2.关注“分段函数”。分段函数的反函数、值域一般分段求,分段函数的奇偶性、单调性一般要借助于图象。f(x)=max{g(x),h(x)} 、f(x)=min{g(x),h(x)}也是一种分段函数,作出它的图象是研究这类函数的有效途径。
[举例] 对于函数
给出下列四个命题:
①该函数的值域为[-1,1]
②当且仅当
时,该函数取得最大值1
③该函数是以
为最小正周期的周期函数
④当且仅当
时,
上述命题中错误的命题个数为( )
A、1 B、2 C、3 D、4
解析:作出函数y=f(x)在[
,
]上
的图象如右(先分别作函数y=sinx,y=cosx
的图象,观察图象,保留两者中之较“高”者)。
从图象上不难看出:该函数的值域为[-
,1],当
或
时函数取得最大值1,该函数是以2
为最小正周期的周期函数,当且仅当
时,
,∴命题中错误的命题个数为3个,选C。
[巩固]已知
是(-
,+
)上的减函数,那么a取值范围
是 。
1.奇函数在关于原点对称的区间内单调性一致(在整个定义域内未必单调),推广:函数在其对称中心两侧单调性相同。偶函数在关于原点对称的区间内单调性相反,推广:函数在其对称轴两侧的单调性相反;此时函数值的大小取决于离对称轴的远近。解“抽象不等式(即函数不等式)”多用函数的单调性,但必须注意定义域。关注具体函数“抽象化”。
[举例1]设偶函数f(x)=loga|x-b|在(-∞,0)上递增,则f(a+1)与f(b+2)
的大小关系是
A.f(a+1)=f(b+2) B.f(a+1)>f(b+2) C.f(a+1)<f(b+2) D.不确定
解析:函数f(x)=loga|x-b|为偶函数,则b=0,f(x)=loga|x|,令g(x)=|x|,函数g(x)(图象为“V”字形)在(-∞,0)递减,而函数f(x)=logag(x) 在(-∞,0)上递增,∴0<a<1,∴1<a+1<2=b+2,又函数f(x)为偶函数且在(-∞,0)上递增,∴f(x)在(0,+
)上递减,∴f(a+1)>f(b+2),故选B。
[举例2] 设函数
,若
≤
≤
时,
恒成立,则实数
的取值范围是
解析:此题不宜将msin
及1-m代入函数
的表达式,得到一个“庞大”的不等式,因为运算量过大,恐怕很难进行到底。注意到:函数f(x)为奇函数,原不等式等价于:
,又函数f(x)递增,∴msin
>m-1对
≤
≤
恒成立,分离参变量m(这是求参变量取值范围的通法)得:m<
,(0<1- sin
≤1,事实上当sin
=1时不等式恒成立,即对m没有限制,所以无需研究),记g(
)=
,则m<g(
)min,
又∵0<1- sin
≤1,∴g(
)min=1(当且仅当
=0时等号成立),∴m<1。
[巩固]定义在[-1,a]上的函数f(x)满足:f(2+x)=f(2-x),且在[2,5]上递增,方程f(x)=0的一根为4,解不等式f(3+x)>0
[提高]定义在R上的偶函数f(x)满足:f(x+1)=
,且f(x)在[-3,-2]上是减函数,又
、
是钝角三角形的两锐角,则下列结论中正确的是:
A.f(sin
)>f(cos
) B.
f(sin
)<f(cos
)
C.f(sin
)<f(sin
) D.
