2022高三统考数学文北师大版一轮:第二章第七节 函数的图像
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学习资料第七节函数的图像授课提示:对应学生用书第29页[基础梳理]1.利用描点法作函数图像的基本步骤及流程(1)基本步骤:列表、描点、连线.(2)流程: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.平移变换y=f(x)错误!y=f(x-a);y=f(x)错误!y=f(x)+b。
3.伸缩变换y=f(x)错误!y=f(ax).y=f(x)错误!y=Af(x).4.对称变换y=f(x)错误!y=-f(x);y=f(x)错误!y=f(-x);y=f(x)错误!y=-f(-x).5.翻折变换y=f(x)错误!y=f(|x|);y=f(x)错误!y=|f(x)|.1.一个原则在解决函数图像的变换问题时,要遵循“只能对函数关系式中的x,y变换”的原则.2.函数对称的重要结论(1)函数y=f(x)与y=f(2a-x)的图像关于直线x=a对称.(2)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)的图像关于直线x=a对称.(3)函数y=f(x)与y=2b-f(2a-x)的图像关于点(a,b)中心对称.(4)在函数y=f(x)中,将x换为-x,解析式不变,则此函数图像关于y轴对称.将y换成-y,解析式不变,则此函数图像关于x轴对称.若将x换成-x,y换成-y,解析式不变,则此函数图像关于(0,0)对称.若将x换成y,解析式不变,则函数图像关于y=x对称.[四基自测]1.(基础点:用图像表示函数)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.与以上事件吻合的最好的图像是()答案:C2.(基础点:图像的作法)下列图像是函数y=错误!的图像的是()答案:C3.(易错点:函数值与自变量的对应关系)函数r=f(p)的图像如图所示,若只有唯一的p 值与r对应,则r的取值范围为________.答案:(3,5]∪(0,2)4.(基础点:利用图像求参数)某函数y=f(x)的图像如图,与直线y=a有两个交点时a的取值范围为________.答案:{a|-2≤a<2或a=3}授课提示:对应学生用书第30页考点一作函数的图像挖掘作已知函数解析式的图像/自主练透[例]作出下列函数的图像:(1)y=|x-2|·(x+1);(2)y=错误!;(3)y=|log2(x+1)|.[解析](1)先化简,再作图.y=错误!图像如图实线所示.(2)因为y=错误!=1+错误!,先作出y=错误!的图像,将其图像向右平移1个单位,再向上平移1个单位,即得y=错误!的图像,如图所示.(3)利用函数y=log2x的图像进行平移和翻折变换,图像如图实线所示.[破题技法]1。
2.7函数的图像必备知识预案自诊知识梳理1.利用描点法作函数图像的流程2。
函数图像间的变换(1)平移变换对于平移,往往容易出错,在实际判断中可熟记口诀:左加右减,上加下减。
(2)对称变换(3)伸缩变换y=f(x)y=f(ax),y=f(x)y=Af(x)。
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+a2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(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);(4)若函数y=f(x)的定义域为R,且满足条件f(a+x)+f(b—x)=c(a,b,c为常数),则函数y=f(x)的图像关于点(a+a2,a2)对称。
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=a-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。
考点自诊1。
判断下列结论是否正确,正确的画“√",错误的画“×”.(1)将函数y=f(x)的图像先向左平移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的图像.()(2)当x∈(0,+∞)时,函数y=|f(x)|与y=f(|x|)的图像相同.()(3)函数y=f(x)与y=-f(—x)的图像关于原点对称。
