内容正文:
高一数学必修第一册秋季同步培优专项讲义
3.1.2 函数的表示法 知识归纳与题型总结
考点01 函数的表示法
1.函数的表示法
函数的三种表示法:解析法、列表法和图象法.
(1)解析法:就是用数学表达式表示两个变量之间的对应关系;
(2)列表法:就是列出表格来表示两个变量之间的对应关系;
(3)图象法:就是用图象表示两个变量之间的对应关系.
2.抽象函数与复合函数
(1)抽象函数的概念:没有给出具体解析式的函数,称为抽象函数.
(2)复合函数的概念:若函数y=f(t)的定义域为A,函数t=g(x)的定义域为D,值域为C,则当CA时,称函数y=f(g(x))为f(t)与g(x)在D上的复合函数,其中t叫做中间变量,t=g(x)叫做内层函数,y=f(t)叫做外层函数.
3.函数解析式的求法
(1)配凑法:由已知条件f(g(x))=F(x),可将F(x)改写成关于g(x)的表达式,然后以x替代g(x),便得f(x)的表达式.
(2)待定系数法:若已知函数的类型(如一次函数、二次函数)可用待定系数法来求解.
(3)换元法:已知复合函数f(g(x))的解析式,可用换元法,此时要注意新元的取值范围.
(4)方程思想:已知关于f(x)与或f(-x)等的表达式,可根据已知条件再构造出另外一个等式组成方程组,通过解方程组求出f(x).
考向01 已知函数类型求解析式
【例1】(多选)已知函数为一次函数,满足 ,则的解析式可以是( )
A. B.
C. D.
考向02 已知f(g(x))求解析式
【例2】已知函数,则( )
A. B. C. D.
考向03 解析法表示函数
【例3】设计一幅宣传画,要求画面面积为,画面的上、下各留空白,左、右各留空白.设画面的高为,宽为,宣传画所用纸张面积为.
(1)写出宣传画所用纸张面积关于的表达式,并写出的取值范围;
(2)画面的高与宽之比为多少时,宣传画所用纸张面积最小,并求出的最小值.
考向04 图象法表示函数
【例4】(多选)已知函数的定义域为,值域为,则的图象可能为( )
A. B.
C. D.
考向05 列表法表示函数
【例5】已知函数,分别由下表给出:满足的所有的值的和为_______.
x
0
1
2
0
2
1
x
0
1
2
2
1
0
考向06 根据函数图象选择解析式
【例6】根据如图所示的函数的图象,写出函数的解析式.
【对点1】二次函数满足,且,求的解析式;
【对点2】已知函数满足 则的解析式为________.
【对点3】函数的三种表示方法
(1)解析法:把______和表示______的字母用一系列运算符号连接起来得到的式子,叫作解析式(也叫解析表达式或函数关系式),解析法就是用解析式来表示函数的方法.
(2)列表法:列出表格来表示两个变量之间的对应关系.
(3)图象法:用图象表示两个变量之间的对应关系.
【对点4】函数的图象如图所示,那么的定义域是_________;值域是_________;其中只与的一个值对应的值的范围是_________.
【对点5】已知函数的对应值如表所示,则等于___________.
x
0
1
2
3
4
5
3
6
5
4
2
7
【对点6】已知函数的图象如图所示,则的函数解析式可能是( )
A. B.
C. D.
考点02 分段函数
1.分段函数
分段函数的解析式不能写成几个不同的方程,而应写函数几种不同的表达式并用个左大括号括起来,并分别注明各部分的自变量的取值情况.
2.分段函数问题
分段函数问题往往需要进行分类讨论,根据分段函数在其定义域内每段的解析式不同,然后分别解决,即分段函数问题,分段解决.
考向01 求分段函数解析式或求函数的值
【例1】已知函数
(1)计算的值;
(2)在直角坐标系中,画出函数的图象
(3)若,求实数的值;
(4)若直线与函数的图象有3个公共点,直接写出的范围.
