2017高中数学抽象函数专题
- 格式:doc
- 大小:436.00 KB
- 文档页数:8
抽象函数常见题型解法概述抽象函数是指没有给出函数的具体解析式,只给出了一些体现函数特征的式子的一类函数。
由于抽象函数表现形式的抽象性,使得这类问题成为函数内容的难点之一。
本文就抽象函数常见题型及解法评析如下:一、定义域问题例1. 已知函数)(2x f 的定义域是[1,2],求f (x )的定义域。
解:)(2x f 的定义域是[1,2],是指21≤≤x ,所以)(2x f 中的2x 满足412≤≤x ,从而函数f (x )的定义域是[1,4]评析:一般地,已知函数))((x f ϕ的定义域是A ,求f (x )的定义域问题,相当于已知))((x f ϕ中x 的取值范围为A ,据此求)(x ϕ的值域问题。
例 2. 已知函数)(x f 的定义域是]21[,-,求函数)]3([log 21x f -的定义域。
解:)(x f 的定义域是]21[,-,意思是凡被f 作用的对象都在]21[,-中,由此可得4111)21(3)21(2)3(log 11221≤≤⇒≤-≤⇒≤-≤--x x x所以函数)]3([log 21x f -的定义域是]4111[,评析:这类问题的一般形式是:已知函数f (x )的定义域是A ,求函数))((x f ϕ的定义域。
正确理解函数符号及其定义域的含义是求解此类问题的关键。
这类问题实质上相当于已知)(x ϕ的值域B ,且A B ⊆,据此求x 的取值范围。
例2和例1形式上正相反。
二、求值问题例3. 已知定义域为()0,+∞的函数f (x ),同时满足下列条件:①51)6(1)2(==f f ,;②)()()(y f x f y x f +=⋅,求f (3),f (9)的值。
解:取32==y x ,,得)3()2()6(f f f +=因为51)6(1)2(==f f ,,所以54)3(-=f 又取3==y x ,得58)3()3()9(-=+=f f f 评析:通过观察已知与未知的联系,巧妙地赋值,取32==y x ,,这样便把已知条件51)6(1)2(==f f ,与欲求的f (3)沟通了起来。
微专题21抽象函数的处理技巧【方法技巧与总结】常见抽象函数的模型()()()()(1)f x y f x f y f x f x+=+⇔=()()()()log a f xy f x f y f x x=+↔=()()()()xf x y f x f y f x a +=↔=()()()()kf xy f x f y f x x =↔=2()()()()f x y f x f y kxy f x ax bx+=++↔=+()()2()()f x y f x y f x f x ax b++-=↔=+【题型归纳目录】题型一:求抽象函数的解析式及函数值题型二:抽象函数的奇偶性问题题型三:抽象函数的单调性问题【典型例题】题型一:求抽象函数的解析式及函数值例1.设函数:f R R →满足(0)1f =,且对任意x ,y R ∈,都有(1)()()()2f xy f x f y f y x +=--+,则(2017)(f =)A .0B .2018C .2017D .1例2.设函数()f x 满足(0)1f =,且对任意x ,y R ∈,都有(1)()()()2f xy f x f y f y x +=--+,则f (1)(=)A .2B .2-C .1D .1-例3.设函数:f R R →满足(0)1f =,且对任意x ,y R ∈都有(1)()()()2f xy f x f y f y x +=--+,则(2020)(f =)A .0B .1C .2019D .2021变式1.若函数()f x 对定义域内任意两个自变量x ,y 都有()()()f x y f x f y +=,则()f x 可以是()A .()21f x x =+B .2()f x x =C .1()f x x =D .()2xf x =变式2.函数()f x 满足对定义域内的任意x ,都有(2)()2(1)f x f x f x ++<+,则函数()f x 可以是()A .()21f x x =+B .2()2f x x x =-C .()x f x e =D .()f x lnx =变式3.若()f x 满足对任意的实数a ,b 都有()f a b f +=(a )f (b )且f (1)2=,则下列判断正确的有()A .()f x 是奇函数B .()f x 在定义域上单调递增C .当(0,)x ∈+∞时,函数()1f x >D .(2)(4)(6)(2016)(2018)(2020)2020(1)(3)(5)(2015)(2017)(2019)f f f f f f f f f f f f +++⋯++=变式4.已知函数()f x 对一切实数x ,y 都有()()(21)f x y f y x x y +-=++成立,且f (1)0=,则(0)f =,()f x =.变式5.若函数()f x 对任意实数x ,y 均有22()2()233f x y f y x xy y x y +=++-+-,则()f x 的解析式为.变式6.对任意正实数x ,y ,()()()f xy f x f y =+,f (9)4=,则f =.变式7.(1)已知()2()1f x f x x +-=+,求()f x 的解析式.(2)设()f x 是R 上的函数,且(0)1f =,并且对任意实数x ,y 都有()()(21)f x y f x y x y -=--+,求()f x 的解析式.题型二:抽象函数的奇偶性问题例4.(2022·重庆市辅仁中学校高一期中)已知()f x 定义域为R ,对任意,x y ∈R 都有()()()1f x y f x f y +=+-,当0x >时,()1,(1)0f x f <=.(1)求(1)f -;(2)试判断()f x 在R 上的单调性,并证明;(3)解不等式:2(232)2()4f x x f x --+>.