分段函数专题非常全面.doc
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1专题---分段函数及其应用一.知识清仓:1.定义:在函数的定义域中,对于自变量的不同取值范围,函数的对应法则不同,这样的函数通常称为分段函数.温馨提示:(1)分段函数是一个函数,而不是几个函数.(2)分段函数的定义域是各段定义域的并集,值域也是各段值域的并集。
二.题型排雷:1. 画分段函数图象:函数在不同区间上的对应关系都是常见的基本初等函数关系,因此可利用基本函数图像分段作图,但切记每段函数自变量的取值范围。
典例精析:已知函数()⎪⎩⎪⎨⎧>+-≤≤--<=4,153,40,12,0,32x x x x x y(1)画出函数图象(2)写出函数定义域和值域(3)判断函数单调性变式探究:已知函数(1)画出的图象; (2)写出的单调区间.(3)求出函数的值域。
小结:分段函数在不同区间上的对应关系都是常见的基本初等函数关系,因此可利用基本函数图象分段作图,但切记每段函数自变量的取值范围;由图象即可确定函数的单调区间和值域。
2.分段函数求值(1)求某自变量对应的分段函数函数值;(2)求某函数值对应的自变量的值。
典例精析:已知函数()()x f x 2(x 1),f x 24(x 1).⎧+≤=⎨-⎩> 则f(-3)= ____________.变式探究:已知函数f(x)=(1)求f的值 (2)若f(a)=3,求a 的值2小结:(1)在分段函数求值时,必须明确自变量的取值范围,方可代入相应的函数解析式;(2)当知道函数值在求自变量的值时,必须代入每个解析式求出相应的自变量,但要检验自变量和函数的对应关系;3.分段函数解不等式当解分段函数所组成的不等式时,对每一个解析式解出的相应的自变量,必须在相应解析式的子集上。
典例精析:若f(x)= , 解不等式 f(x)>f(1)变式探究:(1)函数f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧≥-<-),2)(1(log ),2(2231x x x e x 不等式f (x )>2的解集为 .(2)已知函数f (x )= ,若f(2-),则实数a 的取值范围是( ) A.(-,1) B. (-1,2) C. (-2,1) D.(-)(1,+)小结:分段函数解不等式一般用代数法求解,但要注意分情况讨论,每种情况的结果在讨论的条件下要取交集,最后不等式的解集要取各种情况取值范围的并集。
识别分段函数,解决收费问题定义:一般地,如果有实数a1,a2,a3……k1,k,2k3……b1,b2,b3……且a1≤a2≤a3……函数Y与自变量X之间存在k1x+b1 x≤a1y = k2x+b2 a1≤x≤a2 ①的函数解析式,则称该函数解析式为X的分段函数。
K3x+b3 a2≤x≤a3…………应该指出:(一), 函数解析式①这个整体只是一个函数,并非是Y=K1X+b1 Y=K2X+b2……等几个不同函数的简单组合,而k1x+b1,k2x+b2……是函数Y的几种不同的表达式.。
这个整体只是一个函数,不能认为它是两个不同的函数,只能说是同一函数中的自变量X在几种不同取值范围内的不同表达式。
(二),由于k1,k2,k3……b1,b2,b3是实数,所以函数Y在X的某个范围内的特殊函数,如正比例函数和常数函数。
(三),由于问题的不同,当然分段函数也可能在自变量某范围内不是一次函数而是其他形式的函数,在这里我们不予讨论。
(四), 一次函数的分段函数是简单的分段函数。
分段函数应用题分段函数是指自变量在不同的取值范围内,其关系式(或图象)也不同的函数,分段函数的应用题多设计成两种情况以上,解答时需分段讨论。
在现实生活中存在着很多需分段计费的实际问题,因此,分段计算的应用题成了近几年中考应用题的一种重要题型。
收费问题与我们的生活息息相关,如水费问题、电费问题、话费问题等,这些收费问题往往根据不同的用量,采用不同的收费方式.以收费为题材的数学问题多以分段函数的形式出现在中考试题中,下面请看几例.一、话费中的分段函数例1 (四川广元)某移动公司采用分段计费的方法来计算话费,月通话时间x(分钟)与相应话费y(元)之间的函数图象如图1所示:(1)月通话为100分钟时,应交话费元;(2)当x≥100时,求y与x之间的函数关系式;(3)月通话为280分钟时,应交话费多少元?图1二、水费中的分段函数例2(广东)某自来水公司为了鼓励居民节约用水,采取了按月用水量分段收费办法,某户居民应交水费y(元)与用水量x(吨)的函数关系如图2.(1)分别写出当0≤x≤15和x≥15时,y与x的函数关系式;(2)若某户该月用水21吨,则应交水费多少元?图2三、电费中分段函数例3 (广东)今年以来,广东大部分地区的电力紧缺,电力公司为鼓励市民节约用电,采取按月用电量分段收费办法,若某户居民每月应交电费y(元)与用电量x(度)的函数图象是一条折线(如图3所示),根据图象解下列问题:(1)分别写出当0≤x≤100和x≥100时,y与x的函数关系式;(2)利用函数关系式,说明电力公司采取的收费标准;(3)若该用户某月用电62度,则应缴费多少元?若该用户某月缴费105元时,则该用户该月用了多少度电?图3谈谈中考中的分段函数分段函数,是近几年中考数学中经常遇到的题型。
分段函数的几种常见题型及解法分段函数是指自变量在两个或两个以上不同的范围内, 有不同的对应法则的函数, 它是一个函数, 却又常常被学生误认为是几个函数; 它的定义域是各段函数定义域的并集, 其值域也是各段函数值域的并集. 由于它在理解和掌握函数的定义、函数的性质等知识的程度的考察上有较好的作用, 时常在高考试题中“闪亮”登场, 笔者就几种具体的题型做了一些思考, 解析如下:1.求分段函数的定义域和值域例1.求函数1222[1,0];()(0,2);3[2,);x x f x xx x +∈-⎧⎪=-∈⎨⎪∈+∞⎩的定义域、值域.【解析】作图, 利用“数形结合”易知()f x 的定义域为[1,)-+∞, 值域为(1,3]-.2.求分段函数的函数值例2.(05年浙江理)已知函数2|1|2,(||1)()1,(||1)1x x f x x x --≤⎧⎪=⎨>⎪+⎩求12[()]f f .【解析】因为311222()|1|2f =--=-, 所以312223214[()]()1()13f f f =-==+-.3.求分段函数的最值例3.求函数43(0)()3(01)5(1)x x f x x x x x +≤⎧⎪=+<≤⎨⎪-+>⎩的最大值.【解析】当0x ≤时, max ()(0)3f x f ==, 当01x <≤时, max ()(1)4f x f ==, 当1x >时, 5154x -+<-+=, 综上有max ()4f x =.4.求分段函数的解析式例4.在同一平面直角坐标系中, 函数()y f x =和()y g x =的图象关于直线y x =对称, 现将()y g x =的图象沿x 轴向左平移2个单位, 再沿y 轴向上平移1个单位, 所得的图象是由两条线段组成的折线(如图所示), 则函数()f x 的表达式为( )222(10).()2(02)xx x A f x x +-≤≤⎧=⎨+<≤⎩ 222(10).()2(02)xx x B f x x --≤≤⎧=⎨-<≤⎩ 222(12).()1(24)xx x C f x x -≤≤⎧=⎨+<≤⎩ 226(12).()3(24)xx x D f x x -≤≤⎧=⎨-<≤⎩ 【解析】当[2,0]x ∈-时, 121y x =+, 将其图象沿x 轴向右平移2个单位, 再沿y 轴向下平移1个单位, 得解析式为1122(2)111y x x =-+-=-, 所以()22([1,0])f x x x =+∈-, 当[0,1]x ∈时, 21y x =+, 将其图象沿x 轴向右平移2个单位, 再沿y 轴向下平移1个单位, 得解析式2(2)1124y x x =-+-=-, 所以12()2([0,2])f x x x =+∈, 综上可得222(10)()2(02)x x x f x x +-≤≤⎧=⎨+<≤⎩, 故选A .5.