将题意转化为关于函数最值相关的不等式求解,考查分类讨论思想的应用,属于中等题.
【例72】对于函数,若对于任意的a,b,,,,为某一三角形的三边长,则称为“可构造三角形函数”,已知函数是“可构造三角形函数”,则实数t的取值范围是__.
【答案】
【解析】
试题分析:由题意得恒成立,即,因为,当时,满足;当时,由得;当时,由得;因此实数的取值范围是
【例73】已知函数(是常数).
(1)若,求函数的值域.
(2)若为奇函数,求实数,并证明图像始终在的图像的下方.
(3)设函数,若对任意,以,,为边长总可以构成三角形,求的取值范围.
【答案】(1);(2),证明见解析;(3).
【分析】(1)将函数化为,再利用反函数法即可求解.
(2)由奇函数的定义可得,代入解析式化简整理可求;只需证出即可.
(3)由题意只需,,令,,可得,讨论对称轴的取值范围,根据二次函数的性质求出的最值即可求解.
【详解】(1)若,则,即,
整理得,因为,所以,即,
所以函数的值域为;
(2)若为奇函数,则,
即,整理得,
因为恒不为0,所以,解得,此时,
所以,
所以图像始终在的图像的下方﹔
(3)由题意得,,
令,,则,其对称轴为,
①当,即时,严格减,
由得,
解得或,所以,
②当,即时,先减后增左端点高,
由得,无解,
③当,即时,先减后增右端点高,
由得,无解,
④当,即时,严格增,
由得,
解得或,所以,
综上,.
【点睛】关键点点睛:本题考查了求函数的值域、二次函数的最值以及不等式恒成立,解题的关键是得出,考查了分类讨论的思想、数学运算,此题综合性比较强.
【例74】已知函数(其中为常数).
(1)判断函数的奇偶性;
(2)若不等式在时有解,求实数的取值范围;
(3)设,是否存在正数,使得对于区间上的任意三个实数,,,都存在以,,为边长的三角形?若存在,试求出这样的的取值范围;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),偶函数; ,非奇非偶函数;(2);(3).
【解析】
【分析】
(1)先由题意得到函数的定义域,再由函数奇偶性的定义,分别讨论与,即可判断出结果;
(2)先由题意,将问题转化为在上能成立;求出的最大值,即可得出结果;
(3)先假设存在正数满足题意;设,求出,将对于区间上的任意三个实数,,,都存在以,,为边长的三角形,转化为,任取,作差得到,分别讨论,,,四种情况,得出函数单调性,求出最值,列出不等式求解,即可得出结果.
【详解】(1)由题意可得:的定义域为,
又,
当,即时,,所以是偶函数;
当,即时,是非奇非偶函数;
(2)由不等式可得:,即,
所以不等式在时有解,
等价于在上能成立;
又在上单调递增,所以
因此,只需,解得;
即实数的取值范围是;
(3)假设存在正数满足题意;
设,则在上单调递减,
所以,则;
所以对于区间上的任意三个实数,,,都存在以,,为边长的三角形,等价于,
任取,所以,
则,
①当时,,所以,
即在上单调递增,
所以,,
由得,解得:,所以;
②当时,易得:在上单调递减,在上单调递增,所以,
,
由得:,解得:;
所以;
③当时,易得:在上单调递减,在上单调递增,所以,
,
由得:,解得:,
所以;
④当时,,所以,
即在上单调递减,
所以,,
由得,解得,所以;
综上,,又为正数,所以.
即存在满足题意.
【点睛】本题主要考查函数奇偶性的判断,以及由不等式能成立求参数的问题,熟记函数奇偶性与单调性,灵活运用分类讨论的思想,即可求解,属于常考题型.
【例75】已知函数(是常数).
(1)若,求函数的值域.
(2)若为奇函数,求实数,并证明图像始终在的图像的下方.
(3)设函数,若对任意,以,,为边长总可以构成三角形,求的取值范围.
【答案】(1);(2),证明见解析;(3).