考向02 分段函数的定义域
【例2】下列关于分段函数的说法正确的是( )
A.分段函数在每段定义域内都是一个独立的函数,因此分几段就是几个函数
B.若则
C.是分段函数
D.分段函数的定义域都是
考向03 分段函数的性质及应用
【例3】已知
(1)求;
(2)若,求a的值;
(3)若其图像与y=b有三个交点,求b的取值范围.
考向04 已知分段函数的值求参数或自变量
【例4】已知函数.
(1)求,;
(2)若,求m的值;
(3)作出函数的图象.
考向05 根据分段函数的值域(最值)求参数
【例5】已知函数的值域为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
考向06 求分段函数值
【例6】已知函数
(1)画出函数的图象;
(2)求的值;
【对点1】已知函数 ,则f(4)的值为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【对点2】已知函数,则函数的定义域为_________、值域为_________.
【对点3】定义符号函数,设函数,其中.若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【对点4】已知函数
(1)求 的值;
(2)若 ,求实数 的值.
【对点5】已知函数在上的值域为,则实数的取值范围是_______.
【对点6】已知函数 ,则的值为__________.
一、单选题
1.已知函数,则( ).
A. B.9
C. D.11
2.已知函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
3.设集合,,函数已知,且,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
4.已知函数,若,则实数( )
A. B.
C. D.
5.下列说法正确的是( )
A.函数的定义域是
B.和表示同一个函数
C.函数的值域为
D.定义在上的函数满足,则
6.已知函数的定义域为,则“,是“,”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
7.已知函数由下表给出:
0
1
2
3
4
其中()等于,,,,中出现的次数,则( )
A. B.
C. D.
二、多选题
8.(多选)给出以下四个判断,其中正确的是( )
A.函数()的值域为
B.若函数的定义域为,则函数的定义域为
C.若函数,且,则实数的值为
D.函数定义域,值域,则满足条件的有个
9.(多选)下列说法正确的是( )
A.函数与是相同的函数
B.若,则
C.已知函数的定义域为,则函数的定义域为
D.已知函数的值域为,则函数的值域为
10.(多选)我们约定:在平面直角坐标系中,当点的坐标满足时,称点为“靓点”.请你根据该约定,判断下列说法正确的是( )
A.若点为“靓点”,则点也为“靓点”
B.若点为“靓点”,则的最小值为
C.当时,关于x的函数(k,m为常数,且k不为)的图象上总存在两个不同的“靓点”
D.已知关于x的二次函数(a为常数)的图象上存在三个不同的“靓点”:,,且满足,则a的值为
三、填空题
11.已知表示不超过的最大整数,例如,,则关于x的方程的解集为______.
12.已知函数满足 ,对于正数满足 ,则的最小值为___________.
13.函数,则的解集为_____.
14.对于任意实数,表示不超过的最大整数,如,,若,则中所有元素之和为________.
15.已知二次函数、的二次项系数均为,且满足,则的值为_____.
四、解答题
16.(1)已知,求的解析式.
(2)已知为二次函数,且,求.
(3)函数满足方程,且,求.
17.(1)已知是二次函数,且满足,,求的解析式;
(2)已知函数满足:对任意非零实数x,都有,求的解析式.
18.设函数,满足,且有唯一解
(1)求的解析式;
(2)求的解集
(3)求的解集.
19.给定函数,若实数使得,则称为函数的不动点,若实数使得,则称为函数的稳定点,函数的不动点一定是该函数的稳定点.
(1)求函数的不动点;
(2)若函数恰有两个不相等且均大于1的不动点、,求的取值范围;
(3)设,,且恰好有两个不相等的稳定点、,求实数的取值范围.
20.已知函数,,其中.
(1)证明:;
(2)若函数的最大值为,求的值.
