函數(shù)是高中數(shù)學(xué)研究的重要內(nèi)容之一.函數(shù)方程思想貫穿整個高中數(shù)學(xué),是思考和解決數(shù)學(xué)問題的重要思想,對分析和解決各種數(shù)學(xué)問題和實際應(yīng)用問題具有重要的作用.是歷屆高考的重中之重.
高三函數(shù)的復(fù)習(xí)不是簡單知識重復(fù),而是再認識,再提高的過程.復(fù)習(xí)中的最大矛盾是時間短,內(nèi)容多,要求高.這就要求在復(fù)習(xí)時既要做到突出重點,抓住典型,又能在高度概括中深刻揭示知識的內(nèi)在聯(lián)系,使其在掌握規(guī)律中理解、記憶、熟練、提高.為了搞好函數(shù)復(fù)習(xí),筆者提以下幾點看法:
一、精讀《考試說明》,明確高考方向
《考試說明》中關(guān)于函數(shù)部分的要求:了解構(gòu)成函數(shù)的三要素,會求一些簡單的函數(shù)的定義域和值域,了解映射的概念;在實際情境中,會根據(jù)不同的需要選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ǎㄈ鐖D象法,列表法,解析法)表示函數(shù);了解簡單的分段函數(shù),并能簡單的應(yīng)用;理解函數(shù)的單調(diào)性,最大(?。┲导捌鋷缀我饬x;結(jié)合具體函數(shù),了解函數(shù)的奇偶性的含義;會應(yīng)用函數(shù)圖象理解和研究函數(shù)的性質(zhì).關(guān)于指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、函數(shù)與方程、函數(shù)模型及其應(yīng)用等《考試說明》中也都有明確要求(詳見《考試說明》).
二、理清知識系統(tǒng),掌握知識間的內(nèi)在聯(lián)系
一般地應(yīng)從三個大部分來認識高中數(shù)學(xué)有關(guān)函數(shù)知識的立體結(jié)構(gòu).
橫向:要掌握好分析函數(shù)性質(zhì)的六個方面,即函數(shù)的定義域;值域;單調(diào)性;奇偶性;周期性(一般在三角函數(shù)中提出這個問題);函數(shù)的特殊值(例如指數(shù)函數(shù)都有x=0時y=1).
對每個方面都要建立常規(guī)解法,例如求值域,就有畫圖象、利用單調(diào)性、或借助于以y表示x的“反表達式”、或換元或用求導(dǎo)數(shù)等基本方法,有時要兩種甚至數(shù)種方法并用.
例1 設(shè)計一幅宣傳畫,要求畫面面積為4 840 cm2,畫面的寬與高的比為λ(λ<1),畫面的上、下各留8 cm的空白,左右各留5 cm空白,怎樣確定畫面的高與寬尺寸,才能使宣傳畫所用紙張面積最?。咳绻恕?3,34,那么λ為何值時,能使宣傳畫所用紙張面積最?。开?/p>
分析 證明S(λ)在區(qū)間23,34上的單調(diào)性容易出錯,其次不易把應(yīng)用問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題來解決.
解 設(shè)畫面高為x cm,寬為λx cm,則λx2=4 840 cm2,設(shè)紙張面積為S cm2,
則S=(x+16)(λx+10)=λx2+(16λ+10)x+160,將x=2210λ代入上式得S=5 000+4410(8λ+5λ),
當(dāng)8λ=5λ,即λ=58(58<1)時S取得最小值
此時高x=4840λ=88 cm,寬λx=58×88=55 cm
如果λ∈23,34,可設(shè)23≤λ1<λ2≤34,
則由S的表達式得S(λ1)-S(λ2)=4410(λ1-λ2)(8-5λ1λ2)
又λ1λ2≥23>58,故8-5λ1λ2>0.∴S(λ1)-S(λ2)<0,∴S(λ)在區(qū)間23,34內(nèi)單調(diào)遞增.從而對于λ∈23,34,當(dāng)λ=23時,S(λ)取得最小值.
答:畫面高為88 cm,寬為55 cm時,所用紙張面積最小.如果要求λ∈23,34,當(dāng)λ=23時,所用紙張面積最小.
