高中函數(shù)與方程教案
發(fā)表時間:2020-04-07變量與函數(shù)的概念。
函數(shù)(第一課時):變量與函數(shù)的概念
學習目標:(1)理解函數(shù)的概念
(2)會用集合與對應(yīng)語言來刻畫函數(shù),
(3)了解構(gòu)成函數(shù)的要素。
重點:函數(shù)概念的理解
難點:函數(shù)符號y=f(x)的理解
知識梳理:自學課本P29—P31,填充以下空格。
1、設(shè)集合A是一個非空的實數(shù)集,對于A內(nèi),按照確定的對應(yīng)法則f,都有與它對應(yīng),則這種對應(yīng)關(guān)系叫做集合A上的一個函數(shù),記作。
2、對函數(shù),其中x叫做,x的取值范圍(數(shù)集A)叫做這個函數(shù)的,所有函數(shù)值的集合叫做這個函數(shù)的,函數(shù)y=f(x)也經(jīng)常寫為。
3、因為函數(shù)的值域被完全確定,所以確定一個函數(shù)只需要
。
4、依函數(shù)定義,要檢驗兩個給定的變量之間是否存在函數(shù)關(guān)系,只要檢驗:
①;②。
5、設(shè)a,b是兩個實數(shù),且ab
(1)滿足不等式的實數(shù)x的集合叫做閉區(qū)間,記作。
(2)滿足不等式axb的實數(shù)x的集合叫做開區(qū)間,記作。
(3)滿足不等式或的實數(shù)x的集合叫做半開半閉區(qū)間,分別表示為;
分別滿足x≥a,xa,x≤a,xa的全體實數(shù)的集合,都叫半開半閉區(qū)間,記作______________________________________________________________________________
其中實數(shù)a,b表示區(qū)間的兩端點。
完成課本P33,練習A1、2;練習B1、2、3。
例題解析
題型一:函數(shù)的概念
例1:下圖中可表示函數(shù)y=f(x)的圖像的只可能是()
練習:設(shè)M={x|},N={y|},給出下列四個圖像,其中能表示從集合M到集合N的函數(shù)關(guān)系的有____個。
題型二:相同函數(shù)的判斷問題
例2:已知下列四組函數(shù):①與y=1②與y=x③與
④與其中表示同一函數(shù)的是()
A.②③B.②④C.①④D.④
練習:已知下列四組函數(shù),表示同一函數(shù)的是()
A.和B.和
C.和D.和
題型三:函數(shù)的定義域和值域問題
例3:求函數(shù)f(x)=的定義域
練習:課本P33練習A組4.
例4:求函數(shù),,在0,1,2處的函數(shù)值和值域。
當堂檢測
1、下列各組函數(shù)中,表示同一個函數(shù)的是(A)
A、B、
C、D、
2、已知函數(shù)滿足f(1)=f(2)=0,則f(-1)的值是(C)
A、5B、-5C、6D、-6
3、給出下列四個命題:
①函數(shù)就是兩個數(shù)集之間的對應(yīng)關(guān)系;
②若函數(shù)的定義域只含有一個元素,則值域也只含有一個元素;
③因為的函數(shù)值不隨的變化而變化,所以不是函數(shù);
④定義域和對應(yīng)關(guān)系確定后,函數(shù)的值域也就確定了.
其中正確的有(B)
A.1個B.2個C.3個D.4個
4、下列函數(shù)完全相同的是(D)
A.,B.,
C.,D.,
5、在下列四個圖形中,不能表示函數(shù)的圖象的是(B)
6、設(shè),則等于(D)
A.B.C.1D.0
7、已知函數(shù),求的值.()
相關(guān)知識
集合與函數(shù)的概念
一名合格的教師要充分考慮學習的趣味性,教師要準備好教案,這是每個教師都不可缺少的。教案可以讓學生們充分體會到學習的快樂,幫助教師提高自己的教學質(zhì)量。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的教案呢?以下是小編為大家收集的“集合與函數(shù)的概念”希望對您的工作和生活有所幫助。
第一章集合與函數(shù)的概念(復習)
學習目標
1.理解集合有關(guān)概念和性質(zhì),掌握集合的交、并、補等三種運算的,會利用幾何直觀性研究問題,如數(shù)軸分析、Venn圖;
2.深刻理解函數(shù)的有關(guān)概念,理解對應(yīng)法則、圖象等有關(guān)性質(zhì),掌握函數(shù)的單調(diào)性和奇偶性的判定方法和步驟,并會運用解決實際問題.
學習過程
一、課前準備
(復習教材P2~P45,找出疑惑之處)
復習1:集合部分.
①概念:一組對象的全體形成一個集合
②特征:確定性、互異性、無序性
③表示:列舉法{1,2,3,…}、描述法{x|P}
④關(guān)系:∈、、、、=
⑤運算:A∩B、A∪B、
⑥性質(zhì):AA;A,….
⑦方法:數(shù)軸分析、Venn圖示.
復習2:函數(shù)部分.
①三要素:定義域、值域、對應(yīng)法則;
②單調(diào)性:定義域內(nèi)某區(qū)間D,,
時,,則的D上遞增;
時,,則的D上遞減.
③最大(?。┲登蠓ǎ号浞椒?、圖象法、單調(diào)法.
④奇偶性:對定義域內(nèi)任意x,
奇函數(shù);
偶函數(shù).
特點:定義域關(guān)于原點對稱,圖象關(guān)于y軸對稱.
二、新課導學
※典型例題
例1設(shè)集合,
,.
(1)若=,求a的值;
(2)若,且=,求a的值;
(3)若=,求a的值.
例2已知函數(shù)是偶函數(shù),且時,.
(1)求的值;(2)求時的值;
(3)當0時,求的解析式.
例3設(shè)函數(shù).
(1)求它的定義域;(2)判斷它的奇偶性;
(3)求證:;
(4)求證:在上遞增.
※動手試試
練1.判斷下列函數(shù)的奇偶性:
(1);(2);
(3)(R);(4)
練2.將長度為20cm的鐵絲分成兩段,分別圍成一個正方形和一個圓,要使正方形與圓的面積之和最小,正方形的周長應(yīng)為多少?
三、總結(jié)提升
※學習小結(jié)
1.集合的三種運算:交、并、補;
2.集合的兩種研究方法:數(shù)軸分析、Venn圖示;
3.函數(shù)的三要素:定義域、解析式、值域;
4.函數(shù)的單調(diào)性、最大(?。┲?、奇偶性的研究.
※知識拓展
要作函數(shù)的圖象,只需將函數(shù)的圖象向左或向右平移個單位即可.稱之為函數(shù)圖象的左、右平移變換.
要作函數(shù)的圖象,只需將函數(shù)的圖象向上或向下平移個單位即可.稱之為函數(shù)圖象的上、下平移變換.
學習評價
※自我評價你完成本節(jié)導學案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當堂檢測(時量:5分鐘滿分:10分)計分:
1.若,則下列結(jié)論中正確的是().
A.B.0A
C.D.A
2.函數(shù),是().
A.偶函數(shù)B.奇函數(shù)
C.不具有奇偶函數(shù)D.與有關(guān)
3.在區(qū)間上為增函數(shù)的是().
A.B.
C.D.
4.某班有學生55人,其中音樂愛好者34人,體育愛好者43人,還有4人既不愛好體育也不愛好音樂,則班級中即愛好體育又愛好音樂的有人.
5.函數(shù)在R上為奇函數(shù),且時,,則當,.
課后作業(yè)
1.數(shù)集A滿足條件:若,則.
(1)若2,則在A中還有兩個元素是什么;
(2)若A為單元集,求出A和.
2.已知是定義在R上的函數(shù),設(shè)
,.
(1)試判斷的奇偶性;
(2)試判斷的關(guān)系;
(3)由此你猜想得出什么樣的結(jié)論,并說明理由?
函數(shù)概念與基本初等函數(shù)
函數(shù)概念與基本初等函數(shù)Ⅰ
(一)函數(shù)
1.了解構(gòu)成函數(shù)的要素,了解映射的概念,會求一些簡單函數(shù)的定義域和值域
2.理解函數(shù)的三種表示法:解析法、圖象法和列表法,能根據(jù)不同的要求選擇恰當?shù)姆椒ū硎竞唵蔚暮瘮?shù)。
3.了解分段函數(shù),能用分段函數(shù)來解決一些簡單的數(shù)學問題。
4.理解函數(shù)的單調(diào)性,會討論和證明一些簡單的函數(shù)的單調(diào)性;理解函數(shù)奇偶性的含義,會判斷簡單的函數(shù)奇偶性。
5.理解函數(shù)的最大(小)值及其幾何意義,并能求出一些簡單的函數(shù)的最大(?。┲?br>
6.會運用函數(shù)圖像理解和研究函數(shù)的性質(zhì)
(二)指數(shù)函數(shù)
1.了解指數(shù)函數(shù)模型的實際背景。
2.理解有理指數(shù)冪的含義,了解實數(shù)指數(shù)冪的意義,掌握冪的運算。
3.理解指數(shù)函數(shù)的概念,會求與指數(shù)函數(shù)性質(zhì)有關(guān)的問題。
4.知道指數(shù)函數(shù)是一類重要的函數(shù)模型。
(三)對數(shù)函數(shù)
1.理解對數(shù)的概念及其運算性質(zhì),知道用換底公式能將一般對數(shù)轉(zhuǎn)化成自然對數(shù)或常用對數(shù);了解對數(shù)在簡化運算中的作用。
2.理解對數(shù)函數(shù)的概念;會求與對數(shù)函數(shù)性質(zhì)有關(guān)的問題
3.知道對數(shù)函數(shù)是一類重要的函數(shù)模型
4.了解指數(shù)函數(shù)與對數(shù)函數(shù)互為反函數(shù)()。
(四)冪函數(shù)
1.了解冪函數(shù)的概念。
2.結(jié)合函數(shù)的圖像,了解它們的變化情況。
(五)函數(shù)與方程
1.了解函數(shù)零點的概念,結(jié)合二次函數(shù)的圖像,了解函數(shù)的零點與方程根的聯(lián)系。
2.理解并掌握連續(xù)函數(shù)在某個區(qū)間上存在零點的判定方法。能利用函數(shù)的圖象和性質(zhì)判別函數(shù)零點的個數(shù)
(六)函數(shù)模型及其應(yīng)用
1.了解指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)以及冪函數(shù)的增長特征。知道直線上升、指數(shù)增長、對數(shù)增長等不同函數(shù)類型增長的含義。
2.了解函數(shù)模型(如指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、分段函數(shù)等在社會生活中普遍使用的函數(shù)模型)的廣泛應(yīng)用。
3.能利用給定的函數(shù)模型解決簡單的實際問題。
根據(jù)考試大綱的要求,結(jié)合2009年高考的命題情況,我們可以預測2010年集合部分在選擇、填空和解答題中都有涉及,高考命題熱點有以下兩個方面:一是集合的運算、集合的有關(guān)述語和符號、集合的簡單應(yīng)用等作基礎(chǔ)性的考查,題型多以選擇、填空題的形式出現(xiàn);二是以函數(shù)、方程、三角、不等式等知識為載體,以集合的語言和符號為表現(xiàn)形式,結(jié)合簡易邏輯知識考查學生的數(shù)學思想、數(shù)學方法和數(shù)學能力,題型常以解答題的形式出現(xiàn)
函數(shù)是高考數(shù)學的重點內(nèi)容之一,函數(shù)的觀點和思想方法貫穿整個高中數(shù)學的全過程,包括解決幾何問題.在近幾年的高考試卷中,選擇題、填空題、解答題三種題型中每年都有函數(shù)試題,而且??汲P?以基本函數(shù)為模型的應(yīng)用題和綜合題是高考命題的新趨勢.
考試熱點:①考查函數(shù)的表示法、定義域、值域、單調(diào)性、奇偶性、反函數(shù)和函數(shù)的圖象.②函數(shù)與方程、不等式、數(shù)列是相互關(guān)聯(lián)的概念,通過對實際問題的抽象分析,建立相應(yīng)的函數(shù)模型并用來解決問題,是考試的熱點.③考查運用函數(shù)的思想來觀察問題、分析問題和解決問題,滲透數(shù)形結(jié)合和分類討論的基本數(shù)學思想.
第1課時函數(shù)及其表示
一、映射
1.映射:設(shè)A、B是兩個集合,如果按照某種對應(yīng)關(guān)系f,對于集合A中的元素,在集合B中都有元素和它對應(yīng),這樣的對應(yīng)叫做到的映射,記作.
2.象與原象:如果f:A→B是一個A到B的映射,那么和A中的元素a對應(yīng)的叫做象,叫做原象。
二、函數(shù)
1.定義:設(shè)A、B是,f:A→B是從A到B的一個映射,則映射f:A→B叫做A到B的,記作.
2.函數(shù)的三要素為、、,兩個函數(shù)當且僅當分別相同時,二者才能稱為同一函數(shù)。
3.函數(shù)的表示法有、、。
例1.下列各組函數(shù)中,表示同一函數(shù)的是().
A.B.
C.D.
解:C??
變式訓練1:下列函數(shù)中,與函數(shù)y=x相同的函數(shù)是()?
A.y=?B.y=()2?C.y=lg10xD.y=?
解:C??
例2.給出下列兩個條件:(1)f(+1)=x+2;?(2)f(x)為二次函數(shù)且f(0)=3,f(x+2)-f(x)=4x+2.試分別求出f(x)的解析式.?
解:(1)令t=+1,∴t≥1,x=(t-1)2.?
則f(t)=(t-1)2+2(t-1)=t2-1,即f(x)=x2-1,x∈[1,+∞).?
(2)設(shè)f(x)=ax2+bx+c(a≠0),?