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3.1.2 函数的表示法 知识归纳与题型总结
考点01 函数的表示法
1.函数的表示法
函数的三种表示法:解析法、列表法和图象法.
(1)解析法:就是用数学表达式表示两个变量之间的对应关系;
(2)列表法:就是列出表格来表示两个变量之间的对应关系;
(3)图象法:就是用图象表示两个变量之间的对应关系.
2.抽象函数与复合函数
(1)抽象函数的概念:没有给出具体解析式的函数,称为抽象函数.
(2)复合函数的概念:若函数y=f(t)的定义域为A,函数t=g(x)的定义域为D,值域为C,则当CA时,称函数y=f(g(x))为f(t)与g(x)在D上的复合函数,其中t叫做中间变量,t=g(x)叫做内层函数,y=f(t)叫做外层函数.
3.函数解析式的求法
(1)配凑法:由已知条件f(g(x))=F(x),可将F(x)改写成关于g(x)的表达式,然后以x替代g(x),便得f(x)的表达式.
(2)待定系数法:若已知函数的类型(如一次函数、二次函数)可用待定系数法来求解.
(3)换元法:已知复合函数f(g(x))的解析式,可用换元法,此时要注意新元的取值范围.
(4)方程思想:已知关于f(x)与或f(-x)等的表达式,可根据已知条件再构造出另外一个等式组成方程组,通过解方程组求出f(x).
考向01 已知函数类型求解析式
【例1】(多选)已知函数为一次函数,满足 ,则的解析式可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【详解】设(),则
由,比较系数得,
由得或,
当时,,解得,所以;
当时,,解得,所以.
对照选项,B、D均满足题意.
考向02 已知f(g(x))求解析式
【例2】已知函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】令,则,可得,即.
考向03 解析法表示函数
【例3】设计一幅宣传画,要求画面面积为,画面的上、下各留空白,左、右各留空白.设画面的高为,宽为,宣传画所用纸张面积为.
(1)写出宣传画所用纸张面积关于的表达式,并写出的取值范围;
(2)画面的高与宽之比为多少时,宣传画所用纸张面积最小,并求出的最小值.
【答案】(1);
(2)画面的高与宽之比为时,宣传画所用纸张面积最小,最小值为.
【详解】(1)由题意知,则
所用纸张面积关于的表达式为:.
(2),
当且仅当,即时等号成立,
此时,,
即画面的高与宽之比为时,宣传画所用纸张面积最小,最小值为.
考向04 图象法表示函数
【例4】(多选)已知函数的定义域为,值域为,则的图象可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】对于A,从图象看,函数定义域挖掉的点不仅仅只有,从而A错误;
对于B,由图象知其定义域为,值域为,符合题意,从而B正确;
对于C,由图可知,从而定义域为,值域为,符合题意,从而C正确;
对于D,由图,当时,对应有两个值,故该图不是一个函数的图象,从而D错误.
考向05 列表法表示函数
【例5】已知函数,分别由下表给出:满足的所有的值的和为_______.
x
0
1
2
0
2
1
x
0
1
2
2
1
0
【答案】
【分析】利用列表法求得正确答案.
【详解】依题意,
x
0
1
2
2
0
1
1
2
0
满足的所有的值为,
所以和为.
考向06 根据函数图象选择解析式
【例6】根据如图所示的函数的图象,写出函数的解析式.
【答案】.
【详解】当时,函数的图象是一条线段,
故可设,
将点代入,解得,
故;
当时,函数的图象是一条平行于轴的线段,
即;
当时,同理可得.
综上可知,.
【对点1】二次函数满足,且,求的解析式;
【答案】
【分析】利用待定系数法,先设出二次函数的一般式,联立方程组利用恒等式即可求解.
【详解】设二次函数解析式为且,因为,所以,
因为,所以,
整理得,所以,解得,
所以.
【对点2】已知函数满足 则的解析式为________.
