0, a 1)的函數(shù)叫做指數(shù)函數(shù),其定義域?yàn)镽,值域?yàn)椋?,+∞),當(dāng)0 1時(shí),y=ax為增函數(shù),它的圖象恒過定點(diǎn)(0,1)。 2" />

高中數(shù)學(xué)競賽標(biāo)準(zhǔn)教材(第四章幾個(gè)初等函數(shù)的性質(zhì))

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
第四章 幾個(gè)初等函數(shù)的性質(zhì)

一、基礎(chǔ)知識
1.指數(shù)函數(shù)及其性質(zhì):形如y=ax(a>0, a 1)的函數(shù)叫做指數(shù)函數(shù),其定義域?yàn)镽,值域?yàn)椋?,+∞),當(dāng)01時(shí),y=ax為增函數(shù),它的圖象恒過定點(diǎn)(0,1)。
2.分?jǐn)?shù)指數(shù)冪: 。
3.對數(shù)函數(shù)及其性質(zhì):形如y=logax(a>0, a 1)的函數(shù)叫做對數(shù)函數(shù),其定義域?yàn)椋?,+∞),值域?yàn)镽,圖象過定點(diǎn)(1,0)。當(dāng)01時(shí),y=logax為增函數(shù)。
4.對數(shù)的性質(zhì)(M>0, N>0);
1)ax=M x=logaM(a>0, a 1);
2)loga(MN)= loga M+ loga N;
3)loga( )= loga M- loga N;4)loga Mn=n loga M;,
5)loga = loga M;6)aloga M=M; 7) loga b= (a,b,c>0, a, c 1).
5. 函數(shù)y=x+ (a>0)的單調(diào)遞增區(qū)間是 和 ,單調(diào)遞減區(qū)間為 和 。(請讀者自己用定義證明)
6.連續(xù)函數(shù)的性質(zhì):若a二、方法與例題
1.構(gòu)造函數(shù)解題。
例1 已知a, b, c∈(-1, 1),求證:ab+bc+ca+1>0.
【證明】 設(shè)f(x)=(b+c)x+bc+1 (x∈(-1, 1)),則f(x)是關(guān)于x的一次函數(shù)。
所以要證原不等式成立,只需證f(-1)>0且f(1)>0(因?yàn)?1因?yàn)閒(-1)=-(b+c)+bc+1=(1-b)(1-c)>0,
f(1)=b+c+bc+a=(1+b)(1+c)>0,
所以f(a)>0,即ab+bc+ca+1>0.
例2 (柯西不等式)若a1, a2,…,an是不全為0的實(shí)數(shù),b1, b2,…,bn∈R,則( )?( )≥( )2,等號當(dāng)且僅當(dāng)存在 R,使ai= , i=1, 2, …, n時(shí)成立。
【證明】 令f(x)= ( )x2-2( )x+ = ,
因?yàn)?>0,且對任意x∈R, f(x)≥0,
所以△=4( )-4( )( )≤0.
展開得( )( )≥( )2。
等號成立等價(jià)于f(x)=0有實(shí)根,即存在 ,使ai= , i=1, 2, …, n。
例3 設(shè)x, y∈R+, x+y=c, c為常數(shù)且c∈(0, 2],求u= 的最小值。
【解】u= =xy+ ≥xy+ +2?
=xy+ +2.
令xy=t,則0因?yàn)?所以f(t)min=f( )= + ,所以u≥ + +2.
當(dāng)x=y= 時(shí),等號成立. 所以u的最小值為 + +2.
2.指數(shù)和對數(shù)的運(yùn)算技巧。
例4 設(shè)p, q∈R+且滿足log9p= log12q= log16(p+q),求 的值。
【解】 令log9p= log12q= log16(p+q)=t,則p=9 t , q=12 t , p+q=16t,
所以9 t +12 t =16 t,即1+
記x= ,則1+x=x2,解得
又 >0,所以 =
例5 對于正整數(shù)a, b, c(a≤b≤c)和實(shí)數(shù)x, y, z, w,若ax=by=cz=70w,且 ,求證:a+b=c.
【證明】 由ax=by=cz=70w取常用對數(shù)得xlga=ylgb=zlgc=wlg70.
所以 lga= lg70, lgb= lg70, lgc= lg70,
相加得 (lga+lgb+lgc)= lg70,由題設(shè) ,
所以lga+lgb+lgc=lg70,所以lgabc=lg70.
所以abc=70=2×5×7.
若a=1,則因?yàn)閤lga=wlg70,所以w=0與題設(shè)矛盾,所以a>1.
又a≤b≤c,且a, b, c為70的正約數(shù),所以只有a=2, b=5, c=7.
所以a+b=c.
例6 已知x 1, ac 1, a 1, c 1. 且logax+logcx=2logbx,求證c2=(ac)logab.
【證明】 由題設(shè)logax+logcx=2logbx,化為以a為底的對數(shù),得
,
因?yàn)閍c>0, ac 1,所以logab=logacc2,所以c2=(ac)logab.
注:指數(shù)與對數(shù)式互化,取對數(shù),換元,換底公式往往是解題的橋梁。
3.指數(shù)與對數(shù)方程的解法。
解此類方程的主要思想是通過指對數(shù)的運(yùn)算和換元等進(jìn)行化簡求解。值得注意的是函數(shù)單調(diào)性的應(yīng)用和未知數(shù)范圍的討論。
例7 解方程:3x+4 x +5 x =6 x.
【解】 方程可化為 =1。設(shè)f(x)= , 則f(x)在(-∞,+∞)上是減函數(shù),因?yàn)閒(3)=1,所以方程只有一個(gè)解x=3.
例8 解方程組: (其中x, y∈R+).
【解】 兩邊取對數(shù),則原方程組可化為 ①②
把①代入②得(x+y)2lgx=36lgx,所以[(x+y)2-36]lgx=0.
由lgx=0得x=1,由(x+y)2-36=0(x, y∈R+)得x+y=6,
代入①得lgx=2lgy,即x=y2,所以y2+y-6=0.
又y>0,所以y=2, x=4.
所以方程組的解為 .
例9 已知a>0, a 1,試求使方程loga(x-ak)=loga2(x2-a2)有解的k的取值范圍。
【解】由對數(shù)性質(zhì)知,原方程的解x應(yīng)滿足 .①②③
若①、②同時(shí)成立,則③必成立,
故只需解 .
由①可得2kx=a(1+k2), ④
當(dāng)k=0時(shí),④無解;當(dāng)k 0時(shí),④的解是x= ,代入②得 >k.
若k<0,則k2>1,所以k<-1;若k>0,則k2<1,所以0綜上,當(dāng)k∈(-∞,-1) ∪(0, 1)時(shí),原方程有解。

