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函数的应用1.求函数零点所在区间、零点个数及参数的取值范围是高考的常见题型,主要以选择题、填空题的形式出现.2.函数的实际应用以二次函数、分段函数模型为载体,主要考查函数的最值问题.热点一函数的零点1.零点存在性定理如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,且有f(a)·f(
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复习参考题教学设计实例
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关键词:复习参考题教学设计实例
正文
函数的应用
1.求函数零点所在区间、零点个数及参数的取值范围是高考的常见题型,主要以选择题、填空题的形式出现.
2.函数的实际应用以二次函数、分段函数模型为载体,主要考查函数的最值问题.
热点一
函数的零点
1.零点存在性定理
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,且有f(a)·f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b)使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根.
2.函数的零点与方程根的关系
函数F(x)=f(x)-g(x)的零点就是方程f(x)=g(x)的根,即函数y=f(x)的图象与函数y=g(x)的图象交点的横坐标.
6例1
(1)(2017届陕西黄陵中学月考)已知函数f(x)=-log2x,在下列区间中,函数f(x)存在x零点的是(
) A.(0,1)
C.(2,4)
答案
C 3解析
由于f(2)=3-1>0,f(4)=-2<0,
2故零点所在区间为(2,4).
(2)(2017届河北沧州一中月考)已知定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+2)=f(x),且当x∈[0,1]时,f(x)=x,则方程f(x)=log3|x|的解的个数是(
) A.0
C.4
答案
C 解析
运用函数的奇偶性、周期性在同一平面直角坐标系中画出函数y=f(x),y=log3|x|的图象,结合图象可以看出:两个函数y=f(x),y=log3|x|有四个不同的交点,即方程f(x)=log3|x|有四个解,故选C. B.2 D.6 B.(1,2) D.(4,+∞)
思维升华
函数零点(即方程的根)的确定问题,常见的有
(1)函数零点大致存在区间的确定.
(2)零点个数的确定.
(3)两函数图象交点的横坐标或有几个交点的确定.解决这类问题的常用方法有解方程法、利用零点存在的判定或数形结合法,尤其是方程两端对应的函数类型不同的方程多以数形结合法求解.
跟踪演练1
(1)(2017届河北磁县一中月考)函数f(x)=-|x|-x+3的零点所在的区间为(
) A.(0,1)
C.(2,3)
答案
B 解析
∵f(x)=-|x|-x+3=-x-x+3,
∴函数f(x)=-|x|-x+3单调递减.
∵f(1)=1>0,f(2)=1-2<0,
∴函数f(x)=-|x|-x+3的零点所在区间为(1,2),故选B. (2)(2017届甘肃高台县一中检测)已知函数f(x)满足:①定义域为R;②∀x∈R,都有f(x+2)1=f(x);③当x∈[-1,1]时,f(x)=-|x|+1,则方程f(x)=log2|x|在区间[-3,5]内解的个数是(
) 2A.5
B.6
C.7
D.8 答案
A 解析
画出函数图象如图所示,由图可知,共有5个解.
B.(1,2) D.(3,4)
热点二
函数的零点与参数的范围
解决由函数零点的存在情况求参数的值或取值范围问题,关键是利用函数方程思想或数形结合思想,构建关于参数的方程或不等式求解.
xe,x≤0,例2
(1)(2017届临沂期中)已知函数f(x)=2
若对函数y=f(x)-b,当x+ax+1,x>0,
b∈(0,1)时总有三个零点,则a的取值范围为________.
答案
(-∞,-2] 解析
由分段函数可知,当x<0,b∈(0,1)时,ex=b必有一个交点;当b∈(0,1)时,与x2+ax+1=0(x>0)有两个交点,aa2a2a只需满足当x=-时,y=-+1≤0且->0,解得a≤2422-2. (2)(2017届河南中原名校质检)已知定义在(0,+∞)上的函数f(x)=|4x(1-x)|,若关于x的方程f2(x)+(t-3)f(x)+t-2=0有且只有3个不同的实数根,则实数t的取值集合是__________.
