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專題03 函數(shù)的圖像與性質(zhì)
1.(2016課標(biāo)全國乙)函數(shù)y=2x2-e|x|在[-2,2]的圖象大致為( )
答案 D
解析 f(2)=8-e2>8-2.82>0,排除A;f(2)=8-e2<8-2.72<1,排除B;當(dāng)x>0時(shí),f(x)=2x2-ex,f′(x)=4x-ex,當(dāng)x∈時(shí),f′(x)<4-e0=0,因此f(x)在上單調(diào)遞減,排除C,故選D.
2.(2016山東)已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,當(dāng)x<0時(shí),f(x)=x3-1;當(dāng)-1≤x≤1時(shí),f(-x)=-f(x);當(dāng)x>時(shí),f=f,則f(6)等于( )
A.-2B.-1C.0D.2
答案 D
3.(2016上海)設(shè)f(x),g(x),h(x)是定義域?yàn)镽的三個(gè)函數(shù),對(duì)于命題:①若f(x)+g(x),f(x)+h(x),g(x)+h(x)均為增函數(shù),則f(x),g(x),h(x)中至少有一個(gè)為增函數(shù);②若f(x)+g(x),f(x)+h(x),g(x)+h(x)均是以T為周期的函數(shù),則f(x),g(x),h(x)均是以T為周期的函數(shù),下列判斷正確的是( )
A.①和②均為真命題
B.①和②均為假命題
C.①為真命題,②為假命題
D.①為假命題,②為真命題
答案 D
解析?、俨怀闪ⅲ膳e反例,
f(x)=
g(x)=
h(x)=
②f(x)+g(x)=f(x+T)+g(x+T),
f(x)+h(x)=f(x+T)+h(x+T),
g(x)+h(x)=g(x+T)+h(x+T),
前兩式作差,可得g(x)-h(huán)(x)=g(x+T)-h(huán)(x+T),
結(jié)合第三式,可得g(x)=g(x+T),h(x)=h(x+T),
也有f(x)=f(x+T).
∴②正確.故選D.
4.(2016北京)設(shè)函數(shù)f(x)=
(1)若a=0,則f(x)的最大值為________;
(2)若f(x)無最大值,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________.
答案 (1)2 (2)(-∞,-1)
(2)f(x)的兩個(gè)函數(shù)在無限制條件時(shí)圖象如圖.
由(1)知,當(dāng)a≥-1時(shí),f(x)取得最大值2.
當(dāng)a<-1時(shí),y=-2x在x>a時(shí)無最大值,且-2a>2.
所以a<-1.
5.已知a>0,且a≠1,函數(shù)y=ax與y=loga(-x)的圖象只能是圖中的( )
答案 B
6.定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(-x)=-f(x),f(x-2)=f(x+2),且x∈(-1,0)時(shí),f(x)=2x+,則f(log220)等于( )
A.1B.C.-1D.-
答案 C
解析 由f(x-2)=f(x+2)?f(x)=f(x+4),
因?yàn)?
-1,且x≠0}.
令g(x)=ln(x+1)-x,則g′(x)=-1=,
當(dāng)-10;
當(dāng)x>0時(shí),g′(x)<0.
∴f(x)在區(qū)間(-1,0)內(nèi)為減函數(shù),在區(qū)間(0,+∞)內(nèi)為增函數(shù),對(duì)照各選項(xiàng),只有B符合.
方法二 本題也可取特值,用排除法求解:
f(2)=<0,排除A.
f==<0,排除C,D,選B.
8.已知函數(shù)h(x)(x≠0)為偶函數(shù),且當(dāng)x>0時(shí),h(x)=若h(t)>h(2),則實(shí)數(shù)t的取值范圍為________.
答案 (-2,0)∪(0,2)
易錯(cuò)起源1、函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用
例1、(1)已知函數(shù)f(x)為奇函數(shù),且在[0,2]上單調(diào)遞增,若f(log2m),又a<0,所以a<-.
二次函數(shù)f′(x)的圖象的對(duì)稱軸為x=;
三次函數(shù)g(x)=a2x3-2ax2+x+a,
所以g′(x)=3a2x2-4ax+1=3a2,
令g′(x)>0,得x<或x>,
令g′(x)<0,得,
所以選項(xiàng)B的圖象是錯(cuò)誤的,故選B.
【變式探究】(1)函數(shù)f(x)=cosx (-π≤x≤π且x≠0)的圖象可能為( )
(2)已知三次函數(shù)f(x)=2ax3+6ax2+bx的導(dǎo)函數(shù)為f′(x),則函數(shù)f(x)與f′(x)的圖象可能是( )
答案 (1)D (2)B
【名師點(diǎn)睛】
(1)根據(jù)函數(shù)的解析式判斷函數(shù)的圖象,要從定義域、值域、單調(diào)性、奇偶性等方面入手,結(jié)合給出的函數(shù)圖象進(jìn)行全面分析,有時(shí)也可結(jié)合特殊的函數(shù)值進(jìn)行輔助推斷,這是解決函數(shù)圖象判斷此類試題的基本方法.