∴f(x+2)=a(x+2)2+b(x+2)+c,?則f(x+2)-f(x)=4ax+4a+2b=4x+2.?
∴,?∴,又f(0)=3c=3,∴f(x)=x2-x+3.?
變式訓練2:(1)已知f()=lgx,求f(x);?
(2)已知f(x)是一次函數(shù),且滿足3f(x+1)-2f(x-1)=2x+17,求f(x);?
(3)已知f(x)滿足2f(x)+f()=3x,求f(x).?
解:(1)令+1=t,則x=,?
∴f(t)=lg,∴f(x)=lg,x∈(1,+∞).?
(2)設(shè)f(x)=ax+b,則?
3f(x+1)-2f(x-1)=3ax+3a+3b-2ax+2a-2b=ax+b+5a=2x+17,?
∴a=2,b=7,故f(x)=2x+7.?
(3)2f(x)+f()=3x,①?
把①中的x換成,得2f()+f(x)=②?
①×2-②得3f(x)=6x-,∴f(x)=2x-.
例3.等腰梯形ABCD的兩底分別為AD=2a,BC=a,∠BAD=45°,作直線MN⊥AD交AD于M,交折線ABCD于N,記AM=x,試將梯形ABCD位于直線MN左側(cè)的面積y表示為x的函數(shù),并寫出函數(shù)的定義域.?
解:作BH⊥AD,H為垂足,CG⊥AD,G為垂足,?
依題意,則有AH=,AG=a.?
(1)當M位于點H的左側(cè)時,N∈AB,?
由于AM=x,∠BAD=45°.?∴MN=x.?∴y=S△AMN=x2(0≤x≤).?
(2)當M位于HG之間時,由于AM=x,?∴MN=,BN=x-.?
∴y=SAMNB=[x+(x-)]=ax-?
(3)當M位于點G的右側(cè)時,由于AM=x,MN=MD=2a-x.?
∴y=SABCD-S△MDN=
綜上:y=
變式訓練3:已知函數(shù)f(x)=
(1)畫出函數(shù)的圖象;(2)求f(1),f(-1),f的值.
解:(1)分別作出f(x)在x>0,x=0,x<0段上的圖象,如圖所示,作法略.
(2)f(1)=12=1,f(-1)=-f=f(1)=1.
1.了解映射的概念,應(yīng)緊扣定義,抓住任意性和唯一性.
2.函數(shù)的解析式常用求法有:待定系數(shù)法、換元法(或湊配法)、解方程組法.使用換元法時,要注意研究定義域的變化.
3.在簡單實際問題中建立函數(shù)式,首先要選定變量,然后尋找等量關(guān)系,求得函數(shù)的解析式,還要注意定義域.若函數(shù)在定義域的不同子集上的對應(yīng)法則不同,可用分段函數(shù)來表示.
第2課時函數(shù)的定義域和值域
一、定義域:
1.函數(shù)的定義域就是使函數(shù)式的集合.
2.常見的三種題型確定定義域:
①已知函數(shù)的解析式,就是.
②復合函數(shù)f[g(x)]的有關(guān)定義域,就要保證內(nèi)函數(shù)g(x)的域是外函數(shù)f(x)的域.
③實際應(yīng)用問題的定義域,就是要使得有意義的自變量的取值集合.
二、值域:
1.函數(shù)y=f(x)中,與自變量x的值的集合.
2.常見函數(shù)的值域求法,就是優(yōu)先考慮,取決于,常用的方法有:①觀察法;②配方法;③反函數(shù)法;④不等式法;⑤單調(diào)性法;⑥數(shù)形法;⑦判別式法;⑧有界性法;⑨換元法(又分為法和法)
例如:①形如y=,可采用法;②y=,可采用法或法;③y=a[f(x)]2+bf(x)+c,可采用法;④y=x-,可采用法;⑤y=x-,可采用法;⑥y=可采用法等.
例1.求下列函數(shù)的定義域:?
(1)y=;?(2)y=;?(3)y=.?
解:(1)由題意得化簡得
即故函數(shù)的定義域為{x|x<0且x≠-1}.?
(2)由題意可得解得?
故函數(shù)的定義域為{x|-≤x≤且x≠±}.?
(3)要使函數(shù)有意義,必須有?
即∴x≥1,故函數(shù)的定義域為[1,+∞).?
變式訓練1:求下列函數(shù)的定義域:?
(1)y=+(x-1)0;(2)y=+(5x-4)0;(3)y=+lgcosx;?
解:(1)由得?所以-3<x<2且x≠1.?
故所求函數(shù)的定義域為(-3,1)∪(1,2).?
(2)由得?∴函數(shù)的定義域為
(3)由,得
借助于數(shù)軸,解這個不等式組,得函數(shù)的定義域為
例2.設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域為[0,1],求下列函數(shù)的定義域.?
(1)y=f(3x);(2)y=f();?
(3)y=f(;?(4)y=f(x+a)+f(x-a).??
解:(1)0≤3x≤1,故0≤x≤,?y=f(3x)的定義域為[0,].?
(2)仿(1)解得定義域為[1,+∞).?
(3)由條件,y的定義域是f與定義域的交集.?
列出不等式組
故y=f的定義域為.
(4)由條件得討論:?
①當即0≤a≤時,定義域為[a,1-a];?
②當即-≤a≤0時,定義域為[-a,1+a].?
綜上所述:當0≤a≤時,定義域為[a,1-a];當-≤a≤0時,定義域為[-a,1+a].?
變式訓練2:若函數(shù)f(x)的定義域是[0,1],則f(x+a)f(x-a)(0<a<)的定義域是()A.?B.[a,1-a]?C.[-a,1+a]?D.[0,1]?
解:?B
例3.求下列函數(shù)的值域:?
(1)y=(2)y=x-;?(3)y=.?
解:(1)方法一(配方法)?
∵y=1-而
∴0<∴∴值域為.
方法二(判別式法)
由y=得(y-1)
∵y=1時,1.又∵R,∴必須=(1-y)2-4y(y-1)≥0.
∴∵∴函數(shù)的值域為.(2)方法一(單調(diào)性法)?
定義域,函數(shù)y=x,y=-均在上遞增,
故y≤
∴函數(shù)的值域為.
方法二(換元法)?
令=t,則t≥0,且x=?∴y=-(t+1)2+1≤(t≥0),?
∴y∈(-∞,].?
(3)由y=得,ex=?∵ex>0,即>0,解得-1<y<1.?
∴函數(shù)的值域為{y|-1<y<1}.?
變式訓練3:求下列函數(shù)的值域:?
(1)y=;?(2)y=|x|.?
解:(1)(分離常數(shù)法)y=-,∵≠0,
∴y≠-.故函數(shù)的值域是{y|y∈R,且y≠-}.?
(2)方法一(換元法)?
∵1-x2≥0,令x=sin,則有y=|sincos|=|sin2|,?
故函數(shù)值域為[0,].
方法二y=|x|
∴0≤y≤即函數(shù)的值域為.
例4.若函數(shù)f(x)=x2-x+a的定義域和值域均為[1,b](b>1),求a、b的值.?
解:∵f(x)=(x-1)2+a-.
∴其對稱軸為x=1,即[1,b]為f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間.
∴f(x)min=f(1)=a-=1①
f(x)max=f(b)=b2-b+a=b②
由①②解得
變式訓練4:已知函數(shù)f(x)=x2-4ax+2a+6(x∈R).?
(1)求函數(shù)的值域為[0,+∞)時的a的值;?
(2)若函數(shù)的值均為非負值,求函數(shù)f(a)=2-a|a+3|的值域.?
解:(1)∵函數(shù)的值域為[0,+∞),?
∴Δ=16a2-4(2a+6)=02a2-a-3=0∴a=-1或a=.?
(2)對一切x∈R,函數(shù)值均非負,∴Δ=8(2a2-a-3)≤0-1≤a≤,∴a+3>0,?
∴f(a)=2-a(a+3)=-a2-3a+2=-(a+)2+(a).
∵二次函數(shù)f(a)在上單調(diào)遞減,∴f(a)min=f=-,f(a)max=f(-1)=4,?
∴f(a)的值域為.
1.求函數(shù)的定義域一般有三類問題:一是給出解釋式(如例1),應(yīng)抓住使整個解式有意義的自變量的集合;二是未給出解析式(如例2),就應(yīng)抓住內(nèi)函數(shù)的值域就是外函數(shù)的定義域;三是實際問題,此時函數(shù)的定義域除使解析式有意義外,還應(yīng)使實際問題或幾何問題有意義.
2.求函數(shù)的值域沒有通用方法和固定模式,除了掌握常用方法(如直接法、單調(diào)性法、有界性法、配方法、換元法、判別式法、不等式法、圖象法)外,應(yīng)根據(jù)問題的不同特點,綜合而靈活地選擇方法.
第3課時函數(shù)的單調(diào)性
一、單調(diào)性
1.定義:如果函數(shù)y=f(x)對于屬于定義域I內(nèi)某個區(qū)間上的任意兩個自變量的值x1、、x2,當x1、x2時,①都有,則稱f(x)在這個區(qū)間上是增函數(shù),而這個區(qū)間稱函數(shù)的一個;②都有,則稱f(x)在這個區(qū)間上是減函數(shù),而這個區(qū)間稱函數(shù)的一個.
若函數(shù)f(x)在整個定義域l內(nèi)只有唯一的一個單調(diào)區(qū)間,則f(x)稱為.
2.判斷單調(diào)性的方法:
(1)定義法,其步驟為:①;②;③.
(2)導數(shù)法,若函數(shù)y=f(x)在定義域內(nèi)的某個區(qū)間上可導,①若,則f(x)在這個區(qū)間上是增函數(shù);②若,則f(x)在這個區(qū)間上是減函數(shù).
二、單調(diào)性的有關(guān)結(jié)論
1.若f(x),g(x)均為增(減)函數(shù),則f(x)+g(x)函數(shù);
2.若f(x)為增(減)函數(shù),則-f(x)為;
3.互為反函數(shù)的兩個函數(shù)有的單調(diào)性;
4.復合函數(shù)y=f[g(x)]是定義在M上的函數(shù),若f(x)與g(x)的單調(diào)相同,則f[g(x)]為,若f(x),g(x)的單調(diào)性相反,則f[g(x)]為.
5.奇函數(shù)在其對稱區(qū)間上的單調(diào)性,偶函數(shù)在其對稱區(qū)間上的單調(diào)性.
例1.已知函數(shù)f(x)=ax+(a>1),證明:函數(shù)f(x)在(-1,+∞)上為增函數(shù).?
證明方法一任取x1,x2∈(-1,+∞),
不妨設(shè)x1<x2,則x2-x1>0,>1且>0,?
∴,又∵x1+1>0,x2+1>0,?
∴>0,?
于是f(x2)-f(x1)=+>0,?
故函數(shù)f(x)在(-1,+∞)上為增函數(shù).?
方法二f(x)=ax+1-(a>1),?
求導數(shù)得=axlna+,∵a>1,∴當x>-1時,axlna>0,>0,?
>0在(-1,+∞)上恒成立,則f(x)在(-1,+∞)上為增函數(shù).?
方法三∵a>1,∴y=ax為增函數(shù),?
又y=,在(-1,+∞)上也是增函數(shù).?
∴y=ax+在(-1,+∞)上為增函數(shù).
變式訓練1:討論函數(shù)f(x)=x+(a>0)的單調(diào)性.?
解:方法一顯然f(x)為奇函數(shù),所以先討論函數(shù)f(x)在(0,+∞)上的單調(diào)性,
設(shè)x1>x2>0,則?
f(x1)-f(x2)=(x1+)-(x2+)=(x1-x2)(1-).
∴當0<x2<x1≤時,>1,?
則f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),故f(x)在(0,]上是減函數(shù).?
當x1>x2≥時,0<<1,則f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),?
故f(x)在[,+∞)上是增函數(shù).∵f(x)是奇函數(shù),?
∴f(x)分別在(-∞,-]、[,+∞)上為增函數(shù);?
f(x)分別在[-,0)、(0,]上為減函數(shù).?
方法二由=1-=0可得x=±
當x>或x<-時,>0∴f(x)分別在(,+∞)、(-∞,-]上是增函數(shù).?
同理0<x<或-<x<0時,<0?
即f(x)分別在(0,]、[-,0)上是減函數(shù).
例2.判斷函數(shù)f(x)=在定義域上的單調(diào)性.?
解:函數(shù)的定義域為{x|x≤-1或x≥1},?
則f(x)=,?
可分解成兩個簡單函數(shù).?
f(x)==x2-1的形式.當x≥1時,u(x)為增函數(shù),為增函數(shù).?
∴f(x)=在[1,+∞)上為增函數(shù).當x≤-1時,u(x)為減函數(shù),為減函數(shù),?
∴f(x)=在(-∞,-1]上為減函數(shù).?
變式訓練2:求函數(shù)y=(4x-x2)的單調(diào)區(qū)間.?
解:由4x-x2>0,得函數(shù)的定義域是(0,4).令t=4x-x2,則y=t.?
∵t=4x-x2=-(x-2)2+4,∴t=4x-x2的單調(diào)減區(qū)間是[2,4),增區(qū)間是(0,2].?
又y=t在(0,+∞)上是減函數(shù),
∴函數(shù)y=(4x-x2)的單調(diào)減區(qū)間是(0,2],單調(diào)增區(qū)間是[2,4).
例3.求下列函數(shù)的最值與值域:?
(1)y=4-;(2)y=x+;(3)y=.?
解:(1)由3+2x-x2≥0得函數(shù)定義域為[-1,3],又t=3+2x-x2=4-(x-1)2.?
