内容正文:
第九节 函数的图象
第二章 函数的概念、性质与基本初等函数
1
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.会运用函数图象理解和研究函数的性质.
学习要求
2
必备知识 自主梳理
内容索引
关键能力 重点探究
课时作业 巩固提升
3
必备知识 自主梳理
4
1.描点法作函数图象
其基本步骤是列表、描点、连线,具体为:
首先:(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).
其次:列表(尤其注意零点、最大值点、最小值点、与坐标轴的交点等特殊点).
最后:描点,连线.
知识梳理
知识点 函数的图象
5
2.利用图象变换法作函数的图象
(1)平移变换
y=f (x)
____________;
y=f (x-a)
y=f (x)
_____________.
y=f (x)+b
知识梳理
知识点 函数的图象
6
(2)伸缩变换
y=f (x)
_________;
y=f (x)
_________.
y=f (ωx)
y=Af (x)
知识梳理
知识点 函数的图象
7
(3)对称变换
y=f (x)
y=f (x)
y=f (x)
y=_________;
y=_________;
y=_________.
-f (x)
f (-x)
-f (-x)
知识梳理
知识点 函数的图象
8
(4)翻折变换
y=f (x)
y=f (x)
y=f (|x|);
y=|f (x)|.
知识梳理
知识点 函数的图象
9
1.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: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|).
C
自我评价
10
2.在同一平面直角坐标系中,y=2x与y=log2(-x)的图象可能是( )
解析:因为y=2x的图象过点(0,1),且单调递增,故排除选项C,D;y=log2(-x)的图象为过点(-1,0)的单调递减的函数图象,故排除选项A.
B
自我评价
11
3.把函数f (x)=ln x图象上各点的横坐标扩大到原来的2倍,得到的图象
的函数解析式是__________.
解析:根据伸缩变换方法可得,所求函数解析式为y=ln .
y=ln
自我评价
12
4.如图,函数y=f (x)的图象由曲线段OA和线段AB构成.当0≤x≤2时,
f (x)=ax+k(a>0且a≠1,k∈R),则函数f (x)的解析式为
___________________________.
f (x)=
自我评价
13
解析:当0≤x≤2 时,因为点O(0,0),A(2,3)在f (x)的图象上,所以 解得 故当0≤x≤2 时,f (x)=2x-1;当2<x≤5 时,设f (x)=cx+b,因为点A(2,3),B(5,0)在f (x) 的图象上,所以 解得 故当2<x≤5 时,f (x)=-x+5.所以f (x)=
自我评价
14
1.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)中心对称⇔f (a+x)=2b-f (a-x)⇔
f (x)=2b-f (2a-x).
2.两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.
(3)函数y=f (a+x)与y=f (b-x)的图象关于直线x=对称.
常用结论
15
关键能力 重点探究
16
[例1] 作出下列函数的图象:
(1)y=|log2(x+1)|;
[解] 将函数y=log2x的图象先向左平移一个单位长度,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①.
考点一 作函数的图象
17
(2)y=.
[解] 因为y==2+,故函数图象可由y=的图象向右平移1个单位长度,再向上平移2个单位长度得到,如图②.
考点一 作函数的图象
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函数图象的常见画法及注意事项
1.直接法:对于熟悉的基本函数,根据函数的特征描出图象的关键点,直接作图.
2.转化法:含有绝对值符号的,去掉绝对值符号,转化为分段函数来画.
3.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、伸缩、翻折、对称得到,则可利用图象变换作图.
4.画函数的图象一定要注意定义域.
方法总结
19
作出下列函数的图象:
(1)y=x-|x-1|;
解:根据绝对值的意义,可将函数式化为分段函数y=可见其图象是由两条射线组成,如图①所示.
跟踪训练
20
(2)y=|log2x-1|.
解:先作出y=log2x的图象,再将其图象向下平移一个单位长度,保留x轴上方的部分,将x轴下方的图象翻折到x轴上方,即得y=|log2x-1|的图象,如图②所示.
