函數(shù)是高中數(shù)學(xué)的主線,在高考命題中一直占據(jù)著十分重要的地位,其中函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性、周期性三大性質(zhì)是高考數(shù)學(xué)命題的重點(diǎn)與難點(diǎn),與函數(shù)奇偶性、單調(diào)性、周期性相關(guān)的綜合問(wèn)題是高考考查的熱點(diǎn).
考點(diǎn)1函數(shù)的定義域
例1(2014年高考江蘇卷5)函數(shù)y=3-2x-x2的定義域是.
解析:要使函數(shù)有意義,必須3-2x-x2≥0,即x2+2x-3≤0,∴-3≤x≤1.
故答案應(yīng)填:[-3,1]
考點(diǎn)分析:考查方式有已知解析式求定義域和求抽象函數(shù)的定義域等,主要考查考生對(duì)概念的理解和認(rèn)知以及基本的運(yùn)算能力,此類問(wèn)題常常直接求解.
考點(diǎn)2函數(shù)的圖象
例2(1)(2015年高考新課標(biāo)2卷10)如圖,長(zhǎng)方形ABCD的邊AB=2,BC=1,O是AB的中點(diǎn),點(diǎn)P沿著邊BC,CD與DA運(yùn)動(dòng),記∠BOP=x.將動(dòng)點(diǎn)P到A、B兩點(diǎn)距離之和表示為x的函數(shù)f(x),則y=f(x)的圖象大致為()
解析:由已知得,當(dāng)點(diǎn)P在BC邊上運(yùn)動(dòng)時(shí),即0≤x≤π4時(shí),PA+PB=tan2x+4+tanx;當(dāng)點(diǎn)P在CD邊上運(yùn)動(dòng)時(shí),即π4≤x≤3π4,x≠π2時(shí),PA+PB=(1tanx-1)2+1+(1tanx+1)2+1,當(dāng)x=π2時(shí),PA+PB=22;當(dāng)點(diǎn)P在AD邊上運(yùn)動(dòng)時(shí),即3π4≤x≤π時(shí),PA+PB=tan2x+4-tanx,從點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可以看出,軌跡關(guān)于直線x=π2對(duì)稱,且f(π4)>f(π2),且軌跡非線型,故選B.
考點(diǎn)分析:本題考查函數(shù)的圖象與性質(zhì),表面看覺得很難,但是如果認(rèn)真審題,讀懂題意,通過(guò)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)判斷圖象的對(duì)稱性以及特殊點(diǎn)函數(shù)值的比較,也可較容易找到答案,屬于中檔題.
(2)(2015年高考安徽卷9)函數(shù)f(x)=ax+b(x+c)2的圖象如圖所示,則下列結(jié)論成立的是()
A. a>0,b>0,c<0
B. a<0,b>0,c>0
C. a<0,b>0,c<0
D. a<0,b<0,c<0
解析:由f(x)=ax+b(x+c)2及圖象可知,x≠-c,-c>0,則c<0;當(dāng)x=0時(shí),f(0)=bc2>0,所以b>0;當(dāng)y=0,ax+b=0,所以x=-ba>0,所以a<0.故a<0,b>0,c<0,選C.
考點(diǎn)分析:本題考查函數(shù)的圖象與應(yīng)用.函數(shù)圖象的分析判斷主要依據(jù)兩點(diǎn):一是根據(jù)函數(shù)的性質(zhì),如函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性、值域、定義域等;二是根據(jù)特殊點(diǎn)的函數(shù)值,采用排除的方法得出正確的選項(xiàng).本題主要是通過(guò)函數(shù)解析式判斷其定義域,并在圖形中判斷出來(lái),另外,根據(jù)特殊點(diǎn)的位置能夠判斷a,b,c的正負(fù)關(guān)系.
考點(diǎn)3函數(shù)解析式
例3(2016年高考浙江卷12)設(shè)函數(shù)f(x)=x3+3x2+1.已a(bǔ)≠0,且f(x)-f(a)=(x-b)(x-a)2,x∈R,則實(shí)數(shù)a=,b=.
