专题02 函数及其应用、指对幂函数(5大易错点分析 解题模板 举一反三 易错题通关)-备战2024年高考数学考试易错题(新高考专用)(解析版).docx
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- 专题02 函数及其应用、指对幂函数5大易错点分析 解题模板 举一反三 易错题通关-备战2024年高考数学考试易错题新高考专用解析版 专题 02 函数 及其 应用 大易错点 分析 解题 模板
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1、专题02 函数及其应用、指对幂函数易错点一:对函数定义域、值域及解析式理解存在偏差(定义域、值域及解析式的求算)已知函数的具体解析式求定义域的方法法1:若是由一些基本初等函数通过四则运算构成的,则它的定义域为各基本初等函数的定义域的交集.法2:复合函数的定义域:先由外层函数的定义域确定内层函数的值域,从而确定对应的内层函数自变量的取值范围,还需要确定内层函数的定义域,两者取交集即可.函数解析式的常见求法法1:配凑法:已知,求的问题,往往把右边的整理或配凑成只含的式子,然后用将代换.法2:待定系数法:已知函数的类型(如一次函数、二次函数)可用待定系数法,比如二次函数可设为,其中是待定系数,根据题
2、设条件,列出方程组,解出即可.法3:换元法:已知,求时,往往可设,从中解出,代入进行换元.应用换元法时要注意新元的取值范围.法4:解方程组法:已知满足某个等式,这个等式除f(x)是未知量外,还有其他未知量,如(或)等,可根据已知等式再构造其他等式组成方程组,通过解方程组求出分段函数第一步:求分段函数的函数值时,要先确定要求值的自变量属于哪一区间,然后代入该区间对应的解析式求值第二步:当出现的形式时,应从内到外依次求值第三步:当自变量的值所在区间不确定时,要分类讨论,分类标准应参照分段函数不同段的端点。结论:复合函数:一般地,对于两个函数和,如果通过变量可以表示成的函数,那么称这个函数为函数和的
3、复合函数,记作,其中叫做复合函数的外层函数,叫做的内层函数.抽象函数的定义域的求法:(1)若已知函数的定义域为,则复合函数的家义域由求出.(2)若已知函数的定义域为,则的定义域为在时的值域.易错提醒:函数的概念一般地,给定非空数集,按照某个对应法则,使得中任意元素,都有中唯一确定的与之对应,那么从集合到集合的这个对应,叫做从集合到集合的一个函数.记作:,.集合叫做函数的定义域,记为,集合叫做值域,记为.函数的实质是从一个非空集合到另一个非空集合的映射.函数表示法:函数书写方式为,函数三要素:定义域、值域、对应法则.同一函数:两个函数只有在定义域和对应法则都相等时,两个函数才相同.基本的函数定义
4、域限制求解函数的定义域应注意:分式的分母不为零;偶次方根的被开方数大于或等于零:对数的真数大于零,底数大于零且不等于1;零次幂或负指数次幂的底数不为零;三角函数中的正切的定义域是且;已知的定义域求解的定义域,或已知的定义域求的定义域,遵循两点:定义域是指自变量的取值范围;在同一对应法则下,括号内式子的范围相同;对于实际问题中函数的定义域,还需根据实际意义再限制,从而得到实际问题函数的定义域.基本初等函数的值域的值域是.的值域是:当时,值域为;当时,值域为的值域是.且的值域是.且的值域是.分段函数的应用分段函数问题往往需要进行分类讨论,根据分段函数在其定义域内每段的解析式不同,然后分别解决,即分
5、段函数问题,分段解决例 1函数的定义域为()ABCD【答案】C【详解】由题意得,解得,则定义域为,故选:C.变式1:设,若,则()A14B16C2D6【答案】A【详解】因为的定义域为,则,解得,若,则,可得,不合题意;若,则,可得,解得;综上所述:.所以.故选:A.变式2:已知集合,则()ABCD【答案】C【详解】由题意得,所以故选:C.变式3:已知函数,则下列正确的是()ABCD的值域为【答案】B【详解】对选项A,故A错误;对选项B,故B正确对选项C,因为,所以,故C错误;对选项D,当时,函数的值域为,当时,函数的值域为,又因为时,所以当时,函数的值域为,综上,函数的值域为,故D错误故选:B
