(新課標(biāo))2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題六 函數(shù)與導(dǎo)數(shù) 第2講 基本初等函數(shù)、函數(shù)與方程及函數(shù)的應(yīng)用學(xué)案 文 新人教A版

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(新課標(biāo))2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題六 函數(shù)與導(dǎo)數(shù) 第2講 基本初等函數(shù)、函數(shù)與方程及函數(shù)的應(yīng)用學(xué)案 文 新人教A版_第1頁
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1、第2講 基本初等函數(shù)、函數(shù)與方程及函數(shù)的應(yīng)用 [做真題] 1.(2017·高考全國卷Ⅱ)函數(shù)f(x)=ln(x2-2x-8)的單調(diào)遞增區(qū)間是(  ) A.(-∞,-2) B.(-∞,1) C.(1,+∞) D.(4,+∞) 解析:選D.由x2-2x-8>0,得x<-2或x>4.因此,函數(shù)f(x)=ln(x2-2x-8)的定義域是(-∞,-2)∪(4,+∞).注意到函數(shù)y=x2-2x-8在(4,+∞)上單調(diào)遞增,由復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性知,f(x)=ln(x2-2x-8)的單調(diào)遞增區(qū)間是(4,+∞),選D. 2.(2019·高考全國卷Ⅲ)函數(shù)f(x)=2sin x-sin 2

2、x在[0,2π]的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為(  ) A.2 B.3 C.4 D.5 解析:選B.f(x)=2sin x-2sin xcos x=2sin x(1-cos x),令f(x)=0,則sin x=0或cos x=1,所以x=kπ(k∈Z),又x∈[0,2π],所以x=0或x=π或x=2π.故選B. 3.(2019·高考全國卷Ⅲ)設(shè)f(x)是定義域?yàn)镽的偶函數(shù),且在(0,+∞)單調(diào)遞減,則(  ) A.f>f>f B.f>f>f C.f>f>f D.f>f>f 解析:選C.因?yàn)楹瘮?shù)y=2x在R上是增函數(shù),所以0<2-<2-<20=1.因?yàn)楹瘮?shù)y=log3x在(0,+∞)上是

3、增函數(shù),所以log3f>f(log34)=f.故選C. [明考情] 1.基本初等函數(shù)作為高考的命題熱點(diǎn),多考查利用函數(shù)的性質(zhì)比較大小,有時(shí)難度較大. 2.函數(shù)的應(yīng)用問題多體現(xiàn)在函數(shù)零點(diǎn)與方程根的綜合問題上,近幾年全國卷考查較少,但也要引起重視,題目可能較難.    基本初等函數(shù)的圖象及性質(zhì)(綜合型) [知識整合] 指數(shù)與對數(shù)式的8個(gè)運(yùn)算公式 (1)am·an=am+n. (2)(am)n=amn. (3

4、)(ab)m=ambm. (4)loga(MN)=logaM+logaN. (5)loga =logaM-logaN. (6)logaMn=nlogaM. (7)alogaN=N. (8)logaN=. 注:(1)(2)(3)中,a>0,b>0;(4)(5)(6)(7)(8)中,a>0且a≠1,b>0且b≠1,M>0,N>0. 指數(shù)函數(shù)與對數(shù)函數(shù)的圖象和性質(zhì) 指數(shù)函數(shù)y=ax(a>0,a≠1)與對數(shù)函數(shù)y=logax(a>0,a≠1)的圖象和性質(zhì),分01兩種情況,當(dāng)a>1時(shí),兩函數(shù)在定義域內(nèi)都為增函數(shù),當(dāng)0

5、 (1)(2019·湖南省五市十校聯(lián)考)若f(x)=ex-ae-x為奇函數(shù),則滿足f(x-1)>-e2的x的取值范圍是(  ) A.(-2,+∞)        B.(-1,+∞) C.(2,+∞) D.(3,+∞) (2)(2018·高考全國卷Ⅲ)已知函數(shù)f(x)=ln(-x)+1, f(a)=4,則f(-a)=________. 【解析】 (1)由f(x)=ex-ae-x為奇函數(shù),得f(-x)=-f(x),即e-x-aex=ae-x-ex,得a=1,所以f(x)=ex-e-x,則f(x)在R上單調(diào)遞增,又f(x-1)>-e2=f(-2),所以x-1>-2,解得x>-1,故選

