2011新课标高考数学(文)一轮复习讲义(带详细解析):第二编 函数与导数
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§2.1 函数及其表示
一、填空题(本大题共9小题,每小题6分,共54分)
1.(2009·江西改编)函数y =-x 2-3x +4x
的定义域为________________. 解析 由题意得?
???? -x 2-3x +4≥0,x ≠0, 因此-4≤x ≤1且x ≠0.
答案 [-4,0)∪(0,1]
2.(2009·福建改编)下列函数中,与函数y =1x
有相同定义域的是________. ①f (x )=ln x ②f (x )=1x
③f (x )=|x | ④f (x )=e x
解析 y =1x
定义域为(0,+∞),f (x )=ln x 定义域为(0,+∞),f (x )=1x 定义域为{x |x ≠0}. f (x )=|x |定义域为R ,f (x )=e x 定义域为R .
答案 ①
3.(2010·广州模拟)已知函数f (x )=?????
log 2x , x >0,2x , x ≤0.若f (a )=12,则a =________. 解析 当a >0时,log 2a =12
,∴a =2, 当a ≤0时,2a =12
=2-1,∴a =-1.∴a =-1或 2. 答案 -1或 2
4.(2008·陕西理,11)定义在R 上的函数f (x )满足f (x +y )=f (x )+f (y )+2xy (x ,y ∈R ),f (1)=2, 则f (-3)=________.
解析 f (1)=f (0+1)=f (0)+f (1)+2×0×1
=f (0)+f (1),∴f (0)=0.
f (0)=f (-1+1)=f (-1)+f (1)+2×(-1)×1
=f (-1)+f (1)-2,∴f (-1)=0.
f (-1)=f (-2+1)=f (-2)+f (1)+2×(-2)×1
=f (-2)+f (1)-4,∴f (-2)=2.
f (-2)=f (-3+1)=f (-3)+f (1)+2×(-3)×1
=f (-3)+f (1)-6,∴f (-3)=6.
答案 6
第二编 函数与导数
5.(2009·金华模拟)已知f ? ????1-x 1+x =1-x 21+x 2
,则f (x )的解析式为__________. 解析 令t =1-x 1+x ,则x =1-t 1+t
, 因此f (t )=1-? ????1-t 1+t 21+? ??
??1-t 1+t 2=2t 1+t 2, 因此f (x )的解析式为f (x )=2x 1+x 2
. 答案 f (x )=2x 1+x 2
6.(2009·江苏海安高级中学)定义在R 上的函数f (x )满足f (x +1)=-f (x ),且f (x )= ?
???? 1 (-1 =-f (1+1)=f (1)=-1. 答案 -1 7.(2010·泉州第一次月考)已知函数φ(x )=f (x )+g (x ),其中f (x )是x 的正比例函数,g (x )是x 的反比例函数,且φ????13=16,φ(1)=8,则φ(x )=____________. 解析 设f (x )=mx (m 是非零常数), g (x )=n x (n 是非零常数),则φ(x )=mx +n x , 由φ????13=16,φ(1)=8, 得????? 16=13m +3n 8=m +n ,解得????? m =3n =5. 故φ(x )=3x +5x . 答案 3x +5x 8.(2010·宿迁模拟)如右图所示,在直角坐标系的第一象限内,△AOB 是边 长为2的等边三角形,设直线x=t (0≤t ≤2)截这个三角形可得位于此直线 左方的图形的面积为f(t),则函数y=f(t)的图象(如下图所示)大致是 (填序号). 解析 首先求出该函数的解析式. 当0≤t ≤1时,如下图甲所示, 有f (t )=S △MON =32t 2. 当1≤t <2时,如下图乙所示, 有f (t )=S △AOB -S △MNB =-32(2-t )2+3, .)21(3)2(2 3)10(23)(22???????≤<+--≤≤=∴t t t t t f 答案 ④ 9.(2009·浙江温州十校联考)在平面直角坐标系中,横坐标、纵坐标均为整数的点称为整点, 如果函数f (x )的图象恰好通过n (n ∈N *)个整点,则称函数f (x )为n 阶整点函数.有下列函 数: ①f (x )=sin 2x ;②g (x )=x 3;③h (x )=(13 )x ; ④φ(x )=ln x ,其中是一阶整点函数的是____________________________________. 解析 对于函数f (x )=sin 2x ,它只通过一个整点(0,0),故它是一阶整点函数;对于函数g (x )=x 3,当x ∈Z 时,一定有g (x )=x 3∈Z ,即函数g (x )=x 3通过无数个整点,它不是一 阶整点函数;对于函数h (x )=(13 )x ,当x =0,-1,-2,…时,h (x )都是整数,故函数h (x )通过无数个整点,它不是一阶整点函数;对于函数φ(x )=ln x ,它只通过一个整点(1,0),故它是一阶整点函数. 答案 ①④ 二、解答题(本大题共3小题,共46分) 10.(14分)(2009·泰州二模)(1)已知f (x )的定义域是[0,4],求 ①f (x 2)的定义域; ②f (x +1)+f (x -1)的定义域. (2)已知f (x 2)的定义域为[0,4],求f (x )的定义域. 解 (1)∵f (x )的定义域为[0,4], ①f (x 2)以x 2为自变量,∴0≤x 2≤4,∴-2≤x ≤2, 故f (x 2)的定义域为[-2,2]. ②f (x +1)+f (x -1)以x +1,x -1为自变量,于是有? ???? 0≤x +1≤4,0≤x -1≤4,∴1≤x ≤3. 故f (x +1)+f (x -1)的定义域为[1,3]. (2)∵f (x 2)的定义域为[0,4],∴0≤x ≤4, ∴0≤x 2≤16,故f (x )的定义域为[0,16]. 11.(16分)(2010·徐州模拟)已知f (x )=x 2-2x +1,g (x )是一次函数,且f [g (x )]=4x 2,求g (x ) 的解析式. 解 设g (x )=ax +b (a ≠0), 则f [g (x )]=(ax +b )2-2(ax +b )+1 =a 2x 2+(2ab -2a )x +b 2-2b +1=4x 2. ∴????? a 2=4,2ab -2a =0, b 2-2b +1=0.解得a =±2,b =1. ∴g ( x )=2x +1或g (x )=-2x +1. 12.(16分)(2009·广东三校一模)某租赁公司拥有汽车100辆.当每辆车的月租金为3 000元 时,可全部租出.当每辆车的月租金每增加50元时,未租出的车将会增加一辆.租出的车每辆每月需要维护费150元,未租出的车每辆每月需要维护费50元. (1)当每辆车的月租金定为3 600元时,能租出多少辆车? (2)当每辆车的月租金定为多少元时,租赁公司的月收益最大?最大月收益是多少? 解 (1)当每辆车的月租金为3 600元时, 未租出的车辆数为3 600-3 00050 =12, 所以这时租出了88辆车. (2)设每辆车的月租金定为x 元, 则租赁公司的月收益为 f (x )=? ???100-x -3 00050(x -150)-x -3 00050×50, 整理得f (x )=-x 250 +162x -21 000 =-150 (x -4 050)2+307 050. ∴当x =4 050时,f (x )最大, 最大值为f (4 050)=307 050. 答 (1)当每辆车的月租金定为3 600元时,能租出88辆车; (2)当每辆车的月租金定为4 050元时,租赁公司的月收益最大,最大收益为307 050元. §2.2 函数的单调性及最大(小)值 一、填空题(本大题共9小题,每小题6分,共54分) 1.(2010·江苏盐城一模)函数f (x )=ln(4+3x -x 2)的单调递减区间是________. 解析 函数f (x )的定义域是(-1,4), 令u (x )=-x 2+3x +4 =-????x -322+254的减区间为??? ?32,4, ∵e>1,∴函数f (x )的单调减区间为????32,4. 答案 [32 ,4) 2.(2009·湖南改编)设函数y =f (x )在(-∞,+∞)内有定义,对于给定的正数K ,定义函数 f K (x )=????? f (x ), f (x )≤K ,K , f (x )>K .取函数f (x )=2-|x |,当K =12时,函数f K (x )的单调递增区间为_ _________________. 解析 由f (x )=2-|x |≤12 得-|x |≤-1, ∴|x |≥1.∴x ≥1或x ≤-1. ∴f K (x )=????? 2-|x |,x ≥1或x ≤-1,12,-1 当x ∈(1,+∞)时,f K (x )=2-x =????12x ,在(1,+∞)上为减函数. 当x ∈(-∞,-1)时,f K (x )=2x ,在(-∞,-1)上为增函数. 答案 (-∞,-1) 3.(2009·江苏扬州模拟)已知f (x )是R 上的减函数,则满足f (1x )>f (1)的x 的取值范围为 __________________. 解析 由题意f (1x )>f (1),1x <1,即1-x x <0, ∴x >1或x <0. 答案 (-∞,0)∪(1,+∞) 4.(2010·徐州调研)若f (x )在(0,+∞)上是减函数,则f (a 2-a +1)与f (34 )的大小关系是 ________________. 解析 ∵a 2-a +1=(a -12)2+34≥34 , f (x )在(0,+∞)上是减函数,∴f (a 2-a +1)≤f (34 ). 答案 f (a 2-a +1)≤f (34 ) 5.(2010·山东临沂模拟)若f (x )=-x 2+2ax 与g (x )=a x +1 在区间[1,2]上都是减函数,则a 的取值范围是____________________. 解析 由f (x )=-x 2+2ax 得对称轴为x =a ,在[1,2]上是减函数,所以a ≤1,又由g (x )=a x +1 在[1,2]上是减函数,所以a >0,综合得a 的取值范围为(0,1]. 答案 (0,1] 6.(2009·山东烟台调研)关于下列命题: ①若函数y =2x 的定义域是{x |x ≤0},则它的值域是{y |y ≤1}; ②若函数y =1x 的定义域是{x |x >2},则它的值域是{y |y ≤12 }; ③若函数y =x 2的值域是{y |0≤y ≤4},则它的定义域一定是{x |-2≤x ≤2}; ④若函数y =log 2x 的值域是{y |y ≤3},则它的定义域是{x |0 解析 ①中,x ≤0,y =2x ∈(0,1];②中,x >2,y =1x ∈(0,12 );③中,y =x 2的值域是{y |0≤y ≤4}, 但它的定义域不一定是{x |-2≤x ≤2};④中,y =log 2x ≤3,∴0 答案 ①②③ 7.(2010·惠州一模)已知y =f (x )是定义在(-2,2)上的增函数,若f (m -1) 解析 依题意,原不等式等价于 ????? -2 m -1<1-2m ?????? -1 . 答案 ??? ?-12,23 8.(2009·福建厦门适应性考试)若函数f (x )=(m -1)x 2+mx +3 (x ∈R )是偶函数,则f (x )的单调减区间是____________________. 解析 ∵f (x )是偶函数, ∴f (-x )=f (x ), ∴(m -1)x 2-mx +3 =(m -1)x 2+mx +3,∴m =0. 这时f (x )=-x 2+3, ∴单调减区间为[0,+∞). 答案 [0,+∞) 9.(2010·湛江调研)若函数y =x 2-3x -4的定义域为[0,m ],值域为[-254 ,-4],则m 的取 值范围是__________________. 解析 ∵f (x )=x 2-3x -4=(x -32)2-254 , ∴f (32)=-254 ,又f (0)=-4, 故由二次函数图象可知 ??? 32≤m ,m -32≤32 -0.解得32≤m ≤3. 答案 [32 ,3] 二、解答题(本大题共3小题,共46分) 10.(14分)(2010·无锡模拟)已知f (x )在定义域(0,+∞)上为增函数,且满足f (xy )=f (x )+f (y ), f (3)=1,试解不等式f (x )+f (x -8)≤2. 解 根据题意,由f (3)=1, 得f (9)=f (3)+f (3)=2. 又f (x )+f (x -8)=f [x (x -8)], 故f [x (x -8)]≤f (9). ∵f (x )在定义域(0,+∞)上为增函数, ∴????? x >0,x -8>0,x (x -8)≤9, 解得8<x ≤9. ∴原不等式的解集为{x |8 11.(16分)(2010·镇江模拟)已知f (x )=x x -a (x ≠a ). (1)若a =-2,试证f (x )在(-∞,-2)内单调递增; (2)若a >0且f (x )在(1,+∞)内单调递减,求a 的取值范围. (1)证明 任设x 1 则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1+2-x 2x 2+2 =2(x 1-x 2)(x 1+2)(x 2+2) . ∵(x 1+2)(x 2+2)>0,x 1-x 2<0, ∴f (x 1)-f (x 2)<0即f (x 1) ∴f (x )在(-∞,-2)内单调递增. (2)解 任设1 f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1-a -x 2x 2-a =a (x 2-x 1)(x 1-a )(x 2-a ) . ∵a >0,x 2-x 1>0, ∴要使f (x 1)-f (x 2)>0,只需(x 1-a )(x 2-a )>0恒成立,∴a ≤1. 综上所述,0 12.(16分)(2010·无锡调研)函数f (x )对任意的实数m 、n 有f (m +n )=f (m )+f (n ),且当x >0时 有f (x )>0. (1)求证:f (x )在(-∞,+∞)上为增函数; (2)若f (1)=1,解不等式f [log 2(x 2-x -2)]<2. (1)证明 设x 2>x 1, 则x 2-x 1>0. ∵f (x 2)-f (x 1)=f (x 2-x 1+x 1)-f (x 1) =f (x 2-x 1)+f (x 1)-f (x 1) =f (x 2-x 1)>0,∴f (x 2)>f (x 1), 故f (x )在(-∞,+∞)上为增函数. (2)解 ∵f (1)=1, ∴2=1+1=f (1)+f (1)=f (2). 又f [log 2(x 2-x -2)]<2, ∴f [log 2(x 2-x -2)] ∴log 2(x 2-x -2)<2, 于是????? x 2-x -2>0,x 2-x -2<4. ∴? ???? x <-1或x >2,-2 ∴原不等式的解集为{x |-2 §2.3 函数的奇偶性 一、填空题(本大题共9小题,每小题6分,共54分) 1.(2009·江西改编)已知函数f (x )是(-∞,+∞)上的偶函数,若对于x ≥0,都有f (x +2)=f (x ), 且当x ∈[0,2)时,f (x )=log 2(x +1),则f (-2 008)+f (2 009)的值为____. 解析 f (-2 008)+f (2 009)=f (2 008)+f (2 009) =f (0)+f (1)=log 21+log 2(1+1)=1. 答案 1 2.(2010·江苏南京模拟)已知y =f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 2-2x ,则在R 上f (x )的表达式为____________. 解析 设x <0,则-x >0,由f (x )为奇函数知 f (x )=-f (-x )=-[(-x )2-2(-x )]=-x 2-2x . ∴f (x )=? ???? x 2-2x (x ≥0),-x 2-2x (x <0). 即f (x )=x (|x |-2). 答案 f (x )=x (|x |-2) 3.(2010·浙江宁波检测)已知函数f (x )=g (x )+2,x ∈[-3,3],且g (x )满足g (-x )=-g (x ),若 f (x )的最大值、最小值分别为M 、N ,则M +N =________. 解析 因为g (x )是奇函数,故f (x )关于(0,2)对称, 所以M +N =4. 答案 4 4.(2010·泰州模拟)f (x )、g (x )都是定义在R 上的奇函数,且F (x )=3f (x )+5g (x )+2,若F (a )=b ,则F (-a )=____________. 解析 令G (x )=F (x )-2=3f (x )+5g (x ), 故G (x )是奇函数, 又? ???? G (a )=F (a )-2,G (-a )=F (-a )-2, 解得F (-a )=-b +4. 答案 -b +4 5.(2010·无锡模拟)已知函数y =f (x )是定义在R 上的奇函数,则下列函数中是奇函数的是 ______(填序号). ①y =f (|x |); ②y =f (-x ); ③y =x ·f (x );④y =f (x )+x . 解析 ∵f (x )的定义域为R ,∴f (|-x |)=f (|x |), ∴y =f (|x |)是偶函数; 令F (x )=f (-x ), 则F (-x )=f (x )=-f (-x )=-F (x ), ∴F (x )是奇函数,∴②是奇函数; 令M (x )=x ·f (x ), 则M (-x )=-x ·f (-x )=x ·f (x )=M (x ), ∴M (x )是偶函数; 令N (x )=f (x )+x , 则N (-x )=f (-x )-x =-f (x )-x =-[f (x )+x ]=-N (x ), ∴N (x )是奇函数,故②、④是奇函数. 答案 ②④ 6.(2009·重庆)若f (x )=12x -1 +a 是奇函数,则a =________________. 解析 ∵f (-x )=-f (x ),即12-x -1+a =-12x -1 -a , ∴2x +a -a ·2x 1-2x =-1-a ·2x +a 2x -1 , ∴(a -1)2x -a =-a ·2x +(a -1), ∴????? a -1=-a ,-a =a -1,∴a =12. 答案 12 7.(2010·江苏如东模拟)定义两种运算:a b =a 2-b 2,a ?b =(a -b )2,则函数f (x )=2 x (x ?2)-2 的奇偶性为________________. 解析 由题意知:f (x )=4-x 2(x -2)2-2 =4-x 2 |x -2|-2, 定义域为[-2,0)∪(0,2], ∴f (x )=4-x 2 -x ,x ∈[-2,0)∪(0,2]. 又∵f (-x )=4-x 2 x =-f (x ). ∴函数f (x )为奇函数. 答案 奇函数 8.(2009·四川改编)已知函数f (x )是定义在实数集R 上的不恒为零的偶函数,且对任意实数x 都有xf (x +1)=(1+x )f (x ),则f ??? ?f ????52的值是________. 解析 由xf (x +1)=(1+x )f (x )可得 32f ????52=52f ????32,12f ????32=32f ??? ?12, -12f ????12=12f ??? ?-12.又∵f ????12=f ????-12, ∴f ????12=0,f ????32=0,f ??? ?52=0. 又∵-1·f (-1+1)=(1-1)f (-1), ∴-f (0)=0f (-1)=0. ∴f (0)=0, ∴f ??? ?f ????52=f (0)=0. 答案 0 9.(2009·连云港模拟)函数y =f (x )是偶函数,y =f (x -2)在[0,2]上单调递增,则f (-1),f (0), f (2)的大小关系是________. 解析 ∵f (x )是偶函数,∴其图象关于y 轴对称, 又∵y =f (x -2)的图象是由y =f (x )向右平移2个单位得到的,而y =f (x -2)在[0,2]上单调递 增, ∴f (x )在[-2,0]上单调递增,在[0,2]上单调递减, ∴f (-1)=f (1)且f (0)>f (1)>f (2), ∴其大小关系为f (0)>f (-1)>f (2). 答案 f (0)>f (-1)>f (2) 二、解答题(本大题共3小题,共46分) 10.(14分)(2009·江苏金陵中学三模)已知f (x )是实数集R 上的函数,且对任意x ∈R ,f (x )=f (x +1)+f (x -1)恒成立. (1)求证:f (x )是周期函数; (2)已知f (3)=2,求f (2 004). (1)证明 ∵f (x )=f (x +1)+f (x -1) ∴f (x +1)=f (x )-f (x -1), 则f (x +2)=f [(x +1)+1]=f (x +1)-f (x ) =f (x )-f (x -1)-f (x )=-f (x -1). ∴f (x +3)=f [(x +1)+2]=-f [(x +1)-1] =-f (x ). ∴f (x +6)=f [(x +3)+3]=-f (x +3)=f (x ). ∴f (x )是周期函数且6是它的一个周期. (2)解 f (2 004)=f (334×6)=f (0)=-f (3)=-2. 11.(16分)(2009·广东东莞模拟)已知函数f (x )=x 2+|x -a |+1,a ∈R . (1)试判断f (x )的奇偶性; (2)若-12≤a ≤12 ,求f (x )的最小值. 解 (1)当a =0时,函数f (-x )=(-x )2+|-x |+1=f (x ), 此时,f (x )为偶函数. 当a ≠0时,f (a )=a 2+1,f (-a )=a 2+2|a |+1, f (a )≠f (-a ),f (a )≠-f (-a ),此时,f (x )为非奇非偶函数. (2)当x ≤a 时,f (x )=x 2-x +a +1=????x -122+a +34 , ∵a ≤12 ,故函数f (x )在(-∞,a ]上单调递减, 从而函数f (x )在(-∞,a ]上的最小值为f (a )=a 2+1. 当x ≥a 时,函数f (x )=x 2+x -a +1=????x +122-a +34 , ∵a ≥-12 ,故函数f (x )在[a ,+∞)上单调递增,从而函数f (x )在[a ,+∞)上的最小值为f (a ) =a 2+1. 综上得,当-12≤a ≤12时,函数f (x )的最小值为a 2+1. 12.(16分)(2009·东北三省联考)设函数f (x )在(-∞,+∞)上满足f (2-x )=f (2+x ),f (7-x )=f (7+x ),且在闭区间[0,7]上,只有f (1)=f (3)=0. (1)试判断函数y =f (x )的奇偶性; (2)试求方程f (x )=0在闭区间[-2 005,2 005]上的根的个数,并证明你的结论. 解 (1)由????? f (2-x )=f (2+x )f (7-x )=f (7+x )?? ???? f (x )=f (4-x )f (x )=f (14-x ) ?f (4-x )=f (14-x )?f (x )=f (x +10), 从而知函数y =f (x )的周期为T =10. 又f (3)=f (1)=0,而f (7)≠0,故f (-3)≠0. 故函数y =f (x )是非奇非偶函数. (2)由(1)知y =f (x )的周期为10.又f (3)=f (1)=0, f (11)=f (13)=f (-7)=f (-9)=0, 故f (x )在[0,10]和[-10,0]上均有两个解,从而可知函数y =f (x )在[0,2 005]上有402个解,在[-2 005,0]上有400个解,所以函数y =f (x )在[-2 005,2 005]上有802个解. §2.4 指数与指数函数 一、填空题(本大题共9小题,每小题6分,共54分) 1.(2010·镇江模拟)若0 解析 取x =12,则212=2,2-12=22,0.212 =0.2, ∴2>22 >0.2,即2x >2-x >0.2x . 答案 2x >2-x >0.2x 2.(2009·江苏,10)已知a =5-12 ,函数f (x )=a x ,若实数m 、n 满足f (m )>f (n ),则m 、n 的 大小关系为________. 解析 ∵0 <1, ∴函数f (x )=a x 在R 上是减函数. 又∵f (m )>f (n ), ∴m 答案 m 3.(2009·山东烟台模拟)函数y =2-|x |的单调增区间是______________. 解析 画出函数y =2-|x |=????? 2-x x ≥02x x <0的图象,如图. 答案 (-∞,0] 4.(2010·泰州月考)设函数f (x )=????? 2x , x <0,g (x ), x >0若f (x )是奇函数,则g (2)=________. 解析 ∵f (-2)=2-2=14 =-f (2) ∴f (2)=-14 , 又∵f (2)=g (2), ∴g (2)=-14 . 答案 -14 5.(2010·扬州调研)若函数y =4x -3·2x +3的定义域为集合A ,值域为[1,7],集合B =(-∞, 0]∪[1,2],则集合A 与集合B 的关系为________. 解析 因为y =4x -3·2x +3的值域为[1,7], 所以1≤(2x )2-3·2x +3≤7, 所以x ≤0或1≤x ≤2. 答案 A =B 6.(2010·南京调研)若f (x )=-x 2+2ax 与g (x )=(a +1)1-x 在区间[1,2]上都是减函数,则a 的 取值范围是______________. 解析 f (x )=-x 2+2ax 与g (x )=(a +1)1-x 在区间[1,2]上都是减函数,即? ???? a ≤1,a +1>1.故0 答案 (0,1] 7.(2010·锦州模拟)函数y =a x (a >0,且a ≠1)在[1,2]上的最大值比最小值大a 2 ,则a 的值是 _______. 解析 当a >1时,y =a x 在[1,2]上单调递增, 故a 2-a =a 2,得a =32 ; 当0 故a -a 2=a 2,得a =12.故a =12或a =32 . 答案 12或32 8.(2010·盐城模拟)函数f (x )=x 2-bx +c 满足f (1+x )=f (1-x )且f (0)=3,则 f (b x )________f (c x ).(用“≤”,“≥”,“>”,“<”填空) 解析 ∵f (1+x )=f (1-x ). ∴f (x )的对称轴为直线x =1,由此得b =2 又f (0)=3,∴c =3, ∴f (x )在(-∞,1)上递减,在(1,+∞)上递增. 若x ≥0,则3x ≥2x ≥1, ∴f (3x )≥f (2x ), 若x <0,则3x <2x <1, ∴f (3x )>f (2x ), ∴f (3x )≥f (2x ). 答案 ≤ 9.(2009·湖北黄冈四市联考)设函数f (x )=|2x -1|的定义域和值域都是[a ,b ](b >a ),则a +b =________. 解析 因为f (x )=|2x -1|的值域为[a ,b ], 所以b >a ≥0, 而函数f (x )=|2x -1|在[0,+∞)上是单调递增函数, 因此应有????? |2a -1|=a |2b -1|=b ,解得????? a =0 b =1 , 所以有a +b =1. 答案 1 二、解答题(本大题共3小题,共46分) 10.(14分)(2009·广东韶关一模)要使函数y =1+2x +4x a 在x ∈(-∞,1]上y >0恒成立,求a 的取值范围. 解 由题意得1+2x +4x a >0在x ∈(-∞,1]上恒成立, 即a >-1+2x 4x 在x ∈(-∞,1]上恒成立. 又∵-1+2x 4x =-????122x -????12x =-????????12x +122+14, ∵x ∈(-∞,1],∴????12x ∈??? ?12,+∞. 令t =????12x ,则f (t )=-????t +122+14 , t ∈??? ?12,+∞, 则f (t )在????12,+∞上为减函数, f (t )≤f ????12=-????12+122+14=-34 , 即f (t )∈? ???-∞,-34. ∵a >f (t ),在[12 ,+∞)上恒成立, ∴a ∈??? ?-34,+∞. 11.(16分)(2009·江苏苏北四市期末)设f (x )=a x +b 同时满足条件f (0)=2和对任意x ∈R 都有f (x +1)=2f (x )-1成立. (1)求f (x )的解析式; (2)设函数g (x )的定义域为[-2,2],且在定义域内g (x )=f (x ),且函数h (x )的图象与g (x )的图 象关于直线y =x 对称,求h (x ); (3)求函数y =g (x )+h (x )的值域. 解 (1)由f (0)=2,得b =1, 由f (x +1)=2f (x )-1,得a x (a -2)=0, 由a x >0得a =2, 所以f (x )=2x +1. (2)由题意知,当x ∈[-2,2]时,g (x )=f (x )=2x +1. 设点P (x ,y )是函数h (x )的图象上任意一点,它关于直线y =x 对称的点为P ′(y ,x ),依题意点P ′(y ,x )应该在函数g (x )的图象上,即x =2y +1,所以y =log 2(x -1),即h (x )=log 2(x -1). (3)由已知得y =log 2(x -1)+2x +1,且两个函数的公共定义域是[54 ,2],所以函数y =g (x ) +h (x )=log 2(x -1)+2x +1(x ∈[54 ,2]). 由于函数g (x )=2x +1与h (x )=log 2(x -1)在区间[54 ,2]上均为增函数, 因此当x =54 时,y =242-1, 当x =2时,y =5,所以函数y =g (x )+h (x )(x ∈[54 ,2])的值域为[242-1,5]. 12.(16分)(2010·南通模拟)已知函数f (x )=(13 )x ,x ∈[-1,1],函数g (x )=f 2(x )-2af (x )+3的最 小值为h (a ). (1)求h (a ); (2)是否存在实数m ,n ,同时满足以下条件: ①m >n >3; ②当h (a )的定义域为[n ,m ]时,值域为[n 2,m 2].若存在,求出m ,n 的值;若不存在,说明理由. 解 (1)因为x ∈[-1,1],所以(13)x ∈[13 ,3]. 设(13)x =t ,t ∈[13 ,3], 则g (x )=φ(t )=t 2-2at +3=(t -a )2+3-a 2. 当a <13时,h (a )=φ(13)=289-2a 3 ; 当13 ≤a ≤3时,h (a )=φ(a )=3-a 2; 当a >3时,h (a )=φ(3)=12-6a . 所以h (a )=????? 289-2a 3 (a <13)3-a 2 (13≤a ≤3)12-6a (a >3). (2)因为m >n >3,a ∈[n ,m ],所以h (a )=12-6a . 因为h (a )的定义域为[n ,m ],值域为[n 2,m 2],且h (a )为减函数, 所以????? 12-6m =n 212-6n =m 2,两式相减得6(m -n )=(m -n )(m +n ),因为m >n ,所以m -n ≠0,得m +n =6,但这与“m >n >3”矛盾,故满足条件的实数m ,n 不存在. §2.5 对数与对数函数 一、填空题(本大题共9小题,每小题6分,共54分) 1.(2009·全国Ⅱ改编)设a =log 2π,b =log 23,c =log 32,则a ,b ,c 的大小关系为________. 解析 ∵a =log 3π>1,b =12log 23<1,c =12 log 32<1, ∴a >b ,a >c .又log 23log 32=lg 23lg 22 >1,∴b >c , ∴a >b >c . 答案 a >b >c 2.(2009·福建厦门模拟)函数y =lg x +lg(x -1)的定义域为A ,y =lg(x 2-x )的定义域为B ,则 A 、 B 的关系是______________. 解析 由已知得? ???? x >0x -1>0,∴A ={x |x >1},由x 2-x >0 得x >1或x <0,∴B ={x |x >1或x <0},∴A B . 答案 A B 3.(2009·广东改编)若函数y =f (x )是函数y =a x (a >0,且a ≠1)的反函数,其图象经过点(a , a )则f (x )=__________________. 解析 由y =a x 得,x =log a y ,即f (x )=log a x , 由于a =log a a =12,因此f (x )=log 12 x . 答案 log 12 x 4.(2009·南京十三中三模)已知f (x )=? ???? (3a -1)x +4a , x <1,log a x , x ≥1是R 上的减函数,那么a 的 取值范围是________________. 解析 由已知????? 0 , 解得17≤a <13 . 答案 [17,13) 5.(2010·江苏泰州月考)函数y =log 12 (x 2-3x +2)的递增区间是__________. 解析 由x 2-3x +2>0得x <1或x >2, 当x ∈(-∞,1)时,f (x )=x 2-3x +2单调递减, 而0<12<1,由复合函数单调性可知y =log 12 (x 2-3x +2)在(-∞,1)上是单调递增的,在(2, +∞)上是单调递减的. 答案 ()-∞,1 6.(2010·泰州模拟)方程log 3(x 2-10)=1+log 3x 的解是________. 解析 log 3(x 2-10)=log 33x . ∴x 2-10=3x .∴x 2-3x -10=0. ∴x =-2或x =5. 检验知x =5适合. 答案 5 7.(2009·辽宁改编)已知函数f (x )满足:当x ≥4时,f (x )=????12x ;当x <4时,f (x )=f (x +1).则 f (2+lo g 23)=________. 解析 因为2+log 23<4,故f (2+log 23)=f (2+log 23+1) =f (3+log 23).又因为3+log 23>4,故f (3+log 23) =????123+log 23=????123·13=124 . 答案 124 8.(2010·淮北调研)函数f (x )=a x +log a (x +1)在[0,1]上的最大值和最小值之和为a ,则a 的值 为________. 解析 ∵y =a x 与y =log a (x +1)具有相同的单调性. ∴f (x )=a x +log a (x +1)在[0,1]上单调, ∴f (0)+f (1)=a ,即a 0+log a 1+a 1+log a 2=a , 化简得1+log a 2=0,解得a =12 . 答案 12 9.(2009·广东五校联考)设a >0,a ≠1,函数f (x )=a lg(x 2-2x +3)有最大值,则不等式log a (x 2 -5x +7)>0的解集为________________. 解析 设t =lg(x 2-2x +3)=lg[(x -1)2+2]. 当x =1时,t min =lg 2. 又函数y =f (x )有最大值,所以0 由log a (x 2-5x +7)>0,得0 解得2 答案 (2,3) 二、解答题(本大题共3小题,共46分) 10.(14分)(2010·江苏启东中学模拟)已知函数f (x )=log 12(x 2-ax -a )在区间(-∞,-12 )上为增 函数,求a 的取值范围. 解 令g (x )=x 2-ax -a . ∵f (x )=log 12g (x )在(-∞,-12 )上为增函数, ∴g (x )应在(-∞,-12 )上为减函数且g (x )>0 在(-∞,-12 )上恒成立. 因此??? a 2≥-12g (-12)>0, 即????? a ≥-114+a 2 -a >0. 解得-1≤a <12 , 故实数a 的取值范围是-1≤a <12 . 11.(16分)(2010·舟山调研)已知函数y =log a 2(x 2-2ax -3)在(-∞,-2)上是增函数,求a 的取值范围. 解 因为μ(x )=x 2-2ax -3在(-∞,a ]上是减函数, 在[a ,+∞)上是增函数, 要使y =log a 2(x 2-2ax -3)在(-∞,-2)上是增函数, 首先必有0<a 2<1, 即0<a <1或-1<a <0,且有 ????? μ(-2)≥0,a ≥-2,得a ≥-14.综上, 得-14 ≤a <0或0<a <1. 12.(16分)(2010·扬州模拟)已知函数f (x )=log a x +b x -b (a >0,且a ≠1,b >0). (1)求f (x )的定义域; (2)讨论f (x )的奇偶性; (3)讨论f (x )的单调性. 解 (1)由x +b x -b >0?(x +b )(x -b )>0. 解得f (x )的定义域为(-∞,-b )∪(b ,+∞). (2)∵f (-x )=log a ? ?? ??-x +b -x -b =log a ? ????x -b x +b =log a ? ?? ??x +b x -b -1=-f (x ), ∴f (x )为奇函数. (3)令u (x )=x +b x -b ,则u (x )=1+2b x -b . 它在(-∞,-b )和(b ,+∞)上是减函数. ∴当0 当a >1时,f (x )分别在(-∞,-b )和(b ,+∞)上是减函数. §2.6 幂函数 一、填空题(本大题共9小题,每小题6分,共54分) 1.(2010·潍坊模拟)已知函数f (x )=x α的图象经过点(4,2),则log 2f (2)=________. 解析 由已知得2=4α,∴α=12 , ∴f (x )=x 12 , ∴log 2f (2)=log 2212=12 . 答案 12 2.(2009·江苏靖江调研)设α∈{-2,-12,12 ,2},则使函数y =x α为偶函数的所有α的和为____________. 解析 符合题意的α为-2和2,则-2+2=0. 答案 0 3.(2009·山东临沂模拟)已知a =0.80.7,b =0.80.9,c =1.20.8,则a 、b 、c 按从小到大的顺序排列为________________. 解析 由指数函数y =0.8x 知, ∵0.7<0.9,∴0.80.9<0.80.7<1, 即b 1,∴b 答案 b 4.(2010·连云港模拟)幂函数y =(m 2-m -1)·x -5m -3,当x ∈(0,+∞)时为减函数,则实数m 的值为________. 解析 由题意知????? m 2-m -1=1,-5m -3<0.∴m =2. 答案 2 5.(2010·盐城模拟)设函数f (x )=????? 2-x -1, x ≤0,x 12 , x >0.若f (x 0)>1,则x 0的取值范围是 ________________. 解析 f (x 0)>1, 当x 0≤0时,2-x 0-1>1, 即2-x 0>2,-x 0>1,∴x 0<-1; 当x 0>0时,x 12 0>1,∴x 0>1. 综上,x 0∈(-∞,-1)∪(1,+∞). 答案 (-∞,-1)∪(1,+∞) 6.(2010·西安调研)函数y =(0.5x -8)-12 的定义域是______________. 解析 由题意知0.5x -8>0,即(12 )x >8,即2-x >23, ∴-x >3,则x <-3. 答案 (-∞,-3) 7.(2009·宝城第一次月考)若(a +1)-13<(3-2a )-13 ,则a 的取值范围是______________. 解析 ∵(a +1)-13<(3-2a )-13 , ∴????? a +1>03-2a >0 a +1>3-2a 或????? a +1<03-2a <0a +1>3-2a 或????? 3-2a >0a +1<0 解之得23 或a <-1. 答案 23 或a <-1 8.(2009·南京二模)给出封闭函数的定义:若对于定义域D 内的任意一个自变量x 0,都有函 数值f (x 0)∈D ,则称函数y =f (x )在D 上封闭.若定义域D =(0,1),则函数 ①f 1(x )=3x -1; ②f 2(x )=-12x 2-12 x +1; ③f 3(x )=1-x ; ④f 4(x )=x 12 ,其中在D 上封闭的是________.(填序号即可) 解析 ∵f 1????13=0?(0,1),∴f 1(x )在D 上不封闭. ∵f 2(x )=-12x 2-12 x +1在(0,1)上是减函数, ∴0=f 2(1) ∵f 3(x )=1-x 在(0,1)上是减函数, ∴0=f 3(1) 又∵f 4(x )=x 12 在(0,1)上是增函数, 且0=f 4(0) 答案 ②③④ 9.(2010·泉州模拟)已知幂函数f (x )的图象经过点(18,24 ),P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)(x 1 ①x 1f (x 1)>x 2f (x 2); ②x 1f (x 1) ③f (x 1)x 1>f (x 2)x 2; ④f (x 1)x 1 . 其中正确结论的序号是________________. 解析 依题意,设f (x )=x α,则有(18)α=24,即(18)α=(18)12,所以α=12,于是f (x )=x 12 . 由于函数f (x )=x 12 在定义域[0,+∞)内单调递增,所以当x 1 分别表示直线OP 、OQ 的斜率,结合函数 图象,容易得出直线OP 的斜率大于直线OQ 的斜率,故f (x 1)x 1>f (x 2)x 2 ,所以③正确. 答案 ②③ 二、解答题(本大题共3小题,共46分) 10.(14分)(2009·辽宁丹东检测)已知幂函数y =x -12p 2+p +32 (p ∈Z )在(0,+∞)上单调递增, 且在定义域内图象关于y 轴对称,求p 的值. 解 由题意知:-12p 2+p +32=-12 (p -1)2+2. 因为p ∈Z ,f (x )在(0,+∞)上单调递增,且在定义域上为偶函数,所以p =1. 11.(16分)(2010·四平调研)已知f (x )=x 1-n 2+2n +3 (n =2k ,k ∈Z )的图象在[0,+∞)上单调递增,解不等式f (x 2-x )>f (x +3). 解 由条件知1-n 2+2n +3 >0,即-n 2+2n +3>0, 解得-1 ∴n =0,2.当n =0,2时,f (x )=x 13 . ∴f (x )在R 上单调递增. ∴f (x 2-x )>f (x +3),∴x 2-x >x +3. 解得x <-1或x >3. ∴原不等式的解集为(-∞,-1)∪(3,+∞). 12.(16分)(2010·南通模拟)已知函数f (x )=x 1+x , (1)画出f (x )的草图; (2)由图象指出f (x )的单调区间; (3)设a >0,b >0,c >0,a +b >c ,证明:f (a )+f (b )>f (c ). (1)解 由x x x f +=1)(得 .1 11)(+-=x x f ∴f(x)的图象可由x y 1- =的图象向左平移1个 单位,再向上平移1个单位得到如图. (2)解 由图象知(-∞,-1),(-1,+∞) 均为f (x )的单调增区间. (3)证明 ∵f (x )在(-1,+∞)为增函数, a 1+a > a 1+a + b >0,b 1+b >b 1+a +b >0,a +b >c >0, ∴f (a )+f (b )=a 1+a +b 1+b >a +b 1+a +b >c 1+c =f (c ), ∴f (a )+f (b )>f (c ). §2.7 函数与方程 一、填空题(本大题共9小题,每小题6分,共54分) 1.(2010·福建厦门模拟)如果函数y =x 2+mx +(m +3)有两个不同的零点,则m 的取值范围是________. 解析 方程x 2+mx +(m +3)=0有两个不同的根?Δ=m 2-4(m +3)>0,∴m >6或m <-2. 答案 (-∞,-2)∪(6,+∞) 2.(2010·金华一模)如果函数f (x )=x 2+mx +m +2的一个零点是0,则另一个零点是 ________________. 解析 依题意知:m =-2. ∴f (x )=x 2-2x , ∴方程x 2-2x =0的另一个根为2, 即另一个零点是2. 答案 2 3.(2009·江苏盐城模拟)用二分法求方程x 3-2x -1=0的一个近似解时,现在已经将一根锁 定在区间(1,2)内,则下一步可断定该根所在的区间为________. 解析 令f (x )=x 3-2x -1, 则f (1)=-2<0,f (2)=3>0,f (32)=-58 <0, 由f (32)f (2)<0知根所在区间为(32 ,2). 答案 (32 ,2)(说明:写成闭区间也对) 4.(2010·江苏兴化模拟)根据表格中的数据,可以判定方程e x -x -2=0的一个根所在的区间为________. x -1 0 1 2 3 e x 0.37 1 2.72 7.39 20.08 x +2 1 2 3 4 5 解析 令f (x )=e x -x -2, 由表知f (1)=2.72-3<0,f (2)=7.39-4>0, ∴方程e x -x -2=0的一个根所在的区间为(1,2). 答案 (1,2) 5.(2009·江苏扬州模拟)已知函数f (x )=3x +x -5的零点x 0∈[a ,b ],且b -a =1,a ,b ∈N *, 则a +b =________. 解析 ∵b -a =1,a ,b ∈N *,f (1)=4-5=-1<0, f (2)=6>0,∴f (1)f (2)<0,∴a +b =3. 答案 3 6.(2009·山东,14)若函数f (x )=a x -x -a (a >0,且a ≠1)有两个零点,则实数a 的取值范围是______________. 解析 设函数y =a x (a >0,且a ≠1)和函数y =x +a ,则函数f (x )=a x -x -a (a >0,且a ≠1) 有两个零点,就是函数y =a x (a >0,且a ≠1)与函数y =x +a 有两个交点,由图1可知,当 01时,因为函数y =a x (a >1)与y 轴交于点(0,1),而直线y =x +a 所过的点一定在点(0,1)的上方,所以一定有两个交点,所 以实数a 的取值范围是a >1. 答案 a>1 7.(2010·苏州模拟)偶函数f (x )在区间[0,a ](a >0)上是单调函数,且f (0)·f (a )<0,则方程f (x )=0在区间[-a ,a ]内根的个数是________. 解析 由f (0)·f (a )<0,且f (x )在[0,a ](a >0)上单调知f (x )=0在[0,a ]上有一根,又函数f (x ) 为偶函数, f (x )=0在[-a,0]上也有一根. 答案 2 8.(2010·浙江温州一模)关于x 的实系数方程x 2-ax +2b =0的一根在区间[0,1]上,另一根在 区间[1,2]上,则2a +3b 的最大值为________. 解析 令f (x )=x 2-ax +2b ,据题意知函数在[0,1],[1,2]内各存在一零点,结合二次函数图象可知满足条件 ????? f (0)≥0f (1)≤0f (2)≥0?????? b ≥01-a +2b ≤0 4-2a +2b ≥0, 在直角坐标系中作出满足不等式的点(a ,b )所在的可行域,问题转化为确定线性目标函数: z =2a +3b 的最优解,结合图形可知当a =3,b =1时,目标函数取得最大值9. 答案 9 9.(2009·江苏启东中学月考)若关于x 的方程3tx 2+(3-7t )x +4=0的两实根α,β满足 0<α<1<β<2,则实数t 的取值范围是______________. 解析 依题意,函数f (x )=3tx 2+(3-7t )x +4的两个零点α,β满足0<α<1<β<2,且函数f (x ) 过点(0,4),则必有 ????? f (0)>0f (1)<0f (2)>0,即????? 4>03t +3-7t +4<012t +6-14t +4>0, 解得74 10.(14分)(2010·江苏镇江调研)已知二次函数f (x )=4x 2-2(p -2)x -2p 2-p +1在区间[-1,1]内至少存在一个实数c ,使f (c )>0,求实数p 的取值范围. 解 二次函数f (x )在区间[-1,1]内至少存在一个实数c ,使f (c )>0的否定是对于区间[-1,1] 内的任意一个x 都有f (x )≤0, ∴????? f (1)≤0f (-1)≤0,即????? 4-2(p -2)-2p 2-p +1≤04+2(p -2)-2p 2-p +1≤0 整理得????? 2p 2+3p -9≥02p 2-p -1≥0, 解得p ≥32 或p ≤-3. ∴二次函数在区间[-1,1]内至少存在一个实数c , 使f (c )>0的实数p 的取值范围是? ???-3,32. 11.(16分)(2010·扬州模拟)x 1与x 2分别是实系数方程ax 2+bx +c =0和-ax 2+bx +c =0的一 个根,且x 1≠x 2,x 1≠0,x 2≠0.求证:方程a 2 x 2+bx +c =0有一个根介于x 1和x 2之间. 证明 由于x 1与x 2分别是方程ax 2+bx +c =0和-ax 2+bx +c =0的根,所以有 ? ???? ax 21+bx 1+c =0,-ax 22+bx 2+c =0. 设f (x )=a 2 x 2+bx +c , 则f (x 1)=a 2x 21+bx 1+c =-a 2x 21 , f (x 2)=a 2x 22+bx 2+c =3a 2x 22 . 于是f (x 1)f (x 2)=-34 a 2x 21x 22, 由于x 1≠x 2,x 1≠0,x 2≠0, 所以f (x 1)f (x 2)<0, 因此方程a 2 x 2+bx +c =0有一个根介于x 1和x 2之间. 12.(16分)(2009·江苏江阴模拟)已知二次函数f (x )=x 2-16x +q +3. (1)若函数在区间[-1,1]上存在零点,求实数q 的取值范围; (2)问是否存在常数t (t ≥0),当x ∈[t,10]时,f (x )的值域为区间D ,且区间D 的长度为 12-t .(视区间[a ,b ]的长度为b -a ) 解 (1)∵函数f (x )=x 2-16x +q +3的对称轴是x =8, ∴f (x )在区间[-1,1]上是减函数. ∵函数在区间[-1,1]上存在零点,则必有 ????? f (1)≤0f (-1)≥0,即? ???? 1-16+q +3≤01+16+q +3≥0,∴-20≤q ≤12. (2)∵0≤t <10,f (x )在区间[0,8]上是减函数,在区间[8,10]上是增函数,且对称轴是x =8. ①当0≤t ≤6时,在区间[t,10]上,f (t )最大,f (8)最小, ∴f (t )-f (8)=12-t ,即t 2-15t +52=0, 解得t =15±172,∴t =15-172 ; ②当6 ∴f (10)-f (8)=12-t ,解得t =8; ③当8 ∴f (10)-f (t )=12-t ,即t 2-17t +72=0, 解得t =8或t =9,∴t =9. 综上可知,存在常数t =15-172 ,8,9满足条件.
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