【答案】
【分析】利用换元法,令,,求解出 ,再将替换为,得.
【详解】 令,,解得, 将代入已知等式,可得 ,
所以 ,将替换为,得,.
【对点3】函数的三种表示方法
(1)解析法:把______和表示______的字母用一系列运算符号连接起来得到的式子,叫作解析式(也叫解析表达式或函数关系式),解析法就是用解析式来表示函数的方法.
(2)列表法:列出表格来表示两个变量之间的对应关系.
(3)图象法:用图象表示两个变量之间的对应关系.
【答案】
自变量
函数值
【详解】略
【对点4】函数的图象如图所示,那么的定义域是_________;值域是_________;其中只与的一个值对应的值的范围是_________.
【答案】
【分析】根据函数图象得出函数定义域及值域即可求解.
【详解】观察函数的图象可知,函数的定义域为, 值域为,只与的一个值对应的值的范围是.
【对点5】已知函数的对应值如表所示,则等于___________.
x
0
1
2
3
4
5
3
6
5
4
2
7
【答案】7
【详解】由表可知,.
【对点6】已知函数的图象如图所示,则的函数解析式可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的定义域可以排除CD,利用特殊点的函数值排除A,可确定正确选项.
【详解】由图可知,函数的定义域为,
C项的定义域为,不合题意;
D项的定义域为,不合题意;
对A选项,因为,不符合函数图象.
故选:B
考点02 分段函数
1.分段函数
分段函数的解析式不能写成几个不同的方程,而应写函数几种不同的表达式并用个左大括号括起来,并分别注明各部分的自变量的取值情况.
2.分段函数问题
分段函数问题往往需要进行分类讨论,根据分段函数在其定义域内每段的解析式不同,然后分别解决,即分段函数问题,分段解决.
考向01 求分段函数解析式或求函数的值
【例1】已知函数
(1)计算的值;
(2)在直角坐标系中,画出函数的图象
(3)若,求实数的值;
(4)若直线与函数的图象有3个公共点,直接写出的范围.
【答案】(1)3
(2)
(3)或
(4)
【分析】(1)嵌套分段函数求值,由内向外逐层代入,每一步都根据自变量范围匹配对应解析式;(2)画分段函数图象需分段处理,二次函数配方定顶点,一次函数定斜率,注意分段点的实心与空心;(3)已知函数值求自变量,按分段定义域分类解方程,解出后必须验证是否符合对应区间;(4)分析直线与分段函数交点个数,结合图象值域与走势,判断参数临界位置与区间.
【详解】(1)因为,所以,
因此.
(2)当时,是开口向上的抛物线,顶点为,过、,保留左侧(含)部分,为实心点,
当时,是斜率为的射线,过(空心点,不含端点),向右下方延伸.
(3)因为,
当时,,即,解得,满足;
当时,,解得,满足;
综上,实数的值为或.
(4)结合图象走势分析:
抛物线段()值域为,射线段()值域为,
当时,抛物线对应2个交点、射线对应1个交点,总计3个公共点,
因此直线与函数的图象有3个公共点时,的取值范围是.
考向02 分段函数的定义域
【例2】下列关于分段函数的说法正确的是( )
A.分段函数在每段定义域内都是一个独立的函数,因此分几段就是几个函数
B.若则
C.是分段函数
D.分段函数的定义域都是
【答案】C
【分析】根据分段函数的定义、性质,结合代入法进行判断即可.
【详解】对于A,分段函数在每段定义域内都是一个独立的函数,但这几段组合在一起是一个函数,故A错误;
对于B,由函数的解析式可知,故B错误;
对于C,是一个分段函数,故C正确;
对于D,分段函数的定义域不都是,如,故D错误.
考向03 分段函数的性质及应用
【例3】已知
(1)求;
(2)若,求a的值;
(3)若其图像与y=b有三个交点,求b的取值范围.
