内容正文:
第7节 函数的图象
★[课程标准]
1.在实际情境中,会根据不同的需要选择图象法、列表法、解析法表示函数.
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的解的问题.
3.会结合函数性质判断或选择函数的图象.
学生用书 P36
1.利用描点法作函数的图象步骤
(1)确定函数的定义域;
(2)化简函数解析式;
(3)讨论函数的性质(奇偶性、单调性、周期性、对称
性等);
(4)列表(尤其注意特殊点、零点、最大值点、最小值
点、与坐标轴的交点等),描点,连线.
2.利用图象变换法作函数的图象
(1)平移变换
(2)对称变换
①y=f(x)
关于x轴对称
→y=-f(x);
②y=f(x)
关于y轴对称
→y=f(-x);
③y=f(x)
关于原点对称
→y=-f(-x);
④y=ax(a>0且a≠1)
关于y=x对称
→y=logax(a
>0且a≠1).
(3)伸缩变换
①y=f(x)
a>1,横坐标缩短为原来的1a
倍,纵坐标不变
0<a<1,横坐标伸长为原来的1a
倍,纵坐标不变
→
y=f(ax).
②y=f(x)
a>1,纵坐标伸长为原来的a倍,横坐标不变
0<a<1,纵坐标缩短为原来的a倍,横坐标不变→
y=af(x).
(4)翻转变换
①y=f(x)
保留x轴上方图象
将x 轴下方图象翻折上去→y=|f
(x)|.
②y=f(x)
保留y轴右边图象,并作其
关于y轴对称的图象
→y=f(|x|).
1.函数图象自身的轴对称
(1)f(-x)=f(x)⇔函数y=f(x)的图象关于y轴
对称;
(2)函数y=f(x)的图象关于x=a对称⇔f(a+x)=
f(a-x)⇔f(x)=f(2a-x)⇔f(-x)=f(2a+x);
(3)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=a+b2
对称.
2.函数图象自身的中心对称
(1)f(-x)=-f(x)⇔函数y=f(x)的图象关于原
点对称;
(2)函数y=f(x)的图象关于(a,0)对称⇔f(a+x)
=-f(a-x)⇔f(x)=-f(2a-x)⇔f(-x)=
-f(2a+x);
(3)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).
3.两个函数图象之间的对称关系
(1)函数y=f(a+x)与y=f(b-x)的图象关于直线
x=b-a2
对称(由a+x=b-x得对称轴方程);
(2)函数y=f(x)与y=f(2a-x)的图象关于直线x
=a对称;
(3)函数y=f(x)与y=2b-f(-x)的图象关于点
(0,b)对称;
(4)函数y=f(x)与y=2b-f(2a-x)的图象关于点
(a,b)对称.
◆[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里
打“√”,错误的打“×”.
(1)函数y=2|x|的图象关于直线x=0对称. ( )
(2)当x∈(0,+∞)时,函数y=|f(x)|与y=
f(|x|)的图象相同. ( )
65
高考总复习 数学(BS)
(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个单位得
到函数y=f(-x-1)的图象. ( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
◆[小题查验]
1.(BSD必修第一册P66思考交流T2 改编)已知图①
中的图象是函数y=f(x)的图象,则图②中的图象
对应的函数可能是 ( )
A.y=f(|x|) B.y=|f(x)|
C.y=f(-|x|) D.y=-f(-|x|)
解析:C [因为题图②中的图象是在题图①的基础
上,去掉函数y=f(x)的图象在y 轴右侧的部分,
然后将y轴左侧图象翻折到y轴右侧得到的,所以题
图②中的图象对应的函数可能是y=f(-|x|).]
2.若函数y=f(x)的定义域为 R,则函数y=f(x-
1)与y=f(1-x)的图象关于 ( )
A.直线x=0对称 B.直线y=0对称
C.直线x=1对称 D.直线y=1对称
解析:C [因为函数f(x-1)的图象是f(x)的图
象向右平移1个单位得到的,
f(1-x)=f(-(x-1))的图象是f(-x)的图象
也向右平移1个单位得到的;
又因为f(x)与f(-x)的图象是关于y 轴(直线x
=0)对称,
所以函数y=f(x-1)与y=f(1-x)的图象关于
直线x=1对称.]
