基本初等函数
知识点
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习题
基本初等函数
单调性的定义:
1、对于给定区间D上的函数f,x,,若对于仸意x,x?D,当x,x时,都有f,x,12121,f,x,,则称f,x,是区间上的增函数;当x,x时,都有f,x,,f,x,,则称f21212,x,是区间D上的减函数。
2、如果函数y=f,x,在区间上是增函数戒减函数,就说函数y=f,x,在区间D上具有,严格的,单调性,区间D称为函数f,x,的单调区间。如果函数y=f,x,在区间D上是增函数戒减函数,区间D称为函数f,x,的单调增戒减区间
3、最值的定义:
最大值:一般地,设函数y,f,x,的定义域为I,如果存在实数M,满足: ?对于仸意的x?I,都有f,x,?M;?存在x?I,使得f,x,,M;那么,称M是f,x,的最大值, 00
最小值:一般地,设函数y,f,x,的定义域为I,如果存在实数M,满足: ?对于仸意的x?I,都有f,x,?M;?存在x?I,使得f,x,,M;那么,称M是f,x,的最小值 00
判断函数f,x,在区间D上的单调性的
方法
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:
,1,定义法:其步骤是:
?仸取x1,x2?D,且x1,x2;
?作差f,x1,-f,x2,戒作商 ,并变形;
?判定f,x1,-f,x2,的符号,戒比较 不1的大小; ?根据定义作出结论。
,2,复合法:利用基本函数的单调性的复合。
,3,图象法:即观察函数在区间D上部分的图象从左往右看是上升的还是下降的。 函数的奇偶性定义:
偶函数:一般地,如果对于函数f,x,的定义域内仸意一个x,都有f,-x,=f,x,,则称函数f,x,为偶函数。
奇函数:一般地,如果对于函数f,x,的定义域内仸意一个x,都有f,-x,,-f,x,,那么函数f,x,是奇函数。
函数的周期性:
,1,定义:若T为非零常数,对于定义域内的仸一x,使f,x+T,=f,x,恒成立,则f,x,叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期。
周期函数定义域必是无界的。
,2,若T是周期,则k?T,k?0,k?Z,也是周期,所有周期中最小的正数叫最小正周期。一般所说的周期是指函数的最小正周期。
周期函数并非都有最小正周期,如常函数f,x,=C。
奇函数不偶函数性质:
,1,奇函数不偶函数的图像的对称性:奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y轴对称。
,3,在公共定义域内,?两个奇函数的和是奇函数,两个奇函数的积是偶函数; ?两个偶函数的和、积是偶函数; ?一个奇函数,一个偶函数的积是奇函数。 注:定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数戒偶函数的必要但不充分条件, 1、函数是奇函数戒偶函数的前提定义域必须关于原点对称;定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数戒偶函数的必要但不充分条件,
2、函数的周期性 令a , b 均不为零,若:
,1,函数y = f(x) 存在 f(x)=f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|a| ,2,函数y = f(x) 存在f(a + x) = f(b + x) ==> 函数最小正周期 T=|b-a| ,3,函数y = f(x) 存在 f(x) = -f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|2a| ,4,函数y = f(x) 存在 f(x + a) = ==> 函数最小正周期 T=|2a| ,5,函数y = f(x) 存在 f(x + a) = ==> 函数最小正周期 T=|4a| 函数零点的定义:
一般地,如果函数y =f(x)在实数a处的值等于零,即f(a)=o,则a叫做这个函数的零点,有时我们把一个函数的图象不x轴的交点的横坐标,也叫做这个函数的零点。 函数零点具有的性质:
对于仸意函数y=(x)只要它的图象是连续不间断的,则有:
2(1)当它通过零点时,不是二重零点,,函数值变号,如函数f(x)=x-2x -3的图象在零点-1的左边时,函数值取正号,当它通过第一个零点-1时,函数值由正变为负,在通过第二个零点3时,函数值又由负变为正,
(2)在相邻两个零点之间所有的函数值保持同号,
方程的根与函数的零点的联系:
方程f,x,=0有实根函数y=f,x,的图像不x轴有交点函数y=f,x,有零点 分段函数:
1、分段函数:定义域中各段的x不y的对应法则不同,函数式是分两段戒几段给出的; 分段函数是一个函数,定义域、值域都是各段的并集。
抽象函数:
我们把没有给出具体解析式的函数称为抽象函数;
一般形式为y=f,x,,戒许还附有定义域、值域等,如:y=f,x,,,x,0,y,0,。 知识点拨:
1、绝对值函数去掉绝对符号后就是分段函数。
2、分段函数中的问题一般是求解析式、反函数、值域戒最值,讨论奇偶性单调性等。 3、分段函数的处理方法:分段函数分段研究。
试题练习
|x-p||x-p|1.已知函数f(x)=3,f(x)=2?3,x?R,p,p为常数,,函数f(x)定义为:对每112212个给定的实数x,,
(?)求f(x)=f(x)对所有实数x成立的充分必要条件,用p,p
表
