金版教程高考數(shù)學(xué)文二輪復(fù)習(xí)講義:第二編 專題整合突破 專題二 函數(shù)與導(dǎo)數(shù) 第二講 函數(shù)與方程及函數(shù)的應(yīng)用 Word版含解析
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1、 高考數(shù)學(xué)精品復(fù)習(xí)資料 2019.5 第二講 函數(shù)與方程及函數(shù)的應(yīng)用 必記公式] 幾種常見的函數(shù)模型 (1)一次函數(shù)模型:y=ax+b(a≠0). (2)二次函數(shù)模型:y=ax2+bx+c(a≠0). (3)指數(shù)函數(shù)模型:y=a·bx+c(b>0且b≠1). (4)對數(shù)函數(shù)模型:y=blogax+c(a>0且a≠1,x>0). (5)分段函數(shù)模型:f(x)=(D1∩D2=?). 重要性質(zhì)] 1.函數(shù)的零點(diǎn)及函數(shù)的零點(diǎn)與方程根的關(guān)系 對于函數(shù)f(x),把使f(x)=0
2、的實(shí)數(shù)x叫做函數(shù)f(x)的零點(diǎn),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)的圖象與函數(shù)y=g(x)的圖象交點(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]上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線,并且有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的一個(gè)根. 失分警示] 1.函數(shù)的零點(diǎn)不是點(diǎn)的坐標(biāo),而是函數(shù)值等于零的點(diǎn)的橫坐標(biāo). 2.函數(shù)零點(diǎn)存在性定理要求函數(shù)圖象是連續(xù)不斷的.并且有f(a)·f(b)<0這兩
3、個(gè)條件同時(shí)成立. 3.滿足零點(diǎn)存在性定理的條件時(shí)得出函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有零點(diǎn),但零點(diǎn)個(gè)數(shù)不確定;反之函數(shù)在a,b]上有零點(diǎn)不一定能推出f(a)·f(b)<0. 4.求實(shí)際問題中的函數(shù)解析式時(shí)易忽略定義域. 考點(diǎn) 函數(shù)的零點(diǎn) 典例示法 題型1 判斷函數(shù)零點(diǎn)的存在區(qū)間 典例1 20xx·北京高考]已知函數(shù)f(x)=-log2x,在下列區(qū)間中,包含f(x)零點(diǎn)的區(qū)間是( ) A.(0,1) B.(1,2) C.(2,4) D.(4,+∞) 解析] ∵f(1)=6-log21=6>0,f(2)=3-log22=2&
4、gt;0,f(3)=2-log23>0,f(4)=-log24=-2<0, ∴包含f(x)零點(diǎn)的區(qū)間是(2,4),故選C. 答案] C 題型2 函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)問題 典例2 20xx·湖北高考]函數(shù)f(x)=4cos2·cos-2sinx-|ln (x+1)|的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為________. 解析] f(x)=2(1+cosx)sinx-2sinx-|ln (x+1)|=sin2x-|ln (x+1)|,x>-1, 函數(shù)f(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)即為函數(shù)y=sin2x與y=|ln (x+1)|(x>-1)的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù). 分別作出兩個(gè)函數(shù)的圖象