答案
{2,5-22} 解析
设g(y)=y2+(t-3)y+t-2,当t=2时,y=0,y=1显然符合题意.当t<2时,一正根一负根,g(0)<0,g(1)<0,方程的根大于1,f2(x)+(t-3)f(x)+t-2=0只有一根;当t>2时,3-t两根同号,只能有一个正根在区间(0,1)上,而g(0)=t-2,g(1)=2t-4>0,对称轴y=2∈(0,1),1 思维升华 (1)方程f(x)=g(x)根的个数即为函数y=f(x)和y=g(x)图象交点的个数. (2)关于x的方程f(x)-m=0有解,m的范围就是函数y=f(x)的值域. 2x,x<2,跟踪演练2 (1)已知函数f(x)= 若关于x的方程f(x)-k=0有唯一-x-32+2,x≥2,一个实数根,则实数k的取值范围是________. 答案 [0,1)∪(2,+∞) 2x,x<2,解析 画出函数f(x)=的图象如图所示,结合图象可以看出当0≤k<12-x-3+2,x≥2或k>2时符合题设. (2)(2017·全国Ⅲ)已知函数f(x)=x2-2x+a(ex1+e--x+1)有唯一零点,则a等于( ) 111A.- B. C. D.1 232答案 C 解析 方法一 f(x)=x2-2x+a(ex1+e--x+1) =(x-1)2+a[ex1+e--(x-1)]-1, -令t=x-1,则g(t)=f(t+1)=t2+a(et+et)-1. ∵g(-t)=(-t)2+a(et+et)-1=g(t), -∴函数g(t)为偶函数. ∵f(x)有唯一零点,∴g(t)也有唯一零点. 又g(t)为偶函数,由偶函数的性质知g(0)=0, 1∴2a-1=0,解得a=. 2故选C. 方法二 f(x)=0⇔a(ex1+e--x+1)=-x2+2x. ex1+e--x+1≥2ex1·e--x+1=2, 当且仅当x=1时取“=”. -x2+2x=-(x-1)2+1≤1,当且仅当x=1时取“=”. 若a>0,则a(ex1+e--x+1)≥2a, 1要使f(x)有唯一零点,则必有2a=1,即a=. 2若a≤0,则f(x)的零点不唯一. 故选C. 热点三 函数的实际应用问题 解决函数模型的实际应用问题,首先考虑题目考查的函数模型,并要注意定义域.其解题步骤是:(1)阅读理解,审清题意:分析出已知什么,求什么,从中提炼出相应的数学问题.(2)数学建模:弄清题目中的已知条件和数量关系,建立函数关系式.(3)解函数模型:利用数学方法得出函数模型的数学结果.(4)实际问题作答:将数学问题的结果转化成实际问题作出解答. 例3 (2017届湖北孝感市统考)经测算,某型号汽车在匀速行驶过程中每小时耗油量y(升)与速度x(千米/小时)(50≤x≤120)的关系可近似表示为: y=x12-60,x∈[80,120].12x-130x+4 900,x∈[50,80,75 (1)该型号汽车速度为多少时,可使得每小时耗油量最低? (2)已知A,B两地相距120千米,假定该型号汽车匀速从A地驶向B地,则汽车速度为多少时总耗油量最少? 解 (1)当x∈[50,80)时, 11y=(x2-130x+4 900)=[(x-65)2+675] 75751当x=65时,y有最小值×675=9. 75当x∈[80,120]时,函数单调递减,故当x=120时,y有最小值10. 因为9<10,故当x=65时每小时耗油量最低. 120(2)设总耗油量为l,由题意可知l=y·. x①当x∈[50,80)时, 4 9001208x+-130 l=y·=xx58≥254 900x×-130=16, x4 900当且仅当x=,即x=70时,l取得最小值16. x1201 440②当x∈[80,120]时,l=y·=-2为减函数. xx当x=120时,l取得最小值10. 因为10<16,所以当速度为120千米/小时时,总耗油量最少. 思维升华 (1)关于解决函数的实际应用问题,首先要耐心、细心地审清题意,弄清各量之间的关系,再建立函数关系式,然后借助函数的知识求解,解答后再回到实际问题中去. (2)对函数模型求最值的常用方法:单调性法、基本不等式法及导数法. 跟踪演练3 (2017届运城期中)为了保护环境,发展低碳经济,某单位在国家科研部门的支持下,进行技术攻关,采用了新工艺,把二氧化碳转化为一种可利用的化工产品.已知该单位每月的处理量最少为400吨,最多为600吨,月处理成本y(元)与月处理量x(吨)之间的函1数关系可近似的表示为y=x2-200x+80 000,且每处理一吨二氧化碳得到可利用的化工产2品价值为100元. (1)该单位每月处理量为多少吨时,才能使每吨的平均处理成本最低? (2)该单位每月能否获利?