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高三数学复习教案:函数的综合问题

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2013-04-03

由图象知直线y=1与y=|x2-4x+3|的图象有三个交点,即方程|x2-4x+3|=1也就是方程|x2-4x+3|-1=0有三个不相等的实数根,因此a=1.

答案:1

3.若存在常数p>0,使得函数f(x)满足f(px)=f(px- )(x∈R),则f(x)的一个正周期为__________.

解析:由f(px)=f(px- ),

令px=u,f(u)=f(u- )=f[(u+ )- ],∴T= 或 的整数倍.

答案: (或 的整数倍)

4.已知关于x的方程sin2x-2sinx-a=0有实数解,求a的取值范围.

解:a=sin2x-2sinx=(sinx-1)2-1.

∵-1≤sinx≤1,∴0≤(sinx-1)2≤4.

∴a的范围是[-1,3].

5.记函数f(x)= 的定义域为A,g(x)=lg[(x-a-1)(2a-x)](a<1)的定义域为B.

(1)求A;

(2)若B A,求实数a的取值范围.

解:(1)由2- ≥0,得 ≥0,

∴x<-1或x≥1,即A=(-∞,-1)∪[1,+∞).

(2)由(x-a-1)(2a-x)>0,得(x-a-1)(x-2a)<0.

∵a<1,∴a+1>2a.∴B=(2a,a+1).

∵B A,∴2a≥1或a+1≤-1,即a≥ 或a≤-2.

而a<1,∴ ≤a<1或a≤-2.

故当B A时,实数a的取值范围是(-∞,-2]∪[ ,1).

培养能力

6.(理)已知二次函数f(x)=x2+bx+c(b≥0,c∈R).

若f(x)的定义域为[-1,0]时,值域也是[-1,0],符合上述条件的函数f(x)是否存在?若存在,求出f(x)的表达式;若不存在,请说明理由.

解:设符合条件的f(x)存在,

∵函数图象的对称轴是x=- ,

又b≥0,∴- ≤0.

①当- <- ≤0,即0≤b<1时,

函数x=- 有最小值-1,则

或 (舍去).

②当-1<- ≤- ,即1≤b<2时,则

(舍去)或 (舍去).

③当- ≤-1,即b≥2时,函数在[-1,0]上单调递增,则 解得

综上所述,符合条件的函数有两个,

f(x)=x2-1或f(x)=x2+2x.

(文)已知二次函数f(x)=x2+(b+1)x+c(b≥0,c∈R).

若f(x)的定义域为[-1,0]时,值域也是[-1,0],符合上述条件的函数f(x)是否存在?若存在,求出f(x)的表达式;若不存在,请说明理由.

解:∵函数图象的对称轴是

x=- ,又b≥0,∴- ≤- .

设符合条件的f(x)存在,

①当- ≤-1时,即b≥1时,函数f(x)在[-1,0]上单调递增,则

②当-1<- ≤- ,即0≤b<1时,则

(舍去).

综上所述,符合条件的函数为f(x)=x2+2x.

7.已知函数f(x)=x+ 的定义域为(0,+∞),且f(2)=2+ .设点P是函数图象上的任意一点,过点P分别作直线y=x和y轴的垂线,垂足分别为M、N.

(1)求a的值.

(2)问:|PM|•|PN|是否为定值?若是,则求出该定值;若不是,请说明理由.

(3)设O为坐标原点,求四边形OMPN面积的最小值.

解:(1)∵f(2)=2+ =2+ ,∴a= .

(2)设点P的坐标为(x0,y0),则有y0=x0+ ,x0>0,由点到直线的距离公式可知,|PM|= = ,|PN|=x0,∴有|PM|•|PN|=1,即|PM|•|PN|为定值,这个值为1.

(3)由题意可设M(t,t),可知N(0,y0).

∵PM与直线y=x垂直,∴kPM•1=-1,即 =-1.解得t= (x0+y0).

又y0=x0+ ,∴t=x0+ .

∴S△OPM= + ,S△OPN= x02+ .

∴S四边形OMPN=S△OPM+S△OPN= (x02+ )+ ≥1+ .

当且仅当x0=1时,等号成立.

此时四边形OMPN的面积有最小值1+ .

探究创新

8.有一块边长为4的正方形钢板,现对其进行切割、焊接成一个长方体形无盖容器(切、焊损耗忽略不计).有人应用数学知识作了如下设计:如图(a),在钢板的四个角处各切去一个小正方形,剩余部分围成一个长方体,该长方体的高为小正方形边长,如图(b).

(1)请你求出这种切割、焊接而成的长方体的最大容积V1;

(2)由于上述设计存在缺陷(材料有所浪费),请你重新设计切、焊方法,使材料浪费减少,而且所得长方体容器的容积V2>V1.

