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把握四个点 解好函数图像题

2014-09-09王丽

中学生理科应试 2014年4期
关键词:凸轮交点图象

王丽

函数图像题在历年各地高考试题中出现机率很高.那么怎样才能解好图像题呢?我认为首先要读懂题目中有限的文字信息,弄清考查的是哪方面的数学知识,对题目的数量作了哪些说明等等;其次要看清横纵坐标轴所表示的具体意义;再有就是对整个函数图像进行多角度认真地分析,这是解好图像题的关键环节.解好函数图像题关键在于把握住它的四个点——起点、折点、交点、终点.下面以近几年各地高考题为例,对这四个点分别加以说明.

一、起点

起点是一个函数图像中必备的一个点,它的位置可在原点、x轴或y轴上.在判断一个图像是否正确的时候,起点往往是第一个要考虑的因素.

例1(2011年高考江西文10)如图1,一个“凸轮”放置于直角坐标系X轴上方,其“底端”落在原点O处,一顶点及中心M在Y轴正半轴上,它的外围由以正三角形的顶点为圆心,以正三角形的边长为半径的三段等弧组成.

图1今使“凸轮”沿X轴正向滚动前进,在滚动过程中“凸轮”每时每刻都有一个“最高点”,其中心也在不断移动位置,则在“凸轮”滚动一周的过程中,将其“最高点”和“中心点”所形成的图形按上、下放置,应大致为( )

解析根据中心M的位置,可以知道中心并非是出于最低与最高中间的位置,而是稍微偏上,随着转动,M的位置会先变高,当顶点到底时,M最高,排除CD选项,而对于最高点,当M最高时,最高点的高度应该与旋转开始前相同,因此排除B,选A.

二、折点

顾名思义,折点是指图像在变化过程中方向发生了大的转变的那个点.它的出现往往是两个变量中某一变量单方面停止造成的.图2

例2(2012年高考江西卷文10)如图2,|OA|=2(单位:m),|OB|=1(单位:m),OA与OB的夹角为π6,以A为圆心,AB为半径作圆弧BDC与线段OA延长线交于点C.甲、乙两质点同时从点O出发,甲先以速率1(单位:m/s)沿线段OB行至点B,再以速率3(单位:m/s)沿圆弧BDC行至点C后停止;乙以速率2(单位:m/s)沿线段OA行至点A后停止.设t时刻甲、乙所到达的两点连线与它们经过的路径所围成图形的面积为S(t)(S(0)=0),则函数y=S(t)的图像大致是().

解析本题破解的切入点关键是抓住几个重要的时间点,确定不同时间段S(t)的形状,从而求出解析式,然后根据解析式来确定函数图象.

由|OA|=2,|OB|=1知,当t≤1时,所围成的图形是三角形,易得S(t)=12t2,对应的函数图象是开口向上的抛物线的一部分;存在t0(t0>1),当t=t0时,甲刚好运动到C,则1

例3(2011年高考安徽理10) 函数f(x)=axm(1-x)n在区间[0,1]上的图像如图3所示,则m,n的值可能是().

图3A.m=1,n=1

B.m=1,n=2

C.m=2,n=1

D.m=3,n=1

解析代入验证,当m=1,n=2,f(x)=ax(1-x)2=a(x3-2x2+x),则f ′(x)=a(3x2-4x+1),由f ′(x)=a(3x2-4x+1)=0可知,x1=13,x2=1,结合图像可知函数应在(0,13)递增,在(13,1)递减,即在x=13处取得最大值,由f(13)=a×13(1-13)2=12,知a存在.故选B.

评注本题考查导数在研究函数单调性中的应用,考查函数图像,考查思维的综合能力.

三、交点

图像题中有意义的交点一般有以下几种情况:(1)两条曲线的交点,表示该条件下这两种数量相同;(2)如果一个图像经过一系列的变化最后与x轴相交,则表示该点纵坐标取值为零.

图4例4(2012年高考天津文14)已知函数y=|x2-1|x-1的图像与函数y=kx的图像恰有两个交点,则实数k的取值范围是.

