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2024年新高考数学一轮复习题型归类与强化测试专题12函数的图象(Word版附解析)
展开这是一份2024年新高考数学一轮复习题型归类与强化测试专题12函数的图象(Word版附解析),共24页。试卷主要包含了【知识梳理】,【题型归类】,【培优训练】,【强化测试】等内容,欢迎下载使用。
专题12函数的图象
知识梳理
考纲要求
考点预测
常用结论
方法技巧
题型归类
题型一:作函数的图象
题型二:函数图象的识别
题型三:研究函数的性质
题型四:函数图象在不等式中的应用
题型五:求参数的取值范围
题型六:函数图象的综合应用
培优训练
训练一:
训练二:
训练三:
训练四:
训练五:
训练六:
强化测试
单选题:共8题
多选题:共4题
填空题:共4题
解答题:共6题
一、【知识梳理】
【考纲要求】
1.在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图象法、列表法、解析法)表示函数.
2.会画简单的函数图象.
3.会运用函数图象研究函数的性质,解决方程解的个数与不等式解的问题.
【考点预测】
1.利用描点法作函数的图象
步骤:(1)确定函数的定义域;(2)化简函数解析式;(3)讨论函数的性质(奇偶性、单调性、周期性、对称性等);(4)列表(尤其注意特殊点、零点、最大值点、最小值点、与坐标轴的交点等),描点,连线.
2.利用图象变换法作函数的图象
(1)平移变换
(2)对称变换
y=f(x)的图象y=-f(x)的图象;
y=f(x)的图象y=f(-x)的图象;
y=f(x)的图象y=-f(-x)的图象;
y=ax(a>0,且a≠1)的图象y=logax(a>0,且a≠1)的图象.
(3)伸缩变换
y=f(x)y=f(ax).
y=f(x)y=Af(x).
(4)翻折变换
y=f(x)的图象y=|f(x)|的图象;
y=f(x)的图象y=f(|x|)的图象.
【常用结论】
1.记住几个重要结论
(1)函数y=f(x)与y=f(2a-x)的图象关于直线x=a对称.
(2)函数y=f(x)与y=2b-f(2a-x)的图象关于点(a,b)中心对称.
(3)若函数y=f(x)对定义域内任意自变量x满足:f(a+x)=f(a-x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称.
2.图象的左右平移仅仅是相对于x而言,如果x的系数不是1,常需把系数提出来,再进行变换.
3.图象的上下平移仅仅是相对于y而言的,利用“上加下减”进行.
【方法技巧】
1.描点法作图:当函数解析式(或变形后的解析式)是熟悉的基本函数时,就可根据这些函数的特征描出图象的关键点直接作出.
2.图象变换法:若函数图象可由某个基本函数的图象经过平移、翻折、对称得到,可利用图象变换作出,并应注意平移变换与伸缩变换的顺序对变换单位及解析式的影响.
3.抓住函数的性质,定性分析:
(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置;
(2)从函数的单调性,判断图象的变化趋势;
(3)从周期性,判断图象的循环往复;
(4)从函数的奇偶性,判断图象的对称性.
4.抓住函数的特征,定量计算:从函数的特征点,利用特征点、特殊值的计算分析解决问题.
5.根据实际背景、图形判断函数图象的两种方法
(1)定量计算法:根据题目所给条件确定函数解析式,从而判断函数图象.
(2)定性分析法:采用“以静观动”,即判断动点处于不同的特殊的位置时图象的变化特征,从而利用排除法做出选择.
6.利用函数的图象研究函数的性质
对于已知或易画出其在给定区间上图象的函数,其性质(单调性、奇偶性、周期性、最值(值域)、零点)常借助于图象研究,但一定要注意性质与图象特征的对应关系.
7.利用函数的图象可解决方程和不等式的求解问题,如判断方程是否有解,有多少个解.数形结合是常用的思想方法.不等式的求解可转化为两函数的上下关系问题.