作分段函数的图像 例5.函数|ln ||1|x y ex =--的图像大致是( )y xACD6.求分段函数得反函数例6已知()y f x =是定义在R 上的奇函数, 且当0x >时, ()31xf x =-, 设()f x 得反函数为()y g x =, 求()g x 的表达式.【解析】设0x <, 则0x ->, 所以()31xf x --=-, 又因为()f x 是定义在R 上的奇函数,所以()()f x f x -=-, 且(0)0f =, 所以()13xf x -=-, 因此31(0)()0(0)13(0)x x x f x x x -⎧->⎪==⎨⎪-<⎩, 从而可得33log (1)(0)()0(0)log (1)(0)x x g x x x x +>⎧⎪==⎨⎪--<⎩.7.判断分段函数的奇偶性例7.判断函数22(1)(0)()(1)(0)x x x f x x x x ⎧-≥⎪=⎨-+<⎪⎩的奇偶性.【解析】当0x >时, 0x -<, 22()()(1)(1)()f x x x x x f x -=---+=-=, 当0x =时,(0)(0)0f f -==, 当0x <, 0x ->, 22()()(1)(1)()f x x x x x f x -=---=-+=因此, 对于任意x R ∈都有()()f x f x -=, 所以()f x 为偶函数.8.判断分段函数的单调性例8.判断函数32(0)()(0)x x x f x xx ⎧+≥⎪=⎨-<⎪⎩的单调性.【解析】显然()f x 连续. 当0x ≥时, '2()311f x x =+≥恒成立, 所以()f x 是单调递增函数, 当0x <时, '()20f x x =->恒成立, ()f x 也是单调递增函数, 所以()f x 在R 上是单调递增函数; 或画图易知()f x 在R 上是单调递增函数.例9.写出函数()|12||2|f x x x =++-的单调减区间.【解析】121231()()3(2)31(2)x x f x x x x x -+≤-⎧⎪=+-<<⎨⎪-≥⎩, 画图易知单调减区间为12(,]-∞-.9.解分段函数的方程例10.(01年上海)设函数812(,1]()log (1,)x x f x x x -⎧∈-∞=⎨∈+∞⎩, 则满足方程1()4f x =的x 的值为【解析】 若142x-=, 则222x--=, 得2(,1]x =∉-∞, 所以2x =(舍去), 若1814log x =,则1481x =, 解得3(1,)x =∈+∞, 所以3x =即为所求.10.解分段函数的不等式例11.设函数1221(0)()(0)x x f x xx -⎧-≤⎪=⎨⎪>⎩,若xy0()1f x >, 则0x 得取值范围是( ).(1,1)A - .(1,)B -+∞ .(,2)(0,)C -∞-⋃+∞ .(,1)(1,)D -∞-⋃+∞【解析1】首先画出()y f x =和1y =的大致图像, 易知0()1f x >时, 所对应的0x 的取值范围是(,1)(1,)-∞-⋃+∞.【解析2】因为0()1f x >, 当00x ≤时, 0211x-->, 解得01x <-, 当00x >时, 1201x >, 解得01x >, 综上0x 的取值范围是(,1)(1,)-∞-⋃+∞. 故选D.例12.设函数2(1)(1)()4(1)x x f x x ⎧+<⎪=⎨-≥⎪⎩, 则使得()1f x ≥的自变量x 的取值范围为( )A .(,2][0,10]-∞-⋃ B. (,2][0,1]-∞-⋃ C. (,2][1,10]-∞-⋃ D. [2,0][1,10]-⋃ 【解析】当1x <时, 2()1(1)120f x x x x ≥⇔+≥⇔≤-≥或, 所以21x x ≤-≤<或0, 当1x ≥时, ()141310f x x ≥⇔⇔⇔≤, 所以110x ≤≤, 综上所述, 2x ≤-或010x ≤≤, 故选A 项.【点评:】以上分段函数性质的考查中, 不难得到一种解题的重要途径, 若能画出其大致图像, 定义域、值域、最值、单调性、奇偶性等问题就会迎刃而解, 方程、不等式等可用数形结合思想、等价转化思想、分类讨论思想及函数思想来解, 使问题得到大大简化, 效果明显.。
辅导讲义学员编号: 年 级:高三 课 时 数:3 学员姓名: 辅导科目:数学 学科教师:授课类型分段函数常见题型 分段函数综合题授课日期及时段教学内容一知识梳理分段函数1.函数在定义域不同的子集上对应法则不同,可用n 个式子来表示,称为分段函数.2.分段函数是一个整体是一个函数(不是n 个),定义域是各段定义域的并集,值域是各段 值域的并集.3.分段函数的研究两个原则是“分段研究”,“数形结合”.4.分段函数三种题型:求值,解不等式,函数与方程。
二专题精讲题型一 分段函数求值例1.(苏锡常镇2012届高三调研测试(二))已知函数⎩⎨⎧>≤+=-,2,3,2),1()(x x x f x f x则)2(log 3f 的值为 .参考答案:118解析:3(log 22)331(log 2)(log 22)318f f -+=+==例2.(2012江苏高考) 设()f x 是定义在R 上且周期为2的函数,在区间[11]-,上,0111()201x x ax f x bx x <+-⎧⎪=+⎨⎪+⎩≤≤≤,,,,其中a b ∈R ,.若1322f f ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则3a b +的值为 .参考答案:10-解析:因为1322f f ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,函数()f x 的周期为2,所以)21()223()21(-=-=f f f ,根据0111()201x x ax f x bx x <+-⎧⎪=+⎨⎪+⎩≤≤≤,,,,得到223-=+b a , 又)1()1(-=f f ,得到02,221=++=+-b a b a 即,结合上面的式子解得4,2-==b a ,所以103-=+b a . 练习1.(2011江苏高考)已知实数0≠a ,函数⎩⎨⎧≥--<+=1,21,2)(x a x x a x x f ,若)1()1(a f a f +=-,则a 的值为________解析:30,2212,2a a a a a a >-+=---=-,30,1222,4a a a a a a <-+-=++=- 点评:考察分段函数,分类讨论等。
高三总复习—-分段函数专题分段函数的定义:分段函数;对于自变量x 的不同的取值范围,有着不同的对应法则,这样的函数通常叫做分段函数。
它是一个函数,而不是几个函数:分段函数的定义域是各段函数定义域的并集,值域也是各段函数值域的并集。
知识点梳理一、定义:分段函数是指自变量在不同范围内,有不同对应法则的函数. 二、注意:1、分段函数是一个函数,而不是几个函数;2、分段函数的定义域是自变量各段取值的并集;3、分段函数的值域是各段函数值的并集。
4、解决分段函数的方法:先分后合 三、涉及的内容及相应的常用方法:1、求解析式: 利用分段中递推关系,如平移、周期、对称关系,已知其中一段的解析式,得到整个定义域的解析式;2、求值、解不等式:注意只有自变量在相应的区间段才可以代入对应的解析式。
不能确定时常需要分情况讨论;3、单调性: 各段单调(如递增)+连接处不等关系.(如()()()12,(,],[,)f x x a f x f x x a ∈-∞⎧⎪=⎨∈+∞⎪⎩在R 上是增函数,则()()()()1212(,)[,)f x a f x a f a f a ⎧-∞↑⎪⎪+∞↑⎨⎪≤⎪⎩①在上②在上③);4、奇偶性: 分段讨论,各段均符合相同的定义中的恒等式,才有奇偶性,否则为非奇非偶函数;A5、图像性质或变换等: 作图、赋值等,注意变量的范围限制;6、最值: 求各段的最值或者上下界再进行比较;7、图像: 分类讨论,如零点分段法得到各段解析式再作图; 例题讲解:题型一、分段函数的图像。
