北大附中高考数学专题复习汇编 全集
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1、
学科:数学
教学内容:函数与方程
考点梳理
一、考试内容
集合、子集、交集、并集、补集。|ax+b|
2、)型不等式的概念,并掌握它们的解法。了解二次函数、一元二次不等式及一元二次方程三者之间的关系,掌握一元二次不等式的解法。 3.了解映射的概念,在此基础上理解函数及其有关的概念,掌握互为反函数的函数图像间的关系。 4.理解函数的单调性和奇偶性的概念,并能判断一些简单函数的单调性和奇偶性。能利用函数的奇偶性来描绘函数的图像。 5.理解分数指数幂、根式的概念,掌握分数指数幂的运算法则。 6.理解对数的概念,掌握对数的性质。 7.掌握指数函数、对数函数的概念及其图像和性质,并会解简单的指数方程和对数方程。 三、考点简析 1.函数及相关知识关系表 2.集合
3、 (1)作用地位 “集合”是数学研究的基本对象之一。学习集合的概念,有助于理解事物的逻辑关系和对应关系,加深对数学的抽象特征的理解,也能提高使用数学语言的能力。 高考试题中,对集合从两个方面进行考查:一方面是考查对集合概念的认识和理解水平,主要表现在对集合的识别和表达上。如对集合中涉及的特定字母和符号,元素与集合间的关系,集合与集合间的比较,另一方面,则是考查学生对集合知识的应用水平,如求方程组、不等式组及联立条件组的解集,以及设计、使用集合解决问题等。 (2)重点与难点 重点是集合的概念和表示法及交、并、补集的运算。难点是集合运算的综合运用,特别是带有参数的不等式解集的讨论。
4、 (3)有关子集的几个等价关系 ①A∩B=AAB; ②A∪B=BAB; ③ABC uAC uB; ④A∩CuB =CuAB; ⑤CuA∪B=IAB。 (4)交、并集运算的性质 ①A∩A=A,A∩=,A∩B=B∩A; ②A∪A=A,A∪=A,A∪B=B∪A; ③Cu (A∪B)= CuA∩CuB,Cu (A∩B)= CuA∪CuB; (5)有限子集的个数:设集合A的元素个数是n,则A有2n个子集,2n-1个非空子集。 3.函数的性质 (1)函数的概念:定义域、值域、对应法则、反函数、复合函数、分段函数; (2)函数的性质:单调性、奇偶性、有界性、
5、极(最)值性、对称性、周期性等; (3)函数对称性与周期性的几个结论: ①设函数y=f(x)的定义域为R,且满足条件f(a+x)=f(b-x),则函数y=f(x)的图像关于直线x=对称; ②定义在R上的函数y=f(x)对定义域内任意x有f(x+a)=f(x-b),则y=f(x)是以T=a+b为周期的函数; ③定义在R上的函数y=f(x)对定义域内任意x满足条件f(x)=2b-f(2a-x),则y=f(x)关于点(a,b)对称; ④若y=f(x)既关于直线x=a对称,又关于x=b(a≠b)对称,则y=f(x)一定是周期函数,且T=2|a-b|是它的一个周期; ⑤若
6、y=f(x)既关于直线x=a对称,又关于点(b,c)中心对称,则y=f(x)一定是周期函数,且T=4|a-b|是它的一个周期。 (4)函数的奇偶性与单调性: ①奇函数与偶函数的定义域关于原点对称,图像分别关于原点与y轴对称; ②任意定义在R上的函数f(x)都可以惟一地表示成一个奇函数与一个偶函数的和。即 f(x)= + ③若奇函数f(x)在区间[a,b](0≤a
7、(x)在R上单调递增,若f(a)>f(b),则a>b; 函数f(x)在R上单调递减,若f(a)>f(b),则a
8、a(x-x0)2+n(a≠0); ②当a>0时,f(x)在区间[p,q]上的最大值M,最小值m,令x0=(p+q)。 若-
9、检验)。
⑤二次方程f(x)=0的一根小于p,另一根大于q(p|β+|;
当a>0时,f(α)
10、
②当n<0时,函数图像过点(1,1),且在第一象限内随x增加,图像下降。
(2)指数函数和对数函数性质表:
指数函数
对数函数
图像
性质
定义域R,值域(0,+∞),过点(0,1)。当a>1时,在R上是增函数。当01时,在(0,+ ∞)上是增函数。当0
