2021届高考二轮精品专题二 函数与导数(理) 教师版.docx
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1、专题 2××函数与导数命题趋势1函数的考查主要为函数性质,基本初等函数,函数的应用为主函数性质主要为函数的奇偶性、单调性、周期性和值域(最值)的考查,常以选择题、填空题的形式出现;基本初等函数的考查一般单独或与不等式结合命题考查,考查的形式主要为填空题和选择题;函数的应用主要为函数零点问题的考查,难度相对较难2导数的考查一般是一道大题一道小题的形式出现,小题即为选择题、填空题,主要对导数的几何意义以及导数在研究函数问题中的直接运用;大题即解答题一般以压轴题的形式出现,主要考查导数、不等式、方程等方面的综合运用,难度较大考点清单一、函数1函数的单调性单调性是函数下定义域上的局
2、部性质,函数单调性常考的等价形式有:若x1x2,且x1,x2a,b,fx在a,b上单调递增x1-x2fx1-fx2>0;fx在a,b上单调递减x1-x2fx1-fx2<02函数的奇偶性若f(x)是偶函数,则f(x)=f(-x);若f(x)是奇函数,则f-x=-fx,0在其定义域内,则f(0)=0;奇函数在关于原点对称的单调区间内有相同的单调性,偶函数在关于原点对称的单调区间内有相反的单调性3函数的周期性若y=f(x)对xR,f(x+a)=f(x-a)或f(x+2a)=f(x)(a>0)恒成立,则y=f(x)是周期为2a的周期函数;若y=f(x)是偶函数,其图象又关于直线x=a
3、对称,则f(x)是周期为2|a|的周期函数;若y=f(x)是奇函数,其图象又关于直线x=a对称,则f(x)是周期为4|a|的周期函数;若f(x+a)=-f(x)或,则y=f(x)是周期为2|a|的周期函数4函数的对称性若函数y=f(x)满足f(a+x)=f(a-x),即f(x)=f(2a-x),则y=f(x)的图象关于直线x=a对称;若函数y=f(x)满足f(a+x)=-f(a-x),即f(x)=-f(2a-x),则y=f(x)的图象关于点(a,0)对称;若函数y=f(x)满足fa+x=fb-x,则函数fx的图象关于直线对称;若函数y=f(x)满足fa+x=-fb-x,则函数fx的图象关于直线
4、对称5函数的零点问题(1)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(2)确定函数零点的常用方法:直接解方程法;利用零点存在性定理;数形结合,利用两个函数图象的交点求解二、导数1导数的几何意义函数y=fx在x=x0处的导数f'x0就是曲线y=fx在点x0,fx0处的切线的斜率,即k=f'x0(1)曲线y=fx在点x0,y0的切线的方程为y-y0=f'x0x-x0(2)过点x0,y0作曲线y=fx的切线,点x0,y0不一定是切点,于是对应切线的斜率也不一定是f'x0切点不确定时
5、,一般先设切点坐标,由导数得到切线斜率,写出切线方程后,再利用条件来确定切点坐标,从而得到切线的方程2单调性与导数的关系设函数y=fx在区间a,b内可导(1)如果在a,b内,恒有f'x>0,则y=fx在此区间是增函数;(2)如果在a,b内,恒有f'x<0,则y=fx在此区间是减函数;(3)如果在a,b内,恒有f'x=0,那么函数y=fx在这个区间内是常函数3利用导数判断函数单调性的步骤(1)确定定义域(易错点:漏写定义域);(2)求导函数f'x;(3)解f'x>0(或f'x<0),得到单调递增(减)区间;(4)在定义域范围
6、内取补集,得到减(增)区间4极值的定义(1)函数y=fx在点x=a的函数值比它在点x=a附近的函数值都小,则把a叫做fx的极小值点,fa叫做fx的极小值若y=fx在点x=a处可导,f'x是其导数,就可以用导数描述函数在极小值点附近的特征:f'a=0;而且在点x=a附近的左侧f'x<0,右侧f'x>0(2)函数y=fx在点x=b的函数值比它在点x=b附近的函数值都大,则把b叫做fx的极大值点,fb叫做fx的极大值若y=fx在点x=b处可导,f'x是其导数,就可以用导数描述函数在极大值点附近的特征:f'b=0;而且在点x=b附近的左侧f&