1.作出函数()1y x x =+的图象2. 函数ln |1|xy e x =--的图象大致是 ( )题型二、分段函数的奇偶性 1、判断函数(1)(0),()(1)(0).x x x f x x x x -<⎧=⎨+>⎩的奇偶性2、已知函数)(x f 是定义在R 上的奇函数,且当20,()2 3.x f x x x >=-+时求f (x )的解析式。
经典 分段函数专题高考真题类型一:与周期有关 类型二:与单调性有关 类型三:奇偶性有关 类型四:与零点和交点问题有关 类型五 ;与求导和函数性质有关 类型六:数形结合高考真题201020112x a,x 111 、( 分 类 方 程 求 解 ) 已 知 a0 ,函数 f(x),若x 2a,x 1f(1 a) f (1 a),则 a 的值为 _____11 、已知函数x 21,x 0 f(x) 1, x 0,则满足不等式 f(1 x2) f(2x)的x 的围是解析】考查分段函数的单调性。
1 x 22x1 x 2201210 .(方程组求解)设 f (x) 是定义在 R 上且周期为 2 的函数,在区间 [ 1,1] 上,13其中a ,b R .若 f f ,则 a 3b 的值为 ▲ . 22,所以 f ( 1) f (1) ,求得 2a b 0 .,T 2得 f( ) f( ),解得 3a 2b 2.2013 11.(分区间二次不等式求解)已知 f(x) 是定义在 R 上的奇函数。
当 x 0时,2f(x) x 2 4x ,则不等式 f (x) x 的解集用区间表示为答案】 (﹣5 ,0) ∪(5,﹢∞ )2解析】 做出 f (x) x 24x (x 0 )的图像, 如下图所示。
函数,利用奇函数图像关于原点对称做出 x <0 的图像。
不等式 f (x) x ,表示函数 y =f(x) 的图像在 y =x 的上方,观察图像易得:解集为 (﹣ 5,0) ∪ (5 ,﹢∞ )。
解析:3 a 0,2 2a a 1 a 2a,a2 3 a 0, 1 a 2a 2 2a a,a4ax 1, 1≤ x 0 ,f (x) bx 2 ,0≤ x ≤1, x1由于 f (x) 是定义在 R 上的奇2014 13. (周期函数 +数形结合求围)已知 f (x)是定义在 R 上且周期为 3 的函数 ,当 x [0,3)21时, f(x) |x22x |.若函数 y f(x) a 在区间 [ 3,4]上有 10 个零点 (互不相同 ),则实数2a 的取值围是▲ .答案】(0, 1)2015 13. (绝对值分类讨论 +数形结合求根个数)已知函数f (x) |ln x|,g(x) 20,0 x 1,则方程| f (x) g(x)| 1实根的个数为|x 4| 2,x 1f (x) x2 2x 1,x[0,3)2直线y a 与函数的应该是4 个交点,则有a(0,1)2利用数形结合法将方程根的个数转化为对应函数零点个数,而函数零点个数的判 断通常转 化为两函数图像交点的个数.这时函数图像是解题关键, 不仅要研究其走势 (单调性, 极值 点、渐近线等) ,而且要明确其变化速度快慢 .2016 11. ( 方程求 解)设 f x 是定义在 R 上且周期为 2 的函数,在区间 1,1 上x a, 1 x 0, f x 2x , 0 x 1, 5其中 aR若5,则f 5a 的值是 答案】2 5解析】 由题意得5 1 1 ffa 2 22 59f f2 2 1 1 a2109 1 2 1 1 ff2 2 5 2 103 2 f 5a f3 f11a155可得1 的函数,在区间 [0,1) 上, f (x) x , x D,其中集 x, x D,合 D { x x n 1, n N*} ,则方程 f (x) lgx 0 的解的个数是 ▲ n 答案】 8解析】由于 f (x) [0,1) ,则需考虑 1 x 10 的情况,q*在此围, x Q 且 x D 时,设 x , p,q N *, p 2,且 p, q 互质, pn*若 lg x Q ,则由 lg x (0,1) ,可设 lg x ,m,n N *,m 2 ,且 m,n 互质,m因此 lg x 不可能与每个周期 x D 对应的部分相等, 只需考虑 lg x 与每个周期 x D 的部分的交点, 画出函数图象,图点除外 (1,0) 其他交点横坐标均为无理数,属于每个周期 x D 的部 分,因此方程 f(x) lg x 0的解的个数为 8.2017 年14.设 f (x)是定义在 R 上且周期为n因此 10mq,则 10n(q)mpp右边为非整数, 矛盾,因此 lg x Q (lg x) 1 11 xln10 ln10,则在 x 1 附近仅有一个交点,,此时左边为整数,1 x≤ 50考点】函数与方程【名师点睛】对于方程解的个数 (或函数零点个数 )问题,可利用函数的值域或最值,结 合函数的单调性、草图确定其中参数围.从图象的最高点、最低点,分析函数的最值、 极值;从图象的对称性,分析函数的奇偶性;从图象的走向趋势,分析函数的单调性、 周期性等.类型一:与周期有关个。
分段函数专题(讲义)题型一:分段函数的求值1、(辽宁理)设,0.(),0.x e x g x lnx x ⎧≤=⎨>⎩则1(())2g g =__________2、设函数,,,,)2()2(22)(2>≤+=⎪⎩⎪⎨⎧x x x x x f 则f (-4)=________,又已知f (x 0)=8,则x 0=3、已知,,,,,)0()0()0(10)(>=<=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+x x x x x f π则f {f [f (-1)]}的值是( ) A .π+1 B .0 C .1 D .π4、已知函数,,,,,,)2()21()1(22)(2≥<<--≤+=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧x x x x x x x f 若f (a )=3,则a =_______ 5、(2006山东)设1232(2),()(1)(2).log x x f x x e x -⎧<⎪=⎨-≥⎪⎩则[(2)]f f =6、设222(1),()1(1).1x x f x x x⎧--≤⎪=⎨>⎪+⎩ 则1[()]2f f = ( )7、已知函数f (x )=⎩⎨⎧2x , x >0x +1,x ≤0,若f (a )+f (1)=0,则实数a 的值等于题型二、递推式求值1、 已知sin (0),()(1)1(0).x x f x f x x π<⎧=⎨-->⎩则1111()()66f f -+的值为2、定义在R 上的函数f (x )满足f (x )=,则f (3)的值为( )A . ﹣1B . ﹣2C . 1D . 23.给出函数f (x )=则f (log 23)等于( ) A .﹣B .C .D .4、设函数,则f (5)= ____题型三、分段函数的单调性 1、已知(31)4,1()log ,1a a x a x f x x x -+<⎧=⎨>⎩是(,)-∞+∞上的减函数,那么a 的取值范围是(A )(0,1) (B )1(0,)3(C )11[,)73(D )1[,1)72、若f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a x (x >1),⎝ ⎛⎭⎪⎫4-a 2x +2(x ≤1)是R 上的单调递增..函数,则实数a 的取值范围为3、下列区间中,函数()f x =ln(2)x ∣-∣在其上为增函数的是 (A )(-,1∞] (B )41,3⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ (C ))30,2⎡⎢⎣(D )[)1,24、已知函数⎩⎨⎧+∞∈-∞∈--=),1[(log ]1,(()1)(5.0()(x xx x a x f a 在区间(+∞∞-,)内是减函数,则a 的取值范围是A (0,1)B (0,0.5 )C ( 5.0,∞-)D (0,1)5、写出函数()|12||2|f x x x =++-的单调减区间 题型四、解不等式问题1、设函数2(1).(1)()4 1.