11、ga=loga|M|
(6)loga=loga|M|
(7)logbM=
(8)
(9)logablogbc=logac
四、思想方法
1.求函数解析式的方法:配方法与代入法。
2.求值域的常用方法:观察法,函数单调性法,求逆函数法,分离法,配方法,换元法,Δ判别式法,不等式法等。
3.函数与方程思想
函数思想,即先构造函数,把给定问题转化对辅助函数的性质研究,得出所需的结论。方程思想,就是把对数学问题的认识,归纳为对方程和方程组的认识。
对于函数思想,应深刻理解一般函数y=f(x)、的性质(单调性、奇偶性、周期性、最值和图像变换)。熟练掌握基本初等函数的性质, 12、是应用函数思想解题的基础。
函数方程思想常同数形结合、等价转化思想相互融合后才能充分发挥其具体解题的功效。
【例题解析】
例1 (1)已知集合A={x|x2-ax+a2-19=0},集合B={x|log2(x2-5x+8)=1},集合C={x|m=1,m≠0,|m|≠1}满足A∩B, A∩C=,求实数a的值;
(2)已知集合P={x|x2-5x+4≤0},Q={x|x2-2bx+b+2≤0}满足PQ,求实数b的取值范围。
解 (1)由条件即可得B={2,3},C={-4,2},由A∩B,A∩C=,可知3∈A,2A。
将x=3代入集合A的条件得:
a2-3a-10=0
∴a= 13、-2或a=5
当a=-2时,A={x|x2+2x-15=0}={-5,3},符合已知条件。
当a=5时,A={x|x2-5x+6=0}={2,3},不符合条件“A∩C”=,故舍去。
综上得:a=-2。
(2)显然P={x|1≤x≤4},记
f(x)=x2-2bx+b+2
若Q为空集,则由Δ<0得:
4b2-4(b+2)<0 ∴-1
14、是其必要条件,但不是充分条件,因此必须进行检验,否则解的取值可能扩大。而第(2)小题,应该分两类(,)讨论,千万不能遗忘这一特殊情形。
例2 已知函数f(x)的定义域为R,且对于一切实数x满足f(x+2)=f(2-x),f(x+7)=f(7-x)
(1)若f(5)=9,求:f(-5);
(2)已知x∈ [2,7]时,f(x)=(x-2)2,求当x∈[16,20]时,函数g(x)=2x-f(x)的表达式,并求出g(x)的最大值和最小值;
(3)若f(x)=0的一根是0,记f(x)=0在区间[-1000,1000]上的根数为N,求N的最小值。
解 (1)由f(x+2)=f 15、(2-x)及f(x+7)=f(7-x)得:f(x)的图像关于直线x=2,x=7对称。
∴ f(x)=f[(x-2)+2]
=f[2-(x-2)]=f(4-x)
=f[7-(3+x)]=f(7+(3+x))
=f(x+10)
∴f(x)是以10为周期的周期函数。
∴f(-5)=f(-5+10)=f(5)=9
(2)当x∈[16,17],x-10∈[6,7]
∴f(x)=f(x-10)=(x-10-2)2=(x-12)2
当x∈(17,20,x-20∈(-3,0,4-(x-20)∈[4,7
∴f(x)=f(x-20)=f[4-(x-2 16、0)]
=f(24-x)=(x-22)2
∴g(x)=
∵x∈ [16,17]时,g(x)最大值为16,最小值为9;x∈(17,20,g(x)>g(17)=9,g(x)≤g(20)=36
∴g(x)的最大值为36,最小值为9。
(3)由f(0)=0,及f(0)=f(4)=0,知f(0)在上至少有两个解。
而在[-1000,1000上有200个周期,至少有400个解。又f(1000)=0
所以最少有401个解。且这401个解的和为-200。
注 题中(2)可根据函数图像的对称性、函数的周期性,通过作图得到
f(x)=
一般地:当x∈[- 17、3,2]时,4-x∈[2,7]
∴f(x)=f(4-x)=(x-2)2
∴当x∈[-3,7],f(x)=(x-2)2
故当x∈[-3+10k,7+10k],x-10k∈[-3,7]
∴f(x)= (x-10k-2)2(k∈z)
∴f(x)= (x-10k-2)2 x∈[-3+10k,7+10k],(k∈Z)