6、1已知函数,则()AB3CD【答案】B【详解】因为函数,则,令,则,又因为,所以,所以,故选:B.2给出下列个函数,其中对于任意均成立的是()ABCD【答案】D【详解】对于A,当时,;当时,与函数定义矛盾,不符合;对于B,当时,;当时,与函数定义矛盾,不符合;对于C,当时,;当时,与函数定义矛盾,不符合;对于D,令,则,所以,令,所以,所以,所以,符合.故选:D.3已知函数,则()ABCD【答案】B【详解】令,则,且,则,可得,所以.故选:B.4已知函数满足,则可能是()ABCD【答案】D【详解】对于A,则,不满足;对于B,则,不满足;对于C,则,不满足;对于D,当时,故;当时,故,即此时满足
7、,D正确,故选:D5设集合,则()ABCD【答案】D【详解】由,即,解得,所以,由,所以,所以,所以故选:D6集合,则()ABCD【答案】B【详解】由题意可得:,所以.故选:B.易错点二:忽视单调性与单调区间的主次(函数的单调性与最值)1.函数的单调性是对函数定义内的某个区间而言的。2.函数在给定区间上的单调性是函数在该区间上的整体性质。3.函数的单调定义中的、有三个特征:(1)任意性(2)有大小(3)属于同一个单调区间。4.求函数的单调区间必须先求定义域。5.判断函数单调性常用以下几种方法:方法1:定义法:一般步骤为设元作差变形判断符号得出结论.方法2:图象法:如果是以图象形式给出的,或者的
8、图象易作出,则可由图象的上升或下确定单调性.方法3:导数法:先求导数,利用导数值的正负确定函数的单调区间.方法4:性质法:(1)对于由基本初等函数的和、差构成的函数,根据各初等函数的增减性及增减性质进行判断;6.求函数最值(值域)的常用方法方法1:单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求最值.方法2:图象法:先作出函数的图象,再观察其最高点、最低点,求出最值.方法3:基本不等式法:先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后用基本不等式求出最值.方法4:导数法:先求导,然后求出在给定区间上的极值,最后结合端点值,求出最值.结论:1.单调性技巧(1)证明函数单调性的步骤取值:设,是定义域
9、内一个区间上的任意两个量,且;变形:作差变形(变形方法:因式分解、配方、有理化等)或作商变形;定号:判断差的正负或商与的大小关系;得出结论(2)函数单调性的判断方法定义法:根据增函数、减函数的定义,按照“取值变形判断符号下结论”进行判断图象法:就是画出函数的图象,根据图象的上升或下降趋势,判断函数的单调性直接法:就是对我们所熟悉的函数,如一次函数、二次函数、反比例函数等,直接写出它们的单调区间(3)记住几条常用的结论:结论1:若是增函数,则为减函数;若是减函数,则为增函数;结论2:若和均为增(或减)函数,则在和的公共定义域上为增(或减)函数;结论3:若且为增函数,则函数为增函数,为减函数;结论
10、4:若且为减函数,则函数为减函数,为增函数易错提醒:1.函数的单调性(1)单调函数的定义一般地,设函数的定义域为,区间:如果对于内的任意两个自变量的值,当时,都有,符号一致那么就说在区间上是增函数如果对于内的任意两个自变量的值,当时,都有,符号相反那么就说在区间上是减函数属于定义域内某个区间上;任意两个自变量,且;都有或;图象特征:在单调区间上增函数的图象上坡路,减函数的图象下坡路(2)单调性与单调区间单调区间的定义:如果函数在区间上是增函数或减函数,那么就说函数在区间上具有单调性,称为函数的单调区间函数的单调性是函数在某个区间上的性质(3)复合函数的单调性复合函数的单调性遵从“同增异减”,即
