内容正文:
§2.10 函数的图象
第二章 函数与基本初等函数
课程标准
1.在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图象法、
列表法、解析法)表示函数.
2.会画简单的函数图象.
3.会运用函数图象研究函数的性质,解决方程解的个数与不等式
解的问题.
CONTECT
内
容
索
引
01
教材梳理 强基固本
02
考点探究 精准突破
03
课 时 测 评
教材梳理 强基固本
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理清主干知识
1.利用描点法作函数图象的步骤
2.利用图象变换法作函数的图象
(1)平移变换
f(x)-k
-f(x)
f(-x)
-f(-x)
logax
微提醒 (1)函数图象平移变换的八字方针
①“左加右减”,要注意加减指的是自变量.②“上加下减”,要注意加减指的是函数值.
(2)将y=f(x)图象的横坐标变为原来的a倍,纵坐标不变得到函数y=f (a>0)的图象.
|f(x)|
f(|x|)
记牢常用结论
1.记住几个重要结论
(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)中心对称.
(3)若函数y=f(x)对定义域内任意自变量x满足:f(a+x)=f(a-x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称.
2.图象的左右平移仅仅是对于x而言,如果x的系数不是1,常需把系数提出来,再进行变换.
3.图象的上下平移仅仅是对于y而言的,利用“上加下减”进行.
练透教材典题
1.[多选题]下列说法中正确的是
A.当x∈(0,+∞)时,函数y=|f(x)|与y=f(|x|)的图象相同
B.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
C.函数y=f(1-x)的图象,可由y=f(-x)的图象向右平移1个单位长度得到
D.函数y=af(x)与y=f(ax)(a>0且a≠1)的图象相同
√
√
√
2.(链接人A必修一P72T1)小明骑车上学,开始时匀速行驶,途中因交通堵塞停留了一段时间,后为了赶时间加快速度行驶.与以上事件吻合得最好的图象是
法一:出发时距学校最远,先排除A;中途堵塞停留,距离不变,再排除D;堵塞停留后比原来骑得快,因此排除B.故选C.
法二:由小明的运动规律知,小明距学校的距离应逐渐减小,由于小明先是匀速运动,故前段是直线段,途中停留时距离不变,后段加快速度行驶,比前段下降得快.故选C.
√
4.函数f(x)=ln (x+1)的图象与函数g(x)=x2-4x+4的图象的交点个数为
A.0 B.1
C.2 D.3
√
由于函数f(x)=ln (x+1)的图象是由函数y=ln x的图象向左平移1个单位长度得到的,函数g(x)=x2-4x+4=(x-2)2,故函数g(x)的对称轴为x=2,顶点坐标为(2,0),开口向上,所以作出f(x),g(x)的图象如图所示,故函数f(x)与g(x)的图象有两个交点.故选C.
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考点探究 精准突破
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考点一
作函数图象
基础练
例1
作出下列函数的图象:
(1)y=- ;
(2)y= -1.
规律方法
作函数图象的三种常用方法
对点练1.作出下列各函数的图象:
(1)y=2-|x-x2|;
(2)y=|log2(x+1)|.
解:设t(x)=y=|log2(x+1)|,则其图象可由y=log2x的图象向左平移1个单位,再保留x轴上方部分不变,将x轴下方部分翻折到x轴上方得到,其图象如图所示.
考点二
函数图象的识别
综合练
例2
(1)(2024·浙江金华三模)函数y=ln(cos x),
x∈ 的图象大致形如
√
依题意y=ln (cos x),x∈ ,y=cos x为偶函数,则y=ln (cos x)为偶函数,又0<cos x<1,则y=ln (cos x)<0.故选A.
