a≥
2),则实数m的取值范围为 ( )
1
A. ,4
4
1
B. ,4
4
7
C. ,2
4
7
D. ,2
4
[练6](2021秋•沙坪坝区期中)设实数x,y满足x+y
=4,则 x2+y2-2x+2y+2的最小值为 ( )
A. 2 B. 4 C. 2 2 D.8[练7](2022•河南模拟)二次函数f(x)=ax2+2x+c
1 4
(x∈R)值域为[0,+∞),则 + 的最小值 ( )
c a
A.-4 B. 4 C. 8 D.-8
[练8](2021秋•和平区校级期中)若函数f(x)=-x2+
2x-2a+1
4ax与g(x)= 在区间[1,2]上都是减函
x-2a
数,则a的取值范围是 ( )
1
A.(-∞,1] B. - ,1
2
81
1 1
C. - ,
2 2
1 1
D. - ,
2 2
[练10]设函数f(x)=|x2-4x+3|,x∈R.
(1)在区间[0,4]上画出函数f(x)的图象;
(2)写出该函数在R上的单调区间.
[练9](2021秋•河南月考)函数f(x)=ax2+x+b.
(1)若不等式f(x)<0的解集是(-∞,-2)∪(3,
+∞),求f(x)的解析式;
f(x)
(2)若a=1,b=4,求y= (x>0)的最小值
x+1
[练11](2021秋•龙凤区校级期末)已知函数f(x)是定
义在R上的奇函数,且当x<0时,f(x)=-x2+2x.
(1)当x≥0时,求函数f(x)的解析式;
(2)解m的不等式:f(2m)+f(m-2)≤2-3m.例3(2021秋•秀英区校级期中)函数y=f(x)为偶函
模模块块二二 闭闭区区间间上上的的二二次次方方程程与与函函数数
数,当x≥0时,f(x)=x2+2ax+1.
课堂精讲 (1)当x<0时,求f(x)的解析式;
(2)设函数y=f(x)在[0,5]上的最大值为g(a),
在学习了函数的基本性质以后,我们知道了函
求g(a)的表达式.
数具有有界性,研究函数的问题一定要在由意义的
范围内经行研究,所以自变量的约束是研究函数的
第一步,但是初中阶段大家研究二次函数都是在任
意实数下经行的研究,接下来我们将在给定区间上
来研究二次函数的最值和方程根存在的问题。
1.二次函数闭区间值域
设二次函数y=ax2+bx+c(a>0)在闭区间[p
,q]上的最大值为M,最小值为m,其中对称轴x =
0
b 1
- ,区间[p,q]上的中点t= (p+q).
2a 2
2.二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)根的分布
图1 图2
x 0 p q x p x 0 t q x 设:f(x)=ax2+bx+c(a>0)的零点:x 1 ,x 2 ,判别
b
式:△=b2-4ac,对称轴:x =-
0 2a
(1)方程f(x)=0在区间m,n
图3 图4
p t x 0 q x p q x 0 x
(1)当x 0 a>0
f(n)>0
f(m)
f(n) △<0
f(x )>0
0
m x 0 n x m0 a>0 f(n) f(m)>0
或 ⇒f(n)>0
f(n) f(m)
m n x m n x nx 0
a>0 f(m)<0
x 1 m n x 2 x f(n)<0
f(n)
f(m) △>0(2)方程f(x)=0在区间m,n
83
上有一解.
