高考数学大一轮复习 第二章 函数概念与基本初等函数I 第7讲 函数的图象教师用书 文 新人教版
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第二章函数的概念与基本初等函数(Ⅰ)第七节函数的图象A级·基础过关|固根基|1。
(2019届沈阳市质量监测)函数f(x)=错误!的图象大致为()解析:选C因为y=x2-1与y=e|x|都是偶函数,所以f(x)=错误!为偶函数,排除A、B;又f(2)=错误!<1,排除D,故选C。
2.小明骑车上学,开始时匀速行驶,途中因交通堵塞停留了一段时间后,为了赶时间加快速度行驶,与以上事件吻合得最好的图象是()解析:选C小明匀速运动时,所得图象为一条直线,且距离学校越来越近,排除A;因交通堵塞停留了一段时间,与学校的距离不变,排除D;后来为了赶时间加快速度行驶,排除B。
3.(一题多解)下列函数中,其图象与函数y=ln x的图象关于直线x=1对称的是()A.y=ln(1-x)B.y=ln(2-x)C.y=ln(1+x) D.y=ln(2+x)解析:选B解法一:设所求函数图象上任一点的坐标为(x,y),则其关于直线x=1的对称点的坐标为(2-x,y),由对称性知点(2-x,y)在函数f(x)=ln x的图象上,所以y=ln(2-x),故选B.解法二:由题意知,对称轴上的点(1,0)既在函数y=ln x的图象上也在所求函数的图象上,代入选项中的函数表达式逐一检验,排除A、C、D,故选B.4.已知图①中的图象对应的函数为y=f(x),则图②中的图象对应的函数为()A.y=f(|x|) B.y=f(-|x|)C.y=|f(x)| D.y=-f(|x|)解析:选B观察函数图象,图②是由图①保留y轴左侧部分图象,并将左侧图象翻折到右侧所得.因此,图②中对应的函数解析式为y=f(-|x|).5.函数y=错误!的图象大致为()解析:选B函数y=错误!的定义域为{x|x≠0且x≠±1},排除A 项;∵f(-x)=错误!=-f(x),f(x)是奇函数,排除C项;当x=2时,y=错误!>0,排除D项.6.已知函数f(x)=错误!则函数y=f(e-x)的大致图象是()解析:选B令g(x)=f(e-x),则g(x)=错误!化简得g(x)=错误!因此g(x)在(0,+∞),(-∞,0)上都是减函数,A、C、D不成立.7.已知函数f(2x+1)是奇函数,则函数y=f(2x)的图象的对称中心为()A.(1,0) B.(-1,0)C.错误!D.错误!解析:选C f(2x+1)是奇函数,所以图象关于原点成中心对称,而f(2x)的图象是由f(2x+1)的图象向右平移12个单位长度得到的,故关于点错误!成中心对称.8.已知函数f(x)=dax2+bx+c(a,b,c,d∈R)的图象如图所示,则()A.a>0,b>0,c<0,d<0 B.a<0,b>0,c<0,d>0 C.a<0,b>0,c>0,d>0 D.a>0,b<0,c>0,d>0解析:选B由题图可知,x≠1且x≠5,则ax2+bx+c=0的两根为1,5,由根与系数的关系,得-错误!=6,错误!=5,∴a,b异号,a,c同号,排除A、C;又∵f(0)=错误!<0,∴c,d异号,排除D,只有B项适合.9.(2019届石家庄模拟)在同一平面直角坐标系中,函数y=g (x)的图象与y=e x的图象关于直线y=x对称.而函数y=f(x)的图象与y=g(x)的图象关于y轴对称,若f(m)=-1,则m =________.解析:由题意知g(x)=ln x,则f(x)=ln(-x),若f(m)=-1,则ln(-m)=-1,解得m=-1 e.答案:-错误! 10。
2023年高考数学总复习第二章函数概念与基本初等函数第7节函数的图像考试要求1.在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图像法、列表法、解析法)表示函数;2.会运用基本初等函数的图像分析函数的性质,解决方程解的个数与不等式解的问题.1.利用描点法作函数的图像步骤:(1)确定函数的定义域;(2)化简函数解析式;(3)讨论函数的性质(奇偶性、单调性、周期性、对称性等);(4)列表(尤其注意特殊点、零点、最大值点、最小值点、与坐标轴的交点等),描点,连线.2.利用图像变换法作函数的图像(1)平移变换(2)对称变换y =f (x )的图像―——————―→关于x 轴对称y =-f (x )的图像;y =f (x )的图像――——————→关于y 轴对称y =f (-x )的图像;y =f (x )的图像―——————―→关于原点对称y =-f (-x )的图像;y =a x (a >0,且a ≠1)的图像―——————————―→关于直线y =x 对称y =log a x (a >0,且a ≠1)的图像.(3)伸缩变换y =f (x )―——————————————————―→纵坐标不变各点横坐标变为原来的1a (a >0)倍y =f (ax ).y =f (x )―————————————————―→横坐标不变各点纵坐标变为原来的A (A >0)倍y =Af (x ).(4)翻折变换y =f (x )的图像―————————————―→x 轴下方部分翻折到上方x 轴及上方部分不变y =|f (x )|的图像;y =f (x )的图像―——————————————―→y 轴右侧部分翻折到左侧原y 轴左侧部分去掉,右侧不变y =f (|x |)的图像.1.函数图像自身的轴对称(1)f (-x )=f (x )⇔函数y =f (x )的图像关于y 轴对称;(2)函数y =f (x )的图像关于直线x =a 对称⇔f (a +x )=f (a -x )⇔f (x )=f (2a -x )⇔f (-x )=f (2a +x );(3)若函数y =f (x )的定义域为R ,且有f (a +x )=f (b -x ),则函数y =f (x )的图像关于直线x =a +b2对称.2.函数图像自身的中心对称(1)f (-x )=-f (x )⇔函数y =f (x )的图像关于原点对称;(2)函数y =f (x )的图像关于点(a ,0)对称⇔f (a +x )=-f (a -x )⇔f (x )=-f (2a -x )⇔f (-x )=-f (2a +x );(3)函数y =f (x )的图像关于点(a ,b )成中心对称⇔f (a +x )=2b -f (a -x )⇔f (x )=2b -f (2a -x ).3.两个函数图像之间的对称关系(1)函数y =f (a +x )与y =f (b -x )的图像关于直线x =b -a2对称(由a +x =b -x 得对称轴方程);(2)函数y =f (x )与y =f (2a -x )的图像关于直线x =a 对称;(3)函数y =f (x )与y =2b -f (-x )的图像关于点(0,b )对称;(4)函数y=f(x)与y=2b-f(2a-x)的图像关于点(a,b)对称.1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)当x∈(0,+∞)时,函数y=|f(x)|与y=f(|x|)的图像相同.()(2)函数y=af(x)与y=f(ax)(a>0且a≠1)的图像相同.()(3)函数y=f(x)与y=-f(x)的图像关于原点对称.()(4)若函数y=f(x)满足f(1+x)=f(1-x),则函数f(x)的图像关于直线x=1对称.()答案(1)×(2)×(3)×(4)√解析(1)令f(x)=-x,当x∈(0,+∞)时,y=|f(x)|=x,y=f(|x|)=-x,两者图像不同,(1)错误.(2)中两函数当a≠1时,y=af(x)与y=f(ax)是由y=f(x)分别进行横坐标与纵坐标伸缩变换得到,两图像不同,(2)错误.(3)y=f(x)与y=-f(x)的图像关于x轴对称,(3)错误.2.下列图像是函数y 2,x<0,-1,x≥0的图像的是()答案C解析其图像是由y=x2图像中x<0的部分和y=x-1图像中x≥0的部分组成.3.(2021·昆明质检)已知图①中的图像对应的函数为y=f(x),则图②中的图像对应的函数为()A.y=f(|x|)B.y=f(-|x|)C.y=|f(x)|D.y=-|f(x)|答案B解析观察函数图像可得,②是由①保留y 轴左侧及y 轴上的图像,然后将y 轴左侧图像翻折到右侧所得,结合函数图像的对称变换可得变换后的函数的解析式为y =f (-|x |).4.(2021·天津卷)函数y =ln|x |x 2+2的图像大致为()答案B解析设y =f (x )=ln|x |x 2+2,则函数f (x )的定义域为{x |x ≠0},关于原点对称,又f (-x )=ln|-x |(-x )2+2=f (x ),所以函数f (x )为偶函数,排除A ,C ;当x ∈(0,1)时,ln|x |<0,x 2+1>0,所以f (x )<0,排除D.5.(易错题)设f (x )=2-x ,g (x )的图像与f (x )的图像关于直线y =x 对称,h (x )的图像由g (x )的图像向右平移1个单位得到,则h (x )=________.答案-log 2(x -1)解析与f (x )的图像关于y =x 对称的图像所对应的函数为g (x )=-log 2x ,再将其图像右移1个单位得到h (x )=-log 2(x -1)的图像.6.(2022·西安调研)已知函数f (x )的图像如图所示,则函数g (x )=log 2f (x )的定义域是________.答案(2,8]解析当f (x )>0时,函数g (x )=log 2f (x )有意义,由函数f (x )的图像知满足f (x )>0时,x ∈(2,8].考点一作函数的图像例1作出下列函数的图像:(1)y =2|x |+1;(2)y =|lg(x -1)|;(3)y =x 2-|x |-2.解(1)将y =2x 的图像关于y 轴作对称图像,取y ≥1的部分得y =2|x |的图像,再将所得图像向上平移1个单位长度,得到y =2|x |+1的图像,如图①所示(实线部分).(2)首先作出y =lg x 的图像,然后将其向右平移1个单位长度,得到y =lg(x -1)的图像,再把所得图像在x 轴下方的部分翻折到x 轴上方,即得所求函数y =|lg(x -1)|的图像,如图②所示(实线部分).(3)y =x 2-|x |-2x 2-x -2,x ≥0,x 2+x -2,x <0,函数为偶函数,先用描点法作出[0,+∞)上的图像,再根据对称性作出(-∞,0)上的图像,其图像如图③所示.感悟提升 1.描点法作图:当函数解析式(或变形后的解析式)是熟悉的基本函数时,就可根据这些函数的特征描出图像的关键点直接作出.2.图像变换法:若函数图像可由某个基本函数的图像经过平移、翻折、对称得到,可利用图像变换作出,并应注意平移变换与伸缩变换的顺序对变换单位及解析式的影响.训练1分别作出下列函数的图像:(1)y =|x 2-5x +4|;(2)y =2x -1x -1.解(1)令y =x 2-5x +4=0,解出两根为1,4,得到y =x 2-5x +4的图像.将x 轴以下的部分关于x 轴作对称图形,得到y =|x 2-5x +4|的图像,如图①所示(实线部分).(2)y =2x -1x -1=2+1x -1,故函数的图像可由y =1x 的图像向右平移1个单位,再向上平移2个单位得到,如图②所示.考点二函数图像的辨识1.函数f (x )=sin x +xcos x +x2在[-π,π]的图像大致为()答案D 解析∵f (-x )=sin (-x )-xcos (-x )+(-x )2=-f (x ),且x ∈[-π,π],∴f (x )为奇函数,排除A.当x=π时,f(π)=π-1+π2>0,排除B,C,只有D满足.2.已知函数f(x),x≥0,x<0,g(x)=-f(-x),则函数g(x)的图像是()答案D解析法一当x>0时,-x<0,所以g(x)=-f(-x)=1 x,当x≤0时,-x≥0,g(x)=-x2,从而根据函数的取值正负情况可知D正确.法二也可先画出f(x)的图像,再关于原点对称得g(x)的图像.3.已知函数f(x)x,x≤1,13x,x>1,则函数y=f(1-x)的大致图像是()答案D解析法一先画出函数f(x)x,x≤1,13x,x>1的草图,令函数f(x)的图像关于y轴对称,得函数f(-x)的图像,再把所得的函数f(-x)的图像,向右平移1个单位,得到函数y=f(1-x)的图像(图略),故选D.法二由已知函数f(x)的解析式,得y=f(1-x)1-x,x≥0,log13(1-x),x<0,故该函数过点(0,3),排除A;过点(1,1),排除B;在(-∞,0)上单调递增,排除C.4.(2021·浙江卷)已知函数f(x)=x2+14,g(x)=sin x,则图像如图的函数可能是()A.y=f(x)+g(x)-14B.y=f(x)-g(x)-14C.y=f(x)g(x)D.y=g(x)f(x)答案D解析易知函数f(x)=x2+14是偶函数,g(x)=sin x是奇函数,给出的图像对应的函数是奇函数.选项A,y=f(x)+g(x)-14=x2+sin x为非奇非偶函数,不符合题意,排除A;选项B,y=f(x)-g(x)-14=x2-sin x也为非奇非偶函数,不符合题意,排除B;因为当x∈(0,+∞)时,f(x)单调递增,且f(x)>0,当x 0,π2g(x)单调递增,且g(x)>0,所以y=f(x)g(x)0,π2上单调递增,由图像可知所求函数0,π4上不单调,排除C.故选D.感悟提升 1.抓住函数的性质,定性分析:(1)从函数的定义域,判断图像的左右位置;从函数的值域,判断图像的上下位置;(2)从函数的单调性,判断图像的变化趋势;(3)从周期性,判断图像的循环往复;(4)从函数的奇偶性,判断图像的对称性.2.抓住函数的特征,定量计算:从函数的特征点,利用特征点、特殊值的计算分析解决问题.考点三函数图像的应用角度1研究函数的性质例2已知函数f(x)=x|x|-2x,则下列结论正确的是()A.f (x )是偶函数,递增区间是(0,+∞)B.f (x )是偶函数,递减区间是(-∞,1)C.f (x )是奇函数,递减区间是(-1,1)D.f (x )是奇函数,递增区间是(-∞,0)答案C解析将函数f (x )=x |x |-2x 去掉绝对值得f (x )2-2x ,x ≥0,x 2-2x ,x <0,画出函数f (x )的图像,如图,观察图像可知,函数f (x )的图像关于原点对称,故函数f (x )为奇函数,且在(-1,1)上是递减的.角度2在不等式中的应用例3(1)若函数f (x )=log 2(x +1),且a >b >c >0,则f (a )a ,f (b )b ,f (c )c的大小关系为________.(2)设奇函数f (x )在(0,+∞)上为增函数,且f (1)=0,则不等式f (x )-f (-x )x<0的解集为________.答案(1)f (c )c >f (b )b >f (a )a(2)(-1,0)∪(0,1)解析(1)由题意可得,f (a )a ,f (b )b ,f (c )c分别看作函数f (x )=log 2(x +1)图像上的点(a ,f (a )),(b ,f (b )),(c ,f (c ))与原点连线的斜率.结合图像可知,当a >b >c >0时,f (a )a <f (b )b <f (c )c .(2)因为f (x )为奇函数,所以不等式f (x )-f (-x )x <0可化为f (x )x<0,即xf (x )<0,f (x )的大致图像如图所示,所以原不等式的解集为(-1,0)∪(0,1).角度3求参数的取值范围例4(1)(2022·洛阳模拟)已知f (x )x |,x ≤1,2+4x -2,x >1,若关于x 的方程a =f (x )恰有两个不同的实数根,则实数a 的取值范围是()[1,2)[1,2)C.(1,2)D.[1,2)(2)已知函数f (x )=|x 2+3x |,x ∈R .若方程f (x )-a |x -1|=0恰有4个互异的实数根,则实数a 的取值范围为________.答案(1)B(2)(0,1)∪(9,+∞)解析(1)关于x 的方程a =f (x )恰有两个不同的实根,即f (x )的图像与直线y=a 恰有两个不同的交点,作出f (x )的图像如图所示.由图像可得a[1,2).(2)设y 1=f (x )=|x 2+3x |,y 2=a |x -1|.在同一直角坐标系中作出y 1=|x 2+3x |,y 2=a |x -1|的图像如图所示.由图可知f (x )-a |x -1|=0有4个互异的实数根等价于y 1=|x 2+3x |与y 2=a |x -1|的图像有4个不同的交点,且4个交点的横坐标都小于1,所以=-x 2-3x ,=a (1-x )(-3<x <0)有两组不同解.消去y 得x 2+(3-a )x +a =0,该方程有两个不等实根x 1,x 2,=(3-a )2-4a >0,3<a -32<0,3)2+(3-a )×(-3)+a >0,2+(3-a )×0+a >0,∴0<a <1.=x 2+3x ,=a (x -1)(x >1)有两组不同解.消去y 得x 2+(3-a )x +a =0有两不等实根x 3,x 4,∴Δ=a 2-10a +9>0,又∵x 3+x 4=a -3>2,x 3x 4=a >1,∴a >9.综上可知,0<a <1或a >9.感悟提升1.利用函数的图像研究函数的性质对于已知或易画出其在给定区间上图像的函数,其性质(单调性、奇偶性、周期性、最值(值域)、零点)常借助于图像研究,但一定要注意性质与图像特征的对应关系.2.利用函数的图像可解决某些方程和不等式的求解问题,方程f (x )=g (x )的根就是函数f (x )与g (x )图像交点的横坐标;不等式f (x )<g (x )的解集是函数f (x )的图像位于g (x )图像下方的点的横坐标的集合,体现了数形结合思想.训练2(1)(2021·唐山模拟)已知函数f (x )=|x -2|+1,g (x )=kx ,若f (x )>g (x )恒成立,则实数k 的取值范围是________.(2)已知函数y =f (x )的图像是圆x 2+y 2=2上的两段弧,如图所示,则不等式f (x )>f (-x )-2x 的解集是______.(3)已知f (x )x |,x >0,|x |,x ≤0,则函数y =2f 2(x )-3f (x )+1的零点个数是______.答案(1)-1(2)(-1,0)∪(1,2](3)5解析(1)如图作出函数f (x )的图像,当-1≤k <12时,g (x )的图像恒在f (x )下方.(2)由图像可知,函数f (x )为奇函数,故原不等式可等价转化为f (x )>-x .在同一平面直角坐标系中分别画出y =f (x )与y =-x 的图像,由图像可知不等式的解集为(-1,0)∪(1,2].(3)方程2f 2(x )-3f (x )+1=0的解为f (x )=12或1.作出y =f (x )的图像,由图像知y =f (x )与y =12有2个交点,y =f (x )与y =1有3个交点,故零点的个数为5.1.在2h 内将某种药物注射进患者的血液中,在注射期间,血液中的药物含量呈线性增加;停止注射后,血液中的药物含量呈指数衰减,能反映血液中药物含量Q 随时间t 变化的图像是()答案B解析依题意知,在2h 内血液中药物含量Q 持续增加,停止注射后,Q 呈指数衰减,图像B 适合.2.(2022·河南名校联考)函数f (x )=x cos x +sin x x 2+1的部分图像大致为()答案A 解析因为f (x )=x cos x +sin xx 2+1,所以f (-x )=-x cos (-x )+sin (-x )(-x )2+1=-x cos x+sin xx2+1=-f(x),所以函数f(x)为奇函数,排除选项C,D;又当x f(x)>0,所以排除B.选A.3.若函数f(x)=a x-a-x(a>0且a≠1)在R上为减函数,则函数y=log a(|x|-1)的图像可能是()答案D解析由f(x)在R上是减函数,知0<a<1.又y=log a(|x|-1)是偶函数,定义域是(-∞,-1)∪(1,+∞).∴当x>1时,y=log a(x-1)的图像由y=log a x的图像向右平移一个单位得到.因此D正确.4.下列函数中,其图像与函数y=ln x的图像关于直线x=1对称的是()A.y=ln(1-x)B.y=ln(2-x)C.y=ln(1+x)D.y=ln(2+x)答案B解析法一设所求函数图像上任一点的坐标为(x,y),则其关于直线x=1的对称点的坐标为(2-x,y),由对称性知点(2-x,y)在函数f(x)=ln x的图像上,所以y=ln(2-x).法二由题意知,对称轴上的点(1,0)在函数y=ln x的图像上也在所求函数的图像上,代入选项中的函数表达式逐一检验,排除A,C,D,选B.5.