6、B. (2)由f(a)=ln(-a)+1=4,得ln(-a)=3,所以f(-a)=ln(+a)+1=-ln+1=-ln(-a)+1=-3+1=-2. 【答案】 (1)B (2)-2 研究指數(shù)、對數(shù)函數(shù)的圖象及性質(zhì)應(yīng)注意的問題 (1)指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)的圖象和性質(zhì)受底數(shù)a的影響,解決與指數(shù)、對數(shù)函數(shù)特別是與單調(diào)性有關(guān)的問題時(shí),首先要看底數(shù)a的范圍. (2)研究對數(shù)函數(shù)的性質(zhì),應(yīng)注意真數(shù)與底數(shù)的限制條件.如求f(x)=ln(x2-3x+2)的單調(diào)區(qū)間,只考慮t=x2-3x+2與函數(shù)y=ln t的單調(diào)性,易忽視t>0的限制條件.   [對點(diǎn)訓(xùn)練] 1.(2019·高考天津卷)已

7、知a=log27,b=log38,c=0.30.2,則a,b,c的大小關(guān)系為(  ) A.clog24=2,b=log381,c=0.30.2<1,所以c0且a≠1)滿足f()>f(),則f(1-)>0的解集為(  ) A.(0,1)           B.(-∞,1) C.(1,+∞) D.(0,+∞) 解析:選C.因?yàn)楹瘮?shù)f(x)=logax(a>0且a≠1)在(0,+∞)上為單調(diào)函

8、數(shù),而<且f()>f(),所以f(x)=logax在(0,+∞)上單調(diào)遞減,結(jié)合對數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì)可由f(1-)>0,得0<1-<1,所以x>1,故選C.    函數(shù)的零點(diǎn)(綜合型) [知識整合] 函數(shù)的零點(diǎn)及其與方程根的關(guān)系 對于函數(shù)f(x),使f(x)=0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). 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)

9、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. [典型例題] (1)(2018·福建市第一學(xué)期高三期末考試)已知函數(shù)f(x)=則函數(shù)y=f(x)+3x的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是(  ) A.0           B.1 C.2 D.3 (2)(2019·江西八所重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)已知f(x)=,若關(guān)于x的方程a=f(x)恰有兩個(gè)不同的實(shí)根,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是(  ) A.(-∞,)∪[1,2) B.(0,)∪[1,2) C.(1,2) D.[1,2) 【解析】 (1)令f(x)+3x=0,則或解得x=0或x=-1,所以函數(shù)y=f(x)+3x的

10、零點(diǎn)個(gè)數(shù)是2.故選C. (2)關(guān)于x的方程a=f(x)恰有兩個(gè)不同的實(shí)根,即函數(shù)f(x)的圖象與直線y=a恰有兩個(gè)不同的交點(diǎn),作出函數(shù)f(x)的圖象如圖所示,由圖象可得實(shí)數(shù)a的取值范圍是∪[1,2),故選B. 【答案】 (1)C (2)B 利用函數(shù)零點(diǎn)的情況求參數(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)的值域(最值)問題求解. (3)轉(zhuǎn)化為兩熟悉的函數(shù)圖象的位置關(guān)系問題,從而構(gòu)建不等式求解. [對點(diǎn)訓(xùn)練] 1.已知實(shí)數(shù)a>1,0

11、 B.(-1,0) C.(0,1) D.(1,2) 解析:選B.因?yàn)閍>1,00,則由零點(diǎn)存在性定理可知f(x)在區(qū)間(-1,0)上存在零點(diǎn). 2.已知在區(qū)間(0,2]上的函數(shù)f(x)=且g(x)=f(x)-mx在區(qū)間(0,2]內(nèi)有且僅有兩個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)m的取值范圍是(  ) A.∪ B.∪ C.∪ D.∪ 解析:選A.由函數(shù)g(x)=f(x)-mx在(0,2]內(nèi)有且僅有兩個(gè)不同的零點(diǎn),得y=f(x),y=mx在(0,2]內(nèi)的圖象有且僅有兩個(gè)不同的交點(diǎn).當(dāng)y=mx與

12、y=-3在x∈(0,1]相切時(shí),mx2+3x-1=0,Δ=9+4m=0,m=-,結(jié)合圖象可得當(dāng)-0)模型,常用基本不等式、導(dǎo)數(shù)等知識求解. [典型例題] (2019·高考北京卷)在天文學(xué)中,天體的明暗程度可以用星等或亮度來描述.兩顆星