∴t∈[0,4],∈[0,2],
從而,當x=1時,ymin=2,當x=-1或x=3時,ymax=4.故值域為[2,4].?
(2)方法一函數(shù)y=x+是定義域為{x|x≠0}上的奇函數(shù),故其圖象關(guān)于原點對稱,故只討論
x>0時,即可知x<0時的最值.?
∴當x>0時,y=x+≥2=4,等號當且僅當x=2時取得.當x<0時,y≤-4,?
等號當且僅當x=-2時取得.綜上函數(shù)的值域為(-∞,-4]∪[4,+∞),無最值.?
方法二任取x1,x2,且x1<x2,?
因為f(x1)-f(x2)=x1+-(x2+)=?
所以當x≤-2或x≥2時,f(x)遞增,當-2<x<0或0<x<2時,f(x)遞減.?
故x=-2時,f(x)最大值=f(-2)=-4,x=2時,f(x)最小值=f(2)=4,?
所以所求函數(shù)的值域為(-∞,-4]∪[4,+∞),無最大(?。┲??
(3)將函數(shù)式變形為?y=,?
可視為動點M(x,0)與定點A(0,1)、B(2,-2)距離之和,連結(jié)AB,則直線AB與x軸的交點(橫坐標)即為所求的最小值點.?
ymin=|AB|=,可求得x=時,ymin=.?
顯然無最大值.故值域為[,+∞).?
變式訓練3:在經(jīng)濟學中,函數(shù)f(x)的邊際函數(shù)Mf(x)定義為Mf(x)=f(x+1)-f(x).某公司每月最多生產(chǎn)100臺報警系統(tǒng)裝置,生產(chǎn)x(x>0)臺的收入函數(shù)為R(x)=3000x-20x2(單位:元),其成本函數(shù)為C(x)=500x+4000(單位:元),利潤是收入與成本之差.?
(1)求利潤函數(shù)P(x)及邊際利潤函數(shù)MP(x);?
(2)利潤函數(shù)P(x)與邊際利潤函數(shù)MP(x)是否具有相同的最大值??
解:(1)P(x)=R(x)-C(x)=(3000x-20x2)-(500x+4000)=-20x2+2500x-4000
(x∈[1,100]且x∈N,)
MP(x)=P(x+1)-P(x)=-20(x+1)2+2500(x+1)-4000-(-20x2+2500x-4000)
=2480-40x(x∈[1,100]且x∈N).?
(2)P(x)=-20(x-2+74125,當x=62或63時,P(x)max=74120(元).?
因為MP(x)=2480-40x是減函數(shù),所以當x=1時,MP(x)max=2440(元).?
因此,利潤函數(shù)P(x)與邊際利潤函數(shù)MP(x)不具有相同的最大值.?
例4.(2009廣西河池模擬)已知定義在區(qū)間(0,+∞)上的函數(shù)f(x)滿足f(=f(x1)-f(x2),且當x>1時,f(x)<0.
(1)求f(1)的值;?
(2)判斷f(x)的單調(diào)性;?
(3)若f(3)=-1,解不等式f(|x|)<-2.?
解:(1)令x1=x2>0,代入得f(1)=f(x1)-f(x1)=0,故f(1)=0.?
(2)任取x1,x2∈(0,+∞),且x1>x2,則>1,由于當x>1時,f(x)<0,?
所以f<0,即f(x1)-f(x2)<0,因此f(x1)<f(x2),?
所以函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,+∞)上是單調(diào)遞減函數(shù).?
(3)由f()=f(x1)-f(x2)得f(=f(9)-f(3),而f(3)=-1,所以f(9)=-2.?
由于函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,+∞)上是單調(diào)遞減函數(shù),?
由f(|x|)<f(9),得|x|>9,∴x>9或x<-9.因此不等式的解集為{x|x>9或x<-9}.
變式訓練4:函數(shù)f(x)對任意的a、b∈R,都有f(a+b)=f(a)+f(b)-1,并且當x>0時,f(x)>1.?
(1)求證:f(x)是R上的增函數(shù);?
(2)若f(4)=5,解不等式f(3m2-m-2)<3.?
解:(1)設(shè)x1,x2∈R,且x1<x2,?
則x2-x1>0,∴f(x2-x1)>1.
f(x2)-f(x1)=f((x2-x1)+x1)-f(x1)=f(x2-x1)+f(x1)-1-f(x1)=f(x2-x1)-1>0.
∴f(x2)>f(x1).?
即f(x)是R上的增函數(shù).
(2)∵f(4)=f(2+2)=f(2)+f(2)-1=5,?
∴f(2)=3,
∴原不等式可化為f(3m2-m-2)<f(2),?
∵f(x)是R上的增函數(shù),∴3m2-m-2<2,
解得-1<m<,故解集為(-1,).
1.證明一個函數(shù)在區(qū)間D上是增(減)函數(shù)的方法有:(1)定義法.其過程是:作差——變形——判斷符號,而最常用的變形是將和、差形式的結(jié)構(gòu)變?yōu)榉e的形式的結(jié)構(gòu);(2)求導法.其過程是:求導——判斷導函數(shù)的符號——下結(jié)論.
2.確定函數(shù)單調(diào)區(qū)間的常用方法有:(1)觀察法;(2)圖象法(即通過畫出函數(shù)圖象,觀察圖象,確定單調(diào)區(qū)間);(3)定義法;(4)求導法.注意:單調(diào)區(qū)間一定要在定義域內(nèi).
3.含有參量的函數(shù)的單調(diào)性問題,可分為兩類:一類是由參數(shù)的范圍判定其單調(diào)性;一類是給定單調(diào)性求參數(shù)范圍,其解法是由定義或?qū)?shù)法得到恒成立的不等式,結(jié)合定義域求出參數(shù)的取值范圍.
第4課時函數(shù)的奇偶性
1.奇偶性:
①定義:如果對于函數(shù)f(x)定義域內(nèi)的任意x都有,則稱f(x)為奇函數(shù);若,則稱f(x)為偶函數(shù).如果函數(shù)f(x)不具有上述性質(zhì),則f(x)不具有.如果函數(shù)同時具有上述兩條性質(zhì),則f(x).
②簡單性質(zhì):
1)圖象的對稱性質(zhì):一個函數(shù)是奇函數(shù)的充要條件是它的圖象關(guān)于對稱;一個函數(shù)是偶函數(shù)的充要條件是它的圖象關(guān)于對稱.
2)函數(shù)f(x)具有奇偶性的必要條件是其定義域關(guān)于對稱.
2.與函數(shù)周期有關(guān)的結(jié)論:
①已知條件中如果出現(xiàn)、或(、均為非零常數(shù),),都可以得出的周期為;
②的圖象關(guān)于點中心對稱或的圖象關(guān)于直線軸對稱,均可以得到周期
例1.判斷下列函數(shù)的奇偶性.?
(1)f(x)=;?
(2)f(x)=log2(x+)(x∈R);?
(3)f(x)=lg|x-2|.?
解:(1)∵x2-1≥0且1-x2≥0,∴x=±1,即f(x)的定義域是{-1,1}.?
∵f(1)=0,f(-1)=0,∴f(1)=f(-1),f(-1)=-f(1),?
故f(x)既是奇函數(shù)又是偶函數(shù).?
(2)方法一易知f(x)的定義域為R,?
又∵f(-x)=log2[-x+]=log2=-log2(x+)=-f(x),?
∴f(x)是奇函數(shù).?
方法二易知f(x)的定義域為R,?
又∵f(-x)+f(x)=log2[-x+]+log2(x+)=log21=0,即f(-x)=-f(x),?
∴f(x)為奇函數(shù).?
(3)由|x-2|>0,得x≠2.?
∴f(x)的定義域{x|x≠2}關(guān)于原點不對稱,故f(x)為非奇非偶函數(shù).?
變式訓練1:判斷下列各函數(shù)的奇偶性:?
(1)f(x)=(x-2);?
(2)f(x)=;?
(3)f(x)=
解:(1)由≥0,得定義域為[-2,2),關(guān)于原點不對稱,故f(x)為非奇非偶函數(shù).?
(2)由得定義域為(-1,0)∪(0,1).?
這時f(x)=.?
∵f(-x)=-∴f(x)為偶函數(shù).?
(3)x<-1時,f(x)=x+2,-x>1,∴f(-x)=-(-x)+2=x+2=f(x).?
x>1時,f(x)=-x+2,-x<-1,f(-x)=x+2=f(x).?
-1≤x≤1時,f(x)=0,-1≤-x≤1,f(-x)=0=f(x).?
∴對定義域內(nèi)的每個x都有f(-x)=f(x).因此f(x)是偶函數(shù).?
例2已知函數(shù)f(x),當x,y∈R時,恒有f(x+y)=f(x)+f(y).?
(1)求證:f(x)是奇函數(shù);?
(2)如果x∈R+,f(x)<0,并且f(1)=-,試求f(x)在區(qū)間[-2,6]上的最值.?
(1)證明:∵函數(shù)定義域為R,其定義域關(guān)于原點對稱.?
∵f(x+y)=f(x)+f(y),令y=-x,∴f(0)=f(x)+f(-x).令x=y=0,?
∴f(0)=f(0)+f(0),得f(0)=0.∴f(x)+f(-x)=0,得f(-x)=-f(x),?
∴f(x)為奇函數(shù).?
(2)解:方法一設(shè)x,y∈R+,∵f(x+y)=f(x)+f(y),?
∴f(x+y)-f(x)=f(y).?∵x∈R+,f(x)<0,?
∴f(x+y)-f(x)<0,?∴f(x+y)<f(x).?
∵x+y>x,?∴f(x)在(0,+∞)上是減函數(shù).又∵f(x)為奇函數(shù),f(0)=0,?
∴f(x)在(-∞,+∞)上是減函數(shù).∴f(-2)為最大值,f(6)為最小值.?
∵f(1)=-,∴f(-2)=-f(2)=-2f(1)=1,f(6)=2f(3)=2[f(1)+f(2)]=-3.?
∴所求f(x)在區(qū)間[-2,6]上的最大值為1,最小值為-3.?
方法二設(shè)x1<x2,且x1,x2∈R.?
則f(x2-x1)=f[x2+(-x1)]=f(x2)+f(-x1)=f(x2)-f(x1).?
∵x2-x1>0,∴f(x2-x1)<0.∴f(x2)-f(x1)<0.即f(x)在R上單調(diào)遞減.?
∴f(-2)為最大值,f(6)為最小值.∵f(1)=-,?
∴f(-2)=-f(2)=-2f(1)=1,f(6)=2f(3)=2[f(1)+f(2)]=-3.?
∴所求f(x)在區(qū)間[-2,6]上的最大值為1,最小值為-3.?
變式訓練2:已知f(x)是R上的奇函數(shù),且當x∈(-∞,0)時,f(x)=-xlg(2-x),求f(x)的解析式.?
解:∵f(x)是奇函數(shù),可得f(0)=-f(0),∴f(0)=0.?
當x>0時,-x<0,由已知f(-x)=xlg(2+x),∴-f(x)=xlg(2+x),?
即f(x)=-xlg(2+x)(x>0).∴f(x)=
即f(x)=-xlg(2+|x|)(x∈R).
例3已知函數(shù)f(x)的定義域為R,且滿足f(x+2)=-f(x)?.?
(1)求證:f(x)是周期函數(shù);?
(2)若f(x)為奇函數(shù),且當0≤x≤1時,f(x)=x,求使f(x)=-在[0,2009]上的所有x的個數(shù).?
(1)證明:∵f(x+2)=-f(x),?
∴f(x+4)=-f(x+2)=-[-f(x)]=f(x),
∴f(x)是以4為周期的周期函數(shù).
(2)解:當0≤x≤1時,f(x)=x,?
設(shè)-1≤x≤0,則0≤-x≤1,∴f(-x)=(-x)=-x.?
∵f(x)是奇函數(shù),∴f(-x)=-f(x),?
∴-f(x)=-x,即f(x)=x.
故f(x)=x(-1≤x≤1)
又設(shè)1<x<3,則-1<x-2<1,?
∴f(x-2)=(x-2),
又∵f(x-2)=-f(2-x)=-f((-x)+2)=-[-f(-x)]=-f(x),?
∴-f(x)=(x-2),?
∴f(x)=-(x-2)(1<x<3).
∴f(x)=
由f(x)=-,解得x=-1.?
∵f(x)是以4為周期的周期函數(shù).?故f(x)=-的所有x=4n-1(n∈Z).
令0≤4n-1≤2009,則≤n≤,?
又∵n∈Z,∴1≤n≤502(n∈Z),?
∴在[0,2009]上共有502個x使f(x)=-.
變式訓練3:已知函數(shù)f(x)=x2+|x-a|+1,a∈R.?
(1)試判斷f(x)的奇偶性;?
(2)若-≤a≤,求f(x)的最小值.
解:(1)當a=0時,函數(shù)f(-x)=(-x)2+|-x|+1=f(x),?
此時,f(x)為偶函數(shù).當a≠0時,f(a)=a2+1,f(-a)=a2+2|a|+1,?
f(a)≠f(-a),f(a)≠-f(-a),此時,f(x)為非奇非偶函數(shù).?
(2)當x≤a時,f(x)=x2-x+a+1=(x-)2+a+,?
∵a≤,故函數(shù)f(x)在(-∞,a]上單調(diào)遞減,?
從而函數(shù)f(x)在(-∞,a]上的最小值為f(a)=a2+1.?
當x≥a時,函數(shù)f(x)=x2+x-a+1=(x+)2-a+,?
∵a≥-,故函數(shù)f(x)在[a,+∞)上單調(diào)遞增,從而函數(shù)f(x)在[a,+∞)上的
最小值為f(a)=a2+1.?