二、【题型归类】
【题型一】作函数的图象
【典例1】作出下列函数的图象:
(1)y=x2-2|x|-1;
(2)y=|2x-2|.
【解析】(1)y= 其图象如图(1).
(1)
(2)
(2)首先作出y=2x的图象,再将图象向下平移2个单位,最后将x轴下方的图象翻折到x轴上方即可,图(2)即为所求.
【典例2】作出下列函数的图象:
(1)y=|lgx|;
(2)y=.
【解析】(1)y=|lgx|= 其图象如图(1).
(1)
(2)
(2)∵y===2+.
定义域为(-∞,1)∪(1,+∞).
∴把y=的图象向右平移1个单位得y=的图象;再把y=的图象向上平移2个单位可得y=2+的图象,如图(2)所示.
【典例3】作出下列函数的图象:
(1)y=2-|x|;
(2)y=sin|x|.
【解析】(1)先作出y=x的图象,保留y=x图象中x≥0的部分,再作出y=x的图象中x>0部分关于y轴的对称部分,即得y=|x|的图象,如图①实线部分.
图① 图②
(2)当x≥0时,y=sin|x|与y=sin x的图象完全相同,又y=sin|x|为偶函数,图象关于y轴对称,其图象如图②.
【题型二】函数图象的识别
【典例1】函数f(x)=的图象如图所示,则下列结论成立的是( )
A.a>0,b>0,c<0
B.a<0,b>0,c>0
C.a<0,b>0,c<0
D.a<0,b<0,c<0
【解析】由f(x)=及图象可知,x≠-c,-c>0,则c<0;当x=0时,f(0)=>0,所以b>0;当y=0,ax+b=0,所以x=->0,所以a<0.故a<0,b>0,c<0.故选C.
【典例2】已知函数y=loga(x+c)(a,c为常数,其中a>0,a≠1)的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.a>1,c>1 B.a>1,0
【解析】从题设提供的解析式中可以看出函数是偶函数,x≠0,且当x>0时,y=xln x,y′=1+ln x,可知函数在区间上单调递减,在区间上单调递增.由此可知应选D.
【题型三】研究函数的性质
【典例1】已知函数f(x)=x|x|-2x,则下列结论正确的是( )
A.f(x)是偶函数,单调递增区间是(0,+∞)
B.f(x)是偶函数,单调递减区间是(-∞,1)
C.f(x)是奇函数,单调递减区间是(-1,1)
D.f(x)是奇函数,单调递增区间是(-∞,0)
【解析】将函数f(x)=x|x|-2x
去掉绝对值,得
f(x)=
画出函数f(x)的图象,如图所示,观察图象可知,函数f(x)的图象关于原点对称,故函数f(x)为奇函数,且在(-1,1)上单调递减.
【典例2】已知函数f(x)=|log3x|,实数m,n满足0
若f(x)在[m2,n]上的最大值为2,
从图象分析应有f(m2)=2,
∴log3m2=-2,
∴m2=.
从而m=,n=3,故=9.
【典例3】(多选)对于函数f(x)=lg(|x-2|+1),下列说法正确的是( )
A.f(x+2)是偶函数
B.f(x+2)是奇函数
C.f(x)在区间(-∞,2)上单调递减,在区间(2,+∞)上单调递增
D.f(x)没有最小值
【解析】f(x+2)=lg(|x|+1)为偶函数,A正确,B错误.作出f(x)的图象如图所示,可知f(x)在(-∞,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增;由图象可知函数存在最小值0,C正确,D错误.
【题型四】函数图象在不等式中的应用
【典例1】已知函数f(x)=x|x-2|,则不等式f(-x)≤f(1)的解集为________.
【解析】由f(x)= 作出y=f(x)的大致图象如图,f(x)=1时,x=1或x=1+,由f(-x)≤f(1)得-x≤1+,从而得x≥-1,故填{x|x≥-1}.