三、基礎(chǔ)訓(xùn)練題
1.命題p: “(log23)x-(log53)x≥(log23)-y-(log53)-y”是命題q:“x+y≥0”的_________條件。
2.如果x1是方程x+lgx=27的根,x2是方程x+10x=27的根,則x1+x2=_________.
3.已知f(x)是定義在R上的增函數(shù),點(diǎn)A(-1,1),B(1,3)在它的圖象上,y=f-1(x)是它的反函數(shù),則不等式f-1(log2x)<1的解集為_________。
4.若log2a <0,則a 取值范圍是_________。
5.命題p: 函數(shù)y=log2 在[2,+∞)上是增函數(shù);命題q: 函數(shù)y=log2(ax2-4x+1)的值域?yàn)镽,則p是q的_________條件。
6.若00且a 1,比較大。簂oga(1-b)_________loga(1+b).
7.已知f(x)=2+log3x, x∈[1, 3],則函數(shù)y=[f(x)]2+f(x2)的值域?yàn)開________。
8.若x= ,則與x最接近的整數(shù)是_________。
9.函數(shù) 的單調(diào)遞增區(qū)間是_________。
10.函數(shù)f(x)= 的值域?yàn)開________。
11.設(shè)f(x)=lg[1+2x+3 x +…+(n-1) x +n x?a],其中n為給定正整數(shù), n≥2, a∈R.若f(x)在x∈(-∞,1]時(shí)有意義,求a的取值范圍。
12.當(dāng)a為何值時(shí),方程 =2有一解,二解,無解?
四、高考水平訓(xùn)練題
1.函數(shù)f(x)= +lg(x2-1)的定義域是_________.
2.已知不等式x2-logmx<0在x∈ 時(shí)恒成立,則m的取值范圍是_________.
3.若x∈{xlog2x=2-x},則x2, x, 1從大到小排列是_________.
4. 若f(x)=ln ,則使f(a)+f(b)= _________.

