高中数学函数解题技巧与方法.pdf
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1、专题专题 1 1函数函数(理科理科)一、考点回忆一、考点回忆1.1.理解函数的概念,了解映射的概念理解函数的概念,了解映射的概念.2.2.了解函数的单调性的概念,掌握判断一些简单函数的单调性的方法了解函数的单调性的概念,掌握判断一些简单函数的单调性的方法.3.3.了解反函数的概念及互为反函数的函数图象间的关系,会求一些简单函数的反函数了解反函数的概念及互为反函数的函数图象间的关系,会求一些简单函数的反函数.4.4.理解分数指数幂的概念,掌握有理指数幂的运算性质,掌握指数函数的概念、图象和性质理解分数指数幂的概念,掌握有理指数幂的运算性质,掌握指数函数的概念、图象和性质.5.5.理解对数的概念,
2、掌握对数的运算性质,掌握对数函数的概念、图象和性质理解对数的概念,掌握对数的运算性质,掌握对数函数的概念、图象和性质.6.6.能够运用函数的性质、指数函数和对数函数的性质解决某些简单的实际问题能够运用函数的性质、指数函数和对数函数的性质解决某些简单的实际问题.二、经典例题剖析二、经典例题剖析考点一:函数的性质与图象考点一:函数的性质与图象函数的性质是研究初等函数的基石,也是高考考查的重点内容在复习中要肯于在对定义的深入理函数的性质是研究初等函数的基石,也是高考考查的重点内容在复习中要肯于在对定义的深入理解上下功夫解上下功夫复习函数的性质,可以从复习函数的性质,可以从“数数”和和“形形”两个方面
3、,从理解函数的单调性和奇偶性的定义入手,在判断两个方面,从理解函数的单调性和奇偶性的定义入手,在判断和证明函数的性质的问题中得以稳固,和证明函数的性质的问题中得以稳固,在求复合函数的单调区间、在求复合函数的单调区间、函数的最值及应用问题的过程中得以深函数的最值及应用问题的过程中得以深化具体要求是:化具体要求是:1 1 正确理解函数单调性和奇偶性的定义,正确理解函数单调性和奇偶性的定义,能准确判断函数的奇偶性,能准确判断函数的奇偶性,以及函数在某一区间的单调性,以及函数在某一区间的单调性,能熟练运用定义证明函数的单调性和奇偶性能熟练运用定义证明函数的单调性和奇偶性2 2从数形结合的角度认识函数的
4、单调性和奇偶性,深化对函数性质几何特征的理解和运用,归纳总从数形结合的角度认识函数的单调性和奇偶性,深化对函数性质几何特征的理解和运用,归纳总结求函数最大值和最小值的常用方法结求函数最大值和最小值的常用方法3 3培养学生用运动变化的观点分析问题,提高学生用换元、转化、数形结合等数学思想方法解决问培养学生用运动变化的观点分析问题,提高学生用换元、转化、数形结合等数学思想方法解决问题的能力题的能力这部分内容的重点是对函数单调性和奇偶性定义的深入理解这部分内容的重点是对函数单调性和奇偶性定义的深入理解函数的单调性只能在函数的定义域内来讨论函数函数的单调性只能在函数的定义域内来讨论函数 y yf f(
5、x x)在给定区间上的单调性,反映了函数在区在给定区间上的单调性,反映了函数在区间上函数值的变化趋势,是函数在区间上的整体性质,但不一定是函数在定义域上的整体性质函数的单间上函数值的变化趋势,是函数在区间上的整体性质,但不一定是函数在定义域上的整体性质函数的单调性是对某个区间而言的,所以要受到区间的限制调性是对某个区间而言的,所以要受到区间的限制对函数奇偶性定义的理解,对函数奇偶性定义的理解,不能只停留在不能只停留在 f f(x x)f f(x x)和和 f f(x x)f f(x x)这两个等式上,这两个等式上,要明确对定义要明确对定义域内任意一个域内任意一个 x x,都有,都有 f f(x
6、 x)f f(x x),f f(x x)f f(x x)的实质是:函数的定义域关于原点对称这是函数具的实质是:函数的定义域关于原点对称这是函数具备奇偶性的必要条件稍加推广,可得函数备奇偶性的必要条件稍加推广,可得函数 f f(x x)的图象关于直线的图象关于直线 x xa a 对称的充要条件是对定义域内的任对称的充要条件是对定义域内的任意意 x x,都有,都有 f f(x xa a)f f(a ax x)成立函数的奇偶性是其相应图象的特殊的对称性的反映成立函数的奇偶性是其相应图象的特殊的对称性的反映这部分的难点是函数的单调性和奇偶性的综合运用根据已知条件,调动相关知识,选择恰当的方这部分的难点