3.(2025杭州市模拟)函数y=(
|x|+
|2-x|)
sinπx2
的图象大致是 ( )
解析:A [当0<x<2时,sinπx2 >0
,所以y=
f(x)=(
|x|+
|2-x|)sin
πx
2 >0
,故排 除
B,C项;
又f(2-x)=(
|2-x|+
|x|)sin
π(2-x)
2 =
(
|2-x|+
|x|)sin
πx
2=f
(x),所以函数
f(x)的图象关于直线x=1对称,排除D项.]
4.(忽视复合函数中间变量的范围致
误)已知函数f(x)在R上单调且其
部分图象如图所示,若不等式-2<
f(x+t)<4的解集为(-1,2),则实
数t的值为 .
解析:由题中图象可知不等式-2<f(x+t)<4,
即为f(3)<f(x+t)<f(0),故x+t∈(0,3),
即不等式的解集为(-t,3-t),依题意可得t=1.
答案:1
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 .
解析:由题意a=|x|+x,
令y=|x|+x=
2x,x≥0,
0,x<0,{
图象如图所示,故要使a=|x|+x
只有一解则a>0.
答案:(0,+∞)
学生用书 P38
作函数的图象
分别作出下列函数的图象:
(1)y=elnx;
(2)y=|log2(x+1)|;
(3)y=a|x|(0<a<1);
(4)y=2x-1x-1.
解:(1)∵函数的定义域为{x|x>0},
且y=elnx=x(x>0),
∴其图象如图(1)所示.
(2)将函数y=log2x的图象向左平移一个单位,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(2)所示.
75
主题二 第二章 函 数
(3)∵y=
ax,x≥0
1
a
æ
è
ç
ö
ø
÷
x
,x<0
ì
î
í
ïï
ï
(0<a<1),
∴只需作出0<a<1时函数y=ax(x≥0)和y=
1
a
æ
è
ç
ö
ø
÷
x
(x<0)的图象,合起来即得函数y=a|x|(0<
a<1)的图象.如图(3)所示.
(4)∵y=2+ 1x-1
,
故函数图象可由y=1x
的图象向右平移1个单位,
再向上平移2个单位而得,如图(4)所示.
画函数图象的一般方法
(1)直接法.当函数表达式(或变形后的表达式)是
熟悉的基本函数时,就可根据这些函数的特征
直接作出.
(2)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,并应注意平移变换与伸
缩变换的顺序对变换单位及解析式的影响.
可先化简函数解析式,再利用图象的变换作图.
函数图象的识别
▶[命题点1] 由函数解析式选图
[典例1](1)(2024全国甲卷(理))函数y=-x2+
(ex-e-x)sinx在区间[-2.8,2.8]的图象大致为
( )
[解析] 令f(x)=-x2+(ex-e-x)sinx,
则f(-x)=-(-x)2+(e-x-ex)sin(-x)
=-x2+(ex-e-x)sinx=f(x)
∴y=f(x)为偶函数,排除A,C;
f π2
æ
è
ç
ö
ø
÷=-π
2
4+e
π
2-e-
π
2
=e
π
2-e-
π
2-π
2
4>0
,
故排除D,B正确.
[答案] B
(2)(2023天津卷)函数f(x)的图象如图所示,则
f(x)的解析式可能为 ( )
A.f(x)=5
(ex-e-x)
x2+2
B.f(x)=5sinxx2+1
C.f(x)=5
(ex+e-x)
x2+2
D.f(x)=5cosxx2+1
[解析] 由图象可知,f(x)图象关于y轴对称,为
偶函 数,故 A、B 错 误;当 x>0 时,f(x)=
5(ex+e-x)
x2+2
恒大于0,与图象不符合,故C错误.
[答案] D
知式选图的策略
(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(有时可借助导数判断),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(与坐标轴的交点、经过的定
点、极值点等),排除不合要求的图象.
注意联系基本函数图象的模型,当选项无法排除
时,代特殊值,或从某些量上寻找突破口.
85
高考总复习 数学(BS)
1.(2025浙江模拟)函数f(x)=sinx+ 21+2x
的图
象可能是 ( )
解析:D [因为f(x)=sinx+ 21+2x
的定义域为R,
又因为f(-x)=sin(-x)+ 21+2-x
=-sinx+2
2x
2x+1
≠-f(x),所以f(x)不是奇函数,排除A,B项.
f 3π2
æ
è
ç
ö
ø
÷=sin3π2
æ
è
ç
ö
ø
÷+ 2
1+2
3π
2
=-1+ 2
1+2
3π
2
<0,所以
排除C项.]