【典例2】若当x∈(1,2)时,函数y=(x-1)2的图象始终在函数y=logax的图象的下方,则实数a的取值范围是________.
【解析】 如图,在同一平面直角坐标系中画出函数y=(x-1)2和y=logax的图象.
由于当x∈(1,2)时,函数y=(x-1)2的图象恒在函数y=logax的图象的下方,
则解得1 【典例3】函数f(x)是定义在[-4,4]上的偶函数,其在[0,4]上的图象如图所示,那么不等式<0的解集为________________.
【解析】当x∈时,y=cos x>0.
当x∈时,y=cos x<0.
结合y=f(x),x∈[0,4]上的图象知,
当1
所以<0的解集为∪.
【题型五】求参数的取值范围
【典例1】已知函数f(x)=若方程f(x)=-2x+a有两个不同的实数根,则实数a的取值范围是________.
【解析】方程f(x)=-2x+a有两个不同的实数根,即方程f(x)+x=-x+a有两个不同的根,等价于函数y=f(x)+x与函数y=-x+a的图象有两个不同的交点.
因为f(x)=
所以y=f(x)+x=
作出函数y=f(x)+x与y=-x+a的大致图象如图所示.
数形结合可知,当a≤1时,两个函数的图象有两个不同的交点,即函数y=f(x)+2x-a有两个不同的零点.
【典例2】已知函数f(x)=|x-2|+1,g(x)=kx.若方程f(x)=g(x)有两个不相等的实根,则实数k的取值范围是__________.
【解析】先作出函数f(x)=|x-2|+1的图象,如图所示,当直线g(x)=kx与直线AB平行时斜率为1,当直线g(x)=kx过A点时斜率为,故f(x)=g(x)有两个不相等的实根时,k的取值范围为.
【典例3】已知函数若关于x的方程f(x)=k有两个不等的实数根,则实数k的取值范围是________.
【解析】作出函数y=f(x)与y=k的图象,如图所示,由图可知k∈(0,1].
【题型六】函数图象的综合应用
【典例1】如图,长方形ABCD的边AB=2,BC=1,O是AB的中点,点P沿着边BC,CD与DA运动,记∠BOP=x.将动点P到A,B两点距离之和表示为x的函数f(x),则y=f(x)的图象大致为( )
【解析】当x∈时,f(x)=tan x+,图象不会是直线段,从而排除A,C;
当x∈时,f=f=1+,
f=2.∵2<1+,
∴f
【解析】不等式3sin-<0,即3sin<.设f(x)=3sin,g(x)=,在同一坐标系中分别作出函数f(x)与g(x)的图象,由图象可知,当x为整数3或7时,有f(x)
【典例3】已知定义在区间[0,4]上的函数y=f(x)的图象如图所示,则y=-f(2-x)的图象为( )
【解析】方法一 先作出函数y=f(x)的图象关于y轴的对称图象,得到y=f(-x)的图象;
然后将y=f(-x)的图象向右平移2个单位,得到y=f(2-x)的图象;
再作y=f(2-x)的图象关于x轴的对称图象,得到y=-f(2-x)的图象.故选D.
方法二 先作出函数y=f(x)的图象关于原点的对称图象,得到y=-f(-x)的图象;然后将y=-f(-x)的图象向右平移2个单位,得到y=-f(2-x)的图象.故选D.
方法三 当x=0时,y=-f(2-0)=-f(2)=-4.故选D.
三、【培优训练】
【训练一】已知函数f(x)=若f(2x-2)≥f(x2-x+2),则实数x的取值范围是( )
A.[-2,-1]
B.[1,+∞)
C.(-∞,-1]∪[2,+∞)
D.(-∞,-2]∪[1,+∞)
【解析】作出f(x)的图象,如图所示,
由图知f(x)的图象关于直线x=1对称且在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
∴|2x-2-1|≤|x2-x+2-1|,
即|2x-3|≤|x2-x+1|=x2-x+1,
∴
解得x≥1或x≤-2.