(2021·郑州模拟)已知函数f(x)=-x+1+log2x,则不等式f(x)<0的解集是()A.(0,2)B.(-∞,1)∪(2,+∞)C.(1,2)D.(0,1)∪(2,+∞)答案D解析函数f (x )=-x +1+log 2x 的定义域为(0,+∞),且f (1)=f (2)=0,由f (x )<0可得log 2x <x -1,作出函数y =log 2x 与函数y =x -1的图像如图所示.则函数y =log 2x 与函数y =x -1图像的两个交点的坐标为(1,0),(2,1),由图像可知,不等式log 2x <x -1的解集为(0,1)∪(2,+∞).故选D.6.(2022·大庆模拟)我们从某公司的商标中抽象出一个图像,如图所示.其对应的函数解析式可能是()A.f (x )=1x 2-1B.f (x )=1x 2+1C.f (x )=1|x -1|D.f (x )=1||x |-1|答案D解析由题图可知,f (x )为偶函数,故C 错误;又f (x )>0恒成立,对于A ,f (x )=1x 2-1>0不恒成立,故A 错误;由图知f (x )在x =-1和x =1处无定义,故B 错误.故选D.7.已知f (x )=2x -1,g (x )=1-x 2.当|f (x )|≥g (x )时,h (x )=|f (x )|;当|f (x )|<g (x )时,h (x )=-g (x ),则h (x )()A.有最小值-1,最大值1B.有最大值1,无最小值C.有最小值-1,无最大值D.有最大值-1,无最小值答案C解析如图,画出y=|f(x)|=|2x-1|与y=g(x)=1-x2的图像,它们交于A,B两点.由“规定”,在A,B两侧,|f(x)|≥g(x),故h(x)=|f(x)|;在A,B之间,|f(x)|<g(x),故h(x)=-g(x).综上可知,y=h(x)的图像是图中的实线部分,因此h(x)有最小值-1,无最大值.8.若函数y=f(x)的图像恒过点(2,2),则函数y=f(5-x)的图像一定经过点________.答案(3,2)解析∵f(5-x)的图像可以看作y=f(x)的图像先关于y轴对称,再向右平移5个单位长度得到,点(2,2)关于y轴对称的点(-2,2),再将此点向右平移5个单位长度为(3,2),∴y=f(5-x)的图像一定过点(3,2).9.已知函数f(x)=x2-2|x|-m的零点有两个,则实数m的取值范围是________.答案{-1}∪(0,+∞)解析在同一平面直角坐标系内作出函数y=x2-2|x|的图像和直线y=m,可知当m>0或m=-1时,直线y=m与函数y=x2-2|x|的图像有两个交点,即函数f(x)=x2-2|x|-m有两个零点.10.已知函数f(x)在R上单调且其部分图像如图所示,若不等式-2<f(x+t)<4的解集为(-1,2),则实数t的值为________.答案1解析由图像可知不等式-2<f(x+t)<4,即f(3)<f(x+t)<f(0).又y=f(x)在R上单调递减,∴0<x+t<3,不等式解集为(-t,3-t).依题意,得t=1.11.(2021·兰州质检)设函数y=f(x)的图像与y+a的图像关于直线y=x对称,且f(3)+4,则实数a=________.答案-2解析设(x,y)是y=f(x)图像上任意一点,则(y,x)在函数y+a的图像上,所以x+a,则y=log13x-a.因此f(x)=log13x-a.由f(3)+4,得-1+1-2a=4,所以a=-2.12.(2022·哈尔滨模拟)若函数f(x)2+1,x<1,,x≥1的值域是(a,+∞),则a的取值范围是________.答案2 3,解析画出函数f(x)2+1,x<1,,x≥1的图像,如图所示.f(x)=x2+1(x<1)的值域是[1,+∞),f(x)=a(x≥1),a+13,要使函数f (x )的值域是(a ,+∞),+13≥1,<1,解得23≤a <1,所以a 的取值范围是23,13.若直角坐标系内A ,B 两点满足:(1)点A ,B 都在f (x )的图像上;(2)点A ,B 关于原点对称,则称点对(A ,B )是函数f (x )的一个“和谐点对”,(A ,B )与(B ,A )可看作一个“和谐点对”.已知函数f (x )2x (x <0),(x ≥0),则f (x )的“和谐点对”有()A.1个B.2个C.3个D.4个答案B解析作出函数y =x 2+2x (x <0)的图像关于原点对称的图像(如图中的虚线部分),看它与函数y =2e x (x ≥0)的图像的交点个数即可,观察图像可得交点个数为2,即f (x )的“和谐点对”有2个.14.(2021·上海卷)已知函数y =f (x )的定义域为R ,下列是f (x )无最大值的充分条件的是()A.f (x )为偶函数且图像关于点(1,1)对称B.f (x )为偶函数且图像关于直线x =1对称C.f (x )为奇函数且图像关于点(1,1)对称D.f (x )为奇函数且图像关于直线x =1对称答案C解析选项A ,B ,D 的反例如图1,2,3所示,故选项A ,B ,D 错误;对于选项C ,∵f (x )为奇函数且图像关于点(1,1)对称,∴f (x )+f (-x )=0,f (2+x )+f (-x )=2,∴f (2+x )-f (x )=2,∴f (2k +x )=f (x )+2k ,k ∈Z ,又f (0)=0,∴f (2k )=2k ,k ∈Z ,当k →+∞时,f (2k )=2k →+∞,∴函数f (x )无最大值,故选C.15.已知函数f (x )πx ,0≤x ≤1,2022x ,x >1,若实数a ,b ,c 互不相等,且f (a )=f (b )=f (c ),则a +b +c 的取值范围是________.答案(2,2023)解析函数f (x )πx ,0≤x ≤1,2022x ,x >1的图像如图所示,不妨令a <b <c ,由正弦曲线的对称性可知a +b =1,而1<c <2022,所以2<a +b +c <2023.16.已知函数g (x )-1|,h (x )=cos πx ,当x ∈(-2,4)时,函数g (x )与h (x )的交点横坐标分别记为x i (i =1,2,…,n ),则∑ni =1x i 等于________.答案7解析易知g (x )-1|的图像关于直线x =1对称,h (x )=cos πx 的图像关于直线x =1对称.作出两个函数的图像,如图所示.根据图像知,两函数有7个交点,其中一个点的横坐标为x =1,另外6个交点关于直线x =1对称,因此∑7i =1x i =3×2+1=7.。
2。
1 函数的概念和图象2.1。
1 函数的概念名师导航知识梳理1.函数的概念设A ,B 是非空的数集,如果按某个确定的对应关系f ,使对于集合A 中的任意一个x ,在集合B 中都有__________的数f (x)和它对应,那么就称f:A →B 为从集合A 到集合B 的函数,记作y=f (x),x ∈A.其中x 叫__________,x 的取值范围A 叫做函数y=f (x )的__________;与x 的值相对应的y 的值叫做函数值,函数值的集合{f(x )|x ∈A }(⊆B )叫做函数y=f(x )的__________。
函数符号y=f (x)表示“y 是x 的函数",有时简记作函数__________。
(1)函数实际上就是集合A 到集合B 的一个特殊对应f:A →B ,这里A ,B 为__________的数集.(2)A:定义域;{f(x )|x ∈A}:值域,其中{f(x )|x ∈A}__________B ;f :对应法则,x ∈A,y ∈B.(3)函数符号:y=f (x )↔y 是x 的函数,简记f(x).2。
已学函数的定义域和值域(1)一次函数f (x )=ax+b(a ≠0):定义域为__________,值域为__________;(2)反比例函数f(x )=xk (k ≠0):定义域为__________,值域为__________; (3)二次函数f (x)=ax 2+bx+c (a ≠0):定义域为__________,值域:当a 〉0时,为__________;当a 〈0时,为__________。
3。
函数的值:关于函数值f(a )例:f (x)=x 2+3x+1,则f(2)= __________.4。
函数的三要素:对应法则f 、定义域A 和值域{f(x )|x ∈A}.只有当这三要素__________时,两个函数才能称为同一函数。
疑难突破有关函数概念的理解剖析:(1)如果一个函数需要几条限制时,那么定义域为各限制所得x 的范围的交集。
精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!第二章函数的概念与基本初等函数Ⅰ第一节函数及其表示一、基础知识1.函数与映射的概念2.函数的有关概念(1)函数的定义域、值域:在函数y=f(x),x∈A中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.求函数定义域的策略(1)确定函数的定义域常从解析式本身有意义,或从实际出发.(2)如果函数y=f(x)是用表格给出,则表格中x的集合即为定义域.(3)如果函数y=f(x)是用图象给出,则图象在x轴上的投影所覆盖的x的集合即为定义域.(2)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.(3)相等函数:如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,则这两个函数相等,这是判断两函数相等的依据.两函数值域与对应关系相同时,两函数不一定相同.(4)函数的表示法:表示函数的常用方法有:解析法、图象法、列表法.3.分段函数若函数在其定义域内,对于定义域内的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数通常叫做分段函数.关于分段函数的3个注意(1)分段函数虽然由几个部分构成,但它表示同一个函数.(2)分段函数的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集.(3)各段函数的定义域不可以相交.考点一函数的定义域[典例] (1)(2019·长春质检)函数y =ln (1-x )x +1+1x 的定义域是( )A .[-1,0)∪(0,1)B .[-1,0)∪(0,1]C .(-1,0)∪(0,1]D .(-1,0)∪(0,1)(2)已知函数f (x )的定义域为(-1,0),则函数f (2x +1)的定义域为( ) A .(-1,1) B.⎝⎛⎭⎫-1,-12 C .(-1,0)D.⎝⎛⎭⎫12,1[解析] (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧1-x >0,x +1>0,x ≠0,解得-1<x <0或0<x <1.所以原函数的定义域为(-1,0)∪(0,1).(2)令u =2x +1,由f (x )的定义域为(-1,0),可知-1<u <0,即-1<2x +1<0, 得-1<x <-12.[答案] (1)D (2)B [解题技法]1.使函数解析式有意义的一般准则 (1)分式中的分母不为0; (2)偶次根式的被开方数非负; (3)y =x 0要求x ≠0;(4)对数式中的真数大于0,底数大于0且不等于1; (5)正切函数y =tan x ,x ≠k π+π2(k ∈Z);(6)实际问题中除考虑函数解析式有意义外,还应考虑实际问题本身的要求. 2.抽象函数的定义域问题(1)若已知函数f (x )的定义域为[a ,b ],其复合函数f (g (x ))的定义域由不等式a ≤g (x )≤b 求出;(2)若已知函数f (g (x ))的定义域为[a ,b ],则f (x )的定义域为g (x )在x ∈[a ,b ]上的值域.[题组训练]1.函数f (x )=1ln (x +1)+4-x 2的定义域为( )A .[-2,0)∪(0,2]B .(-1,0)∪(0,2]C .[-2,2]D .(-1,2]解析:选B 由⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,ln (x +1)≠0,4-x 2≥0,得-1<x ≤2,且x ≠0.2.若函数y =f (x )的定义域是[1,2 019],则函数g (x )=f (x +1)x -1的定义域是________________.解析:因为y =f (x )的定义域是[1,2 019],所以若g (x )有意义,应满足⎩⎪⎨⎪⎧1≤x +1≤2 019,x -1≠0,所以0≤x ≤2 018,且x ≠1.因此g (x )的定义域是{x |0≤x ≤2 018,且x ≠1}. 答案:{x |0≤x ≤2 018,且x ≠1}考点二 求函数的解析式[典例] (1)已知二次函数f (2x +1)=4x 2-6x +5,求f (x ); (2)已知函数f (x )满足f (-x )+2f (x )=2x ,求f (x ). [解] (1)法一:待定系数法因为f (x )是二次函数,所以设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则f (2x +1)=a (2x +1)2+b (2x +1)+c =4ax 2+(4a +2b )x +a +b +c .因为f (2x +1)=4x 2-6x +5, 所以⎩⎪⎨⎪⎧4a =4,4a +2b =-6,a +b +c =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-5,c =9,所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R). 法二:换元法令2x +1=t (t ∈R),则x =t -12,所以f (t )=4⎝⎛⎭⎫t -122-6·t -12+5=t 2-5t +9(t ∈R),所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R). 法三:配凑法因为f (2x +1)=4x 2-6x +5=(2x +1)2-10x +4=(2x +1)2-5(2x +1)+9, 所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R).(2)解方程组法由f (-x )+2f (x )=2x , ① 得f (x )+2f (-x )=2-x ,② ①×2-②,得3f (x )=2x +1-2-x . 即f (x )=2x +1-2-x3.故f (x )的解析式是f (x )=2x +1-2-x3(x ∈R).[解题技法] 求函数解析式的4种方法及适用条件 (1)待定系数法先设出含有待定系数的解析式,再利用恒等式的性质,或将已知条件代入,建立方程(组),通过解方程(组)求出相应的待定系数.(2)换元法对于形如y =f (g (x ))的函数解析式,令t =g (x ),从中求出x =φ(t ),然后代入表达式求出f (t ),再将t 换成x ,得到f (x )的解析式,要注意新元的取值范围.(3)配凑法由已知条件f (g (x ))=F (x ),可将F (x )改写成关于g (x )的表达式,然后以x 替代g (x ),便得f (x )的解析式.(4)解方程组法已知关于f (x )与f ⎝⎛⎭⎫1x 或f (-x )的表达式,可根据已知条件再构造出另外一个等式组成方程组,通过解方程组求出f (x ).[提醒] 由于函数的解析式相同,定义域不同,则为不相同的函数,因此求函数的解析式时,如果定义域不是R ,一定要注明函数的定义域.[题组训练]1.[口诀第2句]已知f (x )是二次函数,且f (0)=0,f (x +1)=f (x )+x +1,则f (x )=________________.解析:设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 由f (0)=0,知c =0,f (x )=ax 2+bx . 又由f (x +1)=f (x )+x +1,得a (x +1)2+b (x +1)=ax 2+bx +x +1, 即ax 2+(2a +b )x +a +b =ax 2+(b +1)x +1,所以⎩⎪⎨⎪⎧2a +b =b +1,a +b =1,解得a =b =12.所以f (x )=12x 2+12x (x ∈R).答案:12x 2+12x (x ∈R)2.[口诀第3句]已知f ⎝⎛⎭⎫2x +1=lg x ,则f (x )=________________.解析:令2x +1=t ,得x =2t -1,则f (t )=lg 2t -1,又x >0,所以t >1,故f (x )的解析式是f (x )=lg2x -1(x >1). 答案:lg2x -1(x >1) 3.[口诀第4句]已知f (x )满足2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,则f (x )=________. 解析:∵2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,①把①中的x 换成1x ,得2f ⎝⎛⎭⎫1x +f (x )=3x.② 联立①②可得⎩⎨⎧2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,2f ⎝⎛⎭⎫1x +f (x )=3x,解此方程组可得f (x )=2x -1x(x ≠0).答案:2x -1x (x ≠0)考点三 分段函数考法(一) 求函数值[典例] (2019·石家庄模拟)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3x ,x >0,a x +b ,x ≤0(0<a <1),且f (-2)=5,f (-1)=3,则f (f (-3))=( )A .-2B .2C .3D .-3[解析] 由题意得,f (-2)=a -2+b =5,① f (-1)=a -1+b =3,②联立①②,结合0<a <1,得a =12,b =1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3x ,x >0,⎝⎛⎭⎫12x +1,x ≤0,则f (-3)=⎝⎛⎭⎫12-3+1=9,f (f (-3))=f (9)=log 39=2. [答案] B[解题技法] 求分段函数的函数值的策略(1)求分段函数的函数值时,要先确定要求值的自变量属于哪一区间,然后代入该区间对应的解析式求值;(2)当出现f (f (a ))的形式时,应从内到外依次求值;(3)当自变量的值所在区间不确定时,要分类讨论,分类标准应参照分段函数不同段的端点.考法(二) 求参数或自变量的值(或范围)[典例] (2018·全国卷Ⅰ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤0,1,x >0,则满足f (x +1)<f (2x )的x 的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(0,+∞)C .(-1,0)D .(-∞,0)[解析] 法一:分类讨论法①当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x ≤0,即x ≤-1时,f (x +1)<f (2x ),即为2-(x +1)<2-2x,即-(x +1)<-2x ,解得x <1. 因此不等式的解集为(-∞,-1].②当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x >0时,不等式组无解.③当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x ≤0,即-1<x ≤0时,f (x +1)<f (2x ),即为1<2-2x,解得x <0.因此不等式的解集为(-1,0).④当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x >0,即x >0时,f (x +1)=1,f (2x )=1,不合题意.综上,不等式f (x +1)<f (2x )的解集为(-∞,0). 法二:数形结合法∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤0,1,x >0,∴函数f (x )的图象如图所示. 