跟踪训练
21
[例2] (2024·全国甲卷)函数f (x)=-x2+(ex-e-x)sin x在区间[-2.8,
2.8]的图象大致为( )
B
考点二 函数图象的辨识
22
[解析] 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+sin 1>-1+sin-1->0,故可排除D.
考点二 函数图象的辨识
23
识别函数的图象的主要方法
1.利用函数的性质,如奇偶性、单调性、定义域等判断.
2.利用函数的零点、极值点等判断.
3.利用特殊函数值判断.
方法总结
24
(2025·山东烟台模拟)若某函数在区间[-π,π]上的大致图象如图所
示,则该函数的解析式可能是( )
A.y=(x+2)sin 2x
B.y=
C.y=
D.y=
B
跟踪训练
25
解析:A中,设f (x)=y=(x+2)sin 2x,
则当x∈时,2x∈(π,2π),
则f (x)<0,不符合,排除A;
C中,设f (x)=y=,
当x∈(0,π)时,f (x)=,
且2<x+2<π+2,0<sin x≤1,1<x+1<π+1,
所以0<(x+2)sin x<π+2,
所以f (x)=<(x+2)sin x<π+2<6,不符合,排除C;
D中,设f (x)=y=,令f (x)=0,
解得x=0或-2,不符合,排除D.故选B.
跟踪训练
26
角度1 图象法解不等式
[例3] 已知函数f (x)=则f (x)≤x的解集为
( )
A.(-∞,0] B.(-1,0]
C.(-1,0]∪[1,+∞) D.[1,+∞)
C
考点三 函数图象的应用
27
[解析] 作出函数y=f (x)与y=x的图象,如图.
结合图象知不等式f (x)≤x的解集为(-1,0]∪[1,+∞).
考点三 函数图象的应用
28
角度2 求参数的取值范围
[例4] 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}
D
考点三 函数图象的应用
29
[解析] 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,
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}.
考点三 函数图象的应用
30
1.利用函数的图象研究函数的性质.
对于已知或易画出其在给定区间上图象的函数,其性质(单调性、奇偶性、周期性、最值(值域)、零点)常借助于图象研究,但一定要注意性质与图象特征的对应关系.
2.利用函数的图象可以解决方程和不等式的求解问题,如判断方程是否有解,有多少个解,数形结合是常用的思想方法.不等式的求解可转化为两函数图象的上下关系问题.
方法总结
31
已知函数f (x)=若实数a,b,c互不相等,且f (a)=
f (b)=f (c),则a+b+c的取值范围是__________.
(2,2 026)
解析:函数f (x)= 的图象如图所示,
不妨令a<b<c,
由正弦曲线的对称性可知a+b=1,
又1<c<2 025,
所以2<a+b+c<2 026.
跟踪训练
32
[例] 如图,在不规则四边形ABCD中,AB和CD是线段,AD和BC是圆弧,直线l⊥AB交AB于点E,当l从左至右移动(与线段AB有公共点)时,把四边形ABCD分成两部分,设AE=x,左侧部分的面积为y,则y关于x
的图象大致是( )
C
[解析] 当l从左至右移动时,一开始面积的增加速度越来越快,过了点D后面积保持匀速增加,图象呈直线变化,过了点C后面积的增加速度又逐渐减慢.
教材延展 动点(抽象变量)的图象问题
33
根据实际背景、图形判断函数图象的两种方法
1.定量计算法:根据题目所给条件确定函数解析式,从而判断函数图象.
2.定性分析法:采用“以静观动”,即判断动点处于不同的特殊的位置时图象的变化特征,从而利用排除法作出选择.
注意:求解的过程中注意实际问题中的定义域问题.
方法总结
34
向高为H的水瓶中注水,注满为止,如果注水量V与水深h的函数关系的
图象如图所示,那么水瓶的形状是( )
B
跟踪训练
35
解析:观察图象,根据图象的特点,发现取水深h=时,注水量V'>,即水深为一半时,实际注水量大于水瓶容积的一半,A中V'<,C,D中V'=,故排除A,C,D.