11、在对应的取值区间上,外层函数是增(减)函数,内层函数是增(减)函数,复合函数是增函数;外层函数是增(减)函数,内层函数是减(增)函数,复合函数是减函数.2函数的最值前提:一般地,设函数的定义域为,如果存在实数满足条件:(1)对于任意的,都有;(2)存在,使得结论为最大值(1)对于任意的,都有;(2)存在,使得结论为最小值例若函数在区间上单调递增,则的取值范围是()ABCD【答案】C【详解】设函数,则函数是由二次函数与指数函数复合而成的.当时,由于函数单调递减,而二次函数的图象开口向上,在区间上不可能单调递减,则函数在区间上不可能单调递增,故不满足题意;当时,函数单调递增,要使函数在区间上单调递
12、增,则二次函数在区间上单调递增,又其对称轴为,故,所以.故选:C.变式1下列函数中,满足“对任意的,使得”成立的是()A B C D【答案】A【详解】根据题意,“对任意的,使得”,则函数在上为减函数.对于选项A,为二次函数,其对称轴为x1,在上递减,符合题意;对于选项B,其导数,所以在上递增,不符合题意;对于选项C,为一次函数,所以在上递增,不符合题意;对于选项D,由复合函数单调性“同增异减”知,在上单调递增,不符合题意.故选:A.变式2若定义在上的函数同时满足:为奇函数;对任意的,且,都有,则称函数具有性质已知函数具有性质,则不等式的解集为()ABCD【答案】C【详解】因为对任意的,且,都有
13、,即对任意两个不相等的正实数不妨设,都有,所以有,所以函数是上的减函数,又因为为奇函数,即有,有,所以有,所以为偶函数,所以在上单调递增当,即时,有,由,得,所以,解得,此时无解;当,即时,由,得,所以,解得或综上所述,不等式的解集为故选:C.变式3定义在上的函数满足:对,且都有,则不等式的解集为()ABCD【答案】B【详解】根据题意:当时,当时,可得函数在单调递增.则,在同一坐标系中画出与图象.得,则不等式的解集为,故选:B.1已知函数,若对于一切的实数,不等式恒成立,则的取值范围为()ABCD【答案】D【详解】易知函数的定义域为,则,因为,所以,又因为,所以,即恒成立,故函数是上的单调递增
14、函数,因为,所以,即,当时,左边成立,故符合题意;当时,有,解得:,综上所述:的取值范围为:.故选:D.2已知函数是定义在上的奇函数,且对任意的,都有,且,则不等式的解集为()ABCD【答案】D【详解】因为对任意的,都有,此时,则,所以在单调递减,因为函数是定义在上的奇函数,所以在单调递减,所以当和时,;当和时,.由,即,所以或或或,所以或或或无解,所以原不等式解集为故选:D3已知函数,且,则实数的取值范围是()ABCD【答案】D【详解】函数,则,即,解得,所以的定义域为,且,所以为奇函数,又函数在上单调递减,所以在上单调递减,则在上单调递减,所以不等式,即,等价于,解得,即实数的取值范围是.
15、故选:D4已知函数的定义域为,的图象关于点对称,且对任意的,满足,则不等式的解集为()ABCD【答案】C【详解】的图象关于点对称,的图象关于点对称,是定义在上的奇函数,对任意的,满足,在上单调递减,所以在上也单调递减,又所以,且,所以当时,;当时,所以由可得或或,解得或,即不等式的解集为故选:C.5已知函数,关于的不等式在上恒成立,则的取值范围为()ABCD【答案】D【详解】由,得因为的定义域为R,所以为奇函数,因此又,所以当时,单调递增,而为奇函数,所以在上单调递增,所以在上恒成立,即在上恒成立,所以,解得,故的取值范围为故选:D.6为定义在上的偶函数,对任意的,都有,且,则不等式的解集为(
16、)ABCD【答案】A【详解】对任意的,都有,则,令,则在上单调递增,因为为定义在上的偶函数,所以,即为偶函数,又,由,可得,即,所以,所以的解集为,故选:A.7函数,其中,则满足的取值范围是()ABCD【答案】A【详解】因为,当时,则,所以,函数在上单调递减,故,当时,显然函数在上为减函数,此时,.因为,令,其中,则,所以,函数在上单调递减,故,综上可知,函数在上为减函数,令,则函数在上单调递减,又因为,所以,等价于,结合函数的单调性可得,故原不等式的解集为.故选:A.8已知函数,若,则实数的取值范围为()ABCD【答案】A【详解】当时,则,同理,当时,则,且,可知函数为奇函数;当时,则,令,