结合图象知,要使f (x +1)<f (2x ), 则需⎩⎪⎨⎪⎧x +1<0,2x <0,2x <x +1或⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥0,2x <0,∴x <0,故选D. [答案] D[解题技法]已知函数值(或范围)求自变量的值(或范围)的方法(1)根据每一段的解析式分别求解,但要注意检验所求自变量的值(或范围)是否符合相应段的自变量的取值范围,最后将各段的结果合起来(求并集)即可;(2)如果分段函数的图象易得,也可以画出函数图象后结合图象求解.[题组训练]1.设f (x )=⎩⎨⎧x ,0<x <1,2(x -1),x ≥1,若f (a )=f (a +1),则f ⎝⎛⎭⎫1a =( ) A .2 B .4 C .6D .8解析:选C 当0<a <1时,a +1>1,f (a )=a ,f (a +1)=2(a +1-1)=2a , ∵f (a )=f (a +1),∴a =2a , 解得a =14或a =0(舍去).∴f ⎝⎛⎭⎫1a =f (4)=2×(4-1)=6.当a ≥1时,a +1≥2,f (a )=2(a -1),f (a +1)=2(a +1-1)=2a , ∵f (a )=f (a +1),∴2(a -1)=2a ,无解. 综上,f ⎝⎛⎭⎫1a =6.2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x ≤1,f (x -1),x >1,则f (f (3))=________.解析:由题意,得f (3)=f (2)=f (1)=21=2,∴f (f (3))=f (2)=2. 答案:23.(2017·全国卷Ⅲ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≤0,2x ,x >0,则满足f (x )+f ⎝⎛⎭⎫x -12>1的x 的取值范围是________.解析:由题意知,可对不等式分x ≤0,0<x ≤12,x >12讨论.①当x ≤0时,原不等式为x +1+x +12>1,解得x >-14,故-14<x ≤0.②当0<x ≤12时,原不等式为2x +x +12>1,显然成立.③当x >12时,原不等式为2x +2x -12>1,显然成立.综上可知,所求x 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-14,+∞. 答案:⎝⎛⎭⎫-14,+∞ 4.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x -7,x <0,x ,x ≥0,若f (a )<1,则实数a 的取值范围是____________.解析:若a <0,则f (a )<1⇔⎝⎛⎭⎫12a-7<1⇔⎝⎛⎭⎫12a <8,解得a >-3,故-3<a <0; 若a ≥0,则f (a )<1⇔a <1,解得a <1,故0≤a <1. 综上可得-3<a <1. 答案:(-3,1)[课时跟踪检测]1.下列所给图象是函数图象的个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:选B ①中当x >0时,每一个x 的值对应两个不同的y 值,因此不是函数图象;②中当x =x 0时,y 的值有两个,因此不是函数图象;③④中每一个x 的值对应唯一的y 值,因此是函数图象.故选B.2.函数f (x )=2x -1+1x -2的定义域为( ) A .[0,2)B .(2,+∞)C .[0,2)∪(2,+∞)D .(-∞,2)∪(2,+∞)解析:选C 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2x -1≥0,x -2≠0,解得x ≥0,且x ≠2.3.已知f ⎝⎛⎭⎫12x -1=2x -5,且f (a )=6,则a 等于( ) A.74 B .-74C.43D .-43解析:选A 令t =12x -1,则x =2t +2,f (t )=2(2t +2)-5=4t -1,则4a -1=6,解得a =74.4.(2019·贵阳检测)下列函数中,同一个函数的定义域与值域相同的是( ) A .y =x -1 B .y =ln x C .y =13x -1D .y =x +1x -1解析:选D 对于A ,定义域为[1,+∞),值域为[0,+∞),不满足题意;对于B ,定义域为(0,+∞),值域为R ,不满足题意;对于C ,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),值域为(-∞,-1)∪(0,+∞),不满足题意;对于D ,y =x +1x -1=1+2x -1,定义域为(-∞,1)∪(1,+∞),值域也是(-∞,1)∪(1,+∞).5.(2018·福建期末)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x +a ,x >0,4x -2-1,x ≤0.若f (a )=3,则f (a -2)=( )A .-1516B .3C .-6364或3D .-1516或3解析:选A 当a >0时,若f (a )=3,则log 2a +a =3,解得a =2(满足a >0);当a ≤0时,若f (a )=3,则4a -2-1=3,解得a =3,不满足a ≤0,所以舍去.于是,可得a =2.故f (a -2)=f (0)=4-2-1=-1516.6.已知函数y =f (2x -1)的定义域是[0,1],则函数f (2x +1)log 2(x +1)的定义域是( )A .[1,2]B .(-1,1] C.⎣⎡⎦⎤-12,0 D .(-1,0)解析:选D 由f (2x -1)的定义域是[0,1], 得0≤x ≤1,故-1≤2x -1≤1, ∴f (x )的定义域是[-1,1], ∴要使函数f (2x +1)log 2(x +1)有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧-1≤2x +1≤1,x +1>0,x +1≠1,解得-1<x <0.7.下列函数中,不满足f (2 018x )=2 018f (x )的是( ) A .f (x )=|x | B .f (x )=x -|x | C .f (x )=x +2D .f (x )=-2x解析:选C 若f (x )=|x |,则f (2 018x )=|2 018x |=2 018|x |=2 018f (x );若f (x )=x -|x |,则f (2 018x )=2 018x -|2 018x |=2 018(x -|x |)=2 018f (x );若f (x )=x +2,则f (2 018x )=2 018x +2,而2 018f (x )=2 018x +2 018×2,故f (x )=x +2不满足f (2 018x )=2 018f (x );若f (x )=-2x ,则f (2 018x )=-2×2 018x =2 018×(-2x )=2 018f (x ).故选C.8.已知具有性质:f ⎝⎛⎭⎫1x =-f (x )的函数,我们称为满足“倒负”变换的函数,下列函数: ①f (x )=x -1x ;②f (x )=x +1x ;③f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x ,0<x <1,0,x =1,-1x ,x >1.其中满足“倒负”变换的函数是( ) A .①② B .①③ C .②③D .①解析:选B 对于①,f (x )=x -1x ,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x-x =-f (x ),满足题意;对于②,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x +x =f (x ),不满足题意;对于③,f ⎝⎛⎭⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧1x ,0<1x<1,0,1x =1,-x ,1x >1,即f ⎝⎛⎭⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧1x,x >1,0,x =1,-x ,0<x <1,故f ⎝⎛⎭⎫1x =-f (x ),满足题意.综上可知,满足“倒负”变换的函数是①③.9.(2019·青岛模拟)函数y =ln ⎝⎛⎭⎫1+1x +1-x 2的定义域为________. 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧1+1x >0,1-x 2≥0⇒⎩⎪⎨⎪⎧x <-1或x >0,-1≤x ≤1⇒0<x ≤1.所以该函数的定义域为(0,1]. 答案:(0,1]10.(2019·益阳、湘潭调研)若函数f (x )=⎩⎨⎧lg (1-x ),x <0,-2x ,x ≥0,则f (f (-9))=________.解析:∵函数f (x )=⎩⎨⎧lg (1-x ),x <0,-2x ,x ≥0,∴f (-9)=lg 10=1,∴f (f (-9))=f (1)=-2.答案:-211.(2018·张掖一诊)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x >0,x +1,x ≤0,若f (a )+f (1)=0,则实数a 的值等于________.解析:∵f (1)=2,且f (1)+f (a )=0,∴f (a )=-2<0,故a ≤0. 依题知a +1=-2,解得a =-3. 答案:-312.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧12x +1,x ≤0,-(x -1)2,x >0,使f (x )≥-1成立的x 的取值范围是________.解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x ≤0,12x +1≥-1或⎩⎪⎨⎪⎧x >0,-(x -1)2≥-1, 解得-4≤x ≤0或0<x ≤2, 故所求x 的取值范围是[-4,2]. 答案:[-4,2]13.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax +b ,x <0,2x ,x ≥0,且f (-2)=3,f (-1)=f (1).(1)求函数f (x )的解析式;(2)在如图所示的直角坐标系中画出f (x )的图象.解:(1)由f (-2)=3,f (-1)=f (1),得⎩⎪⎨⎪⎧-2a +b =3,-a +b =2,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =-1,b =1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +1,x <0,2x ,x ≥0.(2)函数f (x )的图象如图所示.第二节函数的单调性与最值一、基础知识1.增函数、减函数定义:设函数f(x)的定义域为I:(1)增函数:如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数.(2)减函数:如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数.增(减)函数定义中的x1,x2的三个特征一是任意性;二是有大小,即x1<x2(x1>x2);三是同属于一个单调区间,三者缺一不可.2.单调性、单调区间若函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,则称函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做函数y=f(x)的单调区间.有关单调区间的两个防范(1)单调区间只能用区间表示,不能用不等式表示.(2)有多个单调区间应分别写,不能用符号“∪”连接,也不能用“或”连接,只能用“逗号”或“和”连接.3.函数的最值设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足:(1)对于任意的x∈I,都有f(x)≤M或f(x)≥M.(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M.那么,我们称M是函数y=f(x)的最大值或最小值.函数最值存在的两条结论(1)闭区间上的连续函数一定存在最大值和最小值.当函数在闭区间上单调时最值一定在端点取到.(2)开区间上的“单峰”函数一定存在最大(小)值.二、常用结论在公共定义域内:(1)函数f(x)单调递增,g(x)单调递增,则f(x)+g(x)是增函数;(2)函数f (x )单调递减,g (x )单调递减,则f (x )+g (x )是减函数; (3)函数f (x )单调递增,g (x )单调递减,则f (x )-g (x )是增函数; (4)函数f (x )单调递减,g (x )单调递增,则f (x )-g (x )是减函数;(5)若k >0,则kf (x )与f (x )单调性相同;若k <0,则kf (x )与f (x )单调性相反; (6)函数y =f (x )(f (x )>0)在公共定义域内与y =-f (x ),y =1f (x )的单调性相反;(7)复合函数y =f [g (x )]的单调性与y =f (u )和u =g (x )的单调性有关.简记:“同增异减”.考点一 确定函数的单调性(区间))[典例] (1)求函数f (x )=-x 2+2|x |+1的单调区间. (2)试讨论函数f (x )=ax x -1(a ≠0)在(-1,1)上的单调性.[解] (1)易知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x +1,x ≥0,-x 2-2x +1,x <0=⎩⎪⎨⎪⎧-(x -1)2+2,x ≥0,-(x +1)2+2,x <0. 画出函数图象如图所示,可知单调递增区间为(-∞,-1]和[0,1],单调递减区间为[-1,0]和[1,+∞).(2)法一:定义法 设-1<x 1<x 2<1, f (x )=a ⎝⎛⎭⎪⎫x -1+1x -1=a ⎝⎛⎭⎫1+1x -1,则f (x 1)-f (x 2)=a ⎝⎛⎭⎫1+1x 1-1-a ⎝⎛⎭⎫1+1x 2-1=a (x 2-x 1)(x 1-1)(x 2-1).由于-1<x 1<x 2<1,所以x 2-x 1>0,x 1-1<0,x 2-1<0, 故当a >0时,f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2), 函数f (x )在(-1,1)上单调递减;当a <0时,f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 函数f (x )在(-1,1)上单调递增. 法二:导数法f ′(x )=(ax )′(x -1)-ax (x -1)′(x -1)2=a (x -1)-ax (x -1)2=-a(x -1)2. 当a >0时,f ′(x )<0,函数f (x )在(-1,1)上单调递减; 当a <0时,f ′(x )>0,函数f (x )在(-1,1)上单调递增.[解题技法] 判断函数单调性和求单调区间的方法(1)定义法:一般步骤为设元―→作差―→变形―→判断符号―→得出结论.(2)图象法:如果f (x )是以图象形式给出的,或者f (x )的图象易作出,则可由图象的上升或下降确定单调性.(3)导数法:先求导数,利用导数值的正负确定函数的单调性及区间.(4)性质法:对于由基本初等函数的和、差构成的函数,根据各初等函数的增减性及复合函数单调性性质进行判断;复合函数单调性,可用同增异减来确定.[题组训练]1.下列函数中,满足“∀x 1,x 2∈(0,+∞)且x 1≠x 2,(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]<0”的是( ) A .f (x )=2x B .f (x )=|x -1| C .f (x )=1x-xD .f (x )=ln(x +1)解析:选C 由(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]<0可知,f (x )在(0,+∞)上是减函数,A 、D 选项中,f (x )为增函数;B 中,f (x )=|x -1|在(0,+∞)上不单调;对于f (x )=1x -x ,因为y =1x 与y=-x 在(0,+∞)上单调递减,因此f (x )在(0,+∞)上是减函数.2.函数f (x )=log 12(x 2-4)的单调递增区间是( )A .(0,+∞)B .(-∞,0)C .(2,+∞)D .(-∞,-2)解析:选D 令t =x 2-4,则y =log 12t .因为y =log 12t 在定义域上是减函数,所以求原函数的单调递增区间,即求函数t =x 2-4的单调递减区间,结合函数的定义域,可知所求区间为(-∞,-2).3.判断函数f (x )=x +ax (a >0)在(0,+∞)上的单调性.解:设x 1,x 2是任意两个正数,且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=⎝⎛⎭⎫x 1+a x 1-⎝⎛⎭⎫x 2+a x 2=x 1-x 2x 1x 2(x 1x 2-a ). 当0<x 1<x 2≤a 时,0<x 1x 2<a ,x 1-x 2<0,所以f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2), 所以函数f (x )在(0,a ]上是减函数; 当a ≤x 1<x 2时,x 1x 2>a ,x 1-x 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 所以函数f (x )在[a ,+∞)上是增函数.综上可知,函数f (x )=x +ax (a >0)在(0,a ]上是减函数,在[a ,+∞)上是增函数.考点二 求函数的值域(最值))[典例] (1)(2019•深圳调研)函数y =|x +1|+|x -2|的值域为________.(2)若函数f (x )=-ax+b (a >0)在⎣⎡⎦⎤12,2上的值域为⎣⎡⎦⎤12,2,则a =________,b =________. (3)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-4x ,x ≤0,sin x ,x >0的最大值为________.[解析] (1)图象法函数y =⎩⎪⎨⎪⎧-2x +1,x ≤-1,3,-1<x <2,2x -1,x ≥2.作出函数的图象如图所示.根据图象可知,函数y =|x +1|+|x -2|的值域为[3,+∞). (2)单调性法∵f (x )=-ax +b (a >0)在⎣⎡⎦⎤12,2上是增函数, ∴f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫12=12,f (x )max =f (2)=2.即⎩⎨⎧-2a +b =12,-a2+b =2,解得a =1,b =52.(3)当x ≤0时,f (x )=-x 2-4x =-(x +2)2+4,而-2∈(-∞,0],此时f (x )在x =-2处取得最大值,且f (-2)=4;当x >0时,f (x )=sin x ,此时f (x )在区间(0,+∞)上的最大值为1.综上所述,函数f (x )的最大值为4.[答案] (1)[3,+∞) (2)1 52 (3)4[提醒] (1)求函数的最值时,应先确定函数的定义域.(2)求分段函数的最值时,应先求出每一段上的最值,再选取其中最大的作为分段函数的最大值,最小的作为分段函数的最小值.[题组训练]1.函数f (x )=x 2+4x 的值域为________.解析:当x >0时,f (x )=x +4x ≥4,当且仅当x =2时取等号; 当x <0时,-x +⎝⎛⎭⎫-4x ≥4, 即f (x )=x +4x ≤-4,当且仅当x =-2取等号,所以函数f (x )的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞). 答案:(-∞,-4]∪[4,+∞)2.若x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,2π3,则函数y =4sin 2x -12sin x -1的最大值为________,最小值为________.解析:令t =sin x ,因为x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,2π3, 所以t ∈⎣⎡⎦⎤-12,1,y =f (t )=4t 2-12t -1, 因为该二次函数的图象开口向上,且对称轴为t =32,所以当t ∈⎣⎡⎦⎤-12,1时,函数f (t )单调递减,所以当t =-12时,y max =6;当t =1时,y min =-9. 