大學(xué)自主招生數(shù)學(xué)講義（上）

大學(xué)自主招生數(shù)學(xué)講義（上）

第一講函數(shù)的性質(zhì).............................................3

一、知識(shí)要點(diǎn)........................................................................3

二、熱身練習(xí)........................................................................6

三、真題講解........................................................................7

四、強(qiáng)化訓(xùn)練........................................................................9

第二講導(dǎo)數(shù)...................................................14

一、知識(shí)方法拓展...................................................................14

二、熱身練習(xí).......................................................................16

三、真題精講.......................................................................17

四、重點(diǎn)總結(jié).......................................................................19

五、強(qiáng)化訓(xùn)練.......................................................................19

第三講微積分初步............................................30

一、知識(shí)方法拓展...................................................................30

二、熱身練習(xí).......................................................................32

三、真題講解.......................................................................34

四、重點(diǎn)總結(jié).......................................................................37

五、強(qiáng)化訓(xùn)練.......................................................................37

六、參考答案.......................................................................41

第四講方程與根..............................................44

一、知識(shí)方法拓展...................................................................44

二、熱身訓(xùn)練.......................................................................46

三、真題精講.......................................................................48

四、重點(diǎn)總結(jié).......................................................................50

五、強(qiáng)化訓(xùn)練.......................................................................50

第五講基本不等式及其應(yīng)用...................................56

一、知識(shí)方法拓展...................................................................56

二、熱身練習(xí):..........................................................................................................................................57

三、精講名題：.....................................................................58

四、強(qiáng)化訓(xùn)練.......................................................................60

第六講不等式的證明與應(yīng)用...................................64

一、知識(shí)方法拓展...................................................................64

二、熱身練習(xí)：.....................................................................65

三、精解名題：.....................................................................66

四、強(qiáng)化訓(xùn)練.......................................................................69

第七講遞推數(shù)列..............................................71

1

一、知識(shí)方法拓展..................................................................71

二、熱身練習(xí).......................................................................73

三、真題精講.......................................................................74

四、重點(diǎn)總結(jié).......................................................................77

五、強(qiáng)化訓(xùn)練.......................................................................78

第八講數(shù)列求和，極限和數(shù)學(xué)歸納法............................82

一、知識(shí)方法拓展...................................................................82

二、熱身練習(xí).......................................................................83

三、真題精講.......................................................................84

四、重點(diǎn)總結(jié).......................................................................88

五、強(qiáng)化訓(xùn)練.......................................................................89

2

第一講函數(shù)的性質(zhì)

一、知識(shí)要點(diǎn)

1、映射

對(duì)于任意兩個(gè)集合A,B,依對(duì)應(yīng)法則f,若對(duì)A中的任意一個(gè)元素X,在B中都有唯一

一個(gè)元素與之對(duì)應(yīng)，則稱(chēng)f：AB為一個(gè)映射，記作f:AB,其中b稱(chēng)為像，a稱(chēng)為原

像。

如果f：AB是一個(gè)映射且對(duì)任意x,yA,xy,都有fxfy，則

f：AB是A到B上稱(chēng)之為單射.

如果f:AB是映射且對(duì)任意yB,都有一個(gè)xA使得fxy,則稱(chēng)

f：AB是A到B上的滿(mǎn)射.

如果f：AB既是單射又是滿(mǎn)射，則f:AB是A到B上叫做一一映射.

如果f：AB是從集合A到集合B上的一一映射，并且對(duì)于B中每一個(gè)元素b，使b

在A中的原像a和它對(duì)應(yīng)，這樣所得的映射叫做f：AB的逆映射，記作fi：BA.

2、函數(shù)方程問(wèn)題

（1）代換法（或換元法）

把函數(shù)方程中的自變量適當(dāng)?shù)匾詣e的自變量代換（代換時(shí)應(yīng)注意使函數(shù)的定義域不會(huì)發(fā)

生變化），得到一個(gè)新的函數(shù)方程，然后設(shè)法求得位置函數(shù)

、11

例.設(shè)ab0,ab,求一X-,xt帶

22入）

afxbfex的解.（【解析】t

分利用

x

（2）待定系數(shù)法

當(dāng)函數(shù)方程中的未知數(shù)是多項(xiàng)式時(shí)，可待定系數(shù)而求解.