例3 设a是正数,ax+y=2(x≥0,y≥0),记y+3x-x2的最大值是M(a),试求:
(1)M(a)的表达式;(2)M(a)的最小值。
解 将代数式y+3x-x2表示为一个字母,由ax+y=2解出y后代入消元,建立关于x的二次函数,逐步进行分类求M( 18、a)。
(1)设S(x)=y+3x-x2,将y=2-ax代入消去y,得:
S(x)=2-ax+3x-x2
=-x2+(3-a)x+2
=-[x-(3-a)]2+(3-a)2+2(x≥0)
∵y≥0 ∴2-ax≥0
而a>0 ∴0≤x≤
下面分三种情况求M(a)
(i)当0<3-a<(a>0),即
时
解得 00)即
时,
解得:1≤a≤2,这时
M(a)=S()=2-a+3-
=-+
(iii)当3-a≤0;即a≥3时
M(a)=S(0)=2 19、
综上所述得:
M(a)=
(2)下面分情况探讨M(a)的最小值。
当02
当1≤a≤2时
M(a)=-+=-2(-)2+
∵1≤a≤2≤≤1
∴当=时,M(a)取小值,即
M(a)≥M(2)=
当a≥3时,M(a)=2
经过比较上述各类中M(a)的最小者,可得M(a)的最小值是2。
注 解题经验的积累,有利于解题思路的挖掘,对参数a的分类,完全依据二次函数顶点的横坐标3-a是否在定义域区间[0,]内,这样就引出三种状态,找出解题的方案。
例4 已知函数f(x)=x(p∈Z)在(0,+∞)上是增函数, 20、且在其定义域上是偶函数。
(1)求p的值,并写出相应的函数f(x)的解析式。
(2)对于(1)中求得的函数f(x),设函数g(x)=-qf[f(x)]+(2q-1)f(x)+1,问是否存在实数q(q<0),使得g(x)在区间(-∞,-4上是减函数,且在区间(-4,0)上是增函数。若存在,请求出来;若不存在,请说明理由。
解 (1)若y=xα在x∈(0,+∞)上是递增函数,则有α>0。
∵f(x)在(0,+∞)上是增函数,
∴-p2+p+>0
解得:-1
21、函数单调性的定义进行探索求解。
∵f(x)=x2
∴g(x)=-qx4+(2q-1)x2+1
假设存在实数q(q<0),使得g(x)满足题设条件。设x1 22、<32q
从而要使q( x12+x22)<2q-1恒成立,则必有2q-1≥32q
即 q≤-
若x1,x2∈(-4,0),易知(x1+x2) (x2-x1)<0,要使g(x)在(-4,0)上是增函数,则应有
q(x12+x22)-(2q-1)>0
恒成立
∵-4 23、合性较强的题目。对于第(2)小题,还可以从复合函数性质方面来考虑,就有如下解法:
设t=x2,由g(x)在(-∞,-4上是减函数,在(-4,0)上是增函数,而t=x2在[16,+∞和(0,16)上都是增函数,得
h(t)=-qt2+(2q-1)t+1在(0,16)上是增函数,在[16,+∞上是减函数,从而可得
=16 ∴q=-
例5 设函数f(x)定义域为R,当x>0时,f(x)>1,且对任意x,y∈R,有 f(x+y)=f(x)f(y)。
(1)证明:f(0)=1;
(2)证明:f(x)在R上是增函数;
(3)设集合A={(x,y)|f(x2)f(y2) 24、,B={(x,y)|f(x+y+c)=1,c∈R},若A∩B=,求c的取值范围。
解 (1)证明:为使f(x+y)=f(x)f(y)中出现f(0),借助当x>0时,f(x)>1。则设x=0,y=1得:
f(0+1)=f(0)f(1),即f(1)=f(0)f(1)
∵f(1)>1 ∴f(0)=1
(2)证明f(x)在R上是增函数,即证明当x1 25、0即可。
事实上,当x1>0时,f(x1)>1>0
当x1=0时,f(x1)=1>0
当x1<0时,f(x1)f(-x1)=f(x1-x1)=f(0)=1
又∵f(-x1)>1 ∴0 26、2)题也可作如下处理:
f(x)f(-x)=f(0)=1>0,得f(-x)=,证得f(x)>0恒成立。
且=f(x2)f(-x1)=f(x2-x1)>1
∴f(x2)>f(x1)