【答案】(1)3
(2)12
(3)
【分析】(1)根据分段函数解析式直接求解;
(2)根据函数解析式,分段讨论,解方程即可;
(3)作出函数图象,数形结合即可.
【详解】(1) ,
∴
(2)当时,,
当时,,该方程实数范围内无解
综上,
(3)作出 的图象,如图,
由图象可知,当时,与有三个交点.
考向04 已知分段函数的值求参数或自变量
【例4】已知函数.
(1)求,;
(2)若,求m的值;
(3)作出函数的图象.
【答案】(1),
(2)或或
(3)当时:函数图象是反比例函数在第三象限的分支;
当时:函数图象是一次函数的一段,是一段线段;
当时:函数图象是一次函数的一部分,是一条射线.
作出函数图象如下:
【分析】(1)直接根据分段函数解析式求函数值可得;
(2)直接分三种情况:,,,再由函数值计算的值;
(3)分别作出三段函数图象可得.
【详解】(1)因为函数,
所以,,,
因此,.
(2)因为,分三种情况:
①若:则,解得,满足,是有效解;
②若:则,解得,满足,是有效解;
③若:令,解得,满足,是有效解.
因此或或.
(3)略
考向05 根据分段函数的值域(最值)求参数
【例5】已知函数的值域为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据分段函数解析式求出当时,即可得到当时的值域需包含,从而得到不等式组,解得即可.
【详解】因为,
所以当时,即;
要使函数的值域为,
所以当时的值域需包含,
又,所以,解得,
即实数的取值范围是.
故选:D
考向06 求分段函数值
【例6】已知函数
(1)画出函数的图象;
(2)求的值;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据解析式分段描点连线即可;
(2)先计算,再计算即可.
【详解】(1)根据解析式作图如下:
(2).
【对点1】已知函数 ,则f(4)的值为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【详解】因为 ,所以应代入第二段的关系式 ,得 .
因为 ,所以应代入第一段的解析式 ,得 .
由 即得 .
【对点2】已知函数,则函数的定义域为_________、值域为_________.
【答案】
【详解】作出分段函数的图象,由图象判断函数的定义域、值域.
作出图象如图所示.
利用数形结合易知的定义域为,值域为.
【对点3】定义符号函数,设函数,其中.若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】对不等式分类讨论,即,分别求出,然后由解不等式即可.
【详解】①当时,;
②当时,;
③当时,;
综上所述,,其图象如图所示:
结合图象,由可得,
当时,可得,解得;
当时,,不满足题意;
当时,可得,解得;
综上可知实数的取值范围是.
【对点4】已知函数
(1)求 的值;
(2)若 ,求实数 的值.
【答案】(1),.
(2)或.
【分析】(1)直接由函数解析式求得 的值.
(2)分别在、和三种情况下,求解,即可得实数 的值.
【详解】(1),
,
所以.
(2)当时,,所以(舍去);
当时,,所以,
即,解得或.所以.
当时,,解得.
综上所述,或.
【对点5】已知函数在上的值域为,则实数的取值范围是_______.
【答案】
【分析】作出的图象,结合图象求得答案.
【详解】因为,作出其图象如图,
由在上的值域为,结合图象得.
故答案为:.
【对点6】已知函数 ,则的值为__________.
【答案】1
【详解】由题意知,,则.
一、单选题
1.已知函数,则( ).
A. B.9
C. D.11
【答案】D
【分析】利用完全平方公式对右侧表达式变形,凑出的整体形式,换元得到,再代入得.
【详解】因为,
则,
所以.
2.已知函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据两函数的关系化简分段函数式,求出的解析式,代入目标不等式,求解即得.
【详解】因,,
当时,;
当时,,
即当时,都有,
则等价于,解得.
所以不等式的解集为.
3.设集合,,函数已知,且,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先根据的所属区间,确定内层的表达式与取值范围,判断所属的集合;再根据的所属区间,确定外层的表达式;结合的条件列不等式,求解后结合的初始范围,得到最终取值范围.
