六、 指数,对数函数1.(2005广东)函数的定义域是 .2.(2007上海理)函数的定义域是 3.(2007全国Ⅰ文、理)函数y=f(x)的图像与函数y=log3x(x>0)的图像关于直线y=x对称, 则f(x)= 4.(2005江西理、文)若函数是奇函数,则a= . 5.(2007重庆理)若函数f(x) = 的定义域为R,则a的取值范围为 6.(2007江西理)设函数y=4+log2(x-1)(x≥3),则其反函数的定义域为 7.(2004湖南文科)若直线y=2a与函数y=|ax-1|(a>0,且a≠1)的图象有两个公共点,则a的取值范围是 8.(2001上海理科)设函数f(x)= ,则满足f(x)= 的x值为____________.七、 关于函数的对称性和周期性函数的对称性、周期性是函数的两个基本性质在中学数学中,研究一个函数,首看定义域、值域,然后就要研究对称性(中心对称、轴对称)、周期性,并且在高考中也经常考察函数的对称性、周期性以及它们之间的联系,2005年,广东、福建两省的高考题均出现大题和小题。
下面我们就一些常见的性质进行研究一、函数的对称性1、函数满足时,函数的图象关于直线对称证明:在函数上任取一点(x1,y1),则,点(x1,y1)关于直线的对称点(,y1),当时,,故点(,y1)也在函数图象上由于点(x1,y1)是图象上任意一点,因此,函数的图象关于直线对称注:特别地,a=b=0时,该函数为偶函数2、函数满足时,函数的图象关于点(,)对称证明:在函数上任取一点(x1,y1),则,点(x1,y1)关于点 (,)的对称点(,c-y1),当时, ,即点(,c-y1)在函数的图象上由于点(x1,y1)为函数图象上的任意一点可知,函数的图象关于点(,)对称注:当a=b=c=0时,函数为奇函数3、函数的图象与的图象关于直线对称证明:在函数上任取一点(x1,y1),则,点(x1,y1)关于直线对称点(,y1)由于,故点(,y1)在函数上由点(x1,y1)是函数图象上任一点,因此与关于直线对称二、周期性1、一般地,对于函数,如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的每一个值时,都有,那么函数就叫做周期函数,非零常数T叫做这个函数的周期2、对于非零常数A,若函数满足,则函数必有一个周期为2A。
证明:∴函数的一个周期为2A3、对于非零常数A,函数满足,则函数的一个周期为2A证明:略4、对于非零常数A,函数满足,则函数的一个周期为2A证明:略三、对称性和周期性之间的联系1、函数有两根对称轴x=a,x=b时,那么该函数必是周期函数,且对称轴之间距离的两倍必是函数的一个周期已知:函数满足,(a≠b),求证:函数是周期函数证明:∵得得∴∴∴函数是周期函数,且是一个周期2、函数满足和(a≠b)时,函数是周期函数函数图象有两个对称中心(a,)、(b,)时,函数是周期函数,且对称中心距离的两倍,是函数的一个周期证明:由 得 得 ∴函数是以2b-2a为周期的函数3、函数有一个对称中心(a,c)和一个对称轴)(a≠b)时,该函数也是周期函数,且一个周期是证明:略四、知识运用2005高考中,福建、广东两省的试卷都出现了对这方面的知识的考查,并且福建卷的12题是一个错题现一并录陈如下,供大家参考1、(2005·福建理)是定义在R上的以3为周期的奇函数,且,则方程在区间(0,6)内解的个数的最小值是( )A.2 B.3 C.4 D.5解:是R上的奇函数,则,由得, ∴∴x=1,2,3,4,5时,这是答案中的五个解。
但是 又 知 而 知 也成立,可知:在(0,6)内的解的个数的最小值为72、(2005·广东 19)设函数在(,)上满足,,且在闭区间[0,7]上,只有⑴试判断函数的奇偶性;⑵试求方程在闭区间[-2005,2005]上的根的个数,并证明你的结论解:⑴由,得函数的对称轴为,由前面的知识可知函数的一个周期为T=10因为函数在[0,7]上只有可知 ,又 ∴而 且,则,因此,函数既不是奇函数,也不是偶函数⑵由,可得故函数在[0,10]和[-10,0]上均有两个解,满足;从而可知函数在[0,2005]上有402个解,在[-2005,0]上有400个解所以,函数在[-2005,2005]上共有802个解八、 