7、#39;x>0,右侧f'x<0注意:极值点指x的取值,极值指相应的fx的取值5求可导函数极值的步骤(1)求函数的定义域;(2)求导数,并判断函数的单调性;(3)画表判断函数的极值6求函数fx在区间a,b上的最值得一般步骤(1)求函数y=fx在a,b内的极值;(2)比较函数y=fx的各极值与端点处的函数值fa,fb的大小,最大的一个是最大值,最小的一个是最小值7定积分的性质(1);(2);(3)8常用定积分公式(1);(2);(3);(4);(5);(6);(7)9的几何意义(1)当fx在区间a,b上大于0时,表示直线x=a,ab,y=0和曲线y=fx所围成的曲边梯形的面积,
8、这也是定积分的几何意义;(2)当fx在区间a,b上小于0时,表示直线x=a,ab,y=0和曲线y=fx所围成的曲边梯形的面积的相反数;(3)当fx在区间a,b上有正有负时,等于位于x轴上方的曲边梯形的面积减去位于x轴下方曲边梯形的面积 精题集训(70分钟)经典训练题一、选择题1函数的图象大致为( )ABCD【答案】D【解析】由题意可得函数的定义域为-,00,+,设,即函数为偶函数,其图象关于y轴对称,故排除B、C选项,当x+时,有,故排除A选项,(取x1=e2,x2=e10,x3=e100,则,因为x1=e2<x2=e10<x3=e100,而y1>y2>y3,故A选项不
9、符合题意)综上所得D选项符合题意,故选D【点评】本题考查函数的图象,由函数的性质入手是解决问题的关键,属于基础题2函数,若fa5,则实数a的取值范围是( )ABCD【答案】A【解析】fa5可化为或,解得a-1或,故选A【点评】常见解不等式的类型:(1)解一元二次不等式用图象法或因式分解法;(2)分式不等式化为标准型后利用商的符号法则;(3)指对数型不等式化为同底的结构,利用单调性解不等式;(4)含参数的不等式需要分类讨论3已知fx是定义在R上的函数,f1+x=f(1-x),且当时,若,则a,b,c的大小关系是( )ABCD【答案】C【解析】因为f1+x=f1-x,所以函数fx的图象关于直线x=
10、1对称,又,所以,因为,所以,又当x1时,为减函数,所以,即b>a>c,故选C【点评】比较函数值的大小,利用函数的单调性,通过自变量的大小关系转化为函数值的大小4已知函数,其中f'x为函数fx的导数,则( )A0B2C2020D2021【答案】B【解析】,所以,所以,所以f'2021-f'-2021=0,所以,故选B【点评】本题考查函数的对称性和求导函数以及求导函数的奇偶性,解答本题的关键是由解析式求得fx+f-x=2,从而得到,求出,得到,得到f'2021-f'-2021=0,考查计算能力,属于中档题5已知函数,且,则实数x的取值范围是(
11、)A(2,+)BCD(-,1)【答案】D【解析】因为,所以函数在R上单调递减,由于,所以4x-1<3,得x<1,故选D【点评】判断函数fx的单调性是解题的关键6已知定义在0,+上的函数fx满足xf'x-fx<0,其中f'x是函数fx的导函数,若fm-2021>m-2021f1,则实数m的取值范围是( )A0,2021B0,2022C2021,+D2021,2022【答案】D【解析】构造函数,其中x>0,则,所以,函数为0,+上的减函数,由fm-2021>m-2021f1,可得,即gm-2021>g1,所以,0<m-2021<
12、1,解得2021<m<2022因此,实数m的取值范围是2021,2022,故选D【点评】四种常用的导数构造法:(1)对于不等式f'x+g'x>0(或),构造函数Fx=fx+gx;(2)对于不等式f'x-g'x>0(或),构造函数Fx=fx-gx;(3)对于不等式xf'x+cfx>0(或)(其中c为常数且c0),构造函数Fx=xcfx;(4)对于不等式f'x+cfx>0(或c<0)(其中c为常数),构造函数Fx=ecxfx7a克糖水中含有b克糖,糖的质量与糖水的质量比为,这个质量比决定了糖水的甜度,如果再添
