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必修一数学抽象函数习题含答案

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抽象函数单调性和奇偶性

1. 抽象函数的图像判断单调性

例1.如果奇函数在区间上是增函数且有最小值为5,那么在区间上是( )

A. 增函数且最小值为

B. 增函数且最大值为

C. 减函数且最小值为

D. 减函数且最大值为 分析:画出满足题意的示意图,易知选B 。 2、抽象函数的图像求不等式的解集

例2、已知定义在R 上的偶函数f (x)满足f (2)0=,并且f (x)

在(,0)-∞上为增函数。若(1)(a)0a f ->,则实数a 的取值范围 .

二、抽象函数的单调性和奇偶性 1.证明单调性 例3.已知函数f(x)=

1

)(1

)(+-x g x g ,且f(x),g(x)定义域都是R,且g(x)>0, g(1) =2,g(x) 是增函数. (m)(n)(m n)(m,n )g g g R =+∈ . 求证: f(x)是R 上的增函数.

解:设x 1>x 2因为,g(x)是R 上的增函数, 且g(x)>0。 故g(x 1) > g(x 2) >0。 g(x 1)+1 > g(x 2)+1 >0,

?

1)(22+x g >1)(2

1+x g >0

?

1)(22+x g -1

)(2

1+x g >0。

f(x 1)- f(x 2)=1)(1)(11+-x g x g - 1)(1)(22+-x g x g =1-1)(21+x g -(1-1)(2

2

+x g ) =

1)(22+x g -1

)(2

1+x g >0。可以推出:f(x 1) >f(x 2),所以f(x)是R 上的

增函数。

例4.已知f x ()对一切x y ,,满足f f x y f x f y ()()()()00≠+=?,,且当x <0时,f x ()>1,求证:(1)x >0时,01<

证明:Θ对一切x y R ,∈有f x y f x f y ()()()+=?。且f ()00≠,令x y ==0,

得f ()01=, 现设x >0,则-1,而f f x f x ()()()01=?-= ∴-=

>f x f x ()()

1

1 ∴<<01f x (),设x x R 12,∈且x x 12<, 则0121<-f x f x ()()12,即f x ()为减函数。 2.证明奇偶性

例5.已知的定义域为R ,且对任意实数x ,y 满足,求证:是偶函数。 分析:在中,令,得 令,得

于是,故是偶函数。 三、求参数范围

这类参数隐含在抽象函数给出的运算式中,关键是利用函数的奇偶性和它在定义域内的增减性,去掉“f ”符号,转化为代数不等式组求解,但要特别注意函数定义域的作用。

例6.已知f x ()是定义在(-11,)上的偶函数,且在(0,1)上为增

函数,满足f a f a ()()---<2402,试确定a 的取值范围。

解:Θf x ()是偶函数,且在(0,1)上是增函数, ∴f x ()在()-10,上是减函数,

由-<-<-<-

141

2

a a 得35<

2

342041021)4()

4()2(2222<

??->-<-<-<-<-?-=-<-a a a a a a f a f a f 解之得,

(3)当25<

=-?<-<<-<-<-???

??<

2425

解之得,,

综上所述,所求a 的取值范围是()()3225,,Y 四、不等式

这类不等式一般需要将常数表示为函数在某点处的函数值,再通过函数的单调性去掉函数符号“f ”,转化为代数不等式求解。 例7.已知函数f x ()对任意x y R ,∈有f x f y f x y ()()()+=++2,当x >0时,f x ()>2,f ()35=,求不等式f a a ()2223--<的解集。 解:设x x R 12、∈且x x 12<, 则x x 210->, ,则

f x x ()2120-->,2211()[()]f x f x x x ∴=-+2111()()2()f x x f x f x =-+->

21()()f x f x ∴>, 故f x ()为增函数, 又f f f f f ()()()()()3212123145=+=+-=-=

2(1)3(22)3(1)f f a a f ∴=∴--<=,

2221a a --<即13a ∴-<< 因此不等式f a a ()2223--<的解集为{}a a |-<<13。 五、综合问题求解

解题时需把握好如下三点:一是注意函数定义域的应用,二是利用函数的奇偶性去掉函数符号“f ”前的“负号”,三是利用函数单调性去掉函数符号“f ”。

例8.设函数y f x =()定义在R 上,当x >0时,f x ()>1,且对任意m n ,,有f m n f m f n ()()()+=?,当m n ≠时f m f n ()()≠。(1)证明f ()01=; (2)证明:f x ()在R 上是增函数;(3)设{}A x y f x f y f =?<()|()()(),221,

B x y f ax by c a b c R a =++=∈≠{()|()},,,,,10,若A B I =?,求a b c

,,满足的条件。 解:(1)令得, 或。

若,当时,有,这与当时,矛盾, 。 (2)设,则,由已知得,因为,,若时,,由

111

()0()

f x f x ∴=

>-,22111()()()()f x f x x f x f x =-?>()f x R ∴在上为增函数。 (3)由得 得(2)

从(1)、(2)中消去得,因为 即。

例9. 已知(x)f 是定义在[1,1]-上的奇函数,且(1)1f =,若,[1,1]a b ∈-时,

()()

0f a f b a b

+>+.(1)判断函数(x)f 在[1,1]-上是增函数,还是减函数,并证明你的结论;(2)解不等式:f (x +21)<f (1

1

-x ).

解:(1)设任意x 1,x 2∈[-1,1],且x 1

∴f (x 2)-f (x 1)=f (x 2)+f (-x 1). 因为x 1

)

()

()(1212x x x f x f -+-+>0,∵x 2+(-x 1)=x 2-x 1>0

∴f (x 2)+f (-x 1)>0,即f (x 2)>f (x 1),所以函数f (x )在[-1,1]上是增函数.

(2)由不等式f (x +21)<f (11

-x )得??

?

?

??

???

->+≤-≤

-≤+

≤-11211

11

112

1

1x x x x ,解得-1

即为所求.

例10、已知设函数y f x =()定义在0x ≠的一切实数,对定义域的任

意12,x x 都有1212()()()f x x f x f x ?=+,且当x 1>时(x)0f >,f (2)1=, (1) 求证:

(x)(x)f f -=;

(2)(x)f 在(0,)+∞上是增函数。

(3)解不等式22

(x (3a 4)x 2a 8a 4)2f -++++<。

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