【分析】(1)将函数化为,再利用反函数法即可求解.
(2)由奇函数的定义可得,代入解析式化简整理可求;只需证出即可.
(3)由题意只需,,令,,可得,讨论对称轴的取值范围,根据二次函数的性质求出的最值即可求解.
【详解】(1)若,则,即,
整理得,因为,所以,即,
所以函数的值域为;
(2)若为奇函数,则,
即,整理得,
因为恒不为0,所以,解得,此时,
所以,
所以图像始终在的图像的下方﹔
(3)由题意得,,
令,,则,其对称轴为,
①当,即时,严格减,
由得,
解得或,所以,
②当,即时,先减后增左端点高,
由得,无解,
③当,即时,先减后增右端点高,
由得,无解,
④当,即时,严格增,
由得,
解得或,所以,
综上,.
【点睛】关键点点睛:本题考查了求函数的值域、二次函数的最值以及不等式恒成立,解题的关键是得出,考查了分类讨论的思想、数学运算,此题综合性比较强.
2.保三角形函数
已知函数f(x),若对给定的,它的三边长a、b、c均在函数f(x)的定义域内,且f(a),f(b),f(c)也是某一三角形的三边长,则称f(x)为“保三角形函数”。
【例76】如果对任意一个三角形,只要它的三边a、b、c均在函数f(x)的定义域内,且f(a),f(b),f(c)也是某一三角形的三边长,则称f(x)为“和美型函数”。现有下列函数:
(1)f(x)=
(2)g(x)=sinx,x(0,
(3)(x)=
(4)h(x)=lnx,x[2,+
其中是“和美型函数”的函数是______
【例】设函数y=f(x),xD,如果对任意一个三角形,只要它的三边a、b、c均在函数f(x)的定义域内,且f(a),f(b),f(c)也是某一三角形的三边长,则称f(x)为“保三角形函数”。
(1) 求证:g(x)=(x>0)不是“保三角形函数”;
(2) 试判断h(x)=x+(x>0)是否为“保三角形函数”;
(3)若p(x)=x,x[M,+是“保三角形函数”,试求M的最小值。
类型十一、保值/半(倍)保值函数
1.保值函数:函数的定义域为,若满足
(1)在D上是单调函数
(2)存在区间[a,b]⊆D,使得在区间[a,b]上的值域是[a,b],
则称为函数的“保值函数”.
2.半保值函数:函数的定义域为,若满足
(1)在D上是单调函数
(2)存在区间[a,b]⊆D,使得在区间[a,b]上的值域是[a,b](或[,]),
则称为函数的“倍保值函数”(半保值函数).
3.倍值函数:对于函数的定义域为,若存在区间,当时,的值域为,则称函数为倍值函数,区间称为函数的“倍值区间”。特别地,当时,函数称为保值函数。此类问题可转化为对应“不动点”、“稳定点”问题,也可以转化为方程同解问题,考察分类讨论、等价转化、属性结合、函数与方程等重要思想方法,综合能力要求较高,属难题。
【例77】对于定义域为D的函数,如果存在区间,其中,同时满足:①在内是单调函数;②当定义域为时,的值域为,则称函数是区间上的“保值函数”,区间称为“保值区间”.
(1)求证:函数不是定义域上的“保值函数”;
(2)若函数是区间上的“保值函数”,求的取值范围;
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.
【分析】(1)根据函数单调性的定义以及“保值函数”的定义判断即可;
(2)由f(x)的定义域和值域都是[m,n],问题等价于方程a2x2﹣(2a2+a)x+1=0有两个不等的实数根,根据根的判别式判断即可;
(3)由不等式|a2f(x)|≤2x对x≥1恒成立,令h(x)=2x+,易证h(x)在[1,+∞)递增,同理g(x)=﹣2x[1,+∞)递减,求出函数h(x)min,与函数g(x)max,建立不等关系,解之即可求出a的范围.