第七节 函数的图像[考纲传真] 会运用基本初等函数的图像分析函数的性质.1.利用描点法画函数图像的流程2.利用图像变换法作函数的图像(1)平移变换(2)伸缩变换①y =f (x )的图像――――――――――――――――――――――→a >1,横坐标缩短为原来的1a ,纵坐标不变0<a <1,横坐标伸长为原来的1a 倍,纵坐标不变y =f (ax )的图像; ②y =f (x )的图像――――――――――――――――――――――――→a >1,纵坐标伸长为原来的a 倍,横坐标不变0<a <1,纵坐标缩短为原来的a ,横坐标不变y =af (x )的图像.(3)对称变换①y =f (x )的图像――――――→关于x 轴对称y =-f (x )的图像;②y =f (x )的图像――――――→关于y 轴对称y =f (-x )的图像;③y =f (x )的图像――――――→关于原点对称y =-f (-x )的图像;④y =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.(4)翻转变换①y =f (x )的图像―――――――――――→x 轴下方部分翻折到上方x 轴上方部分不变y =|f (x )|的图像; ②y =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. [常用结论]1.一个函数图像的对称关系(1)函数f (x )满足关系f (a +x )=f (b -x ),则f (x )的图像关于直线x =a +b 2对称;特别地,当f (a +x )=f (a -x )时,函数f (x )的图像关于直线x =a 对称.(2)函数f (x )满足关系f (a +x )=-f (b -x ),则f (x )的图像关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 2,0对称.2.两个函数图像的对称关系(1)函数y =f (x )与y =f (2a -x )的图像关于直线x =a 对称.(2)函数y =f (x )与y =2b -f (2a -x )的图像关于点(a ,b )中心对称.[基础自测]1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)函数y =f (1-x )的图像,可由y =f (-x )的图像向左平移1个单位得到.( )(2)函数y =f (x )与y =-f (x )的图像关于原点对称. ( )(3)当x ∈(0,+∞)时,函数y =f (|x |)的图像与y =|f (x )|的图像相同. ( )(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)√2.(教材改编)甲、乙二人同时从A 地赶往B 地,甲先骑自行车到两地的中点再改为跑步,乙先跑步到中点再改为骑自行车,最后两人同时到达B 地.已知甲骑车比乙骑车的速度快,且两人骑车速度均大于跑步速度.现将两人离开A 地的距离s 与所用时间t 的函数关系用图像表示,则如图所示的四个函数图像中,甲、乙的图像应该是( )① ② ③ ④A .甲是图①,乙是图②B .甲是图①,乙是图④C .甲是图③,乙是图②D .甲是图③,乙是图④B [设甲骑车速度为V 甲骑,甲跑步速度为V 甲跑,乙骑车速度为V 乙骑,乙跑步速度为V 乙跑,依题意V 甲骑>V 乙骑>V 乙跑>V 甲跑,故选B .]3.已知a >0,a ≠1,函数y =a x 与y =log a (-x )的图像可能是( )A B C DB [y =log a (-x )与y =log a x 的图像关于y 轴对称,故选B .]4.函数y =log 12(1-x )的大致图像是( )A B C DD [把函数y =log12x 的图像对称到y 轴左侧得到y =log12(-x )的图像,再把所得图像向右平移1个单位,得到y =log12(1-x )的图像,故选D.]5.函数f (x )的图像向右平移1个单位长度,所得图像与曲线y =e x 关于y 轴对称,则f (x )=( )A .e x +1B .e x -1C .e -x +1D .e -x -1D [依题意,与曲线y =e x 关于y 轴对称的曲线是y =e -x ,于是f (x )相当于y =e -x 向左平移1个单位的结果,∴f (x )=e -(x +1)=e -x -1.]【例1】 作出下列函数的图像:(1)y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x |;(2)y =|log 2(x +1)|; (3)y =2x -1x -1;(4)y =x 2-2|x |-1. [解] (1)先作出y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 的图像,保留y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 图像中x ≥0的部分,再作出y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 的图像中x >0部分关于y 轴的对称部分,即得y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x |的图像,如图①实线部分.① ②(2)将函数y =log 2x 的图像向左平移一个单位,再将x 轴下方的部分沿x 轴翻折上去,即可得到函数y =|log 2(x +1)|的图像,如图②.(3)∵y =2x -1x -1=2+1x -1,故函数图像可由y =1x 图像向右平移1个单位,再向上平移2个单位得到,如图③.③ ④(4)∵y =⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x -1,x ≥0,x 2+2x -1,x <0,且函数为偶函数,先作出[0,+∞)上的图像,再根据对称性作出(-∞,0)上的图像,得图像如图④.