5、,如圖,可知有兩個(gè)交點(diǎn),則f(x)有兩個(gè)零點(diǎn). 答案] 2 題型3 利用零點(diǎn)個(gè)數(shù)或存在區(qū)間求參數(shù)的取值范圍 典例3 20xx·湖南高考]已知函數(shù)f(x)=若存在實(shí)數(shù)b,使函數(shù)g(x)=f(x)-b有兩個(gè)零點(diǎn),則a的取值范圍是________. 解析] 令φ(x)=x3(x≤a),h(x)=x2(x>a),函數(shù)g(x)=f(x)-b有兩個(gè)零點(diǎn),即函數(shù)y=f(x)的圖象與直線y=b有兩個(gè)交點(diǎn),結(jié)合圖象可得a<0或φ(a)>h(a),即a<0或a3>a2,解得a<0或a>1,故a∈(-∞,0)∪(1,+∞). 答案] (-∞,0)∪
6、(1,+∞) 1.判斷函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的方法 (1)直接求零點(diǎn):令f(x)=0,則方程解的個(gè)數(shù)即為零點(diǎn)的個(gè)數(shù). (2)零點(diǎn)存在性定理:利用該定理不僅要求函數(shù)在a,b]上是連續(xù)的曲線,且f(a)·f(b)<0,還必須結(jié)合函數(shù)的圖象和性質(zhì)(如單調(diào)性)才能確定函數(shù)有多少個(gè)零點(diǎn). (3)數(shù)形結(jié)合:對于給定的函數(shù)不能直接求解或畫出圖 形,常會通過分解轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)圖象,然后數(shù)形結(jié)合,看其交點(diǎn)的個(gè)數(shù)有幾個(gè),其中交點(diǎn)的橫坐標(biāo)有幾個(gè)不同的值,就有幾個(gè)不同的零點(diǎn). 2.利用函數(shù)零點(diǎn)求參數(shù)值或取值范圍的方法 (1)利用零點(diǎn)存在的判定定理構(gòu)建不等式求解. (2)分離參數(shù)后轉(zhuǎn)化為求函數(shù)
7、的值域(最值)問題求解. (3)轉(zhuǎn)化為兩熟悉的函數(shù)圖象的上、下關(guān)系問題,從而構(gòu)建不等式求解. 考點(diǎn) 函數(shù)與方程的綜合應(yīng)用 典例示法 典例4 (1)20xx·江蘇高考]已知函數(shù)f(x)=|ln x|,g(x)= 則方程|f(x)+g(x)|=1實(shí)數(shù)根的個(gè)數(shù)為________. 解析] f(x)+g(x)= 當(dāng)1<x<2時(shí),f′(x)+g′(x)=-2x+=<0 故當(dāng)1<x<2時(shí),f(x)+g(x)單調(diào)遞減,在同一坐標(biāo)系中畫出y=|f(x)+g(x)|及y=1的圖象,如圖所示. 由圖象可知|f(x)+g(x)|=1的實(shí)根個(gè)數(shù)為
8、4. 答案] 4 (2)已知函數(shù)f(x)=則方程f(x)=log (x+1)的根的個(gè)數(shù)為________. 解析] 先求x>0時(shí),f(x)的解析式. 當(dāng)0<x≤1時(shí),x-1≤0, 則f(x)=f(x-1)=2x-1-1. 當(dāng)1<x≤2時(shí),x-2≤0, 則f(x)=f(x-1)=f(x-2)=2x-2-1, …, 由此得,n-1<x≤n時(shí),f(x)=2x-n-1(n∈N*), 由此得,f(x)= 方程f(x)=log (x+1)的根的個(gè)數(shù), 即是函數(shù)y=f(x)與y=log (x+1)的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù),畫圖象如圖所示: 由圖象得知, f(x
9、)=log (x+1)的根有兩個(gè). 答案] 2 應(yīng)用函數(shù)思想確定方程解的個(gè)數(shù)的兩種方法 (1)轉(zhuǎn)化為兩熟悉的函數(shù)圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)問題、數(shù)形結(jié)合、構(gòu)建不等式(方程)求解. (2)分離參數(shù)、轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的值域問題求解. 針對訓(xùn)練 1.20xx·山東高考]已知函數(shù)f(x)=|x-2|+1,g(x)=kx.若方程f(x)=g(x)有兩個(gè)不相等的實(shí)根,則實(shí)數(shù)k的取值范圍是( ) A. B. C.(1,2) D.(2,+∞) 答案 B 解析 畫出f(x)=|x-2|+1的圖象如圖所示. 由數(shù)形結(jié)合知識,可知若方程f(x)=g(x)有兩個(gè)不相等的實(shí)根,則
