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抽象函数试题研究

2014-10-21刘光东

中学数学杂志(高中版) 2014年5期
关键词:偶函数对称性对称轴

刘光东

抽象函数,一般理解为没有给出解析式,间接给出函数的性质的一种函数的给出形式.下面以近年的高考试题为例,探讨抽象函数的一些学习的方法.

1常见的抽象函数性质

1.1对称

形如f(x+a)=f(b-x),函数具有对称性,对称轴为x=a+b2.

形如f(x+a)=-f(b-x),函数具有对称性,对称中心为a+b2,0.

例1(2012年辽宁省高考11题)设函数f(x)(x∈R)满足f(-x)=f(x),f(x)=f(2-x),且当x∈[0,1]时,f(x)=x3.又函数g(x)=|xcos(πx)|,则函数h(x)=g(x)-f(x)在[-12,32]上的零点个数为

A.5B.6C.7D.8

简解利用函数f(x)具有对称性:关于y轴和直线x=1对称解决.

1.2周期

f(x+T)=f(x)或f(x+a)=f(x+b)(其中T≠0,a≠b)具有周期性,周期为T=a-b;另外还有形如f(x+a)=-f(x),f(x+a)=1f(x),f(x+a)=-1f(x)等形式,也具有周期性,周期为2a.

例2(2012年山东省高考8题)定义在R上的函数f(x)满足f(x+6)=f(x),当-3≤x<-1时,f(x)=

-(x+2)2,当-1≤x<3时,f(x)=x.则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2012)=().

A.335B.338C.1678D.2012

简解答案为B.

2常见抽象函数问题解法

研究抽象函数,可以考虑特殊函数能使问题简单化.

例3(2014年新课标卷二Ⅱ15题)已知偶函数fx在[0,+∞)单调递减,f(2)=0.若f(x-1)>0,则x的取值范围是.

简解可以构造特殊函数,如y=-x2+4,再解-(x-1)2+4>0,得x∈(-1,3).

例4(2014年辽宁省高考12题)已知定义在[0,1]上的函数f(x)满足:

①f(0)=f(1)=0;

②对所有x,y∈[0,1],且x≠y,有|f(x)-f(y)|<12|x-y|.

若对所有x,y∈[0,1],|f(x)-f(y)|

A.12B.14C.12πD.18

简解

只要借助二次函数f(x)=x2-x,分别取x=0,y=12即可;此处②式能取等号,恰好要求的式子也正好取到等号,利用变化的观点,只需略微调整一下函数的顶点即可.

例5已知定义在R上的偶函数满足:f(x+4)=f(x)+f(2),且当x∈[0,2]时,y=f(x)单调递减,给出以下四个命题:

①f(2)=0;②x=-4为函数y=f(x)图象的一条对称轴;

③函数y=f(x)在[8,10]上单调递增;

④若方程f(x)=m在[-6,-2]上的两根为x1,x2,则x1+x2=-8.

以上命题中所有正确命题的序号为.

简解①取x=-2,原式化为f(-2+4)=f(-2)+f(2)=f(2),易得f(-2)=0,而f(x)是定义在R上的偶函数,固有f(2)=0.②由于f(2)=0,从而f(x+4)=f(x),f(x)的周期为4,由于函数f(x)又是偶函数,所以x=-4为函数y=f(x)图象的一条对称轴,正确.

③f(x)的周期为4,函数y=f(x)在[8,10]上的单调性与当x∈[0,2]时y=f(x)单调性相同,应该为减,错误.

④当x∈[0,2]时,y=f(x)单调递减,且f(x)是定义在R上的偶函数,因此,方程f(x)=m在[-2,2]上的两根为之和0;由于周期为4,所以方程f(x)=m在[-6,-2]上的两根为x1,x2则x1+x2=-8,正确.

抽象函数涉及题型非常多,对学生的能力要求也比较高,这里只是对简单的问题进行了解析,只是问题一角.

抽象函数,一般理解为没有给出解析式,间接给出函数的性质的一种函数的给出形式.下面以近年的高考试题为例,探讨抽象函数的一些学习的方法.

1常见的抽象函数性质

1.1对称

形如f(x+a)=f(b-x),函数具有对称性,对称轴为x=a+b2.

形如f(x+a)=-f(b-x),函数具有对称性,对称中心为a+b2,0.

例1(2012年辽宁省高考11题)设函数f(x)(x∈R)满足f(-x)=f(x),f(x)=f(2-x),且当x∈[0,1]时,f(x)=x3.又函数g(x)=|xcos(πx)|,则函数h(x)=g(x)-f(x)在[-12,32]上的零点个数为

A.5B.6C.7D.8

简解利用函数f(x)具有对称性:关于y轴和直线x=1对称解决.

1.2周期

f(x+T)=f(x)或f(x+a)=f(x+b)(其中T≠0,a≠b)具有周期性,周期为T=a-b;另外还有形如f(x+a)=-f(x),f(x+a)=1f(x),f(x+a)=-1f(x)等形式,也具有周期性,周期为2a.

例2(2012年山东省高考8题)定义在R上的函数f(x)满足f(x+6)=f(x),当-3≤x<-1时,f(x)=

-(x+2)2,当-1≤x<3时,f(x)=x.则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2012)=().

A.335B.338C.1678D.2012

简解答案为B.

2常见抽象函数问题解法

研究抽象函数,可以考虑特殊函数能使问题简单化.

例3(2014年新课标卷二Ⅱ15题)已知偶函数fx在[0,+∞)单调递减,f(2)=0.若f(x-1)>0,则x的取值范围是.

简解可以构造特殊函数,如y=-x2+4,再解-(x-1)2+4>0,得x∈(-1,3).