例5.(2022·广东·深圳外国语学校高一期中)已知函数()f x 对任意的实数,m n 都有()()()1f m n f m f n +=+-,且当0x >时,有()1f x >.(1)求证:()f x 在R 上为增函数;(2)若()()923292x x x f f k -⋅+⋅->对任意[)0,x ∈+∞恒成立,求实数k 的取值范围.例6.(2022·广西梧州·高一阶段练习)(1)已知函数()f x 对任意的,a b ∈R ,都有()()()1f a b f a f b +=+-,且当0x >时,()1f x >,求证:()f x 是R 上的增函数;(2)若()f x 是R 上的增函数,且()(),(2)1x f f x f y f y ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,解不等式1()23f x f x ⎛⎫-≤ ⎪-⎝⎭.变式8.(2022·湖南省临澧县第一中学高一阶段练习)对任意的0x ≠函数()f x 满足对任意的a ,b 都有()()()f ab f a f b =+,且当1x >时,()0f x >.(1)判断()f x 的奇偶性,并加以证明;(2)判断()f x 的单调性,并加以证明;(3)对任意的0t ≠都有不等式()()20f t t f k --<恒成立,求k 的取值范围.变式9.(2022·全国·高一课时练习)已知函数()f x 的定义域为()0,∞+,对任意正实数a 、b 都有()()()1f ab f a f b +=+,且当1x >时,()1f x >.求证:函数()f x 是()0,∞+上的增函数.变式10.(2022·全国·高一专题练习)定义在()0∞+,上的函数()f x 满足下面三个条件:①对任意正数a b ,,都有()()()f a f b f ab +=;②当1x >时,()0f x <;③()21f =-(1)求()1f 和14f ⎛⎫ ⎪⎝⎭的值;(2)试用单调性定义证明:函数()f x 在()0∞+,上是减函数;(3)求满足()()32412218f x x f x -+>的x 的取值集合.变式11.(2022·全国·高一期中)已知函数f (x )对∀x ,y ∈R ,都有f (x +y )=f (x )+f (y ),当x <0时,f (x )>0,且f (1)=-2.(1)证明函数f (x )在R 上的奇偶性;(2)证明函数f (x )在R 上的单调性;(3)当x ∈[1,2]时,不等式f (x 2-mx )+f (x )<4恒成立,求实数m 的取值范围.变式12.(2022·全国·高一单元测试)已知f (x )是定义在区间[-1,1]上的奇函数,且f (1)=1,当a ,b ∈[-1,1],a +b ≠0时,有()()f a f b a b++>0成立.(1)判断f (x )在区间[-1,1]上的单调性,并证明;(2)若f (x )≤m 2-2am +1对所有的a ∈[-1,1]恒成立,求实数m 的取值范围.题型三:抽象函数的单调性问题例7.(2022·辽宁·铁岭市清河高级中学高一阶段练习)定义在()1,1-上的函数()f x 满足对任意的(),1,1x y ∈-,都有()()1x y f x f y f xy ⎛⎫++= ⎪+⎝⎭,且当(0,1)x ∈时,()0f x <.(1)求证:函数()f x 是奇函数;(2)判断()f x 在()1,1-上的单调性,不需证明;(3)解不等式()()10f x f x -+<.例8.(2022·湖南·慈利县教育科学研究室高一期中)已知函数()f x 是定义在R 上的增函数,并且满足()()(),(1) 4.f x y f x f y f +=+=(1)求(0)f 的值.(2)判断函数()f x 的奇偶性.(3)若(23)()8f x f x +-<,求x 的取值范围.例9.(2022·全国·高一课时练习)设函数()f x 对任意,x y ∈R ,都有()()()f x y f x f y +=+,证明:()f x 为奇函数.变式13.(2022·全国·高一课时练习)已知函数()f x 满足()()()()1,f x y f x f y x y R +=+-∈,当x y ≠时,()()0f x f y x y->-成立,且(1)2f =.(1)求(0)f ,并证明函数()()1g x f x =-的奇偶性;(2)当[0,9]x ∈,不等式()(3f x f m +-≤恒成立,求实数m 的取值范围.变式14.(2022·全国·高一课时练习)已知函数()f x 定义域为[1,1]-,若对于任意的,[1,1]x y ∈-,都有()()()f x y f x f y +=+,且0x >时,有()0f x >.(1)证明:()f x 为奇函数;(2)证明:()f x 在[1,1]-上是增函数;(3)设(1)1f =,若()22f x m am <-+,对所有[1,1]x ∈-,[1,1]a ∈-恒成立,求实数m 的取值范围.变式15.(2022·黑龙江双鸭山·高一期末)设函数()f x 是增函数,对于任意,R x y ∈都有()()()f x y f x f y +=+.(1)写一个满足条件的()f x ;(2)证明()f x 是奇函数;(3)解不等式()211()(3)22f x f x f x ->.变式16.(2022·重庆·西南大学附中高一期中)已知y =f (x )满足对一切x ,y ∈R 都有f (x +2y )=f (x )+2f (y ).(1)判断y =f (x )的奇偶性并证明;(2)若f (1)=2,求f (-13)+f (-3)+f (22)+f (53)的值.变式17.(2022·全国·高一课时练习)函数f (x )对于任意的实数x ,y 都有f (x+y )=f (x )+f (y )成立,且当x >0时f (x )<0恒成立.