7、是函数的单调性和奇偶性的综合运用根据已知条件,调动相关知识,选择恰当的方法解决问题,是对学生能力的较高要求法解决问题,是对学生能力的较高要求-1-函数的图象是函数性质的直观载体,函数的性质可以通过函数的图像直观地表现出来。函数的图象是函数性质的直观载体,函数的性质可以通过函数的图像直观地表现出来。因此,掌握函数的图像是学好函数性质的关键,这也正是“数形结合思想”的表达。复习函数图像要注意因此,掌握函数的图像是学好函数性质的关键,这也正是“数形结合思想”的表达。复习函数图像要注意以下方面。以下方面。1 1掌握描绘函数图象的两种基本方法描点法和图象变换法掌握描绘函数图象的两种基本方法描点法和图象变
8、换法2 2会利用函数图象,进一步研究函数的性质,解决方程、不等式中的问题会利用函数图象,进一步研究函数的性质,解决方程、不等式中的问题3 3用数形结合的思想、分类讨论的思想和转化变换的思想分析解决数学问题用数形结合的思想、分类讨论的思想和转化变换的思想分析解决数学问题4 4掌握知识之间的联系,进一步培养观察、分析、归纳、概括和综合分析能力掌握知识之间的联系,进一步培养观察、分析、归纳、概括和综合分析能力以解析式表示的函数作图象的方法有两种,即列表描点法和图象变换法,掌握这两种方法是本节的以解析式表示的函数作图象的方法有两种,即列表描点法和图象变换法,掌握这两种方法是本节的重点重点运用描点法作图
9、象应防止描点前的盲目性,也应防止盲目地连点成线要把表列在关键处,要把线运用描点法作图象应防止描点前的盲目性,也应防止盲目地连点成线要把表列在关键处,要把线连在恰当处这就要求对所要画图象的存在范围、大致特征、变化趋势等作一个大概的研究而这个研究连在恰当处这就要求对所要画图象的存在范围、大致特征、变化趋势等作一个大概的研究而这个研究要借助于函数性质、方程、不等式等理论和手段,是一个难点用图象变换法作函数图象要确定以哪一种要借助于函数性质、方程、不等式等理论和手段,是一个难点用图象变换法作函数图象要确定以哪一种函数的图象为基础进行变换,以及确定怎样的变换这也是个难点函数的图象为基础进行变换,以及确定
10、怎样的变换这也是个难点例例 1 1 设设 a a0 0,求函数,求函数f(x)x ln(x a)(x x(0(0,)的单调区间的单调区间分析:欲求函数的单调区间,则须解不等式分析:欲求函数的单调区间,则须解不等式f(x)0(递增递增)及及f(x)0(递减递减)。解:解:f(x)12 x1(x 0)x a当当 a a0 0,x x0 0 时时f f (x x)0 0 x x2 2(2(2a a4)4)x xa a2 20 0,f f (x x)0 0 x x2 2(2(2a a4)4)x xa a2 20 0()当当 a a 1 1 时,对所有时,对所有 x x 0 0,有,有x x2 2(2(
11、2a a4)4)x xa a2 20 0,即即 f f (x x)0 0,此时,此时 f f(x x)在在(0(0,)内单调递增内单调递增()当当 a a1 1 时,对时,对 x x1 1,有,有x x2 2(2(2a a4)4)x xa a2 20 0,即即 f f (x x)0 0,此时,此时 f f(x x)在在(0(0,1)1)内单调递增,在内单调递增,在(1(1,)内单调递增内单调递增又知函数又知函数 f f(x x)在在 x x1 1 处连续,因此,函数处连续,因此,函数 f f(x x)在在(0(0,)内单调递增内单调递增()当当 0 0a a1 1 时,令时,令 f f (x
12、x)0 0,即,即x x2 2(2(2a a4)4)x xa a2 20 0,解得解得x 2 a 2 1 a,或,或x 2 a 2 1 a2 a 2 1 a)因此,函数因此,函数 f f(x x)在区间在区间(0,内单调递增,在区间内单调递增,在区间(2 a 2 1 a,内也单调递内也单调递-2-增增令令 f f (x x)0 0,即,即 x x2 2(2(2a a4)4)x xa a2 2 0 0,解得解得:2 a 2 1 a x 2 a 2 1 a2 a 2 1 a)因此,函数因此,函数 f f(x x)在区间在区间(2 a 2 1 a,内单调递减内单调递减点评:本小题主要考查导数的概念和