解析:f(x)-f(a)=x3+3x2+1-a3-3a2-1=x3+3x2-a3-3a2,
(x-b)(x-a)2=x3-(2a+b)x2+(a2+2ab)x-a2b,
所以-2a-b=3a2+2ab=0-a2b=-a3-3a2,解得a=-2b=1.
考點(diǎn)分析:先計(jì)算f(x)-f(a),再將(x-b)(x-a)2展開,進(jìn)而對(duì)照系數(shù)可得含有a,b的方程組,解方程組可得a和b的值.屬于中檔題.
考點(diǎn)4對(duì)數(shù)與指數(shù)運(yùn)算
例4(2015年高考浙江卷12)若a=log43,則2a+2-a=.
解析:∵a=log43,∴4a=32a=3,∴2a+2-a=3+13=433.
考點(diǎn)分析:本題主要考查對(duì)數(shù)的計(jì)算,屬于容易題,根據(jù)條件中的對(duì)數(shù)式將其等價(jià)轉(zhuǎn)化為指式,變形即可求解,對(duì)數(shù)是一個(gè)相對(duì)抽象的概念,在解題時(shí)可以轉(zhuǎn)化為相對(duì)具體的指數(shù)式,利用指數(shù)的運(yùn)算性質(zhì)求解.
考點(diǎn)5指數(shù)、對(duì)數(shù)、冪函數(shù)值的大小比較
例5(2015年高考山東卷8)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
C. b 解析:因?yàn)楹瘮?shù)y=0.6x是減函數(shù),0<0.6<15,所以1>0.60.6>0.61.5,即b 因?yàn)楹瘮?shù)y=x0.6在(0,+∞)上是增函數(shù),1<15,所以1.50.6>10.6=1,即c>1.
解析:f(-52)=f(-12)=f(92)=f(12)-12+a=12-25a=35,
因此f(5a)=f(3)=f(1)=f(-1)=-1+35=-25.
考點(diǎn)分析:分段函數(shù)的考查方向注重對(duì)應(yīng)性,即必須明確不同的自變量的值所對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式是什么.函數(shù)周期性可以將未知區(qū)間上的自變量轉(zhuǎn)化到已知區(qū)間上.解決此類問(wèn)題時(shí),要注意區(qū)間端點(diǎn)是否取到及其所對(duì)應(yīng)的函數(shù)值,尤其是分段函數(shù)結(jié)合點(diǎn)處函數(shù)值.
考點(diǎn)7函數(shù)的單調(diào)性的判斷
例7(2016年高考北京卷4)下列函數(shù)中,在區(qū)間(-1,1)上為減函數(shù)的是()
A. y=11-xB. y=cosx
C. y=ln(x+1)D. y=2-x
解析:由y=2-x=(12)x在R上單調(diào)遞減可知D符合題意,故選D.
考點(diǎn)分析:(1)函數(shù)單調(diào)性的判斷的常用的方法有:定義法、導(dǎo)數(shù)法、圖象法及復(fù)合函數(shù)法;
(2)兩個(gè)增(減)函數(shù)的和仍為增(減)函數(shù);一個(gè)增(減)函數(shù)與一個(gè)減(增)函數(shù)的差是增(減)函數(shù);
(3)奇函數(shù)在關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)區(qū)間上有相同的單調(diào)性,偶函數(shù)在關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)區(qū)間上有相反的單調(diào)性.
考點(diǎn)8函數(shù)奇偶性的判斷
例8(1)(2015年高考福建卷2)下列函數(shù)為奇函數(shù)的是()
A. y=xB. y=|sinx|
C. y=cosxD. y=ex-e-x
解析:函數(shù)y=x是非奇非偶函數(shù);y=|sinx|和y=cosx是偶函數(shù);y=ex-e-x是奇函數(shù),故選D.
考點(diǎn)分析:本題考查函數(shù)的奇偶性,除了要掌握奇偶性定義外,還要深刻理解其定義域特征即定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,否則即使?jié)M足定義,仍不具有奇偶性,屬于基礎(chǔ)題.