【详解】已知,,由,两边同时加得,即,因此.
因为,,将代入,展开得,
由,得不等式,解得,又,所以.
4.已知函数,若,则实数( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据分段函数的定义域对的取值范围分类讨论,同时验证解是否符合对应区间的取值要求.
【详解】当时,,解得;
当时,,解得;
当时,,解得(舍去);
所以或.
5.下列说法正确的是( )
A.函数的定义域是
B.和表示同一个函数
C.函数的值域为
D.定义在上的函数满足,则
【答案】D
【详解】选项A:函数,则,解得且,所以函数的定义域是,故A错误.
选项B:函数的定义域为,函数的定义域为,两个函数的定义域不同,所以两个函数不是同一个函数,故B错误.
选项C:函数,因为,所以,解得,所以函数的值域为,故C错误.
选项D:由题意可知,定义在上的函数满足①,
用替换得,②,
对于①两边分别乘以2得③,
然后②+③得,所以,故D正确.
6.已知函数的定义域为,则“,是“,”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
【答案】B
【分析】先看必要性:若对任意有,反复迭代递推可推出;再举反例证明充分性不成立,由此判断条件关系.
【详解】设命题:,;命题:,.
若,,将式子中替换为,得;
同理:、、、.
由不等号的传递性,全部连起来:
,得到,即.
设,;对任意实数,.
每个区间内是一条下降直线;向右每平移2026个单位的线段,整体向上抬高1.
:由递推式得,满足,;
:取,,存在使得,不满足,.
满足前者不能推出后者,充分性不成立;而后者可推出前者,故前者是后者的必要不充分条件.
综上:是的必要不充分条件.
7.已知函数由下表给出:
0
1
2
3
4
其中()等于,,,,中出现的次数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】假设k=4出现次数大于等于1次,即的值大于等于1,推出矛盾,由此得<1,=0,同理可得,由此可得,从而讨论可得,于是可以得到,∈{1,2},分类讨论即可得出答案.
【详解】等于在“”中所出现的次数,则,
若在“”中出现次数超过次,不妨设出现次,则.
设,则在“”这个数中出现次,矛盾,
同理在“”中出现过、、次也不可能,
即不可能出现, .
同理,若出现次数超过次,不妨设出现次,即,
设,则在“”这个数中出现次,矛盾,
故不可能出现, . ,
在“ ”中至少出现了次, .
若或,即或出现了次,则或不为,矛盾,
. , ,
“”仅有下列四种可能:
① ,
② ,
③ ,
④ ,
其中:① 中,出现次与矛盾,不可能;
② 满足题意;
③出现次与矛盾;
④ 中,出现次与矛盾;
故仅有“ ”满足题意,
故 .
二、多选题
8.(多选)给出以下四个判断,其中正确的是( )
A.函数()的值域为
B.若函数的定义域为,则函数的定义域为
C.若函数,且,则实数的值为
D.函数定义域,值域,则满足条件的有个
【答案】ABD
【分析】A选项用分离常数法求值域;B选项由定义域推定义域,再结合根号与分式条件;C选项用配凑法求解析式,解方程得两解;D选项由值域反推定义域元素,列举子集.
【详解】A选项:
因为,则,于是
即A选项正确;
B选项:的定义域为,即,
则即的定义域为,
要使有意义,需
解得:故定义域为,B选项正确;
C选项:
令,则,
由,得:
故的值应为,不只是,C选项错误;
D选项:,值域为,则定义域中的元素必须满足
故定义域可以是共个,D选项正确.
