内容正文:
第1讲 函数的图象与性质
「考情研析」 1.对函数图象的考查主要有两个方面:一是识图,即函数图象的判断;二是用图,即利用函数的图象,通过数形结合的思想解决有关函数的奇偶性、周期性等性质及分段函数问题. 2.抽象函数的奇偶性、周期性和对称性是近几年高考命题的热点,主要以选择题形式出现.
1.函数的单调性
单调性的定义的等价形式:设x1,x2∈[a,b](x1≠x2),那么(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0⇔>0⇔f(x)在[a,b]上是增函数;(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0⇔<0⇔f(x)在[a,b]上是减函数.
2.函数的奇偶性、周期性
(1)奇偶性是函数在其定义域上的整体性质,对于定义域内的任意x(定义域关于原点对称),都有f(-x)=-f(x)成立,则f(x)为奇函数;都有f(-x)=f(x)成立,则f(x)为偶函数.
(2)周期性是函数在其定义域上的整体性质,一般地,对于函数f(x),如果对于定义域内的任意一个x的值,若f(x+T)=f(x)(T≠0),则f(x)是周期函数,T是它的一个周期.
3.关于函数的周期性、对称性的结论
(1)函数的周期性
①若f(x+a)=f(x-a),则函数的周期为2a;
②若f(x+a)=-f(x),则函数的周期为2a;
③若f(x+a)=-,则函数的周期为2a;
④若函数f(x)关于直线x=a与x=b对称,则函数f(x)的周期为2|b-a|;
⑤若函数f(x)关于点(a,0)对称,又关于点(b,0)对称,则函数f(x)的周期为2|b-a|;
⑥若函数f(x)关于直线x=a对称,又关于点(b,0)对称,则函数f(x)的周期为4|b-a|;
⑦若函数f(x)是偶函数,其图象关于直线x=a对称,则其周期为2a;
⑧若函数f(x)是奇函数,其图象关于直线x=a对称,则其周期为4a.
(2)函数图象的对称性
①若函数y=f(x)满足f(a+x)=f(a-x),即f(x)=f(2a-x),则函数f(x)的图象关于直线x=a对称;
②若函数y=f(x)满足f(a+x)=-f(a-x),即f(x)=-f(2a-x),则函数f(x)的图象关于点(a,0)对称;
③若函数y=f(x)满足f(a+x)=f(b-x),则函数f(x)的图象关于直线x=对称.
4.函数与方程
(1)零点定义:x0为函数f(x)的零点⇔f(x0)=0⇔(x0,0)为f(x)的图象与x轴的交点.
(2)确定函数零点的三种常用方法
①解方程判定法:解方程f(x)=0;
②零点存在定理法:根据连续函数y=f(x)满足f(a)·f(b)<0,判定函数在区间(a,b)内存在零点;
③数形结合法:尤其是方程两端对应的函数类型不同时多用此法求解.
考向1 分段函数的应用
例1 (1)已知f(x)=则满足2f(f(m))+1=2f(m)+1的实数m的取值范围是( )
A.(-∞,-1]
B.(-∞,-1]∪(0,e2]
C.(-∞,1]
D.(-∞,-1]∪(0,1]
答案 B
解析 令t=f(m),则2f(t)+1=2t+1,∴f(t)=2t-,∴f(m)=t≤0.当m>0时,ln m-2≤0,解得0<m≤e2;当m≤0时,2m-≤0,解得m≤-1.综上所述,实数m的取值范围为(-∞,-1]∪(0,e2].
(2)(2022·黑龙江省哈尔滨市师范大学附属中学高三第三次模拟考试)若f(x)=则f(f(-1))=________.
答案 1
解析 f(f(-1))=f(sin (-π))=f(0)=e0=1.
(3)(2022·山东省泰安市高三下学期5月三模检测)已知函数f(x)=则f(2022)=________.
答案
解析 ∵f(x)=∴f(2022)=f(505×4+2)=f(2)=f(-2)=e-2+1=.
分段函数问题的五种常见类型及解题策略
求函数值
弄清自变量所在区间,然后代入对应的解析式,求“层层套”的函数值,要从最内层逐层往外计算
求函数最值
分别求出每个区间上的最值,然后比较大小
解不等式
根据分段函数中自变量取值范围的界定,代入相应的解析式求解,但要注意取值范围的大前提
求参数
“分段处理”,采用代入法列出各区间上的方程
利用函数性质求值
依据条件找到函数满足的性质,利用该性质求解
1.(2022·山东省德州市高考二模)设函数f(x)=若f(a)=1,则a=________.
答案 0或e
解析 当a≤0时,f(a)=a2+1=1,解得a=0;当a>0时,f(a)=ln a=1,解得a=e.故a=0或e.
2.(2022·辽宁省锦州市高三第一次质量检测)已知函数f(x)=的值域为R,则实数a的取值范围是________.
答案
解析 当x<0时,<0;当x≥0时,2x