摘要:函数单调性与最值,含参数不等式的分类讨论,是高一阶段的重难点。
函数和不等式,是历年高考的热点。
函数单调性与最值,含参数不等式的分类讨论,是高一阶段的重难点。
本题有一定代表性,彻底学会本题,对提高分析能力大有裨益。
18.(17分)已知函数f(x)对任意实数x,y∈R恒有f(x+y)=f(x)+f(y),且当x>0时,f(x)>0,f(1)=1。
(1)判断f(x)的奇偶性并证明;
(2)求f(x)在区间[-4,4]上的最小值;
(3)解关于x的不等式f(ax2)-2f(x)>f(ax)-2。求解这类题,只要在有意义范围内,可以随便“令”。
比如令y=0,由f(x+y)=f(x)+f(y)知f(x)=f(x)+f(0),故f(0)=0,函数图像经过原点。
还可以令x+y=0,即y=-x,由f(x+y)=f(x)+f(y)知f(0)=f(x)+f(-x),则0=f(x)+f(-x),故f(-x)=-f(x),由奇函数定义知,f(x)为奇函数。
虽说随意“令”,但也是有目的地令。朝着f(-x)=±f(x)令。
求函数在某区间上的最值,通常需判断函数的单调性和增减性。
已经判断f(x)为过原点的奇函数,已知又说当x>0时,f(x)>0,故可以大致画出其在区间[-4,4]上图像。奇函数关于原点对称,由图像易知,f(x)在(-4)处有最小值。
谁如果这样写,估计不得分。选择填空可以这样判断。
命题人希望考生用定义法证明f(x)的增减性。
在高一,证函数增减性,只能根据定义。到高二可以用导数证明。
任取x1,x21>x2,则x1-x2>0。由题意,当x>0时,f(x)>0,故当x1-x2>0时,f(x1-x2)>0-------①f(x11-x2)+x2],结合已知f(x+y)=f(x)+f(y),
有f[(x1-x2)+x21-x2)+f(x2),以上的绿字部分,是本题的关键。
这就证明了函数f(x)在R上是增函数。
所以,f(x)在区间[-4,4]上的最小值,在(-4)处取到。
往下求f(-4)。
题干给的是x>0的情况,已证f(x)为奇函数,故f(-4)=-f(4)。
这救转化成了f(4)。
注意充分利用已知“f(1)=1”和“f(x+y)=f(x)+f(y)”。
令x=y=1,由f(x+y)=f(x)+f(y)知f(2)=2f(1)=2。
令x=y=2,由f(x+y)=f(x)+f(y)知f(4)=2f(2)=4。
故,f(x)在区间[-4,4]上的最小值为f(-4)=-f(4)=-4。
【总结】充分利用已知、严格按照定义、适当变形,是求解第(2)问的灵魂所在。
有同学问:f(x)的解析式究竟是啥?
依照现有的人力、物力、财力,求不出。
形如f(x+y)=f(x)+f(y)的,通常是正比例函数;
形如f(x+y)=f(x)×f(y)的,通常是指数函数;
形如f(x×y)=f(x)+f(y)的,通常是对数函数;
形如f(x×y)=f(x)×f(y)的,通常是幂函数。
他让解关于x的不等式:
f(ax2在不知道具体解析式情况下,只能根据函数性质求解。
f(ax2)-2f(x)>f(ax)-f(2),奇函数,-f(x)=f(-x),
故-2f(x)=2f(-x),-f(2)=f(-2),
原不等式再变为
f(ax2)+2f(-x)>f(ax)+f(-2),由已知f(x)+f(y)=f(x+y)得:
f[(ax2)+(-x)+(-x)]>f[(ax)+(-2)],
即f(ax2-2x)>f[(ax-2),第(2)问已证函数f(x)在R上是增函数,
故(ax2-2x)>(ax-2),
即ax2-(a+2)x+2>0,
即(x-1)(ax-2)>0,
2方程(x-1)(ax-2)=0的两根,凡是提到一元二次方程或不等式,首先注意二次项系数是否为零。
①当a=0时,不等式ax2-(a+2)x+2>0为2x<2,此时原不等式的解集为{x|x<1}。说完二次项系数,比较两根大小,是不可回避的。
②若=1,即当a=2时,不等式ax2-(a+2)x+2>0为2x2-(2+2)x+2>0,即(x-1)2>0,此时原不等式的解集为{x|x≠1}。有同学说,往下俺就不会做了。俺见到分类讨论就头疼。
嘿,这就马上解完了!
a的范围,0和2就是两个里程碑。
a=0和a=2已经讨论过,往下只需讨论a<0、0<a<2、a>2三种情形即可。
③若a<0,则<0<1,将原不等式(x-1)(ax-2)>0化为a(x-1)(x-)>0,两边同除以负数a,得(x-1)(x-)<0,此时原不等式的解集为{x|<x<1}。
④若0<a<2,则>1,此时不等式(x-1)(ax-2)>0的解集为{x|x>或x<1}。
⑤若a>2,则<1,此时不等式(x-1)(ax-2)>0的解集为{x|x>1或x<}。
这不解完了嘛。写上综上即可。
有同学说刘老师你这样写俺觉着别扭。
那您当然可以以二次项系数为基准,按a=0、a>0、a<0的格式去讨论。
其中a>0的情形再根据两根比大小细分为0<a<2、a=2、a>2讨论。
【本题点评】
这道题的前两问,一般能或快或慢拿下。
第三问,半数同学感到吃力。
根据函数性质甩掉恶心的“f”,转化为二次不等式的模样,需花费心思。
之后的分情形讨论,也令人像吃了苍蝇般不舒服。
提高自己吧,自身强大时,难题就不是难题了。
作者简介
中共党员,高中教务主任,常年兼任高中数学、物理、化学等科目。中考数学命题组成员。
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来源:合华教育