故选D.
【训练二】(多选)平面直角坐标系Oxy中,如图放置的边长为2的正方形ABCD沿x轴滚动(无滑动滚动),点D恰好经过坐标原点,设顶点B(x,y)的轨迹方程是y=f(x),则对函数y=f(x)的判断正确的是( )
A.函数y=f(x)是奇函数
B.对任意x∈R,都有f(x+4)=f(x-4)
C.函数y=f(x)的值域为[0,2]
D.函数y=f(x)在区间[6,8]上单调递增
【解析】由题意得,当-4≤x<-2时,点B的轨迹为以(-2,0)为圆心,2为半径的圆;
当-2≤x<2时,点B的轨迹为以原点为圆心,2为半径的圆;
当2≤x<4时,点B的轨迹为以(2,0)为圆心,2为半径的圆,如图所示.
以后依次重复,所以函数f(x)是以8为周期的周期函数,由图象可知,函数f(x)为偶函数,故A错误;
因为f(x)的周期为8,所以f(x+8)=f(x),
即f(x+4)=f(x-4),故B正确;
由图象可知,f(x)的值域为[0,2],
故C正确;
由图象可知,f(x)在[-2,0]上单调递增,因为f(x)在[6,8]的图象和在[-2,0]的图象相同,故D正确.
【训练三】已知函数f(x)=若在该函数的定义域[0,6]上存在互异的3个数x1,x2,x3,使得===k,则实数k的取值范围是__________.
【解析】由题意知,直线y=kx与函数y=f(x)的图象至少有3个公共点.函数y=f(x),x∈[0,6]的图象如图所示,由图知k的取值范围是.
【训练四】已知函数g(x)=|x-k|+|x-2|,若对任意的x1,x2∈R,都有f(x1)≤g(x2)成立,求实数k的取值范围.
【解析】对任意的x1,x2∈R,都有f(x1)≤g(x2)成立,即f(x)max≤g(x)min.
观察f(x)=的图象可知,
当x=时,函数f(x)max=.
因为g(x)=|x-k|+|x-2|≥|x-k-(x-2)|=|k-2|,
所以g(x)min=|k-2|,所以|k-2|≥,
解得k≤或k≥.
故实数k的取值范围是∪.
【训练五】函数y=ln|x-1|的图象与函数y=-2cos πx(-2≤x≤4)的图象所有交点的横坐标之和等于________.
【解析】由图象变换的法则可知,将y=ln x的图象作关于y轴的对称变换,得到的图象和原来的图象一起构成y=ln |x|的图象,将函数y=ln |x|的图象向右平移1个单位长度,得到y=ln |x-1|的图象,函数y=-2cos πx的最小正周期T=2,因为x=3时,y=ln |3-1|=ln 2<2,所以可在同一平面直角坐标系中画出函数y=ln|x-1|与函数y=-2cos πx(-2≤x≤4)的图象如图所示,两函数的图象都关于直线x=1对称,且有3对交点,每对交点关于直线x=1对称,故所有交点的横坐标之和为2×3=6.
【训练六】已知a>0且a≠1,函数f(x)=loga(x+)在区间(-∞,+∞)上既是奇函数又是增函数,则函数g(x)=loga||x|-b|的图象是( )
【解析】由函数f(x)=loga(x+)在区间(-∞,+∞)上是奇函数得f(0)=loga=0,解得b=1.
所以f(x)=loga(x+),令y=x+,
则y′=1+=>≥0,
∴y=x+是增函数,由复合函数的单调性可知a>1.
所以g(x)=loga||x|-1|=
当x<-1时,函数g(x)单调递减;当-1<x<0时,函数g(x)单调递增,排除B,C,D,经验证,A适合.故选A.
