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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2025年高考数学考试易错题(新高考专用)
展开易错点一: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
①一般地,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.
②函数的实质是从一个非空集合到另一个非空集合的映射.
③函数表示法:函数书写方式为,
④函数三要素:定义域、值域、对应法则.
⑤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.
基本的函数定义域限制
求解函数的定义域应注意:
①分式的分母不为零;
②偶次方根的被开方数大于或等于零:
③对数的真数大于零,底数大于零且不等于1;
④零次幂或负指数次幂的底数不为零;
⑤三角函数中的正切的定义域是且;
⑥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:①定义域是指自变量的取值范围; = 2 \* GB3 ②在同一对应法则∫下,括号内式子的范围相同;
⑦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
①的值域是.
②的值域是:当时,值域为;当时,值域为.
③的值域是.
④且的值域是.
⑤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,即分段函数问题,分段解决.
例 1.函数的定义域为( )
A.B.C.D.
【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( )
A.14B.16C.2D.6
【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( )
A.B.C.D.
【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( )
A.B.C.D.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
1.已知函数,则( )
A.B.3C.D.
【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( )
A.B.
C.D.
【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( )
A.B.
C.D.
【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( ).
A.B.
C.D.
【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,D正确,
故选:D
5.设集合,,则( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】由,即,解得,
所以,
由,所以,
所以,
所以.
故选:D.
6.集合,,则( )
A.B.
C.D.
【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,或者的图象易作出,则可由图象的上升或下䧏确定单调性.
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
①取值:设,是定义域内一个区间上的任意两个量,且;
②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;
③定号:判断差的正负或商与的大小关系;
④得出结论.
(2)函数单调性的判断方法
①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.
②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.
③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.
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①属于定义域内某个区间上;
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②任意两个自变量,且;
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③都有或;
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④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
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①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.
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②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( )
A.B.
C.D.
【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x=-1,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:①为奇函数;②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( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【详解】因为对任意的,且,都有,
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( )
A.B.C.D.
【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( )
A.B.C.D.
【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( )
A.B.
C.D.
【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:D
3.已知函数,且,则实数的取值范围是( )
A.B.
C.D.
【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.
故选:D
4.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( )
A.B.
C.D.
【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( )
A.B.C.D.
【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( )
A.B.C.D.
【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( )
A.B.
C.D.
【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( )
A.B.C.D.
【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,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:A
9.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( )
A.B.
C.D.
【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:ABD
10.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1
C.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,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: = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①函数或函数.
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②函数.
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③函数或函数
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④函数或函数.
注意:关于 = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①式,可以写成函数或函数.
偶函数: = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①函数.
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②函数.
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③函数类型的一切函数.
④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,是函数的一个周期.
另一种题干出现的信息:①若的图象关于直线都对称,则等价于且,则为周期函数且.
②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10:①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.
②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11:①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.
②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( )
A.B.C.D.
【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( )
A.B.
C.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:①当时,的最小值为3;②函数是奇函数;③函数的图象关于点对称 ;④是图象的一条切线,正确结论的个数是( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】D
【详解】①当时,,,当且仅当即时等号成立,所以最小值是3,正确;
②函数,记,其定义域是,,因此是奇函数,正确;
③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;
④,由得或,,,
因此直线和都是函数图象的切线,④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( )
A.B.C.1D.2
【答案】C
【详解】因为,,
所以,
所以,所以4为函数的周期,
所以.故选:C.
1.已知函数的定义域为,,当时,,则的值为( )
A.B.C.1D.2
【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:B
2.定义在R上的奇函数满足是偶函数,当时,,则( )
A.B.C.0D.2
【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4B.
C.D.
【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①,
而②,
两式相加得,则③,
所以,
所以是的一个周期,A选项正确.
由③令得,
由①令得,
由②令得,则,
所以,
所以,C选项正确.
由①令得,
由,
得,
两式相减得,即,
且关于对称,,
所以④,
所以,
所以是周期为的周期函数,所以,所以B选项错误.
由④令得,所以,
所以,所以D选项正确.
故选:ACD.
4.已知函数和其导函数的定义域都是,若与均为偶函数,则( )
A.
B.关于点对称
C.
D.
