内容正文:
2026年高考数学·教考衔接
教材命题点探源
-----------------------------供2026高考备考二轮、三轮复习及考前使用-------------------------
教考衔接五 函数与基本初等函数
--------------■高考命题·解读■-----------------
核心考点
五年考情
考点1.求函数值
2024 新高考 I 卷
考点2.函数的图象
2024 全国甲卷;2022 全国甲卷;2022 全国乙卷
考点3.比较函数值的大小关系
2025 全国一卷;2023 全国甲卷;
2022 新高考全国 I 卷;2022 全国甲卷
考点4.函数奇偶性的定义与判断
2023 新课标 I 卷;2021 全国乙卷;2021 新高考全国 II 卷
考点5.由奇偶性求参数
2023 全国甲卷;2023 全国乙卷;2023 新课标 II 卷;
2022 全国乙卷;2021 新高考全国 I 卷
考点6.函数奇偶性的应用
2025 全国一卷;2025 全国二卷;
2022 新高考全国 I 卷;2021 全国甲卷;2021 全国甲卷
考点7.函数的周期性
2022 新高考全国 II 卷;2021 新高考全国 II 卷
考点8.函数的对称性
2024 新高考全国 I 卷;2024 新课标 II 卷;
2023 全国乙卷;2022 全国乙卷
考点9.指对数的运算
2024 全国甲卷
考点10.函数的零点
2024 新高考全国 I 卷;2024 全国甲卷;
2024 新课标 II 卷;2023 新课标 I 卷
🎯【命题解读】(考前必看)
1.函数是高中数学的主干内容,高考考查的内容主要有:
①结合函数的定义综合考查函数的基本性质;
②结合一元一次不等式、一元二次不等式、指数与对数不等式考查函数的定义域;
③考查用待定系数法、换元法等求解函数的解析式;
④考查指数函数、对数函数、二次函数、幂函数的图象和性质;
⑤结合函数的图象考查函数的性质、函数的零点与方程的根;
⑥结合实际问题考查函数的应用.
2.函数的基本性质与应用是高考的高频考点,以选择题或填空题为主.
3.常结合函数的单调性、奇偶性、周期性命题,或将函数的性质融入函数的图象进行考查
🎯练教材-----必刷经典母题
【教材母题1】 (人教A版必修第一册P72习题3.1·T1)求下列函数的定义域.
(1)f(x)=; (2)f(x)=; (3)f(x)=; (4)f(x)=.
【🚀衔接高考】
(2022·北京卷)函数f(x)=+的定义域是 .
【教材母题2】 (人教A版必修第一册P101·T7)已知函数f(x)=
求f(1),f(-3),f(a+1)的值.
【🚀衔接高考】
(2021·浙江高考)已知a∈R,函数f(x)=若f(f())=3,则a= .
【教材母题3】 (人教A版必修第一册P69T3)给定函数f(x)=-x+1,g(x)=(x-1)2,x∈R,
(1)画出函数f(x),g(x)的图象;
(2)∀x∈R,用m(x)表示f(x),g(x)中的较小者,记为m(x)=min{f(x),g(x)},请分别用图象法和解析法表示函数m(x).
【🚀衔接高考】
(2022·天津卷)设a∈R,对任意实数x,记f(x)=min{|x|-2,x2-ax+3a-5}.若f(x)至少有3个零点,则实数a的取值范围为 .
【教材母题4】 (湘教版必修第一册P78T16)设函数sign(x)的定义为sign(x)=
(1)画出该函数的图象;
(2)探索利用函数sign(x)把分段函数写成一个解析表达式的方法.
【教材母题5】 (人教A版必修第一册P84例6)判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=x4; (2)f(x)=x5; (3)f(x)=x+; (4)f(x)=.
【教材母题6】 (人教B版必修第一册P117T8)已知函数f(x)=(x-1)2+ax+2是偶函数,求实数a的值.
【🚀衔接高考】
(一题多解)(2023·全国甲卷)若f(x)=(x-1)2+ax+sin为偶函数,则a= .
【教材母题7】 (人教A版必修第一册P85练习T1)已知f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,试将下图补充完整.
【🚀衔接高考】
(1)(2025·天津高考)已知函数的图象如下,则的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
(2)(2022·全国甲卷)函数y=(3x-3-x)·cos x在区间上的图象大致为( )
(3)(2022·全国乙卷)如图是下列四个函数中的某个函数在区间[-3,3]的大致图象,则该函数是( )
A.y= B.y=
C.y= D.y=
【🚀新题预测】
(2026·天津模拟)函数的大致图象可能是( )
A. B.
C. D.
【教材母题8】 (人教A版必修第一册P86T7)已知函数f(x)=x2-2x,g(x)=x2-2x(x∈[2,4]),
(1)求f(x),g(x)的单调区间;
(2)求f(x),g(x)的最小值.
【🚀衔接高考】
(2024·新高考Ⅱ卷)设函数f(x)=(x+a)ln(x+b).若f(x)≥0,则a2+b2的最小值为( )
A. B.
C. D.1
【教材母题9】 (北师大版必修第一册P73C组T2)若函数f(x)的定义域是R,且对任意的x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y)成立,试判断f(x)的奇偶性.
【🚀衔接高考】
(多选)(2023·新高考Ⅰ卷)已知函数f(x)的定义域为R,f(xy)=y2f(x)+x2f(y),则( )
A.f(0)=0 B.f(1)=0
C.f(x)是偶函数 D.x=0为f(x)的极小值点
【🚀新题预测】
(2026·辽宁模拟)写出同时满足下面三个条件的一个函数解析式 .
①的定义域为;②;③在区间,上单调递减.
【教材母题10】 (人教A版必修第一册P100T4)已知函数f(x)=4x2-kx-8在[5,20]上具有单调性,求实数k的取值范围.
【🚀衔接高考】
(2024·新高考Ⅰ卷)已知函数f(x)=在R上单调递增,则a的取值范围是( )
A.(-∞,0] B.[-1,0]
C.[-1,1] D.[0,+∞)
【🚀新题预测】
(2026·甘肃白银模拟)已知是R上的单调递增函数,则实数a的取值范围为 .
【教材母题11】 (人教A版必修第一册P107例4)计算下列各式(式中字母均是正数):
(1)(2)(-6)÷(-3); (2)()8; (3)(-)÷.
【🚀衔接高考】
(一题多解) (2020·全国Ⅰ卷)设alog34=2,则4-a=( )
A. B. C. D.
【教材母题12】 (人教A版必修第一册P127T5)已知lg 2=a,lg 3=b,求下列各式的值:
(1)lg 6; (2)log34; (3)log212;(4)lg .
【教材母题13】 (人教A版必修第一册P127T6)求满足下列条件的各式的值:
(1)若xlog34=1,求4x+4-x的值;
(2)若f(x)=3x,求f(log32)的值.
【🚀衔接高考】
(1)(2021·天津卷)若2a=5b=10,则+=( )
A.-1 B.lg 7
C.1 D.log710
(2)(2024·全国甲卷)已知a>1且-=-,则a= .
【教材母题14】 (北师大版必修第一册P69B组T1)下列函数中,哪些满足性质T1:f(x+y)=f(x)+f(y),T2:f(x·y)=f(x)·f(y)?为什么?
(1)f(x)=; (2)f(x)=x3; (3)f(x)=2x; (4)f(x)=1;(5)f(x)=.
【🚀衔接高考】
(1)(2022·新高考Ⅱ卷)已知函数f(x)的定义域为R,且f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y),f(1)=1,则(k)=( )
A.-3 B.-2 C.0 D.1
(2)(2021·新高考Ⅱ卷)写出一个同时具有下列性质①②③的函数f(x): .
①f(x1x2)=f(x1)f(x2);②当x∈(0,+∞)时,f'(x)>0;③f'(x)是奇函数.
【教材母题15】 (人教B版必修第二册P53T9)已知函数f(x)=ln(ex+1)-ax是偶函数,求a的值.
【🚀衔接高考】
(1)(一题多解)(2023·全国乙卷)已知f(x)=是偶函数,则a=( )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
(2)(一题多解(2021·新高考Ⅰ卷)已知函数f(x)=x3(a·2x-2-x)是偶函数,则a= .