√
规律方法
辨识函数图象的五种策略
√
对点练2.(1)(2024·山东威海期末)函数f(x)= 的图象为
(2)(2024·广东中山模拟)已知函数y=f(x)部分图象如图所示,则函数f(x)的解析式可能为
A.f(x)=xsin 2x
B.f(x)=xsin x
C.f(x)=2|x|sin x
D.f(x)=2|x|sin 2x
√
由图象知f(x)=0,x∈[0,π]有三个零点,经验证只有AD满足,排除BC选项,A中函数满足f(-x)=-xsin (-2x)=xsin 2x=f(x),为偶函数,D中函数满足f(-x)=2|-x|sin (-2x)=-2|x|sin 2x=-f(x)为奇函数,而图象关于原点对称,函数为奇函数,排除A.故选D.
考点三
函数图象的应用
多维练
例3
[多选题]函数y=f(x)由关系式x|x|+y|y|=1确定,则下列说法正确的是
A.函数f(x)的零点为1
B.函数的定义域和值域均为[-1,1]
C.函数y=f(x)的图象是轴对称图形
D.若g(x)=f(x)+x,则g(x)在定义域内满足g(x)>0恒成立
√
因为函数y=f(x)由关系式x|x|+y|y|=1确定,所以y=f(x)=
角度1 利用图象研究函数的性质
√
√
则y=f(x)的图象如图所示,
由图象可知,函数f(x)的零点为1,所以A正确;由图象可知,函数的定义域和值域均为R,所以B错误;因为对于x|x|+y|y|=1,x与y互换后得到x|x|+y|y|=1,与原式子相同,所以y=f(x)的图象关于直线y=x对称,所以函数y=f(x)的图象是轴对称图形,所以C正确;由图象可知,y=f(x)的图象恒在直线y=-x的上方,所以g(x)=f(x)+x在定义域内满足g(x)>0恒成立,所以D正确.故选ACD.
例4
角度2 利用图象解不等式
√
例5
√
(1)已知函数f(x)= 若关于x的方程f(x)-m=0恰有两个
不同的实数解,则实数m的取值范围是
A.(0,1) B.[0,1)
C.(1,3)∪{0} D.[1,3)∪{0}
因为关于x的方程f(x)-m=0恰有两个不同的实数解,所以函数y=f(x)与y=m的图象有两个交点,作出函数图象,如图所示,
角度3 利用图象求参数的取值范围
所以当m∈[1,3)∪{0}时,函数y=f(x)与y=m的图象有两个交点,所以实数m的取值范围是[1,3)∪{0}.故选D.
(2)(2024·山东泰安一模)已知函数f(x)= (a>0且a≠1)在
R上单调递增,且关于x的方程|f(x)|=x+3恰有两个不相等的实数解,则a
的取值范围是______________.
因为f(x)是R上的单调递增函数,所以y=1+loga|x-1|=1+loga(1-x)
在(-∞,0]上单调递增,可得0<a<1,且0+4a≥1+0,即 ≤a<1,
规律方法
求解函数图象的应用问题,其实质是利用数形结合思想解题,其思维流程如下:
对点练3.(1)若∀x∈R,f =f ,当x≥1时,f(x)=x2-4x,则下列
说法正确的是
A.函数f(x)为奇函数
B.函数f(x)在(1,+∞)上单调递增
C.f(x)min=-4
D.函数f(x)在(-∞,1)上单调递减
由∀x∈R,f(x+1)=f(1-x)可知∀x∈R,f(x)=f(2-x),可知f(x)关于直线x=1对称,当x≥1时,f(x)=x2-4x=(x-2) 2-4,当x<1时,2-x>1,
√
f(2-x)=(2-x-2) 2-4=x2-4,所以f(x)= 作出f(x)的图
象,如图所示,
所以f(x)在(0,1),(2,+∞)上单调递增,在(-∞,0),(1,2)上单调递减,f(x)min=-4,f(x)不是奇函数,故ABD错误,C正确.故选C.
(2)设函数f(x)= 则满足条件“方程f(x)=a有三个实数解”的实数a的一个值
为_______________________________.