17、则,所以在单调递增,即,即,所以在单调递增,且为奇函数,所以在上单调递增.则,即,即,可得,且,所以,解得,所以解集为.故选:A9德国数学家莱布尼茨是微积分的创立者之一,他从几何问题出发,引进微积分概念在研究切线时认识到,求曲线的切线的斜率依赖于纵坐标的差值和横坐标的差值,以及当此差值变成无限小时它们的比值,这也正是导数的几何意义设是函数的导函数,若,对,且,总有,则下列选项正确的是()ABCD【答案】ABD【详解】A选项,根据可得,在R上单调递增,因为,所以,A正确;B选项,因为,且,总有,所以函数图象上凸,画出函数图象,由几何意义可知,表示函数图象上的各点处的切线斜率,显然随着的增大,切线
18、斜率变小,且恒为正,因为,所以,B正确;C选项,结合函数图象可知,C错误,D正确.故选:ABD10设函数,则()A的一个周期为B在上单调递增C在上有最大值D图象的一条对称轴为直线【答案】BD【详解】对A:,故不是的周期,A错误;对B:令,则,则,则,在上单调递增,且,又在上单调递增,故在上单调递增,B正确;对C:,则,则,又在上单调递增,且,在上最大值为,即在上有最大值,C错误;对D:,故图象的一条对称轴为直线,D正确.故选:BD.11已知函数,则()A函数为奇函数B当时,或1C若函数有且仅有一个零点,则实数的取值范围为D若函数在区间上的值域为,则实数的取值范围为【答案】ABD【详解】对于选项
19、,由,可知函数为奇函数,故选项正确;对于选项,由,解得或,故B选项正确;对于选项,由,有,当时,函数仅有一个零点0,当时,必有,有,可得,故C选项错误;对于选项D,由,可知满足题意只需当时,有,即,所以,由,有,则,可知当时,和恒成立,有.故D选项正确.故选:ABD.易错点三:奇偶性的前提及两个函数与一个函数的区别(函数的奇偶性、周期性、对称性)1.奇偶性技巧(1)函数具有奇偶性的必要条件是其定义域关于原点对称.(2)奇偶函数的图象特征.函数是偶函数函数的图象关于轴对称;函数是奇函数函数的图象关于原点中心对称.(3)若奇函数在处有意义,则有;偶函数必满足.(4)偶函数在其定义域内关于原点对称的
20、两个区间上单调性相反;奇函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上单调性相同.(5)若函数的定义域关于原点对称,则函数能表示成一个偶函数与一个奇函数的和的形式.记,则.(6)运算函数的奇偶性规律:运算函数是指两个(或多个)函数式通过加、减、乘、除四则运算所得的函数,如.对于运算函数有如下结论:奇奇=奇;偶偶=偶;奇偶=非奇非偶;奇奇=偶;奇偶=奇;偶偶=偶.(7)复合函数的奇偶性原则:内偶则偶,两奇为奇.(8)常见奇偶性函数模型奇函数:函数或函数函数函数或函数函数或函数注意:关于式,可以写成函数或函数偶函数:函数函数函数类型的一切函数常数函数2.周期性技巧结论1:若对于非零常数和任意实数,等式恒
21、成立,则是周期函数,且是它的一个周期.证明:也可理解为:平移个单位到谷底,再平移一个单位到巅峰,再平移一个单位又到谷底,则谷底与谷底的距离为,结论2:定义在上的函数,对任意的,若有(其中为常数,),则函数是周期函数,是函数的一个周期.证明:口诀:同号差(周期)异号加(对称轴)只研究前的正负.结论3:定义在上的函数,对任意的,若有(其中为常数,),则函数是周期函数,是函数的一个周期.证明:先向左平移个单位得令如同结论1结论4:定义在上的函数,对任意的,若有,(或)(其中为常数,),则函数是周期函数,是函数的一个周期.证明:,结论5:定义在上的函数,对任意的,有且,(其中是常数,)则函数是周期函数
