内容正文:
函数的概念、图象与性质(重点)
考点一
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考点二
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考点三
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[解题必备]
1.作函数图象有两种基本方法
一是描点法,二是图象变换法,其中图象变换有平移变换、伸缩变换、对称变换.
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y=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y=f(x)的图象关于点(a,0)对称.
[典题研磨]
角度一 函数图象的识别
[例1] (1)(2022·全国甲卷)函数y=(3x-3-x)cos x在区间eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2)))的图象大致为( )
(2)(2022·全国乙卷)如图是下列四个函数中的某个函数在区间[-3,3]的大致图象,则该函数是( )
A.y=eq \f(-x3+3x,x2+1) B.y=eq \f(x3-x,x2+1)
C.y=eq \f(2xcos x,x2+1) D.y=eq \f(2sin x,x2+1)
[解析] (1)法一(特值法):取x=1,则y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3-\f(1,3)))cos 1=eq \f(8,3)cos 1>0;取x=-1,则y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)-3))cos(-1)=-eq \f(8,3)cos 1<0.结合选项知选A.
法二:令y=f(x),则f(-x)=(3-x-3x)cos(-x)=-(3x-3-x)cos x=-f(x),所以函数y=(3x-3-x)cos x是奇函数,排除B,D;取x=1,则y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3-\f(1,3)))cos 1=eq \f(8,3)cos 1>0,排除C.故选A.
(2)对于选项B,当x=1时,y=0,与图象不符,故排除B;对于选项D,当x=3时,y=eq \f(1,5)sin 3>0,与图象不符,故排除D;对于选项C,当x>0时,y=eq \f(2xcos x,x2+1)≤eq \f(2xcos x,2x)=cos x≤1,与图象在y轴右侧最高点大于1不符,所以排除C.故选A.
[答案] (1)A (2)A
由函数解析式识别函数图象的策略
角度二 函数图象的应用
[例2] (2022·浙江卷)已知函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(-x2+2,x≤1,x+\f(1,x)-1,x>1)),则feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(f\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))))=________;若当x∈[a,b]时,1≤f(x)≤3,则b-a的最大值是________.
[解析] 由题意知feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))2+2=eq \f(7,4),
则feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(f\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,4)))=eq \f(7,4)+eq \f(1,\f(7,4))-1=eq \f(7,4)+eq \f(4,7)-1=eq \f(37,28).作出函数f(x)的图象,如图所示,结合图象,令-x2+2=1,解得x=±1;令x+eq \f(1,x)-1=3,解得x=2±eq \r(3),又x>1,所以x=2+eq \r(3),所以(b-a)max=2+eq \r(3)-(-1)=3+eq \r(3).
[答案] eq \f(37,28) 3+eq \r(3)
1.利用函数的图象研究函数的性质
(1)从图象的最高点、最低点,分析函数的最值、极值;
(2)从图象的对称性,分析函数的奇偶性;
(3)从图象的走向趋势,分析函数的单调性、周期性.
2.利用函数的图象研究不等式
当不等式问题不能用代数法求解,但其与函数有关时,常将不等式问题转化为两函数图象的上下关系问题,从而利用数形结合法求解.
[押题演练]
1.(2023·郑州市第二次质量预测)若函数f(x)=eq \f(2,ax2+bx+c)的部分图象如图所示,则f(5)=( )
A.-eq \f(1,3) B.-eq \f(2