【例2】 (1)(2018·全国卷Ⅱ)函数f (x )=e x -e -xx 2的图像大致为( )(2)如图,矩形ABCD 的周长为8,设AB =x (1≤x ≤3),线段MN 的两端点在矩形的边上滑动,且MN =1,当N 沿A →D →C →B →A 在矩形的边上滑动一周时,线段MN 的中点P 所形成的轨迹为G ,记G 围成的区域的面积为y ,则函数y =f (x )的图像大致为( )A B C D(1)B (2)D [(1)因为f (-x )=e -x -e x (-x )2=-e x -e -xx 2=-f (x )(x ≠0),所以f (x )是定义域上的奇函数,所以函数f (x )的图像关于原点(0,0)中心对称,排除选项A ;因为f (1)=e -1e>2,所以排除选项C ,D ,选B . (2)如图所示,点P 的轨迹是分别以A ,B ,C ,D 为圆心,半径为12的4个14圆,以及线段EF ,GH ,RQ ,SJ 部分.则G 围成的面积为矩形的面积减去4个14圆的面积,即 y =x (4-x )-π×⎝ ⎛⎭⎪⎫122=4x -x 2-π4=-(x -2)2+4-π4(1≤x ≤3),且当x =2时,y=4-π4∈(3,4),故选D.](1)(2019·武汉模拟)函数f(x)=x3x-1的大致图像是()(2)如图,不规则四边形ABCD中,AB和CD是线段,AD和BC是圆弧,直线l⊥AB交AB于E,当l从左至右移动(与线段AB有公共点)时,把四边形ABCD分成两部分,设AE=x,左侧部分的面积为y,则y关于x的图像大致是( )A B C D(1)C (2)C [(1)函数f (x )的定义域为{x |x ≠0},排除A .又f (-1)=(-1)33-1-1=32>0,排除B . 当x →+∞时,f (x )→0,故选C .(2)当l 从左至右移动时,一开始面积的增加速度越来越快,过了D 点后面积保持匀速增加,图像呈直线变化,过了C 点后面积的增加速度又逐渐减慢.故选C .]►考法1 研究函数的性质【例3】 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)C [将函数f (x )=x |x |-2x 去掉绝对值,得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧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)上是减少的.]►考法2求不等式解集【例4】函数f(x)是定义域为(-∞,0)∪(0,+∞)的奇函数,在(0,+∞)上递增,f(3)=0,若x·[f(x)-f(-x)]<0,则x的取值范围为________.(-3,0)∪(0,3)[函数f(x)的图像大致如图所示.因为f(x)为奇函数,且x·[f(x)-f(-x)]<0,所以2x·f(x)<0.由图可知,不等式的解集为(-3,0)∪(0,3).]21)的解集是()A.{x|-1<x≤0}B.{x|-1≤x≤1}C.{x|-1<x≤1} D.{x|-1<x≤2}(2)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________.(1)C(2)[-1,+∞)[(1)作出函数y=log2(x+1)的图像,如图所示:其中函数f(x)与y=log2(x+1)的图像的交点为D(1,1),由图像可知f(x)≥log2(x+1)的解集为{x|-1<x≤1},故选C.(2)如图,要使f(x)≥g(x)恒成立,则-a≤1,∴a≥-1.]【例5】(1)(2018·全国卷Ⅱ)已知f(x)是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,满足f(1-x)=f(1+x).若f(1)=2,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=()A.-50 B.0C.2 D.50(2)(2018·全国卷Ⅲ)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)(1)C(2)B[(1)由f(x)是奇函数知f(1+x)=f(1-x)=-f(x-1),则f(x+2)=-f(x).从而f(x+4)=f(x),所以函数f(x)是以4为周期的周期函数.因为f(x)是(-∞,+∞)上的奇函数,所以f(0)=0.因为f(1-x)=f(1+x),所以当x=1时,f(2)=f(0)=0;当x=2时,f(3)=f(-1)=-f(1)=-2;当x=3时,f(4)=f(-2)=-f(2)=0.综上,可得f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=12×[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(1)+f(2)=12×[2+0+(-2)+0]+2+0=2.故选C.(2)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).