函数问题中的易错点 函数的应用问题主要是指将实际问题转化为函数问题,就是“数学建模”“忽视从实际出发”、“理解不全面”、“与事实不符”和“时间间隔计算出错”四种解题误区,下面就函数应用问题中的这四个误区进行举行分析:一、忽视从实际出发确定函数的定义域致错例1、某工厂拟建一座平面图(如图)为矩形且面积为200平方米的三级污水处理池,由于地形限制,长、宽都不能超过16米,如果池外壁建造单价为每米400元,中间两条隔壁建造单价为每米248元,池底建造单价为每平方米80元(池壁的厚度忽略不计,且池无盖)(1)、写出总造价(元)与污水处理池长(米)的函数关系式,并指出其定义域.(2)求污水处理池的长和宽各为多少时,污水处理池的总造价最低?并求出最低总造价.错解:(1)污水处理池的长为米,则宽为米,总造价=(2),当且仅当,即最低造价为44800元.错因分析:上述解法中的思路是正确的,第(1)问列的式子也正确,但是定义域是不严格的,应由已知条件进一步缩小范围:.第(2)问中应用不等式解最值时忽视等号成立的条件为,但在定义域内取不到18,所以应根据函数的单调性进行分析求解.正解:(1),则定义域为(2)长和宽分别为16米,米时,总造价最低且为45000元. 二、由于对实际问题理解不全面而致错例2、在一个交通拥挤及事故易发路段,为了确保交通安全,交通部门规定,在此路段内的车速(单位:)的平方和车身长(单位:(单位:),且当车速为时,车距恰为车身长,问交通繁忙时应规定怎样的车速,才能在此路段的车流量最大?错解:,将代入得,,又将代入得,由题意得,将,综上所知:取最大值.错因分析:上述解法中的结果虽然正确,但解题过程中是错误的,即虽然车速要求不低于,所以在求解过程中应分此两种情况分类求解,得到分段函数.正解:依题意,得,则,显然,当时,是的增函数,时,,当时,,当且仅当时,,综上所述,当时车流量Q取到最大值.三、结果与事实不符而致错例3、WAP 上网每月使用量在500分钟以下(包括500分钟),按30元计费;超过500分钟的部分按0.15/分钟计费。
假如上网时间过短(小于60分钟的),使用量在1分钟以下不计费,在1分钟以上(包括1分钟)按0.5元/分钟计费WAP 上网不收通话费和漫游费1)写出上网时间x分钟与所付费用y元之间的函数关系式;(2)12月小王WAP上网使用量为20小时,要付多少钱?(3)小王10月份付了90元的WAP上网费,那么他上网的时间是多少?错解:1)设上网时间为分钟,由已知条件所付费用关于的函数关系式为(2)当分钟,,应付元,(3)90元已超过30元,所以上网时间超过500分钟,由解析式可得上网时间为600分钟错解分析:此题错解主要是对“”中的“超过部分”理解出错,产生了与事实相违的结论,如第(2)小题上了1200分钟的网,要180元,是30元包月用500分钟的6倍,而时间上才2倍多,与事实不符;又如第(3)小题,用了90元,几乎是30元的3倍,而可上网时间才多了100分钟,与事实不符.正解:(1)设上网时间为分钟,由已知条件所付费用关于的函数关系式为(2)当分钟,,应付元,(3)90元已超过30元,所以上网时间超过500分钟,由解析式可得上网时间为900分钟四、时间间隔计算出错例4、某工厂转换机制,在两年内生产值的月增长率都是,则这两年内第二年某月的产值比第一年相应月产值的增长率是多少?错解:设第一年某月的产值为,则第二年相应月的产值是,依题意所求增长率是.错解分析:对于增长率问题,主要是应用公式,对于往往指基数所在时间后跨过时间的间隔数.正解:不妨设第一年2月份的产值为,则3月份的产值为,4月份的产值为,依次类推,到第二年2月份是第一年2月份后的第12个月,即一个时间间隔是一个月,这里跨过了12个月,故第二年2月份产值是,又由增长率的概念知,这两年内的第二年某月的产值比第一年相应月的增长率为:.“审题”、“建模”、“求模”、“还原”四步,审题:弄清题意,分清条件结论,理顺数量关系;建模:将文字语言转化成数学语言,用数学知识建立相应的数学模型;求模:求解数学模型,得到数学结论;还原:将用数学方法得到的结论还原为实际问题的意义.