(1)证明函数f (x )的奇偶性;(2)若f (1)=-2,求函数f (x )在[-2,2]上的最大值;(3)解关于x 的不等式211(2)()(4)(2) 22f x f x f x f -->--变式18.(2022·河南焦作·高一期中)已知f (xy )=f (x )+f (y ).(1)若x ,y ∈R ,求f (1),f (-1)的值;(2)若x ,y ∈R ,判断y =f (x )的奇偶性;(3)若函数f (x )在其定义域(0,+∞)上是增函数,f (2)=1,f (x )+f (x -6)≤4,求x 的取值范围.【过关测试】一.单选题1.若对任意x ,y R ∈,有()()()3f x f y f x y +-+=,函数22()()1x g x f x x =++,则g (2)(2)g +-的值等于()A .0B .4C .6D .82.若对x ∀,y R ∈,有()()()3f x f y f x y +-+=,函数2()()1x g x f x x =++,则g (2)(2)g +-的值()A .0B .4C .6D .93.已知定义在(0,)+∞上的减函数()f x 满足条件:对任意x ,(0,)y ∈+∞,总有()()()1f xy f x f y =+-,则关于x 的不等式(1)1f x ->的解集是()A .(1,)+∞B .(1,2)C .(,2)-∞D .(0,2)二.填空题4.函数()y f x =的定义域为(0,)+∞,且对于定义域内的任意x ,y 都有()()()f xy f x f y =+,且f (2)1=,则f 的值为.5.已知函数()f x 的定义域是(0,)+∞,满足f (2)1=,且对于定义域内任意x ,y 都有()()()f xy f x f y =+成立,那么f (1)f +(4)=.6.已知函数()f x 的定义域是(0,)+∞,且满足()()()f xy f x f y =+,f (2)1=.如果对于0x y <<,都有()()f x f y <,则不等式(1)(1)2f x f x -++<的解集为(表示成集合).7.已知定义在正实数集上的函数()f x 满足①若1x >,则()0f x <;②1()12f =;③对定义域内的任意实数x ,y ,都有:()()()f xy f x f y =+,则不等式()(5)2f x f x +-- 的解集为.三.解答题8.已知函数()f x ,()g x 同时满足:()()()()()g x y g x g y f x f y -=+;(1)1f -=-,(0)0f =,f (1)1=,求(0)g ,g (1),g (2)的值.9.若函数()f x ,()g x 满足()()()()()g x y g x g y f x f y -=+,并且(0)0f =,(1)1f -=-,f(1)1=.(1)证明:22()()(0)f x g x g +=.(2)求(0)g ,g (1),(1)g -,g (2)的值.(3)判断()f x ,()g x 的奇偶性.10.(2022·北京市第五中学高一期末)已知定义在R 上的函数()f x 满足:①对任意实数x ,y ,均有()()2()()f x y f x y f x f y ++-=;②(1)0f =;③对任意[0,1)x ∈,()0f x >.(1)求(0)(2)f f -的值,并判断()f x 的奇偶性;(2)对任意的x ∈R ,证明:(4)()f x f x +=;(3)直接写出()f x 的所有零点(不需要证明).11.(2022·山西太原·高一开学考试)若定义在R 上的函数()f x 对任意实数1x ,2x ,都有()()()12122f x x f x f x +=+-成立,且当0x >时,()2f x >.(1)求证:()2f x -为奇函数;(2)判断()f x 在R 上的单调性,并说明理由;(3)若()45f =,解不等式()2328f m m --<.12.(2022·福建·泉州市第六中学高一期中)设函数()f x 对任意,x y R ∈,都有()()()f x y f x f y +=+,且当0x >时,()0f x <.(1)证明:()f x 为奇函数;(2)证明:()f x 为减函数,(3)若()11f -=,试求关于m 的不等式()()22213f m f m m +-+>-的解集.13.(2022·福建省龙岩第一中学高一阶段练习)已知函数()f x 对任意实数x 、y 恒有f (x +y )=f (x )+f (y ),当0x >时,()0f x <,且()12f =-.(1)判断()f x 的奇偶性;(2)证明函数单调性并求()f x 在区间[]3,3-上的最大值;(3)若()222f x m am <-+对所有的][1,1 ,1,1x a ⎡⎤∈-∈-⎣⎦恒成立,求实数m 的取值范围.14.(2022·海南中学三亚学校(三亚市实验中学)高一期中)已知函数()f x 对一切实数x ,R y ∈都有()()()f x y f x f y +=+,且当0x >时,()0f x <,又()32f =-.(1)试判定该函数的奇偶性;(2)试判断该函数在R 上的单调性;(3)若()()22240f x f x ++--<,求x 的取值范围.15.(2022·陕西·长安一中高一阶段练习)函数()f x 的定义域为{}|0D x x =≠,且满足对于任意1x ,2x D ∈,有()()()1212f x x f x f x ⋅=+.(1)判断()f x 的奇偶性并证明你的结论;(2)如果()41f =,()12f x -<,且()f x 在()0,∞+上是增函数,求x 的取值范围.16.(2022·宁夏·银川一中高一期中)已知函数()f x 定义域为[11]-,,若对于任意的[11]x y ∈-、,,都有()()()f x y f x f y +=+,且0x >时,有()0f x >.(1)判断并证明函数()f x 的奇偶性;(2)判断并证明函数()f x 在[11]-,上的单调性;(3)若f (1)=1,2()21f x m am <-+,对所有[11]x ∈-,,[11]a ∈-,恒成立,求m 的取值范围;17.(2022·四川·攀枝花市第十五中学校高一期中)函数()f x 对任意实数,x y 恒有()()()f x y f x f y +=+,且当0x >时,()0f x <(1)判断()f x 的奇偶性;(2)求证∶()f x 是R 上的减函数∶(3)若a R ∈,求关于x 的不等式()()()()222f ax f x f x f ax ++<-的解集.。