【解答】解:(1)g(x)=x2﹣2x=(x﹣1)2﹣1,
x∈[0,1]时,g(x)∈[﹣1,0],
根据函数g(x)不是定义域[0,1]上的“保值函数”.
(2))由f(x)的定义域和值域都是[m,n]得f(m)=m,f(n)=n,
因此m,n是方程2+﹣=x的两个不相等的实数根,
等价于方程a2x2﹣(2a2+a)x+1=0有两个不等的实数根,
即△=(2a2+a)2﹣4a2>0
解得a>或a<﹣;
(3)a2f(x)=2a2+a﹣,则不等式|a2f(x)|≤2x对x≥1恒成立,
即﹣2x≤2a2+a﹣≤2x即不等式对x≥1恒成立,
令h(x)=2x+,易证h(x)在[1,+∞)递增,
同理g(x)=﹣2x[1,+∞)递减,
∴h(x)min=h(1)=3,g(x)max=g(1)=﹣1,
∴,
∴﹣≤a≤1且a≠0.
【例78】已知函数的定义域为,若存在区间使得:
(Ⅰ)在上是单调函数;
(Ⅱ)在上的值域是,
则称区间为函数的“倍值区间”.
下列函数中存在“倍值区间”的有______________(填上所有你认为正确的序号)
①; ②;
③; ④.
【答案】①②④
【分析】函数中存在“倍值区间”,则在内是单调函数,,对四个函数的单调性分别研究,从而确定是否存在“倍值区间”.
【详解】函数中存在“倍值区间”,
则(Ⅰ)在,内是单调函数,(Ⅱ),
对①,,若存在“倍值区间” ,则,,存在“倍值区间” ;
对②,,若存在“倍值区间”,当时,,故只需即可,故存在;
对③,;当时,在区间,上单调递减,在区间,上单调递增,
若存在“倍值区间”,,
不符题意;
若存在“倍值区间” ,不符题意,故此函数不存在“倍值区间“;
对④,,易得在区间,上单调递增,在区间,上单调递减,若存在“倍值区间” ,,,即存在“倍值区间” ,;
故答案为:①②④.
【点睛】本题考查“倍值区间”的定义,考查学生分析解决问题的能力,涉及函数的单调性和值域问题,考查函数与方程思想、转化与化归思想、分类讨论思想、数形结合思想,考查逻辑推理能力和运算求解能力.
【例79】函数f(x)的定义域为M,若存在闭区间[a,b]⊆M,使得函数f(x)满足:①f(x)在[a,b]内是单调函数;②f(x)在[a,b]上的值域为[2a,2b],则称区间[a,b]为y=f(x)的“倍值区间”.下列函数中存在“倍值区间”的有( )
①f(x)=x2(x≥0); ②f(x)=ex﹣1(x∈R);
③; ④.
A.①②③④ B.①③ C.①③④ D.①②④
【解答】解:①由二次函数的单调性知道:函数f(x)=x2在x≥0时单调递增,令x2=2x,解得x=0或2,f(x)在区间[0,2]上的值域为[0,4].
由此可知:区间[0,2]是函数f(x)=x2的倍值区间.
②由于函数y=ex在R上单调递增,所以f(x)=ex﹣1在R上单调递增.
令ex﹣1=2x,再令g(x)=ex﹣2x﹣1,求导得g′(x)=ex﹣2,令ex﹣2=0,解得x=ln2.
经判断得到:g(x)在(0,ln2)递减,在(ln2,+∞)递增,故在x=ln2时,g(x)取得最小值g(ln2)=2﹣1﹣2ln2=1﹣ln4<0,
又g(2)=e2﹣5>0,g(1)=e﹣3<0,所以ex﹣1=2x有两解0与b,其中b满足1<b<2且eb﹣2b﹣1=0.
可知:f(0)=0,f(b)=2b,满足题意,所以区间[0,b]是函数f(x)=ex﹣1的倍值区间.
