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.
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.
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.
分析:本题存在多种解法,但不管哪种方法,都必须保证:①使log(2-ax)有意义,即a>0且a≠1,2-ax>0.②使log(2-ax)在[0,1]上是x的减函数.由于所给函数可分解为y=logu,u=2-ax,其中u=2-ax在a>0时为减函数,所以必须a>1;③[0,1]必须是y=log(2-ax)定义域的子集.
解法一:因为f(x)在[0,1]上是x的减函数,所以f(0)>f(1),
即log2>log(2-a).
解法二:由对数概念显然有a>0且a≠1,因此u=2-ax在[0,1]上是减函数,y= logu应为增函数,得a>1,排除A,C,再令
故排除D,选B.
说明:本题为1995年全国高考试题,综合了多个知识点,无论是用直接法,还是用排除法都需要概念清楚,推理正确.
3.函数单调性与奇偶性的综合运用
例6.甲、乙两地相距Skm,汽车从甲地匀速行驶到乙地,速度不得超过c km/h,已知汽车每小时的运输成本(以元为单位)由可变部分和固定部分组成:可变部分与速度v(km/h)的平方成正比,比例系数为b;固定部分为a元.
(1)把全程运输成本y(元)表示为速度v(km/h)的函数,并指出这个函数的定义域;
(2)为了使全程运输成本最小,汽车应以多大速度行驶.
分析:(1)难度不大,抓住关系式:全程运输成本=单位时间运输成本×全程运输时间,而全程运输时间=(全程距离)÷(平均速度)就可以解决.
故所求函数及其定义域为
但由于题设条件限制汽车行驶速度不超过ckm/h,所以(2)的解决需要
论函数的增减性来解决.
由于vv>0,v-v>0,并且
又S>0,所以即
则当v=c时,y取最小值.
说明:此题是1997年全国高考试题.由于限制汽车行驶速度不得超过c,因而求最值的方法也就不完全是常用的方法,再加上字母的抽象性,使难度有所增大.
(二)函数的图象
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.
函数的单调性只能在函数的定义域内来讨论.函数y=f(x)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,不能只停留在f(-x)=f(x)和f(-x)=-f(x)这两个等式上,要明确对定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),f(-x)=-f(x)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f(x)的图象关于直线x=a对称的充要条件是对定义域内的任意x,都有f(x+a)=f(a-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.
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,选择恰当的方法解决问题,是对学生能力的较高要求.
1.对函数单调性和奇偶性定义的理解
例4.下面四个结论:①偶函数的图象一定与y轴相交;②奇函数的图象一定通过原点;③偶函数的图象关于y轴对称;④既是奇函数又是偶函数的函数一定是f(x)=0(x∈R),其中正确命题的个数是 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
分析:偶函数的图象关于y轴对称,但不一定相交,因此③正确,①错误.
奇函数的图象关于原点对称,但不一定经过原点,因此②不正确.
若y=f(x)既是奇函数,又是偶函数,由定义可得f(x)=0,但不一定x∈R,如例1中的(3),故④错误,选A.
说明:既奇又偶函数的充要条件是定义域关于原点对称且函数值恒为零.
2.复合函数的性质
复合函数y=f[g(x)]是由函数u=g(x)和y=f(u)构成的,因变量y通过中间变量u与自变量x建立起函数关系,函数u=g(x)的值域是y=f(u)定义域的子集.
复合函数的性质由构成它的函数性质所决定,具备如下规律:
(1)单调性规律
如果函数u=g(x)在区间[m,n]上是单调函数,且函数y=f(u)在区间[g(m),g(n)] (或[g(n),g(m)])上也是单调函数,那么
若u=g(x),y=f(u)增减性相同,则复合函数y=f[g(x)]为增函数;若u=g(x),y= f(u)增减性不同,则y=f[g(x)]为减函数.
(2)奇偶性规律
若函数g(x),f(x),f[g(x)]的定义域都是关于原点对称的,则u=g(x),y=f(u)都是奇函数时,y=f[g(x)]是奇函数;u=g(x),y=f(u)都是偶函数,或者一奇一偶时,y= f[g(x)]是偶函数.
例5.若y=log(2-ax)在[0,1]上是x的减函数,则a的取值范围是( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(0,2) D.[2,+∞)
2.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.
1.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,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.
即当a≤0时,g(a)>0恒成立,故 ≤4.
综上讨论,x的取值范围是(,4).
例9.设集合A={}
(1)若A中有且只有一个元素,求实数a的取值集合B;
(2)当a∈B时,不等式x2-5x-6<a(x-4)恒成立,求x的取值范围.
解:(1)令t=2x,则t>0且方程化为t2-2t+a=0 (*),A中有且只有一个元素等价于方程(*)有且只有一个正根,再令f(t)=t2-2t+a,
则Δ=0 或即a=1或a≤0,从而B=(-,0]∪{1}.
(2)当a=1时,<x<3+,
当a≤0,令g(a)=a(x-4)-(x2-5x-6),则当a≤0时不等式 恒成立,
例8.过坐标原点的直线l与椭圆相交于A,B两点,若以AB为直径的圆恰好通过椭圆的左焦点F,求直线l的倾斜角.
解:设A(x1,y1),B(x2,y2)
直线l的方程为y=kx,将它代入椭圆方
程整理得 (*)
由韦达定理,(1),(2)
又F(1,0)且AF⊥BF,∴, 即 ,
将,代入上式整理得 ,
将(1)式,(2)式代入,解得 . 故直线l的倾斜角为或.
注:本题设交点坐标为参数,“设而不求”,以这些参数为桥梁建立斜率为k的方程求解.
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