a>0 f(m)≥0
f(n)≥0
f(n) f(m)
△=0
m x n x m≤x ≤n
0 0
f(m) a>0 a>0
f(n)
f(m)∙f(n)≤0
mx 2 n x 1 x
或
x 2 m x 1nx
⇒
△>0
f(n) f(m)
(3)方程f(x)=0在区间m,n
随堂练习
[练12](2021秋•湖南期中)已知函数f(x)= ax2+1
的定义域为R,则a的取值范围是 ( )
A.[0,1] B. (0,+∞)
C. [1,+∞) D.[0,+∞)
[练13](2021 秋• 东城区校级期中 ) 若函数 f(x) =
2x-3
定义域为R,则a的取值范围是 ( )
x2+ax+a
A.[0,4) B. [0,2) C. (0,4) D.(2,4]
上有两解
a>0 f(m)≥0
f(m)
f(n) f(n)≥0
△>0
m x 1 x 2 n x [练14](2021 秋• 柳州月考 ) 已知函数 f (x) =
m0,f(x)<0的解集为(a,b),求 + (2)若函数f(x)在[0,3]上是增函数,求实数a的
a b
的最大值. 取值范围;
[巩固3](2022春•湖北期中)f(x)=-x2-3tx+8t,则“f
课后提升
(x)图象恒在x轴下方”是“-2f(2)>f(1) B. f(2)>f(1)>f(π) C. 必要不充分条件
C. f(2)>f(π)>f(1) D. f(1)>f(2)>f(π) D.充要条件
[巩固4](2021秋•绵阳期末)若f(x)=x2+|x|,则满足f
(1-a)≤f(a)的a的取值范围是 ( )
[巩固2](2021秋•浙江月考)已知函数f( x+2)=x
1
A. -∞,
+2 x+2,则f(x)的最小值是 ( ) 2
A.-1 B. 2 C. 1 D.0
84
1
B. 0,
2
1
C. ,+∞
2
1
D. ,1
2
[巩固5](2021秋•华龙区校级期中)已知函数 f(x)=
x
的定义域为R,则m的范围是 ( )
mx2+mx+2
A.[0,8] B. [0,8)
C. [0,2 2] D.[0,2 2)
[巩固6]( 2021 秋 • 景 德 镇 期 中 ) 若 函 数 y =
ax-2
的定义域为R,则a的范围是 ( )
ax2-4ax+2
A.[0,1] B. [0,1)
1
C. 0,
2
85
1
D. 0,
2
[巩固8](2021秋•常熟市校级月考)
设函数f(x)=ax2+(b-2)x+3(a≠0).
(1)不等式f(x)>0的解集为(-1,1),求a和b;
1 1 (2)若f(1)=3,若a>0,b>0,求 + 的最小
a b
值,并指出取最小值时a和b的值;
[巩固9](2021秋•天津期末)已知函数 f(x)=2x2+
mx+n的图象过点(1,-1),且满足f(-2)=f(3).
(1)求函数f(x)的解析式;
[巩固7](2021秋•梁溪区校级期中) (2)求函数f(x)在[a,a+2]上的最小值;
已知函数f(x)= -ax2+2x+5. (3)若x
0
满足f(x
0
)=x
0
,则称x
0
为函数y=f(x)
(1)若函数定义域为R,求a的取值范围;
的不动点.函数g(x)=f(x)-tx+t有两个不相等且
正的不动点,求t的取值范围.