故选B.](1)直线y=k(x+3)+5(k≠0)与曲线y=5x+17x+3的两个交点坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2+y1+y2等于()A.2B.4C.6D.8(2)已知定义在R上的函数f(x)满足f(-x)=-f(x),f(3-x)=f(x).则f(2 019)=()A.-3 B.0C.1 D.3(1)B(2)B[(1)因为y=5x+17x+3=2x+3+5,其图像关于点(-3,5)对称.又直线y=k(x+3)+5过点(-3,5),如图所示.所以A,B关于点(-3,5)对称,所以x1+x2=2×(-3)=-6,y1+y2=2×5=10.所以x1+x2+y1+y2=4.(2)由题意知f(3-x)=f(x)=-f(-x),则f(x+3)=-f(x),从而f(x+6)=f(x).即函数f(x)是周期为6的周期函数,所以f(2 019)=f(3)=f(0)=0,故选B.]1.(2017·全国卷Ⅰ)函数y =sin 2x 1-cos x的部分图像大致为( )C [令f (x )=sin 2x 1-cos x, ∵f (1)=sin 21-cos 1>0,f (π)=sin 2π1-cos π=0, ∴排除选项A ,D.由1-cos x ≠0得x ≠2k π(k ∈Z),故函数f (x )的定义域关于原点对称.又∵f (-x )=sin (-2x )1-cos (-x )=-sin 2x 1-cos x=-f (x ), ∴f (x )为奇函数,其图像关于原点对称,∴排除选项B .故选C .]2.(2017·全国卷Ⅲ)函数y =1+x +sin x x 2的部分图像大致为( )D [当x →+∞时,sin x x 2→0,1+x →+∞,y =1+x +sin x x 2→+∞,故排除选项B .当0<x <π2时,y =1+x +sin x x 2>0,故排除选项A ,C .故选D.]3.(2016·全国卷Ⅰ)函数y =2x 2-e |x |在[-2,2]的图像大致为()D [∵f (x )=2x 2-e |x |,x ∈[-2,2]是偶函数,∴其图像关于y 轴对称.又f (2)=8-e 2∈(0,1),故排除A ,B .设g (x )=2x 2-e x ,则g ′(x )=4x -e x .又g ′(0)<0,g ′(2)>0,∴g (x )在(0,2)内至少存在一个极值点,∴f (x )=2x 2-e |x |在(0,2)内至少存在一个极值点,排除C .故选D.]4.(2016·全国卷Ⅱ)已知函数f (x )(x ∈R)满足f (x )=f (2-x ),若函数y =|x 2-2x -3|与y =f (x )图像的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x m ,y m ),则∑i =1mx i =( )A .0B .mC .2mD .4mB [∵f (x )=f (2-x ),∴函数f (x )的图像关于直线x =1对称.又y =|x 2-2x -3|=|(x -1)2-4|的图像关于直线x =1对称,∴两函数图像的交点关于直线x =1对称.当m 为偶数时,∑i =1m x i =2×m 2=m ;mx i=2×m-12+1=m.故选B.]当m为奇数时,i=1。
第七节 函数的图像授课提示:对应学生用书第283页 [A 组基础保分练]y =ecos x(-π≤x ≤π)的图像大致为()解析:当x =0时,则y =e cos0=e ;当x =π时,则y =e cosπ=1e.故排除A ,B ,D.答案:C 2.(2021·模拟)将函数y =(x -3)2图像上的点P (t ,(t -3)2)向左平移m (m >0)个单位长度得到点Q .若Q 位于函数y =x 2的图像上,则以下说法正确的是() t =2时,m 的最小值为3 t =3时,m 一定为3 t =4时,m 的最大值为3 t ∈R ,m 一定为3解析:函数y =(x -3)2图像上的点P (t ,(t -3)2)向左平移3个单位长度得到函数y =x 2的图像,所以任意t ∈R ,m 一定为3. 答案:D 3.(2021·吕梁模拟)函数f (x )=|x |sin x 的图像大致是()解析:函数f (x )=|x |sin x 为奇函数,图像关于原点对称,可排除B ,C ;又f (π)=|π|sinπ=0,故排除D. 答案:Af (x )的部分图像如图所示,则函数f (x )的解析式是()A.f (x )=x +sin xB.f (x )=cos xxC.f (x )=x cos xD.f (x )=x ·⎝⎛⎭⎫x -π2·⎝⎛⎭⎫x -3π2 解析:由图像知函数为奇函数,∵f ⎝⎛⎭⎫π2=0,⎝⎛⎭⎫0,π2上先增后减,经检验⎝⎛⎭⎫cos x x ′=-sin x ·x -cos x x 2<0,f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2上为减函数.结合选项知C 正确. 答案:Cf (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|2x -1|,x ≤2,-x +5,x >2.若互不相等的实数a ,b ,c 满足f (a )=f (b )=f (c ),则2a +2b+2c 的取值X 围是()A.