綜上得,當-≤a≤時,函數(shù)f(x)的最小值為a2+1.
1.奇偶性是某些函數(shù)具有的一種重要性質(zhì),對一個函數(shù)首先應(yīng)判斷它是否具有這種性質(zhì).判斷函數(shù)的奇偶性應(yīng)首先檢驗函數(shù)的定義域是否關(guān)于原點對稱,然后根據(jù)奇偶性的定義判斷(或證明)函數(shù)是否具有奇偶性.如果要證明一個函數(shù)不具有奇偶性,可以在定義域內(nèi)找到一對非零實數(shù)a與-a,驗證f(a)±f(-a)≠0.
2.對于具有奇偶性的函數(shù)的性質(zhì)的研究,我們可以重點研究y軸一側(cè)的性質(zhì),再根據(jù)其對稱性得到整個定義域上的性質(zhì).
3.函數(shù)的周期性:第一應(yīng)從定義入手,第二應(yīng)結(jié)合圖象理解.
第5課時指數(shù)函數(shù)
1.根式:
(1)定義:若,則稱為的次方根
①當為奇數(shù)時,次方根記作__________;
②當為偶數(shù)時,負數(shù)沒有次方根,而正數(shù)有兩個次方根且互為相反數(shù),記作________(a0).
(2)性質(zhì):
①;
②當為奇數(shù)時,;
③當為偶數(shù)時,_______=
2.指數(shù):
(1)規(guī)定:
①a0=(a≠0);
②a-p=;
③.
(2)運算性質(zhì):
①(a0,r、Q)
②(a0,r、Q)
③(a0,r、Q)
注:上述性質(zhì)對r、R均適用.
3.指數(shù)函數(shù):
①定義:函數(shù)稱為指數(shù)函數(shù),1)函數(shù)的定義域為;2)函數(shù)的值域為;3)當________時函數(shù)為減函數(shù),當_______時為增函數(shù).
②函數(shù)圖像:
1)過點,圖象在;2)指數(shù)函數(shù)以為漸近線(當時,圖象向無限接近軸,當時,圖象向無限接近x軸);3)函數(shù)的圖象關(guān)于對稱.
③函數(shù)值的變化特征:
例1.已知a=,b=9.求:(1)(2).
解:(1)原式=.÷[a]?==a.?
∵a=,∴原式=3.?
(2)方法一化去負指數(shù)后解.?
∵a=∴a+b=
方法二利用運算性質(zhì)解.?
∵a=∴a+b=
變式訓練1:化簡下列各式(其中各字母均為正數(shù)):
(1)
(2)
解:(1)原式=
(2)原式=-
例2.函數(shù)f(x)=x2-bx+c滿足f(1+x)=f(1-x)且f(0)=3,則f(bx)與f(cx)的大小關(guān)系是()
A.f(bx)≤f(cx)?B.f(bx)≥f(cx)
C.f(bx)>f(cx)D.大小關(guān)系隨x的不同而不同
解:A
變式訓練2:已知實數(shù)a、b滿足等式,下列五個關(guān)系式:?①0<b<a;②a<b<0;③0<a<b;④b<a<0;⑤a=b.?其中不可能成立的關(guān)系式有()
A.1個?B.2個?C.3個?D.4個?
解:B??
例3.求下列函數(shù)的定義域、值域及其單調(diào)區(qū)間:?
(1)f(x)=3;?(2)g(x)=-(.
解:(1)依題意x2-5x+4≥0,?解得x≥4或x≤1,?
∴f(x)的定義域是(-∞,1]∪[4,+∞).?
令u=∵x∈(-∞,1]∪[4,+∞),?
∴u≥0,即≥0,而f(x)=3≥30=1,?
∴函數(shù)f(x)的值域是[1,+∞).?
∵u=,∴當x∈(-∞,1]時,u是減函數(shù),?
當x∈[4,+∞)時,u是增函數(shù).而3>1,∴由復合函數(shù)的單調(diào)性可知,?
f(x)=3在(-∞,1]上是減函數(shù),在[4,+∞)上是增函數(shù).?
故f(x)的增區(qū)間是[4,+∞),減區(qū)間是(-∞,1].?
(2)由g(x)=-(?
∴函數(shù)的定義域為R,令t=(x(t>0),∴g(t)=-t2+4t+5=-(t-2)2+9,?
∵t>0,∴g(t)=-(t-2)2+9≤9,等號成立的條件是t=2,?
即g(x)≤9,等號成立的條件是(=2,即x=-1,∴g(x)的值域是(-∞,9].?
由g(t)=-(t-2)2+9(t>0),而t=(是減函數(shù),∴要求g(x)的增區(qū)間實際上是求g(t)的減區(qū)間,?求g(x)的減區(qū)間實際上是求g(t)的增區(qū)間.?
∵g(t)在(0,2]上遞增,在[2,+∞)上遞減,?
由0<t=(≤2,可得x≥-1,?由t=(≥2,可得x≤-1.?
∴g(x)在[-1,+∞)上遞減,在(-∞,-1]上遞增,?
故g(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(-∞,-1],單調(diào)遞減區(qū)間是[-1,+∞).?
變式訓練3:求下列函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間:?(1)y=(;(2)y=2.?
解:(1)函數(shù)的定義域為R.?
令u=6+x-2x2,則y=(.?
∵二次函數(shù)u=6+x-2x2的對稱軸為x=,?
在區(qū)間[,+∞)上,u=6+x-2x2是減函數(shù),?
又函數(shù)y=(u是減函數(shù),?
∴函數(shù)y=(在[,+∞)上是增函數(shù).?
故y=(單調(diào)遞增區(qū)間為[,+∞).?
(2)令u=x2-x-6,則y=2u,?
∵二次函數(shù)u=x2-x-6的對稱軸是x=,
在區(qū)間[,+∞)上u=x2-x-6是增函數(shù).?
又函數(shù)y=2u為增函數(shù),?
∴函數(shù)y=2在區(qū)間[,+∞)上是增函數(shù).?
故函數(shù)y=2的單調(diào)遞增區(qū)間是[,+∞).
例4.設(shè)a>0,f(x)=是R上的偶函數(shù).?
(1)求a的值;?
(2)求證:f(x)在(0,+∞)上是增函數(shù).?
(1)解:∵f(x)是R上的偶函數(shù),∴f(-x)=f(x),?∴
∴(a-=0對一切x均成立,?
∴a-=0,而a>0,∴a=1.
(2)證明在(0,+∞)上任取x1、x2,且x1<x2,
則f(x1)-f(x2)=+--
=(
∵x1<x2,∴有??
∵x1>0,x2>0,∴x1+x2>0,∴>1,
-1<0.∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),
故f(x)在(0,+∞)上是增函數(shù).
變式訓練4:已知定義在R上的奇函數(shù)f(x)有最小正周期2,且當x∈(0,1)時,f(x)=.
(1)求f(x)在[-1,1]上的解析式;?
(2)證明:f(x)在(0,1)上是減函數(shù).?
(1)解:當x∈(-1,0)時,-x∈(0,1).?
∵f(x)是奇函數(shù),∴f(x)=-f(-x)=-
由f(0)=f(-0)=-f(0),且f(1)=-f(-1)=-f(-1+2)=-f(1),?
得f(0)=f(1)=f(-1)=0.∴在區(qū)間[-1,1]上,有?f(x)=
(2)證明當x∈(0,1)時,f(x)=
設(shè)0<x1<x2<1,?
則f(x1)-f(x2)=
∵0<x1<x2<1,∴>0,2-1>0,∴f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),?
故f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減.
1.=a,ab=N,logaN=b(其中N0,a0,a≠1)是同一數(shù)量關(guān)系的三種不同表示形式,因此在許多問題中需要熟練進行它們之間的相互轉(zhuǎn)化,選擇最好的形式進行運算.在運算中,根式常?;癁橹笖?shù)式比較方便,而對數(shù)式一般應(yīng)化為同底.
2.處理指數(shù)函數(shù)的有關(guān)問題,要緊密聯(lián)系函數(shù)圖象,運用數(shù)形結(jié)合的思想進行求解.
3.含有參數(shù)的指數(shù)函數(shù)的討論問題是重點題型,解決這類問題最基本的分類方案是以“底”大于1或小于1分類.
4.含有指數(shù)的較復雜的函數(shù)問題大多數(shù)都以綜合形式出現(xiàn),與其它函數(shù)(特別是二次函數(shù))形成的
函數(shù)問題,與方程、不等式、數(shù)列等內(nèi)容形成的各類綜合問題等等,因此要注意知識的相互滲透或綜合.
第6課時對數(shù)函數(shù)
1.對數(shù):
(1)定義:如果,那么稱為,記作,其中稱為對數(shù)的底,N稱為真數(shù).
①以10為底的對數(shù)稱為常用對數(shù),記作___________.
②以無理數(shù)為底的對數(shù)稱為自然對數(shù),記作_________.
(2)基本性質(zhì):
①真數(shù)N為(負數(shù)和零無對數(shù));②;③;
④對數(shù)恒等式:.
(3)運算性質(zhì):
①loga(MN)=___________________________;
②loga=____________________________;
③logaMn=(n∈R).
④換底公式:logaN=(a0,a≠1,m0,m≠1,N0)
⑤.
2.對數(shù)函數(shù):
①定義:函數(shù)稱為對數(shù)函數(shù),1)函數(shù)的定義域為(;2)函數(shù)的值域為;3)當______時,函數(shù)為減函數(shù),當______時為增函數(shù);
4)函數(shù)與函數(shù)互為反函數(shù).
②1)圖象經(jīng)過點(),圖象在;2)對數(shù)函數(shù)以為漸近線(當時,圖象向上無限接近y軸;當時,圖象向下無限接近y軸);
4)函數(shù)y=logax與的圖象關(guān)于x軸對稱.
③函數(shù)值的變化特征:
例1計算:(1)
(2)2(lg)2+lglg5+;?
(3)lg-lg+lg.??
解:(1)方法一利用對數(shù)定義求值?
設(shè)=x,?則(2+)x=2-==(2+)-1,∴x=-1.?
方法二利用對數(shù)的運算性質(zhì)求解?
==(2+)-1=-1.?
(2)原式=lg(2lg+lg5)+=lg(lg2+lg5)+|lg-1|?
=lg+(1-lg)=1.?
(3)原式=(lg32-lg49)-lg8+lg245?
=(5lg2-2lg7)-×+(2lg7+lg5)?
=lg2-lg7-2lg2+lg7+lg5=lg2+lg5?
=lg(2×5)=lg10=.??
變式訓練1:化簡求值.?
(1)log2+log212-log242-1;?
(2)(lg2)2+lg2lg50+lg25;?
(3)(log32+log92)(log43+log83).?
解:(1)原式=log2+log212-log2-log22=log2?
(2)原式=lg2(lg2+lg50)+lg25=2lg2+lg25=lg100=2.?
(3)原式=(
例2比較下列各組數(shù)的大小.?
(1)log3與log5;?(2)log1.10.7與log1.20.7;?
(3)已知logb<loga<logc,比較2b,2a,2c的大小關(guān)系.?
解:(1)∵log3<log31=0,?而log5>log51=0,∴l(xiāng)og3<log5.?
(2)方法一∵0<0.7<1,1.1<1.2,?∴0>,?
∴,?
即由換底公式可得log1.10.7<log1.20.7.?
方法二作出y=log1.1x與y=log1.2x的圖象.?
如圖所示兩圖象與x=0.7相交可知log1.10.7<log1.20.7.?
(3)∵y=為減函數(shù),且,?
∴b>a>c,而y=2x是增函數(shù),∴2b>2a>2c.?
變式訓練2:已知0<a<1,b>1,ab>1,則loga的大小關(guān)系是()
A.logaB.
C.D.
解:C
例3已知函數(shù)f(x)=logax(a>0,a≠1),如果對于任意x∈[3,+∞)都有|f(x)|≥1成立,
試求a的取值范圍.?
解:當a>1時,對于任意x∈[3,+∞),都有f(x)>0.?
所以,|f(x)|=f(x),而f(x)=logax在[3,+∞)上為增函數(shù),
∴對于任意x∈[3,+∞),有f(x)≥loga3.
因此,要使|f(x)|≥1對于任意x∈[3,+∞)都成立.?
只要loga3≥1=logaa即可,∴1<a≤3.
當0<a<1時,對于x∈[3,+∞),有f(x)<0,?
∴|f(x)|=-f(x).
∵f(x)=logax在[3,+∞)上為減函數(shù),?
∴-f(x)在[3,+∞)上為增函數(shù).?
∴對于任意x∈[3,+∞)都有?
|f(x)|=-f(x)≥-loga3.
因此,要使|f(x)|≥1對于任意x∈[3,+∞)都成立,?
只要-loga3≥1成立即可,?
∴l(xiāng)oga3≤-1=loga,即≤3,∴≤a<1.?
綜上,使|f(x)|≥1對任意x∈[3,+∞)都成立的a的取值范圍是:(1,3]∪[,1).
變式訓練3:已知函數(shù)f(x)=log2(x2-ax-a)在區(qū)間(-∞,?1-]上是單調(diào)遞減函數(shù).求實數(shù)a的取值范圍.?
解:令g(x)=x2-ax-a,
則g(x)=(x-)2-a-,?由以上知g(x)的圖象關(guān)于直線x=對稱且此拋物線開口向上.?
因為函數(shù)f(x)=log2g(x)的底數(shù)2>1,?
在區(qū)間(-∞,1-]上是減函數(shù),?
所以g(x)=x2-ax-a在區(qū)間(-∞,1-]上也是單調(diào)減函數(shù),且g(x)>0.?
∴
解得2-2≤a<2.?
故a的取值范圍是{a|2-2≤a<2}.