縱向:高中所要掌握的函數(shù)分類:一是基本初等函數(shù)即冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)與對數(shù)函數(shù)、六種三角函數(shù);二是簡單函數(shù)即由基本初等函數(shù)與常數(shù)的和、差、積(冪)、商構(gòu)成的函數(shù),如一次函數(shù)、二次函數(shù),一次、二次有理函數(shù)等;三是由上述兩類函數(shù)組成的復(fù)合函數(shù);四是由上述三類函數(shù)組成的分段函數(shù).
立向:要掌握好函數(shù)圖象的畫法與變換,學(xué)好圖象知識也是學(xué)好函數(shù)的關(guān)鍵之一,除了描點連線基本畫圖象的方法外,還有利用解析幾何知識、以及平移、對稱、伸縮等變換規(guī)律;要求熟悉基本初等函數(shù)的圖象,并用圖象來記憶一些需要記的基本初等函數(shù)的性質(zhì);提高一步還可利用圖象來解決一些問題(數(shù)形結(jié)合).
例2 對函數(shù)y=f(x)定義域中任一個x的值均有f(x+a)=f(a-x),
(1)求證y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=a對稱;(2)若函數(shù)f(x)對一切實數(shù)x都有f(x+2)=f(2-x),且方程f(x)=0恰好有四個不同實根,求這些實根之和.
分析 把證明圖象對稱問題轉(zhuǎn)化到點的對稱問題.
(1)證明設(shè)(x0,y0)是函數(shù)y=f(x)圖象上任一點,則y0=f(x0),
∵(2a-x0)+x02=a,∴點(x0,y0)與(2a-x0,y0)關(guān)于直線x=a對稱,
又f(x+a)=f(a-x),∴f(2a-x0)=fa+(a-x0)=fa-(a-x0)=f(x0)=y0,
∴(2a-x0,y0)也在函數(shù)的圖象上,
故y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=a對稱
(2)解由f(x+2)=f(2-x)得y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=2對稱,
若x0是f(x)=0的根,則4-x0也是f(x)=0的根,
若x1是f(x)=0的根,則4-x1也是f(x)=0的根,∴x0+(4-x0)+x1+(4-x1)=8.
即f(x)=0的四根之和為8.
如果能從以上三維角度來理解函數(shù)的知識結(jié)構(gòu),就能把紛繁龐雜的函數(shù)知識梳理得脈絡(luò)清楚,把握起來就更容易一些了.
三、函數(shù)復(fù)習(xí)要重視滲透數(shù)學(xué)思想方法
函數(shù)這一部分重要的數(shù)學(xué)思想方法有:函數(shù)與方程思想,分類討論思想,等價轉(zhuǎn)化思想,數(shù)形結(jié)合思想.?dāng)?shù)學(xué)方法有:配方法,換元法,待定系數(shù)法,比較法等.
數(shù)學(xué)思想是以具體的知識為依托的,在復(fù)習(xí)過程中,要重視知識的形成過程,著重研究解題的思維過程,有意識的滲透思想方法,使我們從更高層次去領(lǐng)悟,去把握,去反思數(shù)學(xué)知識,增強數(shù)學(xué)意識,提高數(shù)學(xué)能力.
例3 已知函數(shù)f(x)=logmx-3x+3
(1)若f(x)的定義域為α,β,(β>α>0),判斷f(x)在定義域上的增減性,并加以說明;(2)當(dāng)0
分析 第(1)問中考生易忽視“α>3”這一關(guān)鍵隱性條件;第(2)問中轉(zhuǎn)化出的方程,不能認清其根的實質(zhì)特點,為兩個大于3的根.
解 (1)x-3x+3>0x<-3或x>3.∵f(x)定義域為α,β,∴α>3
設(shè)β≥x1>x2≥α,有x1-3x1+3-x2-3x2+3=6(x1-x2)(x1+3)(x2+3)>0.
