专题3.1函数的概念及其表示练基础1.(2021·四川达州市·高三二模(文))已知定义在R 上的函数()f x 满足,2(1)2()1f x f x x -+=+,则(1)f =()A .1-B .1C .13-D .13【答案】B 【解析】当0x =时,f (1)2(0)1f +=①;当1x =时,(0)2f f +(1)2=②,由此进行计算能求出f (1)的值.【详解】定义在R 上的函数()f x 满足,2(1)2()1f x f x x -+=+,∴当0x =时,f (1)2(0)1f +=,①当1x =时,(0)2f f +(1)2=,②②2⨯-①,得3f (1)3=,解得f (1)1=.故选:B2.(2021·浙江高一期末)已知231,1,()3,1,x x f x x x +⎧=⎨+>⎩则(3)f =()A .7B .2C .10D .12【答案】D 【解析】根据分段函数的定义计算.【详解】由题意2(3)3312f =+=.故选:D .3.(2021·全国高一课时练习)设3,10()(5),10x x f x f x x +>⎧=⎨+≤⎩,则(5)f 的值为()A .16B .18C .21D .24【解析】根据分段函数解析式直接求解.【详解】因为3,10()(5),10x x f x f x x +>⎧=⎨+≤⎩,所以(5)(10)(15)15318f f f ===+=.故选:B.4.(2021·浙江湖州市·湖州中学高一开学考试)若函数213()22f x x x =-+的定义域和值域都是[1,]b ,则b =()A .1B .3C .3-D .1或3【答案】B 【解析】根据函数213()22f x x x =-+在[1,]b 上为增函数,求出其值域,结合已知值域可求出结果.【详解】因为函数213()22f x x x =-+21(1)12x =-+在[1,]b 上为增函数,且定义域和值域都是[1,]b ,所以min ()(1)f x f =1=,2max 13()()22f x f b b b b ==-+=,解得3b =或1b =(舍),故选:B5.(上海高考真题)若是的最小值,则的取值范围为().A .[-1,2]B .[-1,0]C .[1,2]D .[0,2]【答案】D 【详解】由于当0x >时,1()f x x a x=++在1x =时取得最小值2a +,由题意当0x ≤时,2()()f x x a =-应该是递减的,则0a ≥,此时最小值为2(0)f a =,因此22a a ≤+,解得02a ≤≤,选D .6.(广东高考真题)函数()f x x=的定义域是______.【答案】[)()1,00,∞-⋃+由根式内部的代数式大于等于0且分式的分母不等于0联立不等式组求解x 的取值集合得答案.【详解】由{100x x +≥≠,得1x ≥-且0x ≠.∴函数()1x f x x=的定义域为:[)()1,00,-⋃+∞;故答案为[)()1,00,-⋃+∞.7.(2021·青海西宁市·高三一模(理))函数()f x 的定义域为[]1,1-,图象如图1所示,函数()g x 的定义域为[]1,2-,图象如图2所示.若集合()(){}0A x f g x ==,()(){}0B x g f x ==,则A B 中有___________个元素.【答案】3【解析】利用数形结合分别求出集合A 与集合B ,再利用交集运算法则即可求出结果.【详解】若()()0f g x =,则()0g x =或1-或1,∴{}1,0,1,2A =-,若()()0g f x =,则()0f x =或2,∴{}1,0,1B =-,∴{}1,0,1=- A B .故答案为:3.8.(2021·湖北襄阳市·襄阳五中高三二模)已知函数22211x x y f x x ⎛⎫+-= ⎪+-⎝⎭的定义域是[)1,+∞,则函数()y f x =的定义域是_______.【答案】(]1,2【解析】令()()222111x x g x x x x +-=≥+-,根据函数值域的求解方法可求得()g x 的值域即为所求的()f x 的定义域.【详解】令()()222111x x g x x x x +-=≥+-,则()()222111111111x x x x g x x x x x x x x+-+==+=+≥+-+--+,1y x x =- 在[)1,+∞上单调递增,10x x∴-≥,10111x x ∴<≤-+,()12g x ∴<≤,()f x ∴的定义域为(]1,2.故答案为:(]1,2.9.(2021·黑龙江哈尔滨市第六中学校高三二模(文))已知函数()221,01,0x x f x x x⎧+≥⎪=⎨<⎪⎩,若()2f a =,则实数a =___________.