内容正文:
高考总复习 数学
第二章 函数
第8节 函数图象
定义域
解析式
性质
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
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落实
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C
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A
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落实
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B
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D
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A
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D
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C
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C
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AC
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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、解析式法)表示函数.
2.会运用函数图象理解和研究函数的性质.(重点)
一、利用描点法作函数图象的方法步骤
1.确定函数的________.
2.化简函数的________.
3.讨论函数的______,即单调性、奇偶性、周期性、最值(甚至变化趋势).
4.列表、描点、连线,画出函数的图象.
二、利用图象变换法作函数图象
函数y=f(x)的图象变换如下表所示
图象变换
变后图象函数
平移变换
左移a(a>0)个单位长度
y=f(x+a)
右移a(a>0)个单位长度
y=f(x-a)
上移h(h>0)个单位长度
y=f(x)+h
下移h(h>0)个单位长度
y=f(x)-h
图象变换
变后图象函数
对称变换
关于x轴对称
y=-f(x)
关于y轴对称
y=f(-x)
关于y=x对称
y=f(x)的反函数
关于坐标原点对称
y=-f(-x)
图象变换
变后图象函数
翻折变换
x轴下方部分翻折到上方,x轴上及上方部分不变
y=|f(x)|
y轴右侧部分翻折到左侧,y轴上及右侧不变,原y轴左侧部分去掉
y=f(|x|)
伸缩变换
各点纵坐标不变,横坐标变为原来的(a>0)倍
y=f(ax)
各点横坐标不变,纵坐标变为原来的A(A>0)倍
y=Af(x)
1.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.
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).
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.
一、“教考衔接”例证
高考
真题
(2022·全国乙卷)如图是下列四个函数中的某个函数在区间[-3,3]的大致图象,则该函数是( )
A.y= B.y=
C.y= D.y=
追根
溯源
(人教A版必修第一册P139T4)函数y=f(x)的图象如图所示,则y=f(x)可能是( )
A.y=1-x-1,x∈(0,+∞) B.y=-()x,x∈(0,+∞)
C.y=ln x D.y=x-1,x∈(0,+∞)
发现
感悟
高考题与教材习题考查角度非常类似,都是给出函数图象选择函数的解析式,解决此类问题要抓住函数图象的特征,结合排除法选出解析式,突出了高考“多想少算”的理念
二、教材典题改编
1.(人教A版必修第一册P68例5改编)下列图象是函数y=的图象的是( )
2.(人教A版必修第一册P82“探究”结论的应用:偶函数的图象关于y轴对称)函数f(x)=的图象关于________对称( )
A.y轴 B.x轴
C.原点 D.直线y=x
解析:函数f(x)的定义域为R,且f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数,其图象关于y轴对称.
答案:-1
解析:由f(-1)=ln (-1+a)=0得a=2,又直线y=ax+b过点(-1,3),则2×(-1)+b=3,得b=5.故当x<-1时,f(x)=2x+5,则f(-3)=2×(-3)+5=-1.
3.(苏教版必修第一册P111T3改编)若函数
f(x)=的图象如图所示,
则f(-3)=________.
三、易误易混澄清
1.(函数图象平移法则理解不清)将函数y=f(-x)的图象向右平移1个单位长度得到函数________的图象.
答案:y=f(-x+1)
解析:y=f(-x)的图象向右平移1个单位长度,是将f(-x)中的x变成x-1,即得到y=f(-x+1)的图象.
2.(画错函数图象)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,+∞)
解析:由题意a=|x|+x,令f(x)=|x|+x=图象如图所示,故要使a=|x|+x只有一解,则a>0,即实数a的取值范围是(0,+∞).
考点一 作函数图象
[例1] 利用变换作出下列函数的图象:
(1)y=2x+1-1;(2)y=|lg (x-1)|;
(3)y=x2-|x|-2.
解:(1)将y=2x的图象向左平移1个单位长度,得到y=2x+1的图象,再将所得图象向下平移1个单位长度,得到y=2x+1-1的图象,如图①所示.
(2)首先作出y=lg x的图象,然后将其向右平移1个单位长度,得到y=lg (x-1)的图象,再把所得图象在x轴下方的部分翻折到x轴上方,保持x轴上及上方部分不变,即得所求函数y=|lg (x-1)|的图象,如图②所示(实线部分).
(3)y=x2-|x|-2=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,其图象如图③所示.
函数图象的常见画法
(1)直接法:当函数解析式(或变形后的解析式)是熟悉的基本初等函数时,可根据这些函数的特征描出图象的关键点,进而直接作出函数图象.
(2)图象变换法:若函数图象可由某个基本初等函数的图象经过平移、伸缩、翻折、对称得到,则可利用图象变换作图.
训练1 作出下列函数的图象:
(1)y=;(2)y=|x2-4x+3|.
解:(1)y==2+,故函数的图象可由y=的图象向右平移1个单位长度,得到y=的图象,再将所得图象向上平移2个单位长度,得到y=2+的图象,如图①所示.
(2)先用描点法作出函数y=x2-4x+3的图象,再把x轴下方的图象沿x轴向上翻折,x轴上方的图象不变,如图②实线部分所示.