2.(2025宁夏固原一模)已知函数f(x)的部分图象
如图所示,则f(x)的解析式可能为 ( )
A.f(x)=e
x-e-x
4|x|-3 B.f
(x)=e
x-e-x
3-4|x|
C.f(x)=e
x+e-x
4|x|-3 D.f
(x)= x|x|-1
解析:A [对于B,当x>1时,f(x)=e
x-e-x
3-4x
,易
知ex-e-x>0,3-4x<0,
则f(x)<0,不满足图象,故B错误;
对于C,f(x)=e
x+e-x
4|x|-3
,定义域为 -∞,-34
æ
è
ç
ö
ø
÷∪
-34
,3
4
æ
è
ç
ö
ø
÷∪ 34
,+∞æ
è
ç
ö
ø
÷,
又因为f(-x)= e
-x+ex
4|-x|-3=
ex+e-x
4|x|-3=f
(x),
则f(x)的图象关于y轴对称,故C错误;
对于D,当x>1时,f(x)= x|x|-1=
x
x-1
=1+ 1x-1
,
由反比例函数的性质可知,f(x)在(1,+∞)上单
调递减,故D错误;
检验选项A,f(x)=e
x-e-x
4|x|-3
满足图中性质,故 A
正确.]
▶[命题点2] 用函数的变化趋势及特殊值选图
[典例2] 如图,正△ABC 的中
心位于点G(0,1),A(0,2),动
点P 从A 点出发沿△ABC 的
边界按逆时针方向运动,设旋
转的角度∠AGP=x(0≤x≤
2π),向量OP
→
在a=(1,0)方向的射影为y(O 为坐
标原点),则y关于x 的函数y=f(x)的图象是
( )
[解析] 设 BC 边与y 轴交
点为点M,由已知可得GM=
0.5,因而可得 AM=1.5,由
此正三角形的边长为 3,连接
BG,可得tan∠BGM=
3
2
1
2
=
3,即∠BGM=π3
,则∠BGA=23π
,由图可知当x
=23π
时,射影y取到最小值,其大小为- 32
,由此
可排除A,B选项;又当点 P 从点B 向点 M 运动
时,x变化相同的值,此时射影长的变化变小,即图
象趋于平缓,由此可排除D.
[答案] C
1.解决动点的函数问题思路:采用“以静观动”,即将
动点处于某些特殊的位置处考查图象的变化特征,
从而作出选择.
2.知式选图的解题思路:根据解析式结合所给图
象,灵活运用特殊值及函数的变化趋势排除错误
的选项,快速选择.
95
主题二 第二章 函 数
3.如图,圆O 的半径为1,A 是圆上
的定点,P 是圆上的动点,角x 的
始边为射线OA,终边为射线OP,
过点P 作直线OA 的垂线,垂足
为M,将点M 到直线OP 的距离表示为x 的函数
f(x),则y=f(x)在[0,π]上的图象大致为 ( )
解析:C [解法一:由题图:当x=π2
时,OP⊥OA,此
时f(x)=0,排除A,D选项;选项当x∈ 0,π2
æ
è
ç
ö
ø
÷时,OM
=cosx,设点 M 到直线OP 的距离为d,则 dOM =
sinx,即d=OMsinx=sinxcosx,∴f(x)=sinx
cosx=12sin2x≤
1
2
,排除B选项.
解法二:如 图 所 示,过 点 M 作OP 的 垂 线,垂 足
为D.
当x=π2
时,MD=0,排除 A,D选项,当x=π4
或
x=3π4
时,MD取得最大值为12
,排除B选项.]
函数图象的应用
▶[命题点1] 研究函数的零点或方程解的个数
1.(2025 广 东 江 门 模 拟)设 函 数 f (x)=
ex,x≤0,
|lnx|,x>0,{ 若f(x)-k=0有三个不同的实数
根,则实数k的取值范围是 ( )
A.(0,1) B.(0,+∞)
C.(0,1] D.[0,+∞)
解析:C [当x≤0时,函数y=ex 单调递增,函数
值集合为(0,1],
当0<x≤1时,函数y=-lnx 单调递减,函数值
集合为[0,+∞),
当x≥1时,函数y=lnx单调递增,函数值集合为
[0,+∞),
作出函数y=f(x)的图象与直线y=k,如图,
观察图象知,当0<k≤1时,函数y=f(x)的图象
与直线y=k有3个交点,
所以f(x)-k=0有三个不同的实数根,实数k的
取值范围是(0,1].]
