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專題一函數(shù)與導(dǎo)數(shù)【知識(shí)絡(luò)構(gòu)建】【高頻考點(diǎn)突破】考點(diǎn)一、函數(shù)及其表示函數(shù)的三要素:定義域、值域、對(duì)應(yīng)關(guān)系.兩個(gè)函數(shù)當(dāng)且僅當(dāng)它們的三要素完全相同時(shí)才表示同一個(gè)函數(shù),定義域和對(duì)應(yīng)關(guān)系相同的兩個(gè)函數(shù)是同一函數(shù).1.求函數(shù)定義域的類型和相應(yīng)方法(1)若已知函數(shù)的解析式,則這時(shí)函數(shù)的定義域是使解析式有意義的自變量的取值范圍,只需構(gòu)建并解不等式(組)即可.(2)對(duì)于復(fù)合函數(shù)求定義域問(wèn)題,若已知f(x)的定義域[a,b],其復(fù)合函數(shù)f(g(x))的定義域應(yīng)由不等式a≤g(x)≤b解出.(3)實(shí)際問(wèn)題或幾何問(wèn)題除要考慮解析式有意義外,還應(yīng)使實(shí)際問(wèn)題有意義.2.求f(g(x))類型的函數(shù)值應(yīng)遵循先內(nèi)后外的原則;而對(duì)于分段函數(shù)的求值、圖像、解不等式等問(wèn)題,必須依據(jù)條件準(zhǔn)確地找出利用哪一段求解;特別地對(duì)具有周期性的函數(shù)求值要用好其周期性.例1、函數(shù)f(x)=eq\f(1,1-x)+lg(1+x)的定義域是 (C)A.(-∞,-1) B.(1,+∞)C.(-1,1)∪(1,+∞)D.(-∞,+∞)考點(diǎn)二、函數(shù)的圖像作函數(shù)圖像有兩種基本方法:一是描點(diǎn)法;二是圖像變換法,其中圖像變換有平移變換、伸縮變換、對(duì)稱變換.例2、函數(shù)y=eq\f(x,2)-2sinx的圖像大致是(C)【變式探究】函數(shù)y=xln(-x)與y=xlnx的圖像關(guān)于 (D)A.直線y=x對(duì)稱 B.x軸對(duì)稱C.y軸對(duì)稱 D.原點(diǎn)對(duì)稱考點(diǎn)三、函數(shù)的性質(zhì)1.單調(diào)性是函數(shù)的一個(gè)局部性質(zhì),一個(gè)函數(shù)在不同的區(qū)間上可以有不同的單調(diào)性.判定函數(shù)的單調(diào)性常用定義法、圖像法及導(dǎo)數(shù)法.對(duì)于選擇題和填空題,也可用一些命題,如兩個(gè)增(減)函數(shù)的和函數(shù)仍為增(減)函數(shù)等.2.函數(shù)的奇偶性反映了函數(shù)圖像的對(duì)稱性,是函數(shù)的整體特性.利用函數(shù)的奇偶性可以把研究整個(gè)函數(shù)具有的性質(zhì)問(wèn)題轉(zhuǎn)化到只研究部分(一半)區(qū)間上,是簡(jiǎn)化問(wèn)題的一種途徑.例3、對(duì)于函數(shù)f(x)=asinx+bx+c(其中,a,b∈R,c∈Z),選取a,b,c的一組值計(jì)算f(1)和f(-1),所得出的正確結(jié)果一定不可能是 (D)A.4和6 B.3和1C.2和4 D.1和2考點(diǎn)四二次函數(shù)的圖像與性質(zhì):(1)二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖像是拋物線①過(guò)定點(diǎn)(0,c);②對(duì)稱軸為x=-eq\f(b,2a),頂點(diǎn)坐標(biāo)為(-eq\f(b,2a),eq\f(4ac-b2,4a)).(2)當(dāng)a>0時(shí),圖像開(kāi)口向上,在(-∞,-eq\f(b,2a)]上單調(diào)遞減,在[-eq\f(b,2a),+∞)上單調(diào)遞增,有最小值eq\f(4ac-b2,4a);例4、已知函數(shù)f(x)=x2+2ax+2,x∈[-5,5].