(1)x x f x x x ⎧+<⎪=⎨--≥⎪⎩,则使得()1f x ≥的自变量x 的取值范围是__________2已知1(0)()1(0)x f x x ≥⎧=⎨-<⎩ ,则不等式(2)(2)5x x f x +++≤的解集是________3、(山东理)设f(x)= 1232,2,log (1),2,x e x x x -⎧<⎪⎨-≥⎪⎩ 则不等式f(x)>2的解集为 4、若函数f(x)=212log ,0,log (),0x x x x >⎧⎪⎨-<⎪⎩,若f(a)>f(-a),则实数a 的取值范围是5、设函数⎩⎨⎧>-≤=-1,log 11,2)(21x x x x f x ,则满足2)(≤x f 的x 的取值范围是6、设函数⎪⎩⎪⎨⎧>≤-=-0012)(21x xx x f x ,若1)(0>x f 则x 0的取值范围是7、设函数⎩⎨⎧<+≥+-=0,60,64)(2x x x x x x f 则不等式)1()(f x f >的解集是( )8、设f (x)=1()0x x ⎧⎨⎩为有理数(为无理数),使所有x 均满足x ·f (x)≤g (x)的函数g(x)是( )A .g (x)=sinxB .g (x)=xC .g (x)=x 2D .g (x)=|x| 题型五:方程根的问题1、已知实数0≠a ,函数⎩⎨⎧≥--<+=1,21,2)(x a x x a x x f ,若)1()1(a f a f +=-,则a 的值为2、已知函数若a ,b ,c 互不相等,且f (a )=f (b )=f (c ),则abc 的取值范围是( ) A . (1,10) B . (5,6) C . (10,12) D . (20,24)3、函数的零点个数为( ) A . 3 B . 2C .1 D . 04、函数的图象和函数g (x )=log 2x 的图象的交点个数是( )A . 4B . 3C .2 D . 15、设函数812(,1]()log (1,)x x f x x x -⎧∈-∞=⎨∈+∞⎩, 则满足方程1()4f x =的x 的值为6、直线1y =与曲线2y x x a =-+有四个交点,则a 的取值范围是7、已知函数f(x)= 22111xx x ax x ⎧+<⎪⎨+≥⎪⎩,,若f (f (0))=4a ,则实数a 等于8、.已知函数32,2()(1),2x f x x x x ⎧≥⎪=⎨⎪-<⎩,若关于x 的方程()f x k =有两个不同的实根,则实数k 的取值范围是________.9、设⎪⎩⎪⎨⎧>≤-=111)(2x xx x x f ,若a x f =)(有且仅有一个实数解,则实数a 的取值范围是10、设定义为R 的函数lg 1,1,()0,0.x x f x x ⎧-≠⎪=⎨=⎪⎩则关于x 的方程2()()0f x bf x c ++=有7个不同的实数解的充要条件是 ( )A. 0b <且0c >B. 0b >且0c <C. 0b <且0c =D. 0b ≥且0c = 题型六:解析式1、(10山东4)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)=(A) 3 (B) 1 (C)-1 (D)-3 2、已知f(x)是奇函数.当x >0时.f(x)=2x +lg(1+x).则x <0时,f(x)=3、已知函数)(x f 是定义在),(∞+∞-上的偶函数. 当)0,(∞-∈x 时,4)(x x x f -=,则当),0(∞+∈x 时,=)(x f .4、已知函数)(x f 是定义在R 上的奇函数,且当20,()2 3.x f x x x>=-+时求f(x)的解析式.题型七:值域问题1、求函数y =|x +1|+|x -2|的值域.2、已知函数f (x )的解析式为求函数f (x )的最大值.3、设函数()22g x x =-()x ∈R ,()()()()()4,,,,g x x x g x f x g x x x g x ++<⎧⎪=⎨-≥⎪⎩则()f x 的值域是( ).A.()9,01,4⎡⎤-+∞⎢⎥⎣⎦U B.[)0,+∞,C.9,4⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭ D.()9,02,4⎡⎤-+∞⎢⎥⎣⎦U赠送以下资料《二次函数的应用》中考题集锦10题已知抛物线222(0)y x mx m m =+-≠.(1)求证:该抛物线与x 轴有两个不同的交点;(2)过点(0)P n ,作y 轴的垂线交该抛物线于点A 和点B (点A 在点P 的左边),是否存在实数m n ,,使得2AP PB =?若存在,则求出m n ,满足的条件;若不存在,请说明理由.答案:解:(1)证法1:22229224m y x mx m x m ⎛⎫=+-=+- ⎪⎝⎭,当0m ≠时,抛物线顶点的纵坐标为2904m -<, ∴顶点总在x 轴的下方.而该抛物线的开口向上,∴该抛物线与x 轴有两个不同的交点.(或者,当0m ≠时,抛物线与y 轴的交点2(02)m -,在x 轴下方,而该抛物线的开口向上,∴该抛物线与x 轴有两个不同的交点.)证法2 :22241(2)9m m m ∆=-⨯⨯-=,当0m ≠时,290m >,∴该抛物线与x 轴有两个不同的交点. (2)存在实数m n ,,使得2AP PB =.设点B 的坐标为()t n ,,由2AP PB =知,①当点B 在点P 的右边时,0t >,点A 的坐标为(2)t n -,, 且2t t -,是关于x 的方程222x mx m n +-=的两个实数根.2224(2)940m m n m n ∴∆=---=+>,即294n m >-.且(2)t t m +-=-(I ),2(2)t t m n -=--(II )由(I )得,t m =,即0m >.将t m =代入(II )得,0n =.∴当0m >且0n =时,有2AP PB =.②当点B 在点P 的左边时,0t <,点A 的坐标为(2)t n ,, 且2t t ,是关于x 的方程222x mx m n +-=的两个实数根.2224(2)940m m n m n ∴∆=---=+>,即 294n m >-.且2t t m +=-(I ),222t t m n =--(II )由(I )得,3mt =-,即0m >. 将3m t =-代入(II )得,2209n m =-且满足294n m >-.∴当0m >且2209n m =-时,有2AP PB =第11题一人乘雪橇沿如图所示的斜坡笔直滑下,滑下的距离S (米)与时间t (秒)间的关系式为210S t t =+,若滑到坡底的时间为2秒,则此人下滑的高度为( )A.24米 B.12米C.123米 D.6米答案:B第12题我市英山县某茶厂种植“春蕊牌”绿茶,由历年来市场销售行情知道,从每年的3月25日起的180天内,绿茶市场销售单价y (元)与上市时间t (天)的关系可以近似地用如图(1)中的一条折线表示.绿茶的种植除了与气候、种植技术有关外,其种植的成本单价z (元)与上市时间t (天)的关系可以近似地用如图(2)的抛物线表示. ABxyP OAB xyPO6080 100 120 140 160 y (天)60 z (元) 5040 853(180,92)(1)直接写出图(1)中表示的市场销售单价y (元)与上市时间t (天)(0t >)的函数关系式;(2)求出图(2)中表示的种植成本单价z (元)与上市时间t (天)(0t >)的函数关系式;(3)认定市场销售单价减去种植成本单价为纯收益单价,问何时上市的绿茶纯收益单价最大?(说明:市场销售单价和种植成本单价的单位:元/500克.)答案:解:(1)依题意,可建立的函数关系式为:2160(0120)380(120150)220(150180)5t t y t t t ⎧-+<<⎪⎪=<⎨⎪⎪+⎩,,. ≤ ≤≤ (2)由题目已知条件可设2(110)20z a t =-+. 图象过点85(60)3,,2851(60110)203300a a ∴=-+∴=.. 21(110)20300z t ∴=-+ (0)t >. (3)设纯收益单价为W 元,则W =销售单价-成本单价. 