培优点三 含导函数的抽象函数的构造1.对于()()'0f x a a >≠,可构造()()h x f x ax =-例1:函数()f x 的定义域为R ,()12f -=,对任意R x ∈,()2f x '>,则()24f x x >+的解集为( ) A .()1,1- B .()1-+∞, C .()1-∞-, D .()-∞+∞,【答案】B2.对于()()'0xf x f x +>,构造()()h x xf x =;对于()()'0xf x f x ->,构造()()f x h x x=例2:已知函数()y f x =的图象关于y 轴对称,且当(),0x ∈-∞,()()0f x xf x '+<成立,()0.20.222a f =,()log 3log 3b f ππ=,()33log 9log 9c f =,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a b c >> B .a c b >>C .c b a >>D .b a c >>【答案】D3.对于'()()0f x f x +>,构造()()e x h x f x =;对于'()()f x f x >或'()()0f x f x ->,构造()()e xf x h x =例3:已知()f x 为R 上的可导函数,且R x ∀∈,均有()()f x f x '>,则有( ) A .2016e (2016)(0)f f -<,2016(2016)e (0)f f > B .2016e (2016)(0)f f -<,2016(2016)e (0)f f < C .2016e (2016)(0)f f ->,2016(2016)e (0)f f > D .2016e (2016)(0)f f ->,2016(2016)e (0)f f < 【答案】D4.()f x 与sin x ,cos x 构造例4:已知函数()y f x =对任意的,22x ππ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭满足()()cos sin 0f x x f x x '+>,则( )A .()024f π⎛⎫> ⎪⎝⎭ B .()03f fπ⎛⎫<2- ⎪⎝⎭ C 234f ππ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ D .234f ππ⎛⎫⎛⎫-<- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】D一、选择题对点增分集训1.若函数()y f x =在R 上可导且满足不等式()()0xf x f x '+>恒成立,对任意正数a 、b ,若a b <,则必有( ) A .()()af b bf a < B .()()bf a af b < C .()()af a bf b < D .()()bf b af a <【答案】C2.已知函数()()R f x x ∈满足()11f =,且()12f x '<,则()122x f x <+的解集为( ) A .}{11x x |-<< B .}{1x x |<- C .}{11x x x |<->或 D .}{1x x |>【答案】D3.已知函数()f x 的定义域为R ,()f x '为()f x 的导函数,且()()()10f x x f x '+->,则( ) A .()10f = B .()0f x < C .()0f x > D .()()10x f x -<【答案】C4.设函数()f x '是函数()()R f x x ∈的导函数,已知()()f x f x '<,且()()4f x f x ''=-,()40f =,()21f =则使得()2e 0x f x -<成立的x 的取值范围是( ) A .()2-+∞,B .()0+∞,C .()1+∞,D .()4+∞,【答案】B5.已知函数()1y f x =-的图象关于点()1,0对称,函数()y f x =对于任意的()0,πx ∈满足()()sin cos f x x f x x >'(其中()f x '是函数()f x 的导函数),则下列不等式成立的是( )A .ππ336f ⎛⎫⎛⎫->- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭B 3ππ242f⎛⎫⎛⎫<-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ C ππ3223f ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭D 5π3π264f ⎛⎫⎛⎫<⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】C6.定义在R 上的函数()f x 的导函数为()f x ',若对任意实数x ,有()()f x f x >',且()2018f x +为奇函数,则不等式()2018e 0x f x +<的解集为( )A .(),0-∞B .