(1)當(dāng)a=-1時(shí),求函數(shù)f(x)的最大值和最小值;(2)求實(shí)數(shù)a的取值范圍,使y=f(x)在區(qū)間[-5,5]上是單調(diào)函數(shù).解:(1)當(dāng)a=-1時(shí),f(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1,x∈[-5,5],∴x=1時(shí),f(x)取得最小值1;x=-5時(shí),f(x)取得最大值37.(2)函數(shù)f(x)=(x+a)2+2-a2的圖像的對(duì)稱軸為直線x=-a,∵y=f(x)在區(qū)間[-5,5]上是單調(diào)函數(shù),∴-a≤-5或-a≥5.故a的取值范圍是(-∞,-5]∪[5,+∞).【變式探究】設(shè)二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c,如果f(x1)=f(x2)(x1≠x2),則f(x1+x2)= (C)A.-eq\f(b,2a) B.-eq\f(b,a)C.c D.eq\f(4ac-b2,4a)【方法技巧】求二次函數(shù)在某段區(qū)間上的最值時(shí),要利用好數(shù)形結(jié)合,特別是含參數(shù)的兩種類型:“定軸動(dòng)區(qū)間,定區(qū)間動(dòng)軸”的問(wèn)題,抓住“三點(diǎn)一軸”,三點(diǎn)指的是區(qū)間兩個(gè)端點(diǎn)和區(qū)間中點(diǎn),一軸指的是對(duì)稱軸.考點(diǎn)五指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)及冪函數(shù)指數(shù)函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì):指數(shù)函數(shù)y=ax(a>0且a≠1)對(duì)數(shù)函數(shù)y=logax(a>0且a≠1)定義域(-∞,+∞)(0,+∞)值域(0,+∞)(-∞,+∞)不變性恒過(guò)定點(diǎn)(0,1)恒過(guò)定點(diǎn)(1,0)1.對(duì)于兩個(gè)數(shù)都為指數(shù)或?qū)?shù)的大小比較:如果底數(shù)相同,直接應(yīng)用指數(shù)函數(shù)或?qū)?shù)函數(shù)的單調(diào)性比較;如果底數(shù)與指數(shù)(或真數(shù))皆不同,則要增加一個(gè)變量進(jìn)行過(guò)渡比較,或利用換底公式統(tǒng)一底數(shù)進(jìn)行比較.2.對(duì)于含參數(shù)的指數(shù)、對(duì)數(shù)問(wèn)題,在應(yīng)用單調(diào)性時(shí),要注意對(duì)底數(shù)進(jìn)行討論,解決對(duì)數(shù)問(wèn)題時(shí),首先要考慮定義域,其次再利用性質(zhì)求解.例5、已知函數(shù)y=f(x)的周期為2,當(dāng)x∈[-1,1]時(shí)f(x)=x2,那么函數(shù)y=f(x)的圖像與函數(shù)y=|lgx|的圖像的交點(diǎn)共有 (A)A.10個(gè) B.9個(gè)C.8個(gè) D.1個(gè)解析:畫(huà)出兩個(gè)函數(shù)圖像可看出交點(diǎn)有10個(gè).答案:A考點(diǎn)六函數(shù)的零點(diǎn)1.函數(shù)的零點(diǎn)與方程根的關(guān)系:函數(shù)F(x)=f(x)-g(x)的零點(diǎn)就是方程f(x)=g(x)的根,即函數(shù)y=f(x)的圖像與函數(shù)y=g(x)的圖像交點(diǎn)的橫坐標(biāo).2.零點(diǎn)存在性定理:如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖像是連續(xù)不斷的一條曲線,且有f(a)·f(b)<0,那么,函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有零點(diǎn),即存在c∈(a,b)使得f(c)=0,這個(gè)c也就是方程f(x)=0的根.