10、函數(shù)g(x)與f(x)的圖象應(yīng)有兩個(gè)不同的交點(diǎn). 所以函數(shù)g(x)=kx的圖象應(yīng)介于直線y=x和y=x之間,所以k的取值范圍是. 2.20xx·沈陽質(zhì)檢]已知函數(shù)f(x)=若方程f(x)=ax+1恰有一個(gè)解,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________. 答案 ∪ 解析 如圖,當(dāng)直線y=ax+1過點(diǎn)B(2,2)時(shí),a=,滿足方程有兩個(gè)解;當(dāng)直線y=ax+1與f(x)=2(x≥2)的圖象相切時(shí),a=,滿足方程有兩個(gè)解;當(dāng)直線y=ax+1過點(diǎn)A(1,2)時(shí),a=1,滿足方程恰有一個(gè)解.故實(shí)數(shù)a的取值范圍為∪. 考點(diǎn) 函數(shù)的實(shí)際應(yīng)用 典例示法 典例5 提高過江大橋的車輛通行
11、能力可改善整個(gè)城市的交通狀況.在一般情況下,大橋上的車流速度v(單位:千米/小時(shí))是車流密度x(單位:輛/千米)的函數(shù).當(dāng)橋上的車流密度達(dá)到200輛/千米時(shí),造成堵塞,此時(shí)車流速度為0;當(dāng)車流密度不超過20輛/千米時(shí),車流速度為60千米/小時(shí).研究表明:當(dāng)20<x≤200時(shí),車流速度v是車流密度x的一次函數(shù). (1)當(dāng)0≤x≤200時(shí),求函數(shù)v(x)的表達(dá)式; (2)當(dāng)車流密度x為多大時(shí),車流量(單位時(shí)間內(nèi)通過橋上某觀測點(diǎn)的車輛數(shù),單位:輛/小時(shí))f(x)=x·v(x)可以達(dá)到最大,并求出最大值.(精確到1輛/小時(shí)) 解] (1)由題意:當(dāng)0≤x≤20時(shí),v(x)=60;
12、 當(dāng)20<x≤200時(shí),設(shè)v(x)=ax+b, 再由已知得解得 故函數(shù)v(x)的表達(dá)式為 v(x)= (2)依題意及(1)可得 f(x)= 當(dāng)0≤x≤20時(shí),f(x)為增函數(shù),故當(dāng)x=20時(shí),f(x)取得最大值,其最大值為60×20=1200; 當(dāng)20<x≤200時(shí), f(x)=x(200-x)≤2=, 當(dāng)且僅當(dāng)x=200-x,即x=100時(shí),等號成立. 所以,當(dāng)x=100時(shí),f(x)取得最大值. 綜上,當(dāng)x=100時(shí),f(x)在區(qū)間0,200]上取得最大值≈3333, 即當(dāng)車流密度為100輛/千米時(shí),車流量可以達(dá)到最大,最大值約為3333輛/小
13、時(shí). (1)常見類型:與函數(shù)有關(guān)的應(yīng)用題,經(jīng)常涉及物價(jià)、路程、產(chǎn)值、環(huán)保等實(shí)際問題,也可涉及角度、面積、體積、造價(jià)的最優(yōu)化問題. (2)應(yīng)用函數(shù)模型解決實(shí)際問題的一般程序 (3)解題關(guān)鍵:解答這類問題的關(guān)鍵是確切地建立相關(guān)函數(shù)解析式,然后應(yīng)用函數(shù)、方程、不等式和導(dǎo)數(shù)的有關(guān)知識加以綜合解答. 針對訓(xùn)練 20xx·山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考]候鳥每年都要隨季節(jié)的變化而進(jìn)行大規(guī)模地遷徙,研究某種鳥類的專家發(fā)現(xiàn),該種鳥類的飛行速度v(單位:m/s)與其耗氧量Q之間的關(guān)系為:v=a+blog3(其中a,b是實(shí)數(shù)).據(jù)統(tǒng)計(jì),該種鳥類在靜止的時(shí)候其耗氧量為30個(gè)單位,而其耗氧量為90個(gè)