例4(2014年辽宁省高考12题)已知定义在[0,1]上的函数f(x)满足:

①f(0)=f(1)=0;

②对所有x,y∈[0,1],且x≠y,有|f(x)-f(y)|<12|x-y|.

若对所有x,y∈[0,1],|f(x)-f(y)|

A.12B.14C.12πD.18

简解

只要借助二次函数f(x)=x2-x,分别取x=0,y=12即可;此处②式能取等号,恰好要求的式子也正好取到等号,利用变化的观点,只需略微调整一下函数的顶点即可.

例5已知定义在R上的偶函数满足:f(x+4)=f(x)+f(2),且当x∈[0,2]时,y=f(x)单调递减,给出以下四个命题:

①f(2)=0;②x=-4为函数y=f(x)图象的一条对称轴;

③函数y=f(x)在[8,10]上单调递增;

④若方程f(x)=m在[-6,-2]上的两根为x1,x2,则x1+x2=-8.

以上命题中所有正确命题的序号为.

简解①取x=-2,原式化为f(-2+4)=f(-2)+f(2)=f(2),易得f(-2)=0,而f(x)是定义在R上的偶函数,固有f(2)=0.②由于f(2)=0,从而f(x+4)=f(x),f(x)的周期为4,由于函数f(x)又是偶函数,所以x=-4为函数y=f(x)图象的一条对称轴,正确.

③f(x)的周期为4,函数y=f(x)在[8,10]上的单调性与当x∈[0,2]时y=f(x)单调性相同,应该为减,错误.

④当x∈[0,2]时,y=f(x)单调递减,且f(x)是定义在R上的偶函数,因此,方程f(x)=m在[-2,2]上的两根为之和0;由于周期为4,所以方程f(x)=m在[-6,-2]上的两根为x1,x2则x1+x2=-8,正确.

抽象函数涉及题型非常多,对学生的能力要求也比较高,这里只是对简单的问题进行了解析,只是问题一角.

抽象函数,一般理解为没有给出解析式,间接给出函数的性质的一种函数的给出形式.下面以近年的高考试题为例,探讨抽象函数的一些学习的方法.

1常见的抽象函数性质

1.1对称

形如f(x+a)=f(b-x),函数具有对称性,对称轴为x=a+b2.

形如f(x+a)=-f(b-x),函数具有对称性,对称中心为a+b2,0.

例1(2012年辽宁省高考11题)设函数f(x)(x∈R)满足f(-x)=f(x),f(x)=f(2-x),且当x∈[0,1]时,f(x)=x3.又函数g(x)=|xcos(πx)|,则函数h(x)=g(x)-f(x)在[-12,32]上的零点个数为

A.5B.6C.7D.8

简解利用函数f(x)具有对称性:关于y轴和直线x=1对称解决.

1.2周期

f(x+T)=f(x)或f(x+a)=f(x+b)(其中T≠0,a≠b)具有周期性,周期为T=a-b;另外还有形如f(x+a)=-f(x),f(x+a)=1f(x),f(x+a)=-1f(x)等形式,也具有周期性,周期为2a.

例2(2012年山东省高考8题)定义在R上的函数f(x)满足f(x+6)=f(x),当-3≤x<-1时,f(x)=

-(x+2)2,当-1≤x<3时,f(x)=x.则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2012)=().

A.335B.338C.1678D.2012

简解答案为B.

2常见抽象函数问题解法

研究抽象函数,可以考虑特殊函数能使问题简单化.

例3(2014年新课标卷二Ⅱ15题)已知偶函数fx在[0,+∞)单调递减,f(2)=0.若f(x-1)>0,则x的取值范围是.

简解可以构造特殊函数,如y=-x2+4,再解-(x-1)2+4>0,得x∈(-1,3).

例4(2014年辽宁省高考12题)已知定义在[0,1]上的函数f(x)满足:

①f(0)=f(1)=0;

②对所有x,y∈[0,1],且x≠y,有|f(x)-f(y)|<12|x-y|.

若对所有x,y∈[0,1],|f(x)-f(y)|

A.12B.14C.12πD.18

简解

只要借助二次函数f(x)=x2-x,分别取x=0,y=12即可;此处②式能取等号,恰好要求的式子也正好取到等号,利用变化的观点,只需略微调整一下函数的顶点即可.

例5已知定义在R上的偶函数满足:f(x+4)=f(x)+f(2),且当x∈[0,2]时,y=f(x)单调递减,给出以下四个命题:

①f(2)=0;②x=-4为函数y=f(x)图象的一条对称轴;

③函数y=f(x)在[8,10]上单调递增;

④若方程f(x)=m在[-6,-2]上的两根为x1,x2,则x1+x2=-8.

以上命题中所有正确命题的序号为.

简解①取x=-2,原式化为f(-2+4)=f(-2)+f(2)=f(2),易得f(-2)=0,而f(x)是定义在R上的偶函数,固有f(2)=0.②由于f(2)=0,从而f(x+4)=f(x),f(x)的周期为4,由于函数f(x)又是偶函数,所以x=-4为函数y=f(x)图象的一条对称轴,正确.

③f(x)的周期为4,函数y=f(x)在[8,10]上的单调性与当x∈[0,2]时y=f(x)单调性相同,应该为减,错误.

④当x∈[0,2]时,y=f(x)单调递减,且f(x)是定义在R上的偶函数,因此,方程f(x)=m在[-2,2]上的两根为之和0;由于周期为4,所以方程f(x)=m在[-6,-2]上的两根为x1,x2则x1+x2=-8,正确.

抽象函数涉及题型非常多,对学生的能力要求也比较高,这里只是对简单的问题进行了解析,只是问题一角.

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