答案:6 -93.已知f (x )=x 2+2x +ax ,x ∈[1,+∞),且a ≤1.若对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析:对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立等价于x 2+2x +a >0在x ∈[1,+∞)上恒成立,即a >-x 2-2x 在x ∈[1,+∞)上恒成立.又函数y =-x 2-2x 在[1,+∞)上单调递减, ∴(-x 2-2x )max =-3,故a >-3,又∵a ≤1,∴-3<a ≤1. 答案:(-3,1]考点三 函数单调性的应用考法(一) 比较函数值的大小[典例] 设偶函数f (x )的定义域为R ,当x ∈[0,+∞)时,f (x )是增函数,则f (-2),f (π),f (-3)的大小关系是( )A .f (π)>f (-3)>f (-2)B .f (π)>f (-2)>f (-3)C .f (π)<f (-3)<f (-2)D .f (π)<f (-2)<f (-3)[解析] 因为f (x )是偶函数,所以f (-3)=f (3),f (-2)=f (2). 又因为函数f (x )在[0,+∞)上是增函数. 所以f (π)>f (3)>f (2),即f (π)>f (-3)>f (-2). [答案] A[解题技法] 比较函数值大小的解题思路比较函数值的大小时,若自变量的值不在同一个单调区间内,要利用其函数性质,转化到同一个单调区间内进行比较,对于选择题、填空题能数形结合的尽量用图象法求解.考法(二) 解函数不等式[典例] 设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x <2,x 2,x ≥2.若f (a +1)≥f (2a -1),则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,1]B .(-∞,2]C .[2,6]D .[2,+∞)[解析] 易知函数f (x )在定义域(-∞,+∞)上是增函数,∵f (a +1)≥f (2a -1), ∴a +1≥2a -1,解得a ≤2.故实数a 的取值范围是(-∞,2]. [答案] B[解题技法] 求解含“f ”的函数不等式的解题思路先利用函数的相关性质将不等式转化为f (g (x ))>f (h (x ))的形式,再根据函数的单调性去掉“f ”,得到一般的不等式g (x )>h (x )(或g (x )<h (x )).考法(三) 利用单调性求参数的范围(或值)[典例] (2019•南京调研)已知函数f (x )=x -a x +a2在(1,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是________.[解析] 设1<x 1<x 2,∴x 1x 2>1. ∵函数f (x )在(1,+∞)上是增函数, ∴f (x 1)-f (x 2)=x 1-a x 1+a2-⎝⎛⎭⎫x 2-a x 2+a 2 =(x 1-x 2)⎝⎛⎭⎫1+a x 1x 2<0.∵x 1-x 2<0,∴1+ax 1x 2>0,即a >-x 1x 2.∵1<x 1<x 2,x 1x 2>1,∴-x 1x 2<-1,∴a ≥-1. ∴a 的取值范围是[-1,+∞). [答案] [-1,+∞)[解题技法]利用单调性求参数的范围(或值)的方法(1)视参数为已知数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参数;(2)需注意若函数在区间[a ,b ]上是单调的,则该函数在此区间的任意子集上也是单调的.[题组训练]1.已知函数f (x )的图象向左平移1个单位后关于y 轴对称,当x 2>x 1>1时,[f (x 2)-f (x 1)]·(x 2-x 1)<0恒成立,设a =f ⎝⎛⎭⎫-12,b =f (2),c =f (3),则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .c >a >b B .c >b >a C .a >c >bD .b >a >c解析:选D 由于函数f (x )的图象向左平移1个单位后得到的图象关于y 轴对称,故函数y =f (x )的图象关于直线x =1对称,所以a =f ⎝⎛⎭⎫-12=f ⎝⎛⎭⎫52.当x 2>x 1>1时,[f (x 2)-f (x 1)](x 2-x 1)<0恒成立,等价于函数f (x )在(1,+∞)上单调递减,所以b >a >c .2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax 2-x -14,x ≤1,log a x -1,x >1是R 上的单调函数,则实数a 的取值范围是( )A.⎣⎡⎭⎫14,12 B.⎣⎡⎦⎤14,12 C.⎝⎛⎦⎤0,12 D.⎣⎡⎭⎫12,1解析:选B 由对数函数的定义可得a >0,且a ≠1.又函数f (x )在R 上单调,而二次函数y =ax 2-x -14的图象开口向上,所以函数f (x )在R 上单调递减,故有⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,12a≥1,a ×12-1-14≥log a1-1,即⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,0<a ≤12,a ≥14.所以a ∈⎣⎡⎦⎤14,12.[课时跟踪检测]A 级1.下列四个函数中,在x ∈(0,+∞)上为增函数的是( ) A .f (x )=3-x B .f (x )=x 2-3x C .f (x )=-1x +1D .f (x )=-|x |解析:选C 当x >0时,f (x )=3-x 为减函数;当x ∈⎝⎛⎭⎫0,32时,f (x )=x 2-3x 为减函数,当x ∈⎝⎛⎭⎫32,+∞时,f (x )=x 2-3x 为增函数;当x ∈(0,+∞)时,f (x )=-1x +1为增函数;当x ∈(0,+∞)时,f (x )=-|x |为减函数.2.若函数f (x )=ax +1在R 上单调递减,则函数g (x )=a (x 2-4x +3)的单调递增区间是( )A .(2,+∞)B .(-∞,2)C .(4,+∞)D .(-∞,4)解析:选B 因为f (x )=ax +1在R 上单调递减,所以a <0. 而g (x )=a (x 2-4x +3)=a (x -2)2-a .因为a <0,所以g (x )在(-∞,2)上单调递增.3.已知函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的函数,且在该区间上单调递增,则满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13的x 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫13,23 B.⎣⎡⎭⎫13,23 C.⎝⎛⎭⎫12,23D.⎣⎡⎭⎫12,23解析:选D 因为函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的增函数,满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13. 所以0≤2x -1<13,解得12≤x <23.4.(2019·菏泽模拟)定义新运算⊕:当a ≥b 时,a ⊕b =a ;当a <b 时,a ⊕b =b 2,则函数f (x )=(1⊕x )x -(2⊕x ),x ∈[-2,2]的最大值等于( )A .-1B .1C .6D .12解析:选C 由题意知当-2≤x ≤1时,f (x )=x -2,当1<x ≤2时,f (x )=x 3-2,又f (x )=x -2,f (x )=x 3-2在相应的定义域内都为增函数,且f (1)=-1,f (2)=6,∴f (x )的最大值为6.5.已知函数f (x )是R 上的增函数,A (0,-3),B (3,1)是其图象上的两点,那么不等式-3<f (x +1)<1的解集的补集是(全集为R)( )A .(-1,2)B .(1,4)C .(-∞,-1)∪[4,+∞)D .(-∞,-1]∪[2,+∞)解析:选D 由函数f (x )是R 上的增函数,A (0,-3),B (3,1)是其图象上的两点,知不等式-3<f (x +1)<1即为f (0)<f (x +1)<f (3),所以0<x +1<3,所以-1<x <2,故不等式-3<f (x +1)<1的解集的补集是(-∞,-1]∪[2,+∞).6.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-ax -5,x ≤1,a x ,x >1是R 上的增函数,则实数a 的取值范围是( )A .[-3,0)B .(-∞,-2]C .[-3,-2]D .(-∞,0)解析:选C 若f (x )是R 上的增函数,则应满足⎩⎪⎨⎪⎧-a2≥1,a <0,-12-a ×1-5≤a 1,解得-3≤a ≤-2.7.已知函数f (x )=x 2-2x -3,则该函数的单调递增区间为________.解析:设t =x 2-2x -3,由t ≥0,即x 2-2x -3≥0,解得x ≤-1或x ≥3,所以函数f (x )的定义域为(-∞,-1]∪[3,+∞).因为函数t =x 2-2x -3的图象的对称轴为x =1,所以函数t =x 2-2x -3在(-∞,-1]上单调递减,在[3,+∞)上单调递增,所以函数f (x )的单调递增区间为[3,+∞).答案:[3,+∞)8.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x ,x ≥1,-x 2+2,x <1的最大值为________.解析:当x ≥1时,函数f (x )=1x 为减函数,所以f (x )在x =1处取得最大值,为f (1)=1;当x <1时,易知函数f (x )=-x 2+2在x =0处取得最大值,为f (0)=2.故函数f (x )的最大值为2.答案:29.若函数f (x )=1x 在区间[2,a ]上的最大值与最小值的和为34,则a =________.解析:由f (x )=1x 的图象知,f (x )=1x 在(0,+∞)上是减函数,∵[2,a ]⊆(0,+∞),∴f (x )=1x 在[2,a ]上也是减函数,∴f (x )max =f (2)=12,f (x )min =f (a )=1a ,∴12+1a =34,∴a =4. 答案:410.(2019·甘肃会宁联考)若f (x )=x +a -1x +2在区间(-2,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是________.解析:f (x )=x +a -1x +2=x +2+a -3x +2=1+a -3x +2,要使函数在区间(-2,+∞)上是增函数,需使a -3<0,解得a <3.答案:(-∞,3)11.已知函数f (x )=1a -1x (a >0,x >0).(1)求证:f (x )在(0,+∞)上是增函数;(2)若f (x )在⎣⎡⎦⎤12,2上的值域是⎣⎡⎦⎤12,2,求a 的值. 解:(1)证明:任取x 1>x 2>0, 则f (x 1)-f (x 2)=1a -1x 1-1a +1x 2=x 1-x 2x 1x 2,∵x 1>x 2>0,∴x 1-x 2>0,x 1x 2>0, ∴f (x 1)-f (x 2)>0, 即f (x 1)>f (x 2),∴f (x )在(0,+∞)上是增函数.(2)由(1)可知,f (x )在⎣⎡⎦⎤12,2上是增函数, ∴f ⎝⎛⎭⎫12=1a -2=12,f (2)=1a -12=2, 解得a =25.12.已知f (x )=xx -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. 解:(1)证明:当a =-2时,f (x )=xx +2.任取x 1,x 2∈(-∞,-2),且x 1<x 2, 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). 因为(x 1+2)(x 2+2)>0,x 1-x 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 所以f (x )在(-∞,-2)内单调递增. (2)任取x 1,x 2∈(1,+∞),且x 1<x 2, 则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 ). 因为a >0,x 2-x 1>0,又由题意知f (x 1)-f (x 2)>0, 所以(x 1-a )(x 2-a )>0恒成立,所以a ≤1. 所以0<a ≤1.所以a 的取值范围为(0,1].B 级1.若f (x )=-x 2+4mx 与g (x )=2mx +1在区间[2,4]上都是减函数,则m 的取值范围是( )A .(-∞,0)∪(0,1]B .(-1,0)∪(0,1]C .(0,+∞)D .(0,1]解析:选D 函数f (x )=-x 2+4mx 的图象开口向下,且以直线x =2m 为对称轴,若在区间[2,4]上是减函数,则2m ≤2,解得m ≤1;g (x )=2m x +1的图象由y =2mx 的图象向左平移一个单位长度得到,若在区间[2,4]上是减函数,则2m >0,解得m >0.综上可得,m 的取值范围是(0,1].2.已知函数f (x )=ln x +x ,若f (a 2-a )>f (a +3),则正数a 的取值范围是________. 解析:因为f (x )=ln x +x 在(0,+∞)上是增函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2-a >a +3,a 2-a >0,a +3>0,解得-3<a <-1或a >3.又a >0,所以a >3. 答案:(3,+∞)3.已知定义在R 上的函数f (x )满足:①f (x +y )=f (x )+f (y )+1,②当x >0时,f (x )>-1. (1)求f (0)的值,并证明f (x )在R 上是单调增函数; (2)若f (1)=1,解关于x 的不等式f (x 2+2x )+f (1-x )>4. 解:(1)令x =y =0,得f (0)=-1.在R 上任取x 1>x 2,则x 1-x 2>0,f (x 1-x 2)>-1. 又f (x 1)=f [(x 1-x 2)+x 2]=f (x 1-x 2)+f (x 2)+1>f (x 2), 所以函数f (x )在R 上是单调增函数. (2)由f (1)=1,得f (2)=3,f (3)=5.由f (x 2+2x )+f (1-x )>4得f (x 2+x +1)>f (3), 又函数f (x )在R 上是增函数,故x 2+x +1>3, 解得x <-2或x >1,故原不等式的解集为{x |x <-2或x >1}.第三节 函数的奇偶性与周期性一、基础知1.函数的奇偶性函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的前提条件.若f (x )≠0,则奇(偶)函数定义的等价形式如下:(1)f (-x )=f (x )⇔f (-x )-f (x )=0⇔f (-x )f (x )=1⇔f (x )为偶函数;(2)f (-x )=-f (x )⇔f (-x )+f (x )=0⇔f (-x )f (x )=-1⇔f (x )为奇函数.2.函数的周期性 (1)周期函数对于函数f (x ),如果存在一个非零常数T ,使得当x 取定义域内的任何值时,都有f (x +T )=f (x ),那么就称函数f (x )为周期函数,称T 为这个函数的周期.周期函数定义的实质存在一个非零常数T ,使f (x +T )=f (x )为恒等式,即自变量x 每增加一个T 后,函数值就会重复出现一次.(2)最小正周期如果在周期函数f (x )的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f (x )的最小正周期.二、常用结论1.函数奇偶性常用结论(1)如果函数f (x )是奇函数且在x =0处有定义,则一定有f (0)=0;如果函数f (x )是偶函数,那么f (x )=f (|x |).(2)奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.(3)在公共定义域内有:奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.2.函数周期性常用结论 对f (x )定义域内任一自变量x : (1)若f (x +a )=-f (x ),则T =2a (a >0). (2)若f (x +a )=1f (x ),则T =2a (a >0). (3)若f (x +a )=-1f (x ),则T =2a (a >0).3.函数图象的对称性(1)若函数y =f (x +a )是偶函数,即f (a -x )=f (a +x ),则函数y =f (x )的图象关于直线x =a 对称.(2)若对于R 上的任意x 都有f (2a -x )=f (x )或f (-x )=f (2a +x ),则y =f (x )的图象关于直线x =a 对称.(3)若函数y =f (x +b )是奇函数,即f (-x +b )+f (x +b )=0,则函数y =f (x )关于点(b,0)中心对称.考点一 函数奇偶性的判断[典例] 判断下列函数的奇偶性: (1)f (x )=36-x 2|x +3|-3;(2)f (x )=1-x 2+x 2-1; (3)f (x )=log 2(1-x 2)|x -2|-2;(4)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x <0,x 2-x ,x >0.[解] (1)由f (x )=36-x 2|x +3|-3,可知⎩⎪⎨⎪⎧ 36-x 2≥0,|x +3|-3≠0⇒⎩⎪⎨⎪⎧-6≤x ≤6,x ≠0且x ≠-6,故函数f (x )的定义域为(-6,0)∪(0,6],定义域不关于原点对称,故f (x )为非奇非偶函数.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2≥0,x 2-1≥0⇒x 2=1⇒x =±1,故函数f (x )的定义域为{-1,1},关于原点对称,且f (x )=0,所以f (-x )=f (x )=-f (x ),所以函数f (x )既是奇函数又是偶函数.(3)由⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2>0,|x -2|-2≠0⇒-1<x <0或0<x <1,定义域关于原点对称.此时f (x )=log 2(1-x 2)|x -2|-2=log 2(1-x 2)2-x -2=-log 2(1-x 2)x ,故有f (-x )=-log 2[1-(-x )2]-x =log 2(1-x 2)x =-f (x ),所以函数f (x )为奇函数. (4)法一:图象法画出函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x <0,x 2-x ,x >0的图象如图所示,图象关于y 轴对称,故f (x )为偶函数.法二:定义法易知函数f (x )的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,当x >0时,f (x )=x 2-x ,则当x <0时,-x >0,故f (-x )=x 2+x =f (x );当x <0时,f (x )=x 2+x ,则当x >0时,-x <0,故f (-x )=x 2-x =f (x ),故原函数是偶函数.法三:f (x )还可以写成f (x )=x 2-|x |(x ≠0),故f (x )为偶函数.[题组训练]1.