函数知识是贯穿高中数学的一条主线,其方程思想揭示了知识间的内在联系,它与不等式,数列,解析几何,三角等知识都有交汇。此外函数知识中图象,性质,函数概念等纵向的综合问题,也是考察的重点,难点。
本周教学例题:
例1.设函数f(x)=lg(x2+ax-a-1),给出下述命题:
① f(x)有最小值。
② 当a=0时,f(x)的值域为r。
③ 当a>0时,f(x)在区间[2,+∞上有反函数。
④ 若f(x)在区间[2,+∞上单调递增,则实数a的取值范围是a≥-4。
其中正确命题的序号为:②,
分析:<1>既要逐个判断命题,又要注意各个命题之间的相互联系。有时,判断其中一个命题成立时,同时可判断其否命题不成立。如其中的①和②。
<2>逐个命题给予判断:
由①:a=0时,f(x)∈r, ∴f(x)无最小值,因此①不正确,而②是正确的。
由③:若使f(x)在 [2,+∞上有反函数,设u=g(x)=x2+ax-a-1, 对称轴x=-,
当x∈[2,+∞时,要使u>0, 即g(2)>0。
则有:22+2a-a-1>0,即a>-3, 又-≤2a≥-4。
∵ a>0, 则符合题意要求。
又∵ u在(-,上单调增,lgu也为单增函数,
∴ f(x)当a>0时,在[2,+∞上有反函数,即③正确。
由④f(x)在[2,+∞上单增,
只需: a>-3, ∴a≥-4不能保证f(x)在[2,+∞上单增,
因此④不正确。
小结:上述问题中,复合函数的单调性问题是一个难点问题。既要考虑分解出的各个函数的单调性,又要重视定义域问题。
例2.已知点p(x, y)在函数y=-x2+x-的图象上运动 ,其对应点q()在函数g(x)的图象上运动,<1>求g(x)的解析式。
<2>问:是否存在实数m, n(m设g(x)图象上的点(x1, y1),
据题意有: ,
<2> 。对称轴:x=1。又m0,又f(0)=0,
∴ f(3)>f(0),又f(x)在r上单调函数, ∴f(x)在r上为单调增函数,
∵ f(k·3x)+f(3x-9x-2)<0,
即, ∴ ,即对x∈r成立,
令3x=t>0,∴ t2-(k+1)t+2>0对任意t>0均成立。
(方法1)令g(t)=t2-(k+1)t+2, 对称轴:
当,即k<-1时,g(0)=2>0符合题意。
当时,对任意t>0,有g(t)>0恒成立,只需:
解得:。 综上,当时,对任意均成立。
(方法2)由(i)
∵ 3x>0, ∴
使, ∴等号可以取到)。
要使对任意(i)成立,只需即可。
小结:对于抽象函数,先从性质入手,再由性质来解决其它问题。例3中方法1是化为一元二次不等式的解集问题处理的。
而方法2则将k与x两个变量分离在不等式两边,从而由一边关于x的范围得出k的范围,而求关于x的函数的值域时,应用的是平均不等式。
例4.已知函数(a,b,c∈r, a>0, b>0)是奇函数,当x>0时,f(x)有最小值2,其中。
b∈n,且。
(1)试求函数f(x)的解析式。
(2)问函数f(x)图象上是否存在关于点(1,0)对称的两点,若存在,求出点的坐标,若不存在,说明理由。
解:(1):∵f(x)为奇函数, ∴f(-x)=-f(x),
∴ c=0, ,
∵ x>0时,f(x)min=2。
即, 当且仅当, ,即时达到最小值,
∴ 有a=b2。
又∵ ,即, ,
∴ b∈n,∴b=1, ∴a=1。
(2)设存在一点(x0, y0)在y=f(x)的图象上,且关于点(1,0)的对称点为(2-x0, -y0)也在y=f(x)图象上
则 , 解得:,
∴ y=f(x)图象上存在两点关于点(1,0)对称。
例5.已知函数,f2(x)=x+2。(1)若方程f1(x+a)=f2(x)有两个不相等的实根,求实数a的取值范围。(2)若f1(x)>f2(x-b)的解集为,求实数b的值。
解:(1)《法1> ,图象如下:
圆心(-a, 0),半径r=1, 设圆心到y=x+2距离为d, ,由题意,
如上图,时,l与c相交,
当a=1时,如图(3),l与c有两个公共点,
a>1时,l与半圆只有一个公共点,
《法2 > 有两个实根有两个不小于-2的根。
设g(x)=2x2+2(a+2)x+a2+3。
如右图,只需
(2)∵ f1(x)>f2(x-b)
即,解集为,
∴ 当时, ,
只需直线:过点, 解得:。
小结:例4是函数与解析几何知识的结合。而例5则是数形结合的思想解决函数问题的类型。
对于(1)中解法1应注意等价转化,且不同情况画出相应图形,注意如何表述。而解法2则是应用化为一元二次方程实根分布的思想解决的,要联系二次函数图象,主要考察开口方向,对称轴位置,与x轴交点情况,及区间端点函数值的符号。
总之,函数的综合问题一是本身各方面知识综合,另一个就是与其它知识的结合,需要多练习,多反思。
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