跟踪训练
36
课时作业 巩固提升
37
1.为了得到函数y=2x-3-1的图象,只需把函数y=2x的图象( )
A.向右平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
B.向左平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
C.向右平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
D.向左平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
解析:将函数y=2x的图象向右平移3个单位长度得到y=2x-3的图象,再向下平移1个单位长度得到y=2x-3-1的图象.
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A
A组 基础保分练
38
2.(2025·山东淄博模拟)在同一平面直角坐标系中,函数y=logax与y=
-x+a的图象可能是( )
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A
A组 基础保分练
39
解析:当0<a<1时,函数y=logax在(0,+∞)上单调递减;
函数y=-x+a在R上单调递减,且当x=0时,y=a∈(0,1),故A正确,C错误;
当a>1时,函数y=logax在(0,+∞)上单调递增;
函数y=-x+a在R上单调递减,且当x=0时,y=a∈(1,+∞),故B,D错误.
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A组 基础保分练
40
3.函数f (x)=的图象大致为( )
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D
解析:因为f (1)=1>0,故A,C错误;
又因为f (0)=<1=f (1),故B错误.
A组 基础保分练
41
4.已知函数f (x)在[-4,4]上的大致图象如图所示,则f (x)的解析式可能
为( )
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A.f (x)=
B.f (x)=
C.f (x)=|x|·(4-|x|)
D.f (x)=|x|·sin
B
A组 基础保分练
42
解析:选项A中函数满足f (2)==3,与图象不符,排除A.
又选项C中函数满足f (2)=4,与图象不符,排除C;
函数图象关于y轴对称,函数为偶函数,选项D中函数满足f (-x)=
|-x|sin=-|x|sin=-f (x),为奇函数,排除D.
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A组 基础保分练
43
5.已知函数f (x)=xln x的图象如图所示,则函数f (1-x)的图象为( )
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D
解析:易知函数f (x) 的定义域为(0,+∞).由1-x>0,得x<1,所以函数f (1-x) 的定义域为(-∞,1),故排除A,C.又当x=-1 时,f (1-
(-1))=f (2)=2ln 2>0,故排除B.
A组 基础保分练
44
6.对于函数f (x)=x|x|+x+1,下列结论正确的是( )
A.f (x)为奇函数
B.f (x)在定义域上是减函数
C.f (x)的图象关于点(0,1)对称
D.f (x)在区间(0,+∞)上存在零点
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C
A组 基础保分练
45
解析:f (x)=作出函数f (x) 的图象(如图),由图可知,f (x)的图象关于点(0,1) 对称,因此f (x) 不是奇函数,函数f (x) 在定义域上为增函数,在(0,+∞) 上f (x) 没有零点.
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A组 基础保分练
46
7.已知函数f (x)=若方程f (x)-a=0有三个不同的实数
根,则实数a的取值范围是( )
A.(1,3) B.(0,3) C.(0,2) D.(0,1)
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D
解析:画出函数f (x)的图象,如图所示,方程f (x)-a=0有三个不同的实数根,即函数y=f (x)的图象与直线y=a有三个不同的交点,由图可知,实数a的取值范围为(0,1).
A组 基础保分练
47
8.(多选)对于函数f (x)=lg (+1),下列说法正确的有( )
A.f (x+2)是偶函数
B.f (x+2)是奇函数
C.f (x)在区间(-∞,2)上单调递减,在区间(2,+∞)上单调递增
D.f (x)没有最小值
解析:f (x+2)=lg(|x|+1)为偶函数,A正确,B错误;
作出函数f (x) 的图象如图所示,可知f (x) 在(-∞,2) 上单调递减,在(2,+∞) 上单调递增,故函数f (x) 存在最小值0,C正确,D错误.
