高考数学大一轮复习 第二章函数概念与基本初等函数(理)分层演练(含解析共9课时)
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1、 1 第第 1 1 讲讲 函数及其表示函数及其表示 1(2019广东深圳模拟)函数y x 2x2 ln x 的定义域为( ) A(2,1) B2,1 C(0,1) D(0,1 解析:选 C.由题意得 x 2x20, x0, ln x0, 解得 0 x0,则 f(4 3)的值等于 ( ) A1 B1 C.3 2 D. 5 2 解析:选 B.依题意得f(4 3)f( 1 3)1f( 2 3)112cos( 2 3 )22(1 2)21, 选 B. 3已知f(1 2x1)2x5,且 f(a)6,则a等于( ) A7 4 B7 4 C4 3 D4 3 解析:选 B.令t1 2x1,则 x2t2, 所以
2、f(t)2(2t2)54t1, 所以f(a)4a16,即a7 4. 4已知函数yf(x1)的定义域是2,3,则yf(2x1)的定义域为( ) A3,7 B1,4 C5,5 D. 0,5 2 解析:选 D.因为yf(x1)的定义域为2,3,所以1x14. 由12x14,得 0 x5 2, 即yf(2x1)的定义域为 0,5 2 . 2 5定义ab ab,ab0, a b,ab0,所以f(2)2ln 22ln 2. 因为1 2ln 1 2g(f(x)的x的值为_ 解析:因为g(1)3,f(3)1,所以f(g(1)1. 当x1 时,f(g(1)f(3)1,g(f(1)g(1)3,不合题意 当x2 时
3、,f(g(2)f(2)3,g(f(2)g(3)1,符合题意 当x3 时,f(g(3)f(1)1,g(f(3)g(1)3,不合题意 答案:1 2 7.若函数f(x)在闭区间1,2上的图象如图所示,则此函数的解析式 为_ 解析:由题图可知,当1x0 时,f(x)x1;当 0 x2 时,f(x) 1 2x,所以 f(x) x1,1x0, 1 2x,0 x2. 答案:f(x) x1,1x0, 1 2x,0 x2 3 8设函数f(x) x 21,x0, 1 x,x0,于是a4;若f(a)0,则f(a)2, 此时只能是a0,由a 212,解得 a2 不满足题意) 答案:4 或1 2 9已知f(x) f(x
4、1),2x0, 2x1,0 x0,求实数a的值 解:(1)由题意f(3 2)f( 3 21)f( 1 2)f( 1 2)2. (2)当 0a0, 2x,x0 时,f(g(x)f(x1)(x1) 21x22x; 当x0, x 24x3,x0. 同理可得g(f(x) x22,x1, 3x 2,1x0, 1,x0, 即ab, 则f(ab)1, 则(ab)(ab)f(ab) 2 1 2(a b) (ab) b(ab) ; 若ab0 , 即ab, 则f(ab) 1 , 则 (ab)(ab)f(ab) 2 1 2(ab)(ab)a(a0, x 2,x0,g(x) ex,x0, ln x,x0,则( ) A
5、(ff)(x)f(x) B(fg)(x)f(x) C(gf)(x)g(x) D(gg)(x)g(x) 解析: 选 A.对于 A, (ff)(x)f(f(x) f(x),f(x)0, f 2(x),f(x)0,当x0 时,f(x)x0, (ff)(x)f(x)x; 当x0, (ff)(x)f(x)x2; 当 x0 时, (ff)(x) f 2(x)002,因此对任意的 xR R,有(ff)(x)f(x),故 A 正确,选 A. 3设函数f(x) 3x1,x1, 2 x,x1, 则满足f(f(a)2 f(a)的 a的取值范围为_ 解析:由f(f(a)2 f(a)得,f(a)1. 当a1 时,有 3
6、a11, 所以a2 3,所以 2 3a1. 当a1 时,有 2 a1, 所以a0,所以a1,综上,a2 3. 答案: 2 3, 4已知函数f(x)xa xb对于定义域内的任何 x均有f(x)f 1 x 0,则a 2 018b2 018 _ 5 解析:由题意得xa xb 1 xa 1 xb 0, 即(ab)x 22(ab1)xab0. 所以 ab0 ab10, 则有a1,b1 或a1,b1. 所以a 2 018b2 018(1)2 01812 0182. 答案:2 5设函数f(x) axb,x0, 2 x,x0, 且f(2)3,f(1)f(1) (1)求f(x)的解析式; (2)画出f(x)的图