例.已知fXfX是一次函數(shù)，且fXX

10231fXnffXn1101024

求fX.（【解析】設(shè)fxaxba0求解）

3、函數(shù)對(duì)稱(chēng)性以及周期性

1）已知函數(shù)yfx,若函數(shù)ygx圖像與yx圖像關(guān)于：

3

直線(xiàn)Xa對(duì)稱(chēng)，則gX2ax

直線(xiàn)yb對(duì)稱(chēng)，則gx2bfx

點(diǎn)a,b對(duì)稱(chēng)，則gx2bf2ax。

2）已知函數(shù)yfx圖像關(guān)于：

直線(xiàn)xa對(duì)稱(chēng)，則fxf2ax

點(diǎn)a,b對(duì)稱(chēng)，則fx2bf2ax,即fxf2ax

2b°

3）常用：若函數(shù)ygx圖像與yx圖像關(guān)于：

y軸對(duì)稱(chēng)，則gxX

x軸對(duì)稱(chēng)，則gxfx

原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)，則gxx。

1~a-b

4）若fxafbx則yfx對(duì)

x圖像關(guān)于直線(xiàn)稱(chēng)；

-2~一

ab對(duì)稱(chēng)；

c

若fxafbxc,則y-fx圖像

關(guān)于點(diǎn)，

22

<r.ba

若yf―x-a與yf-b-------x-------對(duì)

x關(guān)于直線(xiàn)稱(chēng)丁

2

5）若fxTfx,則函數(shù)yfx是以T為周期的函數(shù)。

6）若fxafx，則fx2aFxafx

fx，即T2a;

111,即T

fxa，貝ijfx2a2a;

fx

若

fx

fxa

1

fx

111,即T

fxafx2a2a。

fx

若，則

fx

fxa

1

fx

7）若fX關(guān)于直線(xiàn)Xa和Xbab咻，則fx為以2ba為周期的周期

函數(shù)；

若fx關(guān)于點(diǎn)a,0和xbab對(duì)稱(chēng),則fx為以4ba為周期的周期函數(shù)：

4

若fx關(guān)于點(diǎn)ay和byab對(duì)稱(chēng),則fx為以2ba為周期的周期函

數(shù)。

J9

00

4、抽象函數(shù)問(wèn)題的解法

抽象函數(shù)是指沒(méi)有給出具體的函數(shù)解析式或圖像，只給出一些函數(shù)符號(hào)極其滿(mǎn)足的條件

的函數(shù)，如給出定義域、解析遞推式、特定點(diǎn)的函數(shù)值、特定的運(yùn)算性質(zhì)等，它是高中函數(shù)

的難點(diǎn)，也是與高等數(shù)學(xué)函數(shù)部分的一個(gè)銜接點(diǎn)。

(1)函數(shù)性質(zhì)法

函數(shù)的特征是通過(guò)其性質(zhì)(如奇偶性、單調(diào)性、周期性等)反映出來(lái)的，抽象函數(shù)也是

如此，只有充分挖掘和利用題設(shè)條件和隱含的性質(zhì)，靈活進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化，才能夠?qū)⒊橄蠛瘮?shù)

問(wèn)題化難為易。常用的方法有：①利用奇偶性整體思考；②利用單調(diào)性等價(jià)轉(zhuǎn)化；③利用周

期性回歸已知；④利用對(duì)稱(chēng)性數(shù)形結(jié)合；⑤借助特殊點(diǎn)列方程。

(2)特殊化方法

①在求解函數(shù)解析式或研究函數(shù)性質(zhì)時(shí)，一般用代換的方法，招X換成X或?qū)換成

其他字母等；

②在求函數(shù)值時(shí)，可用特殊值代入；

③研究抽象函數(shù)的具體模型，用具體模型解選擇題、填空題，或通過(guò)具體模型函數(shù)為

解答綜合題提供思路和方法。

5、函數(shù)的迭代

一個(gè)函數(shù)的自復(fù)合，叫做迭代。我們用gX表示gX的k次迭代函數(shù)。

k

g°xx

即

gk1xggkx

p貝琳gx有迭代周期

gxxp.