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AC
A组 基础保分练
48
9.(多选)函数f (x)=的图象如图所示,则下列结论一定成立的是
( )
A.a<0 B.b<0 C.c>0 D.abc<0
解析:由题图知f (0)=>0,所以b<0,B正确;
当x=-c时,函数f (x)无意义,
由题图知-c<0,所以c>0,C正确;
令f (x)=0,解得x=,
由题图知<0,
又因为b<0,所以a>0,A错误;
综上,a>0,b<0,c>0,所以abc<0,D正确.
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BCD
A组 基础保分练
49
10.若函数f (x)=的图象关于点(1,1)对称,则实数a=_________.
解析:f (x)==a+,关于点(1,a)对称,故a=1.
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1
A组 基础保分练
50
11.(2025·吉林长春模拟)设函数f (x)=则f (f (0))=____;
若f (m)>1,则实数m的取值范围是_____________________.
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0
(-∞,0)∪(e,+∞)
解析:f (f (0))=f (1)=ln 1=0,如图所示,可得f (x)=的图象与直线y=1的交点分别为(0,1),(e,1).若f (m)>1,则实数m的取值范围是(-∞,0)∪(e,+∞).
A组 基础保分练
51
12.已知函数f (x)=|x|(x-a),a>0.
(1)画出函数f (x)的图象;
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解:f (x)= 其图象如图所示.
A组 基础保分练
52
(2)写出函数f (x)的单调区间;
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解:由图知,f (x)的单调递增区间是(-∞,0),;单调递减区间是.
A组 基础保分练
53
(3)当x∈[0,1]时,由图象写出f (x)的最小值.
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解:由图象知,当>1,即a>2 时,f (x)min=f (1)=1-a;
当0<≤1,即0<a≤2 时,f (x)min=f =-.
综上,当x∈[0,1] 时,若0<a≤2,f (x)的最小值为
-,若a>2,f (x)的最小值为1-a.
A组 基础保分练
54
13.已知f (x)是定义在[-5,5]上的偶函数,当-5≤x≤0时,f (x)的图象
如图所示,则不等式<0的解集为( )
A.(-π,-2)∪(0,2)∪(π,5]
B.(-π,-2)∪(π,5]
C.[-5,-2)∪(0,π)∪(π,5]
D.[-5,-2)∪(π,5]
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A
B组 能力提升练
55
解析:因为f (x)是定义在[-5,5]上的偶函数,观察图象结合偶函数性质得f (x)>0的解集为[-5,-2)∪(2,5],f (x)<0的解集为(-2,2),
当x∈[-5,5]时,sin x>0的解集为[-5,-π)∪(0,π),sin x<0的解集为(-π,0)∪(π,5],
不等式<0等价于或
由解得x∈(-π,-2)∪(π,5],
由解得x∈(0,2),
所以不等式<0的解集为(-π,-2)∪(0,2)∪(π,5].
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B组 能力提升练
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14.已知函数f (x)=,实数a,b满足a<b.
(1)在平面直角坐标系中画出函数f (x)的图象;
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14
解:因为函数f (x)=,先作出函数y=1- 的图象,然后再利用图象变换作出函数f (x)= 的图象,如图所示.
B组 能力提升练
57
(2)若函数f (x)在区间[a,b]上的值域为,求实数a+b的值;
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14
解:由,解得x= 或x=,
由=3 解得x=- 或x=,
结合图象可知[a,b]=,所以a+b=1.
B组 能力提升练
58
(3)若函数f (x)的定义域是[a,b],值域是[ma,mb](m>0),求实数m的取值范围.
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14
解:由题意得[a,b] 在f (x) 的增区间内且a>0,b>0,
又f (x)= 在[1,+∞) 上单调递增,
故 即
B组 能力提升练
59
所以a,b是方程1-=mx 的两个根,即x-1=mx2(x>1),所以mx2-x+1=0 在区间(1,+∞) 上有两个不相等的实数根,设g(x)=mx2-x+1,
则
解得0<m<,故实数m 的取值范围是.
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B组 能力提升练
60
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