3(答案不唯一,只要满足a>2均可)
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√
1.(2024·四川遂宁模拟)要得到函数y=log2(2x+4)的图象,只需将函数y=log2(x+2)的图象
A.向左平移2个单位长度
B.向右平移2个单位长度
C.向上平移1个单位长度
D.向下平移1个单位长度
因为y=log2(2x+4)=log22(x+2)=log22+log2(x+2)=1+log2(x+2),故只需将函数y=log2(x+2)的图象向上平移1个单位长度,即可得到y=log2(2x+4)的图象.故选C.
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2.(2024·湖南岳阳开学考)函数f(x)= -e|x|+1在[-2,2]上的大致图象为
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3.(2024·陕西西安模拟)已知函数f(x)在区间[-2,2]上的大致图象如图所示,则f(x)的解析式可以是
A.f(x)=(ex-e-x) x B.f(x)=(ex-e-x) sin x
C.f(x)=(ex-e-x) cos x D.f(x)=(ex-e-x) x2
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因为(ex-e-x)+(e-x-ex)=0,所以y=ex-e-x为奇函数,对于选项A:因为y=x为奇函数,则f(x)=(ex-e-x) x为偶函数,不合题意,故A错误;对于选项B:因为y=sin x为奇函数,则f(x)=(ex-e-x) sin x为偶函数,
不合题意,故B错误;对于选项D:当x>0时,ex>1,e-x= <1,x2>0,
可得ex-e-x=ex- >0,则(ex-e-x) x2>0,所以当x>0时,f(x)=(ex-
e-x) x2>0恒成立,不合题意,故D错误.故选C.
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4.(2023·广东广州三模)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
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5.(2024·广东惠州一模)“家在花园里,城在山水间.半城山色半城湖,美丽惠州和谐家园……”一首婉转动听的《美丽惠州》唱出了惠州的山姿水色和秀美可人的城市环境.如图①是惠州市风景优美的金山湖片区地图,其形状如一颗爱心.图②是由此抽象出来的一个“心形”图形,这个图形可看作由两个函数的图象构成,则“心形”在x轴上方的图象对应的函数解析式可能为
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7.[多选题](2024·广东肇庆模拟)函数f(x)= (α∈R)的大致图象可能是
由题意知1-|x|≠0,则x≠±1,当x∈(0,1)时,1-|x|>0,xα>0,f(x)>0,当x∈(1,+∞)时,1-|x|<0,xα>0,f(x)<0,所以f(x)的大致图象不可能为C,而当α为其他值时,A,B,D均有可能出现,不妨设α= ,
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8.[多选题](2024·湖北荆州模拟)如图所示为函数f(x)的图象,则其解析式可能为
A.f(x)=(x2-x-2) ln |x|
B.f(x)=|2x-2-x|ln |x|
C.f(x)=x2-|x|(x≠0)
D.f(x)=
由题图可得函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),且为偶函数,选项
D中的函数为奇函数,故D选项错误;对于A选项,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),且f(-x)=(x2-x-2) ln |x|=f(x),是偶函数,当x>0时,
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9.[多选题]f(x)是定义在区间[-c,c]上的奇函数,其图象如图所示,令g(x)=af(x)+b,则下列关于函数g(x)的叙述正确的是
A.若a<0,则函数g(x)的图象关于原点对称
B.若a=-1,-2<b<0,则方程g(x)=0有大于2的实根
C.若a≠0,b=2,则方程g(x)=0有两个实根
D.若a≥1,-2<b<2,则方程g(x)=0有三个实根
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10.设函数f(x)=|x+a|,g(x)=x-1,对于任意的x∈R,不等式f(x)≥g(x)恒成立,则实数a的取值范围是____________.
如图,作出函数f(x)=|x+a|与g(x)=x-1的图象,观察图象可知,当且仅当-a≤1,即a≥-1时,不等式f(x)≥g(x)恒成立,因此a的取值范围是[-1,+∞).
[-1,+∞)
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11.(2024·上海虹桥模拟)已知函数f(x)=2x-x-1,则不等式f(x)>0的解集是____________________.