(2018·福建期末)下列函数为偶函数的是( ) A .y =tan ⎝⎛⎭⎫x +π4 B .y =x 2+e |x | C .y =x cos xD .y =ln|x |-sin x解析:选B 对于选项A ,易知y =tan ⎝⎛⎭⎫x +π4为非奇非偶函数;对于选项B ,设f (x )=x 2+e |x |,则f (-x )=(-x )2+e |-x |=x 2+e |x |=f (x ),所以y =x 2+e |x |为偶函数;对于选项C ,设f (x )=x cos x ,则f (-x )=-x cos(-x )=-x cos x =-f (x ),所以y =x cos x 为奇函数;对于选项D ,设f (x )=ln|x |-sin x ,则f (2)=ln 2-sin 2,f (-2)=ln 2-sin(-2)=ln 2+sin 2≠f (2),所以y =ln|x |-sin x 为非奇非偶函数,故选B.2.设函数f (x )=e x -e -x2,则下列结论错误的是( )A .|f (x )|是偶函数B .-f (x )是奇函数C .f (x )|f (x )|是奇函数D .f (|x |)f (x )是偶函数解析:选D ∵f (x )=e x -e -x2,则f (-x )=e -x -e x2=-f (x ).∴f (x )是奇函数. ∵f (|-x |)=f (|x |),∴f (|x |)是偶函数,∴f (|x |)f (x )是奇函数.考点二 函数奇偶性的应用[典例] (1)(2019·福建三明模拟)函数y =f (x )是R 上的奇函数,当x <0时,f (x )=2x ,则当x >0时,f (x )=( )A .-2xB .2-x C .-2-xD .2x(2)(2018·贵阳摸底考试)已知函数f (x )=a -2e x +1(a ∈R)是奇函数,则函数f (x )的值域为( )A .(-1,1)B .(-2,2)C .(-3,3)D .(-4,4)[解析] (1)当x >0时,-x <0,∵x <0时,f (x )=2x ,∴当x >0时,f (-x )=2-x .∵f (x )是R 上的奇函数,∴当x >0时,f (x )=-f (-x )=-2-x .(2)法一:由f (x )是奇函数知f (-x )=-f (x ),所以a -2e -x+1=-a +2e x +1,得2a =2e x+1+2e -x +1,所以a =1e x +1+e x e x +1=1,所以f (x )=1-2e x +1.因为e x +1>1,所以0<1e x +1<1,-1<1-2e x +1<1,所以函数f (x )的值域为(-1,1).法二:函数f (x )的定义域为R ,且函数f (x )是奇函数,所以f (0)=a -1=0,即a =1,所以f (x )=1-2e x +1.因为e x +1>1,所以0<1e x +1<1,-1<1-2e x +1<1,所以函数f (x )的值域为(-1,1).[答案] (1)C (2)A[解题技法]应用函数奇偶性可解决的四类问题及解题方法(1)求函数值将待求值利用奇偶性转化为已知区间上的函数值求解.(2)求解析式先将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用奇偶性求解,或充分利用奇偶性构造关于f (x )的方程(组),从而得到f (x )的解析式.(3)求函数解析式中参数的值利用待定系数法求解,根据f (x )±f (-x )=0得到关于待求参数的恒等式,由系数的对等性得参数的值或方程(组),进而得出参数的值.(4)画函数图象和判断单调性利用奇偶性可画出另一对称区间上的图象及判断另一区间上的单调性.[题组训练]1.(2019·贵阳检测)若函数f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=log 2(x +2)-1,则f (-6)=( )A .2B .4C .-2D .-4解析:选C 根据题意得f (-6)=-f (6)=1-log 2(6+2)=1-3=-2.2.已知函数f (x )为奇函数,当x >0时,f (x )=x 2-x ,则当x <0时,函数f (x )的最大值为________.解析:法一:当x <0时,-x >0,所以f (-x )=x 2+x .又因为函数f (x )为奇函数,所以f (x )=-f (-x )=-x 2-x =-⎝⎛⎭⎫x +122+14,所以当x <0时,函数f (x )的最大值为14. 法二:当x >0时,f (x )=x 2-x =⎝⎛⎭⎫x -122-14,最小值为-14,因为函数f (x )为奇函数,所以当x <0时,函数f (x )的最大值为14.答案:143.(2018·合肥八中模拟)若函数f (x )=x ln(x +a +x 2)为偶函数,则a =________. 解析:∵f (x )=x ln(x +a +x 2)为偶函数,∴f (-x )=f (x ),即-x ln(a +x 2-x )=x ln(x +a +x 2),从而ln[(a +x 2)2-x 2]=0,即ln a =0,故a =1.答案:1考点三 函数的周期性[典例] (1)(2018·开封期末)已知定义在R 上的函数f (x )满足f (x )=-f (x +2),当x ∈(0,2]时,f (x )=2x +log 2x ,则f (2 019)=( )A .5 B.12C .2D .-2(2)(2018·江苏高考)函数f (x )满足f (x +4)=f (x )(x ∈R),且在区间(-2,2]上,f (x )=⎩⎨⎧cos πx2,0<x ≤2,⎪⎪⎪⎪x +12,-2<x ≤0,则f (f (15))的值为________.[解析] (1)由f (x )=-f (x +2),得f (x +4)=f (x ),所以函数f (x )是周期为4的周期函数,所以f (2 019)=f (504×4+3)=f (3)=f (1+2)=-f (1)=-(2+0)=-2.(2)由函数f (x )满足f (x +4)=f (x )(x ∈R), 可知函数f (x )的周期是4, 所以f (15)=f (-1)=⎪⎪⎪⎪-1+12=12, 所以f (f (15))=f ⎝⎛⎭⎫12=cos π4=22. [答案] (1)D (2)22[题组训练]1.(2019·山西八校联考)已知f (x )是定义在R 上的函数,且满足f (x +2)=-1f (x ),当2≤x ≤3时,f (x )=x ,则f ⎝⎛⎭⎫-112=________. 解析:∵f (x +2)=-1f (x ),∴f (x +4)=f (x ), ∴f ⎝⎛⎭⎫-112=f ⎝⎛⎭⎫52,又2≤x ≤3时,f (x )=x , ∴f ⎝⎛⎭⎫52=52,∴f ⎝⎛⎭⎫-112=52. 答案:522.(2019·哈尔滨六中期中)设f (x )是定义在R 上的周期为3的函数,当x ∈[-2,1)时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧4x 2-2,-2≤x ≤0,x ,0<x <1,则f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫214=________. 解析:由题意可得f ⎝⎛⎭⎫214=f ⎝⎛⎭⎫6-34=f ⎝⎛⎭⎫-34=4×⎝⎛⎭⎫-342-2=14,f ⎝⎛⎭⎫14=14.答案:14[课时跟踪检测]A 级1.下列函数为奇函数的是( ) A .f (x )=x 3+1 B .f (x )=ln 1-x1+xC .f (x )=e xD .f (x )=x sin x解析:选B 对于A ,f (-x )=-x 3+1≠-f (x ),所以其不是奇函数;对于B ,f (-x )=ln 1+x 1-x=-ln1-x 1+x=-f (x ),所以其是奇函数;对于C ,f (-x )=e -x ≠-f (x ),所以其不是奇函数;对于D ,f (-x )=-x sin(-x )=x sin x =f (x ),所以其不是奇函数.故选B.2.(2019·南昌联考)函数f (x )=9x +13x 的图象( )A .关于x 轴对称B .关于y 轴对称C .关于坐标原点对称D .关于直线y =x 对称解析:选B 因为f (x )=9x +13x =3x +3-x ,易知f (x )为偶函数,所以函数f (x )的图象关于y轴对称.3.设函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2(x +1),x ≥0,g (x ),x <0,则f (-7)=( )A .3B .-3C .2D .-2解析:选B 因为函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2(x +1),x ≥0,g (x ),x <0,所以f (-7)=-f (7)=-log 2(7+1)=-3.4.若定义在R 上的偶函数f (x )和奇函数g (x )满足f (x )+g (x )=e x ,则g (x )=( ) A .e x -e -x B.12(e x +e -x )C.12(e -x -e x ) D.12(e x -e -x )解析:选D 因为f (x )+g (x )=e x ,所以f (-x )+g (-x )=f (x )-g (x )=e -x , 所以g (x )=12(e x -e -x ).。
第7节函数的图象考试要求 1.在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图象法、列表法、解析法)表示函数;2.会运用基本初等函数的图象分析函数的性质,解决方程解的个数与不等式解的问题.知识梳理1。
利用描点法作函数的图象步骤:(1)确定函数的定义域;(2)化简函数解析式;(3)讨论函数的性质(奇偶性、单调性、周期性、对称性等);(4)列表(尤其注意特殊点、零点、最大值点、最小值点、与坐标轴的交点等),描点,连线。
2.利用图象变换法作函数的图象(1)平移变换(2)对称变换y=f(x)的图象错误!y=-f(x)的图象;y=f(x)的图象错误!y=f(-x)的图象;y=f(x)的图象错误!y=-f(-x)的图象;y=a x(a>0,且a≠1)的图象错误!y=log a x(a〉0,且a≠1)的图象. (3)伸缩变换y=f(x)错误!y=f(ax).y=f(x)错误!y=Af(x)。
(4)翻折变换y=f(x)的图象错误!y=|f(x)|的图象;y=f(x)的图象错误!y=f(|x|)的图象.[常用结论与微点提醒]1.记住几个重要结论(1)函数y=f(x)与y=f(2a-x)的图象关于直线x=a对称。
(2)函数y=f(x)与y=2b-f(2a-x)的图象关于点(a,b)中心对称.(3)若函数y=f(x)对定义域内任意自变量x满足:f(a+x)=f(a-x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称.2.图象的左右平移仅仅是相对于...x.而言,如果x的系数不是1,常需把系数提出来,再进行变换.3。
图象的上下平移仅仅是相对于...y.而言的,利用“上减下加”进行。
诊断自测1.判断下列结论正误(在括号内打“√"或“×”)(1)当x∈(0,+∞)时,函数y=|f(x)|与y=f(|x|)的图象相同.()(2)函数y=af(x)与y=f(ax)(a〉0且a≠1)的图象相同.()(3)函数y=f(x)与y=-f(x)的图象关于原点对称.()(4)若函数y=f(x)满足f(1+x)=f(1-x),则函数f(x)的图象关于直线x=1对称。
【课时训练】第7节 幂函数与二次函数一、选择题 1.(2018湖南长沙模拟)已知函数f (x )=x12,则()A .∃x 0∈R ,使得f (x )<0B .∀x >0, f (x )>0C .∃x 1,x 2∈[0,+∞),使得 f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0D .∀x 1∈[0,+∞),∃x 2∈[0,+∞),使得f (x 1)>f (x 2) 【答案】B【解析】由题得,f (x )=x ,函数的定义域为[0,+∞),函数的值域为[0,+∞),并且函数是单调递增函数,所以A 不成立,根据单调性可知C 也不成立,而D 中,当x 1=0时,不存在x 2∈[0,+∞),使得f (x 1)>f (x 2),所以D 不成立.故选B.2.(2018黑龙江哈尔滨六中月考)已知α∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫-2,-1,-12,12,1,2,则使f (x )=x α为奇函数,且在(0,+∞)上单调递减的α的值的个数是( )A .1B .2C .3D .4【答案】A【解析】由f (x )=x α在(0,+∞)上单调递减,可知αf (x )=x α为奇函数,所以α只能取-1.3.(2018福建六校联考)若幂函数y =(m 2-3m +3)·xm 2-m -2的图象不过原点,则m 的取值是( )A .-1≤m ≤2B .m =1或m =2C .m =2D .m =1 【答案】B【解析】由幂函数性质可知m2-3m+3=1,∴m=1或m,∴m2-m-2≤0,即-1≤m≤2.∴m=1或m=2.4.(2018天津河东区模拟)若函数f(x)=(1-x2)(x2+ax-5)的图象关于直线x=0对称,则f(x)的最大值是()A.-4 B.4C.4或-4 D.不存在【答案】B【解析】由题意知,函数f(x)是偶函数,则y=x2+ax-5是偶函数,故af(x)=(1-x2)(x2-5)=-x4+6x2-5=-(x2-3)2x2=3时,f(x)取最大值为4.5.(2018广东惠州一模)已知函数f(x)=x2-m是定义在区间[-3-m,m2-m]上的奇函数,则下列成立的是()A.f(m)<f(0) B.f(m)=f(0)C.f(m)>f(0) D.f(m)与f(0)大小不确定【答案】A【解析】因为函数f(x)是奇函数,所以-3-m+m2-m=0,解得m=3或mm=3时,函数f(x)=x-1,定义域不是[-6,6],不合题意;当m=-1时,函数f(x)=x3在定义域[-2,2]上单调递增,又m<0,所以f(m)<f(0).6.(2018湖南岳阳一模)已知函数f(x)=x2+2|x|,若f(-a)+f(a)≤2f(2),则实数a的取值范围是()A.[-2,2]B.(-2,2]C.[-4,2]D.[-4,4]【答案】A【解析】由题意知f(2)=8,则f(-a)+f(a)=2a2+4|a|≤16,解得-2≤a≤2.7.(2018云南大理一模)设函数f(x)=x2-23x+60,g(x)=f(x)+|f(x)|,则g(1)+g(2)+…+g(20)=()A.56 B.112C.0 D.38【答案】B【解析】由二次函数图象的性质可知,当3≤x≤20时,f(x)+|f(x)|=0,∴g(1)+g(2)+…+g(20)=g(1)+g(2)=f(1)+|f(1)|+f(2)+|f(2)|=112.8.(2018河南南阳第一中学联考)已知函数f(x)=(m2-m-1)x4m9-m5-1是幂函数,对任意的x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]a,b∈R,且a+b>0,ab<0,则f(a)+f(b)的值() A.恒大于0 B.恒小于0C.等于0 D.无法判断【答案】A【解析】∵函数f(x)=(m2-m-1)x4m9-m5-1是幂函数,∴m2-m-1=1,解得m=2或mf(x)在第一象限是增函数,当m=2时,指数为4×29-25-1=2 015>0,满足题意,当m=-1时,指数为4×(-1)9-(-1)5-1=-4<0,不满足题意.∴幂函数f(x)=x2 015,它是定义在R上的奇函数,且是增函数.又∵a,b∈R,且a+b>0,∴a>-b,∴f(a)>f(-b)=-f(b),∴f(a)+f(b)>0.故选A.二、填空题9.(2018河南百校联盟质检)若关于x的不等式x2-4x≥m对任意x∈(0,1]恒成立,则m的取值范围为________.【答案】(-∞,-3]【解析】因为函数f(x)=x2-4x在(0,1]上为减函数,所以当x=1时,f(x)m i n=1-4=-3,所以m≤-3.10.(2018四川遂宁零诊)已知点P 1(x 1,2 018)和P 2(x 2,2 018)在二次函数f (x )=ax 2+bx +9的图象上,则f (x 1+x 2)的值为________.【答案】9【解析】依题意得x 1+x 2=-ba ,则f (x 1+x 2)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b a =a ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b a 2+b ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b a +9=9. 11.(2019福建泉州质检).若二次函数f (x )=ax 2-x +b 的最小值为0,则a +4b 的取值范围为________.【答案】[2,+∞)【解析】由已知可得,a >0,且判别式Δ=1-4ab =0,即ab =14,∴a +4b ≥24ab =2,即a +4b 的取值范围为[2,+∞).12.(2018江苏兴化三校联考)已知函数f (x )=x |x -2|在[0,a ]上的值域为[0,1],则实数a 的取值范围是________.【答案】[1,1+2]【解析】函数f (x )=x |x -2|=⎩⎨⎧x 2-2x ,x >2,2x -x 2,x ≤2,则易知f (x )在(-∞,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,且过点(0,0),(2,0).因为由2x -x 2=1(x ≤2)解得x =1,由x 2-2x =1(x >2)解得x =1+2,且f (x )在[0,a ]上的值域为[0,1],所以1≤a ≤1+ 2.三、解答题13.(2018杭州模拟)已知函数h (x )=(m 2-5m +1)x m +1为幂函数,且为奇函数.(1)求m 的值;(2)求函数g (x )=h (x )+1-2h (x ),x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12的值域.【解】(1)∵函数h (x )=(m 2-5m +1)x m +1为幂函数,∴m 2-5m +1=1,解得mh (x )为奇函数,∴m =0.(2)由(1)可知g (x )=x +1-2x ,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12,令1-2x =t ,则x=-12t 2+12,t ∈[0,1],∴f (t )=-12t 2+t +12=-12(t -1)2+1∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1,故g (x )=h (x )+1-2h (x ),x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1.14.(2018四川成都二诊)已知函数f (x )=ax 2+bx +c (a >0,b ∈R ,c ∈R ).(1)若函数f (x )的最小值是f (-1)=0,且c =1,F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),x >0,-f (x ),x <0,求F (2)+F (-2)的值; (2)若a =1,c =0,且|f (x )|≤1在区间(0,1]上恒成立,试求b 的取值范围.【解】(1)由已知c =1,a -b +c =0, 且-b2a =-1,解得a =1,b =2. ∴f (x )=(x +1)2.∴F (x )=⎩⎨⎧(x +1)2,x >0,-(x +1)2,x <0.∴F (2)+F (-2)=(2+1)2-(-2+1)2=8.(2)由题意可知, f (x )=x 2+bx ,则原命题等价于-1≤x 2+bx ≤1在(0,1]上恒成立,即b ≤1x -x 且b ≥-1x -x 在(0,1]上恒成立.又1x -x 的最小值为0,-1x -x 的最大值为-2, 所以-2≤b ≤b 的取值范围是[-2,0].。
