函数图像及其变换解读

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函数图像及其变换解读

数x

y 4=的图象分别交于点P 、Q ,且点P 在直线上方,点Q 在直线下方,要使得方程0

44=-+ax x 的各个实根)4(,,,21≤k k x x x x 所对应的点),,2,1)(4,(k i x x i i =均在直线x y =的同侧,只须将函数

3x y =图像上下平移,将点Q 移至函数x

y 4=图像与直线x y =交点A )2,2(--左侧或将点P 移至函数x

y 4

=图像与直线x y =交点B )2,2(右侧即可。将点A 与点B 坐标分别代入方程a x y +=3解得6=a 或6-=a 。从而可得实数a 的取值范围是a >6或a <-6。

(二)伸缩变换及其应用:

函数)(bx af y =的图像可以看作是由函数)

(x f y =的图像先将横坐标伸长|(|b <1)或缩短|(|b >1)到原来的|

|1b 倍,再把纵坐标伸长|(|a >1)或缩短|(|a <1)到原来的||a 倍即可得到。如:

例2、(2008上海文11)在平面直角坐标系

中,点C B A ,,的坐标分别为)6,2(),2,4(),1,0(。如果),(y x P 是△ABC 围成的区域(含边界)上的点,那么当xy =ω取得最大值时,点

P 的坐标是 。

分析:由xy =ω变形可得x

y ω=,则问题可转化为当函数x

y ω=的图象与△ABC 围成的区域(含边界)有公共点时求ω的最大值的问题。由函数图

像伸缩变换的规律可知,ω的值越大,则函数x

y ω

=图象上点的横纵坐标越大,即图像整体越向上移动,由此可以判定,当ω取得最大值时,函数x

y ω

=的图象与△ABC 的边BC 相切或过经点C 。下面求点P 的坐标。

法一:由线段BC 与函数的解析式联立方程组可得⎪⎩⎪⎨⎧≤≤+-==).42(102,x x y x y ω消去y 得方程01022=+-ωx x ,由

判别式△=0解得225=ω,此时25=x ,从而得点)5,2

5(P 。即所求点P 的坐标是)5,2

5(P 。 法二:线段BC 的方程为:)40(102≤≤=+x y x , 则225

)22(21221

2=+≤⋅⋅===y x y x xy ω,当且仅当52==y x ,即.5,25

==y x 所以所求点P 的坐标是)5,2

5(P 。 (三)对称变换:

函数当中,图像关于某点或某条直线对称的情

况较多,除函数的奇偶性、互为反函数的两函数与对称性有关之外,还经常会出现其他一些情况,这就需要我们能够掌握“以点代线”的数学方法对具体情况进行分析。常见情况有以下几种。

1、关于特殊直线的轴对称变换:

)(轴x f y x f y y -=−→−=)(;

)(轴x f y x f y x -=−→−=)( ; )(y f x x f y x y =−−→−==)((两者互为

反函数);

2、关于特殊点的对称变换:

)(),原点(x f y x f y --=−−−→−=00)(;

3、局部对称变换:偶函数),)((||)(x f y x f y =−→−=

;)(||)(x f y x f y =−→−=

注:以上为两个函数图像之间的关系。

4、自身对称变换:若函数y=f (x )满足

),()(或x a f x a f x a f x f +=--=)2()(则函数y=f (x )的图像关于直线x=a 对称。特别地,当0=a 时,函数)(x f 为偶函数。

若函数y=f (x )满足)()(x f x f -=-,则函数y=f

(x )的图像关于原点成中心对称。即函数)(x f 为奇函数。

例3、(2005上海理16)设定义域为R 的函

数,1,01||,1|lg |)(⎩⎨⎧=≠-=x x x x f 则关于x 的方程0)()(2=++c x bf x f 有

7个不同实数解的充要条件是( )

A 、b <0且c >0

B 、b >0且c <0

C 、b <0且0=c

D 、0≥b 且0=c 。

图三)

(图四) 分析:函数)1(||1|lg |≠-=x x y 的图像是由函数

||lg x y =的图像先向右平移一个单位,得到函数

)

1(|1|lg ≠-=x x y 的图像,再将函数)1(|1|lg ≠-=x x y 的图像位于x 轴上方部分保持不变,下方的部分关于x 轴通过局部对称得到。又因为0)1(=f ,所以由(图三)可知,函数)(x f 图像与x 轴有三个公共点。

x y 2-22c -c 0x y 1=x )

1(||1|lg | x x y -=)1(||1|lg | x x y -=2-20b y -=

方程0

bf

x

f中,若b<0且0=c,则由

+c

x

+

)

)

(

(2=

bf

x

f可得0

+x

(2=

(

)

)

=

)

(。结合函数)(x f图像

f-

x

(=

)

f或b

x

易知,方程0

f-

=

)

(有

x

)

(=

x

f有三个不同的解,方程b

四个不同的解,即方程0

+c

x

bf

x

f有7个不同

+

)

(

)

(2=

实数解。所以选C。

值得一提的是,在高考当中,对函数图像的考查,并不一定考查某一单一的变换,有时可能是几种变换同时考查。如:

(2003上海理16))(x f是定义在区间],[c c-例4、

上的奇函数,其图像如图(四),令b

(

)

(,

x

=)

g+

af

x

则下列关于函数)(x g的叙述正确的是()(A)若a<0,则函数)(x g的图像关于原点对称;

(B)若1=a,0<b<2,则方程0

g有大于2的

x

(=

)

实根;

(C)若2-=a,b=0,则函数)(x g的图像关于y轴对称;

(D)若0≠a,b=2,则方程0

g有3个实根。

x

)

(=

分析:由图(2)知)0

=b

g,

)0(≠

0(=

f,若b≠0,则0此时)(x g的图像不关于原点对称,所以A选择支不符合题意。当1-=a时,)(x g的图像可由)(x f的图像关于x轴对称,再向下平移||b个单位得到。此