故22221160(110)20(0120)3300180(110)20(120150)3002120(110)20(150180)5300t t t W t t t t t ⎧-+---<<⎪⎪⎪=---<⎨⎪⎪+---⎪⎩,,. ≤ ≤≤ 化简得2221(10)100(0120)3001(110)60(120150)3001(170)56(150180)300t t W t t t t ⎧--+<<⎪⎪⎪=-+<⎨⎪⎪--+⎪⎩,,. ≤ ≤≤①当21(10)100(0120)300W t t =--+<<时,有10t =时,W 最大,最大值为100; ②当21(110)60(120150)300W t t =--+<≤时,由图象知,有120t =时,W 最大,最大值为2593;③当21(170)56(150180)300W t t =--+≤≤时,有170t =时,W 最大,最大值为56.综上所述,在10t =时,纯收益单价有最大值,最大值为100元.第13题如图,足球场上守门员在O 处开出一高球,球从离地面1米的A 处飞出(A 在y 轴上),运动员乙在距O 点6米的B 处发现球在自己头的正上方达到最高点M ,距地面约4米高,球落地后又一次弹起.据实验,足球在草坪上弹起后的抛物线与原来的抛物线形状相同,最大高度减少到原来最大高度的一半.(1)求足球开始飞出到第一次落地时,该抛物线的表达式. (2)足球第一次落地点C 距守门员多少米?(取437=)(3)运动员乙要抢到第二个落点D ,他应再向前跑多少米?(取265=)答案:解:(1)(3分)如图,设第一次落地时, 抛物线的表达式为2(6)4y a x =-+.由已知:当0x =时1y =.即1136412a a =+∴=-,. y O BCD 1 M x2 4AyOBCD 1 Mx2 4 A E FN∴表达式为21(6)412y x =--+.(或21112y x x =-++) (2)(3分)令210(6)4012y x =--+=,.212(6)48436134360x x x ∴-==+=-+<.≈,(舍去). ∴足球第一次落地距守门员约13米.(3)(4分)解法一:如图,第二次足球弹出后的距离为CD根据题意:CD EF =(即相当于将抛物线AEMFC 向下平移了2个单位)212(6)412x ∴=--+解得12626626x x =-=+,.124610CD x x ∴=-=≈. 1361017BD ∴=-+=(米). 解法二:令21(6)4012x --+=.解得1643x =-(舍),264313x =+≈.∴点C 坐标为(13,0).设抛物线CND 为21()212y x k =--+.将C 点坐标代入得:21(13)2012k --+=.解得:1132613k =-<(舍去), 26432667518k =++++=≈.21(18)212y x =--+ 令210(18)212y x ==--+,0.11826x =-(舍去),2182623x =+≈. 23617BD ∴=-=(米). 解法三:由解法二知,18k =, 所以2(1813)10CD =-=, 所以(136)1017BD =-+=. 答:他应再向前跑17米.第14题荆州市“建设社会主义新农村”工作组到某县大棚蔬菜生产基地指导菜农修建大棚种植蔬菜.通过调查得知:平均修建每公顷大棚要用支架、农膜等材料费2.7万元;购置滴灌设备,这项费用(万元)与大棚面积(公顷)的平方成正比,比例系数为0.9;另外每公顷种植蔬菜需种子、化肥、农药等开支0.3万元.每公顷蔬菜年均可卖7.5万元. (1)基地的菜农共修建大棚x (公顷),当年收益(扣除修建和种植成本后)为y (万元),写出y 关于x 的函数关系式.(2)若某菜农期望通过种植大棚蔬菜当年获得5万元收益,工作组应建议他修建多少公项大棚.(用分数表示即可)(3)除种子、化肥、农药投资只能当年受益外,其它设施3年内不需增加投资仍可继续使用.如果按3年计算,是否修建大棚面积越大收益越大?修建面积为多少时可以得到最大收益?请帮工作组为基地修建大棚提一项合理化建议.答案:(1)()227.5 2.70.90.30.9 4.5y x x x x x x =-++=-+. (2)当20.9 4.55x x -+=时,即2945500x x -+=,153x =,2103x =从投入、占地与当年收益三方面权衡,应建议修建53公顷大棚. (3)设3年内每年的平均收益为Z (万元)()()2227.50.90.30.30.3 6.30.310.533.075Z x x x x x x x =-++=-+=--+(10分)不是面积越大收益越大.当大棚面积为10.5公顷时可以得到最大收益.建议:①在大棚面积不超过10.5公顷时,可以扩大修建面积,这样会增加收益. ②大棚面积超过10.5公顷时,扩大面积会使收益下降.修建面积不宜盲目扩大.③当20.3 6.30x x -+=时,10x =,221x =.大棚面积超过21公顷时,不但不能收益,反而会亏本.(说其中一条即可)第15题一家用电器开发公司研制出一种新型电子产品,每件的生产成本为18元,按定价40元出售,每月可销售20万件.为了增加销量,公司决定采取降价的办法,经市场调研,每降价1元,月销售量可增加2万件.(1)求出月销售量y (万件)与销售单价x (元)之间的函数关系式(不必写x 的取值范围);(2)求出月销售利润z (万元)(利润=售价-成本价)与销售单价x (元)之间的函数关系式(不必写x 的取值范围);(3)请你通过(2)中的函数关系式及其大致图象帮助公司确定产品的销售单价范围,使月销售利润不低于480万元.答案:略.第16题一座隧道的截面由抛物线和长方形构成,长方形的长为8m ,宽为2m ,隧道最高点P 位于AB 的中央且距地面6m ,建立如图所示的坐标系(1)求抛物线的解析式;(2)一辆货车高4m ,宽2m ,能否从该隧道内通过,为什么?(3)如果隧道内设双行道,那么这辆货车是否可以顺利通过,为什么?答案:(1)由题意可知抛物线经过点()()()024682A P B ,,,,,设抛物线的方程为2y ax bx c =++ 将A P D ,,三点的坐标代入抛物线方程. 解得抛物线方程为21224y x x =-++ (2)令4y =,则有212244x x -++= 解得12422422x x =+=-,21422x x -=>∴货车可以通过.(3)由(2)可知2112222x x -=>∴货车可以通过.第17题如图,在矩形ABCD 中,2AB AD =,线段10EF =.在EF 上取一点M ,分别以EM MF ,为一边作矩形EMNH 、矩形MFGN ,使矩形MFGN ∽矩形ABCD .令MN x =,当x 为何值时,矩形EMNH 的面积S 有最大值?最大值是多少?答案:解:矩形MFGN ∽矩形ABCD ,MN MFAD AB∴=. 2AB AD MN x ==,,2MF x ∴=.102EM EF MF x ∴=-=-. (102)S x x ∴=-P y B AOC xCB A DH ENM GF2210x x =-+ 2525222x ⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭.∴当52x =时,S 有最大值为252.第18题某企业信息部进行市场调研发现:信息一:如果单独投资A 种产品,则所获利润A y (万元)与投资金额x (万元)之间存在正比例函数关系:A y kx =,并且当投资5万元时,可获利润2万元.信息二:如果单独投资B 种产品,则所获利润B y (万元)与投资金额x (万元)之间存在二次函数关系:2B y ax bx =+,并且当投资2万元时,可获利润2.4万元;当投资4万元时,可获利润3.2万元.(1)请分别求出上述的正比例函数表达式与二次函数表达式; (2)如果企业同时对A B ,两种产品共投资10万元,请你设计一个能获得最大利润的投资方案,并求出按此方案能获得的最大利润是多少?