内容正文:
函数的图象
第八节
课标要求
1.掌握图象的作法:描点法和图象变换法.
2.会运用函数图象理解和研究函数的性质.
CONTENTS
目录
1
2
3
再认再现——课前基础落实
互动课堂——解题思维建模
即练即评——课堂效果评价
4
课时跟踪检测
再认再现——课前基础落实
01
利用图象变换法作函数图象
系统主干知识
续表
续表
细作教材小题
1.(北师大版必修一P127·T11(1))若b>a>1,则函数y=loga(x+b)的图象不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
√
解析:∵b>a>1,∴函数y=logax在(0,+∞)上单调递增,图象过第一、四象限,又∵函数y=loga(x+b)的图象是由函数y=logax的图象向左平移b个单位长度得到,而b>1,∴函数y=loga(x+b)的图象不经过第四象限.
2.(人教A版必修一P140·T6)在2 h内将某种药物注射进患者的血液中.在注射期间,血液中的药物含量呈线性增加;停止注射后,血液中的药物含量呈指数衰减.能反映血液中药物含量Q随时间t变化的图象是( )
√
解析:依题意知,在2 h内血液中药物含量Q持续增加,停止注射后,Q呈指数衰减,选项B符合.
3.(人教A版必修一P73·T11改编)如图所示是函数y=f(x)的图象,图中曲线与直线无限接近但是永不相交,则以下描述正确的是( )
A.函数f(x)的定义域为[-4,4)
B.函数f(x)的值域为[0,5]
C.此函数在定义域中不具有单调性
D.对于任意的y∈[0,+∞),都有唯一的自变量x与之对应
√
解析:由题图知,f(x)的定义域为[-4,0]∪[1,4),值域为[0,+∞),A、B错误;
显然f(x)在[-4,0],[1,4)分别单调递增,但在定义域上不具有单调性,C正确;
显然f(-4)≤y≤f(0),对应自变量x不唯一,D错误.
4.(人教B版必修一P139·T3改编)如图,函数f(x)的图象为折线ACB,则不等式f(x)≥log2(x+1)的解集是( )
A.{x|-1<x≤0} B.{x|-1≤x≤1}
C.{x|-1<x≤1} D.{x|-1<x≤2}
√
解析:如图所示,画出g(x)=log2(x+1)的函数图象,从而可知交点D(1,1),∴不等式f(x)≥g(x)的解集为{x|-1<x≤1},故选C.
互动课堂——解题思维建模
02
逐点清(一) 作出函数的图象
例 1
解:(1)将函数y=log2x的图象向左平移1个单位长度,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①所示.
点拨·建模
函数图象的画法
直接法 当函数解析式(或变形后的解析式)是熟悉的基本函数时,就可根据这些函数的特征找出图象的关键点直接作出图象
转化法 含有绝对值符号的函数,可脱掉绝对值符号,转化为分段函数来画图象
图象变换法 若函数图象可由某个基本函数的图象经过平移、翻折、对称、伸缩得到,可利用图象变换作出,但要注意变换顺序,对不能直接找到熟悉的基本函数的要先变形,应注意平移变换的顺序对变换单位及解析式的影响
逐点清(二) 函数图象的识别
例 2
√
例 3
(由图象辨别解析式)函数f(x)的图象如图所示,则f(x)的解析式可能为( )
√
点拨·建模
辨别函数图象的策略
(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置.
(2)从函数的单调性,判断图象的变化趋势.
(3)从函数的奇偶性,判断图象的对称性.
(4)从函数的周期性,判断图象的循环往复.
(5)从函数的特征点,排除不合要求的图象.
题点1 研究函数的性质
逐点清(三) 函数图象的应用
例 4
√
√
√
解析:由已知条件得f(x+2)=f(x),则y=f(x)是以2为周期的周期函数,A正确;
个性点拨
对于已知或易画出其在给定区间上图象的函数,其性质(单调性、奇偶性、周期性、最值(值域)、零点)常借助于图象研究,但一定要注意性质与图象特征的对应关系.