例4已知過原點O的一條直線與函數(shù)y=log8x的圖象交于A、B兩點,分別過A、B作y軸的平行與函數(shù)y=log2x的圖象交于C、D兩點.?
(1)證明:點C、D和原點O在同一直線上;?
(2)當BC平行于x軸時,求點A的坐標.?
(1)證明設(shè)點A、B的橫坐標分別為x1、x2,?
由題設(shè)知x1>1,x2>1,則點A、B的縱坐標分別為log8x1、log8x2.?
因為A、B在過點O的直線上,所以
點C、D的坐標分別為(x1,log2x1)、(x2,log2x2),?
由于log2x1==3log8x1,log2x2=3log8x2,?
OC的斜率為k1=,?
OD的斜率為由此可知k1=k2,即O、C、D在同一直線上.?
(2)解:由于BC平行于x軸,知log2x1=log8x2,即得log2x1=log2x2,x2=x31,?
代入x2log8x1=x1log8x2,得x31log8x1=3x1log8x1,由于x1>1,知log8x1≠0,故x31=3x1,?
又因x1>1,解得x1=,于是點A的坐標為(,log8).
變式訓練4:已知函數(shù)f(x)=log2+log2(x-1)+log2(p-x).?
(1)求f(x)的定義域;?(2)求f(x)的值域.?
解:(1)f(x)有意義時,有?
由①、②得x>1,由③得x<p,因為函數(shù)的定義域為非空數(shù)集,故p>1,f(x)的定義域是(1,p).
(2)f(x)=log2[(x+1)(p-x)]?
=log2[-(x-)2+](1<x<p),?
①當1<<p,即p>3時,?
0<-(x-,?
∴l(xiāng)og2≤2log2(p+1)-2.?
②當≤1,即1<p≤3時,?
∵0<-(x-
∴l(xiāng)og2<1+log2(p-1).?
綜合①②可知:?
當p>3時,f(x)的值域是(-∞,2log2(p+1)-2];?
當1<p≤3時,函數(shù)f(x)的值域是(-∞,1+log2(p-1)).
1.處理對數(shù)函數(shù)的有關(guān)問題,要緊密聯(lián)系函數(shù)圖象,運用數(shù)形結(jié)合的思想進行求解.
2.對數(shù)函數(shù)值的變化特點是解決含對數(shù)式問題時使用頻繁的關(guān)鍵知識,要達到熟練、運用自如的水平,使用時常常要結(jié)合對數(shù)的特殊值共同分析.
3.含有參數(shù)的指對數(shù)函數(shù)的討論問題是重點題型,解決這類問題最基本的分類方案是以“底”大于1或小于1分類.
4.含有指數(shù)、對數(shù)的較復雜的函數(shù)問題大多數(shù)都以綜合形式出現(xiàn),與其它函數(shù)(特別是二次函數(shù))形成的函數(shù)問題,與方程、不等式、數(shù)列等內(nèi)容形成的各類綜合問題等等,因此要注意知識的相互滲透或綜合.
第7課時函數(shù)的圖象
一、基本函數(shù)圖象特征(作出草圖)
1.一次函數(shù)為;
2.二次函數(shù)為;
3.反比例函數(shù)為;
4.指數(shù)函數(shù)為,對數(shù)函數(shù)為.
二、函數(shù)圖象變換
1.平移變換:①水平變換:y=f(x)→y=f(x-a)(a0)
y=f(x)→y=f(x+a)(a0)
②豎直變換:y=f(x)→y=f(x)+b(b0)
y=f(x)→y=f(x)-b(b0)
2.對稱變換:
①y=f(-x)與y=f(x)關(guān)于對稱
②y=-f(x)與y=f(x)關(guān)于對稱
③y=-f(-x)與y=f(x)關(guān)于對稱
④y=f-1(x)與y=f(x)關(guān)于對稱
⑤y=|f(x)|的圖象是將y=f(x)圖象的
⑥y=f(|x|)的圖象是將y=f(x)圖象的
3.伸縮變換:
①y=Af(x)(A0)的圖象是將y=f(x)的圖象的.
②y=f(ax)(a0)的圖象是將y=f(x)的圖象的.
4.若對于定義域內(nèi)的任意x,若f(a-x)=f(a+x)(或f(x)=f(2a-x)),則f(x)關(guān)于對稱,若f(a-x)+f(a+x)=2b(或f(x)+f(2a-x)=2b),則f(x)關(guān)于對稱.
例1作出下列函數(shù)的圖象.?
(1)y=(lgx+|lgx|);?(2)y=;?(3)y=|x|.?
解:(1)y=
(2)由y=,得y=+2.?作出y=的圖象,將y=的圖象向右平移一個單位,再向上平移2個單位得y=+2的圖象.?
(3)作出y=()x的圖象,保留y=()x圖象中x≥0的部分,加上y=()x的圖象中x>0的部分關(guān)于y軸的對稱部分,即得y=()|x|?的圖象.其圖象依次如下:?
變式訓練1:作出下列各個函數(shù)的圖象:(1)y=2-2x;(2)y=|log(1-x)|;
(3)y=.?
解:(1)由函數(shù)y=2x的圖象關(guān)于x軸對稱可得到y(tǒng)=-2x的圖象,再將圖象向上平移2個單位,可得y=2-2x的圖象.如圖甲.?
(2)由y=logx的圖象關(guān)于y軸對稱,可得y=log(-x)的圖象,再將圖象向右平移1個單位,即得到y(tǒng)=log(1-x).然后把x軸下方的部分翻折到x軸上方,可得到y(tǒng)=|log(1-x)|的圖象.如圖乙.?
(3)y=.?
先作出y=-的圖象,如圖丙中的虛線部分,然后將圖象向左平移1個單位,向上平移2個單位,即得到所求圖象.如圖丙所示的實線部分.
例2函數(shù)y=f(x)與函數(shù)y=g(x)的圖象如圖,則函數(shù)y=f(x)g(x)的圖象可能是()?
解:?A??
變式訓練2:設(shè)a>1,實數(shù)x,y滿足|x|-loga=0,則y關(guān)于x的函數(shù)的圖象形狀大致是()
解:?B??
例3設(shè)函數(shù)f(x)=x2-2|x|-1(-3≤x≤3).?
(1)證明:f(x)是偶函數(shù);?
(2)畫出函數(shù)的圖象;?
(3)指出函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間,并說明在各個單調(diào)區(qū)間上f(x)是增函數(shù)還是減函數(shù);?
(4)求函數(shù)的值域.?
(1)證明f(-x)=(-x)2-2|-x|-1?=x2-2|x|-1=f(x),?
即f(-x)=f(x),∴f(x)是偶函數(shù).?
(2)解:當x≥0時,f(x)=x2-2x-1=(x-1)2-2,?
當x<0時,f(x)=x2+2x-1=(x+1)2-2,?
即f(x)=
根據(jù)二次函數(shù)的作圖方法,可得函數(shù)圖象如圖所示.?
(3)解:函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間為[-3,-1),[-1,0),[0,1),[1,3].
f(x)在區(qū)間[-3,-1)和[0,1)上為減函數(shù),在[-1,0),[1,3]上為增函數(shù).(4)解:當x≥0時,函數(shù)f(x)=(x-1)2-2的最小值為-2,最大值為f(3)=2;?
當x<0時,函數(shù)f(x)=(x+1)2-2的最小值為-2,最大值為f(-3)=2;?
故函數(shù)f(x)的值域為[-2,2].
變式訓練3:當x∈(1,2)時,不等式(x-1)2<logax恒成立,則a的取值范圍為.?
解:(1,2]
1.作函數(shù)圖象的基本方法是:
①討論函數(shù)的定義域及函數(shù)的奇偶性和單調(diào)性;
②考慮是否可由基本初等函數(shù)的圖象變換作出圖象;
③準確描出關(guān)鍵的點線(如圖象與x、y軸的交點,極值點(頂點),對稱軸,漸近線,等等).
2.圖象對稱性證明需歸結(jié)為任意點的對稱性證明.
3.注意分清是一個函數(shù)自身是對稱圖形,還是兩個不同的函數(shù)圖象對稱.
第8課時冪函數(shù)
1.冪函數(shù)的概念:一般地,我們把形如的函數(shù)稱為冪函數(shù),其中是自變量,是常數(shù);
注意:冪函數(shù)與指數(shù)函數(shù)的區(qū)別.
2.冪函數(shù)的性質(zhì):
(1)冪函數(shù)的圖象都過點;
(2)當時,冪函數(shù)在上;當時,冪函數(shù)在上;
(3)當時,冪函數(shù)是;當時,冪函數(shù)是.
3.冪函數(shù)的性質(zhì):
(1)都過點;
(2)任何冪函數(shù)都不過象限;
(3)當時,冪函數(shù)的圖象過.
4.冪函數(shù)的圖象在第一象限的分布規(guī)律:(1)在經(jīng)過點平行于軸的直線的右側(cè),按冪指數(shù)由小到大的關(guān)系冪函數(shù)的圖象從到分布;
(2)冪指數(shù)的分母為偶數(shù)時,圖象只在象限;冪指數(shù)的分子為偶數(shù)時,圖象在第一、第二象限關(guān)于軸對稱;冪指數(shù)的分子、分母都為奇數(shù)時,圖象在第一、第三象限
關(guān)于對稱.
例1.寫出下列函數(shù)的定義域,并指出它們的奇偶性:
(1)(2)(3)
(4)(5)(6)
解:(1)此函數(shù)的定義域為R,
∴此函數(shù)為奇函數(shù).
(2)
∴此函數(shù)的定義域為
此函數(shù)的定義域不關(guān)于原點對稱
∴此函數(shù)為非奇非偶函數(shù).
(3)
∴此函數(shù)的定義域為
∴此函數(shù)為偶函數(shù)
(4)
∴此函數(shù)的定義域為
∴此函數(shù)為偶函數(shù)
(5)
∴此函數(shù)的定義域為
此函數(shù)的定義域不關(guān)于原點對稱
∴此函數(shù)為非奇非偶函數(shù)
(6)
∴此函數(shù)的定義域為
∴此函數(shù)既是奇函數(shù)又是偶函數(shù)
變式訓練1:討論下列函數(shù)的定義域、值域,奇偶性與單調(diào)性:
(1)(2)(3)(4)(5)
分析:要求冪函數(shù)的定義域和值域,可先將分數(shù)指數(shù)式化為根式.
解:(1)定義域R,值域R,奇函數(shù),在R上單調(diào)遞增.
(2)定義域,值域,偶函數(shù),在上單調(diào)遞增,
在上單調(diào)遞減.
(3)定義域,值域,偶函數(shù),非奇非偶函數(shù),在上單調(diào)遞增.
(4)定義域,值域,奇函數(shù),在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞減.
(5)定義域,值域,非奇非偶函數(shù),在上單調(diào)遞減.
例2比較大?。?br>
(1)(2)
(3)
(4)
解:(1)∵在上是增函數(shù),,∴
(2)∵在上是增函數(shù),
,∴
(3)∵在上是減函數(shù),
,∴;
∵是增函數(shù),,
∴;
綜上,
(4)∵,,,
∴
變式訓練2:將下列各組數(shù)用小于號從小到大排列:
(1)
(2)
(3)
解:(1)
(2)
(3)
例3已知冪函數(shù)()的圖象與軸、軸都無交點,且關(guān)于原點對稱,求的值.
分析:冪函數(shù)圖象與軸、軸都無交點,則指數(shù)小于或等于零;圖象關(guān)于原點對稱,則函數(shù)為奇函數(shù).結(jié)合,便可逐步確定的值.
解:∵冪函數(shù)()的圖象與軸、軸都無交點,
∴,∴;
∵,∴,又函數(shù)圖象關(guān)于原點對稱,
∴是奇數(shù),∴或.
變式訓練3:證明冪函數(shù)在上是增函數(shù).
分析:直接根據(jù)函數(shù)單調(diào)性的定義來證明.
證明:設(shè),
則
即
此函數(shù)在上是增函數(shù)
1.注意冪函數(shù)與指數(shù)函數(shù)的區(qū)別.
2.冪函數(shù)的性質(zhì)要熟練掌握
第9課時函數(shù)與方程
1.一元二次函數(shù)與一元二次方程
一元二次函數(shù)與一元二次方程(以后還將學習一元二次不等式)的關(guān)系一直是高中數(shù)學函數(shù)這部分內(nèi)容中的重點,也是高考必考的知識點.我們要弄清楚它們之間的對應(yīng)關(guān)系:一元二次函數(shù)的圖象與軸的交點的橫坐標是對應(yīng)一元二次方程的解;反之,一元二次方程的解也是對應(yīng)的一元二次函數(shù)的圖象與軸的交點的橫坐標.
2.函數(shù)與方程
兩個函數(shù)與圖象交點的橫坐標就是方程的解;反之,要求方程的解,也只要求函數(shù)與圖象交點的橫坐標.
3.二分法求方程的近似解
二分法求方程的近似解,首先要找到方程的根所在的區(qū)間,則必有,再取區(qū)間的中點,再判斷的正負號,若,則根在區(qū)間中;若,則根在中;若,則即為方程的根.按照以上方法重復進行下去,直到區(qū)間的兩個端點的近似值相同(且都符合精確度要求),即可得一個近似值.
例1.(1)若,則方程的根是()
A.B.-C.2D.-2
解:A.
(2)設(shè)函數(shù)對都滿足,且方程恰有6個不同的實數(shù)根,則這6個實根的和為()
A.0B.9C.12D.18
解:由知的圖象有對稱軸,方程的6個根在軸上對應(yīng)的點關(guān)于直線對稱,依次設(shè)為,故6個根的和為18,答案為D.