【答案】BD
【详解】假设,则,都为偶函数,则所设函数符合题意,此时,所以A错误;
因为为偶函数,所以,即,
令,则,所以关于点对称,故B正确;
因为均为偶函数,所以,所以函数的图象关于直线对称,即,
因为,所以,所以,
所以,,又,,
所以,所以无法确定的值,所以C错误;
又,,所以,又,所以,
由知函数周期为4,则的周期也为4,则
,所以 D正确.
故选:BD
5.已知非常数函数及其导函数的定义域均为,若为奇函数,为偶函数,则( )
A.B.
C.D.
【答案】BCD
【详解】因为非常数函数及其导函数的定义域均为,
若为奇函数,则,则的图象关于点对称,且,故A错误;
因为为偶函数,所以,即,
则,又,所以,
所以,即,所以,
故的周期为8,所以,,在中,令,得,所以,故B正确;
对两边同时求导,得,
所以导函数的周期为8,所以,故C正确;
由周期,得,,对两边同时求导,得,令,得,
所以,故D正确.
故选:BCD.
6.已知函数的定义域为,并且对,都有,则下列说法正确的是( )
A.的图象关于对称
B.函数为偶函数
C.
D.若时,,则时,
【答案】ACD
【详解】由可知函数关于直线轴对称,故A正确;
由可得,又,
所以,故函数为奇函数,故B错误;
因为,所以,故为函数周期,
又,
所以,故C正确;
由知函数关于成中心对称,
当时,设为函数图象上任意一点,
则在函数图象上,且,
所以,即,故D正确.
故选:ACD
7.已知函数的定义域为,函数的图象关于点对称,且满足,则下列结论正确的是( )
A.函数是奇函数
B.函数的图象关于轴对称
C.函数是最小正周期为2的周期函数
D.若函数满足,则
【答案】ABD
【详解】因为函数的图象关于点对称,所以,所以函数是奇函数,故A正确;
因为,所以,又,
所以,所以,所以,所以为偶函数.故B正确;
因为,所以是最小正周期为4的周期函数,故C错误;
因为,所以,那么,
所以也是周期为4的函数,
,
因为,所以,,
所以,
所以,故D正确.
故选:ABD.
8.已知定义在上的偶函数满足,且当时,是减函数,则下列四个命题中正确的是( )
A.
B.直线为函数图象的一条对称轴
C.函数在区间上存在3个零点
D.若在区间上的根为,则
【答案】AB
【详解】对于A,因为,所以周期,故A正确;
对于B,因为为偶函数,所以,又,
所以,所以的图象关于直线对称,故B正确;
对于C,若当时,无零点,则根据周期性和对称性可推出无零点,故C错误;
对于D,因为的图象关于直线对称,且的周期,
又在区间上的根为,所以,故D错误.
故选:AB.
易错点四: 遗漏幂函数的特征及二次函数弦长公式(幂函数与二次函数)
1、根据图象高低判断幂指数大小的方法
幂函数的幂指数的大小,大都可通过幂函数的图象与直线的交点纵坐标的大小反映.一般地,在区间上,幂函数中指数越大,函数图象越靠近轴(简记为“指大、图低”),在区间上,幂函数中指数越大,图象越远离轴(不包括幂函数,在区间上,幂函数中指数越大,函数图象越靠近轴(简记为“指大图低"),在区间上,幂函数中指数越大,函数图象越远离轴.
2、对于函数,若是二次函数,就隐含,当题目未说明是二次函数时,就要分和两种情况讨论.在二次函数中,的正负决定抛物线开口的方向的大小决定开口大小)确定抛物线在轴上的截距,与确定顶点的横坐标(或对称轴的位置).
3、根据二次函数单调性求参数范围,常转化为二次函数图象的对称轴与单调区间的位置关系,若二次函数在某区间上单调,则该区间在对称轴的一侧,若二次函数在某区间上不单调,则对称轴在该区间内(非端点),
4、二次函数在闭区间上的最值
二次函数在闭区间上必有最大值和最小值.它只能在区间的端点或二次函数的顶点处取得,可分别求值再比较大小,最后确定最值.
结论:
1.幂函数在第一象限内图象的画法如下:
①当时,其图象可类似画出;
②当时,其图象可类似画出;
③当时,其图象可类似画出.
2.实系数一元二次方程的实根符号与系数之间的关系
(1)方程有两个不等正根
(2)方程有两个不等负根
(3)方程有一正根和一负根,设两根为
3.一元二次方程的根的分布问题
一般情况下需要从以下4个方面考虑:
(1)开口方向;(2)判别式;(3)对称轴与区间端点的关系;(4)区间端点函数值的正负.