因为f(x)=2x-x-1,所以f(x)>0等价于2x>x+1,在同一直角坐标系中作出y=2x和y=x+1的图象如图:
两函数图象的交点坐标为(0,1),(1,2),由图可知:当x<0或x>1时,2x>x+1成立,所以不等式f(x)>0的解集为(-∞,0)∪(1,+∞).
(-∞,0)∪(1,+∞)
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12.(新角度)函数f(x)的定义域为(-1,1),其图象如图所示.函数g(x)是定义域为R的奇函数,满足g(2-x)+g(x)=0,且当x∈(0,1)时,g(x)=f(x).给出下列三个结论:
①g(0)=0;
②函数g(x)在(-1,5)上有且仅有3个零点;
③不等式f(-x) <0的解集为{x|-1<x<0}.
其中,正确结论的序号是________.
①③
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对于①,由g(x)是定义域为R的奇函数可得g(0)=0,所以①正确;对于②,依题意得g(x)在[0,1)上有唯一的零点x=0,因为g(2-x)+g(x)=0,g(-x)+g(x)=0,所以g(2-x)=g(-x),可知函数g(x)是以2为周期的函数,则g(4)=g(2)=g(0)=0,g(-1)=g(1)=-g(1),即g(-1)=g(1)=0,则有g(5)=g(3)=g(1)=0,
可知函数g(x)在(-1,5)上有且仅有5个零点,如图所示,所以②不正确;对于③,结合f(x)的图象可知,令f(-x) <0,则0<-x<1,得-1<x<0,因此不等式f(-x) <0的解集为{x|-1<x<0},所以③正确.综上所述,正确结论的序号是①③.
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13.(2024·北京海淀统考一模)已知二次函数f(x),对任意的x∈R,有f(2x)<2f(x),则f(x)的图象可能是
√
因为对任意的x∈R,有f(2x)<2f(x),令x=0,则f(0)<2f(0),所以f(0)>0,排除C,D;设二次函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0),则f(0)=c>0,所以f(2x)=4ax2+2bx+c,2f(x)=2ax2+2bx+2c,由f(2x)<2f(x)可得4ax2+2bx+c<2ax2+2bx+2c,则2ax2-c<0,所以c>2ax2对任意的x∈R恒成立,则c>0,2a<0,故排除B.故选A.
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14.(数学建模)[多选题]如图①是某条公共汽车线路收支差额y与乘客量x的图象(收支差额=车票收入-支出费用).由于目前本条线路亏损,公司有关人员为扭亏为盈,分别提出了将图①变为图②与图③的两种建议.下列关于两种建议说法中正确的是
A.图②的建议是:支出不变,只提高票价
B.图②的建议是:只减少支出,票价不变
C.图③的建议是:减少支出,同时提高票价
D.图③的建议是:支出不变,只提高票价
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对于AB,由图②可知,两直线平行即票价不变,直线向上平移说明当乘客量为0时,收入是0但是支出的变少了,即说明了此建议是减少支出而保持票价不变,故A错误,B正确;对于CD,由图③可知,当乘客量为0时,支出不变,但是直线的倾斜角变大,即相同的乘客量时收入变大,即票价提高了,即说明了此建议是提高票价而保持支出不变,故C错误,D正确.故选BD.
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因为函数f(x)= 其图象如下图所示:
对于①,由图可知,函数f(x)的值域不是R,故①不正确;对于②,由图可知,∀a>1,方程f(x)=a恰有3个实数根,故②正确;对于③,当∃x0∈
R+时,使得f(-x0)=f(x0)成立,即y=x2-4x+1与y=|ln x|有交点,这显然成立,故③正确;对于④,若x1<x2<x3<x4,且f(x1)=f(x2)=f(x3)=f(x4)时,
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谢谢观看
本节到此结束
(2)对称变换
y=f(x)的图象y=________的图象;
y=f(x)的图象y=________的图象;
y=f(x)的图象y=__________的图象;
y=ax(a>0,且a≠1)的图象y=_______(a>0,且a≠1)的图象.
(3)伸缩变换
y=f(x)y=f(ax);
y=f(x)y=Af(x).