四、【强化测试】
【单选题】
1. 函数y=-ex的图象( )
A.与y=ex的图象关于y轴对称
B.与y=ex的图象关于坐标原点对称
C.与y=e-x的图象关于y轴对称
D.与y=e-x的图象关于坐标原点对称
【解析】由点(x,y)关于原点的对称点是(-x,-y),可知D正确.故选D.
2. 函数f(x)=(2x+2-x)ln|x|的图象大致为( )
【解析】∵f(x)的定义域为{x|x≠0},且f(-x)=(2-x+2x)ln|-x|=(2x+2-x)ln|x|=f(x),∴f(x)为偶函数,关于y轴对称,排除D;当x∈(0,1)时,2x+2-x>0,ln|x|<0,可知f(x)<0,排除A,C.
故选B.
3. 为了得到函数y=lg 的图象,只需把函数y=lg x的图象上所有的点( )
A.向左平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
B.向右平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
C.向左平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
D.向右平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
【解析】∵y=lg =lg(x+3)-1,
∴y=lg xy=lg(x+3)y=lg(x+3)-1.
故选C.
4. 下列函数中,其图象与函数f(x)=ln x的图象关于直线x=1对称的是( )
A.y=ln(1-x) B.y=ln(2-x)
C.y=ln(1+x) D.y=ln(2+x)
【解析】方法一 设所求函数图象上任一点的坐标为(x,y),则其关于直线x=1的对称点的坐标为(2-x,y),由对称性知点(2-x,y)在函数f(x)=ln x的图象上,所以y=ln(2-x).
方法二 由题意知,对称轴上的点(1,0)既在函数y=ln x的图象上也在所求函数的图象上,代入选项中的函数解析式逐一检验,排除A,C,D.
故选B.
5. 若函数f(x)=(ax2+bx)ex的图象如图所示,则实数a,b的值可能为( )
A.a=1,b=2
B.a=1,b=-2
C.a=-1,b=2
D.a=-1,b=-2
【解析】令f(x)=0,则(ax2+bx)ex=0,解得x=0或x=-,由图象可知,->1,又当x>-时,f(x)>0,故a>0,结合选项知a=1,b=-2满足题意,故选B.
6. 已知函数f(x)=|x2-1|,若0 A.(0,+∞) B.(1,+∞)
C.(1,) D.(1,2)
【解析】作出函数f(x)=|x2-1|在区间(0,+∞)上的图象如图所示,作出直线y=1,交f(x)的图象于点B,由x2-1=1可得xB=,结合函数图象可得b的取值范围是(1,).故选C.
7. 已知函数y=f(-|x|)的图象如图所示,则函数y=f(x)的图象不可能是( )
【解析】函数y=f(-|x|)=当x<0时,y=f(-|x|)=f(x),所以函数y=f(-|x|)的图象在y轴左边的部分,就是函数y=f(x)的图象,故可得函数y=f(x)的图象不可能是C.故选C.
8. 已知函数f(x)=则对任意x1,x2∈R,若0<|x1|<|x2|,下列不等式成立的是( )
A.f(x1)+f(x2)<0 B.f(x1)+f(x2)>0
C.f(x1)-f(x2)>0 D.f(x1)-f(x2)<0
【解析】函数f(x)的图象如图所示:
且f(-x)=f(x),从而函数f(x)是偶函数,且在[0,+∞)上是增函数.
又0<|x1|<|x2|,
所以f(x2)>f(x1),
即f(x1)-f(x2)<0.故选D.
【多选题】
9. 将函数f(x)的图象沿x轴向左平移1个单位长度,得到奇函数g(x)的图象,则下列函数f(x)不能满足条件的是( )
A.f(x)=
B.f(x)=ex-1-e1-x
C.f(x)=x+
D.f(x)=log2(x+1)+1
【解析】由题意知f(x)必须满足两个条件:①f(1)=0,
②f(1+x)=-f(1-x).
对于选项A,C,D,f(1)均不为0,不满足条件;
对于选项B,f(1)=e0-e0=0,f(1+x)=ex-e-x,
f(1-x)=e-x-ex=-f(1+x).