()0,+∞C .1e ,⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭D .1e ,⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭7.已知函数()2f x +是偶函数,且当2x >时满足()()()2xf x f x f x ''>+,则( ) A .()()214f f < B .()3232f f ⎛⎫> ⎪⎝⎭ C .()5042f f⎛⎫< ⎪⎝⎭D .()()13f f < 【答案】A8.已知定义域为R 的奇函数()y f x =的导函数为()y f x =',当0x ≠时,()()0f x f x x+'>,若1133a f ⎛⎫=⎪⎝⎭,()33b f =--,11lnln 33c f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则a ,b ,c 的大小关系正确的是( )A .a b c <<B .b c a <<C .a c b <<D .c a b <<【答案】C9.已知定义在R 上的函数()f x 的导函数为()f x ',()()222e x f x f x --=(e 为自然对数的底数),且当1x ≠时,()()()10x f x f x -->⎡⎤⎣⎦',则( ) A .()()10f f < B .()()2e 0f f > C .()()33e 0f f >D .()()44e 0f f <【答案】C10.定义在R 上的函数()f x 的导函数为()'f x ,()00f =若对任意R x ∈,都有()()'1f x f x >+,则使得()e 1f x x +<成立的x 的取值范围为( )A .(),1∞-B .(),0∞-C .()1,+∞-D .0,+∞()【答案】D11.已知函数()f x 是定义在区间()0,+∞上的可导函数,满足()0f x >且()()'0f x f x +<(()'f x 为函数的导函数),若01a b <<<且1ab =,则下列不等式一定成立的是( ) A .()()()1f a a f b >+B .()()()1f b a f a >-C .()()af a bf b >D .()()af b bf a >【答案】C12.定义在R 上的奇函数()y f x =满足()30f =,且当0x >时,不等式()()'f x xf x >-恒成立,则函数()()lg 1g x xf x x =++的零点的个数为( ) A .1 B .2 C .3 D .4【答案】C13.设()f x 是R 上的可导函数,且'()()f x f x ≥-,(0)1f =,21(2)ef =.则(1)f 的值为________.【答案】1e14.已知,22x ⎛⎫∈- ⎪⎝π⎭π,()1y f x =-为奇函数,()()'tan 0f x f x x +>,则不等式()cos f x x>的解集为_________.【答案】0,2⎛⎫⎪⎝⎭π15.已知定义在实数集R 的函数()f x 满足()27f =,且()f x 导函数()3f x '<,则不等式()ln 3ln 1f x x >+的解集为__________.【答案】()20,e16.已知函数()f x 是定义在()(),00,-∞+∞U 上的奇函数,且()10f =.若0x <时,()()'0xf x f x ->,则不等式()0f x >的解集为__________.【答案】()(),10,1-∞-U。
抽象函数的证明一、定义域问题例1. 已知函数)(2x f 的定义域是[1,2],求f (x )的定义域。
解:)(2x f 的定义域是[1,2],是指21≤≤x ,所以)(2x f 中的2x 满足412≤≤x从而函数f (x )的定义域是[1,4]评析:一般地,已知函数))((x f ϕ的定义域是A ,求f (x )的定义域问题,相当于已知))((x f ϕ中x 的取值范围为A ,据此求)(x ϕ的值域问题。
例2. 已知函数)(x f 的定义域是]21[,-,求函数)]3([log 21x f -的定义域。
解:)(x f 的定义域是]21[,-,意思是凡被f 作用的对象都在]21[,-中,由此可得4111)21(3)21(2)3(log 11221≤≤⇒≤-≤⇒≤-≤--x x x所以函数)]3([log 21x f -的定义域是]4111[,评析:这类问题的一般形式是:已知函数f (x )的定义域是A ,求函数))((x f ϕ的定义域。
正确理解函数符号及其定义域的含义是求解此类问题的关键。
这类问题实质上相当于已知)(x ϕ的值域B ,且A B ⊆,据此求x 的取值范围。
例2和例1形式上正相反。
二、求值问题例3. 已知定义域为+R 的函数f (x ),同时满足下列条件:①51)6(1)2(==f f ,;②)()()(y f x f y x f +=⋅,求f (3),f (9)的值。
解:取32==y x ,,得)3()2()6(f f f +=因为51)6(1)2(==f f ,,所以54)3(-=f 又取3==y x得58)3()3()9(-=+=f f f 评析:通过观察已知与未知的联系,巧妙地赋值,取32==y x ,,这样便把已知条件51)6(1)2(==f f ,与欲求的f (3)沟通了起来。
赋值法是解此类问题的常用技巧。
三、解析式问题例4. 设对满足10≠≠x x ,的所有实数x ,函数)(x f 满足x x x f x f +=-+1)1()(,求f (x )的解析式。
高三抽象函数总结抽象函数是高中数学的一个难点,也是近几年来高考的热点。
考查方法往往基于一般函数,综合考查函数的各种性质。
本节给出抽象函数中的函数性质的处理策略,供内同学们参考。
抽象函数是指只给出函数的某些性质,而未给出函数具体的解析式及图象的函数。
由于抽象函数概念抽象,性质隐而不显,技巧性强,因此学生在做有关抽象函数的题目时,往往感觉无处下手。
