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1、(浙江專版)2022年高考數學 母題題源系列 專題14 函數與不等式
【母題原題1】【2018浙江,15】已知λ∈R,函數f(x)=,當λ=2時,不等式f(x)<0的解集是___________.若函數f(x)恰有2個零點,則λ的取值范圍是___________.
【答案】 (1). (1,4) (2).
【解析】分析:根據分段函數,轉化為兩個不等式組,分別求解,最后求并集.先討論一次函數零點的取法,再對應確定二次函數零點的取法,即得參數的取值范圍.
詳解:由題意得或,所以或,即,不等式f(x)<0的解集是
點睛:已知函數有零點求參數取值范圍常用的方法和思路:
2、
(1)直接法:直接根據題設條件構建關于參數的不等式,再通過解不等式確定參數范圍;
(2)分離參數法:先將參數分離,轉化成求函數值域問題加以解決;
(3)數形結合法:先對解析式變形,在同一平面直角坐標系中,畫出函數的圖象,然后數形結合求解.
【母題原題2】【2017浙江,17】已知,函數在區(qū)間[1,4]上的最大值是5,則a的取值范圍是__________
【答案】
【解析】,分類討論:
①當時, ,
函數的最大值,舍去;
②當時, ,此時命題成立;
③當時, ,則:
或,解得: 或
綜上可得,實數的取值范圍是.
【名師點睛】本題利用基本不等式,由,得,通過對解析式中絕
3、對值符號的處理,進行有效的分類討論:①;②;③,問題的難點在于對分界點的確認及討論上,屬于難題.解題時,應仔細對各種情況逐一進行討論.
【母題原題3】【2016浙江,理18】已知,函數F(x)=min{2|x?1|,x2?2ax+4a?2},
其中min{p,q}=
(Ⅰ)求使得等式F(x)=x2?2ax+4a?2成立的x的取值范圍;
(Ⅱ)(?。┣驠(x)的最小值m(a);
(ⅱ)求F(x)在區(qū)間[0,6]上的最大值M(a).
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)(ⅰ);(ⅱ).
試題解析:(Ⅰ)由于,故
當時,,
當時,.
所以,使得等式成立的的取值范圍為.
(Ⅱ)(?。┰O函數,
4、,
則,,
所以,由的定義知,即
(ⅱ)當時,
,
當時,.
所以,.
【考點】函數的單調性與最值,分段函數,不等式.
【思路點睛】(Ⅰ)根據的取值范圍化簡,即可得使得等式成立的的取值范圍;(Ⅱ)(Ⅰ)先求函數和的最小值,再根據的定義可得;(Ⅱ)根據的取值范圍求出的最大值,進而可得.
【命題意圖】高考對本部分內容的以考查能力為主,重點考查分段函數、絕對值的概念、基本函數的性質、不等式的解法,考查數學式子變形的能力、運算求解能力、等價轉化思想和數形結合思想.
【命題規(guī)律】函數是高考命題熱點之一,往往以常見函數為基本考察對象,以絕對值或分段函數的呈現(xiàn)方式,與不等式相結合,考
5、查函數的基本性質,如單調性與最值、函數與方程(零點)、不等式的解法等.由于導數的加入,除將函數與導數相結合考查外,仍有對函數獨立的考查題目,難度基本穩(wěn)定在中等或以下.
【答題模板】求解函數不等式問題,一般考慮:
第一步:化簡函數,明確函數的構成特點.當呈現(xiàn)方式含絕對值式時,要利用絕對值的概念化簡函數;
第二步:根據函數特征,聯(lián)想函數的性質,確定求解方法.根據函數的構成特點,結合題目要求,聯(lián)想函數的單調性、零點的概念、不等式的解法、不等式恒成立問題的解法等;
第三步:運算求解.
【方法總結】
1.確定函數f(x)的零點所在區(qū)間的常用方法
(1)利用函數零點的存在性定理:首先看函數y
6、=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖象是否連續(xù),再看是否有f(a)·f(b)<0.若有,則函數y=f(x)在區(qū)間(a,b)內必有零點.
(2)數形結合法:通過畫函數圖象,觀察圖象與x軸在給定區(qū)間上是否有交點來判斷.
2.已知函數有零點(方程有根)求參數取值范圍常用的方法
(1)直接法:直接根據題設條件構建關于參數的不等式,再通過解不等式確定參數范圍.