(2)若函数值域为[0,+∞),求a的取值范围.第第十十五五讲讲 函函数数零零点点与与分分段段函函数数
模模块块一一 分分段段函函数数
课堂精讲
初中阶段我们接触过一些简单的分段函数问题。
所谓分段函数就是自变量在不同的定义区间上有不
同的解析式。对于分段函数的问题,我们可以借助图
象辅助解题,图象是最直观体现函数性质的方法。
1.分段函数
f(x), x∈a,b
形如y=
86
g(x), x∈b,c
例1 (2021 秋• 辽源期末 ) 已知函数 f (x) =
2
x+ +2, x<0
x ,则f(x)的最大值是 ( )
-x2-1, x≥0
A.2+2 2 B. 2-2 2
C. -1 D.1
例2 (2021 秋• 河南月考 ) 已知函数 f (x) =
的函数称为分段函数。
-x2-2ax-2,x≤ 1
∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ 2
在R上为增函数,则a的
a 1
,x>
x 2
取值范围是 ( )
2.分段函数的作图规则
1
1 确定函数的分段点,在坐标系中画出虚线; A. -∞,- 2
2 在各自的区间上画出函数图像;
3 计算分段点处二者的函数值,进而确定函数图
象是连续还是间断的。
3.函数作图的细节
作图分析问题时,我们虽是作的草图,但还需注
意以下细节,这些细节可能会影响由图得到的结论。
1 体现函数性质的特殊点或者直线需进行标注,
如对称的点或直线,所过定点(含参一次函数过定点)
2 需注意初等函数渐近线。有渐近线的函数经
过翻折变换后仍然有渐近线(对于方程根的个数和最
值问题需重点注意渐近线)。
3 部分问题中初等函数的最值点和零点需标注。
4 直角坐标系要求尺子作图,不要徒手画!!函
数图尽量要使趋势与教学图象保持一致,不要过于夸
张,避免因作图不规范影响结论。
B. (-∞,0)
1
C. -∞,- 2
3 1
D. - ,- 4 2
随堂练习
[练1]( 2021 秋 • 张 掖 期 末 ) 已 知 f ( x ) =
x-4 (x≥6)
,则f(3)为 ( )
2x-3 (x<6)
A.-1 B. 2 C. 3 D.-1或3[练2](2021 秋• 武江区校级期末 ) 已知 f (x) =
-x+6, x≥0
,则f[f(7)]的值为 ( ) x2+1, x<0
A.-20 B. 2 C. 7 D.5
x2-1,x≤1,
[练3](2021秋•丹东期末)函数f(x)=
8x,x>1,
若f(x)=8,则x= ( )
A.-3或1 B. -3
C. 1 D.3
[练4](2021 秋• 福州期末 ) 已知函数 f (x) =
x3+1, x>0
为偶函数,则2a+b= ( )
ax3+b, x<0
3 1 3
A.3 B. C. - D.-
2 2 2
[练5](2021 秋• 西青区期末 ) 若函数 f (x) =
2
x+ , 21
x
范围是 ( )
1
A.(0,+∞) B. -∞,
2
1
C. ,1
2
1
D. ,+∞
2
[练7]( 2021 秋 • 邯 郸 期 中 ) 设 函 数 f ( x ) =
|x|-1,x∈[-1,+∞)
,若对任意的x∈[m,+∞),
2f(x+2),x∈(-∞,-1)
都有f(x)≥-4,则m的最小值是 ( )
13 11
A.-4 B. -6 C. - D.-
2 2
[练8](2020 秋• 南昌县校级月考 ) 若函数 f(x) =
3 b- 2 x+b-1 (x>0) 在R上为增函数,则实数
-x2+(2-b)x (x≤0)
b的取值范围是 .[练9](2021秋•广陵区校级期中) [练10](2021秋•锡山区校级期中)
已知函数f(x)=
1-
x
1 , x≥1
. 已知函数f(x)=
-
a
x2-ax+3a (0≤x≤1)
.
1 -1, 0a
,若函数 f(x)恰有2个零点,则a
x2-4x+3, x≤a
的取值范围是 ( )
A.[1,3)∪[4,+∞) B. (-∞,1]
C. (3,4] D.(1,3]∪(4,+∞)
90
9
B. (-2+ 2,0]∪
2
1
C. (-2- 2,0]∪
2
1
D.(-2+ 2,0]∪
2
[练15](2021秋•红桥区期末)若函数f(x)是定义域为
R的奇函数.当x>0时,f(x)=x3-2.则函数f(x
+2)的所有零点之和为 .[练16]( 2021 春 • 福 州 期 末 ) 已 知 f ( x ) =
2-x, x≤1
,若a=1,且 f(m)=1,则m=
x2-4x+a, x>1
;若对任意的t>0,函数y=f(x)-t-1有两
个零点,则实数a的取值范围是 .