f(cos
)<f(cos![]()
4. [巩固]D; 5. [巩固]A,6. [巩固]
, 7. [迁移]
,当a>b时在(
)上递减,∴
≤-1,即a>b≥1; 若变为“闭”则a>b>1;8. [巩固]
,[迁移]满足条件的函数图象在y轴的右侧要“拐弯”,即对称轴在y轴的右侧,a<0
8.函数图象的几种变换:平移变换、伸缩变换遵循“图进标退”原理:即曲线(函数图象)向上(右)平移m(m>0)个单位,则方程(表达式)中的y(x)应变为y-m(x-m); 曲线(函数图象)横(纵)坐标变为原来的n倍,则方程(表达式)中的x(y)应变为
(
)。对称(翻折)变换,如函数y=f(-x)的图象是由y=f(x)的图象沿y轴翻折得到,y=-f(x)的图象是由y=f(x)的图象沿x轴翻折得到, y=|f(x)|
的图象是由y=f(x)的图象保留x轴上方的部分并翻折x轴下方的部分得到,y=f(|x|)是由y=f(x)的图象保留y轴右侧的部分,擦去左侧部分并将右侧的部分沿y轴翻折得到。记住两个函数图象:y=|x-a|的图象是“V字形”,“尖顶”是(a,0);
的图象是由一个反比例函数平移(分离常数)而来。
[举例]奇函数y=f(x) (x≠0 ) ,当x∈(0,+∞)时,f (x)=x-1 ,则函数f(x-1)的图象是( )
A B C D
解析:函数y=f(x)的图象为C图,将y=f(x)的图象向右平移1个单位即得到函数f(x-1)的图象,故选D。
[巩固] 函数f(x)=sin2x+2cos2x的图象向右平移m个单位后为偶函数,则最小正数m的值为___________
[迁移]使得函数y=x2+a|x|有四个单调区间的a的取值范围 。
简答
7.判断函数的单调性可用有关单调性的性质(如复合函数单调性的“同增异减”法则),研究三次或三次以上的多项式函数的单调性多用导数;证明函数单调性只能用定义或导数,不能用关于单调性的任何性质,用定义证明函数单调性的关键步骤往往是因式分解。记住并会证明:函数
的单调性。了解单调性定义的变形:对区间[a,b]内的任意x,y都有
,则函数f(x)在[a,b]递增(小于0则递减)。
[举例1]证明函数
在(0,![]()
上递减,在![]()
,
)上递增。
解析:记
=
,思路一:用定义证明,任取0<
<
≤
,
)=
-
+
-
=(
-
)(1-
),∵0<
<
≤
,∴
,
>1,
∴(
-
)(1-
)>0,即
),∴函数
在(0,![]()
上递减.
在![]()
,
)上递增的证明留给读者自己完成。思路二:用导数,
=1-
,
若
∈(0,![]()
,则
≥1,
=1-
≤0,∴函数
在(0,![]()
上递减.
[举例2]函数
在区间(0,3)上单调递减,则a的取值范围为
A.a≥10 B.1<a≤10 C.a≥4 D.1<a<4
解析:函数
在区间(0,![]()
上递减,∴(0,3)是(0,![]()
的子集,即3≤
,∴
≥10。
[迁移]求函数f(x)=
在(-1,
)单调递减的充要条件.
(如果把区间的左端变为“闭”,结果如何?)
6. 若函数f(x)满足:f(x+a)= f(x-a), 则f(x)是以2a为周期的函数。注意:不要和对称性相混淆。若函数f(x)满足:f(a+x)=-f(x)(a≠0),则f(x)是以2a为周期的函数。类似的条件还有
等。
[举例]已知函数
满足
,且当
时,
,则
与
的图象的交点个数为
( )
A、2 B、3 C、4 D、5
解析:由
知函数
的周期为2,作出其图象如右,当x=5时,f(x)=1,log5x=1;
当x>5时,f(x)=1∈[0,1],
log5x>1,
与
的图象不再有交点,故选C。
[巩固]设奇函数f(x)的定义域为R,且对任意实数x满足f(x+1)= -f(x),若当x∈[0,1]时,f(x)=2x-1,则f(
)= .