如果获利,求出最大利润;如果不获利,则国家每月至少需要补贴多少元才能使该单位不亏损? 解 (1)由题意可知,二氧化碳的每吨平均处理成本为 y180 000=x+-200 x2x ≥2180 000x·-200=200, 2x180 000当且仅当x=,即x=400时,才能使每吨的平均处理成本最低,最低成本为200元. 2x(2)设该单位每月获利为S, 12则S=100x-y=100x-2x-200x+80 000 1=-x2+300x-80 000 21=-(x-300)2-35 000, 2因为400≤x≤600, 所以当x=400时,S有最大值-40 000. 故该单位不获利,需要国家每月至少补贴40 000元,才能不亏损. 真题体验 1.(2016·天津改编)已知函数f(x)=sin2ωx11+sin ωx- (ω>0,x∈R).若f(x)在区间(π,2π)222内没有零点,则ω的取值范围是______________. 1150,∪, 答案 8481-cos ωx11解析 f(x)=+sin ωx- 222π12ωx-. =(sin ωx-cos ωx)=sin422因为函数f(x)在区间(π,2π)内没有零点, Tπ所以>2π-π,所以>π,所以0<ω<1. 2ωππππωπ-,2ωπ-,若函数f(x)在区间(π,2π)内有零点,则ωπ-当x∈(π,2π)时,ωx-∈4444πk11 (k∈Z),即+<ω 42841155当k=0时,<ω<;当k=1时,<ω<. 8484所以函数f(x)在区间(π,2π)内没有零点时, 1150<ω≤或≤ω≤. 848 2.(2017·山东改编)已知当x∈[0,1]时,函数y=(mx-1)2的图象与y=x+m的图象有且只有一个交点,则正实数m的取值范围是______________. 答案 (0,1]∪[3,+∞) 1x-2与g(x)=x+m的大解析 在同一直角坐标系中,分别作出函数f(x)=(mx-1)2=m2m致图象. 分两种情形: 1(1)当0<m≤1时,≥1,如图①,当x∈[0,1]时,f(x)与g(x)的图象有一个交点,符合题意. m 1(2)当m>1时,0<<1,如图②,要使f(x)与g(x)的图象在[0,1]上只有一个交点,只需mg(1)≤f(1),即1+m≤(m-1)2,解得m≥3或m≤0(舍去). 综上所述,m∈(0,1]∪[3,+∞). x2,x∈D,3.(2017·江苏)设f(x)是定义在R上且周期为1的函数,在区间[0,1)上,f(x)=其x,x∉D,n-1中集合D=xx=,n∈N*n ,则方程f(x)-lg x=0的解的个数是________. 答案 8 解析 由于f(x)∈[0,1),则只需考虑1≤x<10的情况,在此范围内,x∈Q,且x∉Z时,设xqn=,p,q∈N*,p≥2且p,q互质.若lg x∈Q,则由lg x∈(0,1),可设lg x=,m,n∈N*,pmm≥2且m,n互质.因此10nmq, pqm则10n=p,此时左边为整数,右边为非整数,矛盾.因此lg x∉Q,因此lg x不可能与每个周期内x∈D对应的部分相等,只需考虑lg x与每个周期内x∉D部分的交点,画出函数草图.图中交点除(1,0)外其他交点横坐标均为无理数,属于每个周期内x∉D部分,且x=1处(lg x)′=11=<1,则在x=1附近仅有1个交点,因此方程解的个数为8. xln 10ln 10 押题预测 1.f(x)=2sin πx-x+1的零点个数为( ) A.4 C.6 B.5 D.7 押题依据 函数的零点是高考的一个热点,利用函数图象的交点确定零点个数是一种常用方法. 答案 B 解析 令2sin πx-x+1=0,则2sin πx=x-1,令h(x)=2sin πx,g(x)=x-1,则f(x)=2sin πx-x+1的零点个数问题就转化为两个函数h(x)与g(x)图象的交点个数问题.h(x)=2sin πx的552π最小正周期为T==2,画出两个函数的图象,如图所示,因为h(1)=g(1),h2>g2,g(4)π=3>2,g(-1)=-2,所以两个函数图象的交点一共有5个,所以f(x)=2sin πx-x+1的零点个数为5. x+2,x>a,2.已知函数f(x)=2若函数g(x)=f(x)-2x恰有三个不同的零点,则实数x+5x+2,x≤a, a的取值范围是( ) A.[-1,1) C.(-2,2] B.[0,2] D.[-1,2) 押题依据 利用函数零点个数可以得到函数图象的交点个数,进而确定参数范围,较好地体现了数形结合思想. 