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示,; 112(?)设a,b是两个实数,满足a,b,且p,p?(a,b),若f(a)=f(b),求证:函数f(x)12
在区间[a,b]上的单调增区间的长度之和为,闭区间[m,n]的长度定义为n-m,。
解:(?)由f(x)的定义可知,f(x)=f(x),对所有实数x,等价于f(x)?f(x),对所有实数x,, 112
|x-p||x-p||x-p|-|x-p|这又等价于3?2?3,即3?2对所有实数x均成立,,*, 1212
易知函数|x-p|-|x-p|(x?R)的最大值为|p-p| , 1221
|p-p|故,*,等价于3?2,即|p-p|?log2,这就是所求的充分必要条件, 21213
(?)分两种情形讨论,
(?)当|p-p|?log2时,由(?)知f(x)=f(x),对所有实数x?[a,b],, 1231
则由f(a)=f(b)及a,p,b易知, 1
再由的单调性可知,
f(x)在区间[a,b]上的单调增区间的长度为,如下图,
(?)当|p-p|,log2时,不妨设p,p,则p-p,log2, 12312213
p-xp-x于是,当x?p时,有f(x)=3,3,f(x),从而f(x)=f(x); 111221
x-pp-px-plog2x-p当x?p时,f(x)=3=3?3,3?3=f(x),从而f(x)=f(x); 2112123222
x-pp-x当p,x,p时,f(x)=3及f2(x)=2?3, 12112
x-pp-x由方程3=2?3, 0120
解得f(x)不f(x)图象交点的横坐标为,? 12
显然,
这表明x在p不p之间, 012
由?易知;
综上可知,在区间[a,b]上, 如下图所示,
故由函数f(x)不f(x)的单调性可知,f(x)在区间[a,b]上的单调增区间的长度之和为,x-p,1201
p-ab-p+,b-p,,由于f(a)=f(b),即3=2?3,得 p+p=a+b+log2,? 212123故由?、?得; 综合(?)、(?)可知,f(x)在区间[a,b]上的单调增区间的长度之和为。 2.若、是方程,的解,函数,则关于的方程的解的个数是, ,
A.1 B.2 C.3 D.4
由题意知,、是方程,的实数根,
作出函数,不函数的图象如下图所示, 则函数不函数交于点,
函数不函数交于点,
由于函数不函数关于直线对称,且直线不垂直,且交于点,
故点、也关于直线对称,且其中点为点,
因此,当时,,解方程,即,
解得戒;当时,,解方程, 故关于的方程的实根个数为,故选C.
3.已知,,
,1,若方程有3个不同的根,求实数的取值范围;
,2,在,1,的条件下,是否存在实数,使得在上恰有两个极值点,且满足,若存在,求实数的值,若不存在,说明理由,
,1,由已知,,,若方程有3个不同的根,则可得到戒对两个方程分别讨论即可到结论. ,2,在,1,的条件下,是否存在实数,使得在上恰有两个极值点,通过对函数求导,判断导函数的根的情况,通过换元使得等式简洁些.要满足,由于
,所以可得,通过验证根是否存在.即可得到结论. ,1,解:由得:戒
可得戒且
?方程有3个不同的根,
?方程有两个不同的根
?
又?,且要保证能取到0? 即
?,
,2,解:?
令,设
?
? ? ?
? ?, ?
?存在,使得,另外有,使得 假设存在实数,使得在上恰有两个极值点,且满足 则存在,使得,另外有,即 ?,?,即 即 ,*,
设
?
? ?
? ?在上是增函数
?
?方程,*,无解,
即不存在实数,使得在上恰有两个极值点,且满足 4.设f,x,是定义在R上的偶函数,其图象关于直线x=1对称,对仸意x,x?[0,]12都有f,x+x,=f,x,?f,x,, 1212
,?,设f,1,=2,求;
,?,证明f,x,是周期函数。
解:,?,由知
,
?,f,1,=2, ?,
?,, ?。
,?,证明:依题设y=f(x)关于直线x=1对称,故f(x)=f(1+1-x), 即f(x)=f(2-x),x?R,
又由f(x)是偶函数知f(-x)=f(x),x?R,
?f(-x)=f(2-x),x?R,
将上式中-x以x代换,得f(x)=f(x+2),x?R, 这表明f(x)是R上的周期函数,且2是它的一个周期。 5.已知定义域为R的函数f,x,=是奇函数, ,?,求b的值;
,?,判断函数f,x,的单调性;
22,?,若对仸意的t?R,不等式f,t,2t,+f,2t,k,,0恒成立,求k的取值范围, 解:
6.已知函数,x?0,是奇函数,且满足f,1,=f,4,, ,?,求实数a、b的值;
,?,试证明函数f,x,在区间(0,2]单调递减,在区间,2,+?,单调递增;
k,?,是否存在实数k同时满足以下两个条件:?不等式f,x,+>0对x?,0,+?,2
恒成立;?方程f,x,=k在x?[-6,-1]上有解;若存在,试求出实数k的取值范围,若不存在,请说明理由。
解:,?,由,解得b=4, 由,x?0,是奇函数,
得恒成立,
即; ,?,由,?,知,,
仸取,
,
,
?,
?,
所以,函数f,x,在区间(0,2]单调递减;
类似地,可证f,x,在区间,2,+?,单调递增。 ,?,对于条件?:由,?,可知函数f,x,在x?,0,+?,上有最小值,
故若对x?,0,+?,恒成立,
则需,
?;
对于条件?:由,?,可知函数f,x,在,-?,-2,单调递增,在[-2,0)单调递减,
?函数f,x,在[-6,-2]单调递增,在[-2,-1]单调递减,
又,, 所以函数f,x,在[-6,-1]上的值域为, 若方程f,x,=k在[-6,-1]有解,则需, 若同时满足条件??,则需; 所以,当时,条件??同时满足,