7、象 解:(1)由f(2)3,f(1)f(1)得 2ab3, ab2, 解得a1,b1, 所以f(x) x1,x4 时, 6 y41.83x1.83(5x4)20.4x4.8; 当乙的用水量超过 4 吨时, 即 3x4,y24x 9.6, 所以y 14.4x,0 x 4 5, 20.4x4.8,4 54 3. (2)由于yf(x)在各段区间上均为单调递增, 当x 0,4 5 时,yf 4 5 26.4; 当x 4 5, 4 3 时,yf 4 3 0 时,f(x)3x为减函数; 当x 0,3 2 时,f(x)x 23x 为减函数, 当x 3 2, 时,f(x)x 23x 为增函数; 当x(0,)时
8、,f(x) 1 x1为增函数; 当x(0,)时,f(x)|x|为减函数 2函数f(x)|x2|x的单调减区间是( ) 7 A1,2 B1,0 C0,2 D2,) 解析:选 A.由于f(x)|x2|x x22x,x2, x 22x,x2.结合图象可知函数的单调减区间是1, 2 3 “a2”是“函数f(x)x 23ax2 在区间(,2内单调递减”的( ) A充分不必要条件 B必要不充分条件 C充要条件 D既不充分也不必要条件 解析:选 D.若函数f(x)x 23ax2 在区间(,2内单调递减,则有3a 2 2,即 a4 3,所以“a2”是“函数 f(x)x 23ax2 在区间(,2内单调递减”的既
9、不充 分也不必要条件 4定义新运算“” :当ab时,aba;当ab时,abb 2,则函数 f(x)(1x)x (2x),x2,2的最大值等于( ) A1 B1 C6 D12 解析:选 C.由已知得,当2x1 时,f(x)x2; 当 1g(1),则x的取 值范围是( ) A(0,10) B(10,) C 1 10,10 D 0, 1 10 (10,) 解析:选 C.因为g(lg x)g(1),g(x)f(|x|), 所以f(|lg x|)f(1),所以f(|lg x|)f(1) 又因为f(x)在0,)上是增函数, 所以|lg x|1,所以1lg x1, 所以 1 10 xf(a3),则实数 a的
10、取值范围为 _ 解析:由已知可得 a 2a0, a30, a 2aa3, 解得3a3,所以实数a的取值范围为(3, 1)(3,) 答案:(3,1)(3,) 8若函数f(x) (a1)x2a,x0 且a1)在 R R 上单调递减,则实数a的取值 范围是_ 解析:因为函数f(x) (a1)x2a,x0 且a1)在 R R 上单调递减,则 a10, 0a1, loga2(a1)22a 2 2 a0,x0) (1)求证:f(x)在(0,)上是增函数; (2)若f(x)在 1 2,2 上的值域是 1 2,2 ,求 a的值 解:(1)证明:设x2x10,则x2x10,x1x20, 因为f(x2)f(x1)
11、 1 a 1 x2 1 a 1 x1 1 x1 1 x2 x2x1 x1x2 0, 所以f(x2)f(x1),所以f(x)在(0,)上是增函数 (2)因为f(x)在 1 2,2 上的值域是 1 2,2 ,又由(1)得 f(x)在 1 2,2 上是单调增函数,所以 f(1 2) 1 2,f(2)2,易知 a2 5. 9 10已知f(x) x xa(xa) (1)若a2,试证明f(x)在(,2)内单调递增; (2)若a0 且f(x)在(1,)内单调递减,求a的取值范围 解:(1)证明:任设x1x20,x1x20, 所以f(x1)f(x2), 所以f(x)在(,2)内单调递增 (2)任设 1x10,
12、x2x10, 所以要使f(x1)f(x2)0, 只需(x1a)(x2a)0 恒成立,所以a1. 综上所述知 0a1. 1(2019石家庄市教学质量检测(一)已知函数f(x) 2ex1,x1 x 3x,x1,则f(f(x)2 的解 集为( ) A(1ln 2,) B(,1ln 2) C(1ln 2,1) D(1,1ln 2) 解析:选 B.因为当x1 时,f(x)x 3x2,当 x1 时,f(x)2e x12,所以 f(f(x)2 等价于f(x)1,即 2e x11,解得 x1ln 2,所以f(f(x)0,若 f(2x 2)f(x), 则实数 x的取值范围是_ 解析:函数yx 3在(,0上是增函
13、数,函数 yln(x1)在(0,)上是增函数,且 x0时, ln(x1)0, 所以f(x)在R R上是增函数, 由f(2x 2)f(x), 得2x2x, 解得2x0),F(x) f(x),x0, f(x),x0, (a1) 24a0, 所以 a0, (a1) 20. 所以a1,从而b2,所以f(x)x 22x1, 所以F(x) x22x1,x0, x 22x1,x0,试确定a的取值范围 解:(1)设g(x)xa x2,当 a(1,4),x2,)时,所以g(x)1a x 2x 2a x 20. 因此g(x)在2,)上是增函数, 所以f(x)在2,)上是增函数则f(x)minf(2)ln a 2.