14、單位時(shí),其飛行速度為1 m/s. (1)求出a,b的值; (2)若這種鳥類為趕路程,飛行的速度不能低于2 m/s,則其耗氧量至少要多少個(gè)單位? 解 (1)由題意可知,當(dāng)這種鳥類靜止時(shí),它的速度為0 m/s,此時(shí)耗氧量為30個(gè)單位,故有a+blog3=0, 即a+b=0;當(dāng)耗氧量為90個(gè)單位時(shí),速度為1 m/s,故a+blog3=1,整理得a+2b=1. 解方程組得 (2)由(1)知,v=a+blog3=-1+log3.所以要使飛行速度不低于2 m/s,則有v≥2,即-1+log3≥2,即log3≥3,解得Q≥270. 所以若這種鳥類為趕路程,飛行的速度不能低于2 m/s,則其耗氧
15、量至少要270個(gè)單位. 全國卷高考真題調(diào)研] 1.20xx·全國卷Ⅰ]已知函數(shù)f(x)=ax3-3x2+1,若f(x)存在唯一的零點(diǎn)x0,且x0>0,則a的取值范圍是( ) A.(2,+∞) B.(1,+∞) C.(-∞,-2) D.(-∞,-1) 答案 C 解析 當(dāng)a=0時(shí),顯然f(x)有2個(gè)零點(diǎn),不符合題意;當(dāng)a>0時(shí),f′(x)=3ax2-6x=3x(ax-2),易知函數(shù)f(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞增.又f(0)=1,當(dāng)x→-∞時(shí),f(x)=x2(ax-3)+1→-∞,故不適合題意;當(dāng)a<0時(shí),f(x)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在
16、(0,+∞)上單調(diào)遞減,只需f>0就滿足題意.由f>0,得-+1>0,解得a<-2或a>2(舍去),故a<-2. 其它省市高考題借鑒] 2.20xx·天津高考]已知函數(shù)f(x)= (a>0,且a≠1)在R上單調(diào)遞減,且關(guān)于x的方程|f(x)|=2-x恰有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)解,則a的取值范圍是( ) A. B. C.∪ D.∪ 答案 C 解析 當(dāng)x<0時(shí),f(x)單調(diào)遞減,必須滿足-≥0,故0<a≤,此時(shí)函數(shù)f(x)在0,+∞)上單調(diào)遞減,若f(x)在R上單調(diào)遞減,還需3a≥1,即a≥,所以≤a≤.結(jié)合函數(shù)圖象
17、,當(dāng)x≥0時(shí),函數(shù)y=|f(x)|的圖象和直線y=2-x有且只有一個(gè)公共點(diǎn),即當(dāng)x≥0時(shí),方程|f(x)|=2-x只有一個(gè)實(shí)數(shù)解.因此,只需當(dāng)x<0時(shí),方程|f(x)|=2-x恰有一個(gè)實(shí)數(shù)解.根據(jù)已知條件可得,當(dāng)x<0時(shí),f(x)>0,即只需方程f(x)=2-x恰有一個(gè)實(shí)數(shù)解,即x2+(4a-3)x+3a=2-x,即x2+2(2a-1)x+3a-2=0在(-∞,0)上恰有唯一的實(shí)數(shù)解.判別式Δ=4(2a-1)2-4(3a-2)=4(4a2-7a+3)=4(a-1)(4a-3),因?yàn)椤躠≤,所以Δ≥0.當(dāng)3a-2<0,即a<時(shí),方程x2+2(2a-1)x+3a-2=
18、0有一個(gè)正實(shí)根、一個(gè)負(fù)實(shí)根,滿足要求;當(dāng)3a-2=0,即a=時(shí),方程x2+2(2a-1)x+3a-2=0的一個(gè)根為0,一個(gè)根為-,滿足要求;當(dāng)3a-2>0,即<a<時(shí),因?yàn)椋?2a-1)<0,此時(shí)方程x2+2(2a-1)x+3a-2=0有兩個(gè)負(fù)實(shí)根,不滿足要求;當(dāng)a=時(shí),方程x2+2(2a-1)x+3a-2=0有兩個(gè)相等的負(fù)實(shí)根,滿足要求.綜上可知,實(shí)數(shù)a的取值范圍是∪. 3.20xx·天津高考]已知函數(shù)f(x)=函數(shù)g(x)=b-f(2-x),其中b∈R.若函數(shù)y=f(x)-g(x)恰有4個(gè)零點(diǎn),則b的取值范圍是( ) A. B. C. D.
