0  293786  293794  293800  293804  293810  293812  293816  293822  293824  293830  293836  293840  293842  293846  293852  293854  293860  293864  293866  293870  293872  293876  293878  293880  293881  293882  293884  293885  293886  293888  293890  293894  293896  293900  293902  293906  293912  293914  293920  293924  293926  293930  293936  293942  293944  293950  293954  293956  293962  293966  293972  293980  447090 

2.12  函数的综合问题

●知识梳理

函数的综合应用主要体现在以下几方面:

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2.利用判别式法及不等式法求最值时,都需检验等号能否取到.另外,利用判别式法解决问题时,一定要考虑二次项系数可否为零.当二次项系数为零时,不能用判别式法解决问题.

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教学点睛

利用导数先求极大值和极小值,然后确定最值,也是求函数最值的常用方法.复习本节时应适当渗透导数的有关知识.

拓展题例

[例1] 已知二次函数y=f(x)的最大值等于13,且f(3)=f(-1)=5,求f(x)的解析式.

解:∵f(3)=f(-1),

∴抛物线y=f(x)有对称轴x=1.故可设f(x)=a(x-1)2+13,将点(3,5)代入,求得a=-2.

f(x)=-2(x-1)2+13=-2x2+4x+11.

[例2] 已知函数f(x)的定义域为R,且对一切x∈R,都有f(x+2)=f(2-x),f(x+7)=f(7-x).

(1)若f(5)=9,求f(-5)的值;

(2)已知x∈[2,7]时,f(x)=(x-2)2,求当x∈[16,20]时,函数g(x)=2xf(x)的表达式,并求出g(x)的最大值和最小值.

解:(1)由f(x+2)=f(2-x),f(x+7)=f(7-x)可以发现函数f(x)的图象关于直线x=2,x=7对称,且f(x)=f[(x-2)+2]=f[2-(x-2)]=f(4-x)=f[7-(3+x)]= f[7+(3+x)]=f(10+x).

f(x)是以10为周期的周期函数.

f(-5)=f(-5+10)=f(5)=9.

(2)根据周期性、图象的对称性,结合图象可得到f(x)= 

g(x)=  

x∈[16,17]时,g(x)的最大值为16,最小值为9;x∈(17,20]时,g(x)>g(17)=9,g(x)的最大值为g(20)=36,

∴[g(x)]max=36,[g(x)]min=9.

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1.求函数的最值与求函数的值域是同一类问题,都必须熟练掌握本文开头列出的六种方法.

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8.已知函数f(x)=x(1-x2),x∈R.

(1)当x>0时,求f(x)的最大值;

(2)当x>0时,指出f(x)的单调性,并用定义证明;

(3)试作出函数f(x)(x∈R)的简图.

解:(1)∵x>0,欲求f(x)的最大值,必有1-x2>0,

y2=x2(1-x2)2=·2x2(1-x2)(1-x2)≤·[3=

y=.

当且仅当2x2=1-x2,即x=时,取“=”,即f(x)max=f()=.

(2)由(1)知,当x∈(0,]时,f(x)单调递增,x∈[,+∞)时,f(x)单调递减.

x2x1>0,则

f(x2)-f(x1)=-x23+x2-(-x13+x1)

=(x2x1)-(x2x1)(x22+x1x2+x12)

=(x2x1)[1-(x22+x1x2+x12)].

当0<x1x2时,x2x1>0,1-(x22+x1x2+x12)>0.∴f(x2)>f(x1).∴f(x)在(0,]上递增.

x1x2时,x2x1>0,1-(x22+x1x2+x12)<0,∴f(x2)<f(x1).∴f(x)在[,+∞)上递减.

(3)注:图象过点(-1,0)、(0,0)、(1,0),关于原点对称.

评述:第(1)题也可用导数解决.

(x)=1-3x2

(x)=0,∴x.

x>0,∴x=.

通过检验单调性知,当x=时,f(x)取得最大值,其最大值为,以下解法同上.

●思悟小结

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7.已知函数g(x)=lg[a(a+1)x2-(3a+1)x+3]的值域是R,求实数a的取值范围.

解:由题意知,应使h(x)=a(a+1)x2-(3a+1)x+3能取到一切正实数.

a=0时,h(x)=-x+3,显然能取到一切正实数;

a=-1时,h(x)=2x+3,也能取到一切正实数;

a≠0且a≠-1时,∵h(x)=a(a+1)x2-(3a+1)x+3是二次函数,

∴必须有

解得a<-1或0<a.

综上所述,a的取值范围是

,-1]∪[0,].

探究创新

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6.设函数f(x)=x2+x+的定义域是[nn+1](n∈N),问f(x)的值域中有多少个整数?

解:∵f(x)=(x+)2+的图象是以(-)为顶点,开口向上的抛物线,而自然数n>-,∴f(x)的值域是[f(n),f(n+1)],即[n2+n+n2+3n+].其中最小的整数是n2+n+1,最大的整数是n2+3n+2,共有(n2+3n+2)-(n2+n+1)+1=2n+2个整数.

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5.求函数y=|x|的最值.

解:三角代换.设x=cosθθ∈[0,],

(f(x)是偶函数,不必取θ∈[0,π])则y=sin2θ.∴ymax=ymin=0.

培养能力

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4.函数y=(x≥0)的值域是______________.

解析:由y=(x≥0),得x=≥0.

∴-y≤3.

答案:(-,3]

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3.(2005年北京海淀模拟题)设函数f(x)的定义域为R,若存在常数M>0,使|f(x)|≤M|x|对一切实数x均成立,则称f(x)为F函数.给出下列函数:

f(x)=0;②f(x)=x2;③f(x)=(sinx+cosx);④f(x)=;⑤f(x)是定义在R上的奇函数,且满足对一切实数x1x2,均有|f(x1)-f(x2)|≤2|x1x2|.

其中是F函数的序号为___________________.

答案:①④⑤

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