14、 (2)对任意x2,),恒有f(x)0. 即xa x21 对 x2,)恒成立 所以a3xx 2. 令h(x)3xx 2,x2,) 由于h(x) x3 2 2 9 4在2,)上是减函数,所以 h(x)maxh(2)2. 故a2 时,恒有f(x)0. 因此实数a的取值范围为(2,) 第第 3 3 讲讲 函数的奇偶性及周期性函数的奇偶性及周期性 1下列函数中,与函数y3 |x|的奇偶性相同,且在(,0)上单调性也相同的是( ) Ay1 x Bylog2|x| Cy1x 2 Dyx 31 解析:选 C.函数y3 |x|为偶函数,在(,0)上为增函数,选项 A 的函数为奇函数,不 符合要求; 选项 B
15、的函数是偶函数, 但其单调性不符合要求; 选项 D 的函数为非奇非偶函数, 不符合要求;只有选项 C 符合要求 2(2019河北沧州模拟)已知定义域为a4,2a2的奇函数f(x)2 018x 3sin xb 2,则f(a)f(b)的值为( ) A0 B1 C2 D不能确定 解析:选A.依题意得a42a20,所以a2.又f(x)为奇函数,故b20,所以b 2,所以f(a)f(b)f(2)f(2)0. 12 3(2019惠州市第三次调研考试)已知函数f(x) f(x4),x2 e x,2x2 f(x),x2 时,f(x)f(x4),故其周期为 4,f(2 019)f(2 019) f(2 0181
16、)f(1)e. 4函数f(x)是周期为 4 的偶函数,当x0,2时,f(x)x1,则不等式xf(x)0 在 1,3上的解集为( ) A(1,3) B(1,1) C(1,0)(1,3) D(1,0)(0,1) 解析:选 C.f(x)的图象如图 当x(1,0)时,由xf(x)0 得x(1,0); 当x(0,1)时,由xf(x)0 得x. 当x(1,3)时,由xf(x)0 得x(1,3) 故x(1,0)(1,3) 5已知偶函数f(x)对于任意xR R 都有f(x1)f(x),且f(x)在区间0,2上是递增 的,则f(6.5),f(1),f(0)的大小关系是( ) Af(0)f(6.5)f(1) Bf
17、(6.5)f(0)f(1) Cf(1)f(6.5)f(0) Df(1)f(0)f(6.5) 解析:选 A.由f(x1)f(x),得f(x2)f(x1)f(x),所以函数f(x)的周期是 2.因为函数f(x)为偶函数,所以f(6.5)f(0.5)f(0.5),f(1)f(1)因为f(x) 在区间0,2上是单调递增的,所以f(0)f(0.5)f(1),即f(0)f(6.5)0,则x0. 答案: ex1x,x0, e x1x,x0 8 设f(x)是定义在 R R 上且周期为 2 的函数, 在区间1, 1上,f(x) ax1,1x0, bx2 x1 ,0 x1, 其中a,bR R.若f 1 2 f 3
18、 2 ,则a3b的值为_ 解析:因为f(x)是定义在 R R 上且周期为 2 的函数, 所以f(1)f(1),即a1b2 2 . 又因为f 3 2 f 1 2 1 2a1, f 1 2 f 3 2 ,所以1 2a1 b4 3 . 联立,解得a2,b4,所以a3b10. 答案: 10 9设f(x)是定义域为 R R 的周期函数,最小正周期为 2,f(1x)f(1x),当1x0 时,f(x)x. (1)判定f(x)的奇偶性; (2)试求出函数f(x)在区间1,2上的表达式 解:(1)因为f(1x)f(1x),所以f(x)f(2x) 又f(x2)f(x),所以f(x)f(x)又f(x)的定义域为 R
19、 R, 所以f(x)是偶函数 (2)当x0,1时,x1,0, 则f(x)f(x)x; 进而当 1x2 时,1x20, f(x)f(x2)(x2)x2. 故f(x) x,x1,0, x,x(0,1), x2,x1,2. 10设f(x)是(,)上的奇函数,f(x2)f(x),当 0 x1 时,f(x)x. 14 (1)求f()的值; (2)当4x4 时,求f(x)的图象与x轴所围成的图形的面积 解:(1)由f(x2)f(x),得 f(x4)f(x2)2)f(x2)f(x), 所以f(x)是以 4 为周期的周期函数 所以f()f(14)f(4)f(4)(4)4. (2)由f(x)是奇函数与f(x2)
