函數可以說是聯考數學的重中之重,幾乎是每年聯考數學必考熱點之一。
這是為什麼呢?從函數的定義我們可以看出一些端倪,傳統函數定義:
一般的,在一個變化過程中,假設有兩個變數x、y,如果對於任意一個x都有唯一確定的一個y和它對應,那麼就稱x是自變數,y是x的函數。
x的取值範圍叫做這個函數的定義域,相應y的取值範圍叫做函數的值域 。
現代數學函數的定義:
給定一個數集A,對A施加對應法則f,記作f(A),得到另一數集B,也就是B=f(A)。那麼這個關係式就叫函數關係式,簡稱函數。
函數概念含有三個要素:定義域A、值域C和對應法則f。其中核心是對應法則f,它是函數關係的本質特徵。
從這裡我們可以看出,函數具有邏輯性強、系統性強、非常抽象等鮮明數學特點,同時解決函數類問題我們還要藉助圖象等手段,這就說明跟函數相關的問題,都蘊含包括數形結合在內等豐富的數學思想方法。
因此,函數類問題因其具有這些特殊性,在平時數學學習過程中能很好培養一個人的思維能力,在考試當中更加能考查一個人運用知識解決問題能力水平的高低,自然就成為聯考數學的熱門考點。
冪函數是高中函數中一種重要函數,也是5類基本初等函數之一,今天我們就來講講與冪函數相關的聯考數學問題。
一般地.形如y=xα(α為有理數)的函數,即以底數為自變數,冪為因變數,指數為常數的函數稱為冪函數。如函數y=x0、y=x1、y=x²、y=x-1(註:y=x-1=1/x y=x0時x≠0)等都是冪函數。
冪函數是形如y=xa的函數,a可以是自然數、有理數,也可以是任意實數或複數 。
大家一定要記住一些常用冪函數的圖象與性質,如下表:
典型例題分析1:
已知二次函數f(x)有兩個零點0和-2,且它有最小值-1.
(1)求f(x)解析式;
(2)若g(x)與f(x)圖象關於原點對稱,求g(x)解析式.
解:(1)由於f(x)有兩個零點0和-2,
所以可設f(x)=ax(x+2)(a≠0),
這時f(x)=ax(x+2)=a(x+1)2-a,
由於f(x)有最小值-1,
所以必有a>0且-a=-1
解得a=1.
因此f(x)的解析式是f(x)=x(x+2)=x2+2x.
(2)設點P(x,y)是函數g(x)圖象上任一點,
它關於原點對稱的點P′(-x,-y)必在f(x)圖象上,
所以-y=(-x)2+2(-x),
即-y=x2-2x,
y=-x2+2x,
故g(x)=-x2+2x.
同時,要牢記以下冪函數圖象的三個特點:
1、冪函數的圖象一定會經過第一象限,一定不會經過第四象限,是否經過第二、三象限,要看函數的奇偶性;
2、冪函數的圖象最多只能經過兩個象限內;
3、如果冪函數的圖象與坐標軸相交,則交點一定是原點。
典型例題2:
設f(x)是定義在R上的偶函數,當0≤x≤2時,y=x,當x>2時,y=f(x)的圖象是頂點為P(3,4),
且過點A(2,2)的拋物線的一部分.
(1)求函數f(x)在(-∞,-2)上的解析式;
(2)在下面的直角坐標系中直接畫出函數f(x)的草圖;
(3)寫出函數f(x)的值域.
解:(1)設頂點為P(3,4)且過點A(2,2)的拋物線的方程為
y=a(x-3)2+4,將(2,2)代入可得a=-2,
則y=-2(x-3)2+4,
即x>2時,f(x)=-2x2+12x-14.
當x2.
又f(x)為偶函數,f(x)=f(-x)=-2×(-x)2-12x-14,
即f(x)=-2x2-12x-14.
所以函數f(x)在(-∞,-2)上的解析式為
f(x)=-2x2-12x-14.
(2)函數f(x)的圖象如圖,
(3)由圖象可知,函數f(x)的值域為(-∞,4].
解決任何函數問題,我們都需要藉助函數的圖象與性質,如冪函數y=xα的圖象與性質由於α的值不同而比較複雜,一般從兩個方面考查:
1、α的正負:
α>0時,圖象過原點和(1,1),在第一象限的圖象上升;
α<0時,圖象不過原點,在第一象限的圖象下降。
2、曲線在第一象限的凹凸性:
α>1時,曲線下凸;
0
α<0時,曲線下凸.
在比較冪值的大小時,必須結合冪值的特點,選擇適當的函數。藉助其單調性進行比較,準確掌握各個冪函數的圖象和性質是解題的關鍵。
典型例題分析3:
已知函數f(x)=x2,g(x)=x-1.
(1)若存在x∈R使f(x)
(2)設F(x)=f(x)-mg(x)+1-m-m2,且|F(x)|在[0,1]上單調遞增,
求實數m的取值範圍.
解:(1)∃x∈R,f(x)
x2-bx+b<0⇒(-b)2-4b>0⇒b<0或b>4.
故b的取值範圍為(-∞,0)∪(4,+∞).
(2)F(x)=x2-mx+1-m2,
Δ=m2-4(1-m2)=5m2-4.
典型例題分析4:
若二次函數f(x)=ax2+bx+c(a≠0)滿足f(x+1)-f(x)=2x,且f(0)=1.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若在區間[-1,1]上,不等式f(x)>2x+m恆成立,求實數m的取值範圍.
解:(1)由f(0)=1,
得c=1.即f(x)=ax2+bx+1.
又f(x+1)-f(x)=2x,
則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.
解得a=1,b=-1.
因此,f(x)=x2-x+1.
(2)f(x)>2x+m等價於x2-x+1>2x+m,
即x2-3x+1-m>0,
要使此不等式在[-1,1]上恆成立,
只需使函數g(x)=x2-3x+1-m在[-1,1]上的最小值大於0即可.
∵g(x)=x2-3x+1-m在[-1,1]上單調遞減,
∴g(x)min=g(1)=-m-1,
由-m-1>0得,m
因此滿足條件的實數m的取值範圍是(-∞,-1).
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