【教材母题16】(人教A版必修第一册P120T9)已知函数y=a+b的图象过原点,且无限接近直线y=2但又不与该直线相交.
(1)求该函数的【解析】式,并画出图象;
(2)判断该函数的奇偶性和单调性.
【🚀衔接高考】
(2024·新高考Ⅱ卷)设函数f(x)=a(x+1)2-1,g(x)=cos x+2ax.当x∈(-1,1)时,曲线y=f(x)与y=g(x)恰有一个交点.则
a=( )
A.-1 B. C.1 D.2
【教材母题17】 (人教A版必修第一册P140T4)函数y=log2x,y=log5x,y=lg x的图象如图所示.
(1)试说明哪个函数对应于哪个图象,并解释为什么;
(2)以已有图象为基础,在同一直角坐标系中画出y=lox,y=lox,y=lox的图象;
(3)从(2)的图中你发现了什么?
【教材母题18】(人教A版必修第一册P141·T13)比较下列各题中三个值的大小:
(1)log0.26,log0.36;log0.46;
(2)log23,log34;log45.
【教材母题19】(湘教版必修第一册P125·T11)比较a,b,c的大小.
(1)已知1<x<2,a=(log2x)2,b=log2x2,c=log2(log2x);
(2)已知a=log36,b=log510,c=log714.
【🚀衔接高考】
(1)(2020·全国Ⅰ卷)若2a+log2a=4b+2log4b,则( )
A.a>2b B.a<2b C.a>b2 D.a<b2
(2) (2021·新高考Ⅱ卷)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
(3)(2025·全国一卷)已知2+log2x=3+log3y=5+log5z,则x,y,z的大小关系不可能是 ( )
A.x>y>z B.x>z>y C.y>x>z D.y>z>x
【教材母题20】 (湘教版必修第一册P126T18)已知函数f(x)=loga (a>0且a≠1).
(1)判断函数f(x)的奇偶性;
(2)判断函数f(x)的单调性.
【🚀衔接高考】
(1)(2020·新高考Ⅱ卷)已知函数f(x)=lg(x2-4x-5)在(a,+∞)单调递增,则a的取值范围是( )
A.(-∞,-1] B.(-∞,2]
C.[2,+∞) D.[5,+∞)
(2)(2025·全国一卷)设是定义在上且周期为2的偶函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
(3)(2025·全国二卷)已知是定义在R上的奇函数,且当时,,则( )
A. B.当时,
C.当且仅当 D.是的极大值点
【教材母题21】 (人教A版必修第一册P156T13)有一道题“若函数f(x)=24ax2+4x-1在区间(-1,1)内恰有一个零点,求实数a的取值范围”,某同学给出了如下解答:
由f(-1)f(1)=(24a-5)(24a+3)<0,解得-<a<.所以实数a的取值范围是.
上述解答正确吗?若不正确,请说明理由,并给出正确的解答.
【教材母题22】 (人教A版必修第一册P160T4)已知函数f(x)=求使方程f(x)=k(k<0)的实数解个数分别为1,2,3时k的相应取值范围.
【教材母题23】(人教A版必修第一册P160T5(3))已知函数f(x)=2x+x,g(x)=log2x+x,h(x)=x3+x的零点分别为a,b,c,则a,b,c的大小顺序为( )
A.a>b>c B.b>c>a
C.c>a>b D.b>a>c
【🚀衔接高考】
(1)(2020·北京卷)已知函数f(x)=2x-x-1,则不等式f(x)>0的解集是( )
A.(-1,1) B.(-∞,-1)∪(1,+∞)
C.(0,1) D.(-∞,0)∪(1,+∞)
(2)(2023·新高考Ⅰ卷)已知函数f(x)=cos ωx-1(ω>0)在区间[0,2π]有且仅有3个零点,则ω的取值范围是 .
【教材母题24】 (人教A版必修第一册P160T6)设f(x)=,g(x)=,求证:
(1)[g(x)]2-[f(x)]2=1;
(2)f(2x)=2f(x)g(x);
(3)g(2x)=[g(x)]2+[f(x)]2.
【🚀新题预测】
(2026·广东广州模拟)已知奇函数和偶函数的定义域均为,且满足,则( )
A.1 B. C. D.
【教材母题25】 (人教A版必修第一册P161T12)对于函数f(x)=a-(a∈R).
(1)探索函数f(x)的单调性;
(2)是否存在实数a使函数f(x)为奇函数?
【🚀衔接高考】
(2023·新高考Ⅰ卷)设函数f(x)=2x(x-a)在区间(0,1)上单调递减,则a的取值范围是( )
A.(-∞,-2] B.[-2,0)
C.(0,2] D.[2,+∞)
【教材母题26】(人教A版必修第一册P141T10)声强级LI:(单位:dB)由公式LI=10lg给出,其中I为声强(单位:W/m2).
(1)一般正常人听觉能忍受的最高声强为1 W/m2,能听到的最低声强为10-12 W/m2,求人听觉的声强级范围;
(2)平时常人交谈时的声强约为10-6 W/m2,求其声强级.
【🚀衔接高考】
(1)(多选)(2023·新高考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×lg,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10 m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
(2)(2021·全国甲卷)青少年视力是社会普遍关注的问题,视力情况可借助视力表测量,通常用五分记录法和小数记录法记录视力数据,五分记录法的数据L和小数记录法的数据V满足L=5+lg V.已知某同学视力的五分记录法的数据为4.9,则其视力的小数记录法的数据约为(≈1.259)( )
A.1.5 B.1.2 C.0.8 D.0.6
🎯读教材-----玩味阅读材料
【阅读1】通过阅读《阅读与思考——函数概念的发展历程》(人教A版必修第一册P75)和《数学文化——函数概念的形成与发展》(湘教版必修第一册P87),可从中提炼出如下结论:
(1)狄利克雷函数D(x)=具有如下性质:
①定义域R;值域{0,1}.
②奇偶性:偶函数.
③周期性:以任意正有理数为其周期,无最小正周期.
④无法画出函数的图象,但其图象客观存在.
(2)高斯函数:不超过实数x的最大整数称为x的整数部分,记作[x],例如,[3.4]=3,[-2.1]=-3,这一规定最早为数学家高斯所使用,故函数y=[x]称为高斯函数,又称取整函数.具有如下性质:
①定义域:R,值域:Z.
②不具有单调性、奇偶性和周期性,其图象为:
【🚀衔接高考】
(1)(2026·武汉模拟)狄里克雷(1805~1859)是德国数学家,对数论、数学分析和数学物理有突出贡献,是解决数论的创始人之一.1837年他提出函数是x与y之间的一种对应关系的现代观点.用其名字命名函数D(x)=下列叙述中错误的是( )
A.D(x)是偶函数 B.D(x+)=D(x)
C.D(D(x))=1 D.D(x)是周期函数
(2)(多选题)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,用其名字命名的“高斯函数”为:设x∈R,用[x]表示不超过x的最大整数,则y=[x]称为高斯函数.例如:[-2.1]=-3,[3.1]=3,已知函数f(x)=,则函数y=[f(x)]的值域包含的元素可能有( )
A.0 B.1
C.2 D.3
【阅读2】通过阅读《探究与发现——探究函数y=x+的图象与性质》(人教A版必修第一册P92),可提炼出如下性质:
1.函数 具有下列最基本的性质:
(1)函数是奇函数,图象关于原点对称.
(2)函数在,上单调递增,在,上单调递减.
(3)当时,,当且仅当时取等号,即当时,函数在处取得最小值,最小值为2;当时,,当且仅当时取等号,即当时,函数在处取得最大值,最大值为.
2.一般地,函数 有下列性质:
性质
图象
定义域
,且
,且
值域
或
单调性
在,上单调递增
在,上单调递增;
在,上单调递减
奇偶性
奇函数
奇函数
图象特点
①关于原点对称;
②图象无限靠近直线与
①关于原点对称;
②图象无限靠近直线与
最值
无最大值,也无最小值
当时,;当时,
[性质推广] 函数的图象是以直线和直线为渐近线的双曲线.