答案 D -x+2,x>a,解析 g(x)=f(x)-2x=2要使函数g(x)恰有三个不同的零点,只需g(x)=0x+3x+2,x≤a, 恰有三个不同的实数根, x>a,x≤a,所以或2 -x+2=0x+3x+2=0, 所以g(x)=0的三个不同的实数根为x=2(x>a),x=-1(x≤a),x=-2(x≤a). 再借助数轴,可得-1≤a<2. 所以实数a的取值范围是[-1,2),故选D. 3.在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积最大的内接矩形花园(阴影部分),则其边长x为________m. 押题依据 函数的实际应用是高考的必考点,函数的最值问题是应用问题考查的热点. 答案 20 DExADAF解析 如图,过A作AH⊥BC交BC于点H,交DE于点F,易知===⇒AF=BC40ABAH402x⇒FH=40-x,则S=x(40-x)≤2,当且仅当40-x=x,即x=20时取等号,所以满足题意的边长x为20 m. A组 专题通关 1.(2017届枣庄期末)函数f(x)x()的零点个数为( ) A.0 C.2 答案 B 1x解析 在同一直角坐标系下作出函数yx与y=2的图象,如图所示,由图知,两个函数只有一个交点, 所以函数f(x)的零点只有1个,故选B. 121212xB.1 D.3 2.(2017届遵义期中)某企业为节能减排,用9万元购进一台新设备用于生产,第一年需运营费用2万元,从第二年起,每年运营费用均比上一年增加3万元,该设备每年生产的收入均为21万元,设该设备使用了n(n∈N*)年后,盈利总额达到最大值(盈利额等于收入减去成本),则n等于( ) A.6 C.8 答案 B 12n+×nn-1×3 解析 盈利总额为21n-9-2341=-n2+n-9, 2241由于对称轴为n=,所以当n=7时,取最大值,故选B. 63.(2017届陕西西安铁一中三模)如图是函数f(x)=x2+ax+b的部分图象,则函数g(x)=ln x+f′(x)的零点所在的区间是( ) B.7 D.7或8 11A.4,2 C.(1,2) 答案 B 0 由函数图象可知即 f1=0,a=-1-b,1B.2,1 D.(2,3) 函数g(x)=ln x+2x+a=ln x+2x-1-b, 11g=ln +1-1-b=-ln 2-b<0, 22g(1)=ln 1+2-1-b=1-b>0, 1所以零点所在的一个区间为2,1,故选B. 4.已知函数y=f(x)的周期为2,当x∈[0,2]时,f(x)=(x-1)2,如果g(x)=f(x)-log5|x-1|,则方程g(x)=0的所有根之和为( ) A.2 B.4 C.6 D.8 答案 D 解析 在平面直角坐标系中画出函数y=f(x)及y=log5|x-1|的图象,结合函数的图象可以看 出函数共有8个零点,且关于x=1对称,故所有零点的和为2×4=8,故选D. 5.(2017届湖南长沙一中月考)将甲桶中的a升水缓慢注入空桶乙中,t min后甲桶剩余的水量符合指数衰减曲线y=aent.假设过5 min后甲桶和乙桶的水量相等,若再过m min甲桶中的a水只有升,则m的值为( ) 4A.5 B.6 C.8 D.10 答案 A 解析 根据题知,因为5 min后甲桶和乙桶的水量相等,所以函数y=aent,满足f(5)=ae5n111aa111=a,可得n=ln ,因此当k min后甲桶中的水只有升,即f(k)=,即ln ·k=ln ,所25244524111以ln ·k=2ln , 522解得k=10,k-5=5,即m=5,故选A. 6.(2017届陕西黄陵中学月考)函数f(x)的定义域为[-1,1],图象如图1所示,函数g(x)的定义域为[-2,2],图象如图2所示,方程f(g(x))=0有m个实数根,方程g(f(x))=0有n个实数根,则m+n等于( ) A.6 C.10 答案 C B.8 D.12 解析 注意到f(-1)=f(0)=f(1)=0,g(x)=-1有2个根,g(x)=0有3个根,g(x)=1有2个33-=g(0)=g=0,-1≤f(x)≤1,f(x)=0有3个根,故n=3,所根,故m=7.注意到g22以m+n=10. 2x-a,x≤0,7.(2017届江苏无锡市普通高中期中)若函数y=在区间(-2,2)上有两个零x-a+ln x,x>0 点,则实数a的取值范围为________. 答案 [0,2+ln 2) 解析 由题设可知函数y=x2-a与函数y=x-a+ln x在给定的区间(-2,0]和区间(0,2)内分别 -a≤0,有一个根,结合图象可得4-a>0,2-a+ln 2>0,所以0≤a<2+ln 2. a≥0,即a<4,a<2+ln 2, 8.(2017届江苏泰州中学期中)定义在R上的函数f(x)满足f(x)+f(x+5)=16,当x∈(-1,4]时,f(x)=x2-2x,则函数f(x)在区间[0,2 016]上的零点个数是________. 