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
抽象函数的考查注重基础概念的深入理解,同时强调多知识板块的综合运用以及对考生多种数学能力的考查,是高中数学知识考查中的重点和难点内容之一.
高考研究在线2 高考试题中的抽象函数
√
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
√
√
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√
√
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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.
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所以g(4-x)=g(x)=-g(3-x),
所以g(x+2)=-g(x+1)=g(x),
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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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)的图象关于直线x=b对称⇒f(x)的图象关于点B(b,f(b))中心对称;
(3)f(x)是周期为T的周期函数⇒f′(x)是周期为T的周期函数.
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√
√
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所以g(5)=-g(0),g(8)=g(0),
所以g(5)=-g(8),D正确;因为f(3+x)=-f(3-x),
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命题点二 与周期性相关的求值问题
A.-3 B.-2
C.0 D.1
√
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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;
令x=1,y=0得f(1)+f(1)=f(1)·f(0)⇒f(0)=2,
所以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,
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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,
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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).
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√
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(2 025)=1
√
√
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ACD [对于A,令x=y=0,得f(0)=0,故A正确;
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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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(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)
(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=g=0,
[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 [因为f(3-x),g均为奇函数,
所以f(3+x)=-f(3-x),g=-g,所以f(x)的图象关于点(3,0)对称,g(x)的图象关于点对称,
所以A正确;因为g(x)=f′(x),
所以g(x)的图象关于直线x=3对称,B错误;因为g(x)的图象关于点对称,且关于直线x=3对称,所以g(x)的周期为2,
所以f=-f,C错误.故选AD.]
[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(k)=( )
故(k)=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(k)=-3.故选A.
法二(特殊函数法):取f(x)=2cosx符合条件,则T=6,计算可得f(2)=f(1)-f(0)=-1,
所以(k)=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(k)=f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=1-1-2-1=-3.
故选A.]
(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)=2ff.
[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( )
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(2 025)=f(1)=1,故D正确.故选ACD.]
$$