变式练习题1、已知A、B两地相距150千米,某人开汽车以60千米/小时的速度从A到达B地,在B地停留1小时后再以50千米/小时的速度返回A地,把汽车离开A地的距离表示为时间的函数,表达式为 解析:由A到B共用时,停留1小时距离不变,由B返回时距离逐渐减小,2、某种产品每件80元可售出30件,如果每件定价120元,则每天可售出20件,如果售出件数是定价的一次函数,则这个函数解析式为 解析:设售出件数为件,定价为元,则有或,设一次函数为,则有,因此一次函数为.另因,则,又,因此可得,即有,.3、某人骑车沿直线旅行,先前进了a千米,休息了一段时间,又原路返回b千米(0
8 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 解法:1,则所以,所以9.(0,3)解析:因为所以10. a≤1 解析:因为A∪B=R,画数轴可知,实数a必须在点1上或在1的左边,所以,有a≤111.6 解析:本题主要考查阅读与理解、信息迁移以及学生的学习潜力,考查学生分析问题和解决问题的能力. 属于创新题型. 什么是“孤立元”?依题意可知,必须是没有与相邻的元素,因而无“孤立元”是指在集合中有与相邻的元素.故所求的集合可分为如下两类:因此,符合题意的集合是:共6个.12.{2,4,6,8} 解析:13. 解:(1)当a=2时,A=(2,7),B=(4,5)∴ AB=(4,5).(2)∵ B=(2a,a2+1),当a<时,A=(3a+1,2) 要使BA,必须,此时a=-1; 当a=时,A=,使BA的a不存在; 当a>时,A=(2,3a+1)要使BA,必须,此时1≤a≤3. 综上可知,使BA的实数a的取值范围为[1,3]∪{-1} 14.(1)因为,此时当且仅当,又因为,由韦达定理可得和同时成立,即;(2)由于,,因为,且,故只可能3,所以,也即或,由(1)可得;(3)因为,此时只可能2,有,也即或,由(1)可得.15. ,,又因为 当时,有,即 ;时,; 当时,C中方程无根,即;当时,若,有即; 若,有即;检验当时,,不满足,故舍去 若时,无解由上述得:或;.16. (Ⅰ)⑴ ⑵;⑶;⑷(Ⅱ)对集合,,,如果使kZ,那么、所表示的集合都是奇数集;所表示的集合都是偶数集;.17.(1)画数轴可知,,因为,所以 (2)要使,则有,即.二、函数的单调性和奇偶性 [例1] 解:对称轴,由得[例2]解:设、且则 当时,当时,和中必有之一不为0(∵ )∴ 当时,在上面讨论结合(1)和(2)有∴ 函数在R上是减函数[例3 ] 证:任取,且则因为在R上是增函数 所以 又 ∵ 在R上是增函数 ∴ ∴ 在R上是增函数结论:同增异减:与增减性相同(反),函数是增(减)函数。
[例4] 解:首先确定义域: ∴ 在和两个区间上分别讨论任取、且则要确定此式的正负只要确定的正负即可这样,又需判断大于1还是小于1,由于的任意性考虑到要将分为与(1)当时, ∴ 为减函数(2)当, 时, ∴ 为增函数同理(3)当时,为减函数(4)当时,为增函数[例5] 注:对于定义域内的任意一个,都有成立,则称为偶函数 对于定义域内的任意一个,都有成立,则称为奇函数解:(1)函数与定义域为R ∴ 为奇函数(2)函数的定义域为R又 ∵ ∴ 为偶函数(3)函数的定义域为 ∴ 为非奇非偶函数(4)函数的定义域为,此时 ∴ 既是奇函数又是偶函数(5)由得,知定义域关于原点不对称 ∴ 既不是奇函数也不是偶函数[例6] 解:设则 ∴ 又 ∵ 在R上为奇函数 ∴ ∴ 当时, ∴ [例7] 解:由为奇函数知: 由是减函数知: ∴ 解得[例8] 解: 又 ∴ 化为 ∴ 解得六、指数,对数函数1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 3 高一数学必修一总复习北师大版【本讲教育信息】一、教学内容:必修一总复习[本讲的主要内容]1、集合及其基本运算2、函数的概念及其基本性质3、二次函数与幂、指、对数函数4、函数的应用二、学习目标1、了解集合语言是现代数学语言的重要组成部分,可以简洁、准确地表述数学对象和结构;学会运用集合等数学语言来刻画世界和运用数学语言学习数学、进行交流的能力;2、加深对函数概念本质的认识和理解;加强对变量数学的认识,认识到函数是描述客观世界变化规律的重要数学模型;并能结合实际问题,感受运用函数概念建立模型的过程与方法,了解指数函数、对数函数和幂函数是三类不同的函数增长模型;通过收集函数的应用实例,了解函数模型的广泛应用。
