内容正文:
第七节 函数图象
课标解读
1.会画一些函数的图象,理解图象的作用.
2.会运用函数图象理解和研究函数的性质、解决方程解的个数与不等式解的问题.
[对应学生用书P39]
1.利用描点法作函数图象的方法步骤
2.利用图象变换法作函数的图象
(1)平移变换
“左加右减,上加下减”,左加右减只针对x本身,与x的系数无关,上加下减指的是在f(x)整体上加减.
(2)伸缩变换
y=f(ax).
y=af(x).
(3)对称变换
①y=f(x)y=-f(x).
②y=f(x)y=f(-x).
③y=f(x)y=-f(-x).
④y=ax(a>0,且a≠1)y=logax(a>0,且a≠1).
图象变换的注意点:在解决函数图象的变换问题时,要遵循“只能对函数关系式中的x,y变换”的原则,写出每一次变换所得图象对应的解析式,这样才能避免出错.
(4)翻折变换
①y=f(x)y=|f(x)|.
②y=f(x)y=f(|x|).
1.判断正误
(1)当x∈(0,+∞)时,函数y=|f(x)|与y=f(|x|)的图象相同.( × )
(2)函数y=af(x)与y=f(ax)(a>0且a≠1)的图象相同.( × )
(3)函数y=f(x)与y=-f(x)的图象关于原点对称.( × )
(4)若函数y=f(x)满足f(1+x)=f(1-x),则函数f(x)的图象关于直线x=1对称.( √ )
(5)将函数y=f(-x)的图象向右平移1个单位长度得到函数y=f(-x-1)的图象.( × )
2.(多选)(2023·山东日照实验中学模拟)若函数y=ax+b-1(a>0,且a≠1)的图象经过第一、三、四象限,则下列选项中正确的有( )
A.a>1 B.0<a<1
C.b>0 D.b<0
AD 解析:因为函数y=ax+b-1(a>0,且a≠1)的图象经过第一、三、四象限,所以其大致图象如图所示.
由图象可知函数为增函数,所以a>1,当x=0时,y=1+b-1=b<0,故选AD.
3.(2023·山东临沂一中模拟)函数f(x)的图象向右平移1个单位长度,所得到的图象与函数y=ex的图象关于y轴对称,则f(x)=( )
A.ex+1 B.ex-1
C.e-x+1 D.e-x-1
D 解析:依题意f(x)的图象可由y=ex的图象关于y轴对称后,再向左平移1个单位长度得到.
∴y=ex
y=e-xy=e-(x+1)=e-x-1,
∴f(x)=e-x-1.
4.(2023·北京密云区8月开学考试)已知函数f(x)的部分图象如图所示,则函数f(x)的解析式可能为( )
A.f(x)=-x+1
B.f(x)=+x-1
C.f(x)=x ln x-x+1
D.f(x)=x ln x+x-1
C 解析:对于A,f(x)=-x+1,有f(e)=-e+1<0,不合题意,排除A;对于B,f(x)=+x-1,f=-e+-1<0,不合题意,排除B;对于C,f(x)=x ln x-x+1,f(e)=e-e+1>0,f=- -+1>0,C符合题意;对于D,f(x)=x ln x+x-1,f=- +-1<0,不合题意,排除D.故选C.
5.若关于x的方程|x|=a-x只有一个解,则实数a的取值范围是 .
答案:(0,+∞)
6.(2023·山东菏泽一中月考)已知函数f(x)的图象如图所示,则函数g(x)=logf(x)的定义域是 .
答案:(2,8] 解析:当f(x)>0时,函数g(x)=logf(x)有意义,由函数f(x)的图象知满足f(x)>0时,x∈(2,8].
[对应学生用书P40]
作出下列函数的图象:
(1)y=()|x|;(2)y=|log2(x+1)|;
(3)y=;(4)y=x2-2|x|-1.
解:(1)作出y=()x(x≥0)的图象,将y=()x(x≥0)y轴右侧的图象以y轴为对称轴翻折到y轴的左侧,再将原来y轴左侧图象删掉,右侧不变,即得y=()|x|的图象,如图中实线部分.
(2)将函数y=log2x的图象向左平移1个单位,再将x轴下方的部分沿x轴翻折上去,即可得到函数y=|log2(x+1)|的图象,如图中实线部分.
(3)因为y==2+,故函数图象可由y=的图象向右平移1个单位,再向上平移2个单位得到,如图.
(4)因为y=且函数为偶函数,先用描点法作出[0,+∞)上的图象,再根据对称性作出(-∞,0)上的图象,即得函数y=x2-2|x|-1的图象,如图.
【例1】 (1)(2022·全国甲卷)函数y=(3x-3-x)cos x在区间[-,]的图象大致为( )
(2)(2023·天津高考)函数f(x)的图象如下图所示,则f(x)的解析式可能为( )
A.f(x)=
B.f(x)=
C.f(x)=
D.f(x)=
(1)A (2)D 解析:(1)令f(x)=cos x,
x∈,
则f=cos =
-(3x-3-x)cos x=-f(x),
所以f(x)为奇函数,排除B,D;
又当x∈时,3x-3-x>0,cos x>0,
所以f(x)>0,排除C.故选A.