▶[命题点2] 求不等式的解集或判断不等式是否
成立
2.(2025河北模拟)已知函数f(x)=
1
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
x
,x≥1,
log4(x+1),-1<x<1,
ì
î
í
ïï
ï
则f(x)≤12x
的解集为
( )
A.(-∞,0] B.(-1,0]
C.(-1,0]∪[1,+∞) D.[1,+∞)
解析:C [作出函数
y=f(x)与y=12x
的图象,如图,
当x≥1时,12
æ
è
ç
ö
ø
÷
x
≤
1
2x
,作出函数y= 12
æ
è
ç
ö
ø
÷
x
与y=12x
的图象,
由图象可知,此时解得x∈[1,+∞);
当-1<x<1时,log4(x+1)≤
1
2x
,作出函数y=
log4(x+1)与y=
1
2x
的图象,
它们的交点坐标为(0,0)、1,12
æ
è
ç
ö
ø
÷,结合图象知此
时x∈(-1,0].
所以不等式f(x)≤12x
的解集为(-1,0]∪[1,+∞).
06
高考总复习 数学(BS)
3.(多选)(2025山东模拟)已知直线y=-x+2分
别与函数y=ex 和y=lnx 的图象交于点A(x1,
y1),B(x2,y2)则下列结论正确的是 ( )
A.x1+x2=2 B.ex1+ex2>2e
C.x1lnx2+x2lnx1<0 D.x1x2>
e
2
解析:ABC [函数y=ex 与y=lnx 互为反函数,
则y=ex 与y=lnx的图象关于y=x对称.
将y=-x+2与y=x联立,则x=1,y=1.
由直线y=-x+2分别与函数y=ex 和y=lnx
的图象交于点A(x1,y1),B(x2,y2),
作出函数图象,则A(x1,y1),B(x2,y2)的中点坐标
为(1,1).
对于A,由
x1+x2
2 =1
,解得x1+x2=2,故A正确;
对于B,ex1+ex2≥2 ex1ex2 =2 ex1+x2 =2 e2
=2e,因为x1≠x2,即等号不成立,所以ex1+ex2>
2e,故B正确;
对于C,将y=-x+2与y=ex 联立可得-x+2
=ex,即ex+x-2=0.
设f(x)=ex+x-2,且函数为单调递增函数,
∵f(0)=1+0-2=-1<0,f 12
æ
è
ç
ö
ø
÷=e
1
2+12-2
=e
1
2-32>0
,
故函数的零点在 0,12
æ
è
ç
ö
ø
÷上,即0<x1<
1
2
,
由x1+x2=2,则1<x2<2,∴
1
x1
>x2,
x1lnx2+x2lnx1=x1lnx2-x2ln
1
x1
<x1lnx2-x2lnx2=(x1-x2)lnx2<0,故 C
正确;
对于D,由x1+x2≥2 x1x2,解得x1x2≤1,
由于x1≠x2,则x1x2<1,故D错误.]
▶[命题点3] 求参数的取值或范围
4.(2025泰州中学期初考试)已知函数f(x)=
x
x-1
,x≤0,
lnx
x
,x>0,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
若关于x 的方程f(x)=x+a无实
根,则实数a的取值范围为 ( )
A.(-∞0)∪ 1e
,1æ
è
ç
ö
ø
÷ B.(-1,0)
C.0,1e
æ
è
ç
ö
ø
÷ D.(0,1)
解析:B [因为函数f(x)=
x
x-1
,x≤0,
lnx
x
,x>0,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
关于x的方程f(x)=x+a无实根等价于函数y=
f(x)的图象与直线y=x+a无交点,
设直线y=x+a 与f(x)=lnxx
(x>0)的切点为
P(x0,y0),由f′(x)=
1-lnx
x2
,由已知有:1-lnx0
x20
=1,解得x0=1,则P(1,0),则切线方程为:y=x
-1,由图知:函数y=f(x)的图象与直线y=x+a
无交点时实数a 的取值范围为-1<a<0.]
(1)利用函数的图象研究函数的性质,一定要注意
其对应关系,如:图象的左右范围对应定义域,
上下范围对应值域,上升、下降趋势对应单调
性,对称性对应奇偶性.
(2)研究方程根的个数或由方程根的个数确定参数
的值(范围):构造函数,转化为两函数图象的交
点个数问题,在同一坐标系中分别作出两函数
的图象,数形结合求解.
(3)研究不等式的解:当不等式问题不能用代数法
求解,但其对应函数的图象可作出时,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.
16
主题二 第二章 函 数