【🚀衔接高考】
(1)已知是曲线上任一点,点到直线与直线的距离分别为,,则( )
A. 1 B. C. D. 2
(2)已知是曲线上任意一点,则曲线在点处的切线与直线,轴围成的三角形的面积为( )
A. 1 B. C. 2 D.
(3)函数,的值域为_____________ .
(4)已知在区间上单调递增,则实数的取值范围是_________________
🎯研教材-----深度探究思考
【探究1】 (人教A版必修第一册P85)
(1)判断函数f(x)=x3+x的奇偶性.
(2)如图是函数f(x)=x3+x图象的一部分,你能根据f(x)的奇偶性画出它在y轴左边的图象吗?
(3)一般地,如果知道y=f(x)为偶(奇)函数,那么我们可以怎样简化对它的研究?
【探究2】 (人教A版必修第一册P132)我们知道,底数互为倒数的两个指数函数的图象关于y轴对称.对于底数互为倒数的两个对数函数,比如y=log2x和y=lox,它们的图象是否也有某种对称关系呢?可否利用其中一个函数的图象画出另一个函数的图象?
【探究3】(人教A版必修第一册P87习题3.2T13)我们知道,函数的图像关于坐标原点成中心对称的充要条件是函数为奇函数,有同学发现可以将其推广为:函数的图像关于点成中心对称的充要条件是函数为奇函数.
(1)求函数图像的对称中心;
(2)请利用函数的对称性求的值.
(3)类比上述推广结论,写出“函数的图像关于轴成轴对称的充要条件是函数为偶函数”的一个推广结论.
【🚀衔接高考】
(2021·全国乙卷)设函数f(x)=,则下列函数中为奇函数的是( )
A.f(x-1)-1 B.f(x-1)+1 C.f(x+1)-1 D.f(x+1)+1
【🚀新题预测】
(2026·河北石家庄模拟)已知函数是定义在R上的偶函数,是定义在R上的奇函数,则( )
A.的图象关于点中心对称 B.是周期为2的函数
C. D.
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--------------■高考命题·解读■-----------------
核心考点
五年考情
考点1.求函数值
2024 新高考 I 卷
考点2.函数的图象
2024 全国甲卷;2022 全国甲卷;2022 全国乙卷
考点3.比较函数值的大小关系
2025 全国一卷;2023 全国甲卷;
2022 新高考全国 I 卷;2022 全国甲卷
考点4.函数奇偶性的定义与判断
2023 新课标 I 卷;2021 全国乙卷;2021 新高考全国 II 卷
考点5.由奇偶性求参数
2023 全国甲卷;2023 全国乙卷;2023 新课标 II 卷;
2022 全国乙卷;2021 新高考全国 I 卷
考点6.函数奇偶性的应用
2025 全国一卷;2025 全国二卷;
2022 新高考全国 I 卷;2021 全国甲卷;2021 全国甲卷
考点7.函数的周期性
2022 新高考全国 II 卷;2021 新高考全国 II 卷
考点8.函数的对称性
2024 新高考全国 I 卷;2024 新课标 II 卷;
2023 全国乙卷;2022 全国乙卷
考点9.指对数的运算
2024 全国甲卷
考点10.函数的零点
2024 新高考全国 I 卷;2024 全国甲卷;
2024 新课标 II 卷;2023 新课标 I 卷
🎯【命题解读】(考前必看)
1.函数是高中数学的主干内容,高考考查的内容主要有:
①结合函数的定义综合考查函数的基本性质;
②结合一元一次不等式、一元二次不等式、指数与对数不等式考查函数的定义域;
③考查用待定系数法、换元法等求解函数的解析式;
④考查指数函数、对数函数、二次函数、幂函数的图象和性质;
⑤结合函数的图象考查函数的性质、函数的零点与方程的根;
⑥结合实际问题考查函数的应用.
2.函数的基本性质与应用是高考的高频考点,以选择题或填空题为主.
3.常结合函数的单调性、奇偶性、周期性命题,或将函数的性质融入函数的图象进行考查
🎯练教材-----必刷经典母题
【教材母题1】 (人教A版必修第一册P72习题3.1T1)求下列函数的定义域:
(1)f(x)=; (2)f(x)=; (3)f(x)=; (4)f(x)=.
【解析】(1){x|x≠4};(2)R;(3){x|x≠1,且x≠2};(4){x|x≤4,且x≠1}.
【🚀衔接高考】
(2022·北京卷)函数f(x)=+的定义域是 .
【答案】 (-∞,0)∪(0,1]
【解析】 因为f(x)=+,所以,即x∈(-∞,0)∪(0,1].
【教材母题2】 (人教A版必修第一册P101T7)已知函数f(x)=求f(1),f(-3),f(a+1)的值.
【解析】因为f(x)=所以f(1)=1×(1+4)=5,f(-3)=-3×(-3-4)=21.
当a+1≥0即a≥-1时,f(a+1)=(a+1)(a+5)=a2+6a+5,
当a+1<0即a<-1时,f(a+1)=(a+1)(a-3)=a2-2a-3,所以f(a+1)=
【🚀衔接高考】
(2021·浙江高考)已知a∈R,函数f(x)=若f(f())=3,则a= .
【答案】 2
【解析】 f[f()]=f(2)=|2-3|+a=3,故a=2.
【教材母题3】 (人教A版必修第一册P69T3)给定函数f(x)=-x+1,g(x)=(x-1)2,x∈R,
(1)画出函数f(x),g(x)的图象;
(2)∀x∈R,用m(x)表示f(x),g(x)中的较小者,记为m(x)=min{f(x),g(x)},请分别用图象法和解析法表示函数m(x).
【解析】 (1)在同一直角坐标系中画出函数f(x),g(x)的图象(图1).
(2)由图1中函数取值的情况,结合函数m(x)的定义,可得函数m(x)的图象(图2).
由(x-1)2=-x+1,得x(x-1)=0,
解得x=0,或x=1.结合图2,得出函数m(x)的解析式为m(x)=
【🚀衔接高考】
(2022·天津卷)设a∈R,对任意实数x,记f(x)=min{|x|-2,x2-ax+3a-5}.若f(x)至少有3个零点,则实数a的取值范围为 .
【答案】 [10,+∞)
【解析】 设g(x)=|x|-2,h(x)=x2-ax+3a-5,因为g(x)有2个零点,f(x)至少有3个零点,所以h(x)必有零点.
对于h(x)=x2-ax+3a-5.
(1)当Δ=0时,a=2或10.
①当a=2时,h(x)=x2-2x+1,如图1.此时,f(x)=|x|-2,有2个零点,不符合题意.
②当a=10时,h(x)=x2-10x+25,如图2.此时,f(x)有3个零点,符合题意.
(2)当Δ>0时,a<2或a>10.设h(x)的两个零点为x1,x2,且x1<x2.
①当a<2时,要使f(x)至少有3个零点,h(x)的两个零点x1,x2需满足x1<x2≤-2,如图3,
所以所以不等式组无解.
②当a>10时,要使f(x)至少有3个零点,需h(x)的两个零点x1,x2满足2≤x1<x2,如图4,
所以解得a>4,所以a>10.
综上,a的取值范围为[10,+∞).
【教材母题4】 (湘教版必修第一册P78T16)设函数sign(x)的定义为sign(x)=
(1)画出该函数的图象;
(2)探索利用函数sign(x)把分段函数写成一个解析表达式的方法.
【解析】(1)由题意,函数sign(x)=可得函数sign(x)的图象,如图所示.
(2)若分段函数的表达式为f(x)=则可改写为f(x)=h(x)sign(x).
【教材母题5】 (人教A版必修第一册P84例6)判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=x4; (2)f(x)=x5; (3)f(x)=x+; (4)f(x)=.
【解析】(1)函数f(x)=x4的定义域为R.因为∀x∈R,都有-x∈R,且f(-x)=(-x)4=x4=f(x),
所以函数f(x)=x4为偶函数.