【答案】1或22-【解析】分别令212a +=,212a=,解方程,求出方程的根即a 的值即可.【详解】当0a ≥,令212a +=,解得:1a =,当0a <,令212a =,解得:2a =-,故1a =或2-,故答案为:1或2-.10.(2021·云南高三二模(理))已知函数231,1()1,1x x f x x x +≤⎧=⎨->⎩,若n m >,且()()f n f m =,设t n m =-,则t 的取值范围为________.【答案】171,12⎤-⎥⎦【解析】用n 表示出m ,结合二次函数的性质求得t n m =-的取值范围.【详解】画出()f x 图象如下图所示,3114⨯+=,令()2140x x -=>,解得x =由()(),n m f n f m >=得2311m n +=-,223n m -=,且1n <≤所以(222121333n t n m n n n n -=-=-=-++<≤,结合二次函数的性质可知,当131223n =-=⎛⎫⨯- ⎪⎝⎭时,t 取得最大值为2133217322312⎛⎫-⨯++= ⎪⎝⎭,当n =时,t取得最小值为212133-⨯=-.所以t的取值范围是171,12⎤⎥⎦.故答案为:171,12⎤⎥⎦练提升1.(2021·云南高三二模(文))已知函数231,1()1,1x x f x x x +≤⎧=⎨->⎩,若n m >,且()()f n f m =,设t n m =-,则()A .t 没有最小值B .t 51-C .t 的最小值为43D .t 的最小值为1712【答案】B 【解析】先作出分段函数图象,再结合图象由()()f n f m =,得到m 与n 的关系,消元得关于n 的函数,最后求最值.【详解】如图,作出函数()f x 的图象,()()f n f m = 且n m >,则1m £,且1n >,2311m n ∴+=-,即223n m -=.由21014n n >⎧⎨<-≤⎩,解得1n <≤.222211317(32)(333212n n m n n n n -⎡⎤∴-=-=---=--+⎢⎥⎣⎦,又1n <≤ ∴当n =()min 1n m -=.故选:B.2.(2020·全国高一单元测试)已知函数21,0,()2,0,x x f x x x ⎧+≤=⎨->⎩,若()05f x =,则0x 的取值集合是()A .{2}-B .5,22⎧⎫-⎨⎬⎩⎭C .{2,2}-D .52,2,2⎧⎫--⎨⎬⎩⎭【答案】A 【解析】根据分段函数值的求解方法,对00x ≤与00x >两种情况求解,可得答案.【详解】若00x ≤,可得2015x +=,解得02x =-,(02x =舍去);若00x >,可得02x -=5,可得052x =-,与00x >相矛盾,故舍去,综上可得:02x =-.故选:A.3.【多选题】(2021·全国高一课时练习)(多选题)下列函数中,定义域是其值域子集的有()A .865y x =+B .225y x x =--+C .y =D .11y x=-【答案】AC 【解析】分别求得函数的定义域和值域,利用子集的定义判断.【详解】A 函数的定义域和值域都是R ,符合题意;B.定义域为R ,因为2225(1)66y x x x =--+=-++≤,所以函数值域为(,6]-∞,值域是定义域的真子集不符合题意;C.易得定义域为[1,)+∞,值域为[0,)+∞,定义域是值域的真子集;D.定义域为{|0}x x ≠,值域为{|1}x x ≠-,两个集合只有交集;故选:AC4.【多选题】(2021·全国高一课时练习)已知f (x )=2211x x+-,则f (x )满足的关系有()A .()()f x f x -=-B .1f x ⎛⎫⎪⎝⎭=()f x -C .1f x ⎛⎫⎪⎝⎭=f (x )D .1(()f f x x-=-【答案】BD 【解析】根据函数()f x 的解析式,对四个选项逐个分析可得答案.【详解】因为f (x )=2211x x+-,所以()f x -=221()1()x x +---=2211x x+-()f x =,即不满足A 选项;1f x ⎛⎫ ⎪⎝⎭=221111x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎛⎫- ⎪⎝⎭=2211x x +-,1f x ⎛⎫⎪⎝⎭=()f x -,即满足B 选项,不满足C 选项,1(f x -=221111x x ⎛⎫+- ⎪⎝⎭⎛⎫-- ⎪⎝⎭=2211x x +-,1()()f f x x -=-,即满足D 选项.故选:BD5.