如果

k不恒等于

gXXk1,2,,

P1

迭代問(wèn)題的解法通常是找它的迭代周期。一般來(lái)說(shuō)，若ygx的圖像關(guān)于直線(xiàn)yx

對(duì)稱(chēng)，則一定有g(shù)gxx.它的迭代周期就是2.下面是幾個(gè)常見(jiàn)函數(shù)的迭代周期。

2x

g7，迭代周期是3；

X

x1

1

X'迭代周期是4；

g

Xx1

6、凹凸函數(shù)

設(shè)f為定義在區(qū)間I上的函數(shù)，若對(duì)I上任意兩點(diǎn)X、X和實(shí)數(shù)

0,1，總有

fXXfXfX則稱(chēng)f為I上的凸函數(shù)：有

時(shí)也稱(chēng)下凸函

112112,

fX11x2fXi1fX2,則

稱(chēng)則稱(chēng)f為I數(shù)）。駐如舄國(guó)有格式

上的凹函數(shù)（有時(shí)也稱(chēng)上凸函數(shù)）。

S

1XXfXfx（凸函）或

特別地，

一時(shí)，

有

2

12

2

22

XXfx（凹函數(shù)）。

fX

2

12

22

如何判斷一個(gè)函數(shù)是凸函數(shù)（凹函數(shù)）？除了定義以外，還有下面的定理：

設(shè)f為I上二階可導(dǎo)函數(shù)，則f為I上的凸（凹）函數(shù)的充要條件是fx0

fx0.

凸函數(shù)更一般的情形是下面的琴生不等式：若f為a,b上的凸函數(shù)，則對(duì)任意

n

xabin,且貝ij

《，，012,

i1

nn

fXfX

二、熱身練習(xí)

91

。。復(fù)旦）若要求關(guān)于的函數(shù)的定義域是

I'09X|g|og2axbX，則a、

b的取

0.5

值范圍是（）

ABa0Cb24aoDab0

21212

【解析】選A.由

ax

lglog2axbx002bx1axbx10對(duì)

0.5

a0這樣的a,b不存在。

x,恒成立

b4a0

2

2、。010復(fù)旦）某校有一個(gè)班級(jí)，設(shè)變量x是該班同學(xué)的姓名，變量y是該班同學(xué)的學(xué)號(hào)，

變量z是該班同學(xué)的身高，變量w是該班同學(xué)某一門(mén)課程的考試成績(jī)，則下列選項(xiàng)中正確

的是（）

Ay是x的函數(shù)Bz是y的函數(shù)Cw是z的函數(shù)Dw是x的函數(shù)

【解析】按照函數(shù)的定義，由于班上可能會(huì)有相同的姓名，故A不E確。而任意一個(gè)學(xué)生

的學(xué)號(hào)是唯一的，也對(duì)應(yīng)了一個(gè)唯一的身高，故選項(xiàng)B正確；同理，C,D均不正確。

3、Q007復(fù)旦）設(shè)fX是定義在實(shí)數(shù)集上的周期為2的周期函數(shù)，且是偶函數(shù)。已知當(dāng)

x2,3時(shí),fxx,則當(dāng)x2,0時(shí)，fx的表達(dá)式為（）

6

A3|x1|B2|x1|C3|x1|D2|x

1|

【解析】選A可以考慮特殊值。f2f22:f1f1f

33.

ff。符合條件的只有選項(xiàng)A了。

022

4、（2006復(fù)旦）設(shè)有三個(gè)函數(shù)，第一個(gè)是yfX.它的反函球是第二個(gè)函數(shù)，而第三

個(gè)函數(shù)的圖像與第二個(gè)函數(shù)的圖像關(guān)于直線(xiàn)xy。對(duì)稱(chēng)，則第三個(gè)函數(shù)是（）

AyfxByfxCyf1x

Dyf1x

【解析】選B。第二個(gè)函數(shù)是yf1x,第三個(gè)函數(shù)為xf1y,即yfx

三、真題講解

1、0005交大）函數(shù)yax8x的最大值為9,最小值為1,求實(shí)數(shù)a、

bb.