10. 对于函数f(x)=lg(|x-2|+1),下列说法正确的是( )
A.f(x+2)是偶函数
B.f(x+2)是奇函数
C.f(x)在区间(-∞,2)上单调递减,在区间(2,+∞)上单调递增
D.f(x)没有最小值
【解析】f(x+2)=lg(|x|+1)为偶函数,A正确,B错误.作出f(x)的图象如图所示,可知f(x)在(-∞,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增;由图象可知函数存在最小值0,C正确,D错误.
11. 对任意两个实数a,b,定义min{a,b}=若f(x)=2-x2,g(x)=x2,下列关于函数F(x)=min{f(x),g(x)}的说法正确的是( )
A.函数F(x)是偶函数
B.方程F(x)=0有三个解
C.函数F(x)在区间[-1,1]上单调递增
D.函数F(x)有4个单调区间
【解析】根据函数f(x)=2-x2与g(x)=x2,画出函数F(x)=min{f(x),g(x)}的图象,如图.由图象可知,函数F(x)=min{f(x),g(x)}关于y轴对称,
所以A项正确;函数F(x)的图象与x轴有三个交点,所以方程F(x)=0有三个解,所以B项正确;函数F(x)在(-∞,-1]上单调递增,在[-1,0]上单调递减,在[0,1]上单调递增,在[1,+∞)上单调递减,所以C项错误,D项正确.
故选ABD.
12. 在数学中,布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它可应用到有限维空间,并构成一般不动点定理的基石.布劳威尔不动点定理得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔(L·E·J·Brouwer),简单讲就是对于满足一定条件的连续函数f(x),存在一个点x0,使得f(x0)=x0,那么我们称该函数为“不动点”函数,下列为“不动点”函数的是( )
A.f(x)=2x+x
B.f(x)=x2-x-3
C.f(x)=
D.f(x)=ln x-1
【解析】根据定义可知,若f(x)为“不动点”函数,则f(x)=x有解,对于A,令2x+x=x,得2x=0,此方程无解,所以f(x)=2x+x不是“不动点”函数;对于B,令x2-x-3=x,解得x=3或x=-1,所以f(x)=x2-x-3是“不动点”函数;对于C,当x≤1时,令2x2-1=x,解得x=-或x=1,所以f(x)=是“不动点”函数;对于D,令ln x-1=x,得ln x-x-1=0,设g(x)=ln x-x-1,则g′(x)=-1=,所以当0<x<1时,g′(x)>0,当x>1时,g′(x)<0,所以函数g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,所以g(x)max=g(1)=-2,所以方程ln x-x-1=0无解,所以f(x)=ln x-1不是“不动点”函数.故选BC.
【填空题】
13. 如图,函数f(x)的图象是曲线OAB,其中点O,A,B的坐标分别为(0,0),(1,2),(3,1),则f=________.
【解析】由题图知f(3)=1,所以=1.所以f=f(1)=2.
答案:2
14. 已知函数f(x)=关于x的方程f(x)+x-a=0有且只有一个实根,则实数a的取值范围是________.
【解析】问题等价于函数y=f(x)的图象与y=-x+a的图象有且只有一个交点,如图,结合函数图象可知a>1.
答案:(1,+∞)
15. 已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,且当x≥0时,f(x)=x2-x.若f(a)<4+f(-a),则实数a的取值范围是________.
【解析】因为f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x),
所以f(a)<4+f(-a)可转化为f(a)<2,
作出f(x)的图象,如图:
由图易知a<2.
答案:(-∞,2)
16. 函数f(x)是定义域为(-∞,0)∪(0,+∞)的奇函数,在(0,+∞)上单调递增,f(3)=0,若x·[f(x)-f(-x)]<0,则x的取值范围为________.
【解析】函数f(x)的图象大致如图所示.
