高三数学《函数》教案_高三数学函数复习教案
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2.12 函数的综合问题
●知识梳理
函数的综合应用主要体现在以下几方面:
1.函数内容本身的相互综合,如函数概念、性质、图象等方面知识的综合.2.函数与其他数学知识点的综合,如方程、不等式、数列、解析几何等方面的内容与函数的综合.这是高考主要考查的内容.3.函数与实际应用问题的综合.●点击双基
1.已知函数f(x)=lg(2x-b)(b为常数),若x[1,+)时,f(x)0恒成立,则
A.b1 B.b1 C.b1 D.b=1
解析:当x[1,+)时,f(x)0,从而2x-b1,即b2x-1.而x[1,+)时,2x-1单调增加,b2-1=1.答案:A
2.若f(x)是R上的减函数,且f(x)的图象经过点A(0,3)和B(3,-1),则不等式|f(x+1)-1|2的解集是___________________.解析:由|f(x+1)-1|2得-2
又f(x)是R上的减函数,且f(x)的图象过点A(0,3),B(3,-1),f(3)
0
答案:(-1,2)●典例剖析
【例1】 取第一象限内的点P1(x1,y1),P2(x2,y2),使1,x1,x2,2依次成等差数列,1,y1,y2,2依次成等比数列,则点P1、P2与射线l:y=x(x0)的关系为
A.点P1、P2都在l的上方 B.点P1、P2都在l上
C.点P1在l的下方,P2在l的上方 D.点P1、P2都在l的下方
剖析:x1= +1=,x2=1+ =,y1=1 =,y2=,∵y1
P1、P2都在l的下方.答案:D
【例2】 已知f(x)是R上的偶函数,且f(2)=0,g(x)是R上的奇函数,且对于xR,都有g(x)=f(x-1),求f(2002)的值.解:由g(x)=f(x-1),xR,得f(x)=g(x+1).又f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),故有f(x)=f(-x)=g(-x+1)=-g(x-1)=-f(x-2)=-f(2-x)=-g(3-x)=
g(x-3)=f(x-4),也即f(x+4)=f(x),xR.f(x)为周期函数,其周期T=4.f(2002)=f(4500+2)=f(2)=0.评述:应灵活掌握和运用函数的奇偶性、周期性等性质.【例3】 函数f(x)=(m0),x1、x2R,当x1+x2=1时,f(x1)+f(x2)=.(1)求m的值;
(2)数列{an},已知an=f(0)+f()+f()++f()+f(1),求an.解:(1)由f(x1)+f(x2)=,得 + =,+4 +2m= [4 +m(4 +4)+m2].∵x1+x2=1,(2-m)(4 +4)=(m-2)2.+4 =2-m或2-m=0.∵4 +4 2 =2 =4,而m0时2-m2,4 +4 2-m.m=2.(2)∵an=f(0)+f()+f()++f()+f(1),an=f(1)+f()+ f()++f()+f(0).2an=[f(0)+f(1)]+[f()+f()]++[f(1)+f(0)]= + ++ =.an=.深化拓展
用函数的思想处理方程、不等式、数列等问题是一重要的思想方法.【例4】 函数f(x)的定义域为R,且对任意x、yR,有f(x+y)=f(x)+f(y),且当x0时,f(x)0,f(1)=-2.(1)证明f(x)是奇函数;
(2)证明f(x)在R上是减函数;
(3)求f(x)在区间[-3,3]上的最大值和最小值.(1)证明:由f(x+y)=f(x)+f(y),得f[x+(-x)]=f(x)+f(-x),f(x)+ f(-x)=f(0).又f(0+0)=f(0)+f(0),f(0)=0.从而有f(x)+f(-x)=0.f(-x)=-f(x).f(x)是奇函数.(2)证明:任取x1、x2R,且x10.f(x2-x1)0.-f(x2-x1)0,即f(x1)f(x2),从而f(x)在R上是减函数.(3)解:由于f(x)在R上是减函数,故f(x)在[-3,3]上的最大值是f(-3),最小值是f(3).由f(1)=-2,得f(3)=f(1+2)=f(1)+f(2)=f(1)+f(1+1)=f(1)+f(1)+f(1)=3f(1)=3(-2)=-6,f(-3)=-f(3)=6.从而最大值是6,最小值是-6.深化拓展