22、,是函数的一个周期.另一种题干出现的信息:若的图象关于直线都对称,则等价于且,则为周期函数且.若为偶函数且图象关于直线对称,则为周期函数且证明:向左平移个单位,得,同理,利用口诀:同号差(周期)异号加(对称轴)只研究前的正负.秒出周期结论6:若定义在上的函数对任意实数,恒有成立(),则是周期函数,且是它的一个周期.证明:由函数,向右平移个单位得口诀:内同号,外异号,内部只差需2倍,出现周期很.结论7:若对于非零常数和任意实数,等式成立,则是周期函数,且是它的一个周期.证明:如同结论4,结论8:若对于非零常数和任意实数,等式成立,则是周期函数,且是它的一个周期.证明:结论9:若对于非零常数和任意
23、实数,等式成立,则是周期函数,且是它的一个周期.证明:得结论10:若定义在上的函数的图象关于两点都对称,则是周期函数,且是它的一个周期.若奇函数的图象关于点对称,则是周期函数,且是它的一个周期.证明:函数满足且,则利用口诀:同号差(周期)异号加(对称轴)只研究前的正负.秒出周期结论11:若定义在上的函数的图象关于点和直线都对称,则是周期函数,且是它的一个周期.若奇函数的图象关于直线对称,则是周期函数,且是它的一个周期.证明:函数满足且,则3.对称性技巧(1)若函数关于直线对称,则(2)若函数关于点对称,则(3)函数与关于轴对称,函数与关于原点对称结论:1.(1)如果一个奇函数在原点处有定义,即
24、有意义,那么一定有.(2)如果函数是偶函数,那么.2.函数周期性常用结论对定义域内任一自变量的值:(1)若,则.(2)若,则.(3)若,则.3.对称性的三个常用结论(1)若函数是偶函数,则函数的图象关于直线对称.(2)若对于上的任意都有或,则的图象关于直线对称.(3)若函数是奇函数,则函数的图象关于点中心对称.易错提醒:奇偶性的前提及两个函数与一个函数的区别1函数的奇偶性由函数奇偶性的定义可知,函数具有奇偶性的一个前提条件是:对于定义域内的任意一个,也在定义域内(即定义域关于原点对称)2函数的对称性(1)若函数为偶函数,则函数关于对称(2)若函数为奇函数,则函数关于点对称(3)若,则函数关于对
25、称(4)若,则函数关于点对称例 设函数的定义域为,且是奇函数,是偶函数,则()ABCD【答案】C【详解】因为是奇函数,所以,则又是偶函数,所以,所以故选:C.变式1已知函数是定义域为的偶函数,是奇函数,则下列结论不正确的是()ABC是以4为周期的函数D的图象关于对称【答案】B【详解】因为函数是定义域为的偶函数,所以,因为是奇函数,所以,将换成,则有,A:令,所以,因此本选项正确;B:因为,所以函数关于点对称,由,可得,的值不确定,因此不能确定的值,所以本选项不正确;C:因为,所以,所以,因此是以4为周期的函数,因此本选项正确;D:因为,所以,因此有,所以函数的图象关于对称,由上可知是以4为周期
26、的函数,所以的图象也关于对称,因此本选项正确,故选:B.变式2已知函数,下列结论中:当时,的最小值为3;函数是奇函数;函数的图象关于点对称 ;是图象的一条切线,正确结论的个数是()A1B2C3D4【答案】D【详解】当时,,当且仅当即时等号成立,所以最小值是3,正确;函数,记,其定义域是,因此是奇函数,正确;的图象关于原点对称,把它向右平移一个单位,再向上平移一个单位得的图象,因此的图象关于点对称,正确;,由得或,因此直线和都是函数图象的切线,正确,故选:D变式3已知定义域为的函数满足,当时,则的值为()ABC1D2【答案】C【详解】因为,所以,所以,所以4为函数的周期,所以故选:C1已知函数的
27、定义域为,当时,则的值为()ABC1D2【答案】B【详解】由可得函数为奇函数,又可知,所以,可得,即,因此是周期为的奇函数,则,代入计算可得.故选:B2定义在R上的奇函数满足是偶函数,当时,则()ABC0D2【答案】C【详解】根据题意,函数是定义在上的奇函数,则,且,又函数是偶函数,则,变形可得,则有,进而可得,所以函数是周期为4的周期函数,则.故选:C.3已知函数与的定义域均为,且,为偶函数,下列结论正确的是()A的周期为4BCD【答案】ACD【详解】由于为偶函数,图象关于轴对称,所以图象关于对称,所以,所以,而,两式相加得,则,所以,所以是的一个周期,A选项正确.由令得,由令得,由令得,则
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