【多选题】(2021·全国高三其他模拟)已知函数21,0,()2,0,x x f x x x x +<⎧=⎨-+≥⎩令()()()g x f f x =,则下列说法正确的是()A .()10g -=B .方程()2g x =有3个根C .方程()2g x =-的所有根之和为-1D .当0x <时,()()f xg x ≤【答案】ACD 【解析】由题意知()10f -=可得()10g -=;令()f x u =,因为方程()2f u =没有实根,即()2g x =没有实根;令()u f x =,则方程()2g x =-,即()2f u =-,通过化简与计算即可判断C ;当0x <时,()(1)g x f x =+,则将函数()f x 在(,1)-∞的图象向左平移1个单位长度可得函数()g x 的图象,即可判断D .【详解】对于A 选项,由题意知()10f -=,则()()()()1100g f f f -=-==,所以A 选项正确;对于B 选项,令()f x u =,则求()()()2g x f f x ==的根,即求()2f u =的根,因为方程()2f u =没有实根,所以()2g x =没有实根,所以选项B 错误;对于C 选项,令()u f x =,则方程()2g x =-,即()2f u =-,得112,03u u u +=-<⇒=-,2222,01u u u u -+=-≥⇒=,由方程1()f x u =得13(0)x x +=-<或223(0)x x x -+=-≥,解得4x =-或3x =,易知方程2()f x u =,没有实数根,所以方程()2g x =-的所有根之和为-1,选项C 正确;对于D 选项,当0x <时,()(1)g x f x =+,则将函数()f x 在(,1)-∞的图象向左平移1个单位长度可得函数()g x 的图象,当0x <时,函数()g x 的图象不在()f x 的图象的下方,所以D 选项正确,故选:ACD .6.【多选题】(2021·全国高三专题练习)已知函数()f x ,(,0)(0,)x ∈-∞⋃+∞,对于任意的,(,0)(0,)x y ∈-∞+∞ ,()()()f xy f x f y =+,则()A .()f x 的图象过点()1,0和()1,0-B .()f x 在定义域上为奇函数C .若当1x >时,有()0f x >,则当10x -<<时,()0f x <D .若当01x <<时,有()0f x <,则()0f x >的解集为()1,+∞【答案】AC 【解析】根据抽象函数的性质,利用特殊值法一一判断即可;【详解】解:因为函数()f x ,(,0)(0,)x ∈-∞⋃+∞,对于任意的,(,0)(0,)x y ∈-∞+∞ ,()()()f xy f x f y =+,令1x y ==,则()()()111f f f =+,则()10f =,令1x y ==-,则()()()111f f f =-+-,则()10f -=,所以()f x 过点()1,0和()1,0-,故A 正确;令1y =-,则()()()1f x f x f -=+-,即()()f x f x -=,所以()f x 为偶函数,故B 错误;令1y x =-,则()()110f f x f x ⎛⎫-=+-= ⎪⎝⎭,则()1f f x x ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭当1x >时,所以()11,0x -∈-,又()0f x >,则10f x ⎛⎫-< ⎪⎝⎭,即当10x -<<时,()0f x <,故C 正确;令1y x =,则()()110f f x f x ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭,则()1f f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,当01x <<时,所以()11,x ∈+∞,又()0f x <,则10f x ⎛⎫>⎪⎝⎭,即当1x >时,()0f x >,因为()f x 是偶函数,所以1x <-时,()0f x >,所以()0f x >的解集为()(),11,-∞-+∞U ,故D 错误;故选:AC7.【多选题】(2021·全国高三专题练习)已知函数()22,023,0x x x f x x x ⎧-<=⎨-+≥⎩,则()A .()13f f -⎡⎤⎣=-⎦B .若()1f a =-,则2a =C .()f x 在R 上是减函数D .若关于x 的方程()f x a =有两解,则(]0,3a ∈【答案】ABD 【解析】根据函数解析式,代入数据可判断A 、B 的正误,做出()f x 的图象,可判断C 、D 的正误,即可得答案.