解析函数

y=|x2-1|x-1

=|(x-1)(x+1)|x-1,当x>1时,y=|x2-1|x-1=|x+1|=x+1,当x<1时,y=|x2-1|x-1=-|x+1|=-x-1,-1≤x<1

x+1,x<-1,综上函数y=|x2-1|x-1=x+1,x>1

-x-1,-1≤x<1,

x+1,x<-1做出函数的图象,要使函数y=|x2-1|x-1与y=kx有两个不同的交点,则直线y=kx必须在阴影区域内,如图4,则此时当直线经过区域①时,k满足1

图5例5(2012年高考新课标文11)当0

A.(0,22) B.(22,1)

C.(1,2) D.(2,2)

解析当a>1时,显然不成立.若0

四、终点

终点也是一个函数图像中必备的一个点.不过利用终点直接解题的情况几乎没有,更多情况下是利用其与起点或折点所形成的图像的趋势来解题.

例6(2012年高考山东卷理9)函数y=cos6x2x-2-x的图像大致为().

解析因为函数f(x)=cos6x2x-2-x,所以f(-x)=cos6x2-x-2x=-f(x),故函数为奇函数,当x→0,且x>0时f(x)→+∞;当x→0,且x<0时f(x)→-∞;当x→+∞时,2x-2-x→+∞,f(x)→0;当x→-∞时,2x-2-x→-∞,f(x)→0.答案应选D.

评注本题考查函数的图象,考查同学们对函数基础知识的把握程度以及数形结合的思维能力.(收稿日期:2013-12-04)

函数图像题在历年各地高考试题中出现机率很高.那么怎样才能解好图像题呢?我认为首先要读懂题目中有限的文字信息,弄清考查的是哪方面的数学知识,对题目的数量作了哪些说明等等;其次要看清横纵坐标轴所表示的具体意义;再有就是对整个函数图像进行多角度认真地分析,这是解好图像题的关键环节.解好函数图像题关键在于把握住它的四个点——起点、折点、交点、终点.下面以近几年各地高考题为例,对这四个点分别加以说明.

一、起点

起点是一个函数图像中必备的一个点,它的位置可在原点、x轴或y轴上.在判断一个图像是否正确的时候,起点往往是第一个要考虑的因素.

例1(2011年高考江西文10)如图1,一个“凸轮”放置于直角坐标系X轴上方,其“底端”落在原点O处,一顶点及中心M在Y轴正半轴上,它的外围由以正三角形的顶点为圆心,以正三角形的边长为半径的三段等弧组成.

图1今使“凸轮”沿X轴正向滚动前进,在滚动过程中“凸轮”每时每刻都有一个“最高点”,其中心也在不断移动位置,则在“凸轮”滚动一周的过程中,将其“最高点”和“中心点”所形成的图形按上、下放置,应大致为( )

解析根据中心M的位置,可以知道中心并非是出于最低与最高中间的位置,而是稍微偏上,随着转动,M的位置会先变高,当顶点到底时,M最高,排除CD选项,而对于最高点,当M最高时,最高点的高度应该与旋转开始前相同,因此排除B,选A.

二、折点

顾名思义,折点是指图像在变化过程中方向发生了大的转变的那个点.它的出现往往是两个变量中某一变量单方面停止造成的.图2

例2(2012年高考江西卷文10)如图2,|OA|=2(单位:m),|OB|=1(单位:m),OA与OB的夹角为π6,以A为圆心,AB为半径作圆弧BDC与线段OA延长线交于点C.甲、乙两质点同时从点O出发,甲先以速率1(单位:m/s)沿线段OB行至点B,再以速率3(单位:m/s)沿圆弧BDC行至点C后停止;乙以速率2(单位:m/s)沿线段OA行至点A后停止.设t时刻甲、乙所到达的两点连线与它们经过的路径所围成图形的面积为S(t)(S(0)=0),则函数y=S(t)的图像大致是().

解析本题破解的切入点关键是抓住几个重要的时间点,确定不同时间段S(t)的形状,从而求出解析式,然后根据解析式来确定函数图象.