2

X1

2

【解析】yx2yax28xb,即280

ayxxby

顯然，這個(gè)關(guān)于x的方程必有實(shí)數(shù)根，從而有644ayby0

-根據(jù)題意，

2160o1y9y910

yabyab

O---

ab,所以解得ab

C105.

r10y90,故

o-

9

X下列不等式中成立的是

、復(fù)旦)設(shè)(

2Q006）

X1,X20.12,

2

1XX

112

tanxtanxtan

12

22

1X

x

2tanxtanxtan12

12

22

1X

x

3sinxsinxsin12?

12

22

1X

x

4sinxsinxsin12?

12

22

AB?@CD②④

7

的

【解析】選B這是一道和凸函數(shù)有關(guān)的問(wèn)題，分別畫(huà)出ytanx,ysinx,

x0,

2

草圖。由圖像可知ytanx是下凸函數(shù)，ysinx是上凸函數(shù)，故選B

1

3、2009清華）ab1.

?nn2

a0,b0,ab1,nN,求證：22n1

【解析】本題考查的是前文中證明函數(shù)是凸函數(shù)的充要條件。首先構(gòu)造函數(shù)yX2n,nN?

先證明它是凸函數(shù)。事實(shí)上y2nxn,y2n2n1xn0,故yx2n,nN*

是

2122

2n2n2n,證畢！

上的凸函數(shù)abaI

從而

ab

?n2n

2222

2n1

2x1

4、Q007交大）已知函數(shù)［對(duì)于n1,2,，定義fx

z\I

X

fX1.

1若

n

f35Xf5X，則

fX

28

解析】本題考查迭代周期問(wèn)題。計(jì)算得

X1

x1

ffX2f1

Xx'2x1x1X

2X3

X4

1X

fxfXX故fx以6為周期.注：條件

fXfX可以不

用。5'6'35-5

2x

5、Q007北大）fXX253x196|X253x1961,求f12

f50.

fxX253x196|X253x196|x4x49

x4x49|,［解析］

50

故f4f5f48f490所以

f1f2f3

f502881889292660.

ab

6、Q002交大）函數(shù)fX|lgx|,有0ab且2

fafb

2

1求a,b滿(mǎn)足的關(guān)系；

2證明：存在這樣的b,使3b4.

ab所以ab

1.

【解析】1因?yàn)閒x|lgx|,有0ab且

2,

fafb

2

8

且a0,1,b1,

111

bb2-

2+

bbb

2

Igbig（因?yàn)?/p>

b

24

1

故4bb22，即b1b3bb10

b44b32b210,32

b

令gxx33x2x1,而g30,g40,故gx。在3,4之間必有

一解，所以

存在b,是的3b4.

四、強(qiáng)化訓(xùn)練

--（A組）

1、Q004復(fù)旦）若存在M,使對(duì)任意XD（D為函數(shù)fx的定義域），部有

111上是否有界？

Ifx|M,則稱(chēng)函數(shù)fx有界。問(wèn)函數(shù)sin

_在x0,

fXX

x

2

111

【解析】令t,則t

Xnsint

sint.

xx

若令2

tkkZ且k1,則當(dāng)k時(shí)，sintsin2k1.t

22

111上無(wú)界.注:本題中的t有無(wú)窮買(mǎi)包值方式，如令

故sin

在x0,

xXX

2

2k,2k,事實(shí)上，只要使sint0均可。

35

2、Q007復(fù)旦）若al,b1且lgabIgaIgb,則lga1lgb1

AIg2B1C不是與a,b無(wú)關(guān)的常數(shù)D0

【解析】選D.由abab,得a1b1abb11.故Iga

1igb1

Igl0

x2002

3、Q005復(fù)旦）定義在R上的函數(shù)fXx1滿(mǎn)足

fx2f

4015x

x1

則f2004

9

【解析】2005.令x222f20044013,令x2004f20042f

2

f22f2004f2004

4013,2005.