5. 偶函数图象关于y轴对称,推广:函数f(x)对定义域内的任意x都有f(a-x)=f(a+x)
函数f(x)的图象关于x=a对称,再推广:
函数f(x)对定义域内的任意x都有f(a+x)=f(b-x),
f(x)的图象关于x=
对称。奇函数图象关于原点对称,关推广:函数f(x)对定义域内的任意x都有f(a-x)=-f(a+x)
函数f(x)的图象关于(a,0)对称。注意:两个函数图象之间的对称问题不同于函数自身的对称问题。函数y=f(x)的图象关于直线x=a的对称曲线是函数y=f(2a-x)的图象,函数y=f(x)的图象关于点( a ,0)的对称曲线是函数y=-f(2a-x)的图象。,
[举例1] 若函数y=f(x-1)是偶函数,则y=f(x)的图象关于 对称
解析:思路一:y=f(x-1)是偶函数,其图象关于y轴对称,向左平移1个单位后得到函数y=f(x)的图象,对称轴也随之平移至x=-1,即函数y=f(x)的图象关于x=-1对称;
思路二:y=f(x-1)是偶函数,则有f(-x-1)=f(x-1),由轴对称的等价定义知函数y=f(x)的图象关于x=-1对称。
[举例2]若函数f(x)=(x-a)3满足f(1+x)=-f(1-x),则f(2)= .
解析:由f(1+x)=-f(1-x)知,函数y=f(x)的图象关于(1,0)对称,事实上函数f(x)=(x-a)3的图象关于(a,0)对称,∴a=1,于是f(x)=(x-1)3,f(2)=1。
[巩固]函数y=f(a+x)与函数y=f(a-x)的图象
A.关于y轴对称 B.关于直线x=a对称
C.关于点M(a,0)对称 D. 关于点M(-a,0)对称
4.奇函数对定义域内的任意x满足f(-x)+f(x)=0;偶函数对定义域内的任意x满足f(-x)-f(x)=0;注意:使用函数奇偶性的定义解题时,得到的是关于 x的恒等式而不是方程。若函数f(x)是奇函数或偶函数,则f(x)定义域必关于原点对称;反之,函数定义域不关于原点对称,该函数既非奇函数也非偶函数。若f(x)是奇函数且f(0)存在,则f(0)=0;反之不然。
[举例]函数f(x)=loga|x-b|是偶函数的充要条件为
解析:思路一:函数f(x)=loga|x-b|是由偶函数y=loga|x|平移所得,∴函数f(x)=loga|x-b|的图象关于直线x=b对称,而它自身又是偶函数,图象又关于y轴(x=0)对称,∴b=0。
思路二:f(x)=loga|x-b|是偶函数则loga|-x-b|= loga|x-b|恒成立,即|x+b|=|x-b|恒成立,∴b=0。
[巩固] 设f(x)=lg(10x+1)+ax是偶函数,g(x)=
是奇函数,那么a+b的值为( )
A.1 B.-1
C.-
D. ![]()
3.原函数的定义域是反函数的值域,原函数的值域是反函数的定义域;原函数与反函数的图象关于y=x对称;若函数y=f(x)的定义域为A,值域为C,a
A,b
C,f [f-1(b)]=b; f-1[f(a)]=a
[举例1] 已知函数
的反函数
的图象的对称中心是(0,2),则a=____
解析:原函数
是有反比例函数(奇函数)平移而来,其图象关于(a,0)对称,∴它的反函数
的图象应关于(0,a)对称,即a=2
[举例2]已知f(x)=x2+2x+3,(x>-1),则f-1(3)= 。
解析:此题不宜求反函数(麻烦),注意到3是反函数y=f-1(x)的自变量,就是原函数y=f(x)的函数值,令x2+2x+3=3,得x=0或x=-2,又 x>-1,∴x=0,此即反函数的函数值f-1(3)(原函数的自变量)。
[迁移]已知f(x)=2sinxcosx+2
cos2x-
,x
[
,
],求f-1(1)的值。
2.求一个函数的反函数必须标明反函数的定义域,即要求出原函数的值域。求反函数的表达式的过程就是解(关于x的)方程的过程。注意:x=f-1(y)一定是唯一的。
[举例] 函数
的反函数为
(A)
(B)
(C)
(D)![]()
解析:∵
,∴
=1+
>1(关注分离常数),∴
∈(0,+
)
又由
得
=
,不难解出
,
互换后得![]()
(互换是“全面”的,表达式上换,定义域、值域也要换)故选B。
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