9.(多选)下列说法正确的是( )
A.函数与是相同的函数
B.若,则
C.已知函数的定义域为,则函数的定义域为
D.已知函数的值域为,则函数的值域为
【答案】BC
【详解】 选项A:要使有意义,则,所以的定义域为;
要使有意义,则,所以的定义域为,
二者定义域不同,不是相同函数,A错误;
选项B:令,则,代入得,即,B正确;
选项C:定义域为即,则,故的定义域为,C正确;
选项D:与对应法则完全一致,仅自变量表达形式不同,故二者值域相同,的值域仍为,D错误
10.(多选)我们约定:在平面直角坐标系中,当点的坐标满足时,称点为“靓点”.请你根据该约定,判断下列说法正确的是( )
A.若点为“靓点”,则点也为“靓点”
B.若点为“靓点”,则的最小值为
C.当时,关于x的函数(k,m为常数,且k不为)的图象上总存在两个不同的“靓点”
D.已知关于x的二次函数(a为常数)的图象上存在三个不同的“靓点”:,,且满足,则a的值为
【答案】ACD
【分析】将代入靓点变形式,判断选项A;由于缺少正数限制,可取负数,此时无最小值,从而判断选项B;联立直线与靓点方程,证明判别式恒大于0,总有两个不同实根对应靓点,从而判断选项C;联立抛物线与靓点方程,因式分解结合韦达定理与平方和条件求a并检验根的个数,判断选项D.
【详解】由“靓点”定义,等价于,是中心在的等轴双曲线,
若点是“靓点”,则,代入点,
,满足靓点定义,
因此Q也是靓点,A正确;
由基本不等式,若,则
,最小值为4,
当时,可以趋向负无穷,无最小值,故B错误;
联立与得,,
,
视为关于的二次函数,则其判别式,
故对任意恒成立,方程总有2个不同实根,且代入方程得,
两根均不为1,对应两个不同靓点,故C正确;
靓点满足,联立二次函数,整理得
,
因式分解得,即一个根为,另外两根为二次方程的根,
由条件,结合点代入两边抵消,得,
由韦达定理,
则,
,
故,
化简得,有三个不同交点,
故,解得或,
故(舍去),,故D正确.
三、填空题
11.已知表示不超过的最大整数,例如,,则关于x的方程的解集为______.
【答案】
【详解】由得,即,
则或,得或,
故关于x的方程的解集为
12.已知函数满足 ,对于正数满足 ,则的最小值为___________.
【答案】/
【分析】将替换为后联立求出,再由乘积条件确定两个因子的正性,平移变量后利用基本不等式求最小值,并核对取等条件.
【详解】将替换为,得,与原式联立,消去得,故.
于是,,由,得,即.
由于,两因子同号.
若两因子均为负,则由知且,从而,与其等于矛盾.
所以,.
令,,则,且,,所以.
由基本不等式,,故.
当且仅当时等号成立,结合及,解得,,即,,此时满足原乘积条件.
因此的最小值为.
13.函数,则的解集为_____.
【答案】
【分析】分、两类,代入对应分段表达式写出、,分别解不等式,再合并解集.
【详解】当时,,
,,
所以,解得.
又,所以.
当时,,
,,
所以,解得.
又,所以.
综上所述,解集为.
14.对于任意实数,表示不超过的最大整数,如,,若,则中所有元素之和为________.
【答案】
【分析】由题意可得当时,.再根据或分段,得断点,再分段计算的值并求和可得.
【详解】对任意实数,表示不超过的最大整数,当时,.
函数,它的分段断点发生在:或或.
区间内,断点:.
在每两个相邻断点之间,和都是常数,所以是常数.
按的区间分段讨论的取值:
1.当时:,,得,,;
2.当时:,,得,,;
3.当时:,,得,或,或;
4.当时:,,得,,;
5.当时:,,得,,;
6.当时:,,得,,;
7.当时:,,得,,;
8.当时:,,得,,;
9.当时:,,得,,;
10. 当时:,,得,,;
11. 当时:,,得,,;
12.当时:,,得,,.
所以的取值为,
的所有元素的和为:.