(2)由题图可知函数f(x)的图象关于y轴对称,所以函数f(x)是偶函数.对于A,f(x)=,定义域为R,f(-x)==-f(x),所以函数f(x)=是奇函数,所以排除A;对于B,f(x)=,定义域为R,f(-x)==-=-f(x),所以函数f(x)=是奇函数,所以排除B;对于C,f(x)=,定义域为R,f(-x)==f(x),所以函数f(x)=是偶函数,又x2+2>0,ex+e-x>0,所以f(x)>0恒成立,不符合题意,所以排除C;分析知,选项D符合题意,故选D.
【练1】 (2023·江苏淮安协作体考试)函数f(x)=部分图象可能为( )
D 解析:由题意可知,f(-x)==f(x),则函数f(x)为偶函数,则排除选项B,C,又f(0)==-<0,则排除选项A,故选D.
【练2】 (2023·黑龙江模拟)已知某个函数的图象如图所示,则下列解析式中与此图象最为符合的是( )
A.f(x)= B.f(x)=
C.f(x)= D.f(x)=
A 解析:对于B选项,函数f(x)=有意义,则
解得x≠0且x≠1且x≠2,
与题图不符,错误;
对于C选项,函数f(x)=有意义,则-1≠0,解得x≠±1,与题图不符,错误;
对于D选项,当x∈时,f(x)=>0,与题图不符,错误;
故根据排除法得f(x)=与此图象最为符合.故选A.
【练3】 (多选)(2023·江苏淮安联考)函数f(x)=的图象可能是( )
ABC 解析:由题意,①若a>0,不妨取a=1,则f(x)=,则函数定义域为R,且为奇函数,当x=0时,f(0)=0,当x≠0时,函数可化为f(x)=,则f(x)在(-∞,-1),(1,+∞)上单调递减,在(-1,0),(0,1)上单调递增,故选项B可能;
②若a<0,不妨取a=-1,则f(x)=,定义域为{x|x≠±1},且为奇函数,当x=0时,f(0)=0,当x≠0时,f(x)=,则f(x)在(-∞,-1),(-1,0),(0,1),(1,+∞)上单调递减,故选项A可能,选项D不可能;
③若a=0,则f(x)==,选项C可能.
考向1 研究函数的性质
【例2】 已知函数f(x)=x·|x|-2x,则下列结论正确的是( )
A.f(x)是偶函数,递增区间是(-∞,0)
B.f(x)是偶函数,递减区间是(-∞,1)
C.f(x)是奇函数,递减区间是(-1,1)
D.f(x)是奇函数,递增区间是(0,+∞)
C 解析:将函数f(x)=x·|x|-2x去掉绝对值得f(x)=画出函数f(x)的图象,如图,
观察图象可知,函数f(x)的图象关于原点对称,故函数f(x)为奇函数,且在(-1,1)上单调递减.
【练4】 (2023·江苏连云港模拟)函数y=的图象与函数y=2sin πx(-2≤x≤4)的图象所有交点的横坐标之和等于( )
A.2 B.4 C.6 D.8
D 解析:令1-x=t,则x=1-t.
由-2≤x≤4,知-2≤1-t≤4,
所以-3≤t≤3.
又y=2sin πx=2sin π(1-t)=2sin πt.
在同一平面直角坐标系下作出y=和y=2sin πt的图象.
由图可知两函数图象在[-3,3]上共有8个交点,
且这8个交点两两关于原点对称.
因此这8个交点的横坐标的和为0,
即t1+t2+…+t8=0.
也就是1-x1+1-x2+…+1-x8=0,
因此x1+x2+…+x8=8.
考向2 与不等式有关的问题
【例3】 函数f(x)是周期为4的偶函数,当x∈[0,2]时,f(x)=x-1,则不等式xf(x)>0在(-1,3)上的解集为( )
A.(1,3) B.(-1,1)
C.(-1,0)∪(1,3) D.(-1,0)∪(0,1)
C 解析:作出函数f(x)的图象如图所示.
当x∈(-1,0)时,由xf(x)>0得x∈(-1,0);
当x∈(0,1)时,由xf(x)>0得x∈∅;
当x∈(1,3)时,由xf(x)>0得x∈(1,3).
所以x∈(-1,0)∪(1,3).
【练5】 (2023·山东乳山一中月考)设函数y=f(x+1)是定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的偶函数,在区间(-∞,0)上单调递减,且图象过点(1,0),则不等式(x-1)f(x)≤0的解集为 .
答案:
{x|x≤0或1<x≤2}
解析:画出f(x)的大致图象如图所示.
不等式(x-1)f(x)≤0可化为
或
由图可知符合条件的解集为{x|x≤0或1<x≤2}.
考向3 求参数的取值范围
【例4】 (2023·辽宁葫芦岛模拟)已知函数f(x)=若实数a,b,c互不相等,且f(a)=f(b)=f(c),则a+b+c的取值范围是 .
答案:(2,2 023) 解析:函数f(x)=的图象如图所示,
不妨令a<b<c,
由正弦曲线的对称性可知a+b=1,
而1<c<2 022,所以2<a+b+c<2 023.
【练6】 已知直线y=1与曲线y=x2-|x|+a有四个交点,则a的取值范围是 .
答案:
(1,) 解析: y=作出其图象,如图所示.
此曲线与y轴交于点(0,a),最小值为a-,要使直线y=1与其有四个交点,只需a-<1<a,所以1<a<.
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