抽象函数常见题型讲解:一、定义域问题:解决抽象函数的定义域问题——明确定义、等价转换。
例一.若函数)1(x f y的定义域为)3,2[,求函数)21(xf y的定义域。
提示:函数的定义域是指自变量的取值范围,求抽象函数的定义域的关键是括号内式子的地位等同(即同一对应法则后括号内的式子具有相同的取值范围),如本题中的1x 与21x的范围等同。
变式训练1:已知函数)(2x f 的定义域是[1,2],求)(x f 的定义域。
变式训练2:已知函数)(x f 的定义域是]2,1[,求函数)]3([log 21x f 的定义域。
二、求值问题例二、已知定义域为的函数f(x),同时满足下列条件:①1)2(f ,51)6(f ;②)()()(y f x f y x f ,求f(3),f(9)的值。
注:通过观察已知与未知的联系,巧妙地赋值,赋值法是解此类问题的常用技巧。
变式训练3:已知R x f 是定义在)(上的函数,且R x f 对任意的,1)1(都有下列两式成立:)6(,1)()(.1)()1(;5)()5(g x x f x g x f x f x f x f 则若的值为变式训练4:设函数))((R x x f 为奇函数,),2()()2(,21)1(f x f x f f 则)5(f _____变式训练5:已知)(),(x g x f 都是定义在R 上的函数,对任意y x,满足)()()()()(y f x g y g x f y x f ,且0)1()2(f f ,则)1()1(g g =_________三、值域问题:例三、设函数f(x)定义于实数集上,对于任意实数x 、y ,)()()(y f x f y x f 总成立,且存在21x x ,使得)()(21x f x f ,求函数)(x f 的值域。
抽象函数的性质问题解析抽象函数是高中数学的一个难点,也是近几年来高考的热点。
考查方法往往基于一般函数,综合考查函数的各种性质。
本节给出抽象函数中的函数性质的处理策略,供内同学们参考。
抽象函数是指只给出函数的某些性质,而未给出函数具体的解析式及图象的函数。
由于抽象函数概念抽象,性质隐而不显,技巧性强,因此学生在做有关抽象函数的题目时,往往感觉无处下手。
1、 定义域:解决抽象函数的定义域问题——明确定义、等价转换。
材料一:若函数)1(+=x f y 的定义域为)3,2[-,求函数)21(+=xf y 的定义域。
解析:由)1(+=x f y 的定义域为)3,2[-,知1+x 中的)3,2[-∈x ,从而411<+≤-x ,对函数)21(+=xf y 而言,有1124x-≤+<,解之得:),21(]31,(+∞--∞∈Y x 。
所以函数)21(+=x f y 的定义域为),21(]31,(+∞--∞Y总结:函数的定义域是指自变量的取值范围,求抽象函数的定义域的关键是括号内式子的地位等同(即同一对应法则后括号内的式子具有相同的取值范围),如本题中的1+x 与21+x的范围等同。
2、 值域:解决抽象函数的值域问题——定义域、对应法则决定。
材料二:若函数)1(+=x f y 的值域为]1,1[-,求函数)23(+=x f y 的值域。
解析:函数)23(+=x f y 中定义域与对应法则与函数)1(+=x f y 的定义域与对应法则完全相同,故函数)23(+=x f y 的值域也为]1,1[-。
函数f(x)的定义域为(0,)+∞,对 任意正实数x,y 都有f(xy)= f(x)+f(y)且f(4)=2 ,则f = (12) 总结:当函数的定义域与对应法则不变时,函数的值域也不会改变。
3、 解析式(可解性):由抽象式求解析式问题——视)(x f 为未知数,构造方程(组)。
材料七:设函数)(x f 满足x xx f x f +=-+1)1()(……①)10(≠≠x x 且,求)(x f 。
第六讲:抽象函数问题的题型与解题策略所谓抽象函数,是指没有给出具体的函数解析式,只给出一些特殊条件或特征的函数。
解决这类问题,需要我们由条件去判断或推出该函数的性质(单调性,奇偶性,周期性),从而达到解题的目的。
由于抽象函数表现形式的抽象性,使得这类问题成为函数内容的难点之一。
解答这类题目,要求学生思维灵活,深刻,善于联想。
面对抽象函数数学题,我们的解题思路一般不外乎①合理赋值,化抽象为具体;②作恒等变形,找出该函数规律性、特征性特点;③分类讨论,归纳出抽象函数的实质问题。
解答抽象函数题目有两招:“找模型”,“分类型”。
一、“找模型”.在中学数学教材中,大多都能找到所涉及到的抽象函数的具体函数模型。
虽不能用它来代替具体证明,但却能找到这些抽象函数的若干性质的证明途径,特别是不需解题过程或证明过程的填空题、选择题,直接用具体函数求解,得出答案即可。
常见的抽象函数模型有:(1)、线性函数模型。
若f(x)定义域为D,对任意的a,b ∈D,有f(a+b)=f(a)+f(b),则其模型为:f(x)=kx.(2)、指数函数模型。
若f(x)定义域为D,对任意的a,b ∈D,有f(a+b)=f(a)×f(b),则其模型为:f(x)=a x.(3)、对数函数模型。
若f(x)定义域为D,对任意a,b ∈D,有f(ab)=f(a)×f(b),则其模型为f(x)=log a x.(4)、三角函数模型。
若f(x)定义域为D,对任意的a,b ∈D,有f(a+b)=2)2()2(b a f b a f -+,则其模型为:f(x)=cosx.(模型还很多,这里不再一一赘述)。
二、分类型。
常见的有以下的类型:(一)、f[g(x)]≥(≤)f[h(x)]型,(其中g(x)与h(x) 都是关于x 的确定解析式)。
(二)、f[g(x)]≥(≤)a 型,(其中g(x)是关于x 的确定解析式,a 为常数)。
[范例与方法]一、求定义域这类问题只要紧紧抓住:将函数f g x [()]中的g x ()看作一个整体,相当于f x ()中的x 这一特性,问题就会迎刃而解。