解:(1)设切去正方形边长为x,则焊接成的长方体的底面边长为4-2x,高为x,

∴V1=(4-2x)2•x=4(x3-4x2+4x)(0

∴V1′=4(3x2-8x+4).

令V1′=0,得x1= ,x2=2(舍去).

而V1′=12(x- )(x-2),

又当x< 时,V1′>0;当

∴当x= 时,V1取最大值 .

(2)重新设计方案如下:

如图①,在正方形的两个角处各切下一个边长为1的小正方形;如图②,将切下的小正方形焊在未切口的正方形一边的中间;如图③,将图②焊成长方体容器.

新焊长方体容器底面是一长方形,长为3,宽为2,此长方体容积V2=3×2×1=6,显然V2>V1.

故第二种方案符合要求.

●思悟小结

1.函数知识可深可浅,复习时应掌握好分寸,如二次函数问题应高度重视,其他如分类讨论、探索性问题属热点内容,应适当加强.

2.数形结合思想贯穿于函数研究的各个领域的全部过程中,掌握了这一点,将会体会到函数问题既千姿百态,又有章可循.

●教师下载中心

教学点睛

数形结合和数形转化是解决本章问题的重要思想方法,应要求学生熟练掌握用函数的图象及方程的曲线去处理函数、方程、不等式等问题.

拓展题例

【例1】 设f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,且对任意a、b∈[-1,1],当a+b≠0时,都有 >0.

(1)若a>b,比较f(a)与f(b)的大小;

(2)解不等式f(x- )

(3)记P={x|y=f(x-c)},Q={x|y=f(x-c2)},且P∩Q= ,求c的取值范围.

解:设-1≤x1

∴ >0.

∵x1-x2<0,∴f(x1)+f(-x2)<0.

∴f(x1)<-f(-x2).

又f(x)是奇函数,∴f(-x2)=-f(x2).

∴f(x1)

∴f(x)是增函数.

(1)∵a>b,∴f(a)>f(b).

(2)由f(x- )

∴- ≤x≤ .

∴不等式的解集为{x|- ≤x≤ }.

(3)由-1≤x-c≤1,得-1+c≤x≤1+c,

∴P={x|-1+c≤x≤1+c}.

由-1≤x-c2≤1,得-1+c2≤x≤1+c2,

∴Q={x|-1+c2≤x≤1+c2}.

∵P∩Q= ,

∴1+c<-1+c2或-1+c>1+c2,

解得c>2或c<-1.

【例2】已知函数f(x)的图象与函数h(x)=x+ +2的图象关于点A(0,1)对称.

(1)求f(x)的解析式;

(2)(文)若g(x)=f(x)•x+ax,且g(x)在区间(0,2]上为减函数,求实数a的取值范围.

(理)若g(x)=f(x)+ ,且g(x)在区间(0,2]上为减函数,求实数a的取值范围.

解:(1)设f(x)图象上任一点坐标为(x,y),点(x,y)关于点A(0,1)的对称点(-x,2-y)在h(x)的图象上.

∴2-y=-x+ +2.

∴y=x+ ,即f(x)=x+ .

(2)(文)g(x)=(x+ )•x+ax,

即g(x)=x2+ax+1.

g(x)在(0,2]上递减 - ≥2,

∴a≤-4.

(理)g(x)=x+ .

∵g′(x)=1- ,g(x)在(0,2]上递减,

∴1- ≤0在x∈(0,2]时恒成立,

即a≥x2-1在x∈(0,2]时恒成立.

∵x∈(0,2]时,(x2-1)max=3,

∴a≥3.

【例3】在4月份(共30天),有一新款服装投放某专卖店销售,日销售量(单位:件)f(n)关于时间n(1≤n≤30,n∈N*)的函数关系如下图所示,其中函数f(n)图象中的点位于斜率为5和-3的两条直线上,两直线的交点的横坐标为m,且第m天日销售量最大.

(1)求f(n)的表达式,及前m天的销售总数;

(2)按规律,当该专卖店销售总数超过400件时,社会上流行该服装,而日销售量连续下降并低于30件时,该服装的流行会消失.试问该服装在社会上流行的天数是否会超过10天?并说明理由.

解:(1)由图形知,当1≤n≤m且n∈N*时,f(n)=5n-3.

由f(m)=57,得m=12.

∴f(n)=

前12天的销售总量为

5(1+2+3+…+12)-3×12=354件.

(2)第13天的销售量为f(13)=-3×13+93=54件,而354+54>400,

∴从第14天开始销售总量超过400件,即开始流行.

设第n天的日销售量开始低于30件(1221.

∴从第22天开始日销售量低于30件,

即流行时间为14号至21号.

∴该服装流行时间不超过10天.

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