[练17](2020秋•番禺区校级期中)
-x+2 (x>1)
已知函数f(x)= x2 (-1≤x≤1).
x+2 (x<-1)
5
(1)求f f
2
91
x2+1
[练18](2021秋•天津期中)已知函数 f(x)=
ax+b
是定义域上的奇函数,且f(-1)=-2.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若方程f(x)=m在(0,+∞)上有两个不同的
根,求实数m的取值范围;
1
[练19]设函数f(x)= +ax+b,a,b∈R.
x
(1)若函数y=f(x)-2为奇函数,且函数f(x)在
(0,1]上单调递减,在[1,+∞)上单调递增,求函数f
的值;
(x)的解析式;
(2)画出函数的图象,并根据图象写出函数的值域
1 1
(2)当a=1时,方程f(x)= x在区间 ,2
和单调区间; 2 2
(3)若方程f(x)=m有四个根,求实数m的取值
范围,并求出这四个根的和.
有
两个不同的实数根,求实数b的最小值;[巩固4](2021 秋• 通辽月考 ) 已知函数 f (x) =
课后提升
x2-2ax+5,x<1
[巩固1](2022 春• 如皋市期中 ) 已知函数 f(x) = a ,x≥1 在R上单调递减,则a的取值范
x
x2-1,x≥0,
1 若f(f(a))=-1,则a= ( ) 围是 ( )
,x<0,
x
A.(0,+∞) B. [1,+∞)
A.1或-1 B. 1或0
C. [1,2] D.[1,2)
C. 1或-1或0 D.-1或0
[巩固5](2021 秋• 海淀区校级期中 ) 设区间 A =
2x 1
[巩固2](2022•漳州)函数f(x)= ,则 ( ) 0,
x2+9 2
A. f(x)的定义域为R
B. f(x)是偶函数
C. 函数y=f(x+2022)的零点为0
1
D.当x>0时,f(x)的最大值为
3
[巩固3](2021秋•沙河口区校级期中)设函数f(x)=
2x-1,x∈[0,+∞)
,又g(x)=f(x)-1,则函数g(x)
x2-4,x∈(-∞,0)
的零点可以是 ( )
A.1 B. 5 C. - 5 D.-1
92
1
,B= ,1
2
1
x+ ,x∈A
,函数f(x)= 2 ,若x
0
3(1-x),x∈B
∈A,且f(f(x ))∈A,则x 的取值范围是 ( )
0 0
1 1
A. ,
3 2
1
B. 0,
4
3
C. 0,
8
1 1
D. ,
4 2
[巩固6](2021秋•城厢区校级期中)设函数 f(x)=
x3-3x,x≤x
0.若 f(x)有且只有2个零点,则实数
-x,x>x
0
x 的取值范围是 .
0[巩固7](2021春•开封期末)已知函数f(x)是以4为 [巩固9](2021秋•莲湖区校级期中)
周 期 的 函 数 ,且 当 - 1 < x ≤ 3 时 ,f ( x ) = 2x+1
已知函数f(x)= .
1-x2, -10
(1)求不等式f(x)>5的解集;
m2
(2)若函数g(x)=f(x)- 有三个零点,求实数
2
m的取值范围.
93第第三三章章 章章末末总总结结
1.本章内容在函数性质的基础上以初中三大函数为出发点,加入了函数的四大变换:平移、对称、翻折和伸缩。
并且介绍了我们求解函数最值常见的两个函数模型:一次分式函数和二次分式函数。通过本章的学习,请你对
函数的四大类变换作一个简单的归纳总结,以草图的形式展示。
942.(2021秋•玄武区校级期中)已知函数f(x)= ax2+ax+1的定义域为A.
(1)当a=4时,写出f(x)单调增区间;
(2)若A=R,求a的取值范围;
(3)若[1,4]⊆A,求a的取值范围.