15.已知二次函数、的二次项系数均为,且满足,则的值为_____.
【答案】
【分析】由得,设,即,进而求解.
【详解】由得:,
所以,
设,则为二次函数,其首项系数为,且和为的两根,
所以,
所以,
所以.
四、解答题
16.(1)已知,求的解析式.
(2)已知为二次函数,且,求.
(3)函数满足方程,且,求.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)换元法,设,反解x代入原式,注意新变量取值范围;
(2)待定系数法,设二次函数一般式,代入相加后比较等式两边同类项系数求解参数;
(3)构造方程组,将x替换为得到第二个方程,联立消元解出.
【详解】(1)令,则,
,故.
(2)设二次函数,则,
,
,
故,解得,故.
(3),解得,故.
17.(1)已知是二次函数,且满足,,求的解析式;
(2)已知函数满足:对任意非零实数x,都有,求的解析式.
【答案】(1);(2),
【分析】(1)设出函数解析式,利用待定系数法求解即得;
(2)根据给定条件,利用方程法求解即得.
【详解】(1)由是二次函数,设,由,得,
由,得,
化简并整理得,因此,解得,
所以的解析式为.
(2)由,得,
用替换,得,
由,得,
所以的解析式为,.
18.设函数,满足,且有唯一解
(1)求的解析式;
(2)求的解集
(3)求的解集.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据已知得且,再结合有唯一解,列方程求参数值,即可得;
(2)解分式不等式求解集;
(3)公式法解绝对值不等式,再解分式不等式求解集.
【详解】(1)由题设,则且,故,
又,即,
所以或,而有唯一解,只需,
所以,故,显然,则;
(2)由题设知,则或,解集为;
(3)由题设,则或,
所以或,可得或,
所以不等式的解集为.
19.给定函数,若实数使得,则称为函数的不动点,若实数使得,则称为函数的稳定点,函数的不动点一定是该函数的稳定点.
(1)求函数的不动点;
(2)若函数恰有两个不相等且均大于1的不动点、,求的取值范围;
(3)设,,且恰好有两个不相等的稳定点、,求实数的取值范围.
【答案】(1)和3
(2)
(3)
【分析】(1)利用不动点的定义列方程,解方程即得答案;
(2)利用不动点的定义把问题转化成方程有两个大于1的不相等的实数根、,进而得到,再整理得到,进而求解即可;
(3)利用稳定点的定义把问题转化成方程有两个不同的根,分类讨论即得答案.
【详解】(1)令,得,整理得,解得或,
经检验知均满足要求,故函数的不动点为和3.
(2)依题意,有两个大于1的不相等的实数根、,
即方程有两个大于1的不相等的实数根、,
所以,解得,
所以
,
因为函数开口向上,对称轴为,
而,则,
所以的取值范围为.
(3)令,得,
即,得,
所以有,此方程恰好有两个不同的实数解.
①当,即时,方程化为,
仅有一个实数解,不满足题意;
②当时,要么方程无实数解,
要么方程仅有一个实数解为1或者.
故或或,
解得或.
综上所述,实数的取值范围为.
20.已知函数,,其中.
(1)证明:;
(2)若函数的最大值为,求的值.
【答案】(1)证明:易知的定义域为,
要证明,只需证,
只需证,
只需证,
只需证,该式显然成立,
当且仅当时等号成立,故.
(2)或
【分析】(1)按照分析法直接证明即可;
(2)根据必要性探路大致确定,再去绝对值并根据最大值为,解方程即可求出的值.
【详解】(1)略
(2)易知,
令,
由题意可知的最大值为,
则,所以,
而,故,即,
从而,
因为,当且仅当时等号成立,
由(1)知,当且仅当时等号成立,
故的值域为,故的值域为,
令,则,
令,则,
当时,的值域为,
此时的最大值为,符合题意;
当时,的值域为,
此时的最大值为,符合题意;
故的值为或.
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