三、知识要点1、集合的概念与基本运算①一组对象的全体形成一个集合;常用大写拉丁字母来标记,如集合M,集合A……②集合中的元素有三大特征,即无序性、确定性和互异性,这是判断集合形成和区分集合的重要依据;③集合的表示:穷举法、描述法和图示法④集合的运算:指的是子、交、并、补四种运算,其结果仍然是一个集合;⑤以下题型的结果要用集合表述:求定义域、求值域、求不等式的解集、求方程(组)的解集以及集合运算的结果等2、函数的概念与基本性质①函数概念的三种表述:运动的观念,集合的观念,映射的观念;②函数的两大要素:定义域和对应法则;③函数的三种表示方法:解析法,列表法和图像法;④函数的两大重要性质:奇偶性和单调性;⑤对分段函数、复合函数的认识3、二次函数与幂、指、对数函数①二次函数学习中的几个要点:二次函数解析式的三种形式;二次函数的图像的开口方向、位置、零点及最值与系数的关系;含参数的二次函数的研究(参数分别在函数式中和定义区间中);三个二次的关系;②幂函数学习中的要点:幂函数的定义;幂函数的图像与性质;在同一坐标系中不同指数的幂函数的图像的位置关系;③指数函数学习中的要点:指数式的运算;指数函数的定义;指数函数的图像与性质;在同一坐标系中不同底的指数函数图像的位置关系;④对数函数学习中的要点:对数式的运算;对数函数的定义;对数函数的图像与性质;在同一坐标系中不同底的对数函数图像的位置关系;对数函数与指数函数互为反函数的关系。
4、函数的应用:函数的应用主要包括两种类型,其一是函数与方程思想在解题中的综合应用;其二是函数模型在解决实际问题中的应用,常见的有效益最大化和成本最低问题四、考点解析与典型例题考点一 对集合概念的考查例1. 试写出如图阴影部分所表示的集合① ② ③解:各阴影部分的表示方法均不唯一① [(A∩B)∩C∪C]∪[(A∩C)∩C∪B]∪[(B∩C)∩C∪A]② [C∪(A∩B∩C)]∩(A∪B∪C)③A∪(B∩C)考点二 对集合运算的考查例2. 试写出下列集合运算的结果解:考点三 对函数概念的考查例3. 求形如的函数值域时,可以先将该函数式变形为一个关于x的一元二次方程,然后再令判别式即可求出该函数的值域试说明为什么会有?答:由于函数是建立在两个非空数集上的映射,故对由其变形得到的关于x的一元二次方程而言,其解集非空,故有考点四 求函数的定义域例4. 求函数的定义域解: 故该函数的定义域为:考点五 求函数的值域例5. 求函数的值域解:令代入函数解析式可得:,故可求得其值域为考点六 对函数的两个重要性质的考查例6. 奇函数满足:;当,试解不等式解:由奇函数的对称性:;例7 试判断函数的单调性。
解:设,则函数可视为这两个函数的复合函数,且知外函数是减函数又因为:故知:当x<1时为增函数;当x≥1时为减函数考点七 函数的作图例8. 如何由函数y=f(x-1)-2的图像得到函数y=f(x+1)+2的图像?解:y=f(x+1)+2可变形为(y-4)=f[(x+2)-1]-2,则知可将函数y=f(x-1)-2的图像向左平移2个单位、再向上平移4个单位即可得到y=f(x+1)+2的图像考点八 含参的二次函数的研究一般地,含参的二次函数有三种情形,其一是函数式中含参,其二是定义区间含参;这两种情形的基本做法都是将函数的对称轴与定义区间的位置关系进行讨论;其三是涉及含参的二次方程的根的分布问题,一般可结合图像研究例9. 已知函数的图像与x轴的交点至少有一个在原点的右侧,求实数m的取值范围解:若m=0,则,显然满足条件;若m≠0,有两种情形:①原点的两侧各有一个交点,则②都在原点的右侧,则:例10. 函数在闭区间[t,t+1](t∈R)上的最小值记为g(t)I)试写出g(t)的函数表达式;(II)求出g(t)的最小值解:(II)g(t)min=-8考点九 函数与方程思想的考查例11 (2007年广东卷)已知是实数,函数,如果函数在区间[-1,1]上有零点,求的取值范围。