【详解】对于A :由题意得:2(1)(1)2(1)3f -=--⨯-=,所以()(3)23331f f f -==-⨯+=-⎡⎤⎣⎦,故A 正确;对于B :当0a <时,2()21f a a a =-=-,解得a =1,不符合题意,舍去当0a ≥时,()231f a a =-+=-,解得2a =,符合题意,故B 正确;对于C :做出()f x 的图象,如下图所示:所以()f x 在R 上不是减函数,故C 错误;对于D :方程()f x a =有两解,则()y f x =图象与y a =图象有两个公共点,如下图所示所以(]0,3a ∈,故D 正确.故选:ABD8.(2021·浙江高三月考)已知0a >,设函数2(22),(02)(),(2)x a x x a f x ax x a ⎧-++<<+=⎨≥+⎩,存在0x 满足()()00f f x x =,且()00f x x ≠,则a 的取值范围是______.【答案】5112a ≤<【解析】求得()2x ax a y =≥+关于y x =对称所得函数的解析式,通过构造函数,结合零点存在性列不等式,由此求得a 的取值范围.【详解】由于()f x 存在0x 满足()()0f f x x=,且()00f x x ≠,所以()f x 图象上存在关于y x =对称的两个不同的点.对于()()2,2y ax x a y a a =≥+≥+,交换,x y 得x ay =,即()()12,2y x x a a y a a=≥+≥+,构造函数()()22111222222g x x a x x x a x x x a a a a ⎛⎫⎛⎫=-++-=-++-=-++- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(()22a a x a +≤<+),所以()g x 的零点122a a +-满足()12222a a a a a+≤+-<+,由1222a a a +-<+得()()21111001a a a a a a a a+---==<⇒<<,由()1222a a a a+≤+-得3210a a -+≤,即()()()()31111a a a a a a a --+=+---()()()21515111022a a a a a a ⎛⎫⎛⎫--+=+--=---≤ ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,由于01a <<,所以解得112a ≤<.故答案为:112a -≤<9.(2021·浙江高一期末)已知函数()1f x x =-+,()()21g x x =-,x ∈R .(1)在图1中画出函数()f x ,()g x 的图象;(2)定义:x R ∀∈,用()m x 表示()f x ,()g x 中的较小者,记为()()(){}min ,m x f x g x =,请分别用图象法和解析式法表示函数()m x .(注:图象法请在图2中表示,本题中的单位长度请自己定义且标明)【答案】(1)图象见解析;(2)()(][)()()21,,01,1,0,1x x m x x x ⎧-+∈-∞⋃+∞⎪=⎨-∈⎪⎩;图象见解析.【解析】(1)由一次函数和二次函数图象特征可得结果;(2)根据()m x 定义可分段讨论得到解析式;由解析式可得图象.【详解】(1)()f x ,()g x的图象如下图所示:(2)当0x ≤时,()211x x -≥-+,则()()1m x f x x ==-+;当01x <<时,()211x x -<-+,则()()()21m x g x x ==-;当1≥x 时,()211x x -≥-+,则()()1m x f x x ==-+;综上所述:()(][)()()21,,01,1,0,1x x m x x x ⎧-+∈-∞⋃+∞⎪=⎨-∈⎪⎩.()m x图象如下图所示:10.(2021·全国高一课时练习)已知函数()12f x x x =++-,()3g x x =-.(1)在平面直角坐标系里作出()f x 、()g x 的图象.(2)x R ∀∈,用()min x 表示()f x 、()g x 中的较小者,记作()()(){}min ,x f x g x =,请用图象法和解析法表示()min x ;(3)求满足()()f x g x >的x 的取值范围.【答案】(1)答案见解析;(2)答案见解析;(3)()(),20,-∞-+∞ .【解析】(1)化简函数()f x 、()g x 的解析式,由此可作出这两个函数的图象;(2)根据函数()min x 的意义可作出该函数的图象,并结合图象可求出函数()min x 的解析式;(3)根据图象可得出不等式()()f x g x >的解集.