内容正文:
第7节 函数的图象
课程标准
核心素养
考情聚焦
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
1.作函数的图象,达成直观想象素养.
2.函数图象的识别,提升直观想象素养.
3.函数图象的应用,提升直观想象和逻辑推理素养
高考对函数图象的考查多种多样,可以是由函数的解析式与函数的性质识图选图,可以是由函数的图象研究函数的性质,还可以是数形结合思想的运用等,其中给出函数解析式判断函数的图象及利用函数图象求函数零点,求交点个数及求参数值(范围)是高考的热点,各种基本初等函数的图象与性质的应用,图象变换等也是高考的热点.本部分内容在高考中多以选择题或填空题的形式出现,属于中档题,有时也在解答题中考查数形结合的思想,属于中高档题,难度较大
对应学生用书P36
[必备知识]
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)y= -f(x) ;
②y=f(x)y= f(-x) ;
③y=f(x)y= -f(-x) ;
④y=ax(a>0且a≠1)y= logax(a>0且a≠1) .
(3)伸缩变换
①y=f(x)
y= f(ax) .
②y=f(x)
y= af(x) .
(4)翻转变换
①y=f(x)y= |f(x)| .
②y=f(x)y= f(|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.上下平移仅仅是相对y而言的,即发生变化的只是y本身,利用“上减下加”进行操作.但平时我们是对y=f(x)中的f(x)进行操作,满足“上加下减”.
[自主诊断]
[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.( )
(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.(人教A版教材例题改编)函数y=x|x|的图象经描点确定后的形状大致是( )
解析:A [y=x|x|=为奇函数,奇函数图象关于原点对称.]
2.(2025·北京卷,4)为得到函数y=9x的图象,只需把函数y=3x的图象上的所有点( )
A.横坐标变成原来的倍,纵坐标不变
B.横坐标变成原来的2倍,纵坐标不变
C.纵坐标变成原来的倍,横坐标不变
D.纵坐标变成原来的3倍,横坐标不变
解析:A [因为y=9x=32x,所以将函数y=3x的图象上所有点的横坐标变成原来的倍,纵坐标不变,即可得到函数y=9x的图象,故选:A.]
3.(2025·天津卷)已知函数y=f(x)的图象如图,则f(x)的解析式可能为( )
A.f(x)= B.f(x)=
C.f(x)= D.f(x)=
解析:D [A中,f(x)==-=-f(-x)(x≠±1)为奇函数,其图象关于原点对称,故排除A;B中,f(-x)==-=-f(x)(x≠±1)为奇函数,故排除B;C中,f(-x)===f(x)为偶函数,当x=2时,f(2)==-<0,故排除C.]
4.为了得到函数f(x)=log2x的图象,只需将函数g(x)=log2的图象向__________平移__________个单位.
解析:g(x)=log2=log2x-3=f(x)-3,
因此只需将函数g(x)的图象向上平移3个单位即可得到函数f(x)=log2x的图象.
答案:上 3
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=
图象如图所示,故要使a=|x|+x只有一解,则a>0.故实数a的取值范围是(0,+∞).
答案:(0,+∞)
对应学生用书P37
考点一 作函数的图象(自主练透)
[题组集训]
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=.
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.
(3)∵y= (0<a<1),
∴只需作出0<a<1时函数y=ax(x≥0)和y=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+,
故函数图象可由y=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.
易错警示:可先化简函数解析式,再利用图象的变换作图.
考点二 函数图象的识别(师生共研)
[典例] (1)(2025·山东五市联考)函数y=(3x-3-x)cos x在区间上的图象大致为( )
[解析] A [设f(x)=(3x-3-x)cos x,f(-x)=(3-x-3x)cos(-x)=-f(x),所以f(x)为奇函数,排除BD,令x=1,
则f(1)=(3-3-1)cos 1>0,排除C.]
(2)函数y=xcos x+sin x在区间[-π,π]上的图象可能是( )
[解析] A [因为函数y=xcos x+sin x为奇函数,所以图象关于原点对称,排除C、D,因为当x=π时,y=-π<0,排除B.]
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.
易错警示: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.
[跟踪训练]
1.(2025·浙江统考)已知函数f(x)=x2+,g(x)=sin x,则图象为右图的函数可能是( )
A.y=f(x)+g(x)-
B.y=f(x)-g(x)-
C.y=f(x)g(x)
D.y=
解析:D [f(x)=x2+为偶函数,g(x)=sin x为奇函数,图中函数为奇函数,
y=f(x)+g(x)-与y=f(x)-g(x)-均不是奇函数,故排除A,B项;
f(x)·g(x)=·sin x,[f(x)·g(x)]′=·cos x+2x·sin x,则′>0,与题图不符,故排除C项.]
2.(2024·全国甲卷(理))函数y=-x2+(ex-e-x)sin x在区间[-2.8,2.8]的图象大致为( )
解析:B [令f(x)=-x2+(ex-e-x)sin x,
则f(-x)=-(-x)2+(e-x-ex)sin(-x)
=-x2+(ex-e-x)sin x=f(x)
∴y=f(x)为偶函数,排除A,C;
f=-+e-e-
=e-e-->0,
故排除D,B正确.]
考点三 函数图象的应用(多维探究)
[命题角度1] 研究函数的零点
1.函数f(x)=的零点个数为( )
A.3 B.2
C.7 D.0
解析:B [(1)法一:由f(x)=0,得,或,
解得x=-2,或x=e.
因此函数f(x)共有2个零点.
法二:函数f(x)的图象如图所示,由图象知函数f(x)共有2个零点.]
[命题角度2] 求不等式的解集
2.设函数f(x)=则满足f(x+1)<f(2x)的x的取值范围是( )
A.(-∞,-1] B.(0,+∞)
C.(-1,0) D.(-∞,0)
解析:D [作函数f(x)的图象,
观察图象可知会有
,解得x<0,
所以满足f(x+1)<f(2x)的x的取值范围是(-∞,0).]
[命题角度3] 求参数的取值或范围
直观想象——数形结合思想在函数问题中的应用
数形结合思想的主要方面是“以形助数”,以此来帮助寻找解决问题的途径,在函数有关求参数的取值或范围问题中,数形结合思想的应用非常广泛且恰到好处.
3.(2025·杭州五校联盟诊断)若直角坐标平面内两点P,Q满足条件:①P,Q都在函数y=f(x)的图象上;②P,Q关于原点对称,则称(P,Q)是函数y=f(x)的一个“伙伴点组”(点组(P,Q)与(Q,P)看作同一个“伙伴点组”).已知函数f(x)=有两个“伙伴点组”,则实数k的取值范围是( )
A.(-∞,0) B.(0,1)
C. D.(0,+∞)
解析:B [依题意,“伙伴点组”的点满足,都在y=f(x)的图象上,且关于坐标原点对称.可作出函数y=-ln(-x)(x<0)关于原点对称的函数y=ln x(x>0)的图象,
使它与直线y=kx-1(x>0)的交点个数为2即可.
当直线y=kx-1与y=ln x的图象相切时,设切点为(m,ln m),又y=ln x的导数为y′=,
则km-1=ln m,k=,解得m=1,k=1,
可得函数y=ln x(x>0)的图象过点(0,-1)的切线的斜率为1,结合图象可知k∈(0,1)时两函数图象有两个交点.]
(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.
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