例6、函數(shù)f(x)=eq\r(x)-cosx在[0,+∞)內(nèi) (B)A.沒(méi)有零點(diǎn) B.有且僅有一個(gè)零點(diǎn)C.有且僅有兩個(gè)零點(diǎn) D.有無(wú)窮多個(gè)零點(diǎn)【變式探究】在下列區(qū)間中,函數(shù)f(x)=ex+4x-3的零點(diǎn)所在的區(qū)間為 (C)A.(-eq\f(1,4),0) B.(0,eq\f(1,4))C.(eq\f(1,4),eq\f(1,2)) D.(eq\f(1,2),eq\f(3,4))【方法技巧】函數(shù)零點(diǎn)(即方程的根)的確定問(wèn)題,常見(jiàn)的有①數(shù)值的確定;②所在區(qū)間的確定;③個(gè)數(shù)的確定.解決這類問(wèn)題的常用方法有解方程、根據(jù)區(qū)間端點(diǎn)函數(shù)值的符號(hào)數(shù)形結(jié)合,尤其是那些方程兩邊對(duì)應(yīng)的函數(shù)類型不同的方程多以數(shù)形結(jié)合求解.考點(diǎn)七函數(shù)的應(yīng)用例7、如圖,長(zhǎng)方體物體E在雨中沿面P(面積為S)的垂直方向作勻速移動(dòng),速度為v(v>0),雨速沿E移動(dòng)方向的分速度為c(c∈R).E移動(dòng)時(shí)單位時(shí)間內(nèi)的淋雨量包括兩部分:P或P的平行面(只有一個(gè)面淋雨)的淋雨量,假設(shè)其值與|v-c|×S成正比,比例系數(shù)為eq\f(1,10);(2)其他面的淋雨量之和,其值為eq\f(1,2).記y為E移動(dòng)過(guò)程中的總淋雨量.當(dāng)移動(dòng)距離d=100,面積S=eq\f(3,2)時(shí),(1)寫(xiě)出y的表達(dá)式;(2)設(shè)0<v≤10,0<c≤5,試根據(jù)c的不同取值范圍,確定移動(dòng)速度v,使總淋雨量y最少.①當(dāng)0<c≤eq\f(10,3)時(shí),y是關(guān)于v的減函數(shù).故當(dāng)v=10時(shí),ymin=20-eq\f(3c,2).②當(dāng)eq\f(10,3)<c≤5時(shí),在(0,c]上,y是關(guān)于v的減函數(shù);在(c,10]上,y是關(guān)于v的增函數(shù),故當(dāng)v=c時(shí),ymin=eq\f(50,c).考點(diǎn)八利用導(dǎo)數(shù)求切線導(dǎo)數(shù)的幾何意義:(1)函數(shù)y=f(x)在x=x0處的導(dǎo)數(shù)f′(x0)就是曲線y=f(x)在點(diǎn)(x0,f(x0))處的切線的斜率,即k=f′(x0).(2)曲線y=f(x)在點(diǎn)(x0,f(x0))處的切線方程為y-f(x0)=f′(x0)(x-x0).(3)導(dǎo)數(shù)的物理意義:s′(t)=v(t),v′(t)=a(t).例8、曲線y=x3+11在點(diǎn)P(1,12)處的切線與y軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是(C)-9B.-3C.9 D.15【變式探究】已知直線y=x+a與曲線f(x)=lnx相切,則a的值為_(kāi)____-1【方法技巧】求曲線y=f(x)的切線方程的類型及方法(1)已知切點(diǎn)P(x0,y0),求切線方程:求出切線的斜率f′(x0),由點(diǎn)斜式寫(xiě)出方程;(2)已知切線的斜率k,求切線方程:設(shè)切點(diǎn)P(x0,y0),通過(guò)方程k=f′(x0)解得x0,再由點(diǎn)斜式寫(xiě)出方程;(3)已知切線上一點(diǎn)(非切點(diǎn)),求切線方程:設(shè)切點(diǎn)P(x0,y0),利用導(dǎo)數(shù)求得切線斜率f′(x0),再由斜率公式求得切線斜率.列方程(組)解得x0,再由點(diǎn)斜式或兩點(diǎn)式寫(xiě)出方程.