13、加m克糖,生活经验告诉我们糖水会变甜,对应的不等式为 (a>b>0,m>0)若x1=log 32,x2=log 1510,x3=log 4520,则( )Ax1<x2<x3BCx3<x1<x2Dx3<x2<x1【答案】B【解析】因为x1=log 32,x2=log 1510,x3=log 4520,所以,根据题意当a>b>0,m>0时,成立,又lg3>lg2>0,lg5>0,所以,即x2>x1,x3>x1,又,所以x2>x3,所以,故选B【点评】对数运算的一般思路:(1)拆:首先利用幂的
14、运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后利用对数运算性质化简合并;(2)合:将对数式化为同底数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算性质,转化为同底对数真数的积、商、幂的运算8已知,若函数gx有且只有两个零点,则实数k的取值范围为( )ABCD【答案】A【解析】因为,所以,因为,所以,所以a=0,所以,令,则令,得-2<x<2;令,得x<-2或x>2,所以f'x在-2,2上单调递增,在-,-2,2,+上单调递减,所以f'x的极大值为,极小值为因为函数gx有且只有两个零点,所以方程有且只有两个实数根,即方程和共有两个实数根又,所
15、以或或,解得或,故选A【点评】在考查函数的零点的个数判定及应用时,把函数的零点个数的问题转化为两个函数的图象的交点个数,正确作出函数的图象是解答问题的关键9已知函数f(x)是定义域为R的奇函数,且当时,函数f(x)=xe x+2,若关于x的函数F(x)=f(x)2+(a-2)f(x)-2a恰有2个零点,则实数a的取值范围为( )ABCD【答案】C【解析】F(x)=f(x)-2f(x)+a=0,f(x)=2或,时,f(x)=xex+2<2,x<-1时,f'(x)<0,f(x)递减;-1<x<0时,f'(x)>0,f(x)递增,f(x)的极小值为
16、,又f(x)<2,因此f(x)=2无解此时要有两解,则,又f(x)是奇函数,x>0时,f(x)=2仍然无解,要有两解,则综上有,故选C【点评】本题考查函数的奇偶性与函数的零点,考查导数的应用首先方程化为f(x)=2或,然后用导数研究时,f(x)的性质,同理,由奇函数性质得出x>0时,f(x)的性质,从而得出f(x)=2无解,有两解时a的取值范围10曲线fx=2xlnx在x=e处的切线l与坐标轴围成的三角形的面积为( )ABCD【答案】D【解析】由fx=2xlnx,得,则fe=2e,所以曲线fx在x=e处的切线l的方程为y-2e=4x-e,即令x=0,得y=-2e;令y=0,得
17、所以直线l与两坐标轴的交点坐标分别为,所以切线l与坐标轴围成的三角形的面积为,故选D【点评】本题的考点为导数的几何意义,属于基础题11已知函数fx=ex-asinx在区间上有极值,则实数a的取值范围是( )ABCD【答案】D【解析】f'(x)=ex-acosx,由题意ex-acosx=0在上有解,即在上有解,记,当时,g'(x)>0,g(x)单调递增,g(0)=1,所以,故选D【点评】本题考查导数与极值函数在某个区间上有极值,则在这个区间上有零点,f'(x)=0有解,又可转化为函数图象与直线有交点,从而再次转化为利用导数判断函数的单调性,求函数的值域解题关键在于转