(3)已知,(、、∈R),則有()
A.B.C.D.
解法一::依題設(shè)有
∴是實系數(shù)一元二次方程的一個實根;
∴△=≥0∴,答案為B.
解法二:去分母,移項,兩邊平方得:+=20.
∴,答案為B.
(4)關(guān)于的方程的兩個實根、滿足,則實數(shù)m的取值范圍
解:設(shè),則,
即:,解得:.
(5)若對于任意,函數(shù)的值恒大于零,則的取值范圍是
解:設(shè),顯然,
則,即,解得:.
變式訓練1:當時,函數(shù)的值有正值也有負值,則實數(shù)的取值范圍是()
A.B.C.D.
解:D
例2.設(shè)依次是方程,,
的實數(shù)根,試比較的大小.
解:在同一坐標內(nèi)作出函數(shù),,的圖象
從圖中可以看出,
又,故
變式訓練2:已知函數(shù)滿足,且∈[-1,1]時,,則與的圖象交點的個數(shù)是()
A.3B.4C.5D.6
解:由知故是周期為2的函數(shù),在同一坐標系中作出與的圖象,可以看出,交點個數(shù)為4.
例3.已知二次函數(shù)為常數(shù),且滿足條件:,且方程有等根
(1)求的解析式;
(2)是否存在實數(shù)、,使定義域和值域分別為[m,n]和[4m,4n],如果存在,求出m、n的值;如果不存在,說明理由
解:(1)∵方程有等根,∴,得b=2.
由知此函數(shù)圖象的對稱軸方程為,得,
故.
(2),∴4n1,即
而拋物線的對稱軸為∴時,在[m,n]上為增函數(shù)
若滿足題設(shè)條件的m,n存在,則,
又,∴,這時定義域為[–2,0],值域為[–8,0]
由以上知滿足條件的m、n存在,.
變式訓練3:已知函數(shù)(
(1)求證:在(0,+∞)上是增函數(shù);
(2)若在(0,+∞)上恒成立,求的取值范圍;
(3)若在[m,n]上的值域是[m,n](m≠n),求的取值范圍
解:(1)證明任取
∵,∴,,
∴,即,故在(0,+∞)上是增函數(shù)
(2)解:∵在(0,+∞)上恒成立,且a>0,
∴在(0,+∞)上恒成立,
令,當且僅當即x=時取等號
要使在(0,+∞)上恒成立,則
故的取值范圍是[,+∞).
(3)解:由(1)在定義域上是增函數(shù)
∴,即,
故方程有兩個不相等的正根m,n,注意到,
故只需要(,由于,則.
例4.若函數(shù)的圖象與軸有交點,則實數(shù)的取值范圍是()
A.B.C.D.
解:令,得:,∵,∴,即.
變式訓練4:對于函數(shù),若存在∈R,使成立,則稱為的不動點已知函數(shù)
(1)當時,求的不動點;
(2)若對任意實數(shù)b,函數(shù)恒有兩個相異的不動點,求a的取值范圍;
解:(1)當時,
由題意可知,得
故當當時,的不動點.
(2)∵恒有兩個不動點,
∴,
即恒有兩相異實根
∴恒成立
于是解得
故當b∈R,恒有兩個相異的不動點時,
本節(jié)主要注意以下幾個問題:
1.利用函數(shù)的圖象求方程的解的個數(shù);
2.一元二次方程的根的分布;
3.利用函數(shù)的最值解決不等式恒成立問題
第10課時函數(shù)模型及其應(yīng)用
1.抽象概括:研究實際問題中量,確定變量之間的主、被動關(guān)系,并用x、y分別表示問題中的變量;
2.建立函數(shù)模型:將變量y表示為x的函數(shù),在中學數(shù)學內(nèi),我們建立的函數(shù)模型一般都是函數(shù)的解析式;
3.求解函數(shù)模型:根據(jù)實際問題所需要解決的目標及函數(shù)式的結(jié)構(gòu)特點正確選擇函數(shù)知識求得函數(shù)模型的解,并還原為實際問題的解.
這些步驟用框圖表示是:
例1.如圖所示,在矩形ABCD中,已知AB=a,BC=b(b<a),在AB,AD,CD,CB上分別截取AE,AH,CG,CF都等于x,當x為何值時,四邊形EFGH的面積最大?并求出最大面積.?
解:設(shè)四邊形EFGH的面積為S,?
則S△AEH=S△CFG=x2,
S△BEF=S△DGH=(a-x)(b-x),?
∴S=ab-2[2+(a-x)(b-x)]?
=-2x2+(a+b)x=-2(x-2+?
由圖形知函數(shù)的定義域為{x|0<x≤b}.?
又0<b<a,∴0<b<,若≤b,即a≤3b時,?
則當x=時,S有最大值;?
若>b,即a>3b時,?
S(x)在(0,b]上是增函數(shù),?
此時當x=b時,S有最大值為?
-2(b-)2+=ab-b2,?
綜上可知,當a≤3b時,x=時,?
四邊形面積Smax=,?
當a>3b時,x=b時,四邊形面積Smax=ab-b2.?
變式訓練1:某商人將進貨單價為8元的某種商品按10元一個銷售時,每天可賣出100個,現(xiàn)在他采用提高售價,減少進貨量的辦法增加利潤,已知這種商品銷售單價每漲1元,銷售量就減少10個,問他將售價每個定為多少元時,才能使每天所賺的利潤最大?并求出最大值.
解:設(shè)每個提價為x元(x≥0),利潤為y元,每天銷售總額為(10+x)(100-10x)元,
進貨總額為8(100-10x)元,?
顯然100-10x>0,即x<10,?
則y=(10+x)(100-10x)-8(100-10x)=(2+x)(100-10x)=-10(x-4)2+360(0≤x<10).?
當x=4時,y取得最大值,此時銷售單價應(yīng)為14元,最大利潤為360元.?
例2.據(jù)氣象中心觀察和預測:發(fā)生于M地的沙塵暴一直向正南方向移動,其移動速度
v(km/h)與時間t(h)的函數(shù)圖象如圖所示,過線段OC上一點T(t,0)作橫軸
的垂線l,梯形OABC在直線l左側(cè)部分的面積即為t(h)內(nèi)沙塵暴所經(jīng)過的路程s(km).(1)當t=4時,求s的值;?
(2)將s隨t變化的規(guī)律用數(shù)學關(guān)系式表示出來;?
(3)若N城位于M地正南方向,且距M地650km,試判斷這
場沙塵暴是否會侵襲到N城,如果會,在沙塵暴發(fā)生后多長時間它將
侵襲到N城?如果不會,請說明理由.?
解:(1)由圖象可知:
當t=4時,v=3×4=12,?
∴s=×4×12=24.?
(2)當0≤t≤10時,s=t3t=t2,?
當10<t≤20時,s=×10×30+30(t-10)=30t-150;?
當20<t≤35時,s=×10×30+10×30+(t-20)×30-×(t-20)×2(t-20)=-t2+70t-550.
綜上可知s=
(3)∵t∈[0,10]時,smax=×102=150<650.?
t∈(10,20]時,smax=30×20-150=450<650.?
∴當t∈(20,35]時,令-t2+70t-550=650.?
解得t1=30,t2=40,∵20<t≤35,?
∴t=30,所以沙塵暴發(fā)生30h后將侵襲到N城.?
變式訓練2:某工廠生產(chǎn)一種機器的固定成本(即固定投入)為0.5萬元,但每生產(chǎn)100臺,
需要加可變成本(即另增加投入)0.25萬元.市場對此產(chǎn)品的年需求量為500臺,銷售的收入函數(shù)為R(x)=5x-(萬元)(0≤x≤5),其中x是產(chǎn)品售出的數(shù)量(單位:百臺).
(1)把利潤表示為年產(chǎn)量的函數(shù);?
(2)年產(chǎn)量是多少時,工廠所得利潤最大??
(3)年產(chǎn)量是多少時,工廠才不虧本??
解:(1)當x≤5時,產(chǎn)品能售出x百臺;?
當x>5時,只能售出5百臺,?
故利潤函數(shù)為L(x)=R(x)-C(x)?
=
(2)當0≤x≤5時,L(x)=4.75x--0.5,?
當x=4.75時,L(x)max=10.78125萬元.?
當x>5時,L(x)=12-0.25x為減函數(shù),?
此時L(x)<10.75(萬元).∴生產(chǎn)475臺時利潤最大.?
(3)由
得x≥4.75-=0.1(百臺)或x<48(百臺).?
∴產(chǎn)品年產(chǎn)量在10臺至4800臺時,工廠不虧本.?
例3.某市居民自來水收費標準如下:每戶每月用水不超過4噸時,每噸為1.80元,當用水超過4噸時,超過部分每噸3.00元,某月甲、乙兩戶共交水費y元,已知甲、乙兩用戶該月用水量分別為5x,3x噸.?
(1)求y關(guān)于x的函數(shù);?
(2)若甲、乙兩戶該月共交水費26.4元,分別求出甲、乙兩戶該月的用水量和水費.?
解:(1)當甲的用水量不超過4噸時,即5x≤4,乙的用水量也不超過4噸,
y=(5x+3x)×1.8=14.4x;?
當甲的用水量超過4噸,乙的用水量不超過4噸時,?
即3x≤4且5x>4,?
y=4×1.8+3x×1.8+3×(5x-4)=20.4x-4.8.?
當乙的用水量超過4噸時,?
即3x>4,y=8×1.8+3(8x-8)=24x-9.6,?
所以y=
(2)由于y=f(x)在各段區(qū)間上均為單調(diào)遞增,?
當x∈[0,]時,y≤f()<26.4;?
當x∈(,]時,y≤f()<26.4;?
當x∈(,+∞)時,令24x-9.6=26.4,解得x=1.5,?
所以甲戶用水量為5x=7.5噸,?
付費S1=4×1.8+3.5×3=17.70(元);?
乙戶用水量為3x=4.5噸,?
付費S2=4×1.8+0.5×3=8.70(元).
變式訓練3:1999年10月12日“世界60億人口日”,提出了“人類對生育的選擇將決定世界未來”的主題,控制人口急劇增長的緊迫任務(wù)擺在我們的面前.?
(1)世界人口在過去40年內(nèi)翻了一番,問每年人口平均增長率是多少??
(2)我國人口在1998年底達到12.48億,若將人口平均增長率控制在1%以內(nèi),我國人口在2008年底至多有多少億??
以下數(shù)據(jù)供計算時使用:
數(shù)N1.0101.0151.0171.3102.000
對數(shù)lgN0.00430.00650.00730.11730.3010
數(shù)N3.0005.00012.4813.1113.78
對數(shù)lgN0.47710.69901.09621.11761.1392
解:(1)設(shè)每年人口平均增長率為x,n年前的人口數(shù)為y,?
則y(1+x)n=60,則當n=40時,y=30,?
即30(1+x)40=60,∴(1+x)40=2,
兩邊取對數(shù),則40lg(1+x)=lg2,?
則lg(1+x)==0.007525,?
∴1+x≈1.017,得x=1.7%.
(2)依題意,y≤12.48(1+1%)10?,?
得lgy≤lg12.48+10×lg1.01=1.1392,?
∴y≤13.78,故人口至多有13.78億.
答每年人口平均增長率為1.7%,2008年人口至多有13.78億.
解決函數(shù)應(yīng)用問題應(yīng)著重注意以下幾點:
1.閱讀理解、整理數(shù)據(jù):通過分析、畫圖、列表、歸類等方法,快速弄清數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,數(shù)據(jù)的單位等等;
2.建立函數(shù)模型:關(guān)鍵是正確選擇自變量將問題的目標表示為這個變量的函數(shù),建立函數(shù)模型的過程主要是抓住某些量之間的相等關(guān)系列出函數(shù)式,不要忘記考察函數(shù)的定義域;
3.求解函數(shù)模型:主要是計算函數(shù)的特殊值,研究函數(shù)的單調(diào)性,求函數(shù)的值域、最大(小)值等,注意發(fā)揮函數(shù)圖象的作用.
4.還原評價:應(yīng)用問題不是單純的數(shù)學問題,既要符合數(shù)學學科又要符合實際背景,因于解出的結(jié)果要代入原問題進行檢驗、評判最后作出結(jié)論,作出回答.
函數(shù)單元測試題
一、選擇題
1.函數(shù)y=的定義域是()?
?A.[1,+∞)B.(,+∞)?C.[,1]?D.(,1]?
2.(2009河南新鄭二中模擬)設(shè)函數(shù)f(x)=x|x|+bx+c,給出下列四個命題:()
①當b≥0時,函數(shù)y=f(x)是單調(diào)函數(shù)
②當b=0,c>0時,方程f(x)=0只有一個實根
③函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于點(0,c)對稱
④方程f(x)=0至多有3個實根,其中正確命題的個數(shù)為
?A.1個B.2個C.3個D.4個?
3.(2008湛江模擬)下列函數(shù)在其定義域內(nèi)既是奇函數(shù)又是增函數(shù)的是()?
?A.y=x(x∈(0,+∞))B.y=3x(x∈R)?
?C.y=x(x∈R)?D.y=lg|x|(x≠0)?
4.(2008杭州模擬)已知偶函數(shù)f(x)滿足條件:當x∈R時,恒有f(x+2)=f(x),且0≤x≤1時,有>0,則f(,f(,f(的大小關(guān)系是()
?A.f(>f(>f(?
B.f(>f(>f(?
?C.f(>f(>f(
?D.f(>f(>f(,
5.如圖為函數(shù)y=m+lognx的圖象,其中m,n為常數(shù),則下列結(jié)論正確的是()
?A.m<0,n>1?B.m>0,n>1?
?C.m>0,0<n<1??D.m<0,0<n<1?