对于任意实数x、y,定义运算x*y=ax+by+cxy,其中a、b、c是常数,等式右边的运算是通常的加法和乘法运算.现已知1*2=3,2*3=4,并且有一个非零实数m,使得对于任意实数x,都有x*m=x,试求m的值.提示:由1*2=3,2*3=4,得
b=2+2c,a=-1-6c.又由x*m=ax+bm+cmx=x对于任意实数x恒成立,b=0=2+2c.c=-1.(-1-6c)+cm=1.-1+6-m=1.m=4.答案:4.●闯关训练
夯实基础
1.已知y=f(x)在定义域[1,3]上为单调减函数,值域为[4,7],若它存在反函数,则反函数在其定义域上
A.单调递减且最大值为7 B.单调递增且最大值为7
C.单调递减且最大值为3 D.单调递增且最大值为3
解析:互为反函数的两个函数在各自定义区间上有相同的增减性,f-1(x)的值域是[1,3].答案:C
2.关于x的方程|x2-4x+3|-a=0有三个不相等的实数根,则实数a的值是___________________.解析:作函数y=|x2-4x+3|的图象,如下图.由图象知直线y=1与y=|x2-4x+3|的图象有三个交点,即方程|x2-4x+3|=1也就是方程|x2-4x+3|-1=0有三个不相等的实数根,因此a=1.答案:1
3.若存在常数p0,使得函数f(x)满足f(px)=f(px-)(xR),则f(x)的一个正周期为__________.解析:由f(px)=f(px-),令px=u,f(u)=f(u-)=f[(u+)-],T= 或 的整数倍.答案:(或 的整数倍)
4.已知关于x的方程sin2x-2sinx-a=0有实数解,求a的取值范围.解:a=sin2x-2sinx=(sinx-1)2-1.∵-1sinx1,0(sinx-1)24.a的范围是[-1,3].5.记函数f(x)= 的定义域为A,g(x)=lg[(x-a-1)(2a-x)](a1)的定义域为B.(1)求A;
(2)若B A,求实数a的取值范围.解:(1)由2-0,得 0,x-1或x1,即A=(-,-1)[1,+).(2)由(x-a-1)(2a-x)0,得(x-a-1)(x-2a)0.∵a1,a+12a.B=(2a,a+1).∵B A,2a1或a+1-1,即a 或a-2.而a1,a1或a-2.故当B A时,实数a的取值范围是(-,-2][,1).培养能力
6.(理)已知二次函数f(x)=x2+bx+c(b0,cR).若f(x)的定义域为[-1,0]时,值域也是[-1,0],符合上述条件的函数f(x)是否存在?若存在,求出f(x)的表达式;若不存在,请说明理由.解:设符合条件的f(x)存在,∵函数图象的对称轴是x=-,又b0,-0.①当-,即1b2时,则
(舍去)或(舍去).③当--1,即b2时,函数在[-1,0]上单调递增,则 解得
综上所述,符合条件的函数有两个,f(x)=x2-1或f(x)=x2+2x.(文)已知二次函数f(x)=x2+(b+1)x+c(b0,cR).若f(x)的定义域为[-1,0]时,值域也是[-1,0],符合上述条件的函数f(x)是否存在?若存在,求出f(x)的表达式;若不存在,请说明理由.解:∵函数图象的对称轴是
x=-,又b0,-,即0b1时,则
(舍去).综上所述,符合条件的函数为f(x)=x2+2x.7.已知函数f(x)=x+ 的定义域为(0,+),且f(2)=2+.设点P是函数图象上的任意一点,过点P分别作直线y=x和y轴的垂线,垂足分别为M、N.(1)求a的值.(2)问:|PM||PN|是否为定值?若是,则求出该定值;若不是,请说明理由.(3)设O为坐标原点,求四边形OMPN面积的最小值.解:(1)∵f(2)=2+ =2+,a=.(2)设点P的坐标为(x0,y0),则有y0=x0+,x00,由点到直线的距离公式可知,|PM|= =,|PN|=x0,有|PM||PN|=1,即|PM||PN|为定值,这个值为1.(3)由题意可设M(t,t),可知N(0,y0).∵PM与直线y=x垂直,kPM1=-1,即 =-1.解得t=(x0+y0).又y0=x0+,t=x0+.S△OPM= +,S△OPN= x02+.S四边形OMPN=S△OPM+S△OPN=(x02+)+ 1+.当且仅当x0=1时,等号成立.此时四边形OMPN的面积有最小值1+.探究创新