18、化12设函数f(x)=ex-x,直线是曲线y=f(x)的切线,则a+b的最大值是( )AB1CD【答案】C【解析】由题得f'(x)=ex-1,设切点(t,f(t),则f(t)=et-t,f'(t)=et-1,则切线方程为:y-(et-t)=(et-1)(x-t),即y=(et-1)x+et(1-t),又因为,所以,b=et(1-t),则a+b=-1+2et-tet,令g(t)=-1+2et-tet,则g'(t)=(1-t)et,则有t>1,g'(t)<0;t<1,g'(t)>0,即g(t)在-,1上递增,在1,+上递减,所以t=1
19、时,g(t)取最大值,即a+b的最大值为e-1,故选C【点评】本题考查了利用导数求曲线的切线方程和研究函数的最值,属于中档题二、填空题13已知函数fx=sinxsin2x,x0,2下列有关fx的说法中,正确的是_(填写你认为正确的序号)不等式fx>0的解集为或;fx在区间0,2上有四个零点;fx的图象关于直线x=对称;fx的最大值为;fx的最小值为【答案】【解析】由,fx>0,即,又x0,2,则或,故不正确;fx=0,则sinx=0或cosx=0,又x0,2,所以,共有5个零点,故不正确;所以,则fx的图象关于直线x=对称,故正确;,设cosx=t-1,1,则,则,由,解得;由,解
20、得或,所以在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减当时,;当时,当t=1时,y=0;当t=-1时,y=0,所以当时,函数有最大值,所以当时,函数有最小值,所以正确,不正确,故答案为【点评】本题考查三角函数的对称性、零点、最值等基础知识,解答本题的关键是将,由条件可得,sinx=0或cosx=0,以及,得出函数在-1,1上的单调性,属于中档题14已知函数f(x)是定义域为R上的奇函数,且对任意,都有f(2-x)=f(x)成立,当x-1,1时,则a=_当x1,3时,f(x)=_【答案】,【解析】(1)f(x)是定义域为R上的奇函数,当x-1,1时,a=1(2)当x1,3时,2-x-1,1,故答案为
21、,【点评】利用给定性质求函数在某一段的解析式,此类问题的一般做法是:“求谁设谁”,即在哪个区间求解析式,x就设定在哪个区间利用给定的性质,将要求的区间转化到给定解析式的区间上利用已知区间的解析式进行代入,解出f(x)15设b、c均为实数,若函数在区间上有零点,则b2+c2的取值范围是_【答案】【解析】因为函数在区间上有零点,所以方程在区间上有实数解,即x2+cx+b=0在区间上有实数解,设g(x)=x2+cx+b,要想x2+cx+b=0在区间上有实数解,当x2+cx+b=0在区间上有唯一实数解时,只需,而,当x2+cx+b=0在区间上有二个不相等实数根时,设为x1,x2,则有,由,而c<
22、-2,所以不等式(c+2)2>0显然成立,因此有b2+c2>5,综上所述:,故答案为【点评】解决函数零点问题往往转化为方程的根的问题,通过方程实数根的分布进行求解三、解答题16已知函数(1)若,求fx的极值;(2)若fx>0恒成立,求实数a的取值范围【答案】(1)极小值0,无极大值;(2)【解析】(1)当时,令x>0,由于x>0,所以t'(x)>0,所以t(x)在x>0上单调递增,且x=1时,f'x=0,当x0,1,f'x<0;当x1,+时,f'x>0,故fx在上单调递减,在1,+上单调递增,x=1时,fx取
23、极小值,f1=0,无极大值(2),令,令,在x>0上是单调递减函数,且,所以当0<x<1时,即g'(x)>0,g(x)的单调递增函数;当x>1时,即g'(x)<0,g(x)的单调递减函数,所以,可得a>1,即a1,+【点评】恒(能)成立问题的解法:若f(x)在区间D上有最值,则(1)恒成立:xD,fx>0fxmin;xD,fx<0fxmax;(2)能成立:xD,fx>0fxmax;xD,fx<0fxmin若能分离常数,即将问题转化为:a>fx(或a<fx),则(1)恒成立:a>fxa>fx
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