(4)翻折变换
y=f(x)的图象y=__________的图象;
y=f(x)的图象y=__________的图象.
3.(用结论)要得到函数y=2x-1的图象,只需将指数函数y=x的图象
A.向左平移1个单位 B.向右平移1个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
由y=x=()2x向右平移个单位,则y=()=()2x-1.故选D.
解:函数y=-=-2-,则其图象可看作由反比例函数y=-的图象,先向右平移3个单位,再向下平移2个单位得到,其图象如图
所示.
|x-1|
解:设h(x)=y=|x-1|-1,其图象可看作由函数y=|x|的图象向右平移1个单位,再向下平移1个单位得到,而y=|x|=其图象可由y=()x的图象保留x≥0时的图象,然后将该部分关于y轴对称得到,则y=
|x-1|-1图象如图所示.
解:设g(x)=y=2-|x-x2|=其图象如图所示.
(2)(2023·天津卷)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)=
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(0,+∞)上函数值为正,排除.故选D.
函数f(x)=的定义域为{x|x≠0},且f(-x)==-=-f(x),函数f(x)为奇函数,故A选项错误;又当x<0时,f(x)=≤0,故C选项错误;当x>1时,f(x)===x-,函数单调递增,故B选项错误.故选D.
(2024·重庆模拟)已知函数f(x)=则f(x)>|log2x|的解集是
A. B.(1,2)
C. D.∪(1,2)
根据题意,当x∈时,f(x)=2-(x-+)=3-x,当x∈时,f(x)=2-[2-f(x-3)]=f(x-3)=x-, 作出函数f(x)=的部分图象如图,在同一坐标系中作出函数y=|log2x|的图象,
由图象可得不等式f(x)>|log2x|的解集为.故选C.
∪
由1+loga|x-1|=0,解得x=1-≥-3,作出y=|f(x)|和y=x+3的函数草图如图所示,由图象可知|f(x)|=x+3在(0,+∞)上有且只有一解,可得4a≤3,或x2+4a=x+3时Δ=1-4(4a-3)=0,解得≤a≤或a=,则a的取值范围是∪.
由于函数y=x+(x>0)为对勾函数,且y=x+≥2,当且仅当x=1时取等号,函数y=x-(x<0)为单调递增函数,且x=-1,y=0,作出函数f(x)的图象如图所示,由图象可知,要使方程f(x)=a有三个实数解,则需a>2,则符合题意的一个a的值为3.(答案不唯一,只要满足a>2均可)
由已知得f(0)=0,排除选项D,f(1)=-e+1=-e<0,排除选项B,f(2)=-e2+1=9-e2>0,排除选项A.故选C.
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;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,即B错误,A正确.故选A.
A.y=|x| B.y=x
C.y= D.y=
依题意,“心形”图形关于y轴对称,所以x轴上方的图象对应的函数为偶函数,所以函数y=x和y=都不满足题意,故排除选项B,D;y=|x|的图象过点(0,0),(-2,0),(2,0),且当0<x<2时,y=|x|≤=2,当且仅当x=时,等号成立,即函数y=|x|的最大值为2.又“心形”图形对应函数的最大值为1,故排除选项A;y=的图象过点(0,0),(-2,0),(2,0)且当0<x<2时,y===≤1,当且仅当x=1时,等号成立,即函数y=的最大值为1,满足题意,故选C.
6.(2024·河南南阳期末)已知函数f(x)=若f(x)的图象上至少有两对点关于y轴对称,则实数a的取值范围是
A. B.
C. D.[0,1]
当x<0时,f(x)=-,则其关于y轴对称的图象所对应的函数解析式为y=,x>0.由题意知,当x>0时,y=与y=|x-2|+a的图象至少有两个公共点,
即方程=|x-2|+a在区间(0,+∞)内至少有两个实根.令y=a,y=-|x-2|=在同一平面直角坐标系中分别作出y=a与y=-|x-2|(x>0)的图象,如图:
由图可知,若直线y=a与曲线y=-|x-2|(x>0)至少有两个公共点,则0≤a≤.