因为f(x)为奇函数,且x·[f(x)-f(-x)]<0,
所以2xf(x)<0.
由图可知,不等式的解集为(-3,0)∪(0,3).
答案:(-3,0)∪(0,3)
【解答题】
17. 已知函数f(x)=x|m-x|(x∈R),且f(4)=0.
(1)求实数m的值;
(2)作出函数f(x)的图象;
(3)若方程f(x)=a只有一个实数根,求a的取值范围.
【解析】(1)因为f(4)=0,所以4|m-4|=0,即m=4.
(2)f(x)=x|x-4|
=
f(x)的图象如图所示.
(3)从f(x)的图象可知,当a>4或a<0时,f(x)的图象与直线y=a只有一个交点,即方程f(x)=a只有一个实数根,即a的取值范围是(-∞,0)∪(4,+∞).
18. 已知函数f(x)的图象与函数h(x)=x++2的图象关于点A(0,1)对称.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若g(x)=f(x)+,且g(x)在区间(0,2]上为减函数,求实数a的取值范围.
【解析】(1)设f(x)图象上任一点P(x,y),则点P关于(0,1)点的对称点P′(-x,2-y)在h(x)的图象上,即2-y=-x-+2,
即y=f(x)=x+(x≠0).
(2)g(x)=f(x)+=x+,
g′(x)=1-.
因为g(x)在(0,2]上为减函数,所以1-≤0在(0,2]上恒成立,即a+1≥x2在(0,2]上恒成立,
所以a+1≥4,即a≥3,
故实数a的取值范围是[3,+∞).
19. 若函数y=mx与函数y=的图象无公共点,求实数m的取值范围.
【解析】由已知得f(x)= 它的图象如图.
由图可知,当-1≤m<m0(m0为直线y=mx与图中曲线相切时直线的斜率)时,符合要求.
将y=mx与y=1+联立得mx2-(m+1)x-1=0,由Δ=0得m=-3+2=m0.
∴实数m的取值范围为[-1,-3+2).
20. 已知函数f(x)=ax3-x2+cx(a≠0)的图象如图所示,它与x轴仅有两个交点O(0,0)和A(xA,0)(xA>0).
(1)证明常数c≠0;
(2)如果xA=,求函数f(x)的解析式.
【解析】(1)证明:假设c=0,则f(x)=x2(ax-1),
∴xA=>0.
当x>xA时,f(x)>0;当x<xA时,f(x)<0.这与图象显示的“当0<x<xA时,f(x)>0”矛盾,故c≠0.
(2)f(x)=x(ax2-x+c).
∵函数的图象与x轴有且仅有两个公共点,
∴ax2-x+c=0有两个相等的实数根x=.
∴=+=1且Δ=1-4ac=0,解得
故所求函数为f(x)=x3-x2+x.
21. 设a为实数,且1<x<3,试讨论关于x的方程x2-5x+3+a=0的实数解的个数.
【解析】原方程即a=-x2+5x-3.
分别作出函数y=-x2+5x-3=-+(1<x<3)和y=a的图象,得
当a>或a≤1时,原方程的实数解的个数为0;
当a=或1<a≤3时,原方程的实数解的个数为1;
当3<a<时,原方程的实数解的个数为2.
22. 已知函数f(x)=2x,x∈R.
(1)当实数m取何值时,方程|f(x)-2|=m有一个解?两个解?
(2)若不等式f2(x)+f(x)-m>0在R上恒成立,求实数m的取值范围.
【解析】(1)令F(x)=|f(x)-2|=|2x-2|,
G(x)=m,画出F(x)的图象如图所示.
由图象可知,当m=0或m≥2时,函数F(x)与G(x)的图象只有一个交点,原方程有一个实数解;
当0
因为H(t)=2-在区间(0,+∞)上是增函数,
所以H(t)>H(0)=0.
因此要使t2+t>m在区间(0,+∞)上恒成立,应有m≤0,即所求m的取值范围为(-∞,0].
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