13、的星等與亮度滿足m2-m1=lg,其中星等為mk的星的亮度為Ek(k=1,2).已知太陽的星等是-26.7,天狼星的星等是-1.45,則太陽與天狼星的亮度的比值為(  ) A. 1010.1        B. 10.1 C. lg 10.1 D. 10-10.1 【解析】 根據(jù)題意,設(shè)太陽的星等與亮度分別為m1與E1,天狼星的星等與亮度分別為m2與E2,則由已知條件可知m1=-26.7,m2=-1.45,根據(jù)兩顆星的星等與亮度滿足m2-m1=lg ,把m1與m2的值分別代入上式得,-1.45-(-26.7)=lg,得lg =10.1,所以=1010.1,故選A. 【答案】 A

14、 應(yīng)用函數(shù)模型解決實(shí)際問題的一般程序和解題關(guān)鍵 (1)一般程序:???. (2)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.  [對點(diǎn)訓(xùn)練] 1.某工廠某種產(chǎn)品的年固定成本為250萬元,每生產(chǎn)x千件該產(chǎn)品需另投入的成本為G(x)(單位:萬元),當(dāng)年產(chǎn)量不足80千件時(shí),G(x)=x2+10x;當(dāng)年產(chǎn)量不小于80千件時(shí),G(x)=51x+-1 450.已知每件產(chǎn)品的售價(jià)為0.05萬元.通過市場分析,該工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品能全部售完,則該工廠在這一產(chǎn)品的生產(chǎn)中所獲年利潤的最大值是________萬元. 解析:因?yàn)槊考a(chǎn)品的售價(jià)

15、為0.05萬元, 所以x千件產(chǎn)品的銷售額為0.05×1 000x=50x萬元.①當(dāng)0

16、 000 2.某工廠產(chǎn)生的廢氣經(jīng)過過濾后排放,過濾過程中廢氣的污染物數(shù)量P(毫克/升)與時(shí)間t(小時(shí))的關(guān)系為P=P0e-kt.如果在前5小時(shí)消除了10%的污染物,那么污染物減少19%需要花費(fèi)的時(shí)間為________小時(shí). 解析:前5小時(shí)污染物消除了10%,此時(shí)污染物剩下90%,即t=5時(shí),P=0.9P0,代入,得(e-k)5=0.9, 所以e-k==0.9, 所以P=P0e-kt=P0(0.9)t.當(dāng)污染物減少19%時(shí),污染物剩下81%,此時(shí)P=0.81P0,代入得0.81=(0.9)t,解得t=10,即需要花費(fèi)10小時(shí). 答案:10 一、選擇題 1.冪函數(shù)的圖象經(jīng)過點(diǎn),則

17、它的單調(diào)遞增區(qū)間是(  ) A.(0,+∞)        B.[0,+∞) C.(-∞,+∞) D.(-∞,0) 解析:選D.設(shè)f(x)=xa,則2a=,所以a=-2,所以f(x)=x-2,它是偶函數(shù),單調(diào)遞增區(qū)間是(-∞,0).故選D. 2.函數(shù)f(x)=-|x|-+3的零點(diǎn)所在區(qū)間為(  ) A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4) 解析:選B.函數(shù)f(x)=-|x|-+3是單調(diào)減函數(shù),因?yàn)閒(1)=1>0,f(2)=1-<0,所以f(1)f(2)<0,可知函數(shù)f(x)=-|x|-+3的零點(diǎn)所在區(qū)間為(1,2). 3.(2019·蓉城名校

18、第一次聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=,則f(f(log36))=(  ) A.1 B. C. D.-2 解析:選B.因?yàn)閘og36>1,所以f(log36)=3log36-8=-2,所以f(f(log36))=f(-2)=+log4(2+2)=+1=.故選B. 4.(2019·廣州市綜合檢測(一))如圖, 一高為H且裝滿水的魚缸,其底部裝有一排水小孔,當(dāng)小孔打開時(shí),水從孔中勻速流出,水流完所用時(shí)間為T.若魚缸水深為h時(shí),水流出所用時(shí)間為t,則函數(shù)h=f(t)的圖象大致是(  ) 解析:選B.水位由高變低,排除C,D.半缸前下降速度先快后慢,半缸后下降速度先慢后快,故選B.