6.已知f(x)是以2為周期的偶函數(shù),且當x∈(0,1)時,f(x)=2x-1,則f(log212)的值為()?A.B.C.2D.11?
7.(2008重慶理,4)已知函數(shù)y=的最大值為M,最小值為m,則的值為()?A.B.?C.D.?
8.若方程2ax2-x-1=0在(0,1)內(nèi)恰有一解,則a的取值范圍是()
?A.a<-1?B.a>1?C.-1<a<1D.0≤a<1?
9.f(x)是定義在R上的以3為周期的偶函數(shù),且f(2)=0,則方程f(x)=0在區(qū)間(0,6)內(nèi)解的個數(shù)的最小值是()
?A.5?B.4C.3D.2?
10.某農(nóng)貿(mào)市場出售西紅柿,當價格上漲時,供給量相應(yīng)增加,而需求量相應(yīng)減少,具體調(diào)查結(jié)果如下表:
表1市場供給表?
單價(元/kg)22.42.83.23.64
供給量
(1000kg)506070758090
表2市場需求表?
單價(元/kg)43.42.92.62.32
供給量
(1000kg)506065707580
根據(jù)以上提供的信息,市場供需平衡點(即供給量和需求量相等時的單價)應(yīng)在區(qū)間()?
?A.(2.3,2.4)內(nèi)?B.(2.4,2.6)內(nèi)?
?C.(2.6,2.8)內(nèi)?D.(2.8,2.9)內(nèi)?
11.(2008成都模擬)已知函數(shù)f(x)=loga(+bx)(a>0且a≠1),則下列敘述正確的是()
?A.若a=,b=-1,則函數(shù)f(x)為R上的增函數(shù)?
?B.若a=,b=-1,則函數(shù)f(x)為R上的減函數(shù)?
?C.若函數(shù)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),則b=±1?
?D.若函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),則b=1?
12.設(shè)函數(shù)f(x)=若f(a)<1,則實數(shù)a的取值范圍是()
?A.(-∞,-3)B.(1,+∞)?C.(-3,1)D.(-∞,-3)(1,+∞)?
二、填空題
13.(2009廣西河池模擬)已知函數(shù)f(x)=log2(x2+1)(x≤0),則=.
14.已知函數(shù)f(x)=則f(log23)的值為.?
15.(2008通州模擬)用二分法求方程x3-2x-5=0在區(qū)間[2,3]內(nèi)的實根,取區(qū)間中點x0=2.5,那么下一個有實根的區(qū)間是.?
答案(2,2.5)?
16.(2008福州模擬)對于函數(shù)f(x)定義域中任意的x1,x2(x1≠x2),?
有如下結(jié)論:?
①f(x1+x2)=f(x1)f(x2);?
②f(x1x2)=f(x1)+f(x2);?
③>0;?
④f()<
當f(x)=2x時,上述結(jié)論中正確結(jié)論的序號是.?
三、解答題
17.設(shè)直線x=1是函數(shù)f(x)的圖象的一條對稱軸,對于任意x∈R,f(x+2)=-f(x),當-1≤x≤1時,f(x)=x3.
(1)證明:f(x)是奇函數(shù);?
(2)當x∈[3,7]時,求函數(shù)f(x)的解析式.?
18.等腰梯形ABCD的兩底分別為AB=10,CD=4,兩腰AD=CB=5,動點P由B點沿折線BCDA向A運動,設(shè)P點所經(jīng)過的路程為x,三角形ABP的面積為S?
(1)求函數(shù)S=f(x)的解析式;?
(2)試確定點P的位置,使△ABP的面積S最大.?
19.(2008深圳模擬)據(jù)調(diào)查,某地區(qū)100萬從事傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的農(nóng)民,人均收入3000元,為了增加農(nóng)民的收入,當?shù)卣e極引進資本,建立各種加工企業(yè),對當?shù)氐霓r(nóng)產(chǎn)品進行深加工,同時吸收當?shù)夭糠洲r(nóng)民進入加工企業(yè)工作,據(jù)估計,如果有x(x>0)萬人進企業(yè)工作,那么剩下從事傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的農(nóng)民的人均收入有望提高2x%,而進入企業(yè)工作的農(nóng)民的人均收入為3000a元(a>0).?
(1)在建立加工企業(yè)后,要使從事傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的農(nóng)民的年總收入不低于加工企業(yè)建立前的農(nóng)民的年總收入,試求x的取值范圍;?
(2)在(1)的條件下,當?shù)卣畱?yīng)該如何引導農(nóng)民(即x多大時),能使這100萬農(nóng)民的人均年收入達到最大.?
20.設(shè)a,b∈R,且a≠2,定義在區(qū)間(-b,b)內(nèi)的函數(shù)f(x)=是奇函數(shù).?
(1)求b的取值范圍;?
(2)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性.?
21.已知定義域為R的函數(shù)f(x)滿足f(f(x)-x2+x)=f(x)-x2+x.?
(1)若f(2)=3,求f(1);又若f(0)=a,求f(a);?
(2)設(shè)有且僅有一個實數(shù)x0,使得f(x0)=x0,求函數(shù)f(x)解析表達式.?
22.(2008南京模擬)已知函數(shù)y=f(x)是定義在區(qū)間[-,]上的偶函數(shù),且
x∈[0,]時,f(x)=-x2-x+5.?
(1)求函數(shù)f(x)的解析式;?
(2)若矩形ABCD的頂點A,B在函數(shù)y=f(x)的圖象上,頂點C,D在x軸上,求矩形ABCD面積的最大值.?
函數(shù)單元測試題答案
一、選擇題
1.D??
2.?D??
3.?C??
4.(B??
5.?D??
6.?A??
7.C??
8.B??
9.B??
10.C??
11.A??
12.?C??
二、填空題
13.-?
14.?
15.(2,2.5)?
16.①③④?
三、解答題
17.(1)證明∵x=1是f(x)的圖象的一條對稱軸,?
∴f(x+2)=f(-x).又∵f(x+2)=-f(x),?
∴f(x)=-f(x+2)=-f(-x),即f(-x)=-f(x).∴f(x)是奇函數(shù).?
(2)解∵f(x+2)=-f(x),∴f(x+4)=f[(x+2)+2]?
=-f(x+2)=f(x),∴T=4.若x∈[3,5],則(x-4)∈[-1,1],?
∴f(x-4)=(x-4)3.又∵f(x-4)=f(x),?
∴f(x)=(x-4)3,x∈[3,5].若x∈(5,7],則(x-4)∈(1,3],f(x-4)=f(x).?
由x=1是f(x)的圖象的一條對稱軸可知f[2-(x-4)]=f(x-4)?
且2-(x-4)=(6-x)∈[-1,1],故f(x)=f(x-4)=f(6-x)=(6-x)3=-(x-6)3.?
綜上可知f(x)=
18.解(1)過C點作CE⊥AB于E,?
在△BEC中,CE==4,∴sinB=.?
由題意,當x∈(0,5]時,過P點作PF⊥AB于F,?
∴PF=xsinB=x,∴S=×10×x=4x,?
當x∈(5,9]時,∴S=×10×4=20.?
當x∈(9,14]時,AP=14-x,PF=APsinA=,?
∴S=×10×(14-x)×=56-4x.綜上可知,函數(shù)S=f(x)=
(2)由(1)知,當x∈(0,5]時,f(x)=4x為增函數(shù),所以,當x=5時,取得最大值20.?
當x∈(5,9]時,f(x)=20,最大值為20.當x∈(9,14]時,f(x)=56-4x為減函數(shù),無最大值.?綜上可知:當P點在CD上時,△ABP的面積S最大為20.
19.解(1)由題意得?
(100-x)3000(1+2x%)≥100×3000,即x2-50x≤0,解得0≤x≤50.?
又∵x>0,∴0<x≤50.?
(2)設(shè)這100萬農(nóng)民的人均年收入為y元,?
則y=
=-.∴若25(a+1)≤50,即0<a≤1時,當x=25(a+1)時,
ymax=
若a>1時,函數(shù)在上是增函數(shù).∴當x=50時,
ymax=×502+30(a+1)×50+3000=-1500+1500a+1500+3000=1500a+3000.
答若0<a≤1,當x=25(a+1)時,使100萬農(nóng)民人均年收入最大.?
若a>1,當x=50時,使100萬農(nóng)民的人均年收入最大.?
20.解(1)f(x)=lg(-b<x<b)是奇函數(shù)等價于:?
對任意x∈(-b,b)都有?
①式即為,由此可得?
,也即a2x2=4x2,此式對任意x∈(-b,b)都成立相當于a2=4,
因為a≠2,所以a=-2,
代入②式,得>0,即-<x<,此式對任意x∈(-b,b)都成立相當于
-≤-b<b≤,?
所以b的取值范圍是(0,].?
(2)設(shè)任意的x1,x2∈(-b,b),且x1<x2,由b∈(0,],得-≤-b<x1<x2<b≤,?所以0<1-2x2<1-2x1,0<1+2x1<1+2x2,?
從而f(x2)-f(x1)=
因此f(x)在(-b,b)內(nèi)是減函數(shù),具有單調(diào)性.
21.解(1)因為對任意x∈R,有f(f(x)-x2+x)=f(x)-x2+x,?
所以f(f(2)-22+2)=f(2)-22+2又由f(2)=3,得f(3-22+2)=3-22+2,即f(1)=1.?
若f(0)=a,則f(a-02+0)=a-02+0,即f(a)=a.?
(2)因為對任意x∈R,有f(f(x)-x2+x)=f(x)-x2+x.又因為有且只有一個實數(shù)x0,使得f(x0)=x0.?
所以對任意x∈R,有f(x)-x2+x=x0.在上式中令x=x0,有f(x0)-+x0=x0.?
又因為f(x0)=x0,所以x0-=0,故x0=0或x0=1.若x0=0,則f(x)-x2+x=0,即f(x)=x2-x.?
但方程x2-x=x有兩個不同實根,與題設(shè)條件矛盾,故x0≠0.?
若x0=1,則有f(x)-x2+x=1,即f(x)=x2-x+1.易驗證該函數(shù)滿足題設(shè)條件.?
22.解(1)當x∈[-,0]時,-x∈[0,].?
∴f(-x)=-(-x)2-(-x)+5=-x2+x+5.又∵f(x)是偶函數(shù),?
∴f(x)=f(-x)=-x2+x+5.?∴f(x)=?
(2)由題意,不妨設(shè)A點在第一象限,坐標為(t,-t2-t+5),其中t∈(0,].?
由圖象對稱性可知B點坐標為(-t,-t2-t+5).則S(t)=S矩形ABCD=2t(-t2-t+5)=-2t3-2t2+10t.?=-6t2-4t+10.由=0,得t1=-(舍去),t2=1.
當0<t<1時,>0;t>1時,<0.?
∴S(t)在(0,1]上單調(diào)遞增,在[1,]上單調(diào)遞減.∴當t=1時,矩形ABCD的面積取得極大值6,
且此極大值也是S(t)在t∈(0,]上的最大值.從而當t=1時,矩形ABCD的面積取得最大值6.
五年高考薈萃
2009年高考題
1.(2009全國卷Ⅰ理)函數(shù)的定義域為R,若與都是奇函數(shù),則()
A.是偶函數(shù)B.是奇函數(shù)
C.D.是奇函數(shù)
答案D
解析與都是奇函數(shù),
,
函數(shù)關(guān)于點,及點對稱,函數(shù)是周期的周期函數(shù).,,即是奇函數(shù)。故選D
2.(2009浙江理)對于正實數(shù),記為滿足下述條件的函數(shù)構(gòu)成的集合:且,有.下列結(jié)論中正確的是()
A.若,,則
B.若,,且,則
C.若,,則
D.若,,且,則
答案C
解析對于,即有,令,有,不妨設(shè),,即有,因此有,因此有.
3.(2009浙江文)若函數(shù),則下列結(jié)論正確的是()
A.,在上是增函數(shù)
B.,在上是減函數(shù)
C.,是偶函數(shù)
D.,是奇函數(shù)
答案C
【命題意圖】此題主要考查了全稱量詞與存在量詞的概念和基礎(chǔ)知識,通過對量詞的考查結(jié)合函數(shù)的性質(zhì)進行了交匯設(shè)問.
解析對于時有是一個偶函數(shù)
4.(2009山東卷理)函數(shù)的圖像大致為().
答案A
解析函數(shù)有意義,需使,其定義域為,排除C,D,又因為,所以當時函數(shù)為減函數(shù),故選A.
【命題立意】:本題考查了函數(shù)的圖象以及函數(shù)的定義域、值域、單調(diào)性等性質(zhì).本題的難點在于給出的函數(shù)比較復雜,需要對其先變形,再在定義域內(nèi)對其進行考察其余的性質(zhì).
5.(2009山東卷理)定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x)=,
則f(2009)的值為()
A.-1B.0C.1D.2
答案C
解析由已知得,,,
,,
,,,
所以函數(shù)f(x)的值以6為周期重復性出現(xiàn).,所以f(2009)=f(5)=1,故選C.
【命題立意】:本題考查歸納推理以及函數(shù)的周期性和對數(shù)的運算.
6.(2009山東卷文)函數(shù)的圖像大致為().
答案A.
解析函數(shù)有意義,需使,其定義域為,排除C,D,又因為,所以當時函數(shù)為減函數(shù),故選A.
【命題立意】:本題考查了函數(shù)的圖象以及函數(shù)的定義域、值域、單調(diào)性等性質(zhì).本題的難點在于給出的函數(shù)比較復雜,需要對其先變形,再在定義域內(nèi)對其進行考察其余的性質(zhì).
7.(2009山東卷文)定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x)=,
則f(3)的值為()
A.-1B.-2C.1D.2
答案B
解析由已知得,,,
,,故選B.