答案:解:(1)当5x =时,12250.4y k k ===,,, 0.4A y x ∴=,当2x =时, 2.4B y =;当4x =时, 3.2B y =.2.4423.2164a ba b =+⎧∴⎨=+⎩解得0.21.6a b =-⎧⎨=⎩∴20.2 1.6B y x x =-+.(2)设投资B 种商品x 万元,则投资A 种商品(10)x -万元,获得利润W 万元,根据题意可得220.2 1.60.4(10)0.2 1.24W x x x x x =-++-=-++ 20.2(3) 5.8W x ∴=--+当投资B 种商品3万元时,可以获得最大利润5.8万元,所以投资A 种商品7万元,B 种商品3万元,这样投资可以获得最大利润5.8万元.第19题如图所示,图(1)是一座抛物线型拱桥在建造过程中装模时的设计示意图,拱高为30m ,支柱3350m A B =,5根支柱1122334455A B A B A B A B A B ,,,,之间的距离均为15m ,1515B B A A ∥,将抛物线放在图(2)所示的直角坐标系中. (1)直接写出图(2)中点135B B B ,,的坐标; (2)求图(2)中抛物线的函数表达式; (3)求图(1)中支柱2244A B A B ,的长度.答案:(1)1(30)B -,0,3(030)B ,,5(300)B ,; (2)设抛物线的表达式为(30)(30)y a x x =-+,把3(030)B ,代入得(030)(030)30y a =-+=. 130a =-∴. ∵所求抛物线的表达式为:1(30)(30)30y x x =--+. (3)4B ∵点的横坐标为15, 4B ∴的纵坐标4145(1530)(1530)302y =--+=. 3350A B =∵,拱高为30,∴立柱44458520(m)22A B =+=. 由对称性知:224485(m)2A B A B ==。
分段函数的知识点总结一、分段函数的定义1.1 分段函数的基本形式分段函数的基本形式可以表示为:\[ f(x)=\begin{cases}f_{1}(x), & x\in D_{1}\\f_{2}(x), & x\in D_{2}\\… \\f_{n}(x), & x\in D_{n}\\\end{cases} \]其中,\( D_{1}, D_{2},..., D_{n} \)表示函数的定义域的不相交区间,\( f_{1}(x), f_{2}(x),...,f_{n}(x) \)分别表示在不同区间内的函数表达式。
1.2 分段函数的定义域和值域分段函数的定义域由各个子函数的定义域合并而成,而值域则由各个子函数的值域的并集组成。
1.3 分段函数的解析性质对于分段函数,通常要考虑其在各个定义域内的解析表达式。
在定义分段函数时,要考虑到各个分段的连续性、一致性等性质,以确保分段函数在各个区间内的函数表达式具有良好的连续性和可导性。
1.4 分段函数的特殊形式分段函数的特殊形式包括绝对值函数、符号函数、取整函数、阶梯函数等。
这些特殊形式的分段函数在实际问题中具有广泛的应用,例如在信号处理、控制系统等领域中均有重要的作用。
二、分段函数的性质2.1 分段函数的奇偶性对于分段函数,其奇偶性通常由各个子函数的奇偶性来确定。
如果各个子函数均为偶函数,则分段函数也为偶函数;若各个子函数均为奇函数,则分段函数也为奇函数;若各个子函数均为非奇非偶函数,则分段函数既不是奇函数也不是偶函数。
2.2 分段函数的周期性对于分段函数,其周期性通常由各个子函数的周期性来确定。
如果各个子函数均具有相同的周期,则分段函数也具有这一周期;若各个子函数的周期不同,则分段函数通常不具有周期性。
2.3 分段函数的单调性对于分段函数,其单调性通常由各个子函数的单调性来确定。
如果各个子函数均为单调递增或单调递减函数,则分段函数也为单调递增或单调递减函数;若各个子函数既不是单调递增也不是单调递减函数,则分段函数通常不具有单调性。
可编辑修改精选全文完整版分段函数知识点及常见题型总结资料编号:20190726 一、分段函数的定义有些函数在其定义域内,对于自变量x的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数称为分段函数.关于分段函数:(1)分段函数的定义域是各段函数定义域的并集.注意各段函数定义域的交集为空集; (2)分段函数的值域是各段函数值域的并集;(3)分段函数包括几段,它的图象就有几条曲线组成.采用“分段作图”法画分段函数的图象:在同一平面直角坐标系中,依次画出各段函数的图象,这些函数的图象组合在一起就是分段函数的图象;(4)分段函数是一个函数,而不是几个函数;(5)分段函数在书写时要用大括号把各段函数合并写成一个函数的形式,并在各段解析式的后面标明相应的自变量的取值范围;(6)处理分段函数问题时,首先要确定自变量的取值在哪一段函数的区间内,再选取相应的对应关系.二、几种常见的分段函数1.取整函数[]xy=([]x表示不大于x的最大整数).其图象如图(1)所示.图(1)取整函数的图象图(2)绝对值函数的图象2.绝对值函数 含有绝对值符号的函数.如函数()()⎩⎨⎧-<---≥+=+=22222x x x x x y ,其图象如图(2)所示,为一条折线.解决绝对值函数的问题时,先把绝对值函数化为对应的分段函数,然后分段解决. 3.自定义函数如函数()()()⎪⎩⎪⎨⎧>-≤<----≤--=2221211)(2x x x x x x x x f 为自定义的分段函数,其图象如图(3)所示.4.符号函数x y sgn =符号函数()()()⎪⎩⎪⎨⎧<-=>==010001sgn )(x x x x x f ,其图象如图(4)所示.符号函数的性质: x x x sgn =.图(3)图(4)符号函数的图象说明:函数的图象既可以是连续的曲线,也可以是直线、折线或离散的点. 三.分段函数的常见题型 1.求分段函数的函数值.求分段函数的函数值的方法是:先确定自变量的值属于哪一个区间段,然后代入该段的解析式求值.当出现))((a f f 的形式时,应从内到外依次求值.例1. 已知函数⎪⎩⎪⎨⎧≤+>-+=,2,2,2,21)(2x x x x x x f ,则))1((f f 的值为【 】 (A )21-(B )2 (C )4 (D )11 解:∵21<,∴()32112=+=f ,∴()3))1((f f f = ∵23>,∴()423133=-+=f ,∴4))1((=f f .【 C 】. 习题1. 已知函数⎩⎨⎧>-≤++=,0,3,0,34)(2x x x x x x f ,则=))5((f f 【 】(A )0 (B )2- (C )1- (D )1 2.已知分段函数的函数值,求自变量的值.方法是:先假设函数值在分段函数的各段上取得,解关于自变量的方程,求出各段上自变量的值.注意:所求出的自变量的值应在相应的各段函数定义域内,不在的应舍去.例2. 已知函数⎩⎨⎧<<--≤+=)21()1(2)(2x x x x x f ,若3)(=x f ,则=x _________.解:当1-≤x 时,32=+x ,解之得:1=x ,不符合题意,舍去;当21<<-x 时,32=x ,解之得:3±=x ,其中13-<-=x ,舍去,∴3=x 综上,3=x .习题2. 已知函数⎩⎨⎧>-≤+=)0(2)0(1)(2x x x x x f ,若5)(=x f ,则x 的值是【 】(A )2- (B )2或25-(C )2或2- (D )2或2-或25-习题3. 已知⎩⎨⎧≤+>=)0(1)0(2)(x x x x x f ,若0)1()(=+-f a f ,则实数a 的值等于_________.3.求分段函数自变量的取值范围在分段函数的前提下,求某条件下自变量的取值范围的方法是:先假设自变量的值在分段函数的各段上,然后求出在相应各段定义域上自变量的取值范围,再求它们的并集即可.例3. 已知函数⎩⎨⎧<+-≥-=)1(32)1(23)(22x x x x x x f ,求使2)(<x f 成立的x 的取值范围. 