由|OA|=2,|OB|=1知,当t≤1时,所围成的图形是三角形,易得S(t)=12t2,对应的函数图象是开口向上的抛物线的一部分;存在t0(t0>1),当t=t0时,甲刚好运动到C,则1

例3(2011年高考安徽理10) 函数f(x)=axm(1-x)n在区间[0,1]上的图像如图3所示,则m,n的值可能是().

图3A.m=1,n=1

B.m=1,n=2

C.m=2,n=1

D.m=3,n=1

解析代入验证,当m=1,n=2,f(x)=ax(1-x)2=a(x3-2x2+x),则f ′(x)=a(3x2-4x+1),由f ′(x)=a(3x2-4x+1)=0可知,x1=13,x2=1,结合图像可知函数应在(0,13)递增,在(13,1)递减,即在x=13处取得最大值,由f(13)=a×13(1-13)2=12,知a存在.故选B.

评注本题考查导数在研究函数单调性中的应用,考查函数图像,考查思维的综合能力.

三、交点

图像题中有意义的交点一般有以下几种情况:(1)两条曲线的交点,表示该条件下这两种数量相同;(2)如果一个图像经过一系列的变化最后与x轴相交,则表示该点纵坐标取值为零.

图4例4(2012年高考天津文14)已知函数y=|x2-1|x-1的图像与函数y=kx的图像恰有两个交点,则实数k的取值范围是.

解析函数

y=|x2-1|x-1

=|(x-1)(x+1)|x-1,当x>1时,y=|x2-1|x-1=|x+1|=x+1,当x<1时,y=|x2-1|x-1=-|x+1|=-x-1,-1≤x<1

x+1,x<-1,综上函数y=|x2-1|x-1=x+1,x>1

-x-1,-1≤x<1,

x+1,x<-1做出函数的图象,要使函数y=|x2-1|x-1与y=kx有两个不同的交点,则直线y=kx必须在阴影区域内,如图4,则此时当直线经过区域①时,k满足1

图5例5(2012年高考新课标文11)当0

A.(0,22) B.(22,1)

C.(1,2) D.(2,2)

解析当a>1时,显然不成立.若0

四、终点

终点也是一个函数图像中必备的一个点.不过利用终点直接解题的情况几乎没有,更多情况下是利用其与起点或折点所形成的图像的趋势来解题.

例6(2012年高考山东卷理9)函数y=cos6x2x-2-x的图像大致为().

解析因为函数f(x)=cos6x2x-2-x,所以f(-x)=cos6x2-x-2x=-f(x),故函数为奇函数,当x→0,且x>0时f(x)→+∞;当x→0,且x<0时f(x)→-∞;当x→+∞时,2x-2-x→+∞,f(x)→0;当x→-∞时,2x-2-x→-∞,f(x)→0.答案应选D.

评注本题考查函数的图象,考查同学们对函数基础知识的把握程度以及数形结合的思维能力.(收稿日期:2013-12-04)

函数图像题在历年各地高考试题中出现机率很高.那么怎样才能解好图像题呢?我认为首先要读懂题目中有限的文字信息,弄清考查的是哪方面的数学知识,对题目的数量作了哪些说明等等;其次要看清横纵坐标轴所表示的具体意义;再有就是对整个函数图像进行多角度认真地分析,这是解好图像题的关键环节.解好函数图像题关键在于把握住它的四个点——起点、折点、交点、终点.下面以近几年各地高考题为例,对这四个点分别加以说明.

一、起点

起点是一个函数图像中必备的一个点,它的位置可在原点、x轴或y轴上.在判断一个图像是否正确的时候,起点往往是第一个要考虑的因素.

例1(2011年高考江西文10)如图1,一个“凸轮”放置于直角坐标系X轴上方,其“底端”落在原点O处,一顶点及中心M在Y轴正半轴上,它的外围由以正三角形的顶点为圆心,以正三角形的边长为半径的三段等弧组成.

图1今使“凸轮”沿X轴正向滚动前进,在滚动过程中“凸轮”每时每刻都有一个“最高点”,其中心也在不断移动位置,则在“凸轮”滚动一周的过程中,将其“最高点”和“中心点”所形成的图形按上、下放置,应大致为( )

解析根据中心M的位置,可以知道中心并非是出于最低与最高中间的位置,而是稍微偏上,随着转动,M的位置会先变高,当顶点到底时,M最高,排除CD选项,而对于最高点,当M最高时,最高点的高度应该与旋转开始前相同,因此排除B,选A.