【命題立意】:本題考查對數(shù)函數(shù)的運算以及推理過程.
8.(2009山東卷文)已知定義在R上的奇函數(shù),滿足,且在區(qū)間[0,2]上是增函數(shù),則().
A.B.
C.D.
答案D
解析因為滿足,所以,所以函數(shù)是以8為周期的周期函數(shù),則,,,又因為在R上是奇函數(shù),,得,,而由得,又因為在區(qū)間[0,2]上是增函數(shù),所以,所以,即,故選D.
【命題立意】:本題綜合考查了函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性、周期性等性質(zhì),運用化歸的數(shù)學思想和數(shù)形結(jié)合的思想解答問題.
9.(2009全國卷Ⅱ文)函數(shù)y=(x0)的反函數(shù)是()
(A)(x0)(B)(x0)
(B)(x0)(D)(x0)
答案B
解析本題考查反函數(shù)概念及求法,由原函數(shù)x0可知AC錯,原函數(shù)y0可知D錯.
10.(2009全國卷Ⅱ文)函數(shù)y=的圖像()
(A)關(guān)于原點對稱(B)關(guān)于主線對稱
(C)關(guān)于軸對稱(D)關(guān)于直線對稱
答案A
解析本題考查對數(shù)函數(shù)及對稱知識,由于定義域為(-2,2)關(guān)于原點對稱,又f(-x)=-f(x),故函數(shù)為奇函數(shù),圖像關(guān)于原點對稱,選A。
11.(2009全國卷Ⅱ文)設(shè)則()
(A)(B)(C)(D)
答案B
解析本題考查對數(shù)函數(shù)的增減性,由1lge0,知ab,又c=lge,作商比較知cb,選B。
12.(2009廣東卷理)若函數(shù)是函數(shù)的反函數(shù),其圖像經(jīng)過點,則()
A.B.C.D.
答案B
解析,代入,解得,所以,選B.
13.(2009廣東卷理)已知甲、乙兩車由同一起點同時出發(fā),并沿同一路線(假定為直線)行駛.甲車、乙車的速度曲線分別為(如圖2所示).那么對于圖中給定的,下列判斷中一定正確的是()
A.在時刻,甲車在乙車前面
B.時刻后,甲車在乙車后面
C.在時刻,兩車的位置相同
D.時刻后,乙車在甲車前面
答案A
解析由圖像可知,曲線比在0~、0~與軸所圍成圖形面積大,則在、時刻,甲車均在乙車前面,選A.
14.(2009安徽卷理)設(shè)<b,函數(shù)的圖像可能是()
答案C
解析,由得,∴當時,取極大值0,當時取極小值且極小值為負。故選C。
或當時,當時,選C
15.(2009安徽卷文)設(shè),函數(shù)的圖像可能是()
答案C
解析可得的兩個零解.
當時,則
當時,則當時,則選C。
16.(2009江西卷文)函數(shù)的定義域為()
A.B.C.D.
答案D
解析由得或,故選D.
17.(2009江西卷文)已知函數(shù)是上的偶函數(shù),若對于,都有,且當時,,則的值為()
A.B.C.D.
答案C
解析,故選C.
18.(2009江西卷文)如圖所示,一質(zhì)點在平面上沿曲線運動,
速度大小不變,其在軸上的投影點的運動速度的圖象
大致為()
函數(shù)的概念與圖象
§2.1.1函數(shù)的概念與圖象(1)
[自學目標]
1.體會函數(shù)是描述變量之間的依賴關(guān)系的重要數(shù)學模型,理解函數(shù)的概念;
2.了解構(gòu)成函數(shù)的要素有定義域、值域與對應(yīng)法則;
[知識要點]
1.函數(shù)的定義:,.
2.函數(shù)概念的三要素:定義域、值域與對應(yīng)法則.
3.函數(shù)的相等.
[預習自測]
例1.判斷下列對應(yīng)是否為函數(shù):
(1)
(2)這里
補充:(1)︱,;
(2);
(3)︱,;
(4)≤≤≤≤
分析:判斷是否為函數(shù)應(yīng)從定義入手,其關(guān)鍵是是否為單值對應(yīng),單值對應(yīng)的關(guān)鍵是元素對應(yīng)的存在性和唯一性。
例2.下列各圖中表示函數(shù)的是------------------------------------------[]
ABCD
例3.在下列各組函數(shù)中,與表示同一函數(shù)的是------------------[]
A.=1,=B.與
C.與D.=∣∣,=
(≥)
例4已知函數(shù)求及
(),
[課內(nèi)練習]
1.下列圖象中表示函數(shù)y=f(x)關(guān)系的有--------------------------------()
A.(1)(2)(4)B.(1)(2)C.(2)(3)(4)D.(1)(4)
2.下列四組函數(shù)中,表示同一函數(shù)的是----------------------------------()
A.和B.和
C.和D.和
3.下列四個命題
(1)f(x)=有意義;
(2)表示的是含有的代數(shù)式
(3)函數(shù)y=2x(x)的圖象是一直線;
(4)函數(shù)y=的圖象是拋物線,其中正確的命題個數(shù)是()
A.1B.2C.3D.0
4.已知f(x)=,則f()=;
5.已知f滿足f(ab)=f(a)+f(b),且f(2)=,那么=
[歸納反思]
1.本課時的重點內(nèi)容是函數(shù)的定義與函數(shù)記號的意義,難點是函數(shù)概念的理解和正確應(yīng)用;
2.判斷兩個函數(shù)是否是同一函數(shù),是函數(shù)概念的一個重要應(yīng)用,要能緊扣函數(shù)定義的三要素進行分析,從而正確地作出判斷.
[鞏固提高]
1.下列各圖中,可表示函數(shù)的圖象的只可能是--------------------[]
ABCD
2.下列各項中表示同一函數(shù)的是-----------------------------------------[]
A.與B.=,=
C.與D.21與
3.若(為常數(shù)),=3,則=------------------------[]
A.B.1C.2D.
4.設(shè),則等于--------------------------------[]
A.B.C.D.
5.已知=,則=,=
6.已知=,且,則的定義域是,
值域是
7.已知=,則
8.設(shè),求的值
9.已知函數(shù)求使的的取值范圍
10.若,,求,
函數(shù)的概念
函數(shù)的概念(一)
一、教學目標
1、知識與技能:
函數(shù)是描述客觀世界變化規(guī)律的重要數(shù)學模型.高中階段不僅把函數(shù)看成變量之間
的依賴關(guān)系,同時還用集合與對應(yīng)的語言刻畫函數(shù),高中階段更注重函數(shù)模型化的思想與意識.
2、過程與方法:
(1)通過實例,進一步體會函數(shù)是描述變量之間的依賴關(guān)系的重要數(shù)學模型,在此基礎(chǔ)上學習用集合與對應(yīng)的語言來刻畫函數(shù),體會對應(yīng)關(guān)系在刻畫函數(shù)概念中的作用;
(2)了解構(gòu)成函數(shù)的要素;
(3)會求一些簡單函數(shù)的定義域和值域;
(4)能夠正確使用“區(qū)間”的符號表示某些函數(shù)的定義域;
3、情態(tài)與價值,使學生感受到學習函數(shù)的必要性的重要性,激發(fā)學習的積極性。
二、教學重點與難點:
重點:理解函數(shù)的模型化思想,用集合與對應(yīng)的語言來刻畫函數(shù);
難點:符號“y=f(x)”的含義,函數(shù)定義域和值域的區(qū)間表示;
三、學法與教學方法
1、學法:學生通過自學、思考、交流、討論和概括,從而更好地完成本節(jié)課的教學目標.
2、教學方法:探析交流法
四、教學過程
(一)創(chuàng)設(shè)情景,揭示課題
1、復習初中所學函數(shù)的概念,強調(diào)函數(shù)的模型化思想;
2、閱讀課本引例,體會函數(shù)是描述客觀事物變化規(guī)律的數(shù)學模型的思想:
(1)炮彈的射高與時間的變化關(guān)系問題;
(2)南極臭氧空洞面積與時間的變化關(guān)系問題;
(3)“八五”計劃以來我國城鎮(zhèn)居民的恩格爾系數(shù)與時間的變化關(guān)系問題
3、分析、歸納以上三個實例,它們有什么共同點。
4、引導學生應(yīng)用集合與對應(yīng)的語言描述各個實例中兩個變量間的依賴關(guān)系;
5、根據(jù)初中所學函數(shù)的概念,判斷各個實例中的兩個變量間的關(guān)系是否是函數(shù)關(guān)系.
(二)研探新知
1、函數(shù)的有關(guān)概念
(1)函數(shù)的概念:
設(shè)A、B是非空的數(shù)集,如果按照某個確定的對應(yīng)關(guān)系f,使對于集合A中的任意一個數(shù)x,在集合B中都有唯一確定的數(shù)f(x)和它對應(yīng),那么就稱f:A→B為從集合A到集合B的一個函數(shù)(function).
記作:y=f(x),x∈A.
其中,x叫做自變量,x的取值范圍A叫做函數(shù)的定義域(domain);與x的值相對應(yīng)的y值叫做函數(shù)值,函數(shù)值的集合{f(x)|x∈A}叫做函數(shù)的值域(range).
注意:
①“y=f(x)”是函數(shù)符號,可以用任意的字母表示,如“y=g(x)”;
②函數(shù)符號“y=f(x)”中的f(x)表示與x對應(yīng)的函數(shù)值,一個數(shù),而不是f乘x.
(2)構(gòu)成函數(shù)的三要素是什么?
定義域、對應(yīng)關(guān)系和值域
(3)區(qū)間的概念
①區(qū)間的分類:開區(qū)間、閉區(qū)間、半開半閉區(qū)間;
②無窮區(qū)間;
③區(qū)間的數(shù)軸表示.
(4)初中學過哪些函數(shù)?它們的定義域、值域、對應(yīng)法則分別是什么?
通過三個已知的函數(shù):y=ax+b(a≠0)
y=ax2+bx+c(a≠0)
y=(k≠0)
比較描述性定義和集合,與對應(yīng)語言刻畫的定義,談?wù)勼w會。
師:歸納總結(jié)
(三)質(zhì)疑答辯,排難解惑,發(fā)展思維。
1、如何求函數(shù)的定義域
例1:已知函數(shù)f(x)=+
(1)求函數(shù)的定義域;
(2)求f(-3),f()的值;
(3)當a>0時,求f(a),f(a-1)的值.
分析:函數(shù)的定義域通常由問題的實際背景確定,如前所述的三個實例.如果只給出解析式y(tǒng)=f(x),而沒有指明它的定義域,那么函數(shù)的定義域就是指能使這個式子有意義的實數(shù)的集合,函數(shù)的定義域、值域要寫成集合或區(qū)間的形式.
解:(1)得函數(shù)的定義域為。
(1)f(-3)=-1,f()=
(2)當a>0時,,f(a)=。,f(a-1)=
。
例2、設(shè)一個矩形周長為80,其中一邊長為x,求它的面積關(guān)于x的函數(shù)的解析式,并寫出定義域.
分析:由題意知,另一邊長為,且邊長為正數(shù),所以0<x<40.
所以s==(40-x)x(0<x<40)
引導學生小結(jié)幾類函數(shù)的定義域:
(1)如果f(x)是整式,那么函數(shù)的定義域是實數(shù)集R.
(2)如果f(x)是分式,那么函數(shù)的定義域是使分母不等于零的實數(shù)的集合.
(3)如果f(x)是二次根式,那么函數(shù)的定義域是使根號內(nèi)的式子大于或等于零的實數(shù)的集合.
(4)如果f(x)是由幾個部分的數(shù)學式子構(gòu)成的,那么函數(shù)定義域是使各部分式子都有意義的實數(shù)集合.(即求各集合的交集)
(5)滿足實際問題有意義.
鞏固練習:課本P22第1
2、如何判斷兩個函數(shù)是否為同一函數(shù)
例3、下列函數(shù)中哪個與函數(shù)y=x相等?
(1)y=()2;(2)y=();(3)y=;(4)y=
分析:
○1構(gòu)成函數(shù)三個要素是定義域、對應(yīng)關(guān)系和值域.由于值域是由定義域和對應(yīng)關(guān)系決定的,所以,如果兩個函數(shù)的定義域和對應(yīng)關(guān)系完全一致,即稱這兩個函數(shù)相等(或為同一函數(shù))
○2兩個函數(shù)相等當且僅當它們的定義域和對應(yīng)關(guān)系完全一致,而與表示自變量和函數(shù)值的字母無關(guān)。
解:(略)課本P21例2
(四)鞏固深化,反饋矯正:
(1)課本P22第2題
(2)判斷下列函數(shù)f(x)與g(x)是否表示同一個函數(shù),說明理由?
①f(x)=(x-1)0;g(x)=1否
②f(x)=x;g(x)=否
③f(x)=x2;f(x)=(x+1)2是
④f(x)=|x|;g(x)=是
(3)求下列函數(shù)的定義域
①②③f(x)=+
④f(x)=⑤
【①;②;③;④
⑤?!?br> (五)歸納小結(jié)
①從具體實例引入了函數(shù)的概念,用集合與對應(yīng)的語言描述了函數(shù)的定義及其相關(guān)概念;②初步介紹了求函數(shù)定義域和判斷同一函數(shù)的基本方法,同時引出了區(qū)間的概念。
(六)設(shè)置問題,留下懸念
1、課本P28習題1.2(A組)第1—7題(B組)第1題
2、舉出生活中函數(shù)的例子(三個以上),并用集合與對應(yīng)的語言來描述函數(shù),同時說出函數(shù)的定義域、值域和對應(yīng)關(guān)系。
五、課后反思: