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文檔簡介
抽象函數(shù)題型、解題技巧全總結(jié)由于函數(shù)概念比較抽象,學生對解有關(guān)函數(shù)記號的問題感到困難,學好這部分知識,能加深學生對函數(shù)概念的理解,更好地掌握函數(shù)的性質(zhì),培養(yǎng)靈活性;提高解題能力,優(yōu)化學生數(shù)學思維素質(zhì)。現(xiàn)將常見解法及意義總結(jié)如下:一、求表達式:1.換元法:即用中間變量表示原自變量的代數(shù)式,從而求出,這也是證某些公式或等式常用的方法,此法解培養(yǎng)學生的靈活性及變形能力。例1:已知,求.解:設(shè),則∴∴2.湊合法:在已知的條件下,把并湊成以表示的代數(shù)式,再利用代換即可求.此解法簡潔,還能進一步復(fù)習代換法。例2:已知,求解:∵又∵∴,(||≥1)3.待定系數(shù)法:先確定函數(shù)類型,設(shè)定函數(shù)關(guān)系式,再由已知條件,定出關(guān)系式中的未知系數(shù)。例3.已知二次實函數(shù),且+2+4,求.解:設(shè)=,則=比較系數(shù)得∴4.利用函數(shù)性質(zhì)法:主要利用函數(shù)的奇偶性,求分段函數(shù)的解析式.=為奇函數(shù),當>0時,,求解:∵為奇函數(shù),∴的定義域關(guān)于原點對稱,故先求<0時的表達式?!?>0,∴,∵為奇函數(shù),∴∴當<0時∴例5.一已知為偶函數(shù),為奇函數(shù),且有+,求,.解:∵為偶函數(shù),為奇函數(shù),∴,,不妨用-代換+=………①中的,∴即-……②顯見①+②即可消去,求出函數(shù)再代入①求出5.賦值法:給自變量取特殊值,從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律,求出的表達式例6:設(shè)的定義域為自然數(shù)集,且滿足條件,及=1,求解:∵的定義域為N,取=1,則有∵=1,∴=+2,……以上各式相加,有=1+2+3+……+=∴二、利用函數(shù)性質(zhì),解的有關(guān)問題1.判斷函數(shù)的奇偶性:例7已知,對一切實數(shù)、都成立,且,求證為偶函數(shù)。證明:令=0,則已知等式變?yōu)椤僭冖僦辛?0則2=2∵≠0∴=1∴∴∴為偶函數(shù)。例8:奇函數(shù)在定義域(-1,1)內(nèi)遞減,求滿足的實數(shù)的取值范圍。解:由得,∵為函數(shù),∴又∵在(-1,1)內(nèi)遞減,∴3.解不定式的有關(guān)題目例9:如果=對任意的有,比較的大小解:對任意有∴=2為拋物線=的對稱軸又∵其開口向上∴(2)最小,(1)=(3)∵在[2,+∞)上,為增函數(shù)∴(3)<(4),∴(2)<(1)<(4)五類抽象函數(shù)解法1、線性函數(shù)型抽象函數(shù)線性函數(shù)型抽象函數(shù),是由線性函數(shù)抽象而得的函數(shù)。例1、已知函數(shù)f(x)對任意實數(shù)x,y,均有f(x+y)=f(x)+f(y),且當x>0時,f(x)>0,f(-1)=-2,求f(x)在區(qū)間[-2,1]上的值域。分析:由題設(shè)可知,函數(shù)f(x)是的抽象函數(shù),因此求函數(shù)f(x)的值域,關(guān)鍵在于研究它的單調(diào)性。解:設(shè),∵當,∴,∵,∴,即,∴f(x)為增函數(shù)。在條件中,令y=-x,則,再令x=y(tǒng)=0,則f(0)=2f(0),∴f(0)=0,故f(-x)=f(x),f(x)為奇函數(shù),∴f(1)=-f(-1)=2,又f(-2)=2f(-1)=-4,∴f(x)的值域為[-4,2]。例2、已知函數(shù)f(x)對任意,滿足條件f(x)+f(y)=2+f(x+y),且當x>0時,f(x)>2,f(3)=5,求不等式的解。分析:由題設(shè)條件可猜測:f(x)是y=x+2的抽象函數(shù),且f(x)為單調(diào)增函數(shù),如果這一猜想正確,也就可以脫去不等式中的函數(shù)符號,從而可求得不等式的解。解:設(shè),∵當,∴,則,
即,∴f(x)為單調(diào)增函數(shù)?!撸帧遞(3)=5,∴f(1)=3?!啵?,即,解得不等式的解為-1<a<3。2、指數(shù)函數(shù)型抽象函數(shù)例3、設(shè)函數(shù)f(x)的定義域是(-∞,+∞),滿足條件:存在,使得,對任何x和y,成立。求:(1)f(0);(2)對任意值x,判斷f(x)值的正負。分析:由題設(shè)可猜測f(x)是指數(shù)函數(shù)的抽象函數(shù),從而猜想f(0)=1且f(x)>0。解:(1)令y=0代入,則,∴。若f(x)=0,則對任意,有,這與題設(shè)矛盾,∴f(x)≠0,∴f(0)=1。(2)令y=x≠0,則,又由(1)知f(x)≠0,∴f(2x)>0,即f(x)>0,故對任意x,f(x)>0恒成立。例4、是否存在函數(shù)f(x),使下列三個條件:①f(x)>0,x∈N;②;③f(2)=4。同時成立?若存在,求出f(x)的解析式,如不存在,說明理由。分析:由題設(shè)可猜想存在,又由f(2)=4可得a=2.故猜測存在函數(shù),用數(shù)學歸納法證明如下:(1)x=1時,∵,又∵x∈N時,f(x)>0,∴,結(jié)論正確。(2)假設(shè)時有,則x=k+1時,,∴x=k+1時,結(jié)論正確。綜上所述,x為一切自然數(shù)時。3、對數(shù)函數(shù)型抽象函數(shù)對數(shù)函數(shù)型抽象函數(shù),即由對數(shù)函數(shù)抽象而得到的函數(shù)。例5、設(shè)f(x)是定義在(0,+∞)上的單調(diào)增函數(shù),滿足,求:
(1)f(1);(2)若f(x)+f(x-8)≤2,求x的取值范圍。分析:由題設(shè)可猜測f(x)是對數(shù)函數(shù)的抽象函數(shù),f(1)=0,f(9)=2。解:(1)∵,∴f(1)=0。(2),從而有f(x)+f(x-8)≤f(9),即,∵f(x)是(0,+∞)上的增函數(shù),故,解之得:8<x≤9。例6、設(shè)函數(shù)y=f(x)的反函數(shù)是y=g(x)。如果f(ab)=f(a)+f(b),那么g(a+b)=g(a)·g(b)是否正確,試說明理由。分析:由題設(shè)條件可猜測y=f(x)是對數(shù)函數(shù)的抽象函數(shù),又∵y=f(x)的反函數(shù)是y=g(x),∴y=g(x)必為指數(shù)函數(shù)的抽象函數(shù),于是猜想g(a+b)=g(a)·g(b)正確。解:設(shè)f(a)=m,f(b)=n,由于g(x)是f(x)的反函數(shù),∴g(m)=a,g(n)=b,從而,∴g(m)·g(n)=g(m+n),以a、b分別代替上式中的m、n即得g(a+b)=g(a)·g(b)。4、三角函數(shù)型抽象函數(shù)三角函數(shù)型抽象函數(shù)即由三角函數(shù)抽象而得到的函數(shù)。例7、己知函數(shù)f(x)的定義域關(guān)于原點對稱,且滿足以下三條件:①當是定義域中的數(shù)時,有;②f(a)=-1(a>0,a是定義域中的一個數(shù));③當0<x<2a時,f(x)<0。試問:(1)f(x)的奇偶性如何?說明理由。(2)在(0,4a)上,f(x)的單調(diào)性如何?說明理由。分析:由題設(shè)知f(x)是的抽象函數(shù),從而由及題設(shè)條件猜想:f(x)是奇函數(shù)且在(0,4a)上是增函數(shù)(這里把a看成進行猜想)。解:(1)∵f(x)的定義域關(guān)于原點對稱,且是定義域中的數(shù)時有,∴在定義域中?!?,∴f(x)是奇函數(shù)。(2)設(shè)0<x1<x2<2a,則0<x2-x1<2a,∵在(0,2a)上f(x)<0,∴f(x1),f(x2),f(x2-x1)均小于零,進而知中的,于是f(x1)<f(x2),∴在(0,2a)上f(x)是增函數(shù)。又,∵f(a)=-1,∴,∴f(2a)=0,設(shè)2a<x<4a,則0<x-2a<2a,,于是f(x)>0,即在(2a,4a)上f(x)>0。設(shè)2a<x1<x2<4a,則0<x2-x1<2a,從而知f(x1),f(x2)均大于零。f(x2-x1)<0,∵,∴,即f(x1)<f(x2),即f(x)在(2a,4a)上也是增函數(shù)。綜上所述,f(x)在(0,4a)上是增函數(shù)。5、冪函數(shù)型抽象函數(shù)冪函數(shù)型抽象函數(shù),即由冪函數(shù)抽象而得到的函數(shù)。例8、已知函數(shù)f(x)對任意實數(shù)x、y都有f(xy)=f(x)·f(y),且f(-1)=1,f(27)=9,當時,。(1)判斷f(x)的奇偶性;(2)判斷f(x)在[0,+∞)上的單調(diào)性,并給出證明;(3)若,求a的取值范圍。分析:由題設(shè)可知f(x)是冪函數(shù)的抽象函數(shù),從而可猜想f(x)是偶函數(shù),且在[0,+∞)上是增函數(shù)。解:(1)令y=-1,則f(-x)=f(x)·f(-1),∵f(-1)=1,∴f(-x)=f(x),f(x)為偶函數(shù)。(2)設(shè),∴,,∵時,,∴,∴f(x1)<f(x2),故f(x)在0,+∞)上是增函數(shù)。(3)∵f(27)=9,又,∴,∴,∵,∴,∵,∴,又,故。抽象函數(shù)常見題型解法綜述抽象函數(shù)是指沒有給出函數(shù)的具體解析式,只給出了一些體現(xiàn)函數(shù)特征的式子的一類函數(shù)。由于抽象函數(shù)表現(xiàn)形式的抽象性,使得這類問題成為函數(shù)內(nèi)容的難點之一。本文就抽象函數(shù)常見題型及解法評析如下:一、定義域問題例1.已知函數(shù)的定義域是[1,2],求f(x)的定義域。解:的定義域是[1,2],是指,所以中的滿足從而函數(shù)f(x)的定義域是[1,4]評析:一般地,已知函數(shù)的定義域是A,求f(x)的定義域問題,相當于已知中x的取值范圍為A,據(jù)此求的值域問題。例2.已知函數(shù)的定義域是,求函數(shù)的定義域。解:的定義域是,意思是凡被f作用的對象都在中,由此可得所以函數(shù)的定義域是評析:這類問題的一般形式是:已知函數(shù)f(x)的定義域是A,求函數(shù)的定義域。正確理解函數(shù)符號及其定義域的含義是求解此類問題的關(guān)鍵。這類問題實質(zhì)上相當于已知的值域B,且,據(jù)此求x的取值范圍。例2和例1形式上正相反。二、求值問題例3.已知定義域為的函數(shù)f(x),同時滿足下列條件:①;②,求f(3),f(9)的值。解:取,得因為,所以又取得評析:通過觀察已知與未知的聯(lián)系,巧妙地賦值,取,這樣便把已知條件與欲求的f(3)溝通了起來。賦值法是解此類問題的常用技巧。三、值域問題例4.設(shè)函數(shù)f(x)定義于實數(shù)集上,對于任意實數(shù)x、y,總成立,且存在,使得,求函數(shù)的值域。解:令,得,即有或。若,則,對任意均成立,這與存在實數(shù),使得成立矛盾,故,必有。由于對任意均成立,因此,對任意,有下面來證明,對任意設(shè)存在,使得,則這與上面已證的矛盾,因此,對任意所以評析:在處理抽象函數(shù)的問題時,往往需要對某些變量進行適當?shù)馁x值,這是一般向特殊轉(zhuǎn)化的必要手段。四、解析式問題例5.設(shè)對滿足的所有實數(shù)x,函數(shù)滿足,求f(x)的解析式。解:在中以代換其中x,得:再在(1)中以代換x,得化簡得:評析:如果把x和分別看作兩個變量,怎樣實現(xiàn)由兩個變量向一個變量的轉(zhuǎn)化是解題關(guān)鍵。通常情況下,給某些變量適當賦值,使之在關(guān)系中“消失”,進而保留一個變量,是實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的重要策略。五、單調(diào)性問題例6.設(shè)f(x)定義于實數(shù)集上,當時,,且對于任意實數(shù)x、y,有,求證:在R上為增函數(shù)。證明:在中取,得若,令,則,與矛盾所以,即有當時,;當時,而所以又當時,所以對任意,恒有設(shè),則所以所以在R上為增函數(shù)。評析:一般地,抽象函數(shù)所滿足的關(guān)系式,應(yīng)看作給定的運算法則,則變量的賦值或變量及數(shù)值的分解與組合都應(yīng)盡量與已知式或所給關(guān)系式及所求的結(jié)果相關(guān)聯(lián)。六、奇偶性問題例7.已知函數(shù)對任意不等于零的實數(shù)都有,試判斷函數(shù)f(x)的奇偶性。解:取得:,所以又取得:,所以再取則,即因為為非零函數(shù),所以為偶函數(shù)。七、對稱性問題例8.已知函數(shù)滿足,求的值。解:已知式即在對稱關(guān)系式中取,所以函數(shù)的圖象關(guān)于點(0,2002)對稱。根據(jù)原函數(shù)與其反函數(shù)的關(guān)系,知函數(shù)的圖象關(guān)于點(2002,0)對稱。所以將上式中的x用代換,得評析:這是同一個函數(shù)圖象關(guān)于點成中心對稱問題,在解題中使用了下述命題:設(shè)a、b均為常數(shù),函數(shù)對一切實數(shù)x都滿足,則函數(shù)的圖象關(guān)于點(a,b)成中心對稱圖形。八、網(wǎng)絡(luò)綜合問題例9.定義在R上的函數(shù)f(x)滿足:對任意實數(shù)m,n,總有,且當x>0時,0<f(x)<1。(1)判斷f(x)的單調(diào)性;(2)設(shè),,若,試確定a的取值范圍。解:(1)在中,令,得,因為,所以。在中,令因為當時,所以當時而所以又當x=0時,,所以,綜上可知,對于任意,均有。設(shè),則所以所以在R上為減函數(shù)。(2)由于函數(shù)y=f(x)在R上為減函數(shù),所以即有又,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性,有由,所以直線與圓面無公共點。因此有,解得。評析:(1)要討論函數(shù)的單調(diào)性必然涉及到兩個問題:一是f(0)的取值問題,二是f(x)>0的結(jié)論。這是解題的關(guān)鍵性步驟,完成這些要在抽象函數(shù)式中進行。由特殊到一般的解題思想,聯(lián)想類比思維都有助于問題的思考和解決。定義在R上的函數(shù)滿足:且,求的值。解:由,以代入,有,為奇函數(shù)且有又由故是周期為8的周期函數(shù),例2已知函數(shù)對任意實數(shù)都有,且當時,,求在上的值域。解:設(shè)且,則,由條件當時,又為增函數(shù),令,則又令得,故為奇函數(shù),,上的值域為二.求參數(shù)范圍這類參數(shù)隱含在抽象函數(shù)給出的運算式中,關(guān)鍵是利用函數(shù)的奇偶性和它在定義域內(nèi)的增減性,去掉“”符號,轉(zhuǎn)化為代數(shù)不等式組求解,但要特別注意函數(shù)定義域的作用。例3已知是定義在()上的偶函數(shù),且在(0,1)上為增函數(shù),滿足,試確定的取值范圍。解:是偶函數(shù),且在(0,1)上是增函數(shù),在上是減函數(shù),由得。(1)當時,,不等式不成立。(2)當時,(3)當時,綜上所述,所求的取值范圍是。例4已知是定義在上的減函數(shù),若對恒成立,求實數(shù)的取值范圍。解:對恒成立對恒成立對恒成立,三.解不等式這類不等式一般需要將常數(shù)表示為函數(shù)在某點處的函數(shù)值,再通過函數(shù)的單調(diào)性去掉函數(shù)符號“”,轉(zhuǎn)化為代數(shù)不等式求解。例5已知函數(shù)對任意有,當時,,,求不等式的解集。解:設(shè)且則,即,故為增函數(shù),又因此不等式的解集為。四.證明某些問題例6設(shè)定義在R上且對任意的有,求證:是周期函數(shù),并找出它的一個周期。分析:這同樣是沒有給出函數(shù)表達式的抽象函數(shù),其一般解法是根據(jù)所給關(guān)系式進行遞推,若能得出(T為非零常數(shù))則為周期函數(shù),且周期為T。證明:得由(3)得由(3)和(4)得。上式對任意都成立,因此是周期函數(shù),且周期為6。例7已知對一切,滿足,且當時,,求證:(1)時,(2)在R上為減函數(shù)。證明:對一切有。且,令,得,現(xiàn)設(shè),則,,而,設(shè)且,則,即為減函數(shù)。五.綜合問題求解抽象函數(shù)的綜合問題一般難度較大,常涉及到多個知識點,抽象思維程度要求較高,解題時需把握好如下三點:一是注意函數(shù)定義域的應(yīng)用,二是利用函數(shù)的奇偶性去掉函數(shù)符號“”前的“負號”,三是利用函數(shù)單調(diào)性去掉函數(shù)符號“”。例8設(shè)函數(shù)定義在R上,當時,,且對任意,有,當時。(1)證明;(2)證明:在R上是增函數(shù);(3)設(shè),,若,求滿足的條件。解:(1)令得,或。若,當時,有,這與當時,矛盾,。(2)設(shè),則,由已知得,因為,,若時,,由(3)由得由得(2)從(1)、(2)中消去得,因為,即例9定義在()上的函數(shù)滿足(1),對任意都有,(2)當時,有,(1)試判斷的奇偶性;(2)判斷的單調(diào)性;(3)求證。分析:這是一道以抽象函數(shù)為載體,研究函數(shù)的單調(diào)性與奇偶性,再以這些性質(zhì)為基礎(chǔ)去研究數(shù)列求和的綜合題。解:(1)對條件中的,令,再令可得,所以是奇函數(shù)。(2)設(shè),則,,由條件(2)知,從而有,即,故上單調(diào)遞減,由奇函數(shù)性質(zhì)可知,在(0,1)上仍是單調(diào)減函數(shù)。(3)抽象函數(shù)問題分類解析我們將沒有明確給出解析式的函數(shù)稱為抽象函數(shù)。近年來抽象函數(shù)問題頻頻出現(xiàn)于各類考試題中,由于這類問題抽象性強,靈活性大,多數(shù)同學感到困惑,求解無從下手。本文試圖通過實例作分類解析,供學習參考。1.求定義域這類問題只要緊緊抓?。簩⒑瘮?shù)中的看作一個整體,相當于中的x這一特性,問題就會迎刃而解。例1.函數(shù)的定義域為,則函數(shù)的定義域是___。分析:因為相當于中的x,所以,解得或。例2.已知的定義域為,則的定義域是______。分析:因為及均相當于中的x,所以(1)當時,則(2)當時,則2.判斷奇偶性根據(jù)已知條件,通過恰當?shù)馁x值代換,尋求與的關(guān)系。例3.已知的定義域為R,且對任意實數(shù)x,y滿足,求證:是偶函數(shù)。分析:在中,令,得令,得于是故是偶函數(shù)。例4.若函數(shù)與的圖象關(guān)于原點對稱,求證:函數(shù)是偶函數(shù)。證明:設(shè)圖象上任意一點為P()與的圖象關(guān)于原點對稱,關(guān)于原點的對稱點在的圖象上,又即對于函數(shù)定義域上的任意x都有,所以是偶函數(shù)。3.判斷單調(diào)性根據(jù)函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性等有關(guān)性質(zhì),畫出函數(shù)的示意圖,以形助數(shù),問題迅速獲解。例5.如果奇函數(shù)在區(qū)間上是增函數(shù)且有最小值為5,那么在區(qū)間上是A.增函數(shù)且最小值為 B.增函數(shù)且最大值為C.減函數(shù)且最小值為 D.減函數(shù)且最大值為分析:畫出滿足題意的示意圖1,易知選B。圖1例6.已知偶函數(shù)在上是減函數(shù),問在上是增函數(shù)還是減函數(shù),并證明你的結(jié)論。分析:如圖2所示,易知在上是增函數(shù),證明如下:任取因為在上是減函數(shù),所以。又是偶函數(shù),所以,從而,故在上是增函數(shù)。圖24.探求周期性這類問題較抽象,一般解法是仔細分析題設(shè)條件,通過類似,聯(lián)想出函數(shù)原型,通過對函數(shù)原型的分析或賦值迭代,獲得問題的解。例7.設(shè)函數(shù)的定義域為R,且對任意的x,y有,并存在正實數(shù)c,使。試問是否為周期函數(shù)?若是,求出它的一個周期;若不是,請說明理由。分析:仔細觀察分析條件,聯(lián)想三角公式,就會發(fā)現(xiàn):滿足題設(shè)條件,且,猜測是以2c為周期的周期函數(shù)。故是周期函數(shù),2c是它的一個周期。5.求函數(shù)值緊扣已知條件進行迭代變換,經(jīng)有限次迭代可直接求出結(jié)果,或者在迭代過程中發(fā)現(xiàn)函數(shù)具有周期性,利用周期性使問題巧妙獲解。例8.已知的定義域為,且對一切正實數(shù)x,y都成立,若,則_______。分析:在條件中,令,得,又令,得,例9.已知是定義在R上的函數(shù),且滿足:,,求的值。分析:緊扣已知條件,并多次使用,發(fā)現(xiàn)是周期函數(shù),顯然,于是,所以故是以8為周期的周期函數(shù),從而6.比較函數(shù)值大小利用函數(shù)的奇偶性、對稱性等性質(zhì)將自變量轉(zhuǎn)化到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間內(nèi),然后利用其單調(diào)性使問題獲解。例10.已知函數(shù)是定義域為R的偶函數(shù),時,是增函數(shù),若,,且,則的大小關(guān)系是_______。分析:且,又時,是增函數(shù),是偶函數(shù),故7.討論方程根的問題例11.已知函數(shù)對一切實數(shù)x都滿足,并且有三個實根,則這三個實根之和是_______。分析:由知直線是函數(shù)圖象的對稱軸。又有三個實根,由對稱性知必是方程的一個根,其余兩根關(guān)于直線對稱,所以,故。8.討論不等式的解求解這類問題利用函數(shù)的單調(diào)性進行轉(zhuǎn)化,脫去函數(shù)符號。例12.已知函數(shù)是定義在上的減函數(shù),且對一切實數(shù)x,不等式恒成立,求k的值。分析:由單調(diào)性,脫去函數(shù)記號,得由題意知(1)(2)兩式對一切恒成立,則有9.研究函數(shù)的圖象這類問題只要利用函數(shù)圖象變換的有關(guān)結(jié)論,就可獲解。例13.若函數(shù)是偶函數(shù),則的圖象關(guān)于直線_______對稱。分析:的圖象的圖象,而是偶函數(shù),對稱軸是,故的對稱軸是。例14.若函數(shù)的圖象過點(0,1),則的反函數(shù)的圖象必過定點______。分析:的圖象過點(0,1),從而的圖象過點,由原函數(shù)與其反函數(shù)圖象間的關(guān)系易知,的反函數(shù)的圖象必過定點。10.求解析式例15.設(shè)函數(shù)存在反函數(shù),與的圖象關(guān)于直線對稱,則函數(shù)A. B. C. D.分析:要求的解析式,實質(zhì)上就是求圖象上任一點的橫、縱坐標之間的關(guān)系。點關(guān)于直線的對稱點適合,即。又,即,選B。抽象函數(shù)的周期問題2001年高考數(shù)學(文科)第22題:設(shè)是定義在上的偶函數(shù),其圖象關(guān)于直線對稱。對任意都有。(I)設(shè)求;(II)證明是周期函數(shù)。解析:(I)解略。(II)證明:依題設(shè)關(guān)于直線對稱故又由是偶函數(shù)知將上式中以代換,得這表明是上的周期函數(shù),且2是它的一個周期是偶函數(shù)的實質(zhì)是的圖象關(guān)于直線對稱又的圖象關(guān)于對稱,可得是周期函數(shù)且2是它的一個周期由此進行一般化推廣,我們得到思考一:設(shè)是定義在上的偶函數(shù),其圖象關(guān)于直線對稱,證明是周期函數(shù),且是它的一個周期。證明:關(guān)于直線對稱又由是偶函數(shù)知將上式中以代換,得是上的周期函數(shù)且是它的一個周期思考二:設(shè)是定義在上的函數(shù),其圖象關(guān)于直線和對稱。證明是周期函數(shù),且是它的一個周期。證明:關(guān)于直線對稱將上式的以代換得是上的周期函數(shù)且是它的一個周期若把這道高考題中的“偶函數(shù)”換成“奇函數(shù)”,還是不是周期函數(shù)?經(jīng)過探索,我們得到思考三:設(shè)是定義在上的奇函數(shù),其圖象關(guān)于直線對稱。證明是周期函數(shù),且4是它的一個周期。,證明:關(guān)于對稱又由是奇函數(shù)知將上式的以代換,得是上的周期函數(shù)且4是它的一個周期是奇函數(shù)的實質(zhì)是的圖象關(guān)于原點(0,0)中心對稱,又的圖象關(guān)于直線對稱,可得是周期函數(shù),且4是它的一個周期。由此進行一般化推廣,我們得到思考四:設(shè)是定義在上的函數(shù),其圖象關(guān)于點中心對稱,且其圖象關(guān)于直線對稱。證明是周期函數(shù),且是它的一個周期。證明:關(guān)于點對稱關(guān)于直線對稱將上式中的以代換,得是上的周期函數(shù)且是它的一個周期由上我們發(fā)現(xiàn),定義在上的函數(shù),其圖象若有兩條對稱軸或一個對稱中心和一條對稱軸,則是上的周期函數(shù)。進一步我們想到,定義在上的函數(shù),其圖象如果有兩個對稱中心,那么是否為周期函數(shù)呢?經(jīng)過探索,我們得到思考五:設(shè)是定義在上的函數(shù),其圖象關(guān)于點和對稱。證明是周期函數(shù),且是它的一個周期。證明:關(guān)于對稱將上式中的以代換,得是周期函數(shù)且是它的一個周期抽象函數(shù)解法例談抽象函數(shù)是指沒有給出具體的函數(shù)解析式或圖像,只給出一些函數(shù)符號及其滿足的條件的函數(shù),如函數(shù)的定義域,解析遞推式,特定點的函數(shù)值,特定的運算性質(zhì)等,它是高中函數(shù)部分的難點,也是大學高等數(shù)學函數(shù)部分的一個銜接點,由于抽象函數(shù)沒有具體的解析表達式作為載體,因此理解研究起來比較困難.但由于此類試題即能考查函數(shù)的概念和性質(zhì),又能考查學生的思維能力,所以備受命題者的青睞,那么,怎樣求解抽象函數(shù)問題呢,我們可以利用特殊模型法,函數(shù)性質(zhì)法,特殊化方法,聯(lián)想類比轉(zhuǎn)化法,等多種方法從多角度,多層面去分析研究抽象函數(shù)問題,一:函數(shù)性質(zhì)法函數(shù)的特征是通過其性質(zhì)(如奇偶性,單調(diào)性周期性,特殊點等)反應(yīng)出來的,抽象函數(shù)也是如此,只有充分挖掘和利用題設(shè)條件和隱含的性質(zhì),靈活進行等價轉(zhuǎn)化,抽象函數(shù)問題才能轉(zhuǎn)化,化難為易,常用的解題方法有:1,利用奇偶性整體思考;2,利用單調(diào)性等價轉(zhuǎn)化;3,利用周期性回歸已知4;利用對稱性數(shù)形結(jié)合;5,借助特殊點,布列方程等.二:特殊化方法1在求解函數(shù)解析式或研究函數(shù)性質(zhì)時,一般用代換的方法,將x換成-x或?qū)換成等2在求函數(shù)值時,可用特殊值代入3研究抽象函數(shù)的具體模型,用具體模型解選擇題,填空題,或由具體模型函數(shù)對綜合題,的解答提供思路和方法.總之,抽象函數(shù)問題求解,用常規(guī)方法一般很難湊效,但我們?nèi)绻芡ㄟ^對題目的信息分析與研究,采用特殊的方法和手段求解,往往會收到事半功倍之功效,真有些山窮水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村的快感.已知函數(shù)f(x)對任意x、y∈R都有f(x+y)=f(x)+f(y)+3xy(x+y+2)+3,且f(1)=1①若t為自然數(shù),(t>0)試求f(t)的表達式②滿足f(t)=t的所有整數(shù)t能否構(gòu)成等差數(shù)列?若能求出此數(shù)列,若不能說明理由③若t為自然數(shù)且t≥4時,f(t)≥mt2+(4m+1)t+3m,恒成立,求m的最大值.已知函數(shù)f(x)=,且f(x),g(x)定義域都是R,且g(x)>0,g(1)=2,g(x)是增函數(shù).g(m)·g(n)=g(m+n)(m、n∈R)求證:①f(x)是R上的增函數(shù)②當nN,n≥3時,f(n)>解:①設(shè)x1>x2g(x)是R上的增函數(shù),且g(x)>0g(x1)>g(x2)>0g(x1)+1>g(x2)+1>0>>0->0f(x1)-f(x2)=-=1--(1-)=->0f(x1)>f(x2)f(x)是R上的增函數(shù)②g(x)滿足g(m)·g(n)=g(m+n)(m、n∈R)且g(x)>0g(n)=[g(1)]n=2n當nN,n≥3時,2n>nf(n)==1-,=1-2n=(1+1)n=1+n+…++…+n+1>2n+12n+1>2n+2<,即1->1-當nN,n≥3時,f(n)>設(shè)f1(x)f2(x)是(0,+∞)上的函數(shù),且f1(x)單增,設(shè)f(x)=f1(x)+f2(x),且對于(0,+∞)上的任意兩相異實數(shù)x1,x2恒有|f1(x1)-f1(x2)|>|f2(x1)-f2(x2)|①求證:f(x)在(0,+∞)上單增.②設(shè)F(x)=xf(x),a>0、b>0.求證:F(a+b)>F(a)+F(b).①證明:設(shè)x1>x2>0f1(x)在(0,+∞)上單增f1(x1)-f1(x2)>0|f1(x1)-f1(x2)|=f1(x1)-f1(x2)>0|f1(x1)-f1(x2)|>|f2(x1)-f2(x2)|f1(x2)-f1(x1)<f2(x1)-f2(x2)<f1(x1)-f1(x2)f1(x1)+f2(x1)>f1(x2)+f2(x2)f(x1)>f(x2)f(x)在(0,+∞)上單增②F(x)=xf(x),a>0、b>0a+b>a>0,a+b>b>0F(a+b)=(a+b)f(a+b)=af(a+b)+bf(a+b)f(x)在(0,+∞)上單增F(a+b)>af(a)+bf(b)=F(a)+F(b)函數(shù)y=f(x)滿足①f(a+b)=f(a)·f(b),②f(4)=16,m、n為互質(zhì)整數(shù),n≠0求f()的值f(0)=f(0+0)=f(0)·f(0)=f2(0)f(0)=0或1.若f(0)=0則f(4)=16=f(0+4)=f(0)·f(4)=0.(矛盾)f(1)=1f(4)=f(2)·f(2)=f(1)·f(1)·f(1)·f(1)=16f(1)=f2()≥0f(1)=2.仿此可證得f(a)≥0.即y=f(x)是非負函數(shù).f(0)=f(a+(-a))=f(a)·f(-a)f(-a)=n∈N*時f(n)=fn(1)=2n,f(-n)=2-nf(1)=f(++…+)=fn()=2f()=f()=[f()]m=定義在(-1,1)上的函數(shù)f(x)滿足任意x、y∈(-1,1)都有f(x)+f(y)=f(),②x∈(-1,0)時,有f(x)>0判定f(x)在(-1,1)上的奇偶性,并說明理由判定f(x)在(-1,0)上的單調(diào)性,并給出證明求證:f()=f()-f()或f()+f()+…+f()>f()(n∈N*)解:1)定義在(-1,1)上的函數(shù)f(x)滿足任意x、y∈(-1,1)都有f(x)+f(y)=f(),則當y=0時,f(x)+f(0)=f(x)f(0)=0當-x=y時,f(x)+f(-x)=f(0)f(x)是(-1,1)上的奇函數(shù)2)設(shè)0>x1>x2>-1f(x1)-f(x2)=f(x1)+f(-x2)=0>x1>x2>-1,x∈(-1,0)時,有f(x)>0,1-x1x2>0,x1-x2>0>0即f(x)在(-1,0)上單調(diào)遞增.3)f()=f()=f()=f()=f()-f()f()+f()+…+f()=f()-f()+f()-f()+f()+…+f()-f()=f()-f()=f()+f(-)x∈(-1,0)時,有f(x)>0f(-)>0,f()+f(-)>f()即f()+f()+…+f()>f()設(shè)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),其圖像關(guān)于直線x=1對稱,對任意x1、x2[0,eq\f(1,2)]都有f(x1+x2)=f(x1)·f(x2),且f(1)=a>0.①求f(eq\f(1,2))及f(eq\f(1,4));②證明f(x)是周期函數(shù)③記an=f(2n+eq\f(1,2n)),求(lnan)解:①由f(x)=f(eq\f(x,2)+eq\f(x,2))=[f(x)]20,f(x)a=f(1)=f(2n·eq\f(1,2n))=f(eq\f(1,2n)+eq\f(1,2n)+…+eq\f(1,2n))=[f(eq\f(1,2n))]2解得f(eq\f(1,2n))=f(eq\f(1,2))=,f(eq\f(1,4))=.②f(x)是偶函數(shù),其圖像關(guān)于直線x=1對稱,f(x)=f(-x),f(1+x)=f(1-x).f(x+2)=f[1+(1+x)]=f[1-(1+x)]=f(x)=f(-x).f(x)是以2為周期的周期函數(shù).③an=f(2n+eq\f(1,2n))=f(eq\f(1,2n))=(lnan)==0設(shè)是定義在R上的恒不為零的函數(shù),且對任意x、y∈R都有f(x+y)=f(x)f(y)①求f(0),②設(shè)當x<0時,都有f(x)>f(0)證明當x>0時0<f(x)<1,③設(shè)a1=,an=f(n)(n∈N*),sn為數(shù)列{an}前n項和,求sn.解:①②仿前幾例,略。③an=f(n),a1=f(1)=an+1=f(n+1)=f(n)f(1)=an數(shù)列{an}是首項為公比為的等比數(shù)列sn=1-sn=1設(shè)是定義在區(qū)間上的函數(shù),且滿足條件:(i)(ii)對任意的(Ⅰ)證明:對任意的(Ⅱ)證明:對任意的(Ⅲ)在區(qū)間[-1,1]上是否存在滿足題設(shè)條件的奇函數(shù),且使得若存在,請舉一例:若不存在,請說明理由.(Ⅰ)證明:由題設(shè)條件可知,當時,有即(Ⅱ)證法一:對任意的當不妨設(shè)則所以,綜上可知,對任意的都有證法二:由(Ⅰ)可得,當所以,當因此,對任意的當時,當時,有且所以綜上可知,對任意的都有(Ⅲ)答:滿足所述條件的函數(shù)不存在.理由如下,假設(shè)存在函數(shù)滿足條件,則由得又所以①又因為為奇數(shù),所以由條件得②①與②矛盾,所以假設(shè)不成立,即這樣的函數(shù)不存在.高考抽象函數(shù)技巧總結(jié)由于函數(shù)概念比較抽象,學生對解有關(guān)函數(shù)記號的問題感到困難,學好這部分知識,能加深學生對函數(shù)概念的理解,更好地掌握函數(shù)的性質(zhì),培養(yǎng)靈活性;提高解題能力,優(yōu)化學生數(shù)學思維素質(zhì)?,F(xiàn)將常見解法及意義總結(jié)如下:一、求表達式:1.換元法:即用中間變量表示原自變量的代數(shù)式,從而求出,這也是證某些公式或等式常用的方法,此法解培養(yǎng)學生的靈活性及變形能力。例1:已知,求.解:設(shè),則∴∴2.湊合法:在已知的條件下,把并湊成以表示的代數(shù)式,再利用代換即可求.此解法簡潔,還能進一步復(fù)習代換法。例2:已知,求解:∵又∵∴,(||≥1)3.待定系數(shù)法:先確定函數(shù)類型,設(shè)定函數(shù)關(guān)系式,再由已知條件,定出關(guān)系式中的未知系數(shù)。例3.已知二次實函數(shù),且+2+4,求.解:設(shè)=,則=比較系數(shù)得∴4.利用函數(shù)性質(zhì)法:主要利用函數(shù)的奇偶性,求分段函數(shù)的解析式.=為奇函數(shù),當>0時,,求解:∵為奇函數(shù),∴的定義域關(guān)于原點對稱,故先求<0時的表達式。∵->0,∴,∵為奇函數(shù),∴∴當<0時∴例5.一已知為偶函數(shù),為奇函數(shù),且有+,求,.解:∵為偶函數(shù),為奇函數(shù),∴,,不妨用-代換+=………①中的,∴即-……②顯見①+②即可消去,求出函數(shù)再代入①求出5.賦值法:給自變量取特殊值,從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律,求出的表達式例6:設(shè)的定義域為自然數(shù)集,且滿足條件,及=1,求解:∵的定義域為N,取=1,則有∵=1,∴=+2,……以上各式相加,有=1+2+3+……+=∴二、利用函數(shù)性質(zhì),解的有關(guān)問題1.判斷函數(shù)的奇偶性:例7已知,對一切實數(shù)、都成立,且,求證為偶函數(shù)。證明:令=0,則已知等式變?yōu)椤僭冖僦辛?0則2=2∵≠0∴=1∴∴∴為偶函數(shù)。例8:奇函數(shù)在定義域(-1,1)內(nèi)遞減,求滿足的實數(shù)的取值范圍。解:由得,∵為函數(shù),∴又∵在(-1,1)內(nèi)遞減,∴3.解不定式的有關(guān)題目例9:如果=對任意的有,比較的大小解:對任意有∴=2為拋物線=的對稱軸又∵其開口向上∴(2)最小,(1)=(3)∵在[2,+∞)上,為增函數(shù)∴(3)<(4),∴(2)<(1)<(4)五類抽象函數(shù)解法1、線性函數(shù)型抽象函數(shù)線性函數(shù)型抽象函數(shù),是由線性函數(shù)抽象而得的函數(shù)。例1、已知函數(shù)f(x)對任意實數(shù)x,y,均有f(x+y)=f(x)+f(y),且當x>0時,f(x)>0,f(-1)=-2,求f(x)在區(qū)間[-2,1]上的值域。分析:由題設(shè)可知,函數(shù)f(x)是的抽象函數(shù),因此求函數(shù)f(x)的值域,關(guān)鍵在于研究它的單調(diào)性。解:設(shè),∵當,∴,∵,∴,即,∴f(x)為增函數(shù)。在條件中,令y=-x,則,再令x=y(tǒng)=0,則f(0)=2f(0),∴f(0)=0,故f(-x)=f(x),f(x)為奇函數(shù),∴f(1)=-f(-1)=2,又f(-2)=2f(-1)=-4,∴f(x)的值域為[-4,2]。例2、已知函數(shù)f(x)對任意,滿足條件f(x)+f(y)=2+f(x+y),且當x>0時,f(x)>2,f(3)=5,求不等式的解。分析:由題設(shè)條件可猜測:f(x)是y=x+2的抽象函數(shù),且f(x)為單調(diào)增函數(shù),如果這一猜想正確,也就可以脫去不等式中的函數(shù)符號,從而可求得不等式的解。解:設(shè),∵當,∴,則,
即,∴f(x)為單調(diào)增函數(shù)?!?,又∵f(3)=5,∴f(1)=3?!啵?,即,解得不等式的解為-1<a<3。2、指數(shù)函數(shù)型抽象函數(shù)例3、設(shè)函數(shù)f(x)的定義域是(-∞,+∞),滿足條件:存在,使得,對任何x和y,成立。求:(1)f(0);(2)對任意值x,判斷f(x)值的正負。分析:由題設(shè)可猜測f(x)是指數(shù)函數(shù)的抽象函數(shù),從而猜想f(0)=1且f(x)>0。解:(1)令y=0代入,則,∴。若f(x)=0,則對任意,有,這與題設(shè)矛盾,∴f(x)≠0,∴f(0)=1。(2)令y=x≠0,則,又由(1)知f(x)≠0,∴f(2x)>0,即f(x)>0,故對任意x,f(x)>0恒成立。例4、是否存在函數(shù)f(x),使下列三個條件:①f(x)>0,x∈N;②;③f(2)=4。同時成立?若存在,求出f(x)的解析式,如不存在,說明理由。分析:由題設(shè)可猜想存在,又由f(2)=4可得a=2.故猜測存在函數(shù),用數(shù)學歸納法證明如下:(1)x=1時,∵,又∵x∈N時,f(x)>0,∴,結(jié)論正確。(2)假設(shè)時有,則x=k+1時,,∴x=k+1時,結(jié)論正確。綜上所述,x為一切自然數(shù)時。3、對數(shù)函數(shù)型抽象函數(shù)對數(shù)函數(shù)型抽象函數(shù),即由對數(shù)函數(shù)抽象而得到的函數(shù)。例5、設(shè)f(x)是定義在(0,+∞)上的單調(diào)增函數(shù),滿足,求:
(1)f(1);(2)若f(x)+f(x-8)≤2,求x的取值范圍。分析:由題設(shè)可猜測f(x)是對數(shù)函數(shù)的抽象函數(shù),f(1)=0,f(9)=2。解:(1)∵,∴f(1)=0。(2),從而有f(x)+f(x-8)≤f(9),即,∵f(x)是(0,+∞)上的增函數(shù),故,解之得:8<x≤9。例6、設(shè)函數(shù)y=f(x)的反函數(shù)是y=g(x)。如果f(ab)=f(a)+f(b),那么g(a+b)=g(a)·g(b)是否正確,試說明理由。分析:由題設(shè)條件可猜測y=f(x)是對數(shù)函數(shù)的抽象函數(shù),又∵y=f(x)的反函數(shù)是y=g(x),∴y=g(x)必為指數(shù)函數(shù)的抽象函數(shù),于是猜想g(a+b)=g(a)·g(b)正確。解:設(shè)f(a)=m,f(b)=n,由于g(x)是f(x)的反函數(shù),∴g(m)=a,g(n)=b,從而,∴g(m)·g(n)=g(m+n),以a、b分別代替上式中的m、n即得g(a+b)=g(a)·g(b)。4、三角函數(shù)型抽象函數(shù)三角函數(shù)型抽象函數(shù)即由三角函數(shù)抽象而得到的函數(shù)。例7、己知函數(shù)f(x)的定義域關(guān)于原點對稱,且滿足以下三條件:①當是定義域中的數(shù)時,有;②f(a)=-1(a>0,a是定義域中的一個數(shù));③當0<x<2a時,f(x)<0。試問:(1)f(x)的奇偶性如何?說明理由。(2)在(0,4a)上,f(x)的單調(diào)性如何?說明理由。分析:由題設(shè)知f(x)是的抽象函數(shù),從而由及題設(shè)條件猜想:f(x)是奇函數(shù)且在(0,4a)上是增函數(shù)(這里把a看成進行猜想)。解:(1)∵f(x)的定義域關(guān)于原點對稱,且是定義域中的數(shù)時有,∴在定義域中。∵,∴f(x)是奇函數(shù)。(2)設(shè)0<x1<x2<2a,則0<x2-x1<2a,∵在(0,2a)上f(x)<0,∴f(x1),f(x2),f(x2-x1)均小于零,進而知中的,于是f(x1)<f(x2),∴在(0,2a)上f(x)是增函數(shù)。又,∵f(a)=-1,∴,∴f(2a)=0,設(shè)2a<x<4a,則0<x-2a<2a,,于是f(x)>0,即在(2a,4a)上f(x)>0。設(shè)2a<x1<x2<4a,則0<x2-x1<2a,從而知f(x1),f(x2)均大于零。f(x2-x1)<0,∵,∴,即f(x1)<f(x2),即f(x)在(2a,4a)上也是增函數(shù)。綜上所述,f(x)在(0,4a)上是增函數(shù)。5、冪函數(shù)型抽象函數(shù)冪函數(shù)型抽象函數(shù),即由冪函數(shù)抽象而得到的函數(shù)。例8、已知函數(shù)f(x)對任意實數(shù)x、y都有f(xy)=f(x)·f(y),且f(-1)=1,f(27)=9,當時,。(1)判斷f(x)的奇偶性;(2)判斷f(x)在[0,+∞)上的單調(diào)性,并給出證明;(3)若,求a的取值范圍。分析:由題設(shè)可知f(x)是冪函數(shù)的抽象函數(shù),從而可猜想f(x)是偶函數(shù),且在[0,+∞)上是增函數(shù)。解:(1)令y=-1,則f(-x)=f(x)·f(-1),∵f(-1)=1,∴f(-x)=f(x),f(x)為偶函數(shù)。(2)設(shè),∴,,∵時,,∴,∴f(x1)<f(x2),故f(x)在0,+∞)上是增函數(shù)。(3)∵f(27)=9,又,∴,∴,∵,∴,∵,∴,又,故。抽象函數(shù)常見題型解法綜述抽象函數(shù)是指沒有給出函數(shù)的具體解析式,只給出了一些體現(xiàn)函數(shù)特征的式子的一類函數(shù)。由于抽象函數(shù)表現(xiàn)形式的抽象性,使得這類問題成為函數(shù)內(nèi)容的難點之一。本文就抽象函數(shù)常見題型及解法評析如下:一、定義域問題例1.已知函數(shù)的定義域是[1,2],求f(x)的定義域。解:的定義域是[1,2],是指,所以中的滿足從而函數(shù)f(x)的定義域是[1,4]評析:一般地,已知函數(shù)的定義域是A,求f(x)的定義域問題,相當于已知中x的取值范圍為A,據(jù)此求的值域問題。例2.已知函數(shù)的定義域是,求函數(shù)的定義域。解:的定義域是,意思是凡被f作用的對象都在中,由此可得所以函數(shù)的定義域是評析:這類問題的一般形式是:已知函數(shù)f(x)的定義域是A,求函數(shù)的定義域。正確理解函數(shù)符號及其定義域的含義是求解此類問題的關(guān)鍵。這類問題實質(zhì)上相當于已知的值域B,且,據(jù)此求x的取值范圍。例2和例1形式上正相反。二、求值問題例3.已知定義域為的函數(shù)f(x),同時滿足下列條件:①;②,求f(3),f(9)的值。解:取,得因為,所以又取得評析:通過觀察已知與未知的聯(lián)系,巧妙地賦值,取,這樣便把已知條件與欲求的f(3)溝通了起來。賦值法是解此類問題的常用技巧。三、值域問題例4.設(shè)函數(shù)f(x)定義于實數(shù)集上,對于任意實數(shù)x、y,總成立,且存在,使得,求函數(shù)的值域。解:令,得,即有或。若,則,對任意均成立,這與存在實數(shù),使得成立矛盾,故,必有。由于對任意均成立,因此,對任意,有下面來證明,對任意設(shè)存在,使得,則這與上面已證的矛盾,因此,對任意所以評析:在處理抽象函數(shù)的問題時,往往需要對某些變量進行適當?shù)馁x值,這是一般向特殊轉(zhuǎn)化的必要手段。四、解析式問題例5.設(shè)對滿足的所有實數(shù)x,函數(shù)滿足,求f(x)的解析式。解:在中以代換其中x,得:再在(1)中以代換x,得化簡得:評析:如果把x和分別看作兩個變量,怎樣實現(xiàn)由兩個變量向一個變量的轉(zhuǎn)化是解題關(guān)鍵。通常情況下,給某些變量適當賦值,使之在關(guān)系中“消失”,進而保留一個變量,是實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的重要策略。五、單調(diào)性問題例6.設(shè)f(x)定義于實數(shù)集上,當時,,且對于任意實數(shù)x、y,有,求證:在R上為增函數(shù)。證明:在中取,得若,令,則,與矛盾所以,即有當時,;當時,而所以又當時,所以對任意,恒有設(shè),則所以所以在R上為增函數(shù)。評析:一般地,抽象函數(shù)所滿足的關(guān)系式,應(yīng)看作給定的運算法則,則變量的賦值或變量及數(shù)值的分解與組合都應(yīng)盡量與已知式或所給關(guān)系式及所求的結(jié)果相關(guān)聯(lián)。六、奇偶性問題例7.已知函數(shù)對任意不等于零的實數(shù)都有,試判斷函數(shù)f(x)的奇偶性。解:取得:,所以又取得:,所以再取則,即因為為非零函數(shù),所以為偶函數(shù)。七、對稱性問題例8.已知函數(shù)滿足,求的值。解:已知式即在對稱關(guān)系式中取,所以函數(shù)的圖象關(guān)于點(0,2002)對稱。根據(jù)原函數(shù)與其反函數(shù)的關(guān)系,知函數(shù)的圖象關(guān)于點(2002,0)對稱。所以將上式中的x用代換,得評析:這是同一個函數(shù)圖象關(guān)于點成中心對稱問題,在解題中使用了下述命題:設(shè)a、b均為常數(shù),函數(shù)對一切實數(shù)x都滿足,則函數(shù)的圖象關(guān)于點(a,b)成中心對稱圖形。八、網(wǎng)絡(luò)綜合問題例9.定義在R上的函數(shù)f(x)滿足:對任意實數(shù)m,n,總有,且當x>0時,0<f(x)<1。(1)判斷f(x)的單調(diào)性;(2)設(shè),,若,試確定a的取值范圍。解:(1)在中,令,得,因為,所以。在中,令因為當時,所以當時而所以又當x=0時,,所以,綜上可知,對于任意,均有。設(shè),則所以所以在R上為減函數(shù)。(2)由于函數(shù)y=f(x)在R上為減函數(shù),所以即有又,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性,有由,所以直線與圓面無公共點。因此有,解得。評析:(1)要討論函數(shù)的單調(diào)性必然涉及到兩個問題:一是f(0)的取值問題,二是f(x)>0的結(jié)論。這是解題的關(guān)鍵性步驟,完成這些要在抽象函數(shù)式中進行。由特殊到一般的解題思想,聯(lián)想類比思維都有助于問題的思考和解決。定義在R上的函數(shù)滿足:且,求的值。解:由,以代入,有,為奇函數(shù)且有又由故是周期為8的周期函數(shù),例2已知函數(shù)對任意實數(shù)都有,且當時,,求在上的值域。解:設(shè)且,則,由條件當時,又為增函數(shù),令,則又令得,故為奇函數(shù),,上的值域為二.求參數(shù)范圍這類參數(shù)隱含在抽象函數(shù)給出的運算式中,關(guān)鍵是利用函數(shù)的奇偶性和它在定義域內(nèi)的增減性,去掉“”符號,轉(zhuǎn)化為代數(shù)不等式組求解,但要特別注意函數(shù)定義域的作用。例3已知是定義在()上的偶函數(shù),且在(0,1)上為增函數(shù),滿足,試確定的取值范圍。解:是偶函數(shù),且在(0,1)上是增函數(shù),在上是減函數(shù),由得。(1)當時,,不等式不成立。(2)當時,(3)當時,綜上所述,所求的取值范圍是。例4已知是定義在上的減函數(shù),若對恒成立,求實數(shù)的取值范圍。解:對恒成立對恒成立對恒成立,三.解不等式這類不等式一般需要將常數(shù)表示為函數(shù)在某點處的函數(shù)值,再通過函數(shù)的單調(diào)性去掉函數(shù)符號“”,轉(zhuǎn)化為代數(shù)不等式求解。例5已知函數(shù)對任意有,當時,,,求不等式的解集。解:設(shè)且則,即,故為增函數(shù),又因此不等式的解集為。四.證明某些問題例6設(shè)定義在R上且對任意的有,求證:是周期函數(shù),并找出它的一個周期。分析:這同樣是沒有給出函數(shù)表達式的抽象函數(shù),其一般解法是根據(jù)所給關(guān)系式進行遞推,若能得出(T為非零常數(shù))則為周期函數(shù),且周期為T。證明:得由(3)得由(3)和(4)得。上式對任意都成立,因此是周期函數(shù),且周期為6。例7已知對一切,滿足,且當時,,求證:(1)時,(2)在R上為減函數(shù)。證明:對一切有。且,令,得,現(xiàn)設(shè),則,,而,設(shè)且,則,即為減函數(shù)。五.綜合問題求解抽象函數(shù)的綜合問題一般難度較大,常涉及到多個知識點,抽象思維程度要求較高,解題時需把握好如下三點:一是注意函數(shù)定義域的應(yīng)用,二是利用函數(shù)的奇偶性去掉函數(shù)符號“”前的“負號”,三是利用函數(shù)單調(diào)性去掉函數(shù)符號“”。例8設(shè)函數(shù)定義在R上,當時,,且對任意,有,當時。(1)證明;(2)證明:在R上是增函數(shù);(3)設(shè),,若,求滿足的條件。解:(1)令得,或。若,當時,有,這與當時,矛盾,。(2)設(shè),則,由已知得,因為,,若時,,由(3)由得由得(2)從(1)、(2)中消去得,因為,即例9定義在()上的函數(shù)滿足(1),對任意都有,(2)當時,有,(1)試判斷的奇偶性;(2)判斷的單調(diào)性;(3)求證。分析:這是一道以抽象函數(shù)為載體,研究函數(shù)的單調(diào)性與奇偶性,再以這些性質(zhì)為基礎(chǔ)去研究數(shù)列求和的綜合題。解:(1)對條件中的,令,再令可得,所以是奇函數(shù)。(2)設(shè),則,,由條件(2)知,從而有,即,故上單調(diào)遞減,由奇函數(shù)性質(zhì)可知,在(0,1)上仍是單調(diào)減函數(shù)。(3)抽象函數(shù)問題分類解析我們將沒有明確給出解析式的函數(shù)稱為抽象函數(shù)。近年來抽象函數(shù)問題頻頻出現(xiàn)于各類考試題中,由于這類問題抽象性強,靈活性大,多數(shù)同學感到困惑,求解無從下手。本文試圖通過實例作分類解析,供學習參考。1.求定義域這類問題只要緊緊抓?。簩⒑瘮?shù)中的看作一個整體,相當于中的x這一特性,問題就會迎刃而解。例1.函數(shù)的定義域為,則函數(shù)的定義域是___。分析:因為相當于中的x,所以,解得或。例2.已知的定義域為,則的定義域是______。分析:因為及均相當于中的x,所以(1)當時,則(2)當時,則2.判斷奇偶性根據(jù)已知條件,通過恰當?shù)馁x值代換,尋求與的關(guān)系。例3.已知的定義域為R,且對任意實數(shù)x,y滿足,求證:是偶函數(shù)。分析:在中,令,得令,得于是故是偶函數(shù)。例4.若函數(shù)與的圖象關(guān)于原點對稱,求證:函數(shù)是偶函數(shù)。證明:設(shè)圖象上任意一點為P()與的圖象關(guān)于原點對稱,關(guān)于原點的對稱點在的圖象上,又即對于函數(shù)定義域上的任意x都有,所以是偶函數(shù)。3.判斷單調(diào)性根據(jù)函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性等有關(guān)性質(zhì),畫出函數(shù)的示意圖,以形助數(shù),問題迅速獲解。例5.如果奇函數(shù)在區(qū)間上是增函數(shù)且有最小值為5,那么在區(qū)間上是A.增函數(shù)且最小值為 B.增函數(shù)且最大值為C.減函數(shù)且最小值為 D.減函數(shù)且最大值為分析:畫出滿足題意的示意圖1,易知選B。圖1例6.已知偶函數(shù)在上是減函數(shù),問在上是增函數(shù)還是減函數(shù),并證明你的結(jié)論。分析:如圖2所示,易知在上是增函數(shù),證明如下:任取因為在上是減函數(shù),所以。又是偶函數(shù),所以,從而,故在上是增函數(shù)。圖24.探求周期性這類問題較抽象,一般解法是仔細分析題設(shè)條件,通過類似,聯(lián)想出函數(shù)原型,通過對函數(shù)原型的分析或賦值迭代,獲得問題的解。例7.設(shè)函數(shù)的定義域為R,且對任意的x,y有,并存在正實數(shù)c,使。試問是否為周期函數(shù)?若是,求出它的一個周期;若不是,請說明理由。分析:仔細觀察分析條件,聯(lián)想三角公式,就會發(fā)現(xiàn):滿足題設(shè)條件,且,猜測是以2c為周期的周期函數(shù)。故是周期函數(shù),2c是它的一個周期。5.求函數(shù)值緊扣已知條件進行迭代變換,經(jīng)有限次迭代可直接求出結(jié)果,或者在迭代過程中發(fā)現(xiàn)函數(shù)具有周期性,利用周期性使問題巧妙獲解。例8.已知的定義域為,且對一切正實數(shù)x,y都成立,若,則_______。分析:在條件中,令,得,又令,得,例9.