考點(diǎn)9單調(diào)性的應(yīng)用
例9(2015年高考湖北卷6)已知符號(hào)函數(shù)sgnx=1,x>0,0,x=0,-1,x<0.f(x)是R上的增函數(shù),g(x)=f(x)-f(ax)(a>1),則()
A. sgn[g(x)]=sgnx
B. sgn[g(x)]=-sgnx
C. sgn[g(x)]=sgn[f(x)]
D. sgn[g(x)]=-sgn[f(x)]
解析:因?yàn)閒(x)是R上的增函數(shù),取f(x)=x,所以g(x)=(1-a)x,因?yàn)閍>1,所以g(x)是R上的減函數(shù),由符號(hào)函數(shù)sgnx=1,x>00,x=0-1,x<0 知,
sgn[g(x)]=-1,x>00,x=01,x<0=-sgnx.
考點(diǎn)分析:本題考查符號(hào)函數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性.特殊化法是求解高中數(shù)學(xué)問(wèn)題常用方法,在選擇題、填空題及解答題中都用到,特別是求解在選擇題、填空題選取恰當(dāng)?shù)暮瘮?shù),根據(jù)已知條件能快捷的得到答案.
考點(diǎn)10函數(shù)奇偶性的判斷
例10(2015年高考廣東卷3)下列函數(shù)中,既不是奇函數(shù),也不是偶函數(shù)的是()
A. y=x+exB. y=x+1x
C. y=2x+12xD. y=1+x2
解析:記f(x)=x+ex,則f(1)=1+e,f(-1)=-1+e-1,那么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),依題可知B、C、D依次是奇函數(shù)、偶函數(shù)、偶函數(shù),故選A.
考點(diǎn)分析:本題主要考查函數(shù)的奇偶性判斷和常見函數(shù)性質(zhì)問(wèn)題,但既不是奇函數(shù),也不是偶函數(shù)的判斷可能較不熟悉,容易無(wú)從下手,因此可從熟悉的奇偶性函數(shù)進(jìn)行判斷排除,依題易知B、C、D是奇偶函數(shù),排除得出答案,屬于容易題.
考點(diǎn)11函數(shù)奇偶性的應(yīng)用
例11(2015年高考新課標(biāo)1卷13)若函數(shù)f(x)=xln(x+a+x2)為偶函數(shù),則a=.
解析:由f(-x)=f(x)得-xln(-x+a+x2)=xln(x+a+x2),
即x[ln(x+a+x2)+ln(-x+a+x2)]=xlna=0對(duì)定義域內(nèi)的任意x恒成立,
因?yàn)閤不恒為0,所以lna=0,所以a=1.
考點(diǎn)分析:本題主要考查已知函數(shù)奇偶性求參數(shù)值問(wèn)題,常用特值法,如函數(shù)是奇函數(shù),在x=0處有意義,常用f(x)=0,求參數(shù),否則用其他特值,利用特值法可以減少運(yùn)算.
考點(diǎn)12函數(shù)值的大小比較
例12(2015年高考天津卷7)已知定義在R上的函數(shù)f(x)=2|x-m|-1(m為實(shí)數(shù))為偶函數(shù),記a=f(log0.53),b=f(log25),c=f(2m),則a,b,c的大小關(guān)系為()
A. a
C. y=2xD. y=1x
解析:y=10lgx=x,定義域與值域均為(0,+∞),只有D滿足,故選D.
考點(diǎn)分析:本題主要考查函數(shù)的定義域、值域,對(duì)數(shù)的計(jì)算.對(duì)于基本初等函數(shù)的定義域、值域問(wèn)題,應(yīng)熟記圖象,運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想求解.
(2)(2015年高考福建卷14)若函數(shù)f(x)=-x+6,x≤2,3+logax,x>2,(a>0且a≠1)的值域是[4,+∞),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是.
(2)(2016年高考山東卷10)已知函數(shù)f(x)=|x|,x≤mx2-2mx+4m,x>m,其中m>0,若存在實(shí)數(shù)b,使得關(guān)于x的方程f(x)=b有三個(gè)不同的根,則m的取值范圍是.