考點(diǎn)九、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系:在區(qū)間(a,b)內(nèi),如果f′(x)>0,那么函數(shù)f(x)在區(qū)間(a,b)上單調(diào)遞增;如果f′(x)<0,那么函數(shù)f(x)在區(qū)間(a,b)上單調(diào)遞減.例9、設(shè)a>0,討論函數(shù)f(x)=lnx+a(1-a)x2-2(1-a)x的單調(diào)性.解:由題知a>0,x>0,f′(x)=eq\f(2a1-ax2-21-ax+1,x),令g(x)=2a(1-a)x2-2(1-a)x+1,(1)當(dāng)a=1時(shí),g(x)=1>0,f′(x)>0,故f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;(2)當(dāng)0<a<1時(shí),g(x)的圖像為開(kāi)口方向向上的拋物線,Δ=[-2(1-a)]2-8a(1-a)=4(1-a)(1-3a)若eq\f(1,3)≤a<1,Δ≤0,g(x)≥0,f′(x)≥0,僅當(dāng)a=eq\f(1,3),x=eq\f(3,2)時(shí)取等號(hào),∴f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;綜上,當(dāng)0<a<eq\f(1,3)時(shí),f(x)在(0,x1),(x2,+∞)上單調(diào)遞增,在(x1,x2)上單調(diào)遞減;當(dāng)eq\f(1,3)≤a≤1時(shí),f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;當(dāng)a>1時(shí),f(x)在(0,x1)上單調(diào)遞增,在(x1,+∞)上單調(diào)遞減.其中x1=eq\f(1-a-\r(1-a1-3a),2a1-a),x2=eq\f(1-a+\r(1-a1-3a),2a1-a).考點(diǎn)10、利用函數(shù)單調(diào)性求極值1.若在x0附近左側(cè)f′(x)>0,右側(cè)f′(x)<0,則f(x0)為函數(shù)f(x)的極大值;若在x0附近左側(cè)f′(x)<0,右側(cè)f′(x)>0,則f(x0)為函數(shù)f(x)的極小值.2.設(shè)函數(shù)y=f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo),則f(x)在[a,b]上必有最大值和最小值且在極值點(diǎn)或端點(diǎn)處取得.例10、設(shè)f(x)=-eq\f(1,3)x3+eq\f(1,2)x2+2ax.(1)若f(x)在(eq\f(2,3),+∞)上存在單調(diào)遞增區(qū)間,求a的取值范圍;(2)當(dāng)0<a<2時(shí),f(x)在[1,4]上的最小值為-eq\f(16,3),求f(x)在該區(qū)間上的最大值.解:(1)由f′(x)=-x2+x+2a=-(x-eq\f(1,2))2+eq\f(1,4)+2a,當(dāng)x∈[eq\f(2,3),+∞)時(shí),f′(x)的最大值為f′(eq\f(2,3))=eq\f(2,9)+2a;令eq\f(2,9)+2a>0,得a>-eq\f(1,9).所以,當(dāng)a>-eq\f(1,9)時(shí),f(x)在(eq\f(2,3),+∞)上存在單調(diào)遞增區(qū)間.【方法技巧】1.利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值的一般步驟(1)確定定義域.(2)求導(dǎo)數(shù)f′(x).(3)①若求極值,則先求方程f′(x)=0的根,再檢驗(yàn)f′(x)在方程根左、右值的符號(hào),求出極值.(當(dāng)根中有參數(shù)時(shí)要注意分類討論根是否在定義域內(nèi))②若已知極值大小或存在情況,則轉(zhuǎn)化為已知方程f′(x)=0根的大小或存在情況,從而求解.2.