解:由题意可得:⎩⎨⎧<-≥22312x x x 或⎩⎨⎧<+-<23212x x 解不等式组⎩⎨⎧<-≥22312x x x 得:1≤371+<x ;解不等式在⎩⎨⎧<+-<23212x x 得:22-<x 或122<<x ∴使2)(<x f 成立的x 的取值范围为⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎩⎨⎧+<<-<3712222x x x 或.习题4. 已知()()⎩⎨⎧<≥=0001)(x x x f ,则不等式x x xf +)(≤2的解集为【 】(A )][1,0 (B )][2,0 (C )](1,∞- (D )](2,∞-习题5. 设函数()()⎩⎨⎧<+≥+-=06064)(2x x x x x x f ,则不等式)1()(f x f >的解集是____________.习题6. 函数()()()⎪⎩⎪⎨⎧≥<<-+-≤=434212)(x x x x x x x f ,若3)(-<a f ,则实数a 的取值范围是_________.例4. 已知0≠a ,函数()()⎩⎨⎧≥--<+=1212)(x a x x a x x f ,若()()a f a f +=-11,则a 的值为_________.解:当11<-a ,即0>a 时,11>+a∴()()a a a a f -=+-=-2121,()a a a a f 31211--=---=+ ∵()()a f a f +=-11 ∴a a 312--=-,解之得:023<-=a ,不符合题意,舍去; 当11>-a ,即0<a 时,11<+a()()a a a a f --=---=-1211,()()a a a a f 32121+=++=+∵()()a f a f +=-11图(5)∴a a 321+=--,解之得:43-=a ,符合题意. 综上,a 的值为43-. 习题7. 设()⎩⎨⎧≥-<<=)1(12)10()(x x x x x f ,若)1()(+=a f a f ,则=⎪⎭⎫⎝⎛a f 1_________.习题8. 设函数⎩⎨⎧<≥=)0()0()(2x x x x x f ,⎩⎨⎧>-≤=)2()2()(2x x x x x ϕ,则当0<x 时,=))((x f ϕ【 】(A )x - (B )2x - (C )x (D )2x习题9. 设函数⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<≥-=)0(1)0(121)(x xx x x f ,若a a f =)(,则实数a 的值为【 】(A )1± (B )1- (C )2-或1- (D )1±或2- 4.求分段函数的定义域分段函数的定义域是各段函数定义域的并集.例5. 函数⎪⎩⎪⎨⎧≥+<<+≤≤=)2(12)21(1)10(2)(x x x x x x x f 的定义域是_________.解:由各段函数的定义域可知该分段函数的定义域为[]())[)[∞+=∞+,0,22,11,0 . 5.求分段函数的值域分段函数的值域是各段函数值域的并集.对于某些简单的分段函数,可画出其图象,由图象的最高点和最低点求值域(图象法). 例6. 设∈x R ,求函数x x y 312--=的值域.解:当x ≥1时,()2312--=--=x x x y ; 当0≤1<x 时,()25312+-=--=x x x y ;当0<x 时,()2312+=+-=x x x y .综上所述,⎪⎩⎪⎨⎧<+<≤+-≥--=)0(2)10(25)1(2x x x x x x y图(6)其图象如图(5)所示,由图象可知其值域为](2,∞-. 另解:由上面可知:⎪⎩⎪⎨⎧<+<≤+-≥--=)0(2)10(25)1(2x x x x x x y当x ≥1时,函数2--=x y 的值域为](3,-∞-; 当0≤1<x 时,函数25+-=x y 的值域为(]2,3-; 当0<x 时,函数2+=x y 的值域为)(2,∞-.∴函数x x y 312--=的值域为]( 3,-∞-(] 2,3-)(=∞-2,](2,∞-.例7. 若∈x R ,函数)(x f 是x y x y =-=,22这两个函数值中的较小者,则函数)(x f 的最大值为【 】(A )2 (B )1 (C )1- (D )无最大值 解:解不等式22x -≥x 得:2-≤x ≤1 ∴当2-≤x ≤1时,x x f =)(,其值域为[]1,2-; 解不等式x x <-22得:1>x 或2-<x∴当1>x 或2-<x 时,22)(x x f -=,其值域为()1,∞-综上所述,⎩⎨⎧-<>-≤≤-=)21(2)12()(2x x x x x x f 或 函数)(x f 的值域为[] 1,2-()](1,1,∞-=∞- ∴函数)(x f 在其值域内的最大值为1. 函数)(x f 的图象如图(6)所示.习题10. 若函数⎪⎩⎪⎨⎧<≤<≤<<=)2015(5)1510(4)100(2)(x x x x f ,则函数)(x f 的值域是【 】(A ){}5,4,2 (B )()5,2 (C )()4,2 (D )()5,4习题11. 函数⎪⎩⎪⎨⎧≥<<≤≤=)2(3)21(2)10(2)(2x x x x x f 的值域是【 】(A )R (B ))[∞+,0 (C )[]3,0 (D )[]{}32,0 习题12. 已知函数()2221)(≤<--+=x x x x f .(1)用分段函数的形式表示该函数; (2)画出该函数的图象; (3)写出该函数的值域.习题13. 已知函数⎪⎩⎪⎨⎧<-=>-=)0(21)0(2)0(3)(2x x x x x x f .(1)画出函数)(x f 的图象;(2)求))(1(2R a a f ∈+,))3((f f 的值; (3)当)(x f ≥2时,求x 的取值范围.图(7)。
分段函数的性质与应用分段函数是函数中比较复杂的一种函数,其要点在于自变量取不同范围的值时所使用的解析式不同,所以在解决分段函数的问题时要时刻盯着自变量的范围是否在发生变化。
即“分段函数——分段看” 一、基础知识:1、分段函数的定义域与值域——各段的并集2、分段函数单调性的判断:先判断每段的单调性,如果单调性相同,则需判断函数是连续的还是断开的,如果函数连续,则单调区间可以合在一起,如果函数不连续,则要根据函数在两段分界点出的函数值(和临界值)的大小确定能否将单调区间并在一起。
3、分段函数对称性的判断:如果能够将每段的图像作出,则优先采用图像法,通过观察图像判断分段函数奇偶性。
如果不便作出,则只能通过代数方法比较()(),f x f x -的关系,要注意,x x -的范围以代入到正确的解析式。
4、分段函数分析要注意的几个问题(1)分段函数在图像上分为两类,连续型与断开型,判断的方法为将边界值代入每一段函数(其中一段是函数值,另外一段是临界值),若两个值相等,那么分段函数是连续的。
否则是断开的。
例如:()221,34,3x x f x x x -≤⎧=⎨->⎩,将3x =代入两段解析式,计算结果相同,那么此分段函数图像即为一条连续的曲线,其性质便于分析。
再比如 ()221,31,3x x f x x x -≤⎧=⎨->⎩中,两段解析式结果不同,进而分段函数的图像是断开的两段。
(2)每一个含绝对值的函数,都可以通过绝对值内部的符号讨论,将其转化为分段函数。
例如:()13f x x =-+,可转化为:()13,113,1x x f x x x -+≥⎧=⎨-+<⎩5、遇到分段函数要时刻盯住变量的范围,并根据变量的范围选择合适的解析式代入,若变量的范围并不完全在某一段中,要注意进行分类讨论6、如果分段函数每一段的解析式便于作图,则在解题时建议将分段函数的图像作出,以便必要时进行数形结合。
二、典型例题例1:已知函数2211()1x x f x x ax x ⎧+<⎪=⎨+≥⎪⎩,若()04f f a =⎡⎤⎣⎦,则实数a =_____ 思路:从里向外一层层求值,()00212f =+= ()()()0242ff f a ∴==+所以4242a a a +=⇒= 答案:2a =例2:设函数()()cos ,011,0x x f x f x x π>⎧=⎨+-≤⎩,则103f ⎛⎫- ⎪⎝⎭的值为_________ 思路:由()f x 解析式可知,只有0x >,才能得到具体的数值,0x <时只能依靠()()11f x f x =+-向0x > 正数进行靠拢。