题点2 解不等式
例 5
√
个性点拨
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,从而利用数形结合求解.
题点3 求参数范围
例 6
√
个性点拨 求解函数图象应用问题的思维流程
即练即评——课堂效果评价
03
逐点验收(一) 函数图象的识别
√
解析:法一:当x=2时,y=0,只有B选项符合.
√
3.(2023·马鞍山二模)如图是下列某个函数在区间[-2,2]的大致图象,则该函数是( )
√
逐点验收(二) 函数图象的应用
4.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,单调递增区间是(0,+∞)
B.f(x)是偶函数,单调递减区间是(-∞,1)
C.f(x)是奇函数,单调递减区间是(-1,1)
D.f(x)是奇函数,单调递增区间是(-∞,0)
√
5.[多选]关于函数f(x)=|ln|2-x||,下列描述正确的是( )
A.f(x)在区间(1,2)上单调递增
B.y=f(x)的图象关于直线x=2对称
C.若x1≠x2,f(x1)=f(x2),则x1+x2=4
D.f(x)有且仅有两个零点
√
√
√
解析:根据图象变换作出函数f(x)的图象(作出y=ln x的图象,再作出其关于y轴对称的图象,然后向右平移2个单位长度,最后把x轴下方的部分关于x轴翻折上去即可得f(x)的图象).由图象知f(x)在(1,2)上单调递增,A正确;
函数f(x)的图象关于直线x=2对称,B正确;
令f(x1)=f(x2)=k,直线y=k与函数f(x)图象相交可能是4个交点,由图象知如果最左边两个交点横坐标分别是x1,x2,则x1+x2=4不成立,C错误;
f(x)与x轴有且仅有两个公共点,即函数f(x)有且仅有两个零点,D正确.
6.已知奇函数f(x)在x≥0时的图象如图所示,则不等式xf(x)<0的解集为_________________.
(-2,-1)∪(1,2)
解析:∵xf(x)<0,
∴x和f(x)异号.由于f(x)为奇函数,补齐函数的图象如图.当x∈(-2,-1)∪(0,1)∪(2,+∞)时,f(x)>0;
当x∈(-∞,-2)∪(-1,0)∪(1,2)时,f(x)<0,
∴不等式xf(x)<0的解集为(-2,-1)∪(1,2).
细节、微点提醒
1.平移变换的注意点
左右平移仅仅是相对x而言的,即发生变化的只是x本身,利用“左加右减”进行操作.如果x的系数不是1,需要把系数提出来,再进行变换.
3.两个函数图象之间的对称关系
(1)函数y=f(x)与y=f(2a-x)的图象关于直线x=a对称.
(2)函数y=f(x)与y=2b-f(2a-x)的图象关于点(a,b)对称.
课时跟踪检测
04
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2
A.向左平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
B.向右平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
C.向左平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
D.向右平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
√
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2
3
4
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
√
√
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
因为定义域不连续,所以ax2-bx+c=0有两个根,可得Δ=b2-4ac>0,即a,c异号,a>0,故A正确,B错误.
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
√
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
f(x)=x2-3x的图象是开口向上的抛物线,所以函数f(x)在区间(3,+∞)上单调递增,故B正确;
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
作出函数y=|f(x)-1|的图象,如图.当m∈(1,2)时,2-m∈(0,1),结合图形可知方程|f(x)-1|=2-m(m∈R)有2个不同的实数根,故C正确;
当m∈(-1,0)时,2-m∈(2,3),结合图形可知方程|f(x)-1|=2-m(m∈R)有4个不同的实数根,故D错误.
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
8.已知函数y=f(-x)的图象过点(4,2),则函数y=f(x)的图象一定过点________.
解析:y=f(-x)与y=f(x)的图象关于y轴对称,故y=f(x)的图象一定过点(-4,2).
(-4,2)
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
1
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
(0,1]
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
解析:作出函数y=f(x)与y=k的图象,如图所示,由图可知k∈(0,1].
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
(3)先作出y=log2x的图象,再将其图象向下平移一个单位长度,保留x轴上方的部分,将x轴下方的图象翻折到x轴上方,即得y=|log2x-1|的图象,如图③所示.