(2)判斷復(fù)雜函數(shù)的圖象,常借助導(dǎo)數(shù)這一工具,先對(duì)原函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo),再利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性、極值或最值,從而對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行篩選.要注意函數(shù)求導(dǎo)之后,導(dǎo)函數(shù)發(fā)生了變化,故導(dǎo)函數(shù)和原函數(shù)定義域會(huì)有所不同,我們必須在原函數(shù)的定義域內(nèi)研究函數(shù)的極值和最值.
【錦囊妙計(jì),戰(zhàn)勝自我】
1.作函數(shù)圖象有兩種基本方法:一是描點(diǎn)法,二是圖象變換法,其中圖象變換有平移變換、伸縮變換、對(duì)稱變換.
2.利用函數(shù)圖象可以判斷函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性,作圖時(shí)要準(zhǔn)確畫出圖象的特點(diǎn).
易錯(cuò)起源3、基本初等函數(shù)的圖象和性質(zhì)
例3、(1)設(shè)a=0.60.6,b=0.61.5,c=1.50. 6,則a,b,c的大小關(guān)系是( )
A.a(chǎn)<b<c B.a(chǎn)<c<b
C.b<a<c D.b<c<a
(2)若函數(shù)若f(a)>f(-a),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )
A.(-1,0)∪(0,1) B.(-∞,-1)∪(1,+∞)
C.(-1,0)∪(1,+∞) D.(-∞,-1)∪(0,1)
答案 (1)C (2)C
解析 (1)根據(jù)指數(shù)函數(shù)y=0.6x在R上單調(diào)遞減可得0.61.5<0.60.6<0.60=1,根據(jù)指數(shù)函數(shù)y=1.5x在R上單調(diào)遞增可得1.50.6>1.50=1,∴b<a<c.
(2)方法一 由題意作出y=f(x)的圖象如圖.
顯然當(dāng)a>1或-1f(-a).
故選C.
方法二 對(duì)a分類討論:
當(dāng)a>0時(shí),∴a>1.
當(dāng)a<0時(shí),∴0<-a<1,
∴-1b>c B.c>b>a
C.c>a>b D.a(chǎn)>c>b
答案 (1)D (2)C
解析 (1)方法一 分a>1,01時(shí),y=xa與y=logax均為增函數(shù),但y=xa遞增較快,排除C;
當(dāng)01,而此時(shí)冪函數(shù)f(x)=xa的圖象應(yīng)是增長越來越快的變化趨勢(shì),故C錯(cuò).
(2)構(gòu)造函數(shù)g(x)=xf(x),則g′(x)=f(x)+xf′(x),當(dāng)x∈(-∞,0)時(shí),g′(x)<0,所以函數(shù)y=g(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞減.因?yàn)楹瘮?shù)y=f(x)的圖象關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱,所以y=f(x)是奇函數(shù),由此可知函數(shù)y=g(x)是偶函數(shù).根據(jù)偶函數(shù)的性質(zhì),可知函數(shù)y=g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.又a=g(20.2),b=g(ln2),c=g(-2)=g(2),由于ln2<20.2<2,所以c>a>b.
【名師點(diǎn)睛】
(1)指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)是高考的必考內(nèi)容之一,重點(diǎn)考查圖象、性質(zhì)及其應(yīng)用,同時(shí)考查分類討論、等價(jià)轉(zhuǎn)化等數(shù)學(xué)思想方法及其運(yùn)算能力.
(2)比較代數(shù)式大小問題,往往利用函數(shù)圖象或者函數(shù)的單調(diào)性.
【錦囊妙計(jì),戰(zhàn)勝自我】
1.指數(shù)函數(shù)y=ax(a>0,a≠1)與對(duì)數(shù)函數(shù)y=logax(a>0,a≠1)的圖象和性質(zhì),分01兩種情況,著重關(guān)注兩函數(shù)圖象中的兩種情況的公共性質(zhì).
2.冪函數(shù)y=xα的圖象和性質(zhì),主要掌握α=1,2,3,,-1五種情況.
1.下列函數(shù)中,既不是奇函數(shù),也不是偶函數(shù)的是( )
A.y= B.y=x+
C.y=2x+ D.y=x+ex
答案 D
解析 令f(x)=x+ex,則f(1)=1+e,f(-1)=-1+e-1,即f(-1)≠f(1),f(-1)≠-f(1),所以y=x+ex既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù),而A、B、C依次是偶函數(shù)、奇函數(shù)、偶函數(shù),故選D.
2.下列函數(shù)中,滿足“f(x+y)=f(x)f(y)”的單調(diào)遞增函數(shù)是( )
A.f(x)=x B.f(x)=x3
C.f(x)=()x D.f(x)=3x
答案 D
3.函數(shù)f(x)=x+cosx的大致圖象是( )
答案 B
解析 ∵f(x)=x+cosx,∴f(-x)=-x+cosx,
∴f(-x)≠f(x),且f(-x)≠-f(x),
故函數(shù)f(x)是非奇非偶函數(shù),排除A、C;
當(dāng)x=時(shí),x+cosx==x,
即f(x)的圖象與直線y=x的交點(diǎn)中有一個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,排除D.故選B.