考点二 函数图象的识别
[例2] (1)(2024·全国甲卷)函数y=-x2+(ex-e-x)sin x在区间[-2.8,2.8]上的图象大致为( )
(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)=
解析:(1)令y=f(x),则f(-x)=-x2+(e-x-ex)sin (-x)=-x2+(ex-e-x)sin x=f(x),
又函数定义域为[-2.8,2.8],故该函数为偶函数,可排除A,C,又f(1)=-1+(e-)sin 1>-1+(e-)sin =-1->->0,故可排除D.
(2)由题图可知f(x)为偶函数,而选项A,B中的函数均为奇函数,所以排除A,B.又选项C中,f(x)=>0恒成立,故排除C.故选D.
有关函数图象识别问题的解题思路
(1)关注函数的定义域,判断图象的左右位置;
(2)关注函数的值域,判断图象的上下位置;
(3)关注函数的单调性,判断图象的变化趋势;
(4)关注函数的奇偶性,判断图象的对称性;
(5)关注函数图象中的特殊点,排除不合要求的图象.
训练2 (1)(2022·全国甲卷)函数y=(3x-3-x)·cos x在区间[-,]的图象大致为( )
解析:方法一 取x=1,则y=(3-)cos 1=cos 1>0;取x=-1,则y=(-3)cos (-1)=-cos 1<0.结合选项知选A.
方法二 令y=f(x),则f(-x)=(3-x-3x)cos (-x)=-(3x-3-x)cos x=-f(x),所以函数y=(3x-3-x)cos x是奇函数,排除B,D;取x=1,则y=(3-)cos 1=cos 1>0,排除C.
(2)如图所对应的函数的解析式可能是( )
A.f(x)=(x-1)ln |x| B.f(x)=x ln |x|
C.f(x)=(x-1)ln x D.f(x)=(x-1)ex(x≠0)
解析:由题图可知,函数的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),而C选项中函数的定义域为(0,+∞),故排除C;对于B,由f(x)=x ln |x|,f(-x)=-x ln |x|,所以f(-x)=-f(x),即函数为奇函数,排除B;对于D,当0<x<1时,x-1<0,ex>0,所以f(x)=(x-1)ex<0,排除D.
(3)函数f(x)=x ln x的图象如图所示,则函数y=f(1-x)的大致图象为( )
解析:方法一 函数f(x)的定义域为(0,+∞),由1-x>0得x<1,即函数y=f(1-x)的定义域为(-∞,1),排除A,C;f(1-x)=(1-x)ln (1-x),设g(x)=f(1-x)=(1-x)ln (1-x),则g(-1)=2ln 2>0,排除B.
方法二 将函数f(x)的图象进行以y轴为对称轴的翻折变换,得到函数y=f(-x)的图象,再将所得图象向右平移一个单位长度,即可得到函数y=f[-(x-1)]=f(1-x)的图象.
考点三 函数图象的应用
考向1 利用图象研究函数的性质
[例3] 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)
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.
利用图象研究函数性质问题的思路
考向2 利用图象解不等式
[例4] (2024·商丘模拟)已知定义在R上的奇函数f(x)在[0,+∞)上的图象如图所示,则不等式x2f(x)>2f(x)的解集为( )
A.(-,0)∪(,2)
B.(-∞,-2)∪(2,+∞)
C.(-∞,-2)∪(-,0)∪(,2)
D.(-2,-)∪(0,)∪(2,+∞)
解析:根据奇函数的图象特征,作出f(x)在(-∞,0)上的图象,如图所示,
由x2f(x)>2f(x),得(x2-2)f(x)>0,则或解得x<-2或<x<2或-<x<0,故不等式的解集为(-∞,-2)∪(-,0)∪(,2).
利用函数图象求解不等式的思路
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,从而利用数形结合思想求解.
考向3 利用图象求参数的取值范围
[例5] 若关于x的不等式4ax-1<3x-4(a>0,且a≠1)对于任意的x>2恒成立,则a的取值范围为________.
答案:(0,]
解析:不等式4ax-1<3x-4等价于ax-1<x-1.令f(x)=ax-1,g(x)=x-1,当a>1时,在同一坐标系中作出两个函数的图象如图①所示,由图知不满足条件;当0<a<1时,在同一坐标系中作出两个函数的图象如图②所示,由题意知,f(2)≤g(2),即a2-1≤×2-1,解得a≤,所以a的取值范围是(0,].
利用函数图象解决参数的取值范围问题时,一般先准确地作出函数图象,再利用函数图象的直观性,结合其性质,求解参数的取值范围.
训练3 (多选)(1)关于函数f(x)=,下列结论正确的是( )
A.f(x)的图象过原点
B.f(x)是奇函数
C.f(x)在区间(1,+∞)上单调递减
D.f(x)是定义域上的增函数
解析:f(x)===1+,将y=的图象向右平移1个单位长度,然后再向上平移1个单位长度,即可得到f(x)=的图象,如图所示.由图可得A,C正确,故选AC.
(2)已知函数f(x)=|x-2|+1,g(x)=kx.若方程f(x)=g(x)有两个不相等的实数根,则实数k的取值范围是________.
答案:(,1)
解析:先作出函数f(x)=|x-2|+1的图象,如图所示,当直线g(x)=kx与直线AB平行时斜率为1,当直线g(x)=kx过点A时,斜率为,故f(x)=g(x)有两个不相等的实数根时,实数k的取值范围为(,1).
$$