由此可得:107412123433333f f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=--=--=--=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,而 221cos 332f π⎛⎫==- ⎪⎝⎭10932f⎛⎫∴-=- ⎪⎝⎭答案:92-小炼有话说:含有抽象函数的分段函数,在处理里首先要明确目标,即让自变量向有具体解析式的部分靠拢,其次要理解抽象函数的含义和作用(或者对函数图象的影响)比如在本题中:()()0,11x f x f x <=+-可以立即为间隔为1的自变量,函数值差1,其作用在于自变量取负数时,可以不断1+直至取到正数。
理解到这两点,问题自然迎刃而解。
例3:函数()34,22,21x x f x x x -≤⎧⎪=⎨>⎪-⎩,则不等式()1f x ≥的解集是( )A. ()5,1,3⎡⎫-∞+∞⎪⎢⎣⎭U B. []5,1,33⎡⎤-∞⎢⎥⎣⎦UC. 51,3⎡⎤⎢⎥⎣⎦D. 5,33⎡⎤⎢⎥⎣⎦思路:首先要把()1f x ≥转变为具体的不等式,由于()f x 是分段函数,所以要对x 的范围分类讨论以代入不同的解析式:当2x ≤时,()1341f x x ≥⇒-≥,可解得:1x ≤-或53x ≥。
所以1x ≤-或523x ≤≤;当2x >时,()211211f x x x ≥⇒≥⇒≥--解得3x ≤,所以23x <≤,综上所述:[]5,1,33x ⎡⎤∈-∞⎢⎥⎣⎦U答案:B例4:已知函数10()10x x f x x x -+<⎧=⎨-≥⎩,则不等式()1(1)1x x f x +++≤的解集是________ 思路:要想解不等式,首先要把()1f x +转变为具体的表达式,观察已知分段函数,10()10x x f x x x -+<⎧=⎨-≥⎩,x 占据()f 整个括号的位置,说明对于函数()f x 而言,括号里的式子小于0时,代入上段解析式,当括号里的式子大于0时,代入下段解析式。
故要对1x +的符号进行分类讨论。
(1)当101x x +<⇒<-时,()()111f x x x +=-++=-,不等式变为:()2111x x x x x -+≤⇒-<⇒∈∅(2)当101x x +≥⇒≥-时,()111f x x x +=+-=,不等式变为:()21121011x x x x x x ++≤⇒+-≤⇒--≤-+1,1x ⎡∴∈--⎣答案:1,1x ⎡∈--⎣例5:已知函数()2123,021,0x x x x f x x +⎧-++≤⎪=⎨+>⎪⎩,则不等式()()283f x f x x +<+的解集为___________思路:本题如果通过分类讨论将不等式变为具体不等式求解,则难点有二:一是要顾及28,3x x x ++的范围,则需要分的情况太多;二是具体的不等式可能是多项式与指数式混在一起的不等式,不易进行求解。
所以考虑先搁置代数方法,去分析()f x 的图像性质,发现()f x 的两段解析式均可作图,所以考虑作出()f x 的图像,从而发现()f x 是增函数,从而无论28,3x x x ++在哪个范围,()()228383f x f x x x x x +<+⇒+<+,从而解得:4x <-或2x >答案:()(),42,-∞-+∞U小炼有话说:含分段函数的不等式在处理上通常是两种方法:一种是利用代数手段,通过对x 进行分类讨论将不等式转变为具体的不等式求解(比如例3,例4)。
另一种是通过作出分段函数的图象,数形结合,利用图像的特点解不等式(比如例5)。
例6:已知函数()222,02,0x x x f x x x x ⎧+≥⎪=⎨-<⎪⎩.若()()()21f a f a f -+≤,则a 的取值范围是A .[)1,0-B .[]0,1C .[]1,1-D .[]2,2- 思路:本题可以对a 进行分类讨论,以将()()()21f a f a f -+≤变成具体不等式求解,但也可从,a a -的特点出发,考虑判断()f x 的奇偶性,通过作图可发现()f x 为偶函数,所以()()f a f a -=,所解不等式变为()()1f a f ≤,再由图像可得只需1a ≤,即11a -≤≤ 答案:C 小炼有话说:(1)本题判断函数()f x 的奇偶性可以简化运算,而想到这一点是源于抓住所解不等式中,a a -的特点。
由此可见,有些题目的思路源于式子中的一些暗示(2)由于()f x 两段图像均易作出,所以在判断()f x 奇偶性时用的是图像法。
对于某些不易作图的分段函数,在判断奇偶性时就需要用定义法了,下面以本题为例说说定义法如何判断:整体思想依然是找到()(),f x f x - ,只是在代入过程中要注意,x x -的范围:设()0,x ∈+∞,则(),0x -∈-∞,()()()()2222,22f x x x f x x x x x ∴=+-=--⋅-=+,所以()()f x f x =-,即()f x 为偶函数例7:已知函数22()12,()2f x x g x x x =-=-,若(),()()()(),()()g x f x g x F x f x f x g x ≥⎧=⎨<⎩,则()F x 的值域是_______________解析:()F x 是一个分段函数,其分段标准以()(),f x g x 的大小为界,所以第一步先确定好x 的取值,解不等式:()()22122f x g x x x x ≥⇒-≥-,解得:113x -≤≤,故()2212,13112,13x x xF xx x or x⎧--≤≤⎪⎪=⎨⎪-<->⎪⎩,分别求出每段最值,再取并集即可答案:7,9⎛⎤-∞⎥⎝⎦例8:已知函数(2)1(1)()log(1)aa x xf xx x--≤⎧=⎨>⎩,若()f x在(),-∞+∞单调递增,则实数a的取值范围是_________思路:若()f x在(),-∞+∞单调增,则在R上任取12x x<,均有()()12f x f x<,在任取中就包含12,x x均在同一段取值的情况,所以可得要想在R上单调增,起码每一段的解析式也应当是单调递增的,由此可得:201aa->⎧⎨>⎩,但仅仅满足这个条件是不够的。
还有一种取值可能为12,x x不在同一段取值,若也满足12x x<,均有()()12f x f x<,通过作图可发现需要左边函数的最大值不大于右边函数的最小值。
代入1x=,有左段≤右端,即21log103aa a--≤=⇒≤综上所述可得:(]2,3a∈答案:(]2,3例9:已知()[)[]21.1,01,0,1x xf xx x+∈-⎧⎪=⎨+∈⎪⎩,则下列选项错误的是()A. ①是()1f x-的图像 B. ②是()f x-的图像C. ③是()f x的图像 D. ④是()f x的图像思路:考虑先作出()f x 的图像(如右图所示),再按照选项进行验证即可:A. ()1f x -为()f x 向右平移一个单位,①正确;B. ()f x -为()f x 关于y 轴对称的图像,②正确;C. ()fx 为()f x 正半轴图像不变,负半轴作与()f x 正半轴关于y 轴对称的图像,③正确;D. ()f x 的图像为()f x 在x 轴上方的图像不变,下方图像沿x 轴对称翻折。
而()f x 图像均在x 轴上方,所以()f x 应与()f x 图像相同。
④错误 答案:D例10:函数()31,12sin ,12x x f x x x π⎧+>⎪=⎨≤⎪⎩ ,则下列结论正确的是( ) A. 函数()f x 在[)1,+∞上为增函数 B. 函数()f x 的最小正周期为4 C. 函数()f x 是奇函数 D. 函数()f x 无最小值思路:可观察到()f x 的图像易于作出,所以考虑先作图,再看由图像能否判断各个选项,如图所示可得:BC 选项错误,D 选项()f x 存在最小值()12f -=-,所以D 错误,A 选项是正确的 答案:A小炼有话说:(1)本题利用数形结合是最为简便的方法,一方面是因为()f x 本身便于作图,另一方面四个选项在图上也有具体的含义。