例6 已知二次函数f(x)=ax2+bx+c和一次函数g(x)=-bx,其中a、b、c满足a>b>c,a+b+c=0(a,b,c∈R)。
(1)求证:两函数的图像交于不同的两点A、B;
(2)求线段AB在x轴上的投影A1B1的长度的取值范围。
解
(1)证:由消去y,得ax2+2bx+c=0
Δ=4b2-4ac
=4(-a-c)2-4ac
=4(a2+ac+c2)
=4[(a+) 27、2+c2]
此证法不够自然 ∵a>b>c ∴,c不同时为0
∴Δ>0,即两函数的图像交于不同的两点。
(2)设方程ax22bx+c=0的两根为x1和x2,则
x1+x2=-,x1x2=
|A1B1|2=( x1-x2)2=( x1+x2)2-4x1x2
=(-)2-=
==4[()2++1]
=4[(+)2+]
∵a>b>c,a+b+c=0,a>0,c<0,
∴,解得∈(-2, -)
∵f()=4[()2++1]的对称轴是=-
∴当∈(-2,-)时,为减函数
∴|A1B1|2∈ (3,12),故|A1B1|∈(,2)
例7 二次 28、函数f(x)=px2+qx+r中实数p、q、r满足++=0,其中m>0,求证:
(1)pf()<0;
(2)方程f(x)=0在(0,1)内恒有解。
解 (1)pf()=p[p()2+q()+r]=pm[++]=pm
[-]=p2m[]=-,由于f(x)是二次函数,故p≠0,又m>0,所以,pf()<0。
(2)由题意,得f(0)=r,f(1)=p+q+r。
①当p>0时,由(1)知f()<0
若r>0,则f(0)>0,又()<0,所以f(x)=0在(0,)内有解。
若r≤0,则f(1)=p+q+r=p+(m+1)(--)+r=->0 又f()<0,所以f(x)=0在 29、(,1)内有解。
②当p<0时同理可证。
注 (1)题目点明是“二次函数”,这就暗示着二次项系数p≠0。若将题中的“二次”两个字去掉,所证结论相应更改。
(2)对字母p、r分类时先对哪个分类是有一定讲究的,本题的证明中,先对p分类,然后对r分类显然是比较好。
例8 设二次函数f(x)=ax2+bx+c(a>0),已知二次方程f(x)-x=0的两个根x1与x2满足0 30、)-x=0的根,所以可设
F(x)=a(x-x1)(x-x2)
当u∈(0,x1)时,∵ x1 31、x2+(b-1)x+c=0的根,
所以x1+x2=-
x0=-==
∵ax2<1, ∴x0<=,即2x0 32、根。
∴x1+x2=-=-+
又∵0 33、)=f(+)=f()f()=f2()=a
∴f()=
又∵f()=f(+)=f2()>0 ∴f()=a
同理可得f()=a
(2)∵f(x)是偶函数,∴ f(-x)=f(x)
又∵f(x)关于x=1对称,∴f(x)=f(2-x)
∴f(x)=f(-x)=f[2-(-x)]=f(2+x) (x∈R)
这表明f(x)是R上的周期函数,且2是它的一个周期。
(3)对于x∈[0,1],有∈[0, ]
∴f(x)=f(+)=f()f()>0 (x∈[0,1])(∵,其中,…不能同时为0,∴)
∵f()=f(n)=f[+(n-1)]
=f()f[(n-1)]
……
= 34、f()f()…f()
=[f()]n
又∵f()=a,∴f()=a
∵f(2n+)=f() ∴an=a
∴(lnan)= (lna)=0
例10 已知a,b,c是实数,函数f(x)=ax2+bx+c,g(x)=ax+b,当-1≤x≤1时,|f(x)| ≤1。
(1)证明:|c|≤1;
(2)证明:当-1≤x≤1时,|g(x)| ≤2;
(3)设a>0,当-1≤x≤1时,g(x)的最大值为2,求f(x)。
解 (1)取x=0∈[-1,1],由已知得:|c|=|f(0)| ≤1
(2) 因为g(x)=ax+b是关于x的一次函数(也可能是常数函数),所以g(x) 35、在区间[-1,1]上单调(a≥0时,单调递增;a<0时,单调递减),所以要证|g(x)| ≤2,只要证明|g(1)| ≤2,|g(-1)| ≤2。
∵-1,0,1均在区间[-1,1]内,∴由已知得
|f(-1)|=|a-b+c|≤1|f(1)|=|a+b+c|≤1