(16,32)B.(18,34)C.(17,35)D.(6,7) 解析:画出函数f (x )的图像如图所示.不妨令a <b <c ,则1-2a =2b -1,则2a +2b =2. 结合图像可得4<c <5,故16<2c <32,所以18<2a +2b +2c <34. 答案:Bf (x )=(ax 2+bx )e x 的图像如图所示,则实数a ,b 的值可能为()A.a =1,b =2B.a =1,b =-2C.a =-1,b =2D.a =-1,b =-2解析:令f (x )=0,则(ax 2+bx )e x =0,解得x =0或x =-b a ,由图像可知,-ba>1,又当x >-ba 时,f (x )>0,故a >0,结合选项知a =1,b =-2满足题意.答案:Bf (x )=ax -2x -1的图像关于点(1,1)对称,则实数a =__________.解析:函数f (x )=ax -2x -1=a +a -2x -1(x ≠1),当a =2时,f (x )=2,函数f (x )的图像不关于点(1,1)对称,故a ≠2,其图像的对称中心为(1,a ),即a =1.答案:1f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax +b ,x <-1,ln (x +a ),x ≥-1的图像如图所示,则f (-3)等于__________.解析:由图像可得a (-1)+b =3,ln (-1+a )=0,所以a =2,b =5,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +5,x <-1,ln (x +2),x ≥-1,故f (-3)=2×(-3)+5=-1.答案:-19.(2021·某某模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3-x 2,x ∈[-1,2],x -3,x ∈(2,5].(1)在如图所示的直角坐标系内画出f (x )的图像;(2)写出f (x )的单调递增区间;(3)由图像指出当x 取什么值时f (x )有最值.解析:(1)函数f (x )的图像如图所示.(2)由图像可知,函数f (x )的单调递增区间为[-1,0],[2,5]. (3)由图像知当x =2时,f (x )min =f (2)=-1,当x =0时,f (x )max =f (0)=3.f (x )的图像与函数h (x )=x +1x+2的图像关于点A (0,1)对称.(1)求f (x )的解析式;(2)若g (x )=f (x )+ax ,且g (x )在区间(0,2]上为减函数,某某数a 的取值X 围.解析:(1)设f (x )图像上任一点P (x ,y )(x ≠0),则点P 关于(0,1)点的对称点P ′(-x ,2-y )在h (x )的图像上,即2-y =-x -1x +2,即y =f (x )=x +1x(x ≠0).(2)g (x )=f (x )+ax =x +a +1x ,g ′(x )=1-a +1x 2.因为g (x )在(0,2]上为减函数, 所以1-a +1x2≤0在(0,2]上恒成立.即a +1≥x 2在(0,2]上恒成立,所以a +1≥4,即a ≥3,故实数a 的取值X 围是[3,+∞).[B 组能力提升练]f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ≥0,1x,x <0,g (x )=-f (-x ),则函数g (x )的图像是()解析:由题意得函数g (x )=-f (-x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2,x ≤0,1x ,x >0,据此可画出该函数的图像,如题图选项D 中图像.答案:D知函数f (x )=|x 2-1|,若0<a <b 且f (a )=f (b ),则b 的取值X 围是() A.(0,+∞) B.(1,+∞) C.(1,2) D.(1,2)解析:作出函数f (x )=|x 2-1|在区间(0,+∞)上的图像如图所示,作出直线y =1,交f(x )的图像于点B ,由x 2-1=1可得x B =2,结合函数图像可得b 的取值X 围是(1,2).答案:C 3.(2021·某某模拟)若平面直角坐标系内A 、B 两点满足:(1)点A 、B 都在f (x )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”,已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x ,x <0,2e x,x ≥0,则f (x )的“和谐点对”有()B.2个 D.4个解析:作出函数y =x 2+2x (x <0)的图像关于原点对称的图像,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.答案:Bf (x )=a -x 2⎝⎛⎭⎫1e ≤x ≤e ,e 为自然对数的底数与g (x )=2ln x 的图像上存在关于x 轴对称的点,则实数a 的取值X 围是()A.⎣⎡⎦⎤1,1e 2+2 B.[1,e 2-2] C.⎣⎡⎦⎤1e 2+2,e 2-2 D.