19、 答案 D 解析 函數(shù)y=f(x)-g(x)恰有4個(gè)零點(diǎn),即方程f(x)-g(x)=0,即b=f(x)+f(2-x)有4個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,即直線y=b與函數(shù)y=f(x)+f(2-x)的圖象有4個(gè)不同的交點(diǎn).又y=f(x)+f(2-x)=作出該函數(shù)的圖象如圖所示,由圖可得,當(dāng)<b<2時(shí),直線y=b與函數(shù)y=f(x)+f(2-x)的圖象有4個(gè)不同的交點(diǎn),故函數(shù)y=f(x)-g(x)恰有4個(gè)零點(diǎn)時(shí),b的取值范圍是. 4.20xx·四川高考]某食品的保鮮時(shí)間y(單位:小時(shí))與儲藏溫度x(單位:℃)滿足函數(shù)關(guān)系y=ekx+b(e=2.718…為自然對數(shù)的底數(shù),k,b為常數(shù))
20、.若該食品在0 ℃ 的保鮮時(shí)間是192小時(shí),在22 ℃的保鮮時(shí)間是48小時(shí),則該食品在33 ℃的保鮮時(shí)間是________小時(shí). 答案 24 解析 由題意得即所以該食品在33 ℃的保鮮時(shí)間是y=e33k+b=(e11k)3·eb=3×192=24(小時(shí)). 一、選擇題 1.20xx·山東萊蕪模擬]已知函數(shù)f(x)=則函數(shù)f(x)的零點(diǎn)為( ) A.,0 B.-2,0 C. D.0 答案 D 解析 當(dāng)x≤1時(shí),由f(x)=2x-1=0,解得x=0;當(dāng)x>1時(shí),由f(x)=1+log2x=0,解得x=,又因?yàn)閤>1,所以此時(shí)
21、方程無解.綜上,函數(shù)f(x)的零點(diǎn)只有0. 2.20xx·北京昌平三模]已知函數(shù)f(x)=ln x,則函數(shù)g(x)=f(x)-f′(x)的零點(diǎn)所在的區(qū)間是( ) A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4) 答案 B 解析 函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)為f′(x)=,所以g(x)=f(x)-f′(x)=ln x-.因?yàn)間(1)=ln 1-1=-1<0,g(2)=ln 2->0,所以函數(shù)g(x)=f(x)-f′(x)的零點(diǎn)所在的區(qū)間為(1,2),故選B. 3.20xx·鄭州質(zhì)檢]已知函數(shù)f(x)=x-cosx,則f(x)在0,2π]上
22、的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為( ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案 C 解析 作出g(x)=x與h(x)=cosx的圖象,可以看到其在0,2π]上的交點(diǎn)個(gè)數(shù)為3,所以函數(shù)f(x)在0,2π]上的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為3,故選C. 4.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)的圖象與函數(shù)y=|lg x|的圖象的交點(diǎn)共有( ) A.10個(gè) B.9個(gè) C.8個(gè) D.1個(gè) 答案 A 解析 在同一平面直角坐標(biāo)系中分別作出y=f(x)和y=|lg x|的圖象,如圖.又lg 10=1,由圖象知選A. 5.20xx·北京高考
23、]汽車的“燃油效率”是指汽車每消耗1升汽油行駛的里程.下圖描述了甲、乙、丙三輛汽車在不同速度下的燃油效率情況.下列敘述中正確的是( ) A.消耗1升汽油,乙車最多可行駛5千米 B.以相同速度行駛相同路程,三輛車中,甲車消耗汽油最多 C.甲車以80千米/小時(shí)的速度行駛1小時(shí),消耗10升汽油 D.某城市機(jī)動車最高限速80千米/小時(shí).相同條件下, 在該市用丙車比用乙車更省油 答案 D 解析 對于A選項(xiàng),從圖中可以看出當(dāng)乙車的行駛速度大于40 km/h時(shí)的燃油效率大于5 km/L,故乙車消耗1升汽油的行駛路程可大于5千米,所以A錯(cuò)誤.對于B選項(xiàng),由圖可知甲車消耗汽油最少.對于C選項(xiàng),