4
3. (1)已知a∈R,函数f(x)=x+ -a+a在区间[1,4]上的最大值是5,a的取值范围.
x
|x|+2, x<1
x
(2)函数f(x)=
2
设a∈R,若关于x的不等式f(x)≥ +a在R上恒成立,求a的取值范围.
x+ , x≥1 2
x
95函数的形成与发展
自17世纪近代数学产生以来,函数一直处于数学的核心位置.数学和科学的绝大部分都与函数内容有关,在
数学、物理和其他学科中,函数关系随处可见。17世纪的科学家们致力于力与运动的研究,如计算天体的位置,远
距离航海中对经度和纬度的测量,炮弹的速度对于高度和射程的影响,圆柱体的体积和表面积是其底面半径的函
数,气体膨胀的体积是温度的函数,运动物体的路程是时间的函数等等。诸如此类的问题都需要探究两个变量之
间的关系,并根据这种关系对事物的变化规律作出判断,如根据炮弹的发射角和初速度推测它能达到的高度和射
程.这正是函数概念产生和发展的背景。
函数这个数学名词是莱布尼兹在1694年开始使用的,以描述曲线的一个相关量,如曲线的斜率或者曲线上的
某一点。莱布尼兹所指的函数现在被称作可导函数,数学家之外的普通人一般接触到的函数即属此类。对于可导
函数可以讨论它的极限和导数。此两者描述了函数输出值的变化同输入值变化的关系,是微积分学的基础。
1718年,莱布尼茨的学生,瑞士数学家约翰·伯努里(en:Johann Bernoulli)把函数定义为“一个变量的函数
是指由这个变量和常量以任何一种方式组成的一种量。”并且强调了函数需要用公式来描述。后来,数学家认为这
不是判断函数的标准。只要一些变量变化,另一些变量随之变化就可以了。所以, 1755年,约翰·伯努里的学生
欧拉(Leonhard Euler)在《无穷分析引论》一书中说:“一个变量的函数是由该变量和一些数或[常量]]以任何
一种方式构成的解析表达式”。例如f(x) = sin(x) + x3。1775年,欧拉在《微分学原理》一书中又提出了函数
的一个定义:“如果某些量以如下方式依赖于另一些量,即当后者变化时,前者本身也发生变化,则称前一些量是后
一些量的函数。”
当时很多数学家对于不用公式表示函数很不习惯,甚至抱怀疑态度,函数的概念仍然是比较模糊的。 随着对
微积分研究的深入,18世纪末19世纪初,人们对函数的认识向前推进了.德国数学家狄利克雷在1837年时提出:
“如果对于x的每一个值,y总有一个完全确定的值与之对应,那么y是x的函数.”这个定义较清楚地说明了函数
的内涵:只要有一个法则,使得取值范围中的每一个x,有一个确定的y和它对应就行了,不管这个法则是用公式
还是用图象、表格等形式表示。例如,狄利克雷函数,即:当自变量取有理数时,函数值为1;当自变量取无理数时,
函数值为0.它只能用对应的语言予以表达。
19世纪的数学家开始对数学的各个分支作规范整理。维尔斯特拉斯(Karl Weierstrass)提出将微积分学建
立在算术,而不是几何的基础上,因而更趋向于欧拉的定义。19世纪70年代以后,随着集合概念的出现,函数概
念又进而用更加严谨的集合和对应语言表述。通过扩展函数的定义,数学家能够对一些“奇怪”的数学对象进行研
究,例如不可导的连续函数。这些函数曾经被认为只具有理论价值,迟至20世纪初时它们仍被视作“怪物”。直到
后来,人们发现这些函数在对如布朗运动之类的物理现象进行建模时有重要的作用。
函数概念的发展与生产、生活以及科学技术的实际需要紧密相关,而且随着研究的深入,函数概念不断得到严
谨化、精确化的表达。这与我们学习函数的过程是一样的,先要了解为什么学习函数;再次考虑从那些方面对函数
就行研究;最后用严谨的、精确的语言对函数性质经行描述。