内容正文:
函数与导数
高中数学 二轮复习
内容索引
第一部分
知识回归
对点训练
第二部分
知识回归
第
分
部
一
2.函数的奇偶性、周期性
(1)奇偶性是函数在其定义域上的整体性质,对于定义域内的任意x(定义域关于原点对称),都有f(-x)=-f(x)成立,则f(x)为奇函数(都有f(-x)=f(x)成立,则f(x)为偶函数).
(2)周期性是函数在其定义域上的整体性质,一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果存在一个非零常数T,使得对每一个x∈D都有x+T∈D,且f(x+T)=f(x),那么函数f(x)就叫做周期函数,非零常数T叫做这个函数的周期.
-f(x)
f(x)
f(x+T)=f(x)
2a
2a
2a
增
减
大
小
对点训练
第
分
部
二
B
1
2
3
4
6
7
8
9
10
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A
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B
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A
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C
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D
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A
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BC
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CD
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BC
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1
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5
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1.函数的定义域和值域
(1)求函数定义域的类型和相应方法
若已知函数的解析式,则函数的定义域是使解析式有意义的自变量的取值范围.
(2)常见函数的值域
①指数函数、对数函数的值域分别为(0,+∞),R;
②二次函数y=ax2+bx+c(a≠0):当a>0时,值域为,当a<0时,值域为.
3.关于函数周期性、对称性的结论
(1)函数的周期性
①若函数f(x)满足f(x+a)=f(x-a),则f(x)为周期函数,2a是它的一个周期;
②若函数f(x)满足f(x+a)=,则f(x)为周期函数,2a是它的一个周期;
③若函数f(x)满足f(x+a)=-f(x),则f(x)为周期函数,2a是它的一个周期.
(2)函数图象的对称性
①若函数y=f(x)满足f(a+x)=f(b-x),则函数f(x)的图象关于直线x=对称.
②若函数y=f(x)满足f(a+x)=-f(b-x),则函数f(x)的图象关于点对称.
4.函数的单调性
函数的单调性是函数在其定义区间上的局部性质.
(1)单调性的定义的等价形式:设任意x1,x2∈[a,b],且x1≠x2,
那么(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0⇔>0⇔f(x)在[a,b]上单调递增;
(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0⇔<0⇔f(x)在[a,b]上单调递减.
(2)若函数f(x)和g(x)都是减函数,则在公共定义域内,f(x)+g(x)是减函数;若函数f(x)和g(x)都是增函数,则在公共定义域内,f(x)+g(x)是增函数;根据同增异减判断复合函数y=f(g(x))的单调性.
5.指数函数与对数函数的基本性质
(1)定点:y=ax(a>0,且a≠1)的图象恒过点(0,1);y=logax(a>0,且a≠1)的图象恒过点(1,0).
(2)单调性:当a>1时,y=ax在R上单调递增;y=logax在(0,+∞)上单调递增.
当0<a<1时,y=ax在R上单调递减;y=logax在(0,+∞)上单调递减.
6.函数的零点
(1)零点定义:对于一般函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点.
方程f(x)=0有实数解⇔函数y=f(x)有零点⇔函数y=f(x)的图象与x轴有公共点.
(2)确定函数零点的三种常用方法
①解方程判定法:解方程f(x)=0;
②函数零点存在定理法:如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续不断的曲线,且有f(a)f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的解;
③数形结合法:尤其是方程两端对应的函数类型不同时多用此法求解.
7.导数的几何意义
(1)f′(x0)的几何意义:曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率,切线的方程为y-f(x0)=f′(x0)(x-x0).
(2)切点的两大特征:①在曲线y=f(x)上;②在切线上.
8.利用导数研究函数的单调性
(1)求可导函数单调区间的一般步骤
①求函数f(x)的定义域;
②求导函数f′(x);
③由f′(x)>0的解集确定函数f(x)的单调递增区间,由f′(x)<0的解集确定函数f(x)的单调递减区间.
(2)由函数的单调性求参数的取值范围
①若可导函数f(x)在区间M上单调递增,则f′(x)≥0(x∈M)恒成立;若可导函数f(x)在区间M上单调递减,则f′(x)≤0(x∈M)恒成立;
②若可导函数f(x)在某区间上存在单调递增(减)区间,则f′(x)>0(或f′(x)<0)在该区间上存在解集;
③若已知f(x)在区间I上的单调性,区间I中含有参数时,可先求出f(x)的单调区间,则I是其单调区间的子集.