解:函数在区间[-1,1]上有零点,即方程在[-1,1]上有解当=0时,不符合题意,所以≠0方程在[-1,1]上有解 考点十 函数应用题例12. 某地现有耕地10 000公顷,规划10年后粮食单产比现在增加22%,人均粮食占有量比现在提高10%如果人口年增长率为1%,那么耕地平均每年至多减少多少公顷(精确到1公顷)?解:设耕地平均每年至多减少x公顷,并设该地区现有人口为P人,粮食单产为M吨/公顷依题意得人均粮食占有量:故平均每年至多只能减少四、 数学思想方法本模块主要涉及集合及函数的基本概念与性质,以及几个常见的函数如二次函数与幂、指、对数函数主要数学思想方法有:1、函数与方程的思想:在本模块学习过程中,要充分认识函数与方程内在的联系,善于借助这种联系,将函数问题转化为方程问题,或将方程问题转化为函数问题进行处理如将方程的根的分布问题与函数的零点的分布问题进行转化2、数形结合的思想:这既是重要的数学思想,也是一种重要的数学方法学习中一要注意利用函数图像研究函数性质,二要注意利用函数图像解决有关最值、不等关系、参数范围等问题3、分类讨论的思想:对含有参变量的函数或集合的研究往往要进行分类讨论,要注意最后结果的表述。
一般地,对一个变量进行讨论求解另一个变量的范围时,一定要就第一个变量的不同取值范围进行分开表述;如果就变量本身进行讨论求解其范围,最后必须对所求范围进行求并集运算模拟试题】(答题时间:40分钟)一、选择题1. (2008全国一1)函数的定义域为( )A. B. C. D. 2. (2008全国一6)若函数的图像与函数的图像关于直线对称,则( ) A. B. C. D. 3. (2008全国一9)设奇函数在上为增函数,且,则不等式的解集为( )A. B. C. D. 4. (2008全国二3)函数的图像关于( )A. 轴对称 B. 直线对称 C. 坐标原点对称 D. 直线对称5. (2008全国二4)若,则( )A. << B. << C. << D. <<6. (2008北京卷2)若,,,则( )A. B. C. D. *7、(2008四川卷11)设定义在上的函数满足,若,则( )A. B. 2 C. D. 二、填空题8. (2008湖北卷13)已知函数,,其中,为常数,则方程的解集为 。
9. (2008重庆卷13)已知(a>0),则 三、解答题10. (2008湖南卷改)已知函数①若a>0,求的定义域;②若在区间上是减函数,求实数a的取值范围11. (2008浙江卷改)已知t为常数,函数在区间[0,3]上的最大值为2,求实数t12. (2008北京卷改)某校数学课外小组在坐标纸上为学校的一块空地设计植树方案如下:第棵树种植在点处,其中,,当时,表示非负实数的整数部分,例如,按此方案,求第6棵树种植点的坐标和第2008棵树种植点的坐标 13. (2008湖北卷)水库的蓄水量随时间而变化,现用表示时间,以月为单位,年初为起点,根据历年数据,某水库的蓄水量(单位:亿立方米)关于的近似函数关系式为(Ⅰ)该水库的蓄水量小于50的时期称为枯水期以表示第i月份(),问一年内哪几个月份是枯水期?(Ⅱ)求一年内该水库的最大蓄水量(取计算)试题答案一、选择题:1~7 CBDC CAC二、填空题8、9、4三、解答题10、①;②;11、t=1;12、第6棵树种植点的坐标应为 ;第2008棵树种植点的坐标应为 13、解:(Ⅰ)①当0<t10时,V(t)=(-t2+14t-40)化简得t2-14t+40>0,解得t<4,或t>10,又0<t10,故0<t<4。
②当10<t12时,V(t)=4(t-10)(3t-41)+50<50,化简得(t-10)(3t-41)<0,解得10<t<,又10<t12,故 10<t12综合得0<t<4,或10<t≤12,故知枯水期为1月,2月,3月,11月,12月共5个月Ⅱ)由(Ⅰ)知:V(t)的最大值只能在非枯水期(4,10)内达到又因为V(t)=(-t2+14t-40)+50=+50经计算,当V(t)在t=8时取得最大值V(8)=8e2+50=108.32(亿立方米)故知一年内该水库的最大蓄水量是108.32亿立方米(注:本题第二问此处用了计算比较的方法,计算量比较大,但同学们可在以后的学习中得到更好的解法)。