(2)分離參數法:先將參數分離,轉化成求函數值域問題加以解決.
(3)數形結合法:先對解析式變形,在同一平面直角坐標系中,畫出函數的圖象,然后數形結合求解.
3.確定函數最值的方法:
(1)單調性法:考查函數的單調性,確定函數的最值點,
7、便可求出函數相應的最值.
(2)圖象法:對于由基本初等函數圖象變化而來的函數,通過觀察函數圖象的最高點或最低點確定函數的最值.
(3)分段函數的最值:將每段函數的最值求出,比較大小確定函數的最值.
(4)導數法:對于一般的可導函數,可以利用導數求出函數的極值,并與端點值進行大小比較,從而確定函數的最值.
4.分段函數體現(xiàn)了數學的分類討論思想,求解分段函數問題時應注意以下三點:
(1)明確分段函數的分段區(qū)間.
(2)依據自變量的取值范圍,選好討論的切入點,并建立等量或不等量關系.
(3)在通過上述方法求得結果后,應注意檢驗所求值(范圍)是否落在相應分段區(qū)間內.
5.含絕對值不等式
8、的應用中的數學思想
(1)利用“零點分段法”求解,體現(xiàn)了分類討論的思想;
(2)利用函數的圖象求解,體現(xiàn)了數形結合的思想.
1.【2018屆浙江省杭州市第二中學6月熱身】設函數,其中表示中的最小者.下列說法錯誤的( )
A. 函數為偶函數 B. 若時,有
C. 若時, D. 若時,
【答案】D
【解析】分析:的圖像可由三個函數的圖像得到(三圖壘起,取最下者),然后依據圖像逐個檢驗即可.
詳解:在同一坐標系中畫出的圖像(如圖所示),
故的圖像為圖中粗線所示.
的圖像關于軸對稱,故為偶函數,故A正確.
當時,,;
當時,,;
當時,,;
當時,,此時
9、有,故B成立.
從圖像上看,當時,有成立,令,則,故,故C成立.
取,則,,,故D不成立.
綜上,選D.
點睛:一般地,若(其中表示中的較小者),則的圖像是由這兩個函數的圖像的較低部分構成的.
2.【2018屆黑龍江省哈爾濱師范大學附屬中學三模】已知函數,函數有四個不同的零點,從小到大依次為則的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】分析:首先根據題中所給的函數解析,將函數的大致圖像畫出來,可以判斷出函數有四個零點時對應參數的范圍,并且可以斷定有兩個正根,兩個負根,以及兩個負根和為定值,從而確定出其積的取值范圍,兩個正根
10、可以解方程,之后用兩根和來斷定,最后根據題的條件,確定出其取值范圍.
所以,故選A.
點睛:該題考查的是有關函數零點的問題,涉及到的知識點由函數圖像的對稱性,對勾函數圖像的走向,函數零點個數向向函數圖像交點個數靠攏,總之要想最對改題目,必須將基礎知識抓牢.
3.【2018屆福建省莆田市第二次檢測】已知函數是定義在上的偶函數,且滿足若函數有六個零點,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】分析:首先根據題中所給的函數解析式,將函數圖像畫出來,注意分段函數要明確相應的式子,當時,很容易畫出拋物線段,當時,利用導數研究函數的
11、單調性,利用函數解析式,確定出函數值的符號,從而畫出函數的圖像,利用偶函數的圖像的對稱性,得到函數圖像與直線在y軸右側有三個交點,觀察圖像可得結果.
詳解:畫出函數的圖像,當時,很容易畫出拋物線段,利用導數研究函數的圖像的走向,從而確定出其在上單調減,在上單調增,但是其一直落在x軸下方,因為是定義在上的偶函數,所以函數有六個零點,等價于有三個正的零點,相當于函數圖像與直線在y軸右側有三個交點,觀察圖像可知的取值范圍是,故選D.
點睛:該題考查的是有關函數零點的個數問題,在求解的過程中,將零點的個數問題轉化為函數圖像與直線的交點個數問題,結合偶函數的圖像的對稱性,得到在y軸右側有三個交點,利
12、用導數研究函數的單調性,得到函數圖像的走向,從而觀察圖像求得結果.
