姜業(yè)鋒
用數(shù)學(xué)建模思想來(lái)分析江蘇高考函數(shù)類數(shù)學(xué)題,能夠幫助學(xué)生了解高考函數(shù),指導(dǎo)他們解決生活中有關(guān)函數(shù)的問(wèn)題.結(jié)合近幾年江蘇高考數(shù)學(xué)函數(shù)類試題,本文總結(jié)出了四類考點(diǎn).
一、函數(shù)的概念、性質(zhì)及其應(yīng)用
【例1】請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)包裝盒,如圖1所示,ABCD是邊長(zhǎng)為60cm的正方形硬紙片,切去陰影部分所示的四個(gè)全等的等腰直角三角形,再沿虛線折起,使得四個(gè)點(diǎn)重合于圖中的點(diǎn)P,正好形成一個(gè)正四棱柱形狀的包裝盒,E、F在AB上是被切去的等腰直角三角形斜邊的兩個(gè)端點(diǎn),設(shè)AE=FB=xcm.(1)若廣告商要求包裝盒側(cè)面積S(cm2)最大,試問(wèn)x應(yīng)取何值?(2)若廣告商要求包裝盒容積V(cm3)最大,試問(wèn)x應(yīng)取何值?并求出此時(shí)包裝盒的高與底面邊長(zhǎng)的比值.
解析:本題考查函數(shù)的概念、最值等基礎(chǔ)知識(shí),
通過(guò)空間想象和閱讀,來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題.
設(shè)包裝盒的高為h(cm),底面邊長(zhǎng)為a(cm),
由已知得
a=2x,h=60-2x2 =2(30-x),0 (1)S=4ah=8x(30-x)=8(x-15)2+1800,所以當(dāng)x=15時(shí),S取最大值. (2)V=a2h=22(-x3+30x2),V′=62x·(20-x),由V′=0得x=0(舍)或x=20. 當(dāng)x∈(0,20)時(shí),V′>0;當(dāng)x∈(20,30)時(shí),V′<0.所以當(dāng)x=20時(shí),V取最大值,此時(shí)ha=12 ,即包裝盒的高和地面邊長(zhǎng)的比值為12 . 二、基本函數(shù)的圖像和性質(zhì) 【例2】函數(shù)f(x)=Asin(wx+φ)(A,w,φ是常數(shù),A>0,w>0)的部分圖像如圖2所示,求f(0)的值. 解析:本題考查三角函數(shù)的圖像及其性質(zhì). 由圖像可知,函數(shù)圖像過(guò)點(diǎn)(π3,0) ,(7π12 ,-2), 又A>0,w>0, 可知T4 =7π12 -π3 , 解得T=π=2πw ,得w=2. 又函數(shù)圖像的最低點(diǎn)是(7π12,-2 ),故A=2. 根據(jù)2sin(2×7π12 +φ=-2) ,可得φ=π3 . 所以f(0)=2sinπ3=62 . 三、方程根的問(wèn)題 【例3】已知a,b,c,d是不全為0的實(shí)數(shù).函數(shù)f(x)=bx2+cx+d,g(x)=ax3+bx2+cx+d,方程f(x)=0有實(shí)根,且f(x)=0的實(shí)數(shù)根都是g(f(x))的根,反之g(f(x))=0的實(shí)數(shù)根都是f(x)=0的根.(1)求d的值;(2)若a=0,求c的取值范圍. 解析:本題主要考查函數(shù)方程根問(wèn)題,可以運(yùn)用分類討論和等價(jià)轉(zhuǎn)化的方法. (1)設(shè)r為方程的一個(gè)根,即f(r)=0,由題可知g(f(r))=0,則g(0)=d=0.所以d=0. (2)由(1)知d=0,所以當(dāng)a=0時(shí),f(x)=0,g(f(x))=0,則f(x)=x(bx+c)=0,g(f(x))=x(bx+c)(b2x2+bcx+c)=0, a,b,c,d是不全為0的實(shí)數(shù). (i)當(dāng)c=0,b≠0時(shí),符合題設(shè); (ii)當(dāng)c≠0,b=0時(shí),符合題設(shè); (iii)當(dāng)c≠0,b≠0時(shí),f(x)有x1=0,x2=-cb ,也是方程g(f(x))的根,但不是方程b2x2+bcx+c=0的實(shí)數(shù)根.故此方程無(wú)實(shí)數(shù)根,則此方程的判別式Δ=(bc)2-4b2c<0,得0 綜上所述,c的取值范圍是[0,4). 四、函數(shù)的零點(diǎn) 圖3 【例4】函數(shù)f(x)=x-cosx在[0,+∞)內(nèi)(). A.沒(méi)有零點(diǎn) B.有且僅有一個(gè)零點(diǎn) C.有且僅有兩個(gè)零點(diǎn) D.有無(wú)窮多個(gè)零點(diǎn) 解析:判斷函數(shù)在區(qū)間上是否存在零點(diǎn)時(shí),有三種情況:能直接求出零點(diǎn)時(shí),直接求出判斷;不能直接求出零點(diǎn)時(shí),據(jù)存在性定理判斷;用零點(diǎn)存在性定理無(wú)法判斷時(shí),畫(huà)出圖像判斷. (責(zé)任編輯金鈴)