9.利用导数研究函数的极值与最值
(1)求函数的极值的一般步骤
①确定函数的定义域;
②解方程f′(x)=0;
③判断f′(x)在方程f′(x)=0的根x0附近两侧的符号变化:
若左正右负,则x0为极大值点,
若左负右正,则x0为极小值点,
若不变号,则x0不是极值点.
(2)求函数f(x)在区间[a,b]上的最值的一般步骤
①求函数y=f(x)在区间(a,b)内的极值;
②比较函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)的大小,最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.
10.常见的含有导数的几种不等式构造原函数类型
(1)对于f′(x)±g′(x)>0,构造函数h(x)=f(x)±g(x).
(2)对于f′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0,构造函数h(x)=f(x)g(x).
(3)对于f′(x)g(x)-f(x)g′(x)>0,构造函数h(x)=(g(x)≠0).
例如,对于xf′(x)+f(x)>0,构造函数h(x)=xf(x);
对于xf′(x)-f(x)>0,构造函数h(x)=(x≠0);
对于f(x)+f′(x)>0,构造函数h(x)=exf(x);
对于f′(x)-f(x)>0,构造函数h(x)=.
1.已知函数f(x)的定义域为R,且满足f(x)=则f(4)=( )
A. B.1-
C.- D.1+
解析:因为函数f(x)的定义域为R,且满足f(x)=所以f(4)=f(3)=f(2)=f(1)=f(0)=30+sin =1-.故选B.
2.若函数f(x)=2x2+ax-3在(1,+∞)上单调,则a的取值范围是( )
A.[-2,+∞) B.[-1,+∞)
C.(-∞,-2] D.(-∞,-1]
解析:因为函数y=2t在R上为增函数,t=x2+ax-3在上单调递减,在上单调递增,且函数f(x)=2x2+ax-3在(1,+∞)上单调,所以根据复合函数的单调性,可得-≤1,即a≥-2,所以a的取值范围是[-2,+∞).故选A.
3.函数f(x)=的大致图象是( )
解析:因为f(x)=,所以定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,且f(-x)==-f(x),所以f(x)为奇函数,排除A,C;当x∈(0,1)时,x2-1<0,2x-2-x>0,故f(x)<0,排除D.故选B.
4.已知a=log3,b=40.3,c=log,则a,b,c的大小关系是( )
A.b>c>a B.b>a>c
C.c>b>a D.c>a>b
解析:因为y=log3x在(0,+∞)上单调递增,所以log3<log31=0,即a<0.因为y=4x在R上单调递增,所以40.3>40=1,即b>1.因为y=logx在(0,+∞)上单调递减,所以log1<log<log,即0<c<1.所以b>c>a.故选A.
5.遗忘曲线是由德国心理学家艾宾浩斯研究发现的,它描述了人类大脑对新事物遗忘的规律.某同学根据自己记忆100个英语新单词的经历,用画图软件拟合了自己的遗忘曲线,得到其记忆率y(记住的单词个数占总单词数的百分比)与初次记忆经过的时间x(单位:小时)的函数关系式为y=1-0.5x0.06,当记住的单词仅剩25个时,则离初次记忆约经过了(参考数据:lg 2≈0.30,lg 3≈0.48)( )
A.100小时 B.300小时
C.1 000小时 D.3 000小时
解析:由题意得100(1-0.5x0.06)=25,所以1-0.5x0.06=,即x0.06=,两边同时取以10为底的对数,得0.06lg x=lg 3-lg 2≈0.48-0.3=0.18,所以lg x≈3,x≈1 000.故选C.
6.已知函数f(x)=x3-x+1,则f(x)的图象在点(1,1)处的切线方程是( )
A.4x+y-5=0 B.4x-y-3=0
C.2x+y-3=0 D.2x-y-1=0
解析:对f(x)=x3-x+1求导得f′(x)=3x2-1.将x=1代入f′(x)中,可得切线的斜率k=f′(1)=3×12-1=2.已知切线过点(1,1),斜率为2,可得切线方程为y-1=2(x-1),即2x-y-1=0,故f(x)的图象在点(1,1)处的切线方程是2x-y-1=0.故选D.