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
解:(1)函数f(x)的图象如图所示.
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
∴f(x)在(0,1]上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.
由0<a<b且f(a)=f(b)得0<a<1<b,
(3)由函数f(x)的图象可知,当0<m<1时,方程f(x)=m有两个不相等的正根.
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
二、创优训练,冲刺“双一流”
13.[多选]已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且对任意的x∈R,f(x+2)=f(x),当 0≤x≤1时,f(x)=x2.若直线y=x+a与函数f(x)的图象在[0,2]内恰有两个不同的公共点,则实数a的值可能是( )
√
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
解析:因为对任意的x∈R,f(x+2)=f(x),所以函数f(x)的周期为2.又因为函数f(x)是定义在R上的偶函数,所以函数f(x)的图象关于y轴对称.因为当0≤x≤1时,f(x)=x2,所以当x∈[-1,2]时,函数f(x)的图象如图.
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
14.[多选]如图放置的边长为1的正方形PABC沿x轴滚动,点B恰好经过原点.设顶点P(x,y)的轨迹方程是y=f(x),则下列说法正确的是( )
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
A.函数y=f(x)是偶函数
B.对任意的x∈R,都有f(x+2)=f(x-2)
C.函数y=f(x)在区间[2,3]上单调递减
D.函数y=f(x)的值域是[0,1]
√
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
因为f(x)的周期为4,所以B正确;
函数f(x)在[2,3]上单调递增,所以C不正确;
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
15.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_______________.
(-1,0)∪(1,3)
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
解析:根据函数f(x)是周期为4的偶函数,以及x∈[0,2]时,f(x)=x-1,画出函数f(x)图象如图所示.由图可知,当x∈(-1,0)时,f(x)<0,xf(x)>0符合题意;当x∈(1,3)时,f(x)>0,xf(x)>0符合题意.综上所述,不等式的解集为(-1,0)∪(1,3).
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
16.已知函数f(x)=|x|(x-a),a>0.
(1)作出函数f(x)的图象;
(2)写出函数f(x)的单调区间;
(3)当x∈[0,1]时,由图象写出f(x)的最小值.
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3
4
2
平移变换
y=f(x)的图象y=f(x+a)的图象
y=f(x)的图象y=f(x-a)的图象
y=f(x)的图象y=f(x)+h的图象
y=f(x)的图象y=f(x)-h的图象
对称变换
y=f(x)的图象y=-f(x)的图象
y=f(x)的图象y=f(-x)的图象
y=f(x)的图象y=f(x)的反函数的图象
y=f(x)的图象y=-f(-x)的图象
翻折变换
y=f(x)的图象y=|f(x)|的图象
y=f(x)的图象
y=f(|x|)的图象
伸缩变换
y=f(x)的图象y=f(ax)的图象
y=f(x)的图象y=Af(x)的图象
作出下列各函数的图象:
(1)y=|log2(x+1)|;(2)y=;
(3)y=x2-2|x|-1.
(2)原函数解析式可化为y=2+,故函数图象可由函数y=的图象向右平移1个单位长度,再向上平移2个单位长度得到,如图②所示.
(3)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,最后得函数图象如图③所示.
(由解析式辨别图象)函数f(x)=的图象大致为( )
解析:函数f(x)=定义域为{x|x≠0},f(-x)==,所以f(x)=是非奇非偶函数,排除A、B;
函数f(x)=的零点是±e-1,当x=e时,f(e)=<=f(1),排除D.
A.f(x)=
B.f(x)=
C.f(x)=
D.f(x)=
解析:由题图知,函数图象关于y轴对称,其为偶函数,且f(-2)=f(2)<0,由=-且定义域为R,即B中函数为奇函数,排除;
当x>0时,>0,>0,即A、C中函数在(0,+∞)上函数值为正,排除.