已知是定義在R上的函數(shù),且滿足:,,求的值。分析:緊扣已知條件,并多次使用,發(fā)現(xiàn)是周期函數(shù),顯然,于是,所以故是以8為周期的周期函數(shù),從而6.比較函數(shù)值大小利用函數(shù)的奇偶性、對稱性等性質(zhì)將自變量轉(zhuǎn)化到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間內(nèi),然后利用其單調(diào)性使問題獲解。例10.已知函數(shù)是定義域為R的偶函數(shù),時,是增函數(shù),若,,且,則的大小關(guān)系是_______。分析:且,又時,是增函數(shù),是偶函數(shù),故7.討論方程根的問題例11.已知函數(shù)對一切實數(shù)x都滿足,并且有三個實根,則這三個實根之和是_______。分析:由知直線是函數(shù)圖象的對稱軸。又有三個實根,由對稱性知必是方程的一個根,其余兩根關(guān)于直線對稱,所以,故。8.討論不等式的解求解這類問題利用函數(shù)的單調(diào)性進行轉(zhuǎn)化,脫去函數(shù)符號。例12.已知函數(shù)是定義在上的減函數(shù),且對一切實數(shù)x,不等式恒成立,求k的值。分析:由單調(diào)性,脫去函數(shù)記號,得由題意知(1)(2)兩式對一切恒成立,則有9.研究函數(shù)的圖象這類問題只要利用函數(shù)圖象變換的有關(guān)結(jié)論,就可獲解。例13.若函數(shù)是偶函數(shù),則的圖象關(guān)于直線_______對稱。分析:的圖象的圖象,而是偶函數(shù),對稱軸是,故的對稱軸是。例14.若函數(shù)的圖象過點(0,1),則的反函數(shù)的圖象必過定點______。分析:的圖象過點(0,1),從而的圖象過點,由原函數(shù)與其反函數(shù)圖象間的關(guān)系易知,的反函數(shù)的圖象必過定點。10.求解析式例15.設(shè)函數(shù)存在反函數(shù),與的圖象關(guān)于直線對稱,則函數(shù)A. B. C. D.分析:要求的解析式,實質(zhì)上就是求圖象上任一點的橫、縱坐標之間的關(guān)系。點關(guān)于直線的對稱點適合,即。又,即,選B。抽象函數(shù)的周期問題2001年高考數(shù)學(文科)第22題:設(shè)是定義在上的偶函數(shù),其圖象關(guān)于直線對稱。對任意都有。(I)設(shè)求;(II)證明是周期函數(shù)。解析:(I)解略。(II)證明:依題設(shè)關(guān)于直線對稱故又由是偶函數(shù)知將上式中以代換,得這表明是上的周期函數(shù),且2是它的一個周期是偶函數(shù)的實質(zhì)是的圖象關(guān)于直線對稱又的圖象關(guān)于對稱,可得是周期函數(shù)且2是它的一個周期由此進行一般化推廣,我們得到思考一:設(shè)是定義在上的偶函數(shù),其圖象關(guān)于直線對稱,證明是周期函數(shù),且是它的一個周期。證明:關(guān)于直線對稱又由是偶函數(shù)知將上式中以代換,得是上的周期函數(shù)且是它的一個周期思考二:設(shè)是定義在上的函數(shù),其圖象關(guān)于直線和對稱。證明是周期函數(shù),且是它的一個周期。證明:關(guān)于直線對稱將上式的以代換得是上的周期函數(shù)且是它的一個周期若把這道高考題中的“偶函數(shù)”換成“奇函數(shù)”,還是不是周期函數(shù)?經(jīng)過探索,我們得到思考三:設(shè)是定義在上的奇函數(shù),其圖象關(guān)于直線對稱。證明是周期函數(shù),且4是它的一個周期。,證明:關(guān)于對稱又由是奇函數(shù)知將上式的以代換,得是上的周期函數(shù)且4是它的一個周期是奇函數(shù)的實質(zhì)是的圖象關(guān)于原點(0,0)中心對稱,又的圖象關(guān)于直線對稱,可得是周期函數(shù),且4是它的一個周期。由此進行一般化推廣,我們得到思考四:設(shè)是定義在上的函數(shù),其圖象關(guān)于點中心對稱,且其圖象關(guān)于直線對稱。證明是周期函數(shù),且是它的一個周期。證明:關(guān)于點對稱關(guān)于直線對稱將上式中的以代換,得是上的周期函數(shù)且是它的一個周期由上我們發(fā)現(xiàn),定義在上的函數(shù),其圖象若有兩條對稱軸或一個對稱中心和一條對稱軸,則是上的周期函數(shù)。進一步我們想到,定義在上的函數(shù),其圖象如果有兩個對稱中心,那么是否為周期函數(shù)呢?經(jīng)過探索,我們得到思考五:設(shè)是定義在上的函數(shù),其圖象關(guān)于點和對稱。證明是周期函數(shù),且是它的一個周期。證明:關(guān)于對稱將上式中的以代換,得是周期函數(shù)且是它的一個周期抽象函數(shù)解法例談抽象函數(shù)是指沒有給出具體的函數(shù)解析式或圖像,只給出一些函數(shù)符號及其滿足的條件的函數(shù),如函數(shù)的定義域,解析遞推式,特定點的函數(shù)值,特定的運算性質(zhì)等,它是高中函數(shù)部分的難點,也是大學高等數(shù)學函數(shù)部分的一個銜接點,由于抽象函數(shù)沒有具體的解析表達式作為載體,因此理解研究起來比較困難.但由于此類試題即能考查函數(shù)的概念和性質(zhì),又能考查學生的思維能力,所以備受命題者的青睞,那么,怎樣求解抽象函數(shù)問題呢,我們可以利用特殊模型法,函數(shù)性質(zhì)法,特殊化方法,聯(lián)想類比轉(zhuǎn)化法,等多種方法從多角度,多層面去分析研究抽象函數(shù)問題,一:函數(shù)性質(zhì)法函數(shù)的特征是通過其性質(zhì)(如奇偶性,單調(diào)性周期性,特殊點等)反應(yīng)出來的,抽象函數(shù)也是如此,只有充分挖掘和利用題設(shè)條件和隱含的性質(zhì),靈活進行等價轉(zhuǎn)化,抽象函數(shù)問題才能轉(zhuǎn)化,化難為易,常用的解題方法有:1,利用奇偶性整體思考;2,利用單調(diào)性等價轉(zhuǎn)化;3,利用周期性回歸已知4;利用對稱性數(shù)形結(jié)合;5,借助特殊點,布列方程等.二:特殊化方法1在求解函數(shù)解析式或研究函數(shù)性質(zhì)時,一般用代換的方法,將x換成-x或?qū)換成等2在求函數(shù)值時,可用特殊值代入3研究抽象函數(shù)的具體模型,用具體模型解選擇題,填空題,或由具體模型函數(shù)對綜合題,的解答提供思路和方法.總之,抽象函數(shù)問題求解,用常規(guī)方法一般很難湊效,但我們?nèi)绻芡ㄟ^對題目的信息分析與研究,采用特殊的方法和手段求解,往往會收到事半功倍之功效,真有些山窮水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村的快感.已知函數(shù)f(x)對任意x、y∈R都有f(x+y)=f(x)+f(y)+3xy(x+y+2)+3,且f(1)=1①若t為自然數(shù),(t>0)試求f(t)的表達式②滿足f(t)=t的所有整數(shù)t能否構(gòu)成等差數(shù)列?若能求出此數(shù)列,若不能說明理由③若t為自然數(shù)且t≥4時,f(t)≥mt2+(4m+1)t+3m,恒成立,求m的最大值.已知函數(shù)f(x)=,且f(x),g(x)定義域都是R,且g(x)>0,g(1)=2,g(x)是增函數(shù).g(m)·g(n)=g(m+n)(m、n∈R)求證:①f(x)是R上的增函數(shù)②當nN,n≥3時,f(n)>解:①設(shè)x1>x2g(x)是R上的增函數(shù),且g(x)>0g(x1)>g(x2)>0g(x1)+1>g(x2)+1>0>>0->0f(x1)-f(x2)=-
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