函数可以说是高考数学最重要的部分,几乎是每年高考数学必考的热点之一。
这是为什么呢? 我们可以从函数的定义中看出一些端倪,传统的函数定义:
一般来说,在一个变化过程中,假设有两个变量x和y,如果有一个唯一确定的y对应于任意一个x,则称x为自变量,y为x的函数。
x的取值范围称为该函数的定义域,y对应的取值范围称为函数的取值范围。
现代数学函数定义:
给定一个数集A,对A应用相应的法则f,记为f(A),得到另一个数集B,即B= F A)。 那么这个关系就叫做函数关系,简称函数。
函数的概念包含三个要素:定义域A、范围C和对应的规则f。 其核心是对应律f,是函数关系的本质特征。
从这里可以看出,函数具有逻辑性强、系统性强、非常抽象等鲜明的数学特征。 相关问题都包含丰富的数学思维方法,包括数字和形状的组合。
因此,函数题因为其特殊性,在数学学习的过程中能够很好的培养一个人的思维能力,在考试中能够更好的检验一个人运用知识解决问题的能力。 成为高考数学热门考点。
幂函数是高中函数中的一个重要函数,也是五个基本初等函数之一。 今天我们就来说说高考中与幂函数相关的数学题。
一般是y=xα(α为有理数)形式的函数,即以底为自变量,幂为因变量,指数为a的函数 常量称为幂函数。 例如函数y=x0, y=x1, y=x², y=x-1(注:y=x-1=1/x y=x0时x≠0)都是幂函数。
幂函数是 y=xa 形式的函数,其中 a 可以是自然数、有理数或任何实数或复数。
一定要记住一些常用的幂函数的图像和性质,如下表所示:
典型例子分析1:
已知二次函数 函数f(x)有两个零点0和-2,它有最小值-1。
(1)求f(x)的解析式;
(2) 若g(x)和f(x)关于原点对称,求g(x)的解析式。
解: (1) 由于f(x)有两个零点0和-2,
所以f(x)=ax(x+2)(a≠0) 可定,
此时f(x)=ax(x+2)=a(x+1)2-a,
由于f(x)有a -1的最小值,
所以必有a>0和-a=-1
A=1。
所以f的解析式 (x)为f(x)=x (x+2)=x2+2x。
(2)设点P(x,y)为函数g图像上的任意点 (x),
关于原点对称 P’ (-x, -y) 一定在 f(x) 图像上,
所以 -y=(-x )2+2(-x),
即-y=x2 -2x,
y=-x2+2x,
所以g( x)=-x2+2x。
同时牢记以下三个幂函数图的特点:
1. 幂函数的图像肯定会通过第一象限,但绝不会通过第四象限。 是否通过第二象限或第三象限取决于函数的奇偶性;
2. 幂函数的图像最多只能通过两个象限;
3. 如果幂函数的图像与坐标轴相交,则交点必须是原点。
典型例2:
假设f(x)是定义在R上的偶函数,当0≤x≤2时,y=x,当x>2时,图像 y=f(x)是顶点为P(3,4)并通过点A(2,2)的抛物线的一部分。
(1) 求函数f(x)在(-∞,-2)上的解析式;
(2)直接在下面笛卡尔坐标系中画出函数f(x)的草图;
(2) p>
(3) 写出函数 f(x) 的取值范围。
解: (1)设顶点为P(3,4),经过点A(2,2)的抛物线方程为
y=a( x-3) 2+4,将(2,2)代入a=-2,
则y=-2(x-3)2+4,
即 ,当x>2时,f(x)=-2×2+12x-14。
当x2。
而f(x) 是偶函数,f(x)=f(-x)=-2×(-x)2-12x-14,
即f(x)=-2×2-12x-14 .
所以在(-∞,-2)上的函数f(x )是
f(x)=-2×2-12x-14.
(2) 函数f(x)的图形如图所示,
(3) 从图中可以看出,函数f(x)的取值范围为(-∞, 4].
求解任何函数问题,都需要借助函数的形象和性质,例如幂函数y=xα的形象和性质就比较复杂,因为 α的不同取值。一般从两个方面考察:
1.α的正负:
α>0,图像通过原点和( 1,1), 第一象限图像上升;
α<0,图像没有过原点,第一象限的图像第一象限的图像下降。
2. 第一象限曲线的凹凸度:
α>1,曲线为凸;
0<当α<1,曲线为凸;
当α<0时,曲线是凸的。
比较幂值时,需要结合幂值的特点,选择合适的函数。 借助其比较的单调性,准确把握各个幂函数的形象和性质是解决问题的关键。
典型实例分析3:
已知函数 f(x )=x2, g(x)=x-1.
(1) 若存在x∈R使得f(x)<b·g(x),求取值范围 实数b;
(2) 令F(x)=f(x)-mg(x)+1-m-m2,|F(x)|在[0上单调递增 ,1],
求实数m的取值范围。
解:(1)∃x∈R, f(x)<bg(x)⇒∃x ∈R,
x2-bx+b0⇒b4.
所以b的取值范围为 (-∞, 0)∪(4,+ ∞).
(2)F(x)=x2-mx+1-m2,
Δ=m2-4( 1-m2)=5m2-4。
典型例子分析4:
若二次函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)满足f (x+1)-f(x)=2x, f(0)=1 .
(1)求f(x)分析公式的解;
( 2) 若不等式f(x)>2x+m在区间[-1,1]上成立,求实数m的取值范围。
解法:(1)由f(0)=1,
得c=1。 即f(x)=ax2+bx+1。
F(x+1)-f(x)=2x,
则a(x+1)2 +b(x+1)+1-(ax2+bx+1)=2x,
即2ax+a+b=2x,
所以2a=2且 a b=2。
解为a=1,b=-1。
因此f(x)=x2-x+1。
p>
(2)f(x)>2x+m等价于x2-x+1>2x+m,
即x2-3x+1-m>0,
要使这个不等式总是建立在[-1,1]上,
只要使函数g(x)=x2-3x+1-m的最小值在 [-1,1]大于0。
∵g(x)=x2-3x+1-m在[-1,1]上单调递减,
∴g( x)min=g(1)=-m -1,
从-m-1>0, m<-1.
因此实数的取值范围 满足条件的m为(-∞,-1)。