【详解】(1)()21,2123,1212,1x x f x x x x x x -≥⎧⎪=++-=-<<⎨⎪-≤-⎩,()3,333,3x x g x x x x -≥⎧=-=⎨-<⎩.则对应的图象如图:(2)函数()min x 的图象如图:解析式为()3,20312,21min 3,103,3x x x x x x x x x -<-≤<⎧⎪--≤≤-⎪=⎨-<<⎪⎪-≥⎩或;(3)若()()f x g x >,则由图象知在A 点左侧,B 点右侧满足条件,此时对应的x 满足0x >或2x <-,即不等式()()f x g x >的解集为()(),20,-∞-+∞ .练真题1.(山东高考真题)设=s 0<<12−1,≥1,若=+1,则1=()A.2B.4C.6D.8【答案】C【解析】由≥1时=2−1是增函数可知,若≥1,则≠+1,所以0<<1,由op =o +1)得=2(+1−1),解得=14,则1=o4)=2(4−1)=6,故选C.2.(2018上海卷)设是含数1的有限实数集,是定义在上的函数,若的图象绕原点逆时针旋转π6后与原图象重合,则在以下各项中,1的可能取值只能是()A.3B.3C.3D.0【答案】B 【解析】由题意得到:问题相当于圆上由12个点为一组,每次绕原点逆时针旋转6个单位后与下一个点会重合.我们可以通过代入和赋值的方法当f(1)=3,3,0时,此时得到的圆心角为3,6,0,然而此时x=0或者x=1时,都有2个y 与之对应,而我们知道函数的定义就是要求一个x 只能对应一个y,因此只有当此时旋转6,此时满足一个x 只会对应一个y,故选:B.3.(2018年新课标I 卷文)设函数=2−,≤01,>0,则满足+1<2的x 的取值范围是()A.−∞,−1B.0,+∞C.−1,0D.−∞,0【答案】D【解析】将函数op 的图象画出来,观察图象可知会有2<02<+1,解得<0,所以满足+1<2的x 的取值范围是−∞,0,故选D.4.(浙江高考真题(文))已知函数()2,1{66,1x x f x x x x≤=+->,则()2f f ⎡⎤-=⎣⎦,()f x 的最小值是.【答案】162-【解析】如图根据所给函数解析式结合其单调性作出其图像如图所示,易知()()min 12,62f f f x f ⎡⎤-=-==⎣⎦.5.(2018·天津高考真题(文))已知a R ∈,函数()22220220x x a x f x x x a x ⎧++-≤=⎨-+->⎩,,,.若对任意x ∈[–3,+∞),f (x )≤x 恒成立,则a 的取值范围是__________.【答案】1,28⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】由题意分类讨论0x >和0x ≤两种情况,结合恒成立的条件整理计算即可求得最终结果.【详解】分类讨论:①当0x >时,()f x x ≤即:222x x a x -+-≤,整理可得:21122a x x ≥-+,由恒成立的条件可知:()2max 11022a x x x ⎛⎫≥-+> ⎪⎝⎭,结合二次函数的性质可知:当12x =时,2max 1111122848x x ⎛⎫-+=-+= ⎪⎝⎭,则18a ≥;②当30x -≤≤时,()f x x ≤即:222x x a x ++-≤-,整理可得:232a x x ≤--+,由恒成立的条件可知:()()2min3230a x x x ≤--+-≤≤,结合二次函数的性质可知:当3x =-或0x =时,()2min322x x --+=,则2a ≤;综合①②可得a 的取值范围是1,28⎡⎤⎢⎥⎣⎦,故答案为1,28⎡⎤⎢⎥⎣⎦.6.(2018·浙江高考真题)已知λ∈R,函数f (x )=24,43,x x x x x λλ-≥⎧⎨-+<⎩,当λ=2时,不等式f (x )<0的解集是___________.若函数f (x )恰有2个零点,则λ的取值范围是___________.【答案】(1,4)(1,3](4,)⋃+∞【解析】分析:根据分段函数,转化为两个不等式组,分别求解,最后求并集.先讨论一次函数零点的取法,再对应确定二次函数零点的取法,即得参数λ的取值范围.详解:由题意得240x x ≥⎧⎨-<⎩或22430x x x <⎧⎨-+<⎩,所以24x ≤<或12x <<,即14x <<,不等式f (x )<0的解集是(1,4),当4λ>时,()40f x x =->,此时2()430,1,3f x x x x =-+==,即在(,)λ-∞上有两个零点;当4λ≤时,()40,4f x x x =-==,由2()43f x x x =-+在(,)λ-∞上只能有一个零点得13λ<≤.综上,λ的取值范围为(1,3](4,)⋃+∞.。