13、计算,应用导数研究函数性质的方法及推理和运算能力点评:本小题主要考查导数的概念和计算,应用导数研究函数性质的方法及推理和运算能力例例 2 2 已已 知知a 0,函函 数数f(x)1 ax2,x(0,)。设设0 x1,记记 曲曲 线线y f(x)在在 点点xaM(x1,f(x1)处的切线为处的切线为l。()求求l的方程;的方程;()设设l与与x轴交点为轴交点为(x2,0)。证明:。证明:1;a11 假设假设x1,则,则x1 x2aa0 x2()分析:欲求切线分析:欲求切线l的方程,则须求出它的斜率,根据切线斜率的几何意义便不难发现,问题归结为求的方程,则须求出它的斜率,根据切线斜率的几何意义便不
14、难发现,问题归结为求曲线曲线y f(x)在点在点M(x1,f(x1)的一阶导数值。的一阶导数值。解:求解:求f(x)的导数:的导数:f(x)1,由此得切线,由此得切线l的方程:的方程:2xy(1 ax11)2(x x1)。x1x()分析:分析:要求要求x2的变化范围,的变化范围,则须找到使则须找到使x2产生变化的原因,产生变化的原因,显然,显然,x2变化的根本原因可归结为变化的根本原因可归结为x1的的变化,因此,找到变化,因此,找到x2与与x1的等量关系式,就成;的等量关系式,就成;欲比较欲比较x2与与x1的大小关系,判断它们的差的符号即的大小关系,判断它们的差的符号即可。可。证:依题意,切线
15、方程中令证:依题意,切线方程中令 y y0 0,x2 x1(1 ax1)x1 x1(2 ax1),其中0 x1 由由0 x12.a211,x2 x1(2 ax1),有x2 0,及x2 a(x1)2aaa1110 x2,当且仅当x1时,x2.aaa11,因此,x2 x1(2 ax1)x1,且由,x2当x1时,ax11aa1所以x1 x2。a点评:本小题主要考查利用导数求曲线切线的方法,考查不等式的基本性质,以及分析和解决问题的点评:本小题主要考查利用导数求曲线切线的方法,考查不等式的基本性质,以及分析和解决问题的能力。能力。-3-例例 3 3、函数函数 y y1 11的图象是的图象是()x 1解
16、析一:解析一:该题考查对该题考查对 f f(x x)111图象以及对坐标平移公式的理解,图象以及对坐标平移公式的理解,将函数将函数 y y的图形变形到的图形变形到 y y,xxx 111即将前面图形沿即将前面图形沿 x x 轴翻转,再变形到轴翻转,再变形到 y y1 1,从而,从而x 1x 1即向右平移一个单位,再变形到即向右平移一个单位,再变形到 y y得到答案得到答案 B B.解析二:可利用特殊值法,取解析二:可利用特殊值法,取 x x0 0,此时,此时 y y1 1,取,取 x x2 2,此时,此时 yByB.答案:答案:B B点评:点评:1 1、选择题要注意利用特值排除法、估值排除法等
17、。、选择题要注意利用特值排除法、估值排除法等。2 2、处理函数图像的平移变换及伸缩变化等问题的一般方法为:先判断出函数的标准模型,并用换元、处理函数图像的平移变换及伸缩变化等问题的一般方法为:先判断出函数的标准模型,并用换元法将问题复合、化归为所确定的标准模型。法将问题复合、化归为所确定的标准模型。考点二:二次函数考点二:二次函数二次函数是中学代数的基本内容之一,它既简单又具有丰富的内涵和外延二次函数是中学代数的基本内容之一,它既简单又具有丰富的内涵和外延.作为最基本的初等函数,作为最基本的初等函数,可以以它为素材来研究函数的单调性、奇偶性、最值等性质,还可建立起函数、方程、不等式之间的有机可
18、以以它为素材来研究函数的单调性、奇偶性、最值等性质,还可建立起函数、方程、不等式之间的有机联系;作为抛物线,可以联系其它平面曲线讨论相互之间关系联系;作为抛物线,可以联系其它平面曲线讨论相互之间关系.这些纵横联系,使得围绕二次函数可以这些纵横联系,使得围绕二次函数可以编制出层出不穷、灵活多变的数学问题编制出层出不穷、灵活多变的数学问题.同时,有关二次函数的内容又与近、现代数学发展紧密联系,同时,有关二次函数的内容又与近、现代数学发展紧密联系,是学生进入高校继续深造的重要知识基础是学生进入高校继续深造的重要知识基础.因此,从这个意义上说,有关二次函数的问题在高考中频繁出因此,从这个意义上说,有关
19、二次函数的问题在高考中频繁出现,也就不足为奇了现,也就不足为奇了.学习二次函数,可以从两个方面入手:一是解析式,二是图像特征学习二次函数,可以从两个方面入手:一是解析式,二是图像特征.从解析式出发,可以进行纯粹的从解析式出发,可以进行纯粹的代数推理,这种代数推理、论证的能力反映出一个人的基本数学素养;从图像特征出发,可以实现数与形代数推理,这种代数推理、论证的能力反映出一个人的基本数学素养;从图像特征出发,可以实现数与形的自然结合,这正是中学数学中一种非常重要的思想方法的自然结合,这正是中学数学中一种非常重要的思想方法.例例 设设 二二 次次 函函 数数fx ax bx ca 0,方方 程程f