求函數(shù)y=f(x)在[a,b]上的最大值與最小值的步驟(1)求函數(shù)y=f(x)在(a,b)內(nèi)的極值;(2)將函數(shù)y=f(x)的各極值與端點(diǎn)處的函數(shù)值f(a),f(b)比較,其中最大的一個(gè)是最大值,最小的一個(gè)是最小值.考點(diǎn)11定積分例11、(1)(ex+2x)dx等于(C)A.1B.e-1C.eD.e+1(2)由曲線y=eq\r(x),直線y=x-2及y軸所圍成的圖形的面積為(C)A.eq\f(10,3)B.4C.eq\f(16,3)D.6【歷屆高考真題】1.【2012高考真題重慶理8】設(shè)函數(shù)在R上可導(dǎo),其導(dǎo)函數(shù)為,且函數(shù)的圖像如題(8)圖所示,則下列結(jié)論中一定成立的是D(A)函數(shù)有極大值和極小值(B)函數(shù)有極大值和極小值(C)函數(shù)有極大值和極小值(D)函數(shù)有極大值和極小值2.【2012高考真題新課標(biāo)理12】設(shè)點(diǎn)在曲線上,點(diǎn)在曲線上,則最小值為(B)3.【2012高考真題陜西理7】設(shè)函數(shù),則(D)A.為的極大值點(diǎn)B.為的極小值點(diǎn)C.為的極大值點(diǎn)D.為的極小值點(diǎn)[學(xué)4.【2012高考真題遼寧理12】若,則下列不等式恒成立的是C(A)(B)(C)(D)5.【2012高考真題湖北理3】已知二次函數(shù)的圖象如圖所示,則它與軸所圍圖形的面積為BA. B. C.D.6.【2012高考真題天津理4】函數(shù)在區(qū)間(0,1)內(nèi)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是B(A)0(B)1(C)2(D)37.【2012高考真題全國(guó)卷理9】已知x=lnπ,y=log52,,則D(A)x<y<z(B)z<x<y(C)z<y<x(D)y<z<x7.【2012高考真題陜西理2】下列函數(shù)中,既是奇函數(shù)又是增函數(shù)的為(D)A.B.C.D.8.【2012高考真題重慶理10】設(shè)平面點(diǎn)集,則所表示的平面圖形的面積為D(A)(B)(C)(D)9.【2012高考真題山東理3】設(shè)且,則“函數(shù)在上是減函數(shù)”,是“函數(shù)在上是增函數(shù)”的A(A)充分不必要條件(B)必要不充分條件(C)充分必要條件(D)既不充分也不必要條件10.【2012高考真題山東理8】定義在上的函數(shù)滿足.當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),。則B(A)335(B)338(C)1678(D)201215.【2012高考真題遼寧理11】設(shè)函數(shù)f(x)滿足f()=f(x),f(x)=f(2x),且當(dāng)時(shí),f(x)=x3.又函數(shù)g(x)=|xcos|,則函數(shù)h(x)=g(x)-f(x)在上的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為B(A)5(B)6(C)7(D)811.【2012高考真題浙江理16】定義:曲線C上的點(diǎn)到直線l的距離的最小值稱為曲線C到直線l的距離,已知曲線C1:y=x2+a到直線l:y=x的距離等于曲線C2:x2+(y+4)2=2到直線l:y=x的距離,則實(shí)數(shù)a=_______。9/412.(2011年高考遼寧卷理科9)設(shè)函數(shù)f(x)=則滿足f(x)≤2的x的取值范圍是(D)(A)[-1,2](B)[0,2](C)[1,+)(D)[0,+)13.(2011年高考遼寧卷理科11)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,f(-1)=2,對(duì)任意x∈R,f’(x)>2,則f(x)>2x+4的解集為(B)(A)(-1,1)(B)(-1,+)(C)(-,-1)(D)(-,+)14.(2010遼寧理數(shù))(1O)已知點(diǎn)P在曲線y=上,a為曲線在點(diǎn)P處的切線的傾斜角,則a的取值范圍是D(A)[0,)(B)(D)15.