③由解得x=0或1;又当0≤x≤1时,≤0,所以函数f(x)在区间[0,1]上单调递减,所以区间[0,1]是函数f(x)的倍值区间.
④要使函数f(x)有意义,则满足,取a>1,令,则,解得.
由于函数y=logax在x>0时单调递增,所以当a>1时,函数f(x)在区间上单调递增,所以区间是函数f(x)的倍值区间.
综上可知①②③④皆正确.
故选:A.
【例80】已知函数,函数x.
(1)若g(mx2+2x+m)的定义域为R,求实数m的取值范围;
(2)当x∈[﹣1,1]时,求函数y=[f(x)]2﹣2af(x)+3的最小值h(a);
(3)是否存在非负实数m、n,使得函数的定义域为[m,n],值域为[2m,2n],若存在,求出m、n的值;若不存在,则说明理由.
【解答】解:(1)∵,
∴,
令u=mx2+2x+m,则,
当m=0时,u=2x,的定义域为(0,+∞),不满足题意;
当m≠0时,若的定义域为R,
则,
解得m>1,
综上所述,m>1 …(4分)
(2)=,x∈[﹣1,1],
令,则,y=t2﹣2at+3,
∵函数y=t2﹣2at+3的图象是开口朝上,且以t=a为对称轴的抛物线,
故当时,时,;
当时,t=a时,;
当a>2时,t=2时,h(a)=ymin=7﹣4a.
综上所述,…(10分)
(3),
假设存在,由题意,知
解得,
∴存在m=0,n=2,使得函数的定义域为[0,2],值域为[0,4]…(12分)
【例81】已知函数的定义域为,若存在区间使得:
(Ⅰ)在上是单调函数;
(Ⅱ)在上的值域是,
则称区间为函数的“倍值区间”.
下列函数中存在“倍值区间”的有______________(填上所有你认为正确的序号)
①; ②;
③; ④.
【答案】①②④
【分析】函数中存在“倍值区间”,则在内是单调函数,,对四个函数的单调性分别研究,从而确定是否存在“倍值区间”.
【详解】函数中存在“倍值区间”,
则(Ⅰ)在,内是单调函数,(Ⅱ),
对①,,若存在“倍值区间” ,则,,存在“倍值区间” ;
对②,,若存在“倍值区间”,当时,,故只需即可,故存在;
对③,;当时,在区间,上单调递减,在区间,上单调递增,
若存在“倍值区间”,,
不符题意;
若存在“倍值区间” ,不符题意,故此函数不存在“倍值区间“;
对④,,易得在区间,上单调递增,在区间,上单调递减,若存在“倍值区间” ,,,即存在“倍值区间” ,;
故答案为:①②④.
【点睛】本题考查“倍值区间”的定义,考查学生分析解决问题的能力,涉及函数的单调性和值域问题,考查函数与方程思想、转化与化归思想、分类讨论思想、数形结合思想,考查逻辑推理能力和运算求解能力.
【例82】对于函数,若存在区间,当时,的值域为,则称为倍值函数.若是倍值函数,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】可看出在定义域内单调递增,可得出是方程的两个不同根,从而得出,通过求导,求出的值域,进而可得到的范围.
【详解】解:在定义域内单调递增,
,
即,
即是方程的两个不同根,
∴,
设,
∴当时,函数单调递减, 不存在两个根的问题,
时,;时,,
∴是的极小值点,
的极小值为:,
又趋向0时,趋向;趋向时,趋向,
时,和的图象有两个交点,方程有两个解,
∴实数的取值范围是.
故选:C.
【点睛】方法点睛:用导数研究函数的零点,一方面用导数判断函数的单调性,借助零点存在性定理判断;另一方面,也可将零点问题转化为函数图象的交点问题,利用数形结合来解决.
【例83】函数的定义域为,若存在闭区间,使得函数同时满足:在上是单调函数且在上的值域为,则称区间为的“倍值区间”.现有如下四个函数:①,②,③,④.那么上述四个函数中存在“倍值区间”的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】根据所给定义得到方程组,再构造函数利用导数说明函数的单调性,即可判断函数的零点,从而得解.