设为实系数方程的两根,则一元二次的根的分布与其限定条件如下所示.
①,
限定条件
②
限定条件
③
限定条件
在区间内没有实根
限定条件
限定条件
限定条件
限定条件
限定条件
在区间内有且只有一个实根
限定条件
限定条件
在区间内有两个不等实根
限定条件
4.有关二次函数的问题,关键是利用图像.
(1)要熟练掌握二次函数在某区间上的最值或值域的求法,特别是含参数的两类问题——动轴定区间和定轴动区间,解法是抓住“三点一轴”,三点指的是区间两个端点和区间中点,一轴指对称轴.即注意对对称轴与区间的不同位置关系加以分类讨论,往往分成: = 1 \* GB3 ①轴处在区间的左侧; = 2 \* GB3 ②轴处在区间的右侧; = 3 \* GB3 ③轴穿过区间内部(部分题目还需讨论轴与区间中点的位置关系),从而对参数值的范围进行讨论.
(2)对于二次方程实根分布问题,要抓住四点,即开口方向、判别式、对称轴位置及区间端点函数值正负.
易错提醒:幂函数的特征:同时满足一下三个条件才是幂函数
①的系数为1;②的底数是自变量;③指数为常数.
掌握二次函数解析式的三种形式(不能忘记最后一种)
(1)一般式:;
(2)顶点式:;其中,为抛物线顶点坐标,为对称轴方程.
(3)两点式:,其中,是抛物线与轴交点的横坐标.
与轴相交的弦长
当时,二次函数的图像与轴有两个交点和,.
例 1若函数在区间上单调递增,则的取值范围是( )
A.B.
C.D.
【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.若函数在上单调递减,则实数的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】为开口方向向上,对称轴为的抛物线,
又在上单调递减,,解得:.
故选:B.
变式2.已知函数,若在上单调递增,则实数a的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】在上单调递增;
∴,
解得;
所以实数a的取值范围为.
故选:A.
变式3.已知是定义域为的函数,且是奇函数,是偶函数,满足,若对任意的,都有成立,则实数的取值范围是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【详解】由题可得,
因为是奇函数,是偶函数,
所以,
联立解得,
又因为对任意的,都有成立,
所以,所以成立,
构造,
所以由上述过程可得在单调递增,
(i)若,则对称轴,解得;
(ii) 若,在单调递增,满足题意;
(iii) 若,则对称轴恒成立;
综上,,
故选:B.
1.已知函数,若,则实数的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】因为开口向下的二次函数,对称轴为,故函数在上单调递减;
为开口向上的二次函数,对称轴为,故函数在上单调递减,且,因此函数在R上单调递减,则,即,
解得或,
所以实数的取值范围是。
故选:D
2.若幂函数在上单调递减,则( )
A.2B.C.D.-2
【答案】C
【详解】由幂函数的定义可知,,即,解得或.
当时,,在上单调递增,不合题意;
当时,,在上单调递减,符合题意,故.
故选:C.
3.已知函数在上为奇函数,则不等式的解集满足( )
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】因为函数在上为奇函数,
所以,解得,又,
,解得,解得,
所以,,
由与在定义域上单调递增,所以在定义域上单调递增,
则不等式,即,等价于,
所以,解得,即不等式的解集为.
故选:C
4.已知为奇函数,当时,,当时,,则( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【详解】因为当时,,
则在上单调递增,在上单调递减,
当时,,
则在上单调递减,在上单调递增.
且,所以在上单调递增,
在上单调递减,在上单调递增.
因为,,
则
所以.
故选:A
5.已知的解集是,则下列说法正确的是( )
A.不等式的解集是
B.的最小值是
C.若有解,则m的取值范围是或
D.当时,,的值域是,则的取值范围是
【答案】ABD
【详解】因的解集是,则是关于x的方程的二根,且,
于是得,即,
对于A,不等式化为:,解得,A正确;
对于B,,,
当且仅当,即时取“=”,B正确;
对于C,,令,则在上单调递增,
即有,因有解,则,解得或,C不正确;
对于D,当时,,则,,
依题意,,由得,或,因在上的最小值为-3,
从而得或,因此,D正确.