[e 2-2,+∞)解析:由条件知,方程a -x 2=-2ln x ,即a =x 2-2ln x 在⎣⎡⎦⎤1e ,e h (x )=x 2-2ln x ,则h ′(x )=2x -2x =2(x -1)(1+x )x.因为当x ∈⎣⎡⎭⎫1e ,1时,h ′(x )<0,当x ∈(1,e]时,h ′(x )>0,所以函数h (x )在⎣⎡⎭⎫1e ,1上单调递减,在(1,e]上单调递增,所以h (x )min =hh ⎝⎛⎭⎫1e =1e2+2,h (e )=e 2-2,所以h (e )>h ⎝⎛⎭⎫1e ,所以方程a =x 2-2ln x 在⎣⎡⎦⎤1e ,e 上有解等价于1≤a ≤e 2-2,所以a 的取值X 围为[1,e 2-2].答案:By =k (x +3)+5(k ≠0)与曲线y =5x +17x +3的两个交点坐标分别为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2+y 1+y 2=__________.解析:因为y =5x +17x +3=2x +3+5,其图像关于点(-3,y =k (x +3)+5过点(-3,5),A ,B 关于点(-3,5)对称,所以x 1+x 2=2×(-3)=-6,y 1+y 2=2×5=10.所以x 1+x 2+y 1+y 2=4. 答案:4f (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__________.解析:由题中图像可知不等式-2<f (x +t )<4即为f (3)<f (x +t )<f (0),故x +t ∈(0,3),即不等式的解集为(-t ,3-t ),依题意可得t =1. 答案:1x 的不等式4a x -1<3x -4(a >0,且a ≠1)对于任意的x >2恒成立,求a 的取值X 围.解析:不等式4a x -1<3x -4等价于a x -1<34x -1.令f (x )=a x -1,g (x )=34x -1,当a >1时,在同一坐标系中作出两个函数的图像如图①所示,由图知不满足条件;当0<a <1时,在同一坐标系中作出两个函数的图像如图②所示,当x ≥2时,f (2)≤g (2),即a 2-1≤34×2-1,解得a ≤12,所以a 的取值X 围是⎝⎛⎦⎤0,12.[C 组创新应用练],有四个平面图形分别是三角形、平行四边形、直角梯形、圆,垂直于x 轴的直线l :x =t (0≤t ≤a )经过原点O 向右平行移动,l 在移动过程中扫过平面图形的面积为y (图中阴影部分),若函数y =f (t )的大致图像如图所示,那么平面图形的形状不可能是()解析:由函数图像可知,阴影部分的面积随t 增大而增大,图像都是曲线,故选项A 、B 、D 符合函数的图像,而C 中刚开始的图像符合,当直线运动到梯形上底边时图像符合一次函数的图像. 答案:C2.(2021·某某模拟)已知f (x )是R 上的偶函数,且f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,0≤x ≤1,⎝⎛⎭⎫12x +1,x >1.若关于x 的方程2[f (x )]2-af (x )=0有三个不相等的实数根,则a 的取值X 围为__________. 解析:由方程2[f (x )]2-af (x )=0得f (x )=0或f (x )=a2.因为f (x )是R 上的偶函数,f (0)=0,所以只需当x >0时,f (x )=a2有唯一解即可.如图所示,a2∈(0,1]∪⎣⎡⎦⎤32,2,即a ∈(0,2]∪[3,4].答案:(0,2]∪[3,4]。
第七节 函数的图像授课提示:对应学生用书第29页[基础梳理]1.利用描点法作函数图像的基本步骤及流程 (1)基本步骤:列表、描点、连线. (2)流程: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.平移变换y =f (x )――――――――――――→a >0,右移a 个单位a <0,左移|a |个单位y =f (x -a );y =f (x )―――――――――――――→b >0,上移b 个单位b <0,下移|b |个单位y =f (x )+b .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.对称变换y =f (x )―――――――――→关于x 轴对称y =-f (x );y =f (x )―――――――――→关于y 轴对称y =f (-x );y =f (x )―――――――――→关于原点对称y =-f (-x ). 5.翻折变换y =f (x )―――――――――――――――――――→去掉y 轴左边图,保留y 轴右边图将y 轴右边的图像翻折到左边去y =f (|x |);y =f (x )―――――――――――→留下x 轴上方图将x 轴下方图翻折上去y =|f (x )|.1.一个原则在解决函数图像的变换问题时,要遵循“只能对函数关系式中的x ,y 变换”的原则.2.函数对称的重要结论(1)函数y =f (x )与y =f (2a -x )的图像关于直线x =a 对称.