第五讲 抽象函数
★★★高考在考什么 【考题回放】
1、(11陕西)设函数
(
R)满足
,
,则函数
的图像是 ( )
【
分析
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】根据题意,确定函数
的性质,再判断哪一个图像具有这些性质.
【解】选B 由
得
是偶函数,所以函数
的图象关于
轴对称,可知B,D符合;由
得
是周期为2的周期函数,选项D的图像的最小正周期是4,不符合,选项B的图像的最小正周期是2,符合,故选B.
2、.已知
是定义在R上的偶函数,且在
上为增函数,
,则不等式
的解集为 ( )
A.
B.
C.
D.
3、已知函数f(x)有2个单调区间,则f(|x|)至多有_______单调区间
( )
A.2个
B.3个
C.4个
D.6个
解析:当f(x)的图象如草图所示时,f(|x|)的图象为,有四个单调区间
4、已知定义域为R的函数f(x)在(8,+∞)上为减函数,且函数y=f(x+8)为偶函数,则( ) A.f(6)>f(7) B.f(6)>f(9) C.f(7)>f(9) D.f(7)>f(10)
答案 D 解析 y=f(x+8)可看作是y=f(x)左移8个单位
∴y=f(x)关于x=8对称,两侧单调性相反.
5、已知函数
,对任意的两个不相等的实数
,都有
成立,且
,则
的值是
A.0
B.1
C.2006!
D.(2006!)2
6、(2010重庆)已知函数满足:,,则=_____________.
解析:取x=1 y=0得;法一:通过计算,寻得周期为6
法二:取x=n y=1,有f(n)=f(n+1)+f(n-1),同理f(n+1)=f(n+2)+f(n)
联立得f(n+2)= —f(n-1) 所以T=6 故=f(0)=
★★★高考要考什么
抽象函数是指没有给出具体的函数解析式或图像,只给出一些函数符号及其满足的条件的函数,如函数的定义域,解析递推式,特定点的函数值,特定的运算性质等,它是高中函数部分的难点。可以利用特殊模型法,函数性质法,特殊化方法,联想类比转化法,等多种方法从多角度,多层面去分析研究抽象函数问题, 常用的解题方法有:1,利用奇偶性整体思考;2,利用单调性等价转化;3,利用周期性回归已知4;利用对称性数形结合;5,借助特殊点,布列方程等.
1.
:可类比正比例函数
(1)
(赋值法) (2)
为奇函数,(3)若
时,
。则
为增函数。令
,则
,所以
,即
,则
为增函数。2
:可类比可类比对数函数
3.
且
不恒为0:可类比幂函数
(1)
(赋值法)(图象过点
), 令
,得
,有
或
若
,有对任意
有
,与
不恒为0矛盾。所以
(2)若
时,
。则
在
为增函数。
令
,则
①
令
,则
,有
则
在
为增函数。等等
★★★突 破 重 难 点
例1.定义在R上的函数满足:对任意实数
,总有,且当
时,
.。(1)试求
的值;(2)判断的单调性并证明你的结论;(3)设
,若
,试确定的取值范围.(4)试举出一个满足条件的函数
.
解:(1)在中,令.得:.
因为
,所以,
.
(2)要判断的单调性,可任取
,且设
.在已知条件中,若取,则已知条件可化为:
.由于
,所以
.
为比较
的大小,只需考虑
的正负即可.
在
中,令
,
,则得
.
∵
时,
,∴ 当
时,
.
又
,所以,综上,可知,对于任意
,均有
.
∴
.∴ 函数在R上单调递减.
(3)首先利用
的单调性,将有关函数值的不等式转化为不含
的式子.
,
,即
.由
,所以,直线
与圆面无公共点.所以,
.解得:
. (4)如
.
【点评】:根据题意,将一般问题特殊化,也即选取适当的特值(如本题中令
;以及
等)是解决有关抽象函数问题的非常重要的手段;另外,如果能找到一个适合题目条件的函数,则有助于问题的思考和解决.
【变式】若定义在R上的函数
对任意
,都有
成立,且当
时,
>1。(1)求证:
-1为奇函数;(2)求证:
是R上的增函数;(3)若
,解不等式
。
分析、依题意有f(0)=2f(0)+1,得f(0)=-1,又f(x)=f[(x+x)-x]=f(x+x)+f(-x)+1=[f(x)+f(x)+1]+f(-x)+1=2f(x)+1+f(-x)+1,整理得f(x)+1=-f(-x)-1,我们记g(x)=f(x)+1,显然有g(x)=-g(-x),且g(0)=f(0)+1=0得g(x)为奇函数,(x为R)即f(x)+1为奇函数。
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
【变式】设函数
在
上满足
,
,且在闭区间[0,7]上,只有
.(1)试判断函数
的奇偶性和周期性;
(2)试求方程
=0在闭区间[-2005,2005]上的根的个数,并证明你的结论.
.解:(1)由f(2-x)=f(2+x),f(7-x)=f(7+x)得函数
的对称轴为
,
从而知函数
不是奇函数,
由
,从而知函数
的周期为
又
,故函数
是非奇非偶函数;
(2) 由
又
故f(x)在[0,10]和[-10,0]上均有有两个解,
从而可知函数
在[0,2005]上有402个解,在[-2005.0]上有400个解,
所以函数
在[-2005,2005]上有802个解.
★★★自主尝试
1、函数f(x)对于任意非负实数x、y都满足,且f(x)≥0,f(1)≠0,则=______。
2、f(x)是定义在R上的函数,对任意的x∈R,都有f(x+3) ≤f(x)+3和f(x+2) ≥f(x)+2,设g(x)=f(x)-x,(1)求证g(x)是周期函数;(2)如果f(1010)=1009,求f(2012)的值。
1.
这题f(x)不容易具体化,但是它的值则是可以具体化的。例如设x=0,y=0。则由,得,,f(0)=0。再设x=0,y=1。
得,以f(0)=0代入,已知f(1) ≠0,∴。 设x=1,y=1,得,即。
设x=2,y=1,得,。
设x=0,,得,∴。
设x=0,,得,
即,。至此可求,
。
2.解:本例的难度显然又有增加,主要是难以具体化。只能在抽象的层面来解决问题
(1)g(x)=f(x)-x,可得g(x+2)=f(x+2)-x-2,g(x+3)=f(x+3)-x-3,
再以f(x+3) ≤f(x)+3和f(x+2) ≥f(x)+2代换,可得
,①
,②
由①可得g(x+4) ≥f(x+2)-x-2≥f(x)+2-x-2=f(x)-x,
g(x+6) ≥f(x+2)-x-2≥f(x)-x。③;由②可得g(x+6) ≤f(x+3)-x-3≤f(x)-x,④
由③、④知g(x+6)=f(x)-x=g(x)。∴g(x)是周期函数获证(6是它的一个周期)
(2)2012-1010=1002是6的整数倍,所以g(2012)=g(1010),即f(2012)-2012=f(1010)-1010
f(2012)=f(1010)+1002=1002+1009=2011。
本题的不同之处在于没有“具体化”,而是利用f(x+3)与f(x+2)的反复操作以求g(x+6)与f(x)的关系,进而得到g(x+6)=g(x),以达到证明的目的。
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