(2)函数f(x)=x5的定义域为R.因为∀x∈R,都有-x∈R,且f(-x)=(-x)5=-x5=-f(x),
所以函数f(x)=x5为奇函数.
(3)函数f(x)=x+的定义域为{x|x≠0}.因为∀x∈{x|x≠0},都有-x∈{x|x≠0},且f(-x)=-x+=-=-f(x),
所以函数f(x)=x+为奇函数.
(4)函数f(x)=的定义域为{x|x≠0}.因为∀x∈{x|x≠0},都有-x∈{x|x≠0},且f(-x)===f(x),
所以函数f(x)=为偶函数.
【教材母题6】 (人教B版必修第一册P117T8)已知函数f(x)=(x-1)2+ax+2是偶函数,求实数a的值.
【解析】因为函数f(x)=(x-1)2+ax+2=x2+(a-2)x+3是偶函数,所以f(-x)=f(x).整理得(2a-4)x=0,由x的任意性得2a-4=0,解得a=2.
【🚀衔接高考】
(一题多解)(2023·全国甲卷)若f(x)=(x-1)2+ax+sin为偶函数,则a= .
【答案】 2
【解析】 f(x)=(x-1)2+ax+sin=(x-1)2+ax+cos x.
解法一 因为f(x)为偶函数,所以f(-x)=f(x),即(-x-1)2-ax+cos(-x)=(x-1)2+ax+cos x,得a=2.
解法二因为f(x)为偶函数,定义域为R,所以f=f,即-a=+a,得a=2.
此时f(x)=(x-1)2+2x+cos x=x2+1+cos x,
所以f(-x)=(-x)2+1+cos(-x)=x2+1+cos x=f(x),又定义域为R,故f(x)为偶函数,所以a=2.
【教材母题7】 (人教A版必修第一册P85练习T1)已知f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,试将下图补充完整.
【解析】因为f(x)是偶函数,所以f(x)的图象关于y轴对称.因为g(x)是奇函数,所以g(x)的图象关于原点对称.
图象如图所示:
【🚀衔接高考】
(1)(2025·天津高考)已知函数的图象如下,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由图可知函数为偶函数,而函数和函数为奇函数,故排除选项AB;
又当时,此时,
由图可知当时,,故C不符合,D符合.故选:D
(2)(2022·全国甲卷)函数y=(3x-3-x)·cos x在区间上的图象大致为( )
【答案】 A
【解析】 法一(特值法)取x=1,则y=cos 1=cos 1>0;
取x=-1,则y=cos(-1)=-cos 1<0.结合选项知选A.
法二 令y=f(x),则f(-x)=(3-x-3x)cos(-x)=-(3x-3-x)cos x=-f(x),所以函数y=(3x-3-x)cos x是奇函数,排除B,D;
取x=1,则y=cos 1=cos 1>0,排除C,故选A.
(3)(2022·全国乙卷)如图是下列四个函数中的某个函数在区间[-3,3]的大致图象,则该函数是( )
A.y= B.y=
C.y= D.y=
【答案】 A
【解析】 对于选项B,当x=1时,y=0,与图象不符,故排除B;对于选项D,当x=3时,y=sin 3>0,与图象不符,故排除D;对于选项C,当0<x<时,0<cos x<1,故y=<≤1,与图象不符,所以排除C.故选A.
【🚀新题预测】
(2026·天津模拟)函数的大致图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】的定义域为R,则,
所以为偶函数,图象关于y轴对称,故排除C,D选项;又因为,故排除B选项.
故选A.
【教材母题8】 (人教A版必修第一册P86T7)已知函数f(x)=x2-2x,g(x)=x2-2x(x∈[2,4]),
(1)求f(x),g(x)的单调区间;
(2)求f(x),g(x)的最小值.
【解析】 (1)f(x)=x2-2x=(x-1)2-1,函数图象的对称轴为直线x=1,所以函数f(x)的单调递减区间为(-∞,1],单调递增区间为(1,+∞).因为g(x)=x2-2x=(x-1)2-1,x∈[2,4],所以g(x)的单调递增区间为[2,4].
(2)f(x)min=f(1)=-1,g(x)min=g(2)=0.
【🚀衔接高考】
(2024·新高考Ⅱ卷)设函数f(x)=(x+a)ln(x+b).若f(x)≥0,则a2+b2的最小值为( )
A. B.
C. D.1
【答案】 C
【解析】 由f(x)≥0及y=x+a,y=ln(x+b)单调递增,可得x+a与ln(x+b)同正、同负或同为零,
所以当ln(x+b)=0时,x+a=0,即所以b=a+1,
则a2+b2=a2+(a+1)2=2+≥,故选C.
【教材母题9】 (北师大版必修第一册P73C组T2)若函数f(x)的定义域是R,且对任意的x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y)成立,试判断f(x)的奇偶性.
【解析】令x=y=0,则f(0)=f(0)+f(0),则f(0)=0,令y=-x,则f(0)=f(x)+f(-x)=0,
所以f(-x)=-f(x),故f(x)为奇函数.
【🚀衔接高考】
(多选)(2023·新高考Ⅰ卷)已知函数f(x)的定义域为R,f(xy)=y2f(x)+x2f(y),则( )
A.f(0)=0 B.f(1)=0
C.f(x)是偶函数 D.x=0为f(x)的极小值点
【答案】 ABC
【解析】 取x=y=0,则f(0)=0+0=0,故A正确;
取x=y=1,则f(1)=f(1)+f(1),所以f(1)=0,故B正确;取x=y=-1,则f(1)=f(-1)+f(-1),所以f(-1)=0;
取y=-1,则f(-x)=f(x)+x2f(-1),所以f(-x)=f(x),所以函数f(x)为偶函数,故C正确;
由于f(0)=0,且函数f(x)为偶函数,所以函数f(x)的图象关于y轴对称,
所以x=0可能为函数f(x)的极小值点,也可能为函数f(x)的极大值点,也可能不是函数f(x)的极值点,故D不正确.综上,选ABC.
【🚀新题预测】
(2026·辽宁模拟)写出同时满足下面三个条件的一个函数解析式 .
①的定义域为;②;③在区间,上单调递减.
【答案】(答案不唯一)
【解析】取,满足条件①.,
满足条件②.在区间上单调递减,满足条件③.
故满足题意.
故答案为:(答案不唯一)
【教材母题10】 (人教A版必修第一册P100T4)已知函数f(x)=4x2-kx-8在[5,20]上具有单调性,求实数k的取值范围.
【解析】因为f(x)=4x2-kx-8在上单调递减,在上单调递增,所以≥20,或≤5,解得k∈(-∞,40]∪[160,+∞).
【🚀衔接高考】
(2024·新高考Ⅰ卷)已知函数f(x)=在R上单调递增,则a的取值范围是( )
A.(-∞,0] B.[-1,0]
C.[-1,1] D.[0,+∞)
【答案】 B
【解析】 因为函数f(x)在R上单调递增,且当x<0时,f(x)=-x2-2ax-a,所以f(x)=-x2-2ax-a在(-∞,0)上单调递增,所以-a≥0,即a≤0;当x≥0时,f(x)=ex+ln(x+1),所以函数f(x)在[0,+∞)上单调递增.若函数f(x)在R上单调递增,则-a≤f(0)=1,即a≥-1.综上,实数a的取值范围是[-1,0].故选B.
【🚀新题预测】
(2026·甘肃白银模拟)已知是R上的单调递增函数,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【解析】由是R上的单调递增函数,可得:,
解得,所以实数a的取值范围为,
【教材母题11】 (人教A版必修第一册P107例4)计算下列各式(式中字母均是正数):
(1)(2)(-6)÷(-3); (2)()8; (3)(-)÷.
【解析】(1)(2)(-6)÷(-3)=[2×(-6)÷(-3)]=4ab0=4a.
(2)()8=()8()8=m2n-3=.
(3)(-)÷=(-)÷=÷-÷=-=-a=-a.
【🚀衔接高考】
(一题多解) (2020·全国Ⅰ卷)设alog34=2,则4-a=( )
A. B. C. D.
【答案】 B
【解析】 解法一 因为alog34=2,所以log34a=2,所以4a=32=9,所以4-a==.故选B.