5. 命題p: 函數(shù)y=log2 在[2,+∞)上是增函數(shù);命題q:函數(shù)y=log2(ax2-4x+1)的值域?yàn)镽,則p是q的_________條件.
6.若00且a 1,比較大小:loga(1-b) _________loga(1+b).
7.已知f(x)=2+log3x, x∈[1, 3],則函數(shù)y=[f(x)]2+f(x2)的值域?yàn)開________.
8.若x= ,則與x最接近的整數(shù)是_________.
9.函數(shù)y= 的單調(diào)遞增區(qū)間是_________.
10.函數(shù)f(x)= 的值域?yàn)開________.
11.設(shè)f(x)=lg[1+2x+3 x +…+(n-1) x +n x?a],其中n為給定正整數(shù),n≥2,a∈R。若f(x) 在x∈(-∞,1]時(shí)有意義,求a的取值范圍。
12.當(dāng)a為何值時(shí),方程 =2有一解,二解,無解?
四、高考水平訓(xùn)練題
1.函數(shù)f(x)= +lg(x2-1)的定義域是__________.
2.已知不等式x2-logmx<0在x∈ 時(shí)恒成立,則m的取值范圍是 ________.
3.若x∈{xlog2x=2-x},則x2, x, 1從大到小排列是________.
4.若f(x)=ln ,則使f(a)+f(b)= 成立的a, b的取值范圍是________.
5.已知an=logn(n+1),設(shè) ,其中p, q為整數(shù),且(p ,q)=1,則p?q的值為_________.
6.已知x>10, y>10, xy=1000,則(lgx)?(lgy)的取值范圍是________.
7.若方程lg(kx)=2lg(x+1)只有一個(gè)實(shí)數(shù)解,則實(shí)數(shù)k的取值范圍是________.
8.函數(shù)f(x)= 的定義域?yàn)镽,若關(guān)于x的方程f 2(x)+bf(x)+c=0有7個(gè)不同的實(shí)數(shù)解,則b, c應(yīng)滿足的充要條件是________.
(1)b<0且c>0;(2)b>0且c<0;(3)b<0且c=0;(4)b≥0且c=0。
9.已知f(x)= x, F(x)=f(x+t)-f(x-t)(t 0),則F(x)是________函數(shù)(填奇偶性).
10.已知f(x)=lg ,若 =1, =2,其中a<1, b<1,則f(a)+f(b)=________.
11.設(shè)a∈R,試討論關(guān)于x的方程lg(x-1)+lg(3-x)=lg(a-x)的實(shí)數(shù)解的個(gè)數(shù)。
12.設(shè)f(x)=lgx,實(shí)數(shù)a, b滿足0(1)a4+2a2-4a+1=0, b4-4b3+2b2+1=0;(2)313.設(shè)a>0且a 1, f(x)=loga(x+ )(x≥1),(1)求f(x)的反函數(shù)f-1(x);(2)若f-1(n)< (n∈N+),求a的取值范圍。
五、聯(lián)賽一試水平訓(xùn)練題
1.如果log2[log (log2x)]= log3[log (log3x)]= log5[log (log5z)]=0,那么將x, y, z從小到大排列為___________.
2.設(shè)對任意實(shí)數(shù)x0> x1> x2> x3>0,都有l(wèi)og 1993+ log 1993+ log 1993> klog 1993恒成立,則k的最大值為___________.
3.實(shí)數(shù)x, y滿足4x2-5xy+4y2=5,設(shè)S=x2+y2,則 的值為___________.
4.已知05.用[x]表示不超過x的最大整數(shù),則方程lg2x-[lgx]-2=0的實(shí)根個(gè)數(shù)是___________.
6.設(shè)a=lgz+lg[x(yz)-1+1], b=lgx-1+lg[xyz+1], c=lgy+lg[(xyz)-1+1],記a, b, c中的最大數(shù)為M,則M的最小值為___________.
7.若f(x)(x∈R)是周期為2的偶函數(shù),當(dāng)x∈[0,1]時(shí),f(x)= ,則 , 由小到大排列為___________.
8.不等式 +2>0的解集為___________.
9.已知a>1, b>1,且lg(a+b)=lga+lgb,求lg(a-1)+lg(b-1).
10.(1)試畫出由方程 所確定的函數(shù)y=f(x)圖象。
(2)若函數(shù)y=ax+ 與y=f(x)的圖象恰有一個(gè)公共點(diǎn),求a的取值范圍。
11.對于任意n∈N+(n>1),試證明:[ ]+[ ]+…+[ ]=[log2n]+[log3n]+…+[lognn]。
六、聯(lián)賽二試水平訓(xùn)練題
1.設(shè)x, y, z∈R+且x+y+z=1,求u= 的最小值。
2.當(dāng)a為何值時(shí),不等式log ?log5(x2+ax+6)+loga3≥0有且只有一個(gè)解(a>1且a 1)。
3.f(x)是定義在(1,+∞)上且在(1,+∞)中取值的函數(shù),滿足條件;對于任何x, y>1及u, v>0, f(xuyv)≤[f(x)] [f(y)] ①都成立,試確定所有這樣的函數(shù)f(x).
4. 求所有函數(shù)f:R→R,使得xf(x)-yf(x)=(x-y)f(x+y)①成立。
5.設(shè)m≥14是一個(gè)整數(shù),函數(shù)f:N→N定義如下:
f(n)= ,
求出所有的m,使得f(1995)=1995.
6.求定義在有理數(shù)集上且滿足下列條件的所有函數(shù)f:
f(x+y)=f(x)+f(y)+f(x)?f(y), x, y∈Q.
7.是否存在函數(shù)f(n),將自然數(shù)集N映為自身,且對每個(gè)n>1, f(n)=f(f(n-1))+f(f(n+1))都成立。
8.設(shè)p, q是任意自然數(shù),求證:存在這樣的f(x) ∈Z(x)(表示整系數(shù)多項(xiàng)式集合),使對x軸上的某個(gè)長為 的開區(qū)間中的每一個(gè)數(shù)x, 有
9.設(shè)α,β為實(shí)數(shù),求所有f: R+→R,使得對任意的x,y∈R+, f(x)f(y)=y2?f 成立。

本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaosan/80933.html

相關(guān)閱讀:高中數(shù)學(xué)競賽標(biāo)準(zhǔn)教材(第四章幾個(gè)初等函數(shù)的性質(zhì))