内容正文:
所谓“新定义”函数,是相对于高中教材而言,指在高中教材中不曾出现或尚未介绍的一类函数.函数新定义问题的一般形式是:由命题者先给出一个新的概念、新的运算法则或者给出一个抽象函数的性质等,然后让学生按照这种“新定义”去解决相关的问题.
[例1] (2022·长安模拟)已知著名的狄利克雷函数f(x)=其中R为实数集,Q为有理数集,若m∈R,则f(f(f(m)))的值为( )
A.0 B.1
C.0或1 D.无法求
[解析] 若m∈Q,则f(m)=1,所以f(f(f(m)))=f(f(1))=f(1)=1.
若m∈∁RQ,则f(m)=0,所以f(f(f(m)))=f(f(0))=f(1)=1.故选B.
[答案] B
[点评] 本题是以狄利克雷函数为背景创设的函数题,考查了逻辑推理和数学运算核心素养.破解本题的关键:一是明确狄利克雷函数的实质是分段函数,理解集合∁RQ表示无理数集;二是分类讨论,需对m分“是有理数”“是无理数”两类讨论;三是注意从内向外逐层脱去“外衣”f,即可求出所求函数值.
[例2] 黎曼函数是一个特殊的函数,由德国著名的数学家黎曼发现并提出,在高等数学中有着广泛的应用,其定义为:定义在区间[0,1]上的函数R(x)=
若函数f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意x都有f(2-x)+f(x)=0,当x∈[0,1]时,f(x)=R(x),则f+f(lg 30)=________ .
[解析] 由于函数f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)+f(2-x)=0,
所以f(x)=-f(2-x)=f(x-2),
所以2是函数f(x)的周期,
则f=f=f=-f=-R=-,
f(lg 30)=f(lg 3+lg 10)=f(lg 3+1)=f(lg 3-1)=-f(1-lg 3)=-R(1-lg 3)=0,所以f+f(lg 30)=-.
[答案] -
[点评] 本题以黎曼函数为背景,将函数的奇偶性和周期性、求函数值交汇,考查了逻辑推理和数学运算核心素养.破解本题的关键是判断函数f(x)的奇偶性与周期性,然后利用函数的奇偶性与周期性进行转化,把自变量的取值“转移”到区间[0,1]上,即可求出所求结果.
保分练
1.函数的定义域为( )
A.(-∞,3] B.(1,+∞)
C.(1,3] D.[3,+∞)
解析 依题意 (x-1)+1≥0,
即 (x-1)≥-1,
∴
解得1<x≤3.
答案 C
2.下列函数中,定义域与值域相同的是( )
A.y= B.y=ln x
C.y= D.y=
解析 y==1+,
函数的定义域为{x|x≠1},值域为{y|y≠1},故选D.
答案 D
3.函数f(x)=loga(mx+1)的定义域为(-∞,2),则m的值为( )
A.-2 B.-
C. D.2
解析 依题意mx+1>0的解集为(-∞,2),
则∴m=-.
答案 B
4.下列函数中值域不为R的是( )
A.f(x)=3x-1
B.f(x)=lg (x2-2)
C.f(x)=
D.f(x)=x3-1
解析 A项,f(x)=3x-1为增函数,函数的值域为R;
B项,由x2-2>0得x>或x<-,
此时f(x)=lg (x2-2)的值域为R;
C项,f(x)=当x>2时,f(x)=2x>4,
当0≤x≤2时,f(x)=x2∈[0,4],所以f(x)≥0,
即函数的值域为[0,+∞);
D项,f(x)=x3-1是增函数,
函数的值域为R.
答案 C
5.函数y=+1的值域为( )
A.(0,+∞) B.(1,+∞)
C.[0,+∞) D.[1,+∞)
解析 函数y=+1,定义域为[1,+∞),且该函数为增函数,当x=1时,该函数取得最小值1,故函数y=+1的值域为[1,+∞).
答案 D
6.函数y=的定义域为( )
A.[2,+∞) B.(-∞,2]
C.[-2,+∞) D.(-∞,-2]
解析 由题意得-3·2x-4≥0,
即22x-3·2x-4≥0.
∴(2x-4)(2x+1)≥0,
解得x≥2.故选A.
答案 A
7.已知函数f(x+1)的定义域为(-2,0),则f(2x-1)的定义域为( )
A.(-1,0) B.(-2,0)
C.(0,1) D.
解析 由题意,知-1<x+1<1,则f(x)的定义域为(-1,1).令-1<2x-1<1,得0<x<1.∴f(2x-1)的定义域为(0,1).
答案 C
8.若函数y=x2-4x-4的定义域为[0,m],值域为[-8,-4],则实数m的取值范围为( )
A.[2,+∞) B.[4,+∞)
C.(2,4) D.[2,4]
解析 函数y=x2-4x-4的对称轴方程为x=2