解法二因为alog34=2,所以a==2log43=log432=log49,所以4-a===9-1=.故选B.
【教材母题12】 (人教A版必修第一册P127T5)已知lg 2=a,lg 3=b,求下列各式的值:
(1)lg 6; (2)log34; (3)log212;(4)lg .
【解析】(1)lg 6=lg(2×3)=lg 2+lg 3=a+b.
(2)log34===.
(3)log212=====.
(4)lg =lg 3-lg 2=b-a.
【教材母题13】 (人教A版必修第一册P127T6)求满足下列条件的各式的值:
(1)若xlog34=1,求4x+4-x的值;
(2)若f(x)=3x,求f(log32)的值.
【解析】(1)若xlog34=1,则x===log43,所以4x+4-x=+=3+=3+=.
(2)因为f(x)=3x,所以f(log32)==2.
【🚀衔接高考】
(1)(2021·天津卷)若2a=5b=10,则+=( )
A.-1 B.lg 7
C.1 D.log710
【答案】C
【解析】因为2a=5b=10,所以a=log210,b=log510,所以+=+=lg 2+lg 5=lg 10=1.
(2)(2024·全国甲卷)已知a>1且-=-,则a= .
【答案】 64
【解析】 根据题意有-=-,即3loga2-=-,设t=loga2(a>1),则t>0,
故3t-=-,得t=(t=-1舍去),所以loga2=,所以=2,所以a=64.
【教材母题14】 (北师大版必修第一册P69B组T1)下列函数中,哪些满足性质T1:f(x+y)=f(x)+f(y),T2:f(x·y)=f(x)·f(y)?为什么?
(1)f(x)=; (2)f(x)=x3; (3)f(x)=2x; (4)f(x)=1;(5)f(x)=.
【解析】(1)函数的定义域为[0,+∞),由于f(x+y)=≠+,f(x·y)==·=f(x)·f(y),
则不满足T1,满足T2.
(2)函数的定义域为R,由于f(x+y)=(x+y)3≠x3+y3,f(xy)=(xy)3=x3·y3=f(x)f(y),
则不满足T1,满足T2.
(3)函数的定义域为R,由于f(x+y)=2(x+y)=2x+2y=f(x)+f(y),f(xy)=2xy≠f(x)f(y),则满足T1,不满足T2.
(4)函数的定义域为R,由于f(x+y)=1≠f(x)+f(y)=2,f(xy)=f(x)f(y)=1,则不满足T1,满足T2.
(5)函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),由于f(x+y)=≠f(x)+f(y),f(xy)==f(x)f(y),则不满足T1,满足T2.
【🚀衔接高考】
(1)(2022·新高考Ⅱ卷)已知函数f(x)的定义域为R,且f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y),f(1)=1,则(k)=( )
A.-3 B.-2 C.0 D.1
【答案】 A
【解析】 因为f(1)=1,所以在f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y)中,
令y=1,得f(x+1)+f(x-1)=f(x)f(1),所以f(x+1)+f(x-1)=f(x),①所以f(x+2)+f(x)=f(x+1).②
由①②相加,得f(x+2)+f(x-1)=0,故f(x+3)+f(x)=0,所以f(x+3)=-f(x),所以f(x+6)=-f(x+3)=f(x),
所以函数f(x)的一个周期为6.在f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y)中,
令y=0,得f(x)+f(x)=f(x)f(0),所以f(0)=2.令x=1,y=1,得f(2)+f(0)=f(1)f(1),所以f(2)=-1.
由f(x+3)=-f(x),得f(3)=-f(0)=-2,f(4)=-f(1)=-1,f(5)=-f(2)=1,f(6)=-f(3)=2,
所以f(1)+f(2)+…+f(6)=1-1-2-1+1+2=0,
根据函数的周期性知,f(k)=f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=1-1-2-1=-3,故选A.
(2)(2021·新高考Ⅱ卷)写出一个同时具有下列性质①②③的函数f(x): .
①f(x1x2)=f(x1)f(x2);②当x∈(0,+∞)时,f'(x)>0;③f'(x)是奇函数.
【答案】 f(x)=x4(答案不唯一,f(x)=x2n(n∈N*)均满足)
【解析】 取f(x)=x4,则f(x1x2)===f(x1)f(x2),满足①;f'(x)=4x3,x>0时有f'(x)>0,满足②;
f'(x)=4x3的定义域为R,又f'(-x)=-4x3=-f'(x),故f'(x)是奇函数,满足③.
【教材母题15】 (人教B版必修第二册P53T9)已知函数f(x)=ln(ex+1)-ax是偶函数,求a的值.
【解析】因为函数f(x)=ln(ex+1)-ax,x∈R是偶函数,所以f(-x)=f(x),
所以ln(e-x+1)+ax=ln(ex+1)-ax,所以2ax=ln(ex+1)-ln(e-x+1)=ln=ln ex=x,
所以(2a-1)x=0对x∈R恒成立,解得a=.
【🚀衔接高考】
(1)(一题多解)(2023·全国乙卷)已知f(x)=是偶函数,则a=( )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
【答案】 D
【解析】 解法一 f(x)的定义域为{x|x≠0},因为f(x)是偶函数,所以f(x)=f(-x),即=,
即e(1-a)x-ex=-e(a-1)x+e-x,即e(1-a)x+e(a-1)x=ex+e-x,所以a-1=±1,解得a=0(舍去)或a=2.
解法二 f(x)==,f(x)是偶函数,又y=x是奇函数,所以y=e(a-1)x-e-x是奇函数,
故a-1=1,即a=2.
(2)(一题多解(2021·新高考Ⅰ卷)已知函数f(x)=x3(a·2x-2-x)是偶函数,则a= .
【答案】 1
【解析】解法一 因为f(x)=x3(a·2x-2-x)的定义域为R,且是偶函数,所以f(-x)=f(x)对任意的x∈R恒成立,
所以(-x)3(a·2-x-2x)=x3(a·2x-2-x)对任意的x∈R恒成立,所以x3(a-1)(2x+2-x)=0对任意的x∈R恒成立,所以a=1.
解法二 因为f(x)=x3(a·2x-2-x)的定义域为R,且是偶函数,所以f(-1)=f(1),所以-=2a-,解得a=1,
经检验,f(x)=x3(2x-2-x)为偶函数,所以a=1.
解法三 由题意知f(x)=x3(a·2x-2-x)的定义域为R,且是偶函数.
设g(x)=x3,h(x)=a·2x-2-x,因为g(x)=x3为奇函数,所以h(x)=a·2x-2-x为奇函数,
所以h(0)=a·20-2-0=0,解得a=1,
经检验,f(x)=x3(2x-2-x)为偶函数,所以a=1.
【教材母题16】(人教A版必修第一册P120T9)已知函数y=a+b的图象过原点,且无限接近直线y=2但又不与该直线相交.
(1)求该函数的解析式,并画出图象;
(2)判断该函数的奇偶性和单调性.
【解析】 (1)因为函数y=a+b的图象过原点,所以a+b=0,即a+b=0,即-a=b,
函数y=a-a=a.又0<≤1,-1<-1≤0,
且y=a+b无限接近直线y=2,但又不与该直线相交,
所以a<0,且0≤a<-a,所以-a=2,y=-2+2,其图象如图所示.
(2)显然函数的定义域为R,令y=f(x),则f(-x)=-2+2=-2+2=f(x),
即f(x)是偶函数.当x>0时,y=-2+2=-2+2单调递增,
当x<0时,y=-2+2=-2+2单调递减,
即y=-2+2在(-∞,0)上为减函数,在(0,+∞)上为增函数.
【🚀衔接高考】
(2024·新高考Ⅱ卷)设函数f(x)=a(x+1)2-1,g(x)=cos x+2ax.当x∈(-1,1)时,曲线y=f(x)与y=g(x)恰有一个交点.则
a=( )
A.-1 B. C.1 D.2
【答案】 D
【解析】 由题意知f(x)=g(x),则a(x+1)2-1=cos x+2ax,即cos x=a(x2+1)-1.令h(x)=cos x-a(x2+1)+1.易知h(x)为偶函数,由题意知h(x)在(-1,1)上有唯一零点,
所以h(0)=0,即cos 0-a(0+1)+1=0,得a=2,故选D.