(2)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 )的图像关于直线x =a 对称.(3)函数y =f (x )与y =2b -f (2a -x )的图像关于点(a ,b )中心对称.(4)在函数y =f (x )中,将x 换为-x ,解析式不变,则此函数图像关于y 轴对称.将y 换成-y ,解析式不变,则此函数图像关于x 轴对称.若将x 换成-x ,y 换成-y ,解析式不变,则此函数图像关于(0,0)对称. 若将x 换成y ,解析式不变,则函数图像关于y =x 对称.[四基自测]1.(基础点:用图像表示函数)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.与以上事件吻合的最好的图像是( )答案:C2.(基础点:图像的作法)下列图像是函数y =⎩⎨⎧x 2,x <0,x -1,x ≥0的图像的是( )答案:C3.(易错点:函数值与自变量的对应关系)函数r =f (p )的图像如图所示,若只有唯一的p 值与r 对应,则r 的取值范围为________.答案:(3,5]∪(0,2)4.(基础点:利用图像求参数)某函数y =f (x )的图像如图,与直线y =a 有两个交点时a 的取值范围为________.答案:{a |-2≤a <2或a =3}授课提示:对应学生用书第30页考点一 作函数的图像挖掘 作已知函数解析式的图像/自主练透 [例] 作出下列函数的图像: (1)y =|x -2|·(x +1);(2)y =x +2x -1;(3)y =|log 2(x +1)|.[解析] (1)先化简,再作图. y =⎩⎨⎧x 2-x -2,x ≥2,-x 2+x +2,x <2,图像如图实线所示.(2)因为y =x +2x -1=1+3x -1,先作出y =3x 的图像,将其图像向右平移1个单位,再向上平移1个单位,即得y =x +2x -1的图像,如图所示.(3)利用函数y =log 2x 的图像进行平移和翻折变换,图像如图实线所示.[破题技法] 1.作函数图像,首先确定函数的定义域,对应关系及值域. 方法 解读 适合题型直接法 当函数表达式(或变形后的表达式)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基本初等函数、“对号”函数转化法含有绝对值符号的函数,可脱掉绝对值符号,转化为分段函数来画图像绝对值函数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.对不能直接找到熟悉函数的要先变形,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能够准确找到基本函数挖掘1巧用特殊点识别函数图像/ 互动探究[例1]若方程f(x)-2=0在(-∞,0)内有解,则y=f(x)的图像是()[解析]由f(x)-2=0,得f (x)=2,则在区间(-∞,0)内,存在点满足f(x)=2. 对于A,当f(x)=2时,x=0,不满足条件.对于B,当f(x)=2时,无解.对于C,当f(x)=2时,x>0,不满足条件.选D.[答案] D挖掘2巧用函数性质识别图像/ 互动探究[例2](1)(2018·高考全国卷Ⅲ)函数y=-x4+x2+2的图像大致为()[解析] 法一:ƒ′(x )=-4x 3+2x ,则ƒ′(x )>0的解集为⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-22∪⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22,ƒ(x )单调递增;ƒ′(x )<0的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,0∪⎝ ⎛⎭⎪⎫22,+∞,ƒ(x )单调递减.故选D.法二:当x =1时,y =2,所以排除A ,B 选项.当x =0时,y =2,而当x =12时,y =-116+14+2=2316>2,所以排除C 选项.故选D. [答案] D(2)(2019·高考全国卷Ⅲ)函数y =2x 32x +2-x在[-6,6]的图像大致为( )[解析] ∵y =f (x )=2x32x +2-x,x ∈[-6,6],∴f (-x )=2(-x )32-x +2x =-2x 32-x +2x=-f (x ),∴f (x )是奇函数,排除选项C.当x =4时,y =2×4324+2-4=12816+116∈(7,8),排除选项A ,D.故选B. [答案] B(3)函数y =sin 2x1-cos x 的部分图像大致为( )[解析] 由题意,令函数f (x )=sin 2x1-cos x,其定义域为{x |x ≠2k π,k ∈Z },又f (-x )=sin (-2x )1-cos (-x )=-sin 2x 1-cos x =-f (x ),所以f (x )=sin 2x 1-cos x为奇函数,其图像关于原点对称,故排除B ;因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=sin π1-cos π2=0,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4=sin 3π21-cos 3π4=-11+22<0,所以排除A ;f (π)=sin 2π1-cos π=0,排除D.