19、 5.(2019·廣東省七校聯(lián)考)已知x=ln π,y=log52,z=e-,則(  ) A.x1,0-ln 2=ln ,所以e->eln=,所以z>y.綜上可知,x>z>y,故選B. 6.(2019·貴陽市第一學(xué)期監(jiān)測)若函數(shù)f(x)=x2,設(shè)a=log54,b=log,c=2,則f(a),f(b),f(c)的大小關(guān)系是(  ) A.f(a)>f

20、(b)>f(c) B.f(b)>f(c)>f(a) C.f(c)>f(b)>f(a) D.f(c)>f(a)>f(b) 解析:選D.f(x)=x2在(0,+∞)上單調(diào)遞增,而0

21、os 2x=0或sin x=0,因?yàn)閤∈[0,2π],所以2x∈[0,4π],由cos 2x=0可得2x=或2x=或2x=或2x=,所以x=或x=或x=或x=,由sin x=0可得x=0或x=π或x=2π,因?yàn)椋?+π+2π=7π,所以f(x)的所有零點(diǎn)之和等于7π,故選C. 8.(2019·重慶市學(xué)業(yè)質(zhì)量調(diào)研)已知函數(shù)f(x)=2x+log3 ,若不等式f>3成立,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是(  ) A.(1,+∞) B.(-∞,1) C. D. 解析:選D.由>0得x∈(-2,2),又y=2x在(-2,2)上單調(diào)遞增,y=log3 =log3 =log3在(-2,2)上單調(diào)

22、遞增,所以函數(shù)f(x)為增函數(shù),又f(1)=3,所以不等式f>3成立等價(jià)于不等式f>f(1)成立,所以解得

23、e. 10.(2019·河北省九校第二次聯(lián)考)若函數(shù)f(x)=kx-|x-e-x|有兩個(gè)正實(shí)數(shù)零點(diǎn),則k的取值范圍是(  ) A.(0,+∞) B.(0,) C.(0,1) D.(0,e) 解析:選C.令f(x)=kx-|x-e-x|=0,得kx=|x-e-x|,當(dāng)x>0時(shí),k==,令g(x)=1-,x>0,則g′(x)=>0,所以g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,因?yàn)間()=1-<0,g(1)=1->0,所以在(,1)上存在一個(gè)a,使得g(a)=0, 所以y=|g(x)|的圖象如圖所示. 由題意知,直線y=k與y=|g(x)|的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),所以0

24、 二、填空題 11.已知函數(shù)y=4ax-9-1(a>0且a≠1)恒過定點(diǎn)A(m,n),則logmn=________. 解析:依題意知,當(dāng)x-9=0,即x=9時(shí),y=4-1=3,故定點(diǎn)為(9,3),所以m=9,n=3,故logmn=log93=. 答案: 12.(2019·高考全國卷Ⅱ)已知f(x)是奇函數(shù),且當(dāng)x<0時(shí),f(x)=-eax.若f(ln 2)=8,則a=________. 解析:當(dāng)x>0時(shí),-x<0,f(-x)=-e-ax.因?yàn)楹瘮?shù)f(x)為奇函數(shù),所以當(dāng)x>0時(shí),f(x)=-f(-x)=e-ax,所以f(ln 2)=e-aln 2==8,所以a=-3. 答案:-

25、3 13.某工廠常年生產(chǎn)紅木家具,根據(jù)預(yù)測可知,該產(chǎn)品近10年的產(chǎn)量平穩(wěn)增長.記2014年為第1年,且前4年中,第x年與年產(chǎn)量f(x)(單位:萬件)之間的關(guān)系如下表所示: x 1 2 3 4 f(x) 4.00 5.61 7.00 8.87 若f(x)近似符合以下三種函數(shù)模型之一:①f(x)=ax+b,②f(x)=2x+a,③f(x)=logx+a.則你認(rèn)為最適合的函數(shù)模型的序號為________. 解析:若模型為f(x)=2x+a,則由f(1)=21+a=4,得a=2,即f(x)=2x+2,此時(shí)f(2)=6,f(3)=10,f(4)=18,與表格數(shù)據(jù)相差太大,不

26、符合;若模型為f(x)=logx+a,則f(x)是減函數(shù),與表格數(shù)據(jù)相差太大,不符合;若模型為f(x)=ax+b,由已知得,解得.所以f(x)=x+,x∈N,所以最適合的函數(shù)模型的序號為①. 答案:① 14.對于實(shí)數(shù)a,b,定義運(yùn)算“?”:a?b=設(shè)f(x)=(2x-1)?(x-1),且關(guān)于x的方程f(x)-m=0恰有三個(gè)互不相等的實(shí)數(shù)根,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是________. 解析:由2x-1≤x-1可得x≤0,由2x-1>x-1可得x>0.所以根據(jù)題意得 f(x)= 即f(x)= 畫出函數(shù)的圖象,從圖象上觀察當(dāng)關(guān)于x的方程f(x)=m(m∈R)恰有三個(gè)互不相等的實(shí)數(shù)根時(shí),函