【教材母题17】 (人教A版必修第一册P140T4)函数y=log2x,y=log5x,y=lg x的图象如图所示.
(1)试说明哪个函数对应于哪个图象,并解释为什么;
(2)以已有图象为基础,在同一直角坐标系中画出y=lox,y=lox,y=lox的图象;
(3)从(2)的图中你发现了什么?
【解析】(1)当底数大于1时,在x=1的右侧,底数越大,函数图象越靠近x轴,所以①对应函数y=lg x,②对应函数y=log5x,③对应函数y=log2x.
(2)
(3)从(2)的图中发现y=log2x,y=log5x,y=lg x的图象分别与y=lox,y=lox,y=lox的图象关于x轴对称.
【教材母题18】(人教A版必修第一册P141·T13)比较下列各题中三个值的大小:
(1)log0.26,log0.36;log0.46;
(2)log23,log34;log45.
【解析】(1)log0.26=,log0.36=,log0.46=.
因为log60.2<log60.3<log60.4<0,所以>>,所以log0.26>log0.36>log0.46.
(2)由log23-log34=-=>>=0,
即有log23-log34>0,即log23>log34,
同理可得log34>log45,则log23>log34>log45.
【教材母题19】(湘教版必修第一册P125·T11)比较a,b,c的大小.
(1)已知1<x<2,a=(log2x)2,b=log2x2,c=log2(log2x);
(2)已知a=log36,b=log510,c=log714.
【解析】(1) 1<x<2,则0=log21<log2x<log22=1,即log2x∈(0,1),b=log2x2=2log2x>(log2x)2=a,
c=log2(log2x)<log21=0,综上所述,b>a>c.
(2)a=log36=log33+log32=1+log32=1+,b=log510=log55+log52=1+log52=1+,
c=log714=log77+log72=1+log72=1+,lg 2>lg 1=0,lg 7>lg 5>lg 3,则a>b>c.
【🚀衔接高考】
(1)(2020·全国Ⅰ卷)若2a+log2a=4b+2log4b,则( )
A.a>2b B.a<2b C.a>b2 D.a<b2
【解析】选B.由指数和对数的运算性质可得2a+log2a=4b+2log4b=22b+log2b.
令f(x)=2x+log2x,则f(x)在(0,+∞)上单调递增.又因为22b+log2b<22b+log2b+1=22b+log2(2b),
所以2a+log2a<22b+log2(2b),即f(a)<f(2b),所以a<2b.故选B.
(2) (2021·新高考Ⅱ卷)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
【解析】选C.a=log52<log5==log82<log83=b,即a<c<b.
(3)(2025·全国一卷)已知2+log2x=3+log3y=5+log5z,则x,y,z的大小关系不可能是 ( )
A.x>y>z B.x>z>y C.y>x>z D.y>z>x
【解析】选B.
解法1:令x=1,则y=,z=,得x>y>z.令x=8,则y=9,z=1,得y>x>z. 令x=64,则y=243,z=125,得y>z>x.
解法2:设2+log2x=3+log 3y=5+log5z=t,则x=2t-2,y=35-3,z=5t-5.
当x>y时,2t-2>3t-3解得t<<5;当z>y时,5t-5>3t-3解得t>>5.
因此当x>z>y时,t无解. 故选B.
解法3:设2+log2x=3+log3y=5+log5z=t,则x=2t-2,y=3t-3,z=5t-5.
设函数f(t)=2t-2,g(t)=3t-3,h(t)=5t-5.
函数l1(t)=f(t)-g(t)有且仅有一个零点t1=∈(4,5);函数l2(t)=f(t)-h(t)有且仅有一个零点t2=∈(7,8);函数l3(t)=g(t)-h(t)有且仅有一个零点t3=∈(9,10).
当t∈(-∞,t1)时,f(t)>g(t)>h(t),即x>y>z;当t∈(t1,t2)时,g(t)>f(t)>h(t),即y>x>z;
当t∈(t2,t3)时,g(t)>h(t)>f(t),即y>z>x;当t∈(t3,+∞)时,h(t)>g(t)>f(t),即z>y>x.
故选B.
解法4:设2+log2x=3+log 3y=5+log5z=t,则x=2t-2,y=35-3,z=5t-5.
设函数f(x)=xt-x=e(t-x)ln x,x≥2.
设函数g(x)=(t-x)ln x,x≥2.g′(x)=.因为x(1+ln x)是增函数,故可通过取区间(-∞,2+2ln 2),(2+2ln 2,3+3ln 3),(3+3ln 3,5+5ln 5),(5+5ln 5,+∞)中t的特殊值来确定大小关系.
当t<2+2ln 2时,g′(x)<0,g(x)在区间(2,+∞)单调递减,从而g(2)>g(3)>g(5),所以f(2)>f(3)>f(5),即x>y>z.
当2+ln 2<t<3+3ln 3时,取t=5,则g(2)=3ln 2,g(3)=2ln 3,g(5)=0,可得g(3)>g(2)>g(5),所以f(3)>f(2)>f(5),即y>x>z.
当3+3ln 3<t<5+5ln 5时,取t=9,则g(2)=7ln 2,g(3)=6ln 3,g(5)=4ln 5,可得g(3)>g(5)>g(2),所以f(3)>f(5)>f(2),即y>z>x.
故选B.
【教材母题20】 (湘教版必修第一册P126T18)已知函数f(x)=loga (a>0且a≠1).
(1)判断函数f(x)的奇偶性;
(2)判断函数f(x)的单调性.
【解析】 (1)由>0,可得-4<x<4,f(-x)=loga=-loga=-f(x),故f(x)为奇函数.
(2)令t(x)==-1+,任取-4<x1<x2<4,则t(x1)-t(x2)=-=>0,
所以t(x1)>t(x2).当a>1时,f(x1)>f(x2),即f(x)在(-4,4)上单调递减,当0<a<1时,f(x1)<f(x2),即f(x)在(-4,4)上单调递增.
【🚀衔接高考】
(1)(2020·新高考Ⅱ卷)已知函数f(x)=lg(x2-4x-5)在(a,+∞)单调递增,则a的取值范围是( )
A.(-∞,-1] B.(-∞,2]
C.[2,+∞) D.[5,+∞)
【答案】 D
【解析】 由x2-4x-5>0,得x<-1或x>5.
令t=x2-4x-5,则函数t=x2-4x-5在(-∞,-1)单调递减,在(5,+∞)单调递增,函数y=lg t为增函数,
故要使函数f(x)=lg(x2-4x-5)在(a,+∞)单调递增,则有(a,+∞)⊆(5,+∞),即a≥5.故选D.
(2)(2025·全国一卷)设是定义在上且周期为2的偶函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题知对一切成立,于是.
故选A
(3)(2025·全国二卷)已知是定义在R上的奇函数,且当时,,则( )
A. B.当时,
C.当且仅当 D.是的极大值点
【答案】ABD
【解析】对A,因为定义在上奇函数,则,故A正确;
对B,当时,,则,故B正确;
对C,, 故C错误;
对D,当时,,则,
令,解得或(舍去),
当时,,此时单调递增,
当时,,此时单调递减,
则是极大值点,故D正确;故选ABD.
【教材母题21】 (人教A版必修第一册P156T13)有一道题“若函数f(x)=24ax2+4x-1在区间(-1,1)内恰有一个零点,求实数a的取值范围”,某同学给出了如下解答:
由f(-1)f(1)=(24a-5)(24a+3)<0,解得-<a<.所以实数a的取值范围是.
上述解答正确吗?若不正确,请说明理由,并给出正确的解答.
【解析】不正确.因为该同学只考虑了函数在(-1,1)内存在零点,而没有考虑只有一个零点,正确解法如下:
(1)当a=0时,f(x)=4x-1=0,得x=∈(-1,1),故a=0满足;
(2)当a≠0时,
①f(-1)f(1)=(24a-5)(24a+3)<0,得-<a<,此时-<a<且a≠0满足题意.