[多选]设函数f(x)是定义在R上的偶函数,且对任意的x∈R恒有f(x+1)=f(x-1),已知当x∈[0,1]时,f(x)=1-x,则下列结论正确的是( )
A.2是函数f(x)的周期
B.函数f(x)在(1,2)上单调递减,在(2,3)上单调递增
C.函数f(x)的最大值是1,最小值是0
D.当x∈(3,4)时,f(x)=x-3
当-1≤x≤0时,0≤-x≤1,f(x)=f(-x)=1+x,画出函数y=f(x)的部分图象如图所示.由图象知B正确,C不正确;
当3<x<4时,-1<x-4<0,f(x)=f(x-4)=x-3,D正确.故选ABD.
已知函数f(x)=则f(x)≤x的解集为
( )
A.(-∞,0] B.(-1,0]
C.(-1,0]∪[1,+∞) D.[1,+∞)
解析:作出函数y=f(x)与y=x的图象,如图.结合图象知不等式f(x)≤x的解集为(-1,0]∪[1,+∞),故选C.
(2024·三明模拟)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( )
A.(2,2 024) B.(2,2 024]
C.(2,2 023) D.(2,2 023]
解析:作出函数f(x)=
的图象如图,设f(a)=f(b)=f(c)=m,且a<b<c,则函数y=f(x)与直线y=m的三个交点从左到右依次为(a,m),(b,m),(c,m),则点(a,m)与
(b,m)在函数y=sin πx,x∈[0,1]上,
而函数y=sin πx的图象关于直线x=对称,所以a+b=2×=1,由log2 023x=1得x=2 023.若满足f(a)=f(b)=f(c),则0<m<1,
所以1<c<2 023,所以2<a+b+c<2 024,即a+b+c的取值范围是(2,2 024).故选A.
1.函数y=的图象是( )
法二:y==-+1,则函数y=的图象是由函数y=-先向右平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度得到的,只有B选项符合.故选B.
2.(2024·张家界模拟)函数f(x)=cos的部分图象大致形状是( )
解析:因为f(x)=cos=sin x的定义域为R.定义域关于原点对称,f(-x)=sin(-x)=sin x=f(x),所以f(x)是偶函数,图象关于y轴对称,故排除选项B、D;
当x≥0时,令f(x)=0可得x=0或x=kπ(k∈Z),所以当x≥0时,两个相邻的零点为x=0和x=π,当0<x<π时,<0,sin x>0,f(x)=sin x<0,故排除选项A.故选C.
A.f(x)=cos
B.f(x)=
C.f(x)=sin x
D.f(x)=cos x
解析:由f(x)=,知f(2)=>2,但由图象知f(2)<2,故可排除B;
因为f(x)=sin x=sin x在x∈(0,1)上f(x)>0,而由函数图象知函数一个零点在(0,1)上,而排除C;
由f(x)=cos x知f(1)<0,而由函数图象可知f(1)>0,故可排除D.故选A.
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,如图所示.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.
2.函数图象自身的对称关系
(1)若函数y=f(x)的定义域为R,且有f(a+x)=f(b-x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=对称.
(2)函数y=f(x)的图象关于点(a,b)成中心对称⇔f(a+x)=2b-f(a-x)⇔f(x)=2b-f(2a-x).
一、强基训练,提高自信心
1.为了得到函数y=lg的图象,只需把函数y=lg x的图象上所有的点( )
解析:∵y=lg=lg(x+3)-1,
∴y=lg xy=lg(x+3)y=lg(x+3)-1.
2.(2023·汕头二模)已知函数f(x)=,则f(x)的大致图象为( )
解析:∵f(x)=,
∴f′(x)=.令f′(x)>0⇒x∈(-∞,0)∪,
所以f(x)在(-∞,0)和上单调递增.
令f(x)=0,
解得x=,即f(x)只有一个零点.故选C.
3.函数f(x)=的大致图象为( )
解析:因为f(-x)==-f(x),所以函数f(x)为奇函数,排除A、B选项;
因为f==>-1,排除C选项.故选D.