27、數(shù)的圖象和直線y=m有三個(gè)不同的交點(diǎn),再根據(jù)函數(shù)的極大值為f=, 可得m的取值范圍是. 答案: 三、解答題 15.某企業(yè)為打入國際市場,決定從A,B兩種產(chǎn)品中只選擇一種進(jìn)行投資生產(chǎn),已知投資生產(chǎn)這兩種產(chǎn)品的有關(guān)數(shù)據(jù)如表:(單位:萬美元) 項(xiàng)目 類別 年固定 成本 每件產(chǎn) 品成本 每件產(chǎn)品 銷售價(jià) 每年最多可 生產(chǎn)的件數(shù) A產(chǎn)品 20 m 10 200 B產(chǎn)品 40 8 18 120 其中年固定成本與年生產(chǎn)的件數(shù)無關(guān),m為待定常數(shù),其值由生產(chǎn)A產(chǎn)品的原材料價(jià)格決定,預(yù)計(jì)m∈[6,8].另外,年銷售x件B產(chǎn)品時(shí)需上交0.05x2萬美元的特別關(guān)稅

28、.假設(shè)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品都能在當(dāng)年銷售出去. (1)寫出該廠分別投資生產(chǎn)A,B兩種產(chǎn)品的年利潤y1,y2與生產(chǎn)相應(yīng)產(chǎn)品的件數(shù)x之間的函數(shù)關(guān)系并指明其定義域; (2)如何投資最合理(可獲得最大年利潤)?請你做出規(guī)劃. 解:(1)由年銷售量為x件,按利潤的計(jì)算公式,可得生產(chǎn)A,B兩種產(chǎn)品的年利潤y1,y2分別為y1=10x-(20+mx)=(10-m)x-20,其定義域?yàn)閧x∈N|0≤x≤200}; y2=18x-(8x+40)-0.05x2=-0.05x2+10x-40,其定義域?yàn)閧x∈N|0≤x≤120}. (2)因?yàn)?≤m≤8,所以10-m>0,函數(shù)y1=(10-m)x-20在[0,2

29、00]上是增函數(shù),所以當(dāng)x=200時(shí),生產(chǎn)A產(chǎn)品有最大利潤,且y1max=(10-m)×200-20=1 980-200m(萬美元). 又y2=-0.05(x-100)2+460(x∈N,0≤x≤120), 所以當(dāng)x=100時(shí),生產(chǎn)B產(chǎn)品有最大利潤,且y2max=460(萬美元). 因?yàn)閥1max-y2max=1 980-200m-460 =1 520-200m 所以當(dāng)6≤m<7.6時(shí),可投資生產(chǎn)A產(chǎn)品200件; 當(dāng)m=7.6時(shí),生產(chǎn)A產(chǎn)品或生產(chǎn)B產(chǎn)品均可(投資生產(chǎn)A產(chǎn)品200件或生產(chǎn)B產(chǎn)品100件); 當(dāng)7.6

30、x-m-x,其中m為常數(shù). (1)若對任意x∈R有f(x)≥0成立,求m的取值范圍; (2)當(dāng)m>1時(shí),判斷f(x)在[0,2m]上零點(diǎn)的個(gè)數(shù),并說明理由. 解:(1)f′(x)=ex-m-1, 令f′(x)=0,得x=m. 故當(dāng)x∈(-∞,m)時(shí),ex-m<1,f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減; 當(dāng)x∈(m,+∞)時(shí),ex-m>1,f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增. 所以當(dāng)x=m時(shí),f(m)為極小值,也是最小值. 令f(m)=1-m≥0,得m≤1, 即若對任意x∈R有f(x)≥0成立,則m的取值范圍是(-∞,1]. (2)當(dāng)m>1時(shí),f(x)在[0,2m]上有兩個(gè)零點(diǎn),理由如下: 由(1)知f(x)在[0,2m]上至多有兩個(gè)零點(diǎn),當(dāng)m>1時(shí),f(m)=1-m<0. 因?yàn)閒(0)=e-m>0,f(0)f(m)<0, 所以f(x)在(0,m)上有一個(gè)零點(diǎn). 因?yàn)閒(2m)=em-2m,令g(m)=em-2m, 因?yàn)楫?dāng)m>1時(shí),g′(m)=em-2>0, 所以g(m)在(1,+∞)上單調(diào)遞增, 所以g(m)>g(1)=e-2>0,即f(2m)>0. 所以f(m)·f(2m)<0,所以f(x)在(m,2m)上有一個(gè)零點(diǎn). 所以f(x)在[0,2m]上有兩個(gè)零點(diǎn). - 14 -

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