②由Δ=42+4×24a=0,得a=-,
③若f(-1)=0,则a=,f(x)=5x2+4x-1,可得x1=,x2=-1,满足题意;
若f(1)=0,则a=-=-,f(x)=-3x2+4x-1,可得x1=,x2=1,满足题意,
综上,满足题意的实数a的取值范围是∪.
【教材母题22】 (人教A版必修第一册P160T4)已知函数f(x)=求使方程f(x)=k(k<0)的实数解个数分别为1,2,3时k的相应取值范围.
【解析】画出f(x)的图象与直线y=k,如图.
由图象可知,当k<-4时,f(x)=k有1个解;当k=-4或-3<k<0时,f(x)=k有2个解;当-4<k≤-3时,f(x)=k有3个解.
【教材母题23】(人教A版必修第一册P160T5(3))已知函数f(x)=2x+x,g(x)=log2x+x,h(x)=x3+x的零点分别为a,b,c,则a,b,c的大小顺序为( )
A.a>b>c B.b>c>a
C.c>a>b D.b>a>c
【答案】 B
【解析】 由f(x)=2x+x=0可得2x=-x;由g(x)=log2x+x=0可得log2x=-x;由h(x)=x3+x=0可得x3=-x.
在同一平面直角坐标系中画出y=2x、y=log2x、y=x3、y=-x的图象如下:
由图象可知,a<0,b>0,c=0,则b>c>a.
【🚀衔接高考】
(1)(2020·北京卷)已知函数f(x)=2x-x-1,则不等式f(x)>0的解集是( )
A.(-1,1) B.(-∞,-1)∪(1,+∞)
C.(0,1) D.(-∞,0)∪(1,+∞)
【答案】 D
【解析】 不等式f(x)>0,即2x>x+1,
由于函数y=2x和直线y=x+1的图象都经过点(0,1)和(1,2),如图所示,由图可知,不等式f(x)>0的解集是(-∞,0)∪(1,+∞).
(2)(2023·新高考Ⅰ卷)已知函数f(x)=cos ωx-1(ω>0)在区间[0,2π]有且仅有3个零点,则ω的取值范围是 .
【答案】 [2,3)
【解析】 法一 函数f(x)=cos ωx-1在区间[0,2π]有且仅有3个零点,即cos ωx=1在区间[0,2π]有且仅有3个根,
因为ω>0,x∈[0,2π],所以ωx∈[0,2ωπ],则由余弦函数的图象可知,4π≤2ωπ<6π,
解得2≤ω<3,即ω的取值范围是[2,3).
法二 函数f(x)=cos ωx-1在区间[0,2π]有且仅有3个零点,即cos ωx=1在区间[0,2π]有且仅有3个根,
根据函数y=cos x在[0,2π]上的图象可知cos x=1在区间[0,2π]有2个根,
所以若cos ωx=1在区间[0,2π]有且仅有3个根,
则函数y=cos ωx在[0,2π]内至少包含2个周期,但小于3个周期,即
又ω>0,所以2≤ω<3,即ω的取值范围是[2,3).
【教材母题24】 (人教A版必修第一册P160T6)设f(x)=,g(x)=,求证:
(1)[g(x)]2-[f(x)]2=1;
(2)f(2x)=2f(x)g(x);
(3)g(2x)=[g(x)]2+[f(x)]2.
【证明】 (1)因为[g(x)]2-[f(x)]2=-=-=1,
所以[g(x)]2-[f(x)]2=1.
(2)因为2f(x)·g(x)=2··==f(2x),
所以f(2x)=2f(x)·g(x).
(3)因为[g(x)]2+[f(x)]2=+=+==g(2x),
所以g(2x)=[g(x)]2+[f(x)]2.
【🚀新题预测】
(2026·广东广州模拟)已知奇函数和偶函数的定义域均为,且满足,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【解题分析】由题可得,根据函数和的奇偶性,可求得,,代入化简即可求解.
【解析】∵,∴.
∵是定义在上的奇函数,是定义在上的偶函数,
∴,,∴,
∴,.
∴.
故选D.
【教材母题25】 (人教A版必修第一册P161T12)对于函数f(x)=a-(a∈R).
(1)探索函数f(x)的单调性;
(2)是否存在实数a使函数f(x)为奇函数?
【解析】 (1)法一(直接判断法) 因为函数y=2x+1在R上是增函数,又2x+1>0,
所以y1=在R上是减函数,所以y2=-在R上是增函数,
所以函数f(x)=a-在R上是增函数.
法二(定义法) f(x)=a-(a∈R)的定义域为R,
设x1,x2∈R,且x1<x2,则f(x1)-f(x2)=,
因为x1<x2,所以<,即-<0.又+1>0,+1>0,所以f(x1)-f(x2)<0,
即f(x1)<f(x2).所以f(x)在R上是增函数.
(2)法一(定义法) 因为f(x)=a-(a∈R)的定义域为R,
要使f(x)为奇函数,则f(-x)=-f(x)在R上恒成立,即a-=-a+,所以2a=+=2,所以a=1,
所以存在实数a=1,使函数f(x)为奇函数.
法二(特殊值法) 由于f(x)是奇函数,故f(0)=a-=0,解得a=1,则f(x)=1-,经验证f(x)是奇函数.
故存在实数a=1,使函数f(x)为奇函数.
【🚀衔接高考】
(2023·新高考Ⅰ卷)设函数f(x)=2x(x-a)在区间(0,1)上单调递减,则a的取值范围是( )
A.(-∞,-2] B.[-2,0)
C.(0,2] D.[2,+∞)
【答案】 D
【解析】 法一 由题意得y=x(x-a)在区间(0,1)上单调递减,所以x=≥1,解得a≥2,故选D.
法二 取a=3,则y=x(x-3)=-在(0,1)上单调递减,所以f(x)=2x(x-3)在(0,1)上单调递减,
所以a=3符合题意,排除A,B,C,故选D.
【教材母题26】(人教A版必修第一册P141T10)声强级LI:(单位:dB)由公式LI=10lg给出,其中I为声强(单位:W/m2).
(1)一般正常人听觉能忍受的最高声强为1 W/m2,能听到的最低声强为10-12 W/m2,求人听觉的声强级范围;
(2)平时常人交谈时的声强约为10-6 W/m2,求其声强级.
【解析】 (1)因为LI=10lg,所以令I=1得,LI=10lg(1012)=120,
令I=10-12得,LI=10lg 1=0,所以人听觉的声强级范围为:[0,120].
(2)因为LI=10lg,令I=10-6得,LI=10lg(106)=60,所以其声强级为60.
【🚀衔接高考】
(1)(多选)(2023·新高考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×lg,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10 m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
【解析】选ACD.因为Lp=20×lg随着p的增大而增大,且∈[60,90],∈[50,60],
所以≥,所以p1≥p2,故A正确;假设p2>10p3,则p01>10p01,
所以1>10,所以->20,不可能成立,故B不正确;
由Lp=20×lg,得p=p01.因为=40,所以p3=p01=100p0,故C正确;
因为==1≥1,所以p1≤100p2,故D正确.
综上,选ACD.
(2)(2021·全国甲卷)青少年视力是社会普遍关注的问题,视力情况可借助视力表测量,通常用五分记录法和小数记录法记录视力数据,五分记录法的数据L和小数记录法的数据V满足L=5+lg V.已知某同学视力的五分记录法的数据为4.9,则其视力的小数记录法的数据约为(≈1.259)( )
A.1.5 B.1.2 C.0.8 D.0.6
【解析】选C.由题意知,4.9=5+lg V,得lg V=-0.1,得V=1=≈≈0.8,所以该同学视力的小数记录法的数据约为0.8.
🎯读教材-----玩味阅读材料
【阅读1】通过阅读《阅读与思考——函数概念的发展历程》(人教A版必修第一册P75)和《数学文化——函数概念的形成与发展》(湘教版必修第一册P87),可从中提炼出如下结论:
(1)狄利克雷函数D(x)=具有如下性质:
①定义域R;值域{0,1}.
②奇偶性:偶函数.