高考抽象函数题解题技巧所谓抽象函数问题,是指没有具体地给出函数的解析式,只给出它的一些特征或性质。
解决这类问题常涉及到函数的概念和函数的各种性质,因而它具有抽象性、综合性和技巧性等特点。
抽象函数问题既是教学中的难点,又是近几年来高考的热点。
一、换元法 换元法包括显性换元法和隐性换元法,它是解答抽象函数问题的基本方法. 例1. 已知f(1+sinx)=2+sinx+cos 2x , 求f(x)解:令u=1+sinx ,则sinx=u-1 (0≤u ≤2),则f(u)=-u 2+3u+1 (0≤u ≤2) 故f(x)=-x 2+3x+1 (0≤x ≤2)二、方程组法 运用方程组通过消参、消元的途径也可以解决有关抽象函数的问题。
例2..232|)(:|,)1(2)(),)(,(≥=-=x f x x f x f x f x f(x)y 求证且为实数即是实数函数设解:xx x f x x f x f x x 323)(,1)(2)1(,1--==-联立方程组,得得代换用322323|)(|≥+=∴x x x f三、待定系数法如果抽象函数的类型是确定的,则可用待定系数法来解答有关抽象函数的问题。
例3.已知f(x)是多项式函数,且f(x+1)+f(x-1)=2x 2-4x ,求f(x). 解:由已知得f(x)是二次多项式,设f(x)=ax 2+bx+c (a≠0) 代入f(x+1)=a(x+1)2+b(x+1)+c=ax 2+(2a+b)x+a+b+c f(x-1)= a(x-1)2+b(x-1)+c=ax 2+( b -2a)x+a-b+c ∴f(x+1)+ f(x-1)=2ax 2+2bx+2a+2c=2x 2-4x 比较系数得:a=1,b= -2,c= -1 , f(x)=x 2-2x-1.四、赋值法有些抽象函数的性质是用条件恒等式给出的,可通过赋特殊值法使问题得以解决。
例4.对任意实数x,y ,均满足f(x+y 2)=f(x)+2[f(y)]2且f(1)≠0,则f(2001)=_______. 解:令x=y=0,得:f(0)=0,令x=0,y=1,得f(0+12)=f(0)+2f[(1)]2,∵f(1)≠0 ∴f(1)= . 令x=n,y=1,得f(n+1)=f(n)+2[f(1)]2=f(n)+即f(n+1)-f(n)= 12,故f(n)= 2n ,f(2001)= 20012例5.已知f(x)是定义在R 上的不恒为零的函数,且对于任意的实数a,b 都满足f(ab)=af(b)+bf(a). (1)求f(0),f(1)的值;(2)判断f(x)的奇偶性,并证明你的结论; (3)若f(2)=2,u n =f(2n ) (n ∈N*),求证:u n+1>u n (n ∈N*). 解:(1)令a=b=0,得f(0)=0,令a=b=1,得f(1)=0.(2)f(x)是奇函数。
. . 三、值域问题
例4.设函数f(x)定义于实数集上,对于任意实数x、y,f(x+y)=f(x)f(y)总成立,且存在21xx,使得)()(21xfxf
,求函数f(x)的值域。
解:令x=y=0,有f(0)=0或f(0)=1。若 f(0)=0,则 f(x)=f(0+x)=f(x)f(0)=0恒成立,这与存在实数21xx,使得)()(21xfxf
成立矛盾,故 f(0)≠0,必有 f(0)=1。由于
f(x+y)=f(x)f(y)对任意实数x、y均成立,因此,0)2()(2xfxf ,又因为若f(x)=0,则
f(0)=f(x-x)=f(x)f(-x)=0与f(0)≠0矛盾,所以f(x)>0. 四、求解析式问题(换元法,解方程组,待定系数法,递推法,区间转移法, 例6、设对满足x≠0,x≠1的所有实数x,函数f(x)满足,xxxfxf11 ,求f(x)的
解析式。 解:(1)1),x0(x x1)x1x(f)x(f且---- ,12)11()1(:x1-xxxxfxxfx得代换用(2) :)1(x-11 得中的代换再以x .12)()x-11f(xxxf
---(3)1)x0(x x2x21xx)x(f:2)2()3()1(223且得由
例8.是否存在这样的函数f(x),使下列三个条件: ①f(n)>0,n∈N;②f(n1+n2)=f(n1)f(n2),n1,n2∈N*;③f(2)=4同时成立? 若存在,求出函数f(x)的解析式;若不存在,说明理由. 解:假设存在这样的函数f(x),满足条件,得f(2)=f(1+1)=4,解得f(1)=2.又f(2)=4=22,f(3)=23,…,由此猜想:f(x)=2x (x∈N*) 小结:对于定义在正整数集N*上的抽象函数,用数列中的递推法来探究,如果给出的关系式具有递推性,也常用递推法来求解. 练习:1、.2
32|)x(f:|,x)x
1(f2)x(f),)x(f,x()x(fy求证且为实数即是实数函数设
解:02)x(xf3 x,x1)x(f2)x1(f,xx12与已知得得代换用,.232|)x(f|,024)x(9f 02得由 3、函数f(x)对一切实数x,y均有f(x+y)-f(y)=(x+2y+1)x成立,且f(1)=0, (1)求(0)f的值;
(2)对任意的11(0,)2x,21(0,)2x,都有f(x1)+2围. . . 解:(1)由已知等式()()(21)fxyfyxyx,令1x,0y得(1)(0)2ff,又∵(1)0f,
∴(0)2f. (2)由()()(21)fxyfyxyx,令0y得()(0)(1)fxfxx,由(1)知(0)2f,
∴2()2fxxx.∵11(0,)2x,∴22111111()2()24fxxxx在11(0,)2x上单调递增,
∴13()2(0,)4fx.要使任意11(0,)2x,21(0,)2x都有12()2logafxx成立,必有
23log4ax都成立.当1a时,21loglog2aax,显然不成立.当01a时,
213(log)log24aax,解得3414a∴a的取值范围是34
[,1)
4.