∴|g(1)|=|a+b|=|a+b+c-c|≤|a+b+c|+|c|≤2
|g(-1)|=|a-b|=|a-b+c-c|≤|a-b+c|+|c|≤2。
∴当-1≤x≤1时,|g(x)| ≤2。
(3)因为a>0时,g(x)在[-1,1]上是增函数,所以当x=1时,g(x)取得最大值2,即
2=g(1)=f(1)- 36、f(0)
所以 -1≤f(0)=f(1)-2≤1-2=-1
从而得:c=f(0)=1
又当x∈[-1,1]时,f(x)≥-1=f(0),表明二次函数f(x)在[-1,1]上不单调,所以有-∈[-1,1],且 f(-)=f(0)=-1。
又由二次函数极值的惟一性得:
-=0,即b=0,a=2,
所以 f(x)=2x2-1。
注 本题第(2)小题还可这样证明:用f(-1),f(0),f(1)表示出a,b,c。
由
解得:a=-f(0),b=,c=f(0)
故|g(x)|=|ax+b|
=|[-f(0)]x+|
=|f(1)+ f(-1)- 37、xf(0)|
≤|||f(1)|+|||f(-1)|+|x||f(0)|
≤||+||+1
=++1
=2
学科:数学
教学内容:函数与方程综合能力训练
【综合能力训练】
一、选择题
1.已知集合M={x|x2+6x-16>0},N={x|(x-k)(x-k-2)≤0},M∩N≠,则k的取值范围是( )
A.k<-8或k>0 B.k<-8或k>2 C.-8≤k≤0 D.k≤-8或k≥0
2.已知集合M={x|x2=a2,a∈{x|x是正实 38、数}},集合N={x|nx=a,a≠0},若NM,则n取值的集合是( )
A.{1} B.{-1} C.{-1,1} D.{-1,0,1}
3.已知函数f(x)=x2,集合A={x|f(x-1) =ax,x∈R},且A∪{x|x是正实数}={x|x是正实数},则实数a的取值范围是( )
A.(-4,+∞) B.(-∞,-1 C.(0,+∞) D.(-∞,-4∪[0,+∞
4.函数y=-x的值域是( )
A.[,+∞ B.(-∞, C.[-,+∞] D.(-, +∞)
5.已知函数f(x)=-4x2+4ax-a2-4a(a<0)在 39、区间[0,1]上有最大值-12,则实数a的值为( )
A.-1 B.-2 C.-3 D.-6
6.函数f(x)=x2-2xsinθ+sinθ-1(θ∈R)在区间[0,1]上的极小值为g(sinθ),则g(sinθ)的最小、最大值是( )
A.最小值-1,最大值- B.最小值-3,最大值-
C.最小值-2,最大值- D.无最小值,最大值-
7.当0≤x≤1时,函数y=ax+a-1的值有正值也有负值,则实数a的取值范围是( )
A.a< B.a>1 C.a<或a>1 D.
40、-2mx-5是偶函数,则f(x) ( )
A.先增后减 B.先减后增 C.单调递增 D.单调递减
9.定义在(-∞,+∞)上的奇函数f(x)和偶函数g(x)在区间(-∞,0上的图像关于x轴对称,且f(x)为增函数,则下列各选项中能使不等式f(b)-f(-a)>g(a)-g(-b)成立的是( )
A.a>b>0 B.a0 D.ab<0
10.将函数y=+a的图像向右平移2个单位后又向下平移2个单位,所得图像如果与原图像关于直线y=x对称,那么( )
A.a=-1且b≠0 B.a=-1且b∈R
C.a= 41、1且b≠0 D.a=1且b∈R
11.已知函数f(x)=loga[-(2a)x]对任意x∈[,+∞]都有意义,则实数a的取值范围是( )
A.(0, B.(0,) C. [,1 D.(,)
12.指数函数y=ax,当x>1(或x<-1)时,恒有y>2,则a的取值范围是( )
A.(,1)∪(1,2) B.(0,)∪(1,2) C.(1,2) D.(0,)∪(2,+∞)
二、填空题
13.函数y=+logx的值域是 。
14.已知f(x)=a(a为不等于1的正数),且f(lga)=,则a= 42、 。
15.x0是x的方程ax=logax(0
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