内容正文:
第二章
函数的概念与性质
高考研究在线2
高考试题中的抽象函数
抽象函数可以全面考查函数的概念和性质,新高考连续三年在此点命题,破解此类问题的一般方法为赋值法、函数性质法和构造函数法.
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命题点一 与奇偶性、对称性相关的求值问题
[典例1] (1)(多选)(2023·新高考Ⅰ卷)已知函数f (x)的定义域为R,f (xy)=y2f (x)+x2f (y),则( )
A.f (0)=0 B.f (1)=0
C.f (x)是偶函数 D.x=0为f (x)的极小值点
(2)(多选)(2022·新高考Ⅰ卷)已知函数f (x)及其导函数f ′(x)的定义域均为R,记g(x)=f ′(x).若f ,g(2+x)均为偶函数,则( )
A.f (0)=0 B.g=0
C.f (-1)=f (4) D.g(-1)=g(2)
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(1)ABC (2)BC [(1)取x=y=0,则f (0)=0,故A正确;取x=y=1,则f (1)=f (1)+f (1),所以f (1)=0,故B正确;取x=y=-1,则f (1)=f (-1)+f (-1),所以f (-1)=0,取y=-1,则f (-x)=f (x)+x2f (-1),所以f (-x)=f (x),所以函数f (x)为偶函数,故C正确;由于f (0)=0,且函数f (x)为偶函数,所以函数f (x)的图象关于y轴对称,所以x=0可能为函数f (x)的极小值点,也可能为函数f (x)的极大值点,也可能不是函数f (x)的极值点,故D不正确.故选ABC.
(2)因为f ,g(2+x)均为偶函数,所以f =f ,即f =f ,g(2+x)=g(2-x),所以f (3-x)=f (x),g(4-x)=g(x),则f (-1)=f (4),故C正确;
函数f (x),g(x)的图象分别关于直线x=,x=2对称,又g(x)=f ′(x) ,且函数f (x)可导,所以g=0,g(3-x)=-g(x),所以g(4-x)=g(x)=-g(3-x),所以g(x+2)=-g(x+1)=g(x),所以g=g=0,g(-1)=g(1)=-g(2),故B正确,D错误;
若函数f (x)满足题设条件,则函数f (x)+C(C 为常数)也满足题设条件,所以无法确定f (x)的函数值,故A错误.故选BC.]
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名师点评 本例(2)改编于2021年新高考Ⅱ卷T8,主要考查原函数与导函数之间的性质关联问题.
设函数f (x)及其导函数f ′(x)的定义域均为R,则f (x)与f ′(x)有如下关系:
(1) f (x)的图象关于直线x=a对称⇒f ′(x)的图象关于点A(a,0)中心对称;
(2) f ′(x)关于直线x=b对称⇒f (x)关于点B(b,f (b))中心对称;
(3) f (x)的图象是周期为T的周期函数⇒f ′(x)图象是周期为T的周期函数.
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[跟进训练]
1.(多选)已知函数f (x)及其导函数f′(x)的定义域均为R,记g(x)=f ′(x),若f (3-x),g均为奇函数,则( )
A.f (3)=0 B.g(3)=0 C.f =f D.g(5)=-g(8)
√
AD [∵f (3-x),g均为奇函数,∴f (3+x)=-f (3-x),g=-g,∴f (x)的图象关于点(3,0)对称,g(x)的图象关于点对称,∴A正确;∵g(x)=f ′(x),∴g(x)的图象关于直线x=3对称,B错误;∵g(x)图象关于点对称,又关于直线x=3对称,∴g(x)的周期为2,∴g(5)=-g(0),g(8)=g(0),∴g(5)=-g(8),D正确;∵f (3+x)=-f (3-x),∴f =-f ,C错误.故选AD.]
√
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命题点二 与周期性相关的求值问题
[典例2] (2022·新高考Ⅱ卷)若函数f (x)的定义域为R,且f (x+y)+f (x-y)=
f (x) f (y),f (1)=1,则 =( )
A.-3 B.-2 C.0 D.1
A [法一(赋值法):令y=1得f (x+1)+f (x-1)=f (x)·f (1)=f (x)⇒f (x+1)=f (x)-f (x-1),
故f (x+2)=f (x+1)-f (x),f (x+3)=f (x+2)-f (x+1),消去f (x+2)和f (x+1)得到f (x+3)=-f (x),故f (x)的周期为6;
√
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令x=1,y=0得f (1)+f (1)=f (1)·f (0)⇒f (0)=2,
∴f (2)=f (1)-f (0)=1-2=-1,
f (3)=f (2)-f (1)=-1-1=-2,
f (4)=f (3)-f (2)=-2-(-1)=-1,
f (5)=f (4)-f (3)=-1-(-2)=1,
f (6)=f (5)-f (4)=1-(-1)=2,
故 =3[f (1)+f (2)+…+f (6)]+f (19)+f (20)+f (21)+f (22)=f (1)+f (2)+f (3)+f (4)=1+(-1)+(-2)+(-1)=-3,即=-3.故选A.
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法二(特殊函数法):取f (x)=2cos x符合条件,则T=6,计算可得f (2)=f (1)-f (0)=-1,
f (3)=f (2)-f (1)=-2,
f (4)=f (3)-f (2)=-1,
f (5)=f (4)-f (3)=1,
f (6)=f (5)-f (4)=2,
∴=1-1-2-1+1+2=0,
一个周期内的f (1)+f (2)+…+f (6)=0.由于22除以6余4,所以=f (1)+f (2)+f (3)+f (4)=1-1-2-1=-3.故选A.]
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名师点评 常见的抽象函数7大模型:
(1)一次函数:f (x+y)=f (x)+f (y)-b.
(2)二次函数:f (a-x)=f (a+x).
(3)幂函数:f (xy)=f (x) f (y).
(4)指数函数:f (x+y)=f (x) f (y),f (x-y)=.
(5)对数函数:f (xy)=f (x)+f (y),f =f (x)-f (y).
(6)正切函数:f (x±y)=.
(7)余弦函数:f (x+y)+f (x-y)=2f (x) f (y),f (x)+f (y)=2f f .
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[跟进训练]
2.(多选)已知函数f (x)的定义域为{x|x≠4k+2,k∈Z},且f (x+y)=,f (1)=1,则( )
A.f (0)=0
B.f (x)为偶函数
C.f (x)为周期函数,且4为f (x)的周期
D.f (2 023)=-1
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ACD [对于A,令x=y=0,得f (0)=0,故A正确;
对于B,令y=-x,则f (0)==0,因此f (-x)=-f (x),
又f (x)的定义域为{x|x≠4k+2,k∈Z},关于原点对称,所以f (x)为奇函数,故B错误;
对于C,令y=1,则f (x+1)===-1+,
所以f (x+2)=-1+=-,因此f (x+4)=-=f (x),
所以f (x)为周期函数,且周期为4,故C正确;
对于D,f (2 023)=f (3)=f (-1)=-f (1)=-1,故D正确.故选ACD.]
点拨:(1)挖掘背景函数;(2)抽象恒等式.如f (x+y)=f (x)+f (y).①恰当赋值;②正逆应用.
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