五、单调性问题 (抽象函数的单调性多用定义法解决) . 练习:设f(x)定义于实数集上,当x>0时,f(x)>1,且对于任意实数x、y,有f(x+y)=f(x)f(y),求证:f(x)在R上为增函数。 证明:设R上x11, f(x2)=f(x2-x1+x1)=f(x2-x1)f(x1),(注意此处不能直接得大于f(x1),因为f(x1)的正负还没确定) 。
取x=y=0得f(0)=0或f(0)=1;若f(0)=0,令x>0,y=0,则f(x)=0与x>0时,f(x)>1矛盾,所以f(0)=1,x>0时,f(x)>1>0,x<0时,-x>0,f(-x)>1,∴由
0)(1)(1)()()0(xfxfxfxff得,故f(x)>0,从而f(x2)>f(x1).即f(x)在R上是增函数。
(注意与例4的解答相比较,体会解答的灵活性) 练习:已知函数f(x)的定义域为R,且对m、n∈R,恒有f(m+n)=f(m)+f(n)-1,且f(-21)=0,当x>-21时,f(x)>0.求证:f(x)是单调递增函数; .
. 证明:设x1<x2,则x2-x1-21>-21,由题意f(x2-x1-21)>0,∵f(x2)-f(x1)=f[(x2-
x1)+x1]-f(x1)=f(x2-x1)+f(x1)-1-f(x1)=f(x2-x1)-1=f(x2-x1)+f(-21)-1=f[(x2-x1)
-21]>0,∴f(x)是单调递增函数.
练习4、已知函数f(x)对任何正数x,y都有f(xy)=f(x)f(y),且f(x)≠0,当x>1时,f(x)<1。试判断f(x)在(0,+∞)上的单调性。 解:0)x(f,0)x(f,0)x(f)xx(f)x(fRx2•故又有对,则则且设,1xx,xx,Rx,x122121
1)xx(f)x(f)x(f)xx(f)x(f)xxx(f)x(f)x(f121112111212••,所以f(x1)>f(x2),故f(x)在R+上为减函数. 练习6、. 已知函数()fx的定义域为0,1,且同时满足:(1)对任意0,1x,总有()2fx;(2)(1)3f,
(3)若
120,0xx且121xx,则有1212()()()2fxxfxfx
.
(I)求(0)f的值;(II)求()fx的最大值; (III)设数列na的前n项和为nS,且满足
*12(3),nnSanN.求证:123112332()()()()2nnfafafafanL.
解:(I)令120xx,由(3),则(0)2(0)2,(0)2fff,由对任意0,1x,总有()2,(0)2fxf (II)任意12,0,1xx且12xx,则
212101,()2xxfxx22112111
()()()()2()fxfxxxfxxfxfx
max()(1)3fxf
(III)*
1
2(3)()nnSanNQ1
112(3)(2)nnSan
1111133(2),10nnnnaanaaQ
111112113333333()()()()()23()4nnnnnnnnfafffff
111143333()()nnff,即11433())(nnfafa。
22112211414414444112133333333333()()()()2nnnnnnnfafafafaLL 故113()2nnfa
1213131()1()()()2nnfafafanL即原式成立。
六、奇偶性问题
解析:函数具备奇偶性的前提是定义域关于原点对称,再考虑f(-x)与f(x)的关系 (2)已知y=f(2x+1)是偶函数,则函数y=f(2x)的图象的对称轴是( D ) A.x=1 B.x=2 C.x=-21 D.x=21 解析:f(2x+1)关于x=0对称,则f(x)关于x=1对称,故f(2x)关于2x=1对称. . . 注:若由奇偶性的定义看复合函数,一般用一个简单函数来表示复合函数,化
繁为简。F(x)=f(2x+1)为偶函数,则f(-2x+1)=f(2x+1)→f(x)关于x=1对称。 例15:设)(xf是定义在R上的偶函数,且在)0,(上是增函数,又)123()12(22aafaaf。求实数a的取值范围。 解析:又偶函数的性质知道:)(xf在),0(上减,而0122aa,01232
aa
,
所以由)123()12(22
aafaaf
得1231222aaaa,解得30a。
(设计理由:此类题源于变量与单调区间的分类讨论问题,所以本题弹性较大,可以作一些条件变换如:)21()1()1()1(afaffaf或等;也可将定义域作一些调整) 例16:定义在R上的单调函数f(x)满足f(3)=log23且对任意x,y∈R都有
f(x+y)=f(x)+f(y).
(1)求证f(x)为奇函数;(2)若f(k·3x)+f(3x-9x-2)<0对任意x∈R恒成立,求实数k的取值范围.
解答:(1)证明:f(x+y)=f(x)+f(y)(x,y∈R)---- ①令y=-x,代入①式,得 f(x-x)=f(x)+f(-x)=f(0),令x=y=0,代入①式,得f(0+0)=f(0)+f(0),即 f(0)=0.即f(-x)=-f(x)对任意x∈R成立,∴f(x)是奇函数. (2)解:f(3)=log23>0,即f(3)>f(0),又f(x)在R上是单调函数,所以f(x)在R上是增函数,又由(1)f(x)是奇函数.f(k·3x)<-f(3x-9x-2)=f(-3x+9x+2), k·3x<-3x+9x+2,32x-(1+k)·3x+2>0对任意x∈R成立.令t=3x>0,即t2-(1+k)t+2>0对任意t>0恒成立. 2
21()(1)2,2101(0)20,20,100,()02(1)80122令其对称轴当即时,符合题意;1+k当时2对任意恒成立解得-1kfttktxkkfktftkk
故:3122(3)(392)0时,xxkfkf对任意x∈R恒成
立。 说明:问题(2)的上述解法是根据函数的性质.f(x)是奇函数且在x∈R上是增函数,把问题转化成二次函数f(t)=t2-(1+k)t+2对于任意t>0恒成立.对二次函数f(t)进