20、f(x), 得f(x1)2)f(x1)f(x1), 即f(1x)f(1x) 从而可知函数yf(x)的图象关于直线x1 对称 又当 0 x1 时,f(x)x,且f(x)的图象关于原点成中心对称,则f(x)的图象如图所示 设当4x4 时,f(x)的图象与x轴围成的图形面积为S,则S4SOAB4 1 221 4. 1(2019平江一中期中)已知函数f(x)是定义在 R R 上的奇函数,其最小正周期为 4,且x 3 2,0 时,f(x)log 2(3x1),则f(2 017)( ) A4 B2 C2 Dlog27 解析:选 C.因为函数f(x)是定义在 R R 上的奇函数,其最小正周期为 4, 所以f
21、(2 017)f(45041)f(1)f(1), 因为1 3 2,0 ,且 x 3 2,0 时, f(x)log2(3x1), 所以f(1)log23(1)12, 所以f(2 017)f(1)2. 2(2019安徽池州模拟)奇函数f(x)满足f(1)0,且f(x)在(0,)上单调递减,则 2 x1 f(x)f(x)0 的解集为( ) A(1,1) 15 B(,1)(1,) C(,1) D(1,) 解析: 选 B.由于函数f(x)是奇函数, 所以 2 x1 f(x)f(x)0 等价于 2 x1 2f(x)0;当x(1,0)(1,)时,f(x)0,又因为在(, 0)上 2 x10, 综上所述, 不
22、等式的解集为(, 1)(1, ) 3 若关于x的函数f(x)tx 22xt2sin x x 2t(t0)的最大值为M, 最小值为N, 且MN4, 则实数t的值为_ 解析:由题意,f(x)tx 22xt2sin x x 2tt2xsin x x 2t, 设g(x)2xsin x x 2t,可知g(x)是奇函数,又函数f(x)最大值为M,最小值为N,且MN 4, 所以Mt(Nt),即 2tMN4,所以t2. 答案:2 4 已知函数f(x) x 2 4,04, 函数h(x)(x0)为偶函数, 且当x0 时,h(x)f(x) 若 h(t)h(2),则实数t的取值范围为_ 解析:因为当x0 时,h(x)
23、f(x),所以当x0 时,h(x) x 2 4,04, 易知函数h(x) 在(0,)上单调递减,又函数h(x)(x0)为偶函数,且h(t)h(2),所以h(|t|)h(2), 所以 0|t|2, 所以 t0, |t|2,即 t0, 2t2,解得2t0 或 0t2. 答案:(2,0)(0,2) 5已知函数f(x) x 22x,x0, 0,x0, x 2mx,x0 是奇函数 (1)求实数m的值; (2)若函数f(x)在区间1,a2上单调递增,求实数a的取值范围 解:(1)设x0,则x0, 16 所以f(x)(x) 22(x)x22x. 又f(x)为奇函数,所以f(x)f(x), 于是x0 时,f(
24、x)x 22xx2mx,所以 m2. (2)由(1)知f(x)在1,1上是增函数,要使f(x)在1,a2上单调递增 结合f(x)的图象知 a21, a21, 所以 1a3,故实数a的取值范围是(1,3 6已知函数yf(x)在定义域1,1上既是奇函数又是减函数 (1)求证:对任意x1,x21,1,有f(x1)f(x2)(x1x2)0; (2)若f(1a)f(1a 2)0,求实数 a的取值范围 解:(1)证明:若x1x20,显然不等式成立 若x1x20,则1x1x21, 因为f(x)在1,1上是减函数且为奇函数, 所以f(x1)f(x2)f(x2),所以f(x1)f(x2)0. 所以f(x1)f(
25、x2)(x1x2)0 成立 若x1x20,则 1x1x21, 同理可证f(x1)f(x2)0. 所以f(x1)f(x2)(x1x2)0 成立 综上得证,对任意x1,x21,1,有f(x1)f(x2)(x1x2)0 恒成立 (2)因为f(1a)f(1a 2)0f(1a2)f(1a)f(a1), 所以由 f(x)在定义域 1,1上是减函数,得 11a 21, 1a11, 1a 2a1, 即 0a 22, 0a2, a 2a20, 解得 0a1. 故所求实数a的取值范围是0,1) 第第 4 4 讲讲 二次函数与幂函数二次函数与幂函数 1如图是yx a;yxb;yxc在第一象限的图象,则 a,b,c的
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