4.已知函數(shù)f(x)=的值域?yàn)镽,那么a的取值范圍是( )
A.(-∞,-1] B.
C. D.
答案 C
解析 要使函數(shù)f(x)的值域?yàn)镽,
需使 所以
所以-1≤a<,故選C.
5.設(shè)f(x)是定義在實(shí)數(shù)集R上的函數(shù),滿足條件y=f(x+1)是偶函數(shù),且當(dāng)x≥1時(shí),f(x)=
x-1,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
答案 A
解析 函數(shù)y=f(x+1)是偶函數(shù),
所以f(-x+1)=f(x+1),即函數(shù)關(guān)于x=1對(duì)稱.
所以f=f,f=f,
當(dāng)x≥1時(shí),f(x)=x-1單調(diào)遞減,
所以由<<,可得f>f>f.
即f>f>f,故選A.
6.已知符號(hào)函數(shù)sgnx=f(x)是R上的增函數(shù),g(x)=f(x)-f(ax)(a>1),則( )
A.sgn[g(x)]=sgn x
B.sgn[g(x)]=-sgn x
C.sgn[g(x)]=sgn[f(x)]
D.sgn[g(x)]=-sgn[f(x)]
答案 B
解析 因?yàn)閍>1,所以當(dāng)x>0時(shí),x0,sgn[g(x)]=1=-sgnx;當(dāng)x=0時(shí),g(x)=0,sgn[g(x)]=0=-sgnx也成立.故B正確.
7.設(shè)函數(shù)f(x)=x|x-a|,若對(duì)?x1,x2∈[3,+∞),x1≠x2,不等式>0恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )
A.(-∞,-3] B.[-3,0)
C.(-∞,3] D.(0,3]
答案 C
8.如圖所示的圖形是由一個(gè)半徑為2的圓和兩個(gè)半徑為1的半圓組成的,它們的圓心分別是O,O1,O2,動(dòng)點(diǎn)P從A點(diǎn)出發(fā)沿著圓弧按A→O→B→C→A→D→B的路線運(yùn)動(dòng)(其中A,O,O1,O2,B五點(diǎn)共線),記點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為x,設(shè)y=|O1P|2,y與x的函數(shù)關(guān)系為y=f(x),則y=f(x)的大致圖象是( )
答案 A
解析 當(dāng)x∈[0,π]時(shí),y=1.
當(dāng)x∈(π,2π)時(shí),=-,設(shè)與的夾角為θ,||=1,||=2,所以θ=x-π,所以y=||2=(-)2=5-4cosθ=5+4cosx,x∈(π,2π),所以函數(shù)y=f(x)的圖象是曲線,且單調(diào)遞增,排除C,D.
當(dāng)x∈[2π,4π)時(shí),因?yàn)椋剑?,設(shè),的夾角為α,||=2,||=1,所以α=2π-x,所以y=||2=(-)2=5-4cosα=5-4cosx,x∈[2π,4π),所以函數(shù)y=f(x)的圖象是曲線,且單調(diào)遞減,排除B.故選A.
9.給出下列四個(gè)函數(shù):
①y=2x;②y=log2x;③y=x2;④y=.
當(dāng)0恒成立的函數(shù)的序號(hào)是________.
答案?、冖?
解析 由題意知,滿足條件的函數(shù)圖象形狀為:
故符合圖象形狀的函數(shù)為y=log2x,y=.
10.已知f(x)=在(-∞,+∞)上是增函數(shù),那么實(shí)數(shù)a的取值范圍是________.
答案
解析 由題意得解得≤a<3.
11.能夠把圓O:x2+y2=16的周長和面積同時(shí)分為相等的兩部分的函數(shù)稱為圓O的“和諧函數(shù)”,下列函數(shù)是圓O的“和諧函數(shù)”的是________.
①f(x)=ex+e-x; ②f(x)=ln;
③f(x)=tan; ④f(x)=4x3+x.
答案?、冖邰?
12.已知二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+1(a>0),F(xiàn)(x)=若f(-1)=0,且對(duì)任意實(shí)數(shù)x均有f(x)≥0成立.
(1)求F(x)的表達(dá)式;
(2)當(dāng)x∈[-2,2]時(shí),g(x)=f(x)-kx是單調(diào)函數(shù),求k的取值范圍.
解 (1)∵f(-1)=0,∴a-b+1=0,
∴b=a+1,
∴f(x)=ax2+(a+1)x+1.
∵f(x)≥0恒成立,
∴
即
∴a=1,從而b=2,
∴f(x)=x2+2x+1,
∴F(x)=
(2)由(1)知,g(x)=x2+2x+1-kx=x2+(2-k)x+1.
∵g(x)在[-2,2]上是單調(diào)函數(shù),
∴≤-2或≥2,
解得k≤-2或k≥6.
∴k的取值范圍是(-∞,-2]∪[6,+∞).
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