7.已知函数f(x)的定义域为R,且f(2)=1,对任意x∈R,f(x)+xf′(x)<0,则不等式(x+1)f(x+1)>2的解集是( )
A.(-∞,1) B.(-∞,2)
C.(1,+∞) D.(2,+∞)
解析:设g(x)=xf(x),则g′(x)=f(x)+xf′(x)<0,所以g(x)在R上单调递减.又g(2)=2f(2)=2,由(x+1)f(x+1)>2,即g(x+1)>g(2),所以x+1<2,解得x<1,所以不等式(x+1)f(x+1)>2的解集是(-∞,1).故选A.
8.(多选)已知函数f(x)的定义域为R,且f(-x)=f(x),f(x-2)=-f(-x),当x∈[0,1]时,f(x)单调递减,则下列结论正确的是( )
A.函数f(x)的图象关于直线x=-1对称
B.函数f(x-1)为奇函数
C.(n)=0
D.f>f(log45)
解析:因为f(x-2)=-f(-x),所以f(x-2)+f(-x)=0,所以f(x)的图象关于点(-1,0)中心对称,故A错误;令F(x)=f(x-1),则F(-x)=f(-x-1),又f(-x-1)=-f(x-1),所以F(-x)=-F(x),故f(x-1)为奇函数,故B正确;因为f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数,所以f(x-2)=-f(x),所以f(x+2)=-f(x),所以f(x+4)=-f(x+2)=f(x),所以f(x)是周期为4的函数,令x=1,得f(1)=0,令x=3,得f(1)+f(3)=0,令x=4,得f(2)+f(4)=0,所以(n)=506×[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(1)=0+f(1)=0,故C正确;f=f(log34-4)=f(log34),
又log34-log45=-=>=>0,故1<log45<log34<2,又因为当x∈[0,1]时,f(x)单调递减,且周期T=4,所以f(x+2)+f(-x)=0,所以f(x)的图象关于点(1,0)中心对称,所以f(x)在区间(1,2)上单调递减,所以f(log34)<f(log45),所以f<f(log45),故D错误.故选BC.
9.(多选)已知函数f(x)=2ln x-x2,则( )
A.函数f(x)的单调递减区间为(-∞,-1]∪[1,+∞)
B.函数f(x)的单调递增区间为(1,+∞)
C.函数f(x)的极大值点为1
D.函数f(x)的最大值为-1
解析:f(x)的定义域为(0,+∞),且f′(x)=-2x=,当x>1时,f′(x)<0,f(x)在(1,+∞)上单调递减,故单调递减区间为(1,+∞),故A错误;当0<x<1时,f′(x)>0,f(x)在(0,1)上单调递增,故单调递增区间为(0,1),故B错误;当x=1时,f(x)取得极大值也是最大值,故C正确;f(x)max=f(1)=-1,故D正确.故选CD.
10.(多选)已知函数f(x)=x3-3x-2,则( )
A.f(x)有3个零点
B.过原点作曲线y=f(x)的切线,有且仅有一条
C.y=f(x)与y=ax-2的图象的交点的横坐标之和为0
D.f(x)在区间(-2,2)上的值域为(-4,0)
解析:由f′(x)=3x2-3=0,得x=±1,当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表,
x
(-∞,-1)
-1
(-1,1)
1
(1,+∞)
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
单调递增
f(-1)
单调递减
f(1)
单调递增
f(-1)=-1+3-2=0,f(1)=1-3-2=-4,f(2)=8-6-2=0,所以f(x)有2个零点,故A错误;设切点为(x0,y0),则切线方程为y-(x-3x0-2)=(3x-3)(x-x0),因为切线过原点,所以-x+3x0+2=(3x-3)(-x0),即-x+3x0+2=-3x+3x0,x=-1,解得x0=-1,故切线有且仅有一条,故B正确;x3-3x-2=ax-2,即x3=(a+3)x,解得x=0或x2=a+3,若a+3≥0,根据对称性知,根之和为0,若a+3<0,方程只有一个根为0,故C正确;f(-2)=-8+6-2=-4,又f(-1)=0,f(1)=-4,f(2)=0.故f(x)在区间(-2,2)上的值域为[-4,0],故D错误.故选BC.
$