【详解】①为增函数,若函数存在“倍值区间”,则,
令,则,所以当时,当时,
所以在上单调递减,在上单调递增,
又,所以恒成立,
即无零点,所以不存在“倍值区间”,故①错误;
对于②在上单调递增,
若函数存在“倍值区间”,则,
所以,解得.
所以函数存在“倍值区间”,故②正确;
对于③函数在定义域上单调递增,
若函数存在“倍值区间”,则,
令,则,所以当时,当时,
所以在上单调递增,在上单调递减,
又,,
,
所以在上存在一个零点,
所以在定义域上存在两个零点,
方程有解,其中,,
所以函数存在“倍值区间”,故③正确;
对于④,函数在上单调递增,
若函数存在“倍值区间”,则,
令,,则,
所以在上单调递减,故在上不可能存在两个零点,
所以函数不存在“倍值区间”,故④错误;
故选:B
类型十二、倍增/倍减函数
1、值域倍增函数:若函数满足f(x+a)=Af(x)(a>0,A>1),那么此函数的图像每经过一个T=a,函数值都会周期性的变大为原来的A倍。
2、值域倍减函数:若函数满足f(x+a)=Af(x)(a>0,0<A<1),那么此函数的图像第经过一个T=a,函数值都会周期性的缩小为原来的A倍。
倍增/倍减函数“似周期函数”或者“类周期函数”,俗称放大镜函数,要注意以下几点辨析:
1.是从左往右放大,还是从右往左放大。
2.放大(缩小)时,要注意是否函数值有0。
3.放大(缩小)时,是否发生了上下平移。
【例84】定义域为的函数满足,且当时,,则当时,的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用已知等式,结合二次函数的性质进行求解即可.
【详解】因为,所以有:,
因此有:,
当时,,所以,
因此当时,该函数有最大值,
故选:A
【例85】定义域为的函数满足,且当时,,则当时,的最小值是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先求得,然后将转化为来求得的解析式,由此求得的最小值.
【详解】,
,
,
,,
依题意,且当时,,
所以,故当时,
取得最小值.
故选:C
【例86】定义域为R的函数满足,且当时,,则当时,的最小值为( )
A. B. C. D.0
【答案】A
【分析】根据,结合当时函数的解析式求出当的解析式,然后根据二次函数的性质进行求解即可.
【详解】由.
当时,,当时,函数的最小值为.
故选:A
【例87】已知定义在上的函数满足,且当时,,则当时,函数的最小值为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出函数在上的解析式,再由二次函数性质得最小值.
【详解】∵时,.
∴,
由二次函数的最值易知最小值为,
故选:.
【例88】定义在上函数满足,且当时,,则使得在上恒成立的的最小值是______________.
【答案】
【分析】
由题设递推关系及已知区间解析式,分析可得分段函数:在上有,应用数形结合的方法求参数m的最小值.
【详解】
由题设知,当时,,故,
同理:在上,,
∴当时,.函数的图象,如下图示.
在上,,得或.由图象知:当时,.故答案为:.
【例89】设函数的定义域为,满足,且当时,.若对任意,都有,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】作出图示,求出当时,函数的解析式,求出成立的x的值,运用数形结合的思想可得选项.
【详解】解:时,,,,即右移1个单位,图像变为原来的2倍.
如图所示:当时,,令,解得,
所以要使对任意,都有,则,,
故选:B.
【例90】设函数的定义域为R,且,当时,,若对任意,都有,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题设得到且,,注意判断函数值的变化趋势,再求得的最大k值,此时结合二次函数性质确定上对应x值,即可得m的范围.
【详解】令,则,故,而,
所以且,
令,则,故,而,
所以且,
结合已知:且时,而,
对且,,即随增大依次变小,
要使对任意都有,令,则且,
则上,且上,
当时,令,则,解得或,
综上,要使对任意都有,只需.
故选:C
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