二、折点

顾名思义,折点是指图像在变化过程中方向发生了大的转变的那个点.它的出现往往是两个变量中某一变量单方面停止造成的.图2

例2(2012年高考江西卷文10)如图2,|OA|=2(单位:m),|OB|=1(单位:m),OA与OB的夹角为π6,以A为圆心,AB为半径作圆弧BDC与线段OA延长线交于点C.甲、乙两质点同时从点O出发,甲先以速率1(单位:m/s)沿线段OB行至点B,再以速率3(单位:m/s)沿圆弧BDC行至点C后停止;乙以速率2(单位:m/s)沿线段OA行至点A后停止.设t时刻甲、乙所到达的两点连线与它们经过的路径所围成图形的面积为S(t)(S(0)=0),则函数y=S(t)的图像大致是().

解析本题破解的切入点关键是抓住几个重要的时间点,确定不同时间段S(t)的形状,从而求出解析式,然后根据解析式来确定函数图象.

由|OA|=2,|OB|=1知,当t≤1时,所围成的图形是三角形,易得S(t)=12t2,对应的函数图象是开口向上的抛物线的一部分;存在t0(t0>1),当t=t0时,甲刚好运动到C,则1

例3(2011年高考安徽理10) 函数f(x)=axm(1-x)n在区间[0,1]上的图像如图3所示,则m,n的值可能是().

图3A.m=1,n=1

B.m=1,n=2

C.m=2,n=1

D.m=3,n=1

解析代入验证,当m=1,n=2,f(x)=ax(1-x)2=a(x3-2x2+x),则f ′(x)=a(3x2-4x+1),由f ′(x)=a(3x2-4x+1)=0可知,x1=13,x2=1,结合图像可知函数应在(0,13)递增,在(13,1)递减,即在x=13处取得最大值,由f(13)=a×13(1-13)2=12,知a存在.故选B.

评注本题考查导数在研究函数单调性中的应用,考查函数图像,考查思维的综合能力.

三、交点

图像题中有意义的交点一般有以下几种情况:(1)两条曲线的交点,表示该条件下这两种数量相同;(2)如果一个图像经过一系列的变化最后与x轴相交,则表示该点纵坐标取值为零.

图4例4(2012年高考天津文14)已知函数y=|x2-1|x-1的图像与函数y=kx的图像恰有两个交点,则实数k的取值范围是.

解析函数

y=|x2-1|x-1

=|(x-1)(x+1)|x-1,当x>1时,y=|x2-1|x-1=|x+1|=x+1,当x<1时,y=|x2-1|x-1=-|x+1|=-x-1,-1≤x<1

x+1,x<-1,综上函数y=|x2-1|x-1=x+1,x>1

-x-1,-1≤x<1,

x+1,x<-1做出函数的图象,要使函数y=|x2-1|x-1与y=kx有两个不同的交点,则直线y=kx必须在阴影区域内,如图4,则此时当直线经过区域①时,k满足1

图5例5(2012年高考新课标文11)当0

A.(0,22) B.(22,1)

C.(1,2) D.(2,2)

解析当a>1时,显然不成立.若0

四、终点

终点也是一个函数图像中必备的一个点.不过利用终点直接解题的情况几乎没有,更多情况下是利用其与起点或折点所形成的图像的趋势来解题.

例6(2012年高考山东卷理9)函数y=cos6x2x-2-x的图像大致为().

解析因为函数f(x)=cos6x2x-2-x,所以f(-x)=cos6x2-x-2x=-f(x),故函数为奇函数,当x→0,且x>0时f(x)→+∞;当x→0,且x<0时f(x)→-∞;当x→+∞时,2x-2-x→+∞,f(x)→0;当x→-∞时,2x-2-x→-∞,f(x)→0.答案应选D.

评注本题考查函数的图象,考查同学们对函数基础知识的把握程度以及数形结合的思维能力.(收稿日期:2013-12-04)

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