第二章⎪⎪⎪函数的概念与基本初等函数Ⅰ第一节函数及其表示 突破点(一) 函数的定义域基础联通 抓主干知识的“源”与“流”1.函数与映射的概念 函数映射两集合A ,B设A ,B 是两个非空的数集 设A ,B 是两个非空的集合 对应关系f :A →B如果按照某种确定的对应关系f ,使对于集合A 中的任意一个数x ,在集合B 中都有唯一确定的数f (x )和它对应如果按某一个确定的对应关系f ,使对于集合A 中的任意一个元素x ,在集合B 中都有唯一确定的元素y 与之对应名称 称f :A →B 为从集合A 到集合B 的一个函数称对应f :A →B 为从集合A 到集合B 的一个映射记法y =f (x ),x ∈A对应f :A →B(1)函数的定义域、值域:在函数y =f (x ),x ∈A 中,x 叫做自变量,x 的取值范围A 叫做函数的定义域;与x 的值相对应的y 值叫做函数值,函数值的集合{f (x )|x ∈A }叫做函数的值域.显然,值域是集合B 的子集.(2)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.(3)相等函数:如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,则这两个函数相等,这是判断两函数相等的依据.考点贯通 抓高考命题的“形”与“神”求给定解析式的函数的定义域(1)分式函数中分母不等于零.(2)偶次根式函数的被开方式大于或等于0. (3)一次函数、二次函数的定义域均为R. (4)y =x 0的定义域是{x |x ≠0}.(5)y =a x (a >0且a ≠1),y =sin x ,y =cos x 的定义域均为R. (6)y =log a x (a >0且a ≠1)的定义域为(0,+∞).(7)y =tan x 的定义域为⎩⎨⎧ x ⎪⎪⎭⎬⎫x ≠k π+π2,k ∈Z .[例1] y =x -12x-log 2(4-x 2)的定义域是( ) A .(-2,0)∪(1,2) B .(-2,0]∪(1,2) C .(-2,0)∪[1,2)D .[-2,0]∪[1,2][解析] 要使函数有意义,必须⎩⎪⎨⎪⎧x -12x ≥0,x ≠0,4-x 2>0,∴x ∈(-2,0)∪[1,2).即函数的定义域是(-2,0)∪[1,2). [答案] C [易错提醒](1)不要对解析式进行化简变形,以免定义域发生变化.(2)当一个函数由有限个基本初等函数的和、差、积、商的形式构成时,定义域一般是各个基本初等函数定义域的交集.(3)定义域是一个集合,要用集合或区间表示,若用区间表示,不能用“或”连接,而应该用并集符号“∪”连接.求抽象函数的定义域对于抽象函数定义域的求解(1)若已知函数f (x )的定义域为[a ,b ],则复合函数f (g (x ))的定义域由不等式a ≤g (x )≤b 求出;(2)若已知函数f (g (x ))的定义域为[a ,b ],则f (x )的定义域为g (x )在x ∈[a ,b ]上的值域. [例2] 若函数y =f (x )的定义域是[0,2],则函数g (x )=f (2x )x -1的定义域为________.[解析] 由题意得,⎩⎪⎨⎪⎧x -1≠0,0≤2x ≤2,解得0≤x <1,即g (x )的定义域是[0,1).[答案] [0,1)[易错提醒]函数f [g (x )]的定义域指的是x 的取值范围,而不是g (x )的取值范围.已知函数定义域求参数[例3] 若函数f (x )=mx 2+mx +1的定义域为一切实数,则实数m 的取值范围是( )A .[0,4)B .(0,4)C .[4,+∞)D .[0,4][解析] 由题意可得mx 2+mx +1≥0恒成立. 当m =0时,1≥0恒成立;当m ≠0时,则⎩⎪⎨⎪⎧m >0,Δ=m 2-4m ≤0,解得0<m ≤4. 综上可得:0≤m ≤4. [答案] D[方法技巧]已知函数定义域求参数的思想方法已知函数的定义域,逆向求解函数中参数的取值,需运用分类讨论以及转化与化归的思想方法.转化与化归的思想方法是通过某种转化过程,将一个难以解决的问题转化为一个已经解决或者比较容易解决的问题,从而获解.基础联通 抓主干知识的“源”与“流” 1.[考点一]函数y =x ln(2-x )的定义域为( ) A .(0,2) B .[0,2) C .(0,1]D .[0,2]解析:选B 由题意知,x ≥0且2-x >0,解得0≤x <2,故其定义域是[0,2). 2.[考点一](2017·青岛模拟)函数y =1-x 22x 2-3x -2的定义域为( )A .(-∞,1]B .[-1,1]C .[1,2)∪(2,+∞)D.⎣⎡⎭⎫-1,-12∪⎝⎛⎦⎤-12,1 解析:选D 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2≥0,2x 2-3x -2≠0,解得⎩⎪⎨⎪⎧-1≤x ≤1,x ≠2且x ≠-12,即-1≤x ≤1且x ≠-12,所以函数的定义域为⎣⎡⎭⎫-1,-12∪⎝⎛⎦⎤-12,1.故选D. 3.[考点一]函数f (x )=1-|x -1|a x -1(a >0且a ≠1)的定义域为________.解析:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 1-|x -1|≥0,a x -1≠0,解得⎩⎪⎨⎪⎧0≤x ≤2,x ≠0,即0<x ≤2,故所求函数的定义域为(0,2].答案:(0,2]4.[考点二]已知函数y =f (x 2-1)的定义域为[-3, 3 ],则函数y =f (x )的定义域为________.解析:∵y =f (x 2-1)的定义域为[-3, 3 ],∴x ∈[-3, 3 ],x 2-1∈[-1,2],∴y =f (x )的定义域为[-1,2].答案:[-1,2]5.[考点三]若函数f (x )=ax 2+abx +b 的定义域为{x |1≤x ≤2},则a +b 的值为________.解析:函数f (x )的定义域是不等式ax 2+abx +b ≥0的解集.不等式ax 2+abx +b ≥0的解集为{x |1≤x ≤2},所以⎩⎪⎨⎪⎧a <0,1+2=-b ,1×2=b a ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-32,b =-3,所以a +b =-32-3=-92.答案:-92突破点(二) 函数的表示方法1.函数的表示方法函数的表示方法有三种,分别为解析法、列表法和图象法.同一个函数可以用不同的方法表示.2.应用三种方法表示函数的注意事项(1)解析法:一般情况下,必须注明函数的定义域;(2)列表法:选取的自变量要有代表性,应能反映定义域的特征;(3)图象法:注意定义域对图象的影响.与x 轴垂直的直线与其最多有一个公共点. 3.函数的三种表示方法的优缺点(2)求x与y的对应关系时需逐个计算,比较繁杂列表法能鲜明地显示自变量与函数值之间的数量关系只能列出部分自变量及其对应的函数值,难以反映函数变化的全貌图象法形象直观,能清晰地呈现函数的增减变化、点的对称关系、最大(小)值等性质作出的图象是近似的、局部的,且根据图象确定的函数值往往有误差考点贯通抓高考命题的“形”与“神”求函数的解析式[典例](1)如图,修建一条公路需要一段环湖弯曲路段与两条直道平滑连接(相切).已知环湖弯曲路段为某三次函数图象的一部分,则该函数的解析式为()A.y=12x3-12x2-xB.y=12x3+12x2-3xC.y=14x3-xD.y=14x3+12x2-2x(2)定义在R上的函数f(x)满足f(x+1)=2f(x).若当0≤x≤1时,f(x)=x(1-x),则当-1≤x ≤0时,f (x )=________.(3)(2017·合肥模拟)已知f (x )的定义域为{x |x ≠0},满足3f (x )+5f ⎝⎛⎭⎫1x =3x +1,则函数f (x )的解析式为________.[解析] (1)设该函数解析式为f (x )=ax 3+bx 2+cx +d ,则f ′(x )=3ax 2+2bx +c , 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧f (0)=d =0,f (2)=8a +4b +2c +d =0,f ′(0)=c =-1,f ′(2)=12a +4b +c =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =12,b =-12,c =-1,d =0,∴f (x )=12x 3-12x 2-x .(2)∵-1≤x ≤0,∴0≤x +1≤1,∴f (x )=12f (x +1)=12(x +1)[1-(x +1)]=-12x (x +1).故当-1≤x ≤0时,f (x )=-12x (x+1).(3)用1x代替3f (x )+5f ⎝⎛⎭⎫1x =3x +1中的x ,得3f ⎝⎛⎭⎫1x +5f (x )=3x +1, ∴⎩⎨⎧3f (x )+5f ⎝⎛⎭⎫1x =3x +1, ①3f ⎝⎛⎭⎫1x +5f (x )=3x +1, ②①×3-②×5得f (x )=1516x -916x +18(x ≠0).[答案] (1)A (2)-12x (x +1) (3)f (x )=1516x -916x +18(x ≠0)[易错提醒]1.已知函数f (x )的定义域为(0,+∞),且f (x )=2f ⎝⎛⎭⎫1x x -1,则f (x )=________. 解析:在f (x )=2f ⎝⎛⎭⎫1x x -1中,用1x 代替x ,得f ⎝⎛⎭⎫1x =2f (x )1x -1,将f ⎝⎛⎭⎫1x =2f (x )1x -1代入f (x )=2f ⎝⎛⎭⎫1x x -1中,求得f (x )=23x +13(x >0).答案:23x +13(x >0) 2.函数f (x )满足2f (x )+f (-x )=2x ,则f (x )=________.解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧2f (x )+f (-x )=2x ,2f (-x )+f (x )=-2x ,解得f (x )=2x . 答案:2x3.已知f (x +1)=x +2x ,求f (x )的解析式. 解:设t =x +1,则x =(t -1)2,t ≥1,代入原式有 f (t )=(t -1)2+2(t -1)=t 2-2t +1+2t -2=t 2-1. 故f (x )=x 2-1,x ≥1.4.已知f (x )是二次函数,且f (0)=0,f (x +1)=f (x )+x +1,求f (x )的解析式. 解:设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 由f (0)=0,知c =0,f (x )=ax 2+bx , 又由f (x +1)=f (x )+x +1,得a (x +1)2+b (x +1)=ax 2+bx +x +1, 即ax 2+(2a +b )x +a +b =ax 2+(b +1)x +1,所以⎩⎪⎨⎪⎧2a +b =b +1,a +b =1,解得a =b =12.所以f (x )=12x 2+12x ,x ∈R.5.已知f ⎝⎛⎭⎫x +1x =x 2+1x 2,求f (x )的解析式. 解:由于f ⎝⎛⎭⎫x +1x =x 2+1x 2=⎝⎛⎭⎫x +1x 2-2, 所以f (x )=x 2-2,x ≥2或x ≤-2,故f (x )的解析式是f (x )=x 2-2,x ≥2或x ≤-2.突破点(三) 分段函数基础联通 抓主干知识的“源”与“流”1.分段函数若函数在其定义域内,对于定义域内的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数通常叫做分段函数.2.分段函数的相关结论(1)分段函数虽由几个部分组成,但它表示的是一个函数.(2)分段函数的定义域等于各段函数的定义域的并集,值域等于各段函数的值域的并集. 考点贯通 抓高考命题的“形”与“神”分段函数求值[例1] (1)设f (x )=⎩⎨⎧1-x ,x ≥0,2x ,x <0,则f (f (-2))=( )A .-1 B.14 C.12D.32(2)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x ,x ≥4,f (x +1),x <4,则f (1+log 25)的值为( ) A.14 B.⎝⎛⎭⎫12错误!未找到引用源。
第七节函数的图象[最新考纲][考情分析][核心素养]1。
在实际情境中,会根据不同的需要选择图象法、列表法、解析法表示函数。
2。
会运用函数图象理解和研究函数的性质,解决方程解的个数与不等式解的问题.本节的常考点有函数图象的辨析、函数图象和函数性质的综合应用及利用图象解方程或不等式,其中函数图象的辨析仍将是2021年高考考查的热点,题型多以选择题为主,属中档题,分值为5分。
1.逻辑推理2.数学运算3.数据分析4.数学建模‖知识梳理‖1.利用描点法作函数图象其基本步骤是列表、描点、连线,具体为:首先:①确定函数的定义域;②化简函数解析式;③讨论函数的性质(奇偶性、单调性、周期性、对称性等);其次:列表(尤其注意特殊点、零点、最大值点、最小值点、与坐标轴的交点等);最后:描点,连线.2.利用图象变换法作函数的图象(1)平移变换y=f(x)错误!错误!y=f(x-a);y=f(x)错误!错误!y=f(x)+b.(2)伸缩变换y=f(x)y=f(ωx);y=f(x)错误!y=Af(x).(3)对称变换y=f(x)――――――→,关于x轴对称y=错误!-f(x);y=f(x)错误!y=错误!f(-x);y=f(x)错误!y=错误!-f(-x).(4)翻折变换y=f(x)错误!y=f(|x|);y=f(x)错误!y=|f(x)|。
►常用结论(1)函数y=f(x)与y=f(2a-x)的图象关于直线x=a对称.(2)函数y=f(x)与y=2b-f(2a-x)的图象关于点(a,b)中心对称.(3)若函数y=f(x)对定义域内任意自变量x满足:f(a+x)=f(a -x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称.‖基础自测‖一、疑误辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”).(1)将函数y=f(x)的图象先向左平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度得到函数y=f(x+1)+1的图象.()(2)当x∈(0,+∞)时,函数y=|f(x)|与y=f(|x|)的图象相同.()(3)函数y=f(x)与y=-f(-x)的图象关于原点对称.()(4)若函数y=f(x)满足f(1+x)=f(1-x),则函数f(x)的图象关于直线x=1对称.()答案:(1)×(2)×(3)√(4)√二、走进教材2.(必修1P23T2改编)小明骑车上学,开始时匀速行驶,途中因交通堵塞停留了一段时间后,为了赶时间加快速度行驶,与以上事件吻合得最好的图象是()答案:C3.(必修1P24A7改编)下列图象是函数y=错误!的图象的是()答案:C三、易错自纠4.函数f(x)的图象向右平移1个单位长度,所得图象与曲线y=e x关于y轴对称,则f(x)=()A.e x+1B.e x-1C.e-x+1D.e-x-1解析:选D与曲线y=e x关于y轴对称的图象对应的解析式为y=e-x,将函数y=e-x的图象向左平移1个单位长度即得y =f(x)的图象,∴f(x)=e-(x+1)=e-x-1,故选D.5.(2019年浙江卷)在同一直角坐标系中,函数y=错误!,y=log a 错误!(a〉0,且a≠1)的图象可能是()解析:选D可分别取a=12和a=2,在同一直角坐标系内画出相应图象(图略),对比可知,D正确,故选D.6.已知函数f(x)的图象如图所示,则函数g(x)=log错误!f(x)的定义域是________.解析:当f(x)>0时,函数g(x)=log错误!f(x)有意义,由函数f(x)的图象知满足f(x)〉0时,x∈(2,8].答案:(2,8]错误!|题组突破|1.(2019年全国卷Ⅰ)函数f(x)=错误!在[-π,π]的图象大致为()解析:选D∵f(x)=错误!,x∈[-π,π],∴f(-x)=-sin x-xcos(-x)+(-x)2=-错误!=-f(x),∴f(x)为[-π,π]上的奇函数,因此排除A;又f(π)=错误!=错误!>0,因此排除B、C,故选D.2.(2020届合肥调研)函数f(x)=ln错误!的图象大致为()解析:选B解法一:易知f(x)定义域为{x|x≠0}.又因为f(-x)=ln错误!=ln错误!=ln错误!=f(x),所以函数f(x)为偶函数,故排除A、D;又f(1)=ln错误!<0,f(2)=ln错误!=ln2-错误!〉0,所以f(2)>f(1),故排除C.故选B.解法二:因为f(x)=ln错误!=ln错误!,所以当x→+∞时,f(x)→+∞,排除A、C;当x→-∞时,1-错误!→-1,x错误!→+∞,则f(x)→+∞,排除D,故选B.3。
第7讲 函数图象一、选择题1.函数y =|x |与y =x 2+1在同一坐标系上的图像为( )解析 因为|x |≤x 2+1,所以函数y =|x |的图像在函数y =x 2+1图像的下方,排除C 、D ,当x →+∞时,x 2+1→|x |,排除B ,故选A. 答案 A2.函数y =11-x 的图象与函数y =2sin πx (-2≤x ≤4)的图象所有交点的横坐标之和等于( ).A .2B .4C .6D .8解析 此题考查函数的图象、两个函数图象的交点及函数的对称性问题.两个函数都是中心对称图形.如上图,两个函数图象都关于点(1,0)成中心对称,两个图象在[-2,4]上共8个公共点,每两个对应交点横坐标之和为2,故所有交点的横坐标之和为8. 答案 D3.已知函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x -tan x ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2<x <π2,若实数x 0是函数y =f (x )的零点,且0<t <x 0,则f (t )的值( ).A .大于1B .大于0C .小于0D .不大于0解析 分别作出函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x 与y =tan x 在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2上的图象,得到0<x 0<π2,且在区间(0,x 0)内,函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x的图象位于函数y =tan x 的图象上方,即0<x <x 0时,f (x )>0,则f (t )>0,故选B. 答案 B4.如图,正方形ABCD 的顶点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫22,0,顶点C 、D 位于第一象限,直线l :x =t (0≤t ≤2)将正方形ABCD 分成两部分,记位于直线l 左侧阴影部分的面积为f (t ),则函数S =f (t )的图象大致是( ).解析 当直线l 从原点平移到点B 时,面积增加得越来越快;当直线l 从点B 平移到点C 时,面积增加得越来越慢.故选C.答案 C5.给出四个函数,分别满足①f (x +y )=f (x )+f (y ), ②g (x +y )=g (x )·g (y ),③h (x ·y )=h (x )+h (y ),④m (x ·y )=m (x )·m (y ).又给出四个函数的图象,那么正确的匹配方案可以是( )A .①甲,②乙,③丙,④丁B .①乙,②丙,③甲,④丁C .①丙,②甲,③乙,④丁D .①丁,②甲,③乙,④丙解析 图象甲是一个指数函数的图象,它应满足②;图象乙是一个对数函数的图象,它应满足③;图象丁是y =x 的图象,满足①. 答案 D6.如右图,已知正四棱锥S -ABCD 所有棱长都为1,点E 是侧棱SC 上一动点,过点E 垂直于SC 的截面将正四棱锥分成上、下两部分.记SE =x (0<x <1),截面下面部分的体积为V (x ),则函数y =V (x )的图象大致为( ).解析 (1)当0<x <12时,过E 点的截面为五边形EFGHI (如图1所示),连接FI ,由SC 与该截面垂直知,SC ⊥EF ,SC ⊥EI ,∴EF =EI =SE tan 60°=3x ,SI =2SE =2x ,IH =FG =BI =1-2x ,FI =GH =2AH =2 2x ,∴五边形EFGHI 的面积S =FG ×GH +12FI ×EF 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12FI 2=22x -32x 2,∴V (x )=V C -EFGHI +2V I -BHC =13(22x -32x 2)×CE +2×13×12×1×(1-2x )×22(1-2x )=2x 3-2x 2+26,其图象不可能是一条线段,故排除C ,D. (2)当12≤x <1时, 过E 点的截面为三角形,如图2,设此三角形为△EFG ,则EG =EF =EC tan 60°=3(1-x ),CG =CF =2CE =2(1-x ),三棱锥E -FGC 底面FGC 上的高h =EC sin 45°=22(1-x ), ∴V (x )=13×12CG ·CF ·h =23(1-x )3,∴V ′(x )=-2(1-x )2,又显然V ′(x )=-2(1-x )2在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1上单调递增,V ′(x )<0⎝ ⎛⎭⎪⎫x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,∴函数V (x )=23(1-x )3在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1上单调递减,且递减的速率越来越慢,故排除B ,应选A. 