故实数a的取值范围是.故选C.
定义域为[0,1)∪(1,+∞),此时A选项符合要求;当α=1时,定义域为{x|x≠±1},且f(-x)===-f(x),故函数f(x)=为奇函数,所以B选项符合要求,当α=2时,定义域为{x|x≠±1},且f(-x)===f(x),故函数f(x)=为偶函数,所以D选项符合要求.故选ABD.
f(x)=(x2-x-2) ln x,令f(x)=0得x=1,所以函数f(x)在(0,+∞)上只有一个零点,又f =ln =ln 2>0,与图象不符,故A选项错误;对于B选项,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),且f(-x)=|2-x-2x|ln |x|=f(x),是偶函数,当x>0时,f(x)=|2x-2-x|ln x,令f(x)=0得x=1,所以函数f(x)在(0,+∞)上只有一个零点,当0<x<1时,ln x<0,f(x)<0,满足图象,故B选项正确;对于C选项,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),且f(-x)=x2-|x|=f(x),是偶函数,当x>0时,f(x)=x2-x,满足图象,故C选项正确.故选BC.
当a<0时,f(x)关于原点对称,根据图象平移知g(x)=af(x)+b关于点(0,b)对称,A错误;当a=-1时,方程g(x)=0⇔f(x)=b,-2<b<0,由f(x)的图象知,f(x)=b在x∈(2,c)上有一个交点,故B正确;当a≠0,b=2时,g(x)=0⇔f(x)=-,若使方程g(x)=0有两个根,由图知,必有-=±2⇒a=±1,其他的非零a值均不满足,故C错误;当a≥1,-2<b<2时,g(x)=0⇔f(x)=-∈(-2,2),由图知有三个交点,故D正确.故选BD.
15.(2024·河南新乡三模)设函数f(x)的定义域为R,满足f(x-2)=2f(x),且当x∈(0,2]时,f(x)=x(2-x).若对任意x∈[a,+∞),都有f(x)≤成立,则a的取值范围是
A. B.
C. D.
因为当x∈(0,2]时,f(x)=x(2-x),f(x-2)=2f(x), 所以f(x)= f(x-2),即若f(x)在(0,2]上的点的横坐标增加2,则对应y值变为原来的;若减少2,则对应y值变为原来的2倍.当x∈(0,2]时,f(x)=x(2-x)=-(x-1)2+1,f(x)max=f(1)=1,
因为当x∈(2,4]时,f(x)=-(x-3)2+∈, 令-(x-3)2+=,解得x1=,x2=,因为当x∈[a,+∞)时,f(x)≤成立,所以a≥.故选A.
故当a<0时,对任意x∈[a,+∞),f(x)≤不成立,当x∈(2,4]时,f(x)=f(x-2)=(x-2)[2-(x-2)]=-(x-3)2+∈,同理当x∈(4,6]时,f(x)=f(x-4)=f [(x-2)-2]==-(x-5)2+∈,以此类推,当x>4时,必有f(x)≤.函数f(x)和函数y=的图象如图所示:
16.(2024·北京房山一模)设函数f(x)=给出下列四个结论:①函数f(x)的值域是R;②∀a>1,方程f(x)=a恰有3个实数根;③∃x0∈R+,使得f(-x0)-f(x0)=0;④若实数x1<x2<x3<x4,且f(x1)=f(x2)=f(x3)=f(x4),则(x1+x2)(x3-x4)的最大值为4e-.其中所有正确结论的序号是__________.
由图可知=-2,即x1+x2=-4,|ln x3|=|ln x4|,即-ln x3=ln x4,x3=,所以(x1+x2)(x3-x4)=-4,由图可知,x4∈(1,e],而y=-x在x∈(1,e]上单调递减,所以-x4∈,所以(x1+x2)(x3-x4)=-4∈,则(x1+x2)(x3-x4)的最大值为4e-,故④正确.故答案为②③④.
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