故选:ABD
6.已知函数,函数,则下列结论正确的是( )
A.若有3个不同的零点,则a的取值范围是
B.若有4个不同的零点,则a的取值范围是
C.若有4个不同的零点,则
D.若有4个不同的零点,则的取值范围是
【答案】BCD
【详解】解:令得,即
所以零点个数为函数与图像交点个数,
故,作出函数图像如图,
由图可知,有3个不同的零点,则a的取值范围是,故A选项错误;
有4个不同的零点,则a的取值范围是,故B选项正确;
有4个不同的零点,此时关于直线对称,所以,故C选项正确;
由C选项可知,所以,由于有4个不同的零点,a的取值范围是,故,所以,故D选项正确.
故选:BCD
7.已知函数(即,)则( )
A.当时,是偶函数B.在区间上是增函数
C.设最小值为,则D.方程可能有2个解
【答案】ABD
【详解】:当时,,即,
所以,所以是偶函数,故正确;
:当时,,的对称轴为,开口向上,
此时在上是增函数,
当时,,的对称轴为,开口向上,
此时在上是增函数,
综上,在上是增函数,故正确;
:当时,,
当时,,
因为不能确定的大小,所以最小值无法判断,故错误;
:令,
当时,,有2个解,故正确.
故选:ABD
8.已知函数,若的最小值为,则实数a的值可以是( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】BCD
【详解】当,,
当且仅当时,等号成立,
当时,为二次函数,要想在处取最小,
则对称轴要满足,且,
即,解得,
故选:BCD.
9.设,函数的图象可能是( )
A.B.
C.D.
【答案】BD
【详解】由题意,函数,令,
可得抛物线的开口向上,对称轴的方程为,
当时,即时,可得,
此时函数在单调递减,在上单调递增,且
可得在递减,在上递增,且;
当时,即时,可得,
此时函数在单调递减,在上单调递增,
由复合函数的单调性,可得在递减,在上递增,且,
此时选项B符合题意;
当当时,即时,此时函数有两个零点,
不妨设另个零点分别为且,
此时函数在单调递减,在上单调递增,
可得在递减,在上递增,且,
则在递减,在上递增,且,
此时选项D符合题意.
综上可得,函数的图象可能是选项BD.
故选:BD.
10.关于的方程,下列命题正确的有( )
A.存在实数,使得方程无实根
B.存在实数,使得方程恰有2个不同的实根
C.存在实数,使得方程恰有3个不同的实根
D.存在实数,使得方程恰有4个不同的实根
【答案】AB
方程化为关于的二次方程.
当时,方程无实根,故原方程无实根.
当时,可得,则,原方程有两个相等的实根.
当时,方程有两个实根,由可知,,.
因为,所以无实根,有两个不同的实根.
综上可知:A,B项正确,C,D项错误.
故选:AB
易错点五: 根式奇偶讨论(指对数函数考点)
指数
1.指数幂的运算首先将根式、分数指数幂统一为分数指数幂,以便利用法则计算,但应注意:(1)必须同底数幂相乘,指数才能相加;(2)运算的先后顺序.
2.当底数是负数时,先确定符号,再把底数化为正数.
3.运算结果不能同时含有根号和分数指数,也不能既有分母又含有负指数.
4.有关指数函数图象问题的解题思路
(1)已知函数解析式判断其图象,一般是取特殊点,判断选项中的图象是否过这些点,若不满足则排除.
(2)对于有关指数型函数的图象问题,一般是从最基本的指数函数的图象入手,通过平移、伸缩、对称变换而得到.特别地,当底数a与1的大小关系不确定时应注意分类讨论.
(3)有关指数方程、不等式问题的求解,往往是利用相应的指数型函数图象,数形结合求解.
(4)根据指数函数图象判断底数大小的问题,可以通过直线x=1与图象的交点进行判断.
5.利用指数函数的性质比较幂值的大小,先看能否化成同底数,能化成同底数的先化成同底数幂,再利用函数单调性比较大小,不能化成同底数的,一般引入“1”等中间量比较大小;
6.利用指数函数的性质解简单的指数方程或不等式,先利用幂的运算性质化为同底数幂,再利用函数单调性转化为一般不等式求解;
7.解答指数函数性质的综合应用,首先判断指数型函数的性质,再利用其性质求解。
对数:
1.在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后正用对数运算法则化简合并.
2.先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.|
3.,且是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化.