8.有一块边长为4的正方形钢板,现对其进行切割、焊接成一个长方体形无盖容器(切、焊损耗忽略不计).有人应用数学知识作了如下设计:如图(a),在钢板的四个角处各切去一个小正方形,剩余部分围成一个长方体,该长方体的高为小正方形边长,如图(b).(1)请你求出这种切割、焊接而成的长方体的最大容积V1;
(2)由于上述设计存在缺陷(材料有所浪费),请你重新设计切、焊方法,使材料浪费减少,而且所得长方体容器的容积V2V1.解:(1)设切去正方形边长为x,则焊接成的长方体的底面边长为4-2x,高为x,V1=(4-2x)2x=4(x3-4x2+4x)(0
V1=4(3x2-8x+4).令V1=0,得x1=,x2=2(舍去).而V1=12(x-)(x-2),又当x 时,V10;当 当x= 时,V1取最大值.(2)重新设计方案如下:
如图①,在正方形的两个角处各切下一个边长为1的小正方形;如图②,将切下的小正方形焊在未切口的正方形一边的中间;如图③,将图②焊成长方体容器.新焊长方体容器底面是一长方形,长为3,宽为2,此长方体容积V2=321=6,显然V2V1.故第二种方案符合要求.●思悟小结
1.函数知识可深可浅,复习时应掌握好分寸,如二次函数问题应高度重视,其他如分类讨论、探索性问题属热点内容,应适当加强.2.数形结合思想贯穿于函数研究的各个领域的全部过程中,掌握了这一点,将会体会到函数问题既千姿百态,又有章可循.●教师下载中心
教学点睛
数形结合和数形转化是解决本章问题的重要思想方法,应要求学生熟练掌握用函数的图象及方程的曲线去处理函数、方程、不等式等问题.拓展题例
【例1】 设f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,且对任意a、b[-1,1],当a+b0时,都有 0.(1)若ab,比较f(a)与f(b)的大小;
(2)解不等式f(x-)
(3)记P={x|y=f(x-c)},Q={x|y=f(x-c2)},且PQ=,求c的取值范围.解:设-1x1
0.∵x1-x20,f(x1)+f(-x2)0.f(x1)-f(-x2).又f(x)是奇函数,f(-x2)=-f(x2).f(x1)
f(x)是增函数.(1)∵ab,f(a)f(b).(2)由f(x-)
2,a-4.(理)g(x)=x+.∵g(x)=1-,g(x)在(0,2]上递减,1-0在x(0,2]时恒成立,即ax2-1在x(0,2]时恒成立.∵x(0,2]时,(x2-1)max=3,a3.【例3】在4月份(共30天),有一新款服装投放某专卖店销售,日销售量(单位:件)f(n)关于时间n(1n30,nN*)的函数关系如下图所示,其中函数f(n)图象中的点位于斜率为5和-3的两条直线上,两直线的交点的横坐标为m,且第m天日销售量最大.(1)求f(n)的表达式,及前m天的销售总数;
(2)按规律,当该专卖店销售总数超过400件时,社会上流行该服装,而日销售量连续下降并低于30件时,该服装的流行会消失.试问该服装在社会上流行的天数是否会超过10天?并说明理由.解:(1)由图形知,当1nm且nN*时,f(n)=5n-3.由f(m)=57,得m=12.f(n)=
前12天的销售总量为
5(1+2+3++12)-312=354件.(2)第13天的销售量为f(13)=-313+93=54件,而354+54400,从第14天开始销售总量超过400件,即开始流行.设第n天的日销售量开始低于30件(1221.从第22天开始日销售量低于30件,即流行时间为14号至21号.该服装流行时间不超过10天.