(2011年高考湖南卷理科8)設(shè)直線與函數(shù)的圖像分別交于點(diǎn),則當(dāng)達(dá)到最小時(shí)的值為DA.1B.C.D.16.(2011年高考湖北卷理科10)放射性元素由于不斷有原子放射微粒子而變成其他元素,其含量不斷減少,這種現(xiàn)象稱為衰變,假設(shè)在放射性同位素銫137的衰變過(guò)程中,其含量M(單位:太貝克)與時(shí)間t(單位年)滿足函數(shù)關(guān)系:,其中為t=0時(shí)銫137的含量,已知t=30時(shí),銫137含量的變化率是—10ln2(太貝克/年),則M(60)=DA.5太貝克 B.75ln2太貝克 C.150ln2太貝克 D.150太貝克答案:D 17.(2011年高考山東卷理科16)已知函數(shù)=當(dāng)2<a<3<b<4時(shí),函數(shù)的零點(diǎn)2.18.(2011年高考陜西卷理科11)設(shè),若,則119.(2011年高考四川卷理科13)計(jì)算-20.答案:20.(2011年高考江蘇卷8)在平面直角坐標(biāo)系中,過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線與函數(shù)的圖象交于P、Q兩點(diǎn),則線段PQ長(zhǎng)的最小值是___4_____三、解答題:1.(2011年高考浙江卷理科22)(本題滿分14分)設(shè)函數(shù)(Ⅰ)若為的極值點(diǎn),求實(shí)數(shù)(Ⅱ)求實(shí)數(shù)的取值范圍,使得對(duì)任意恒有成立注:為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)【解析】(Ⅰ)因?yàn)樗砸驗(yàn)闉榈臉O值點(diǎn)所以解得或經(jīng)檢驗(yàn),符合題意,所以或當(dāng)時(shí)即在內(nèi)單調(diào)遞增,在內(nèi)單調(diào)遞減,在內(nèi)單調(diào)遞增。所以要使對(duì)恒成立,只要成立,由,知將(3)代入(1)得又。注意到函數(shù)在內(nèi)單調(diào)遞增,故再由(3)以及函數(shù)在內(nèi)單調(diào)遞增,可得,由(2)解得,所以綜上,的取值范圍為.2、(2010北京理數(shù))(18)(本小題共13分)已知函數(shù)()=In(1+)-+(≥0)。(Ⅰ)當(dāng)=2時(shí),求曲線=()在點(diǎn)(1,(1))處的切線方程;(Ⅱ)求()的單調(diào)區(qū)間。解:(I)當(dāng)時(shí),,由于,,所以曲線在點(diǎn)處的切線方程為即(II),.當(dāng)時(shí),.函數(shù)與導(dǎo)數(shù)單元訓(xùn)練題一、選擇題1.下列各組函數(shù)中,表示同一函數(shù)的是()A.B.C.D.2.曲線與直線及所圍成的封閉圖形的面積為()A.B.C.D.3.設(shè)a∈R,函數(shù)f(x)=ex+a·e-x的導(dǎo)函數(shù)f′(x),且f′(x)是奇函數(shù).若曲線y=f(x)的一條切線的斜率是2(3),則切點(diǎn)的橫坐標(biāo)為()A.-2(ln2)B.-ln2C.2(ln2)D.ln24.設(shè),函數(shù),則使的取值范圍是()A.B.C.D.【答案】A5.函數(shù)的部分圖象大致是()6.函數(shù)的零點(diǎn)所在的大致區(qū)間是()A.(0,1)B.(1,2)C.(2,3)D.(3,4)7.若定義在正整數(shù)有序?qū)仙系亩瘮?shù)f滿足:①f(x,x)=x,②f(x,y)=f(y,x)③(x+y)f(x,y)=yf(x,x+y),則f(12,16)的值是()A.12 B.16C.24 D.488.設(shè)函數(shù)f(x)=則滿足f(x)≤2的x的取值范圍是()A.[-1,2] B.[0,2]
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