24、甲車以80 km/h的速度行駛時(shí)的燃油效率為10 km/L,故行駛1小時(shí)的路程為80千米,消耗8 L汽油,所以C錯(cuò)誤.對于D選項(xiàng),當(dāng)最高限速為80 km/h且速度相同時(shí)丙車的燃油效率大于乙車的燃油效率,故用丙車比用乙車更省油,所以D正確. 6.20xx·鄭州質(zhì)量預(yù)測(一)]設(shè)函數(shù)f(x)=ex+2x-4,g(x)=ln x+2x2-5,若實(shí)數(shù)a,b分別是f(x),g(x)的零點(diǎn),則( ) A.g(a)<0<f(b) B.f(b)<0<g(a) C.0<g(a)<f(b) D.f(b)<g(a)<0 答案 A 解析 依
25、題意,f(0)=-3<0,f(1)=e-2>0,且函數(shù)f(x)是增函數(shù),因此函數(shù)f(x)的零點(diǎn)在區(qū)間(0,1)內(nèi),即0<a<1.g(1)=-3<0,g(2)=ln 2+3>0,函數(shù)g(x)的零點(diǎn)在區(qū)間(1,2)內(nèi),即1<b<2,于是有f(b)>f(1)>0.又函數(shù)g(x)在(0,1)內(nèi)是增函數(shù),因此有g(shù)(a)<g(1)<0,g(a)<0<f(b),選A. 7.20xx·湖北宜昌模擬]某種新藥服用x小時(shí)后血液中的殘留量為y毫克,如圖所示為函數(shù)y=f(x)的圖象,當(dāng)血液中藥物殘留量不小于240毫克時(shí),
26、治療有效.設(shè)某人上午8:00第一次服藥,為保證療效,則第二次服藥最遲的時(shí)間應(yīng)為( ) A.上午10:00 B.中午12:00 C.下午4:00 D.下午6:00 答案 C 解析 當(dāng)x∈0,4]時(shí),設(shè)y=k1x, 把(4,320)代入,得k1=80,∴y=80x. 當(dāng)x∈4,20]時(shí),設(shè)y=k2x+b. 把(4,320),(20,0)代入得 解得∴y=400-20x. ∴y=f(x)= 由y≥240,得或 解得3≤x≤4或4<x≤8,∴3≤x≤8. 故第二次服藥最遲應(yīng)在當(dāng)日下午4:00,故選C. 二、填空題 8.20xx·云南昆明模擬]已
27、知函數(shù)f(x)=ax+x-b的零點(diǎn)x0∈(n,n+1)(n∈Z),其中常數(shù)a,b滿足2a=3,3b=2,則n=________. 答案 -1 解析 a=log23>1,0<b=log32<1,令f(x)=0,得ax=-x+b.在同一平面直角坐標(biāo)系中畫出函數(shù)y=ax和y=-x+b的圖象,如圖所示, 由圖可知,兩函數(shù)的圖象在區(qū)間(-1,0)內(nèi)有交點(diǎn),所以函數(shù)f(x)在區(qū)間(-1,0)內(nèi)有零點(diǎn),所以n=-1. 9.20xx·河北唐山模擬]已知f(x)=且函數(shù)y=f(x)+ax恰有3個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________. 答案 ∪ 解析 當(dāng)
28、x<0時(shí),f(x)=(x+1)2-,把函數(shù)f(x)在-1,0)上的圖象向右平移一個(gè)單位,即得函數(shù)y=f(x)在0,1)上的圖象,繼續(xù)右移可得函數(shù)f(x)在0,+∞)上的圖象.如果函數(shù)y=f(x)+ax恰有3個(gè)不同的零點(diǎn),即函數(shù)y=f(x),y=-ax的圖象有三個(gè)不同的公共點(diǎn),實(shí)數(shù)a應(yīng)滿足-a<-,即a>或<-a<,即-<a<-. 10.20xx·四川高考]已知函數(shù)f(x)=2x,g(x)=x2+ax(其中a∈R).對于不相等的實(shí)數(shù)x1,x2,設(shè)m=,n=.現(xiàn)有如下命題: ①對于任意不相等的實(shí)數(shù)x1,x2,都有m>0; ②對于任意的
29、a及任意不相等的實(shí)數(shù)x1,x2,都有n>0; ③對于任意的a,存在不相等的實(shí)數(shù)x1,x2,使得m=n; ④對于任意的a,存在不相等的實(shí)數(shù)x1,x2,使得m=-n. 其中的真命題有________(寫出所有真命題的序號). 答案?、佗? 解析 因?yàn)閒(x)=2x在R上是單調(diào)遞增的,所以對于不相等的實(shí)數(shù)x1,x2,m=>0恒成立,①正確;因?yàn)間(x)=x2+ax,所以n==x1+x2+a,正負(fù)不定,②錯(cuò)誤;由m=n,整理得f(x1)-g(x1)=f(x2)-g(x2).令函數(shù)p(x)=f(x)-g(x)=2x-x2-ax,則p′(x)=2xln 2-2x-a,令t(x)=p′(