20、x x 0的的 两两 个个 根根x1,x2满满 足足20 x1 x21.当当x 0,x1时,证明时,证明x fx x1.a分析:在已知方程分析:在已知方程fx x 0两根的情况下,根据函数与方程根的关系,可以写出函数两根的情况下,根据函数与方程根的关系,可以写出函数fx x的的表达式,从而得到函数表达式,从而得到函数f(x)的表达式的表达式.-4-证明:由题意可知证明:由题意可知f(x)x a(x x1)(x x2).0 x x1 x21,aa(x x1)(x x2)0,当当x 0,x1时,时,f(x)x.又又f(x)x1 a(x x1)(x x2)x x1(x x1)(ax ax21),x
21、x1 0,且ax ax211 ax2 0,f(x)x1,综上可知,所给问题获证综上可知,所给问题获证.点评:此题主要利用函数与方程根的关系,写出二次函数的零点式点评:此题主要利用函数与方程根的关系,写出二次函数的零点式y ax x1x x2.。例例 5 5已知二次函数已知二次函数f(x)ax bx 1(a,b R,a 0),设方程,设方程f(x)x的两个实数根为的两个实数根为x1和和2x2.(1)(1)如果如果x1 2 x2 4,设函数,设函数f(x)的对称轴为的对称轴为x x0,求证:,求证:x0 1;(2)(2)如果如果x1 2,x2 x1 2,求,求b的取值范围的取值范围.分析:条件分析
22、:条件x1 2 x2 4实际上给出了实际上给出了f(x)x的两个实数根所在的区间,因此可以考虑利用上的两个实数根所在的区间,因此可以考虑利用上述图像特征去等价转化述图像特征去等价转化.解:设解:设g(x)f(x)x ax (b 1)x 1,则,则g(x)0的二根为的二根为x1和和x2.(1)(1)由由a 0及及x1 2 x2 4,可得,可得2g(2)04a 2b1 0,即,即,即,即g(4)016a 4b3 0b333 0,2a4ab3 4 2 0,2a4ab1,所以,所以,x0 1;2ab 1242),可得可得2a 1(b1)21.(2)(2)由由(x1 x2)(aa1又又x1x2 0,所以
23、,所以x1,x2同号同号.a0 x1 2 x2x2 2 x1 0 x1 2,x2 x1 2等价于等价于或或,222a 1(b 1)12a 1(b 1)1两式相加得两式相加得-5-g(2)0g(2)0即即g(0)0或或g(0)0222a 1(b 1)12a 1(b 1)1解之得解之得b 17或或b.44点评:点评:在处理一元二次方程根的问题时,在处理一元二次方程根的问题时,考察该方程所对应的二次函数图像特征的充要条件是解决问考察该方程所对应的二次函数图像特征的充要条件是解决问题的关键。题的关键。考点三:抽象函数考点三:抽象函数抽象函数是指没有给出具体的函数解析式或图像,抽象函数是指没有给出具体的
24、函数解析式或图像,只给出一些函数符号及其满足的条件的函数,只给出一些函数符号及其满足的条件的函数,如函如函数的定义域,解析递推式,特定点的函数值,特定的运算性质等,它是高中函数部分的难点,也是大学高数的定义域,解析递推式,特定点的函数值,特定的运算性质等,它是高中函数部分的难点,也是大学高等数学函数部分的一个衔接点,等数学函数部分的一个衔接点,由于抽象函数没有具体的解析表达式作为载体,由于抽象函数没有具体的解析表达式作为载体,因此理解研究起来比较困因此理解研究起来比较困难难.但由于此类试题即能考查函数的概念和性质,又能考查学生的思维能力,所以备受命题者的青睐,那但由于此类试题即能考查函数的概念
25、和性质,又能考查学生的思维能力,所以备受命题者的青睐,那么,怎样求解抽象函数问题呢,我们可以利用特殊模型法,函数性质法,特殊化方法,联想类比转化法,么,怎样求解抽象函数问题呢,我们可以利用特殊模型法,函数性质法,特殊化方法,联想类比转化法,等多种方法从多角度,多层面去分析研究抽象函数问题,等多种方法从多角度,多层面去分析研究抽象函数问题,(一一)函数性质法函数性质法函数的特征是通过其性质函数的特征是通过其性质(如奇偶性,单调性周期性,特殊点等如奇偶性,单调性周期性,特殊点等)反应出来的,抽象函数也是如此,只反应出来的,抽象函数也是如此,只有充分挖掘和利用题设条件和隐含的性质,灵活进行等价转化,
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