4.【2018屆天津市濱海新區(qū)七所重點學校聯(lián)考】已知函數,若存在,使得關于的函數有三個不同的零點,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,,當時,,其對稱軸,則函數在上為增函數,此時的值域為;當時,,其對稱軸,則函數在上為增函數,此時函數的值域為,函數在上為減函數,值域為.由于關于的函數有三個不同的零點,所以.而為增函數,故.所以.故選B.
5.【百校聯(lián)盟2018屆TOP202018屆三月聯(lián)考】已知若, 恒成立,則的取值范圍為( )
A.
13、 B. C. D.
【答案】C
【解析】當時, ,則是的最大值, ,當時, ,當時取等號,要滿足,需,即,解之得,得的取值范圍是,故選C.
6.【2018屆北京市人大附中二?!恳阎瘮岛瘮?,其中,若函數恰有4個零點,則實數b的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,.構造函數,畫出函數的圖象如下圖所示,其中的坐標分別為.故當時,與有個交點,故選.
7.【2018屆浙江省紹興市5月調測】設函數有兩個零點,則實數的值是_________.
【答案】
【解析】分析:將原問題進行換元,轉化為兩個函數有兩個交
14、點的問題,然后結合函數圖像的特征整理計算即可求得最終結果.
詳解:不防令,則.
原問題轉化為函數與函數的圖像有2個交點,
函數的圖像是確定的,如下所示(三個函數圖像對應滿足題意的三種情況),
而函數是一動態(tài)V函數,頂點軌跡y=x,
當動態(tài)V函數的一支與反比例函數相切時,即為所求.
聯(lián)立可得,
則滿足題意時:,解得:,
注意到當V函數的頂點為時滿足題意,此時.
綜上可得:實數的值是.
8.【2018屆浙江省溫州市一?!恳阎瘮涤辛鶄€不同零點,且所有零點之和為3,則的取值范圍為__________.
【答案】
【解析】根據題意,有,于是函數關于對稱,結合所有的零
15、點的平均數為,可得,此時問題轉化為函數,在上與直線有個公共點,此時,當時,函數的導函數,于是函數單調遞增,且取值范圍是,當時,函數的導函數,考慮到是上的單調遞增函數,且,于是在上有唯一零點,記為,進而函數在上單調遞減,在上單調遞增,在處取得極小值,如圖:
接下來問題的關鍵是判斷與的大小關系,注意到,,函數,在上與直線有個公共點,的取值范圍是,故答案為 .
9.【2017屆浙江省臺州市高三上學期期末】已知函數,當時,設的最大值為,則的最小值為__________.
【答案】
【解析】設,則,由于,則,所以將以上三式兩邊相加可得,即,應填答案.
10.【2018屆江蘇省揚州樹人
16、學校模擬四】已知函數的最小值為,則實數的取值集合為__________.
【答案】.
∵函數 最小值為,
∴.
②當,即時,則,
∴在上上先減后增,最小值為;在上的最小值為.
∵函數 最小值為,
∴,解得,不合題意,舍去.
③當,即時,則,
∴在上上先減后增,最小值為;在上的最小值為.
∵函數 最小值為,
∴,解得或(舍去).
綜上可得或,
∴實數的取值集合為.
11.【2018屆湖南省岳陽市第一中學一?!恳阎簦愠闪?,則的取值范圍為__________.
【答案】
【解析】分析:由題意若,即函數,根據分段函數及二次函數的圖象與性質,即可求解實數的取值范圍.
17、
12.【浙江省溫州市十五校聯(lián)合體2017-2018學年高二下期中聯(lián)考】已知函數
(1)若在上恒成立,求a的取值范圍;
(2)求在[-2,2]上的最大值M(a).
【答案】(1);(2).
【解析】分析:(1)先根據絕對值定義去掉絕對值,并分離變量得當x>1時,;當x<1時,,當x=1時,a∈R;再根據函數最值得a的取值范圍;(2)先根據圖像得函數最大值只能在f(1),f(2),f(-2)三處取得,再根據三者大小關系以及對應對稱軸確定最大值取法,最后用分段函數書寫.
詳解:(1)即(*)對x∈R恒成立,
①當x=1時,(*)顯然成立,此時a∈R;當x≠1時,(*)可變形為,
令
②當x>1時,,③當x<1時,,所以,故此時.
綜合①②③,得所求實數a的取值范圍是.
(2)得:f(1)=0,f(2)=3-a,f(-2)=3-3a
①當時,∵,,∴,;
②當時,∴,,即
③當時,∵,,∴,
即所以