30、x),則t′(x)=2x(ln 2)2-2,又t′(1)=2(ln 2)2-2<0,t′(3)=8(ln 2)2-2>0,從而存在x0∈(1,3),使得t′(x0)=2x0(ln 2)2-2=0,于是p′(x)有極小值p′(x0)=2x0ln 2-2x0-a=-2log2-a,所以存在a=-2log2,使得p′(x0)=>0,此時(shí)p(x)在R上單調(diào)遞增,故不存在不相等的實(shí)數(shù)x1,x2,使得f(x1)-g(x1)=f(x2)-g(x2),不滿足題意,③錯(cuò)誤;由m=-n,得f′(x)=-g′(x),即-a=2xln 2+2x.設(shè)h(x)=2xln 2+2x,則h′(x)=2x(l
31、n 2)2+2>0,所以h(x)在R上是單調(diào)遞增的,且當(dāng)x→+∞時(shí),h(x)→+∞;當(dāng)x→-∞時(shí),h(x)→-∞,所以對于任意的a,y=-a與y=h(x)的圖象一定有交點(diǎn),④正確. 三、解答題 11.20xx·湖南瀏陽一中段考]已知二次函數(shù)f(x)的最小值為-4,且關(guān)于x的不等式f(x)≤0的解集為{x|-1≤x≤3,x∈R}. (1)求函數(shù)f(x)的解析式; (2)求函數(shù)g(x)=-4ln x的零點(diǎn)個(gè)數(shù). 解 (1)∵f(x)是二次函數(shù),且關(guān)于x的不等式f(x)≤0的解集為{x|-1≤x≤3,x∈R}, ∴設(shè)f(x)=a(x+1)(x-3)=ax2-2ax-3a,
32、且a>0.∵a>0,f(x)=a(x-1)2-4]≥-4,又f(1)=-4a, ∴f(x)min=-4a=-4,∴a=1.故函數(shù)f(x)的解析式為f(x)=x2-2x-3. (2)∵g(x)=-4lnx=x--4ln x-2(x>0),g′(x)=1+-=. ∴x,g′(x),g(x)的取值變化情況如下: x (0,1) 1 (1,3) 3 (3,+∞) g′(x) + 0 - 0 + g(x) 單調(diào)遞增 極大值 單調(diào)遞減 極小值 單調(diào)遞增 當(dāng)0<x≤3時(shí),g(x)≤g(1)=-4<0, g(x)在(3,+∞)上單
33、調(diào)遞增, g(3)=-4ln 3<0,取x=e5>3, g(e5)=e5--20-2>25-1-22=9>0. 故函數(shù)g(x)只有1個(gè)零點(diǎn),且零點(diǎn)x0∈(3,e5). 12.20xx·山東菏澤期中]已知一家公司生產(chǎn)某品牌服裝的年固定成本為10萬元,每生產(chǎn)1千件需另投入2.7萬元,設(shè)該公司一年內(nèi)共生產(chǎn)該品牌服裝x千件并全部銷售完,每千件的銷售收入為R(x)萬元,且R(x)= (1)寫出年利潤W(萬元)關(guān)于年產(chǎn)量x(千件)的函數(shù)解析式; (2)年產(chǎn)量為多少千件時(shí),該公司在這一品牌服裝的生產(chǎn)中所獲得的年利潤最大?(注:年利潤=年銷售收入-年總成本) 解
34、 (1)當(dāng)0<x≤10時(shí), W=xR(x)-(10+2.7x)=8.1x--10; 當(dāng)x>10時(shí), W=xR(x)-(10+2.7x)=98--2.7x. ∴W= (2)①當(dāng)0<x≤10時(shí),令W′=8.1-=0,得x=9,可知當(dāng)x∈(0,9)時(shí),W′>0,當(dāng)x∈(9,10]時(shí),W′<0, ∴當(dāng)x=9時(shí),W取極大值,即最大值, 且Wmax=8.1×9-×93-10=38.6. ②當(dāng)x>10時(shí), W=98-≤98-2=38, 當(dāng)且僅當(dāng)=2.7x,即x=時(shí),W=38, 故當(dāng)x=時(shí),W取最大值38(當(dāng)1000x取整數(shù)時(shí),W一定小于38). 綜合①②知,當(dāng)x=9時(shí),W取最大值,故當(dāng)年產(chǎn)量為9千件時(shí),該公司在這一品牌服裝的生產(chǎn)中所獲年利潤最大.
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