4.识别对数函数图象时,要注意底数以1为分界:当时,是增函数;当时,是减函数.注意对数函数图象恒过定点,且以轴为渐近线.
5.一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解.
6.比较对数值的大小
(1)若对数值同底数,利用对数函数的单调性比较
(2)若对数值同真数,利用图象法或转化为同底数进行比较
(3)若底数、真数均不同,引入中间量进行比较
解决对数函数的综合应用有以下三个步骤:
第一步:求出函数的定义域;
第二步:判断对数函数的底数与1的大小关系,当底数是含字母的代数式(包含单独一个字母)时,若涉及其单调性,就必须对底数进行分类讨论;
第三步:判断内层函数和外层函数的单调性,运用复合函数“同增异减”原则判断函数的单调性
结论:
1.画指数函数,且的图象,应抓住三个关键点:
2.在第一象限内,指数函数且的图象越高,底数越大.
3.有关指数型函数的性质
(1)求复合函数的定义域与值域
形如的函数的定义域就是的定义域.
求形如的函数的值域,应先求出的值域,再由单调性求出的值域.若的范围不确定,则需对进行讨论.
求形如的函数的值域,要先求出的值域,再结合的性质确定出的值域.
(2)判断复合函数的单调性
令,如果复合的两个函数与的单调性相同,那么复合后的函数在上是增函数;如果两者的单调性相异(即一增一减),那么复合函数在上是减函数.
换底公式的两个重要结论
(1)(2).其中,且,且.
对数函数,且的图象过定点,且过点,函数图象只在第一、四象限.
易错提醒:根式的性质:当为奇数时,正数的次方根是一个正数,负数的次方根是一个负数.当为偶数时,正数的次方根有两个,它们互为相反数.
例 .设函数的定义域为,其图象关于直线对称,且.当时,,则下列结论正确的是( )
A.为偶函数B.
C.的图象关于直线对称D.在区间上单调递减
【答案】AC
【详解】因为函数的定义域为,且,
所以,
所以函数是以为周期的周期函数,
又因函数的图象关于直线对称,
所以,即,
又,所以,
所以,
所以为偶函数,故A正确;
当时,,
,故B错误;
因为为偶函数且的图象关于直线对称,
所以的图象关于直线对称,故C正确;
因为当时,,
而函数在都是减函数,
所以函数在是减函数,
又因为偶函数,
所以在区间上单调递增,故D错误.
故选:AC.
变式1、设偶函数在上单调递增,则下列结论中正确的是( )
A.B.
C.D.
【答案】BC
【详解】因为函数为偶函数,所以;
又因为偶函数在上单调递增,则,
所以,,
且由函数为偶函数知在上单调递减,故
对于选项A和B,∵,在上单调递减,
∴,故A错误,B正确;
对于选项C和D,∵,,函数为偶函数,
在上单调递减,
∴,故C正确,D错误.
故选:BC.
变式2、已知函数,则( )
A.的最小值为1B.,
C.D.
【答案】ACD
【详解】,当且仅当时,取得最小值1,A正确.
因为当且仅当时,取得最小值,且最小值为1,所以,所以,B错误.
因为,所以,又,且在上单调递减,在上单调递增,所以,C正确.
因为,所以,所以,D正确.
故选:ACD
变式3、已知,则下列不等关系正确的是( )
A.B.
C.D.
【答案】BCD
【详解】由可知,若,则,则不成立,
又时,,故,
又,则可看作的图象与直线交点的横坐标,
作出与的图象如图,
结合图象可知,故A错误,B正确;
由,,得,
故,C正确;
令,则,
当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减,
由于,故,即,
故,D正确,
故选:BCD
1.下列说法正确的是( )
A.函数的图像恒过定点
B.“”的必要不充分条件是“”
C.函数的最小正周期为2
D.函数的最小值为2
【答案】AB
【详解】对于A,令,则,即,
所以函数的图像恒过定点,故A正确;
对于B,不能推出,而能推出,
所以“”的必要不充分条件是“”,故B正确;
对于C,因为,令等价于,
所以①,令等价于,
所以②,由①②可得:,
所以函数的最小正周期为4,故C错误;
对于D,函数,令,
则,由双勾函数的性质知在上单调递增,
故,故函数的最小值为2错误,故D错误.
故选:AB.