2011.

f20042f2

2011

4、設(shè)fx|X11lx2||x2013||x1||x2||x

2013|xR

f323a2a1,則a的值有

)且

A1個(gè)B2個(gè)C3個(gè)D無(wú)數(shù)個(gè)

【解析】因?yàn)閒xX.故fX為偶函數(shù).在1x1時(shí)，有

X|X1||x1||X2||x2||x2013||x

2013|

2a23a21且1a11

時(shí)，

A-5

2V

a3a2fa1a2.故選D!

恒有

2

5、Q000交大）求函數(shù)312312

XXXXXxR的反函數(shù)

【解析】由312312

XXXXX得

22

2

y32x33X1xx1X233x

1x2X1X2

32322x

3y

2x3x1XX1x

3yx3x

3

Xx

22

x4x17x26x在區(qū)間1,1上的值

6、（模擬題）求函數(shù)

106域.

fX432

x2x7

2

64

fXX1215,15

【解析】

2

,值域?yàn)?/p>

x2x7

2

3

7、（模擬題）已知fx是定義在R上的函數(shù)，且fx21fx1fx

（1）試證明fX是周期函數(shù).

10

⑵若f1V23,試求f2013

1x

【解析】（1）又條件可知f11,故

iX

fX2.用x2換上式的X,得

1―

1

1x21x1

fx4

121x

XX

1

1

X

1

8

X

fxX,即X是以8為周期的周期函

數(shù)。所以

4

1

f2013f82515f514

32.⑵

1

8、（橫誦1010241023

xfx是一次函XX

且fXX

求fx

【解析】設(shè)LXaxba—0則有

f2xxaaxbbxba1

2

xxaaxbabaxbaa

11

22

ba

1

10

依此類(lèi)推有:

fXaxbaaa1axa=1

109810

10

時(shí)不成立

1a

10b1a

10

由題設(shè)可得：a1024且二1023,故解得a2,b1或a2,b3.

1a

所以fx2x1或fx2x3.

11

9、（模擬題）已知實(shí)數(shù)X滿(mǎn)足

25,求

X3

X2x

2

【解析】記tX21

則

X

2

22

111

20xx1X23

322

2

XXX

1

t33t2200t2t25t

10o,t2,故23.

xx

2

11

10、2001交大）已知函數(shù)fxx22x2,xt,t1的最小值是gt,試著寫(xiě)出gt

的解析表達(dá)式。

2

fXX11淇對(duì)稱(chēng)軸為X

1?【解析】

當(dāng)t1時(shí),X在t,t1上單調(diào)遞增，從而222

gtft

當(dāng)t11即t2時(shí)，fx在t,t1上單調(diào)遞減，從而

gtft1t4t5

2

當(dāng)2t1時(shí)，gt11

t2tt

22.1,

gtt

故

1,2,

1

t4t5,t,2

（B組）

1、（2008交大）已知函數(shù)fxax2bxca0,且fxx沒(méi)有實(shí)數(shù)根.那

么

ffXX是否有實(shí)數(shù)根？并證明你的結(jié)論.

【解析】法一：利用fXx0,得到0,故沒(méi)有實(shí)數(shù)根（本方法計(jì)算量過(guò)大）

法二：若a0,則fxx,對(duì)一切xR恒成立.

故有ffxXX;

同理a0時(shí)則fxx,對(duì)一切xR恒成立.

故有ffxfxx;所以fXX沒(méi)有實(shí)數(shù)根

fxax22bx4c

a,b,cR,a0.2、（模擬題）已知函數(shù)

(1)函數(shù)fx的圖像與直線(xiàn)yx均無(wú)公共點(diǎn)，求證:4b216ac1

⑵若a0且ab1,又|x|2時(shí)，恒有|fx2,求fx的解析式.

【解析】(D函數(shù)fx與直線(xiàn)yx無(wú)公共點(diǎn)，ax22bx4cx無(wú)實(shí)數(shù)解.

2

故2b116ac0,即4b24b116ac0.

同理函數(shù)fx與直線(xiàn)yx無(wú)公共點(diǎn)，即有4b24b116ac0.

12

兩式相加得8b2232ac0,即4b216ac1.

(2)ab1,又|x|2時(shí)，恒有|fx2

故有2fo4c4a4b4c4abf24242

故4c2.C-