4.[多选]下列命题正确的是( )
A.y=的图象是由y=的图象向左平移一个单位长度得到的
B.y=1+的图象是由y=的图象向上平移一个单位长度得到的
C.函数y=f(x)的图象与函数y=f(-x)的图象关于y轴对称
D.y=的图象是由y=的图象向左平移一个单位长度,
再向下平移一个单位长度得到的
解析: y=的图象是由y=的图象向右平移一个单位长度得到的,故A错误;B、C显然正确;
y===-1,故y=的图象是由y=的图象向左平移一个单位长度,再向下平移一个单位长度得到的,故D正确.
5.(2023·滨州二模)函数f(x)=的图象如图所示,则( )
A.a>0,b=0,c<0
B.a<0,b=0,c<0
C.a<0,b<0,c=0
D.a>0,b=0,c>0
解析:由图象观察可得函数图象关于y轴对称,即函数为偶函数,所以f(-x)==f(x),得b=0,故C错误;
由图象可知f(0)=<0⇒c<0,故D错误;
6.已知函数f(x)=|x2-1|,若0<a<b且f(a)=f(b),则b的取值范围是( )
A.(0,+∞) B.(1,+∞) C.(1,) D.(1,2)
解析:作出函数f(x)=|x2-1|在区间[0,+∞)上的图象如图所示,在区间(0,+∞)上,直线y=1交f(x)的图象于点B,由x2-1=1可得xB=,结合函数图象可得b的取值范围是(1,).
7.[多选]已知函数f(x)=方程|f(x)-1|=2-m(m∈R),则下列判断正确的是( )
A.函数f(x)的图象关于直线x=对称
B.函数f(x)在区间(3,+∞)上单调递增
C.当m∈(1,2)时,方程有2个不同的实数根
D.当m∈(-1,0)时,方程有3个不同的实数根
解析:易得f(4)=4,f(-1)=1-e,显然函数f(x)的图象不关于直线x=对称,故A错误;
9.若函数f(x)=的图象关于点(1,1)对称,则实数a=________.
解析:f(x)==a+,关于点(1,a)对称,故a=1.
10.已知函数f(x)=若关于x的方程f(x)=k有两个不等的实数根,则实数k的取值范围是________.
11.作出下列各函数的图象:
(1)y=x-|x-1|;(2)y=|x|;
(3)y=|log2x-1|.
解:(1)根据绝对值的意义,可将函数式化为分段函数y=可见其图象是由两条射线组成,如图①所示.
(2)作出y=x的图象,保留y=x的图象中x≥0的部分,加上y=x的图象中x>0部分关于y轴的对称部分,即得y=|x|的图象,如图②实线部分所示.
12.设函数f(x)=(x>0).
(1)作出函数f(x)的图象;
(2)当0<a<b,且f(a)=f(b)时,求+的值;
(3)若方程f(x)=m有两个不相等的正根,求m的取值范围.
(2)∵f(x)==
且-1=1-,∴+=2.
A.- B.- C.0 D.
当直线y=x+a与函数f(x)的图象在区间[0,2]内恰有两个不同的公共点时,直线y=x+a经过点(1,1),1=1+a,得a=0;或直线y=x+a与曲线f(x)=x2(0≤x≤1)相切于点A,x2=x+a的判别式Δ=1+4a=0,即a=-.故选BC.
解析:当-2≤x≤-1时,P的轨迹是以A(即(-1,0))为圆心,1为半径的圆;当-1<x≤1时,P的轨迹是以B(即(0,0))为圆心,为半径的圆;当1<x≤2时,P的轨迹是以C(即(1,0))为圆心,1为半径的圆;当2<x≤3时,P的轨迹是以A(即(3,0))为圆心,1为半径的圆,所以函数f(x)的周期为4,图象如图所示.根据图象的对称性可知y=f(x)是偶函数,所以A正确;
函数f(x)的值域为[0,],所以D不正确.
解:(1)f(x)=其图象如图所示.
(2)由图知,f(x)的单调递增区间是(-∞,0),;单调递减区间是.
(3)由图象知,当>1,即a>2时,f(x)min=f(1)=1-a;当0<≤1,
即0<a≤2时,f(x)min=f=-.
综上,f(x)min=
$$