③周期性:以任意正有理数为其周期,无最小正周期.
④无法画出函数的图象,但其图象客观存在.
(2)高斯函数:不超过实数x的最大整数称为x的整数部分,记作[x],例如,[3.4]=3,[-2.1]=-3,这一规定最早为数学家高斯所使用,故函数y=[x]称为高斯函数,又称取整函数.具有如下性质:
①定义域:R,值域:Z.
②不具有单调性、奇偶性和周期性,其图象为:
【🚀衔接高考】
(1)(2026·武汉模拟)狄里克雷(1805~1859)是德国数学家,对数论、数学分析和数学物理有突出贡献,是解决数论的创始人之一.1837年他提出函数是x与y之间的一种对应关系的现代观点.用其名字命名函数D(x)=下列叙述中错误的是( )
A.D(x)是偶函数 B.D(x+)=D(x)
C.D(D(x))=1 D.D(x)是周期函数
【答案】 B
【解析】 由题意,函数D(x)=
对于A中,当x为有理数,则-x也为有理数,满足D(-x)=D(x)=1;
当x为无理数,则-x为无理数,满足D(-x)=D(x)=0,
所以函数f(x)为偶函数,所以A正确;
对于B中,例如:当x=1时,则1+也为无理数,满足D(1)=1,D(1+)=0;
可得D(1)≠D(1+),所以B不正确;
对于C中,当x为有理数,可得D(x)=1,则D(D(x))=1,
当x为无理数,可得D(x)=0,则D(D(x))=1,
所以D(D(x))=1,所以C正确;
对于D中,当x为有理数,则x+1也为有理数,满足D(x)=D(x+1)=1;
当x为无理数,则x+1也为无理数,满足D(x)=D(x+1)=0,
所以D(x+1)=D(x)成立,所以D正确.故选B.
(2)(多选题)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,用其名字命名的“高斯函数”为:设x∈R,用[x]表示不超过x的最大整数,则y=[x]称为高斯函数.例如:[-2.1]=-3,[3.1]=3,已知函数f(x)=,则函数y=[f(x)]的值域包含的元素可能有( )
A.0 B.1
C.2 D.3
【答案】 BC
【解析】 f(x)===1+,因为2x>0,所以1+2x>1,所以0<<1,则0<<2,
所以1<1+<3,即1<f(x)<3,
当1<f(x)<2时,[f(x)]=1;当2≤f(x)<3时,[f(x)]=2.
综上,函数y=[f(x)]的值域为{1,2}.故选BC.
【阅读2】通过阅读《探究与发现——探究函数y=x+的图象与性质》(人教A版必修第一册P92),可提炼出如下性质:
1.函数 具有下列最基本的性质:
(1)函数是奇函数,图象关于原点对称.
(2)函数在,上单调递增,在,上单调递减.
(3)当时,,当且仅当时取等号,即当时,函数在处取得最小值,最小值为2;当时,,当且仅当时取等号,即当时,函数在处取得最大值,最大值为.
2.一般地,函数 有下列性质:
性质
图象
定义域
,且
,且
值域
或
单调性
在,上单调递增
在,上单调递增;
在,上单调递减
奇偶性
奇函数
奇函数
图象特点
①关于原点对称;
②图象无限靠近直线与
①关于原点对称;
②图象无限靠近直线与
最值
无最大值,也无最小值
当时,;当时,
[性质推广] 函数的图象是以直线和直线为渐近线的双曲线.
【🚀衔接高考】
(1)已知是曲线上任一点,点到直线与直线的距离分别为,,则( )
A. 1 B. C. D. 2
【答案】B
【解析】选.设,则,所以.
(2)已知是曲线上任意一点,则曲线在点处的切线与直线,轴围成的三角形的面积为( )
A. 1 B. C. 2 D.
【答案】C
【解析】选.设,
由 得,则切线 的斜率为,所以 的方程为.
即.设切线 与直线 交于点,由 得 即,
设切线 与 轴交于点,由 得 即,
又设 为坐标原点,且由,
可得,,则
.
(3)函数,的值域为____________.
【答案】
【解析】,令,则,,结合 的图象与性质,可知当 时,函数 单调递减,当 时,函数 单调递增,又,,,所以,即.
(4)已知在区间上单调递增,则实数的取值范围是____________.
【答案】
【解析】当 时,在区间 上单调递增;当 时,结合 的图象与性质,可知函数 在区间 上单调递增;当 时,在区间 内单调递增,所以,所以.综上所述,实数 的取值范围为.
🎯研教材-----深度探究思考
【探究1】 (人教A版必修第一册P85)
(1)判断函数f(x)=x3+x的奇偶性.
(2)如图是函数f(x)=x3+x图象的一部分,你能根据f(x)的奇偶性画出它在y轴左边的图象吗?
(3)一般地,如果知道y=f(x)为偶(奇)函数,那么我们可以怎样简化对它的研究?
【解析】(1)函数f(x)=x3+x的定义域为R,对∀x∈R,f(-x)=-(x3+x)=-f(x),所以f(x)为奇函数.
(2)由奇函数的图象关于原点对称,可画出y轴左边的图象,如图所示.
(3)我们可以根据它的对称性,先研究x>0时函数的性质,再对x<0时的函数进行对比讨论.
【探究2】 (人教A版必修第一册P132)我们知道,底数互为倒数的两个指数函数的图象关于y轴对称.对于底数互为倒数的两个对数函数,比如y=log2x和y=lox,它们的图象是否也有某种对称关系呢?可否利用其中一个函数的图象画出另一个函数的图象?
提示:利用换底公式,可以得到y=lox=-log2x.因为点(x,y)与点(x,-y)关于x轴对称,所以y=log2x图象上任意一点P(x,y)关于x轴的对称点P1(x,-y)都在y=lox的图象上,反之亦然.由此可知,底数互为倒数的两个对数函数的图象关于x轴对称.根据这种对称性,就可以利用y=log2x的图象画出y=lox的图象.
【探究3】(人教A版必修第一册P87习题3.2T13)我们知道,函数的图像关于坐标原点成中心对称的充要条件是函数为奇函数,有同学发现可以将其推广为:函数的图像关于点成中心对称的充要条件是函数为奇函数.
(1)求函数图像的对称中心;
(2)请利用函数的对称性求的值.
(3)类比上述推广结论,写出“函数的图像关于轴成轴对称的充要条件是函数为偶函数”的一个推广结论.
【解析】(1)设函数图像的对称中心为,
设,则为奇函数,依题可知
且,故,
即,即.
整理得,故解得
所以函数图像的对称中心为.
(2)由(1)知函数图像的对称中心为,故,所以
且,所以
(3)推论:函数的图像关于成轴对称的充要条件是函数为偶函数.
函数的图像关于成轴对称的充要条件是
【总结拓展】函数的对称性可按如下规律转化:
(1)满足的函数的图象关于直线对称;
(2)满足的函数的图象关于直线对称;
(3)满足的函数的图象关于点对称;
(4)满足的函数的图象关于点对称;
【🚀衔接高考】
(2021·全国乙卷)设函数f(x)=,则下列函数中为奇函数的是( )
A.f(x-1)-1 B.f(x-1)+1 C.f(x+1)-1 D.f(x+1)+1
【解析】本题是教材习题结论的直接应用,如果利用结论解答该题更简单,解法如下:f(x)==-1+,则f(x)的图象关于点P(-1,-1)对称,故函数y=f(x-1)+1为奇函数.
【🚀新题预测】
(2026·河北石家庄模拟)已知函数是定义在R上的偶函数,是定义在R上的奇函数,则( )
A.的图象关于点中心对称 B.是周期为2的函数
C. D.
【答案】AC【解析】对于A,因为是R上的奇函数,其图象关于原点对称,
又可看成是函数向左平移1个单位得到,所以的图象关于点中心对称,故A正确;对于B,由是R上的奇函数,可得,即 ,
又,则,所以,故是周期为4的函数,故B错误;对于 C,由,令,得,则,
,故C正确;
对于D,由,则,又,是周期为4的函数,
则,
而的值无法确定,故D错误.故选AC.
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