故选C.[答案] C[破题技法] 1.曲线反映的是两个变量间的对应变化关系,要理清因变量随自变量如何变化.2.合理选用多种方法:特殊点法、函数性质法、图像变换法等,找出各个图像的差异与破绽,进行检验排除而得答案.(1)找特殊点,根据已知函数的解析式,找出函数图像所经过的定点坐标.(2)看变换,将题设条件所给出的函数解析式通过适当的化简或变形,再与基本初等函数对应,得出此函数是由哪个基本初等函数通过怎样的变换而得到的; (3)性质检验法就是根据函数解析式分析函数的相关性质(如定义域、值域、单调性、奇偶性等)排除干扰项,从而确定正确选项的方法.破解此类题的关键点.考点三 函数图像的应用挖掘1 由图像研究函数解析式或性质/ 互动探究[例1] (1)已知函数f (x )=2xx -1,则下列结论正确的是( )A .函数f (x )的图像关于点(1,2)对称B .函数f (x )在(-∞,1)上是增函数C .函数f (x )的图像上至少存在两点A ,B ,使得直线AB ∥x 轴D .函数f (x )的图像关于直线x =1对称[解析] 法一:因为f (x )=2x x -1=2x -1+2,所以函数f (x )在(-∞,1)上是减函数,排除B ;画出函数f (x )的大致图像如图所示,结合图像排除C 、D.故选A.法二:因为f (x )+f (2-x )=2x x -1+2(2-x )(2-x )-1=2x x -1+4-2x1-x=4,所以函数f (x )的图像关于点(1,2)对称,故选A. [答案] A(2)已知函数f (x )的部分图像如图所示,则f (x )的解析式可以是( )A .f (x )=2-x22xB .f (x )=cos xx 2C .f (x )=cos 2xxD .f (x )=cos xx[解析] 由函数的图像关于原点对称,可知所求的函数是奇函数,由于f (x )=cos xx 2为偶函数,故排除B ;对于选项A ,当x →+∞时,f (x )→-∞,与函数图像不符,故排除A ;对于选项C ,f (π)=cos 2ππ=1π>0,与函数图像不符,故排除C.选D. [答案] D[破题技法] 借助图像研究函数性质;横轴表示自变量的取值,即定义域.纵轴表示函数值的取值即值域,从左向右的变化代表函数单调性的变化. 挖掘2 利用图像求参数或变量的取值 范围/ 互动探究[例2] (1)设x 1,x 2,x 3均为实数,且(12)x 1=log 2(x 1+1),(12)x 2=log 3x 2,(12)x 3=log 2x 3,则( )A .x 1<x 3<x 2B .x 3<x 2<x 1C .x 3<x 1<x 2D .x 2<x 1<x 3[解析] x 1,x 2,x 3分别是函数y =(12)x 与y =log 2(x +1),y =log 3x ,y =log 2x 图像交点的横坐标,作出函数y =(12)x ,y =log 2(x +1),y =log 3x ,y =log 2x 的图像如图所示,由图可得x 1<x 3<x 2,故选A.[答案] A(2)已知不等式x -1<|m -2x |在[0,2]上恒成立,且函数f (x )=e x -mx 在(3,+∞)上单调递增,则实数m 的取值范围为( ) A .(-∞,2)∪(5,+∞) B .(-∞,1)∪(5,e 3] C .(-∞,2)∪(5,e 2] D .(-∞,2)∪(5,e 3][解析] 不等式x -1<|m -2x |在x ∈[0,2]上恒成立⇔12(x -1)<⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -m 2在x ∈[0,2]上恒成立,令g (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -m 2,h (x )=12(x -1),画出g (x )和h (x )的图像,如图.由图可知,m 2<1或m 2>52, 即m ∈(-∞,2)∪(5,+∞);又f (x )=e x -mx 在(3,+∞)上单调递增,故f ′(x )=e x -m ≥0在(3,+∞)上恒成立, ∴m ≤e 3,综上,m ∈(-∞,2)∪(5,e 3].故选D. [答案] D[破题技法] 利用图像求参数问题要采取“以静制动”的方法,先固定某个函数图像或某个位置,来制约另一个函数图像或者点的位置,在运动变化过程中求出参数的取值. 挖掘3 求函数的零点(个数)或方程的根/ 互动探究[例3] (2020·日照模拟)已知f (x )=⎩⎨⎧|lg x |,x >0,2|x |,x ≤0,则函数y =2f 2(x )-3f (x )+1的零点个数是________.[解析] 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,由图像知零点的个数为5.[答案] 5[破题技法] 研究交点或零点问题将函数F (x )=f (x )-g (x )的零点转化为两个函数,图像交点的横坐标,y =f (x )与y =g (x )判定这两个函数的交点的情况,要注意两个函数图像的相对位置.。