解析:畫出函數(shù)圖象如下圖所示:
由圖所示,要f(x)=b有三個(gè)不同的根,需要|m|>m2-2m·m+4m,m2-3m>0,解得m>3.
考點(diǎn)分析:本題主要考查二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、函數(shù)與方程、分段函數(shù)的概念.解答本題,關(guān)鍵在于能利用數(shù)形結(jié)合思想,通過(guò)對(duì)函數(shù)圖象的分析,轉(zhuǎn)化得到代數(shù)不等式.本題能較好的考查考生數(shù)形結(jié)合思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想、基本運(yùn)算求解能力等,屬于中等偏上題.
考點(diǎn)17函數(shù)性質(zhì)的綜合應(yīng)用
例17(1)(2015年高考湖南卷5)設(shè)函數(shù)f(x)=ln(1+x)-ln(1-x),則f(x)是()
A. 奇函數(shù),且在(0,1)上是增函數(shù)
B. 奇函數(shù),且在(0,1)上是減函數(shù)
C. 偶函數(shù),且在(0,1)上是增函數(shù)
D. 偶函數(shù),且在(0,1)上是減函數(shù)
解析:定義域?yàn)椋?1,1),關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,
又∵f(-x)=ln(1-x)-ln(1+x)=-f(x),∴f(x)為奇函數(shù),
又f(x)在(0,1)上單調(diào)遞增,故選A.
考點(diǎn)分析:本題主要考查以對(duì)數(shù)函數(shù)為背景的單調(diào)性與奇偶性,屬于中檔題,首先根據(jù)函數(shù)奇偶性的判定可知其為奇函數(shù),判定時(shí)需首先考慮定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱是函數(shù)為奇函數(shù)的必要條件,再結(jié)合復(fù)合函數(shù)單調(diào)性的判斷,即可求解.
(2)(2016年高考新課標(biāo)Ⅰ卷7)函數(shù)y=2x2-e|x|在[-2,2]的圖象大致為()
解析:函數(shù)y=2x2-e|x|在[-2,2]上是偶函數(shù),其圖象關(guān)于y軸對(duì)稱.
因?yàn)閒(2)=8-e2,0<8-e2<1,故排除A,B選項(xiàng);
當(dāng)x∈[0,2]時(shí),y′=4x-ex有一零點(diǎn),設(shè)為x0,當(dāng)x∈(0,x0)時(shí),f(x)為減函數(shù),當(dāng)x∈(x0,2)時(shí),f(x)為增函數(shù),故選D.
考點(diǎn)分析:本題表面上似乎是在考查對(duì)函數(shù)圖象的識(shí)別,其實(shí)考查了函數(shù)性質(zhì)的靈活運(yùn)用.函數(shù)中的識(shí)圖題多次出現(xiàn)在高考試題中,也可以說(shuō)是高考的熱點(diǎn)問(wèn)題,這類題目一般比較靈活,對(duì)解題能力要求較高,故也是高考中的難點(diǎn),解決這類問(wèn)題的方法一般是利用間接法,即由函數(shù)性質(zhì)排除不符合條件的選項(xiàng).
考點(diǎn)18函數(shù)的實(shí)際應(yīng)用
例18(2015年高考四川卷13)某食品的保鮮時(shí)間y(單位:小時(shí))與儲(chǔ)存溫度x(單位:℃)滿足函數(shù)關(guān)系y=ekx+b(e=2.718…為自然對(duì)數(shù)的底數(shù),k、b為常數(shù)).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).
解析:由題意得:eb=192e22k+b=48,∴e22k=48192=14,e11k=12,所以x=33時(shí),y=e33k+b=(e11k)3·eb=18×192=24.
考點(diǎn)分析:這是一個(gè)函數(shù)應(yīng)用題,利用條件可求出參數(shù)k、b,但在實(shí)際應(yīng)用中往往是利用整體代換求解(不要總是想把參數(shù)求出來(lái)).本題利用整體代換,使問(wèn)題大大簡(jiǎn)化.本題難度一般.
(作者:毛美芳,太倉(cāng)市明德高級(jí)中學(xué))