2.某数学课外兴趣小组对函数的性质进行了探究,得到下列四个命题,其中正确的命题有( )
A.函数的图象关于轴对称
B.当时,是增函数,当时,是减函数
C.函数的最小值是
D.函数与有四个交点
【答案】AC
【详解】的定义域为,关于原点对称,
且满足,所以函数是偶函数,其图象关于轴对称,故A正确;
当时,,由的性质可知其在上是减函数,
在上是增函数,所以由复合函数单调性可知,在上是减函数,
在上是增函数,又是偶函数,图像关于轴对称,故B不正确;
当时,(当且仅当时取等号),又是偶函数,
所以函数的最小值是,故C正确;
由函数定义可得,函数与不可能有四个交点,故D不正确.
故选:AC.
3.给出下列说法,错误的有( )
A.若函数在定义域上为奇函数,则
B.已知的值域为,则的取值范围是
C.已知函数的定义域为,则函数的定义域为
D.已知函数,则函数的值域为
【答案】ABD
【详解】选项A:函数在定义域上为奇函数,
则,即,即,
即,整理得,即,
所以,解得,
当时,,该函数定义域为,满足,符合题意,
当时,,由可得,此时函数定义域为,满足,符合题意,
综上所述,选项A说法错误;
选项B:因为的值域为,
所以函数的值域满足,
所以,解得,所以B说法错误;
选项C:由得,所以的定义域为,选项C说法正确;
选项D:因为函数,
所以,,
当时,,
令,,则,
即函数的值域为,选项D说法错误;
故选:ABD
4.给出下列说法,错误的有( )
A.若函数在定义域上为奇函数,则
B.已知的值域为,则a的取值范围是
C.已知函数满足,且,则
D.已知函数,则函数的值域为
【答案】ABD
【详解】对于A,函数为奇函数,
所以,,即,即,
即,整理可得,即,
所以,,解得,
当时,,该函数的定义域为,满足,合乎题意,
当时,,
由可得,此时函数的定义域为,满足,合乎题意.
综上所述,,故A错误;
对于B,因为的值域为,
则函数的值域满足,
则,解得,故B错误;
对于C,函数满足,则,
故的周期为,因为,则,故C正确;
对于D,因为,,
由,得,解得,
即函数的定义域为.则,
又
,
故函数的值域为,故D错误:
故选:ABD.
5.已知定义域为的函数满足,的部分解析式为,则下列说法正确的是( )
A.函数在上单调递减
B.若函数在内满足恒成立,则
C.存在实数,使得的图象与直线有7个交点
D.已知方程的解为,则
【答案】BCD
【详解】因为,所以函数为奇函数,
函数的图象如图所示,
对于选项A,函数在上不单调,故A错误;
对于选项B,,结合图象可知,故B正确:
对于选项C,令,即,
由,解得或,
将代入中,得到,
分析可得,当时,的图象与直线有7个交点,故C正确;
对于选项D,当方程的解为4个时,,不妨设,根据对称性可得.
分析图象可知,当时,方程的解为3个,,
又因为,,所以,故D正确.
故选:BCD.
6.下列选项正确的是( )
A.
B.若正实数a,b满足,则
C.的最小值为
D.已知正实数a、b,若,则的最小值为9
【答案】BD
【详解】当时,,A选项错误;
,,,B选项正确;
,当即,C选项错误;
正实数a、b,若,则,,
即时取等号,D选项正确.
故选:BD.
7.已知函数,实数,满足,,则( )
A.B.
C.D.
【答案】BC
【详解】∵,∴,
∴或,
又∵,∴,∴,故A不正确,B正确;
又由有意义知,从而,
于是.
所以.
从而.
又,所以,
故.
解得或(舍去).
把代入解得.
所以,,故C正确,D不正确.
故选:BC.
8.已知函数,则( )
A.当时,的定义域为R
B.一定存在最小值
C.的图象关于直线对称
D.当时,的值域为R
【答案】AC
【详解】对于A:若,则,则二次函数的图象恒在轴的上方,
即恒成立,所以的定义域为R,故A正确;
对于B:若,则的定义域为,值域为R,没有最小值,故B错误;
对于C:由于函数为偶函数,其图象关于y轴对称,
将该函数的图象向左平移个单位长度即可得到函数的图象,
此时对称轴为直线,故C正确;
对于D:若,则,故的值域不是R,故D错误.
故选:AC.
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