答案 A 二、填空题7.函数y =11-x 的图象与函数y =2sin πx (-2≤x ≤4)的图象所有交点的横坐标之和等于________.解析 函数y =11-x =-1x -1和y =2sin πx 的图象有公共的对称中心(1,0),画出二者图象如图所示,易知y =11-x与y =2sin πx (-2≤x ≤4)的图象共有8个交点,不妨设其横坐标为x 1,x 2,x 3,x 4,x 5,x 6,x 7,x 8,且x 1<x 2<x 3<x 4<x 5<x 6<x 7<x 8,由对称性得x 1+x 8=x 2+x 7=x 3+x 6=x 4+x 5=2,∴x 1+x 2+x 3+x 4+x 5+x 6+x 7+x 8=8. 答案 88.使log 2(-x )<x +1成立的x 的取值范围是________.解析 作出函数y =log 2(-x )及y =x +1的图象.其中y =log 2(-x )与y =log 2 x 的图象关于y 轴对称,观察图象(如图所示)知-1<x <0,即x ∈(-1,0).也可把原不等式化为⎩⎪⎨⎪⎧-x >0,-x <2x +1后作图.答案 (-1,0)9.设f (x )表示-x +6和-2x 2+4x +6中较小者,则函数f (x )的最大值是________.解析 在同一坐标系中,作出y =-x +6和y =-2x 2+4x +6的图象如图所示,可观察出当x =0时函数f (x )取得最大值6.答案 6 10.已知函数f(x)=(12)x的图象与函数y=g(x)的图象关于直线y=x 对称,令h(x)=g(1-|x|),则关于h(x)有下列命题: ①h(x)的图象关于原点对称; ②h(x)为偶函数; ③h(x)的最小值为0; ④h(x)在(0,1)上为减函数.其中正确命题的序号为_________.(将你认为正确的命题的序号都填上) 解析 g(x)= 12log x,∴h(x)= 12log (1-|x|),∴h(x)= ()()1212log 1x 1x 0,log 1x 0x 1+-<≤⎧⎪⎨-<<⎪⎩,, 得函数h(x)的大致图象如图,故正确命题序号为②③.答案 ②③ 三、解答题11.讨论方程|1-x |=kx 的实数根的个数.解 设y =|1-x |,y =kx ,则方程的实根的个数就是函数y =|1-x |的图象与y =kx 的图象交点的个数.由右边图象可知:当-1≤k <0时,方程没有实数根; 当k =0或k <-1或k ≥1时,方程只有一个实数根; 当0<k <1时,方程有两个不相等的实数根.12.设函数f (x )=x +1x的图象为C 1,C 1关于点A (2,1)对称的图象为C 2,C 2对应的函数为g (x ).(1)求g (x )的解析式;(2)若直线y =m 与C 2只有一个交点,求m 的值和交点坐标. 解析 (1)设点P (x ,y )是C 2上的任意一点,则P (x ,y )关于点A (2,1)对称的点为P ′(4-x,2-y ), 代入f (x )=x +1x,可得2-y =4-x +14-x ,即y =x -2+1x -4,∴g (x )=x -2+1x -4. (2)由⎩⎪⎨⎪⎧y =m ,y =x -2+1x -4,消去y得x 2-(m +6)x +4m +9=0,Δ=(m +6)2-4(4m +9), ∵直线y =m 与C 2只有一个交点, ∴Δ=0,解得m =0或m =4.当m =0时,经检验合理,交点为(3,0); 当m =4时,经检验合理,交点为(5,4).13.当x ∈(1,2)时,不等式(x -1)2<log a x 恒成立,求a 的取值范围. 解 设f1(x )=(x -1)2,f 2(x )=log a x ,要使当x ∈(1,2) 时,不等式(x -1)2<log a x 恒成立,只需f 1(x )=(x -1)2在(1,2)上的图象在f 2(x )=log a x 的下方即可.当0<a <1时,综合函数图象知显然不成立.当a >1时,如图,要使在(1,2)上,f 1(x )=(x -1)2的图象在f 2(x )=log a x 的下方, 只需f 1(2)≤f 2(2),即(2-1)2≤log a 2,log a 2≥1, ∴1<a ≤2.∴a 的取值范围是(1,2]14.已知函数f (x )=x |m -x |(x ∈R ),且f (4)=0. (1)求实数m 的值;(2)作出函数f (x )的图象并判断其零点个数; (3)根据图象指出f (x )的单调递减区间; (4)根据图象写出不等式f (x )>0的解集;(5)求集合M ={m |使方程f (x )=m 有三个不相等的实根}. 解 (1)∵f (4)=0,∴4|m -4|=0,即m =4.(2)∵f (x )=x |m -x |=x |4-x |=⎩⎪⎨⎪⎧x x -,x ≥4,-x x -,x <4.∴函数f (x )的图象如图:由图象知f (x )有两个零点.(3)从图象上观察可知:f (x )的单调递减区间为[2,4]. (4)从图象上观察可知:不等式f (x )>0的解集为:{x |0<x <4或x >4}.(5)由图象可知若y =f (x )与y =m 的图象有三个不同的交点,则0<m <4,∴集合M ={m |0<m <4}.。
第7课 函数的奇偶性(本课时对应学生用书第 页)自主学习 回归教材1.(必修1P43练习6改编)函数f (x )=42-1(-1)x x x 是 函数.(填“奇”、“偶”或“非奇非偶”) 【答案】奇【解析】由题知定义域{x|x ∈R ,且x ≠0,x ≠±1}关于原点对称,且f (-x )=-f (x ),所以f (x )为奇函数.2.(必修1P94习题28改编)设f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x>0时,f (x )=2x-3,则f (-2)= . 【答案】-1【解析】f (-2)=-f (2)=-1.3.(必修1P55习题8改编)若函数f (x )=(x+a )(x-4)为偶函数,则实数a= . 【答案】4【解析】因为函数f (x )=(x+a )(x-4)为偶函数,所以f (-x )=f (x ),由f (x )=(x+a )(x-4)=x 2+(a-4)x-4a ,得x 2-(a-4)x-4a=x 2+(a-4)x-4a ,即a-4=0,a=4.4.(必修1P43习题4改编)已知函数f (x )=4x 2+bx+3a+b 是偶函数,其定义域为[a-6,2a ],则点(a ,b )的坐标为 . 【答案】(2,0)【解析】因为f (x )为偶函数且定义域为[a-6,2a ],所以0-(-6)2b a a =⎧⎨=⎩,,即02b a =⎧⎨=⎩,,故点(a ,b )的坐标为(2,0).5.(必修1P111复习题17改编)若函数f(x)是定义在R上的偶函数,且在[0,+∞)上是增函数,f(1)=2,则不等式f(lg x)>2的解集为.【答案】110⎛⎫⎪⎝⎭,∪(10,+∞)【解析】因为f(x)为偶函数,所以由f(lg x)>2⇔f(|lg x|)>2=f(1),又因为f(x)在[0,+∞)上是增函数,所以|lg x|>1,所以0<x<110或x>10,故不等式f(lg x)>2的解集为110⎛⎫⎪⎝⎭,∪(10,+∞).1.奇、偶函数的定义对于函数f(x)定义域内的任意一个x,都有f(-x)=-f(x)(或f(-x)+f(x)=0),则称f(x)为奇函数;对于函数f(x)的定义域内的任意一个x,都有f(-x)=f(x)(或f(-x)-f(x)=0),则称f(x)为偶函数.2.奇、偶函数的性质(1)具有奇偶性的函数,其定义域关于原点对称(也就是说,函数为奇函数或偶函数的必要条件是其定义域关于原点对称).(2)奇函数的图象关于原点对称,偶函数的图象关于y轴对称.(3)若奇函数的定义域包含0,则f(0)=0.(4)定义在(-∞,+∞)上的任意函数f(x)都可以唯一表示成一个奇函数与一个偶函数之和. 【要点导学】要点导学 各个击破函数奇偶性的判定例1 判断下列各函数的奇偶性.(1)f (x )=32--1x x x ;(2)f (x )(3)f (x )=|x+2|-|x-2|;(4)f (x )=220-0.x x x x x x ⎧+<⎨>⎩,,,【思维引导】先求定义域,看定义域是否关于原点对称,在定义域下,解析式带绝对值符号的,要利用绝对值的意义判断f (-x )与f (x )的关系,分段函数应分情况判断.【解答】(1)定义域是{x|x ≠1},不关于原点对称, 所以f (x )是非奇非偶函数. (2)定义域是{-1,1},f (x )=0, 所以f (x )既是奇函数又是偶函数.(3)定义域是R ,f (-x )=|-x+2|-|-x-2|=-(|x+2|-|x-2|)=-f (x ), 所以f (x )是奇函数. (4)当x<0时,-x>0,则f (-x )=(-x )2-(-x )=x 2+x=f (x ); 当x>0时,-x<0,则f (-x )=(-x )2+(-x )=x 2-x=f (x ).综上所述,对任意的x ∈(-∞,0)∪(0,+∞),都有f (-x )=f (x ),所以f (x )为偶函数. 【精要点评】利用定义判断函数奇偶性的步骤: (1)首先确定函数的定义域,并判断其是否关于原点对称. (2)确定f (-x )与f (x )的关系.(3)作出相应结论:若f (-x )=f (x )或f (-x )-f (x )=0,则f (x )是偶函数;若f (-x )=-f (x )或f (-x )+f (x )=0,则f (x )是奇函数.变式求证:函数f(x)=x112-12x⎛⎫+⎪⎝⎭+a(其中a为常数)为偶函数.【解答】易知此函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称.因为f(-x)=-x-112-12x⎛⎫+⎪⎝⎭+a=x212-12xx⎛⎫-⎪⎝⎭+a=x2-111-2-12xx⎛⎫+⎪⎝⎭+a=x112-12x⎛⎫+⎪⎝⎭+a=f(x),所以f(x)=x112-12x⎛⎫+⎪⎝⎭+a为偶函数.【精要点评】函数奇偶性的证明与函数奇偶性的判断的区别在于我们已经知道函数具有奇偶性,从而有了解决问题的方向,只是在对式子的变形上可能要下一定的功夫,特别是对于抽象函数我们还是要牢牢抓住奇偶性的定义找到解决问题的突破口.函数奇偶性的应用例2(1)已知函数f(x)是定义在(-∞,+∞)上的偶函数.当x∈(-∞,0)时,f(x)=x-x4,则当x∈(0,+∞)时,f(x)= .(2)(2014·湖南卷改编)已知f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)-g(x)=x3+x2+1,则f(1)= ,g(1)= .【思维引导】(1)要求f(x)在(0,+∞)上的表达式,由于已知f(x)在(-∞,0)上的表达式,因此解答本题可先设x∈(0,+∞),然后将它转化到已知解析式的区间(-∞,0)上,最后利用函数的奇偶性定义即可得出结论.(2)先利用函数的奇偶性,确定f(x)和g(x)的解析式,然后代值计算.【答案】 (1)-x-x4(2)2-1【解析】(1)当x∈(0,+∞)时,有-x∈(-∞,0),注意到函数f(x)是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,于是有f(x)=f(-x)=-x-(-x)4=-x-x4.(2)由题意得f(-x)-g(-x)=-x3+x2+1,因为f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,所以f(x)+g(x)=-x3+x2+1,联结f(x)-g(x)=x3+x2+1,解得f(x)=x2+1,g(x)=-x3,所以f(1)=2,g(1)=-1.【精要点评】(1)解决本题第(1)问的关键是利用偶函数的关系式f(-x)=f(x)成立,但要注意求给定哪个区间的解析式就设这个区间上的变量x,然后把x转化为-x(另一个已知区间上的解析式中的变量),通过适当的推导,求出所求区间上的解析式.(2)本题第(2)问也可以直接用赋值法解决,即赋值x=±1,然后利用奇偶性化归为关于f(1)和g(1)的方程组,进行求解.变式(1)设f(x)为定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=2x+2x+b(b为常数),则f(-1)= .(2)已知f(x)=223pxx q++是奇函数,且f(2)=53,那么p= ,q= .【答案】 (1)-3(2)20【解析】(1)因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=20+2×0+b=0,解得b=-1,故当x≥0时,f(x)=2x+2x-1,所以f(-1)=-f(1)=-(2+2×1-1)=-3.(2)因为f(x)是奇函数,所以f(-x)+f(x)=0,即22-3pxx q+++223pxx q++=0,得q=0.又由f(2)=53,得426p+=53,解得p=2.函数奇偶性与单调性的综合应用微课2● 问题提出奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反.抽象函数中的不等式问题,核心是去掉抽象函数中的符号“f”,除了画出草图利用数形结合思想求解外,本质是利用奇偶性和单调性.那么,求解此类问题的解题模板是怎样的?● 典型示例例3 已知函数f (x )是定义在R 上的单调函数,且对任意的实数a ∈R ,f (-a )+f (a )=0恒成立,若f (-3)=2.(1)试判断函数f (x )在R 上的单调性,并说明理由;(2)解关于x 的不等式:f-m x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭+f (m )<0,其中m ∈R 且m>0. 【思维导图】【规范解答】(1)函数f (x )为R 上的减函数.理由如下:由题知f (x )是R 上的奇函数,所以f (0)=0,又因为f (x )是R 上的单调函数, 由f (-3)=2,f (0)<f (-3),知f (x )为R 上的减函数.(2)由f -m x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭+f (m )<0,得f-m x x ⎛⎫⎪⎝⎭<-f (m )=f (-m ), 结合(1)得-m x x >-m ,整理得(1-)-m x mx <0. 当m>1时,不等式的解集为|01-m x x x m ⎧⎫><⎨⎬⎩⎭或; 当m=1时,不等式的解集为{x|x>0};当0<m<1时,不等式的解集为|01-m x x m ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭. 【精要点评】利用函数的单调性解函数不等式要特别注意必须考虑函数的定义域,进而结合函数单调性去求不等式的解集.● 总结归纳奇函数在对称的两个区间上具有相同的单调性,偶函数在对称区间上具有相反的单调性,因此,若函数具有奇偶性,研究单调性、最值或作图象等问题时,只需在非负值范围内研究即可,在负值范围内由对称性可得.● 题组强化1.(2014·江苏压题卷)若奇函数f (x )在(0,+∞)上单调递减,且f (2)=0,则不等式3(-)-2()5f x f x x ≤0的解集为.(第1题)【答案】[-2,0)∪(0,2]【解析】根据已知条件可画出f (x )的草图如图所示.不等式3(-)-2()5f x f x x ≤0⇔()f x x ≥0, 即0()0x f x >⎧⎨≥⎩,或0()0.x f x <⎧⎨≤⎩,由图可知不等式的解集为[-2,0)∪(0,2].2.(2015·全国卷)设函数f (x )=ln(1+|x|)-211x +,则使得f (x )>f (2x-1)成立的x 的取值范围是 .【答案】113⎛⎫ ⎪⎝⎭,【解析】由f (x )=ln(1+|x|)-211x +可知f (x )是偶函数,且在[0,+∞)是增函数, 所以f (x )>f (2x-1)⇔f (|x|)>f (|2x-1|)⇔|x|>|2x-1|⇔13<x<1.3.已知偶函数f (x )在[0,+∞)上是增函数,如果f (ax+1)≤f (x-2)在x ∈112⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上恒成立,求实数a 的取值范围.【解答】由于f (x )为偶函数,且在[0,+∞)上为增函数,则在(-∞,0]上为减函数. 由f (ax+1)≤f (x-2),知|ax+1|≤|x-2|.又x ∈112⎡⎤⎢⎥⎣⎦,,故|x-2|=2-x ,即x-2≤ax+1≤2-x. 故x-3≤ax ≤1-x ,1-3x ≤a ≤1x -1在112⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上恒成立.由于min 1-1x ⎛⎫ ⎪⎝⎭=0,max 31-x ⎛⎫ ⎪⎝⎭=-2,故-2≤a ≤0, 即实数a 的取值范围为[-2,0].4.已知奇函数f (x )是定义在(-3,3)上的减函数,且满足不等式f (x-3)+f (x 2-3)<0,求x 的取值范围.【解答】由题知2-3-33-3-33x x <<⎧⎨<<⎩,,解得0600x x x <<⎧⎪⎨<<<⎪⎩,或故0<x<因为f (x )是奇函数,所以f (x-3)<-f (x 2-3)=f (3-x 2),又f (x )在(-3,3)上是减函数, 所以x-3>3-x 2,即x 2+x-6>0,解得x>2或x<-3. 综上,2x 的取值范围是{x|2.1.(2015·北京卷改编)已知下列函数:①y=x 2sin x ;②y=x 2cos x ;③y=|ln x|;④y=2-x.其中为偶函数的是 .(填序号) 【答案】②【解析】根据奇偶性的定义知①为奇函数,②为偶函数,③的定义域为(0,+∞),故③不具有奇偶性,④既不是奇函数,也不是偶函数.2.(2015·南通模拟)已知函数f(x)=·2-221xxa a++(x∈R)是奇函数,那么实数a= .【答案】1【解析】因为f(x)=·2-221xxa a++(x∈R)是奇函数,因此f(0)=0,解得a=1.3.(2016·苏州期中)已知定义在R上的奇函数f(x),当x>0时,f(x)=2x-x2,则f(-1)+f(0)+f(3)= .【答案】-2【解析】由题意知,f(0)=0,f(-1)=-f(1),又因为当x>0时,f(x)=2x-x2,所以f(-1)+f(0)+f(3)=-f(1)+0+f(3)=-21+12+23-32=-2.4.(2015·天津卷)已知定义在R上的函数f(x)=2|x-m|-1 (m为实数)为偶函数,记a=f(log0.53),b=f(log25),c=f(2m),则a,b,c的大小关系为.【答案】c<a<b【解析】因为函数f(x)=2|x-m|-1为偶函数,所以m=0,即f(x)=2|x|-1,所以a=f(log0.53)=f21log3⎛⎫⎪⎝⎭=21log32-1=2log32-1=3-1=2,b=f(log25)=2log52-1=4,c=f(2m)=f(0)=20-1=0.所以c<a<b.5.已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,且在[0,+∞)上为增函数,若f(1-a)+f(-2a)<0,求实数a的取值范围.【解答】因为f(x)是定义在R上的奇函数,且在[0,+∞)上为增函数,所以f(x)在R上为增函数. 又f(1-a)+f(-2a)<0,所以f(1-a)<-f(-2a)=f(2a).所以1-a<2a,即a>1 3.所以实数a的取值范围为13∞⎛⎫+⎪⎝⎭,.【融会贯通】融会贯通能力提升已知函数f(x)的定义域D={x|x≠0},且满足对于任意的x1,x2∈D,有f(x1·x2)=f(x1)+f(x2).(1)求f(1)的值;(2)判断f(x)的奇偶性,并给出证明;(3)如果f(4)=1,f(3x+1)+f(2x-6)≤3,且f(x)在(0,+∞)上是增函数,求x的取值范围.