答案 605 解析 因为f(x)+f(x+5)=16,则f(x+5)+f(x+10)=16,所以f(x)=f(x+10),所以该函数的周期是T=10.由于函数y=f(x)在(-1,4]上有三个零点,因此在区间(-1,9)上只有三个零点,而2 016÷5=403+1,故在区间[0,2 016]上共有(403×3+1)÷2=(1 209+1)÷2=605(个)交点. 9.(2017届河南省郑州市第一中学质量检测)对于函数f(x)与g(x),若存在λ∈{x∈R|f(x)=0},μ∈{x∈R|g(x)=0},使得|λ-μ|≤1,则称函数f(x)与g(x)互为“零点密切函数”,现已知函数f(x)=ex2+x-3与g(x)=x2-ax-x+4互为“零点密切函数”,则实数a的取值范围是-________. 答案 [3,4] 解析 由题意知,函数f(x)的零点为x=2,设g(x)满足|2-μ|≤1的零点为μ,因为|2-μ|≤1,解得1≤μ≤3. 因为函数g(x)的图象开口向上,所以要使g(x)的一个零点落在区间[1,3]上, g3>0,则需满足g(1)g(3)≤0或Δ≥0,a+11<2<3,故实数a的取值范围为[3,4]. g1>0, 1010解得≤a≤4或3≤a<,取并集得3≤a≤4. 3310.(2017届江西抚州市七校联考)食品安全问题越来越引起人们的重视,农药、化肥的滥用对人民群众的健康带来一定的危害,为了给消费者带来放心的蔬菜,某农村合作社每年投入200万元,搭建了甲、乙两个无公害蔬菜大棚,每个大棚至少要投入20万元,其中甲大棚种西红柿,乙大棚种黄瓜,根据以往的种菜经验,发现种西红柿的年收入P、种黄瓜的年收入1Q与投入a(单位:万元)满足P=80+42a,Q=a+120.设甲大棚的投入为x(单位:万元),4每年两个大棚的总收益为f(x)(单位:万元) (1)求f(50)的值; (2)试问如何安排甲、乙两个大棚的投入,才能使总收益f(x)最大? 解 (1)因为甲大棚投入50万元,则乙大棚投入150万元, 1所以f(50)=80+42×50+×150+120=277.5. 41(2)f(x)=80+42x+(200-x)+120 41=-x+42x+250, 4x≥20,依题意得⇒20≤x≤180, 200-x≥20 1故f(x)=-x+42x+250(20≤x≤180). 4令t=x∈[25,65], 11则f(x)=-t2+42t+250=-(t-82)2+282, 44当t=82,即x=128时,f(x)max=282, 所以当甲大棚投入128万元,乙大棚投入72万元时,总收益最大,且最大收益为282万元. B组 能力提高 lg|x-2|,x≠2,11.(2017届湖南长沙一中月考)定义域为R的函数f(x)=若关于x的方程1,x=2, f 2(x)+bf(x)+c=0恰有5个不同的实数解x1,x2,x3,x4,x5,则f(x1+x2+x3+x4+x5)的值等于( ) A.4lg 2 C.2lg 2 答案 B 解析 当x=2时,f(x)=1,则有f 2(x)+bf(x)+c=0,所以x1=2,c=-b-1;当x>2时,f(x)=lg(x-2),由f 2(x)+bf(x)+c=0,得[lg(x-2)]2+blg(x-2)+c=0,解得lg(x-2)=1⇒x2=12或lg(x-2)=c⇒x3=2+10c;当x<2时,f(x)=lg(2-x),由f 2(x)+bf(x)+c=0,得[lg(2-x)]2+blg(2-x)+c=0,解得lg(2-x)=1⇒x4=-8或lg(2-x)=c⇒x5=2-10c, 所以f(x1+x2+x3+x4+x5)=f(10)=lg|10-2|=3lg 2,故选B. |log51-x|,x<1,x+1-2=a12.(2017届杭州地区四校联考)已知函数f(x)=则方程f2x-x-2+2,x≥1,B.3lg 2 D.lg 2 的实根个数不可能为( ) A.8 C.6 答案 D B.7 D.5 1解析 如图所示,画出函数f(x)以及g(x)=x+-2的图象,从而可知,当a<0时,方程f(x)x1x+-2=a有两个根;当a=0时,方程f(x)=a有一个正根,一个=a有一正根,∴方程f x1x+-2=a有三个根;当0
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A:对应课文《复习参考题》,可从面包屑进入课文目录查看同课其他资料。
Q:如何找到配套课件?
A:页面提供「配套课件/同课文课件」入口;也可进入课文详情页同时查看教案与课件列表。