當(dāng)0
(2)若f(x)在α,β上的值域為logmm(β-1),logmm(α-1)
∵0 mβ2+(2m-1)β-3(m-1)=0mα2+(2m-1)α-3(m-1)=0,又β>α>3 即α,β為方程mx2+(2m-1)x-3(m-1)=0的大于3的兩個根 ∴0 故當(dāng)0 四、函數(shù)復(fù)習(xí)要重視幾類特殊函數(shù)(抽象函數(shù),分段函數(shù)) 由于抽象函數(shù)沒有給出具體的解析式,所以理解研究起來比較困難,但是這類問題對培養(yǎng)觀察能力,有十分重要的作用,近幾年來高考無論是客觀題還是主觀題中都有涉及.在解決抽象函數(shù)問題時,聯(lián)想這個抽象函數(shù)與我們學(xué)過的什么函數(shù)近似?如fab=fa+fb(a>0,b>0),可看作是fx=logax.再如fa+b=fa#8226;fb可看作fx=ax.這樣就把抽象問題轉(zhuǎn)化為熟悉的函數(shù)問題.特別是解填空題時,運算過程大為簡潔,準確性大大提高. 再則研究抽象函數(shù)性質(zhì)時(如證明周期函數(shù)時)一般采用“整體代換”的方法;判定奇偶性時,一般采用“賦值法”,求抽象函數(shù)值時,也可采用賦值法. 如:(2005廣東卷)設(shè)函數(shù)f(x)在(-∞,+∞)上滿足f(2-x)=f(2+x),f(7-x)=f(7+x),且在閉區(qū)間[0,7]上,只有f(1)=f(3)=0.(Ⅰ)試判斷函數(shù)y=f(x)的奇偶性;(Ⅱ)試求方程f(x)=0在閉區(qū)間[-2005,2005]上的根的個數(shù),并證明你的結(jié)論. 分段函數(shù)作為一種特殊函數(shù),在高考中對其所具有的性質(zhì)的考查是目前的熱點之一. 如:(2005年浙江卷)對a,b∈R,記maxa,b=a a≥bb a 五、復(fù)習(xí)中還應(yīng)特別關(guān)注函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的交匯 函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的交匯一般有:導(dǎo)數(shù)與函數(shù)最值問題的交匯;導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性問題的交匯;導(dǎo)數(shù)與函數(shù)圖象切線問題的交匯;導(dǎo)數(shù)與函數(shù)不等式證明問題的交匯;導(dǎo)數(shù)與函數(shù)建模問題的交匯等. 例4 (通州市2009屆高三第二次調(diào)研測試)已知函數(shù)y=f(x)=ln xx.(Ⅰ)求函數(shù)y=f(x)的圖像在x=1e處的切線方程;(Ⅱ)求y=f(x)的最大值; (Ⅲ)設(shè)實數(shù)a>0,求函數(shù)F(x)=af(x)在a,2a上的最小值. 分析:這是一道典型導(dǎo)數(shù)與函數(shù)最值問題的交匯問題.設(shè)y=f(x)為可導(dǎo)函數(shù),函數(shù)f(x)在某點取得極值的充要條件是該點的導(dǎo)數(shù)為零或不存在且該點兩側(cè)的導(dǎo)數(shù)異號;定義在閉區(qū)間上的初等函數(shù)必存在最值,它只能在區(qū)間的端點或區(qū)間內(nèi)的極值點取得.高考常結(jié)合求函數(shù)極值(最值)、參數(shù)取值范圍、解決數(shù)學(xué)應(yīng)用等問題考查導(dǎo)數(shù)最值性質(zhì)在函數(shù)問題中的應(yīng)用. 解:(Ⅰ)∵f(x)定義域為0,+∞,∴f′(x)=1-ln xx2.∵f(1e)=-e, 又∵k=f′(1e)=2e2,∴函數(shù)y=f(x)的在x=1e處的切線方程為:y+e=2e2(x-1e),即y=2e2x-3e. (Ⅱ)令f′(x)=0得x=e.∵當(dāng)x∈(0,e)時,f′(x)>0,f(x)在(0,e)上為增函數(shù);當(dāng)x∈(e,+∞)時,f′(x)<0,在(e,+∞)上為減函數(shù).∴fmax(x)=f(e)=1e. (Ⅲ)∵a>0,由(Ⅱ)知:F(x)在(0,e)上單調(diào)遞增,在(e,+∞)上單調(diào)遞減.∴F(x)在a,2a上的最小值fmin(x)=min{F(a),F(xiàn)(2a)}.∵F(a)-F(2a)=12ln a2.∴①當(dāng)00,fmin(x)=F(2a)=12ln 2a. 函數(shù)復(fù)習(xí)關(guān)鍵在悟,復(fù)習(xí)中要跟緊老師節(jié)奏,體會老師思路,與老師的復(fù)習(xí)思想產(chǎn)生共鳴.