【思维引导】【规范解答】(1)令x1=x2=1,得f(1×1)=f(1)+f(1),解得f(1)=0.……………………………………………………………2分(2)f(x)为偶函数.证明如下:…………………………………………………………………4分令x1=x2=-1,得f[(-1)×(-1)]=f(-1)+f(-1),解得f(-1)=0.令x1=-1,x2=x,有f(-x)=f(-1)+f(x),所以f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数.…………………………7分(3)f(4×4)=f(4)+f(4)=2,f (16×4)=f (16)+f (4)=3.…………………………………………………………………………9分将f (3x+1)+f (2x-6)≤3,变形为f [(3x+1)(2x-6)]≤f (64).(*) 因为f (x )为偶函数,所以f (-x )=f (x )=f (|x|). 所以不等式(*)等价于f [|(3x+1)(2x-6)|]≤f (64).………………11分又因为f (x )在(0,+∞)上是增函数,所以|(3x+1)(2x-6)|≤64,且(3x+1)(2x-6)≠0,解得-73≤x<-13或-13<x<3或3<x ≤5.所以x 的取值范围是711---335333x x x x ⎧⎫≤<<<<≤⎨⎬⎩⎭或或.………………………………14分【精要点评】抽象函数的奇偶性就是要判断-x 对应的函数值与x 对应的函数值之间的关系,从而得到函数图象关于原点或y 轴对称.在利用单调性解决抽象不等式时,不仅要注意单调性的应用,还要注意定义域的限制,以保证转化的等价性.趁热打铁,事半功倍.请老师布置同学们完成《配套检测与评估》中的练习第13~14页.【检测与评估】第7课 函数的奇偶性一、 填空题1.(2015·湖南卷改编)设函数f (x )=ln(1+x )-ln(1-x ),则f (x )的奇偶性是 .2.(2015·全国卷)若函数f(x)=x ln(x为偶函数,则实数a= .3.(2015·淮安中学)已知函数f(x)=a+x)+bx3+x2,其中a,b为常数,f(1)=3,则f(-1)= .4.已知a为常数,函数f(x)=x2-4x+3.若f(x+a)为偶函数,则a= .5.(2014·福建三明)设f(x)是定义在R上以3为周期的奇函数,且f(1)>1,f(2 015)=2-31aa+,则实数a的取值范围是.6.已知g(x)是定义在R上的奇函数,且当x<0时,g(x)=-ln(1-x),函数f(x)=30()0. x xg x x⎧≤⎨>⎩,,,若f(2-x2)>f(x),则实数x的取值范围是.7.(2015·启东联考)若函数f(x)同时满足:(1)对于定义域上的任意x,恒有f(x)+f(-x)=0;(2)对于定义域上的任意x1,x2,当x1≠x2时,恒有1212()-()-f x f xx x<0,则称函数f(x)为“理想函数”.给出下列四个函数中:①f(x)=1x;②f(x)=x2;③f(x)=2-121xx+;④f(x)=22-0x xx x⎧≥⎨<⎩,,,,能被称为“理想函数”的有.(填序号)8.(2014·南京、盐城一模)若函数f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增.如果实数t满足f(ln t)+f1lnt⎛⎫⎪⎝⎭≤2f(1),那么t的取值范围是.二、解答题9.已知函数f (x )=x 2+a x (x ≠0,常数a ∈R ).(1)讨论函数f (x )的奇偶性,并说明理由;(2)若函数f (x )在[2,+∞)上为增函数,求实数a 的取值范围.10.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x ∈(-∞,0)时,f (x )=-x lg(2-x ),求函数f (x )的解析式.11.设函数f (x )的定义域为D ,若存在非零实数l 使得对于任意的x ∈M(M ⊆D),有x +l ∈D ,且f (x +l )≥f (x ),则称f (x )为M 上的l 高调函数.(1)如果定义域为[-1,+∞)的函数f (x )=x 2为[-1,+∞)上的m 高调函数,求实数m 的取值范围; (2)如果定义域为R 的函数f (x )是奇函数,当x ≥0时,f (x )=|x -a 2|-a 2,且f (x )为R 上的4高调函数,求实数a 的取值范围.三、 选做题(不要求解题过程,直接给出最终结果)12.已知定义域为R 的函数f (x )=1-222x x b +++是奇函数.(1)求实数b 的值;(2)判断函数f (x )的单调性;(3)若对任意的t ∈R ,不等式f (t 2-2t )+f (2t 2-k )<0恒成立,求实数k 的取值范围.【检测与评估答案】第7课 函数的奇偶性1.奇函数 【解析】显然,f (x )的定义域为(-1,1),关于原点对称.又因为f (-x )=ln(1-x )-ln(1+x )=-f (x ),所以f (x )为奇函数.2.1 【解析】由题知y=ln(是奇函数,所以ln(+ln(-=ln(a+x 2-x 2)=ln a=0,解得a=1.3.-1 【解析】已知函数f (x )=a+x )+bx 3+x 2,所以f (x )+f (-x )=2x 2,由f (1)=3,得f (-1)=-1.4. 2 【解析】f (x+a )=(x+a )2-4(x+a )+3=x 2+(2a-4)x+a 2-4a+3.因为f (x+a )为偶函数,所以a=2.5.2-13⎛⎫ ⎪⎝⎭, 【解析】因为f (2 015)=f (2)=f (-1)=-f (1)<-1,所以2-31a a +<-1,解得-1<a<23.6. (-2,1) 【解析】设x>0,则-x<0.因为当x<0时,g (x )=-ln(1-x ),所以g (-x )=-ln(1+x ).又因为g (x )是奇函数,所以g (x )=ln(1+x )(x>0),所以f (x )=30ln(1)0x x x x ⎧≤⎨+>⎩,,,,其图象如图所示.由图象知,函数f (x )在R 上是增函数.因为f (2-x 2)>f (x ),所以2-x 2>x ,即-2<x<1.(第6题)7.④ 【解析】依题意,性质(1)反映函数f (x )在定义域上为奇函数,性质(2)反映函数f (x )在定义域上为单调减函数.①f (x )=1x 为定义域上的奇函数,但不是定义域上的单调减函数,其单调减区间为(-∞,0),(0,+∞),故排除①;②f (x )=x 2为定义域上的偶函数,排除②;③f (x )=2-121x x +,定义域为R ,由于y=2x+1在R 上为增函数,故函数f (x )为R 上的增函数,排除③;④根据f (x )=22-00x x x x ⎧≥⎨<⎩,,,的图象,显然此函数为奇函数,且在定义域上为减函数,故④为理想函数.8.1ee⎡⎤⎢⎥⎣⎦,【解析】f(ln t)+f1lnt⎛⎫⎪⎝⎭=f(ln t)+f(-ln t)=2f(ln t),于是f(lnt)+f1lnt⎛⎫⎪⎝⎭≤2f(1)⇔f(ln t)≤f(1)⇔|ln t|≤1⇔-1≤ln t≤1⇔1e≤t≤e.9.(1) 当a=0时,f(x)=x2,对任意x∈(-∞,0)∪(0,+∞),有f(-x)=(-x)2=x2=f(x),所以f(x)为偶函数.当a≠0时,f(x)=x2+ax(x≠0,常数a∈R),若x=±1,则f(-1)+f(1)=2≠0,所以f(-1)≠-f(1),f(-1)≠f(1).所以函数f(x)既不是奇函数也不是偶函数. 综上所述,当a=0时,f(x)为偶函数;当a≠0时,f(x)为非奇非偶函数.(2) 设2≤x1<x2,f(x1)-f(x2)=21x+1ax-22x-2ax=1212-x xx x[x1x2(x1+x2)-a],要使函数f(x)在x∈[2,+∞)上为增函数,必须f(x1)-f(x2)<0恒成立.因为x1-x2<0,x1x2>4,即a<x1x2(x1+x2)恒成立.又因为x1+x2>4,所以x1x2(x1+x2)>16,所以实数a的取值范围是(-∞,16].10.因为f(x)是R上的奇函数,可得f(0)=-f(0),所以f(0)=0.当x>0时,-x<0,由已知得f(-x)=x lg(2+x),所以-f(x)=x lg(2+x),即f(x)=-x lg(2+x)(x>0).所以f(x)=-lg(2-)0 -lg(2)0. x x xx x x<⎧⎨+≥⎩,,,即f(x)=-x lg(2+|x|)(x∈R).11. (1) f(x)=x2(x≥-1)的图象如图(1)所示,图(1)图(2) (第11题)要使f (-1+m )≥f (-1),只要m ≥2, 此时恒有f (x+m )≥f (x ), 所以实数m 的取值范围为[2,+∞).(2) 由f (x )为奇函数及x ≥0时的解析式知f (x )的图象如图(2)所示. 因为f (3a 2)=a 2=f (-a 2),由f (-a 2+4)≥f (-a 2)=a 2=f (3a 2),得-a 2+4≥3a 2,从而a 2≤1. 又当a 2≤1时,恒有f (x+4)≥f (x ). 所以实数a 的取值范围为[-1,1].12.(1) 因为f (x )是奇函数,所以f (0)=0,即-122b +=0,解得b=1.(2) 由(1)知f (x )=11-222x x ++=-12+121x+,设x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=1121x +-2121x +=21122-2(21)(21)x x x x++.因为函数y=2x在R 上是增函数,且x 1<x 2,所以22x -12x >0,又(12x +1)(22x +1)>0,所以f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2). 所以f (x )在定义域R 上为减函数.(3) 因为f (x )是奇函数,从而不等式f (t 2-2t )+f (2t 2-k )<0等价于f (t 2-2t )<-f (2t 2-k )=f (k-2t 2).由(2)知f (x )为减函数,所以t 2-2t>k-2t 2,即对一切t ∈R 有3t 2-2t-k>0,从而判别式Δ=4+12k<0,解得k<-13,所以实数k 的取值范围是1-.-3∞⎛⎫ ⎪⎝⎭.。
第二章 函数概念与基本初等函数Ⅰ第七讲 函数与方程1.[2021首都师大附中联考]已知函数f (x )={log 5(1-x )(x <1),-(x -2)2+2(x ≥1),则方程f (|x |)=a (a ∈R )的实根个数不可能为 ( )A 。
1B .2 C.3 D 。
42.[角度创新]已知函数f (x )={|x 2+2x |,x ≤0,1x,x >0,若方程f (x )=a (x +3)有四个不同的实数根,则实数a 的取值范围是 ( )A 。
(—∞,4—2√3)B 。
(4—2√3,4+2√3)C .(0,4-2√3]D .(0,4—2√3)3.[2020武汉市部分学校质量监测]已知函数f (x )=e x x-a 。
若f(x )没有零点,则实数a 的取值范围是 ( )A 。
[0,e)B .(0,1)C 。
(0,e ) D.[0,1)4。
[2020江淮十校联考]对任意实数x ,恒有e x -ax —1≥0成立,关于x 的方程(x -a )ln x —x -1=0有两根,为x 1,x 2(x 1<x 2),则下列结论正确的为( )A 。
x 1+x 2=2B 。
x 1·x 2=1 C.x 1x 2=2 D 。
x 2=ex 15。
[2020江西红色七校联考]若函数f (x )=x —√x —a ln x 在区间(1,+∞)上存在零点,则实数a 的取值范围为 ( )A.(0,12) B 。
(12,e )C.(0,+∞)D.(12,+∞)6。
[2019陕西西安三模]若定义在R上的函数f(x)满足f (x+2)=f(x),且当x∈[-1,1]时,f(x)=|x|,则方程f(x)=log3|x|的根的个数是()A.4 B。
5 C.6 D.77。
[新角度题]函数f(x)=x2-2x-1-|x—1|的所有零点之和等于.x2(x〈0) 8。
[2021湖北省四地七校联考]若函数f(x)=2x—120的零点为x0,且x0∈(a,a+1),a∈Z,则a=。
2018版高考数学大一轮复习 第二章 函数概念与基本初等函数I 第
7讲 函数的图象教师用书 文 新人教版
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.为了得到函数y =2x -2的图象,可以把函数y =2x 图象上所有的点( ) A.向右平行移动2个单位长度 B.向右平行移动1个单位长度 C.向左平行移动2个单位长度 D.向左平行移动1个单位长度
解析 因为y =2x -2=2(x -1),所以只需将函数y =2x 的图象上所有的点向右平移1个单位长度即可得到y =2(x -1)=2x -2的图象. 答案 B
2.小明骑车上学,开始时匀速行驶,途中因交通堵塞停留了一段时间后,为了赶时间加快速度行驶,与以上事件吻合得最好的图象是( )
解析 小明匀速运动时,所得图象为一条直线,且距离学校越来越近,排除A.因交通堵塞停留了一段时间,与学校的距离不变,排除D.后来为了赶时间加快速度行驶,排除B.故选C. 答案 C
3.(2015·浙江卷)函数f (x )=⎝
⎛⎭
⎪⎫x -1x cos x (-π≤x ≤π且x ≠0)的图象可能为( )
解析 (1)因为f (-x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫-x +1x cos(-x )=-⎝ ⎛⎭
⎪⎫x -1x cos x =-f (x ),-π≤x ≤π且
x ≠0,所以函数f (x )为奇函数,排除A ,B.当x =π时,f (x )=⎝
⎛⎭
⎪⎫
π-1π
cos π<0,排除
C ,故选D. 答案 D
4.(2017·桂林一调)函数y =(x 3
-x )2|x |
的图象大致是( )
解析 由于函数y =(x 3
-x )2|x |
为奇函数,故它的图象关于原点对称.当0<x <1时,y <0;当x >1时,y >0. 排除选项A ,C ,D ,选B. 答案 B
5.使log 2(-x )<x +1成立的x 的取值范围是( ) A.(-1,0)
B.[-1,0)
C.(-2,0)
D.[-2,0)
解析 在同一坐标系内作出y =log 2(-x ),y =x +1的图象,知满足条件的x ∈(-1,0),故选A.
答案 A 二、填空题
6.已知函数f (x )的图象如图所示,则函数g (x )=log 2f (x )的定义域是________.
解析 当f (x )>0时,
函数g (x )=log 2f (x )有意义,由函数f (x )的图象知满足f (x )>0的x ∈(2,8]. 答案 (2,8]
7.如图,定义在[-1,+∞)上的函数f (x )的图象由一条线段及抛物线的一部分组成,则f (x )的解析式为________. 解析 当-1≤x ≤0时,设解析式为y =kx +b (k ≠0).
则⎩⎪⎨⎪⎧-k +b =0,b =1,得⎩
⎪⎨⎪⎧k =1,b =1,∴y =x +1. 当x >0时,设解析式为y =a (x -2)2
-1(a ≠0). ∵图象过点(4,0),∴0=a (4-2)2
-1,得a =14
.
答案 f (x )=⎩⎪⎨⎪
⎧x +1,-1≤x ≤014
(x -2)2
-1,x >0 8.设函数f (x )=|x +a |,g (x )=x -1,对于任意的x ∈R ,不等式f (x )≥g (x )恒成立,则实数a 的取值范围是________.
解析 如图作出函数f (x )=|x +a |与g (x )=x -1的图象,观察图象可知:当且仅当-a ≤1,即a ≥-1时,不等式f (x )≥g (x )恒成立,因此a 的取值范围是[-1,+∞). 答案 [-1,+∞) 三、解答题
9.已知函数f (x )=⎩
⎪⎨⎪⎧3-x 2
,x ∈[-1,2],
x -3,x ∈(2,5].
(1)在如图所示给定的直角坐标系内画出f (x )的图象;
(2)写出f (x )的单调递增区间;
(3)由图象指出当x 取什么值时f (x )有最值. 解
(1)函数f (x )的图象如图所示. (2)由图象可知,
函数f (x )的单调递增区间为[-1,0],[2,5]. (3)由图象知当x =2时,f (x )min =f (2)=-1, 当x =0时,f (x )max =f (0)=3. 10.已知f (x )=|x 2
-4x +3|. (1)作出函数f (x )的图象;
(2)求函数f (x )的单调区间,并指出其单调性; (3)求集合M ={m |使方程f (x )=m 有四个不相等的实根}. 解
(1)当x 2
-4x +3≥0时,x ≤1或x ≥3,∴f (x )=
⎩
⎪⎨⎪⎧x 2
-4x +3,x ≤1或x ≥3,-x 2
+4x -3,1<x <3, ∴f (x )的图象为:
(2)由函数的图象可知f (x )的单调区间是(-∞,1],(2,3),(1,2],[3,+∞),其中(-∞,1],(2,3)是减区间;(1,2],[3,+∞)是增区间.
(3)由f (x )的图象知,当0<m <1时,f (x )=m 有四个不相等的实根,所以M ={m |0<m <1}.
能力提升题组 (建议用时:20分钟)
11.已知函数f (x )=⎩
⎪⎨⎪⎧x 2
+2x -1,x ≥0,x 2-2x -1,x <0,则对任意x 1,x 2∈R ,若0<|x 1|<|x 2|,下列不等式
成立的是( ) A.f (x 1)+f (x 2)<0 B.f (x 1)+f (x 2)>0 C.f (x 1)-f (x 2)>0
D.f (x 1)-f (x 2)<0
解析 函数f (x )的图象如图所示:
且f (-x )=f (x ),从而函数f (x )是偶函数且在[0,+∞)上是增函数. 又0<|x 1|<|x 2|, ∴f (x 2)>f (x 1), 即f (x 1)-f (x 2)<0.
答案 D
12.(2015·安徽卷)函数f (x )=ax +b
(x +c )
2的图象如图所示,
则下列结论成立的是( ) A.a >0,b >0,c <0 B.a <0,b >0,c >0 C.a <0,b >0,c <0 D.a <0,b <0,c <0
解析 函数定义域为{x |x ≠-c },结合图象知-c >0, ∴c <0.
令x =0,得f (0)=b c
2,又由图象知f (0)>0,∴b >0. 令f (x )=0,得x =-b a ,结合图象知-b a
>0,∴a <0. 答案 C
13.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪
⎧-x 2
+x ,x ≤1,log 13
x ,x >1,若对任意的x ∈R ,都有f (x )≤|k -1|成立,则实数
k 的取值范围为________.
解析 对任意x ∈R ,都有f (x )≤|k -1|成立,即f (x )max ≤|k -1|.
因为f (x )的草图如图所示, 观察f (x )=⎩⎪⎨⎪
⎧-x 2
+x ,x ≤1,log 13
x ,x >1
的图象可知,当x =12时,函数f (x )max =1
4,
所以|k -1|≥14,解得k ≤34或k ≥5
4.
答案 ⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,34∪⎣⎢⎡⎭
⎪⎫54,+∞ 14.已知函数f (x )的图象与函数h (x )=x +1
x
+2的图象关于点A (0,1)对称.
(1)求函数f (x )的解析式;
(2)若g (x )=f (x )+a x
,g (x )在区间(0,2]上的值不小于6,求实数a 的取值范围. 解 (1)设f (x )图象上任一点坐标为(x ,y ),
∵点(x ,y )关于点A (0,1)的对称点(-x ,2-y )在h (x )的图象上, ∴2-y =-x +1
-x +2,
∴y =x +1x ,即f (x )=x +1
x
.
(2)由题意g (x )=x +a +1
x
, 且g (x )=x +
a +1
x
≥6,x ∈(0,2]. ∵x ∈(0,2],∴a +1≥x (6-x ),即a ≥-x 2
+6x -1. 令q (x )=-x 2
+6x -1,x ∈(0,2],
q (x )=-x 2+6x -1=-(x -3)2+8,
∴当x ∈(0,2]时,q (x )是增函数,q (x )max =q (2)=7. 故实数a 的取值范围是[7,+∞).。