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微突破抽象函数求解模型化
所谓抽象函数,是指没有明确给出函数表达式,只给出它具有的某些特征或性质,并用一种符号表示的函数,
抽象函数是由特殊的、具体的函数抽象而得到的,我们所遇到的抽象函数都是以中学阶段所学的基本初等函数为
背景抽象而得,解决此类问题,若能从研究抽象函数的“模型”入手,根据题设中抽象函数的性质,通过类比、
猜想出它可能为某种基本初等函数,变抽象为具体,变陌生为熟知,会起到事半功倍的效果.
常见的抽象函数对应的基本初等函数模型如下:
基本初等函数模型
抽象函数性质
一次函数f(x)=a十b(k≠0)
(x士y)=∫(x)土∫(y)干b
二次函数f(x)=ax2+bx十c(a≠0)
f(x+y)=f(x)+f(y)+2axy-c
幂函数∫(x)=x
)=ff)或r<停)=哥
指数函数f(x)=ar(a>0且a≠1)
f☒
(x+y)=f(x)f (y)f(x-y)=j
基本初等函数模型
抽象函数性质
f(y)=f(x)+f(y)或f()=∫(x)-f(y)或f(xm)
对数函数f(x)=logx(a>0且a≠1)
-mf (x)
f(x)+f)=f(譬)·f()或fx+y)+f(x-
余弦函数f(x)=Acos wx(Ao≠0)
)=f(x)·f(y)
一次函数模型
类型1
【例1】(2025·重庆学业质量调研)已知定义在R上的函数∫(x)满足:f(x1十)=f()+f(x2),且当
x>0时,f(x)<0.则关于x的不等式f(x2)+∫(2x)≥0的解集为()
A.[-2,0]
B.[0,2]
C.(-∞,-2]U[0,+∞)
D.(-∞,0]U[2,+∞)
解析:A法一(常规解法)由题意得几(:一)十x]=∫(一x)十∫(x),即f(:)一∫()=∫(x1-
2),不妨令>x2,则一x>0,所以f(x-)<0,即f(x1)一f()<0,f()≤f(x2),故f(x)在
R上是减函数.在f(:十2)=∫(x)+f(2)中,令1=x=0,则f(0)=∫(0)+f(0),得f(0)=0.令
=x,=一x,则f(x-x)=∫(x)+f(-x),所以f(x)+f(一x)=0,故f(x)是奇函数.由f(x2)+f
(2x)≥0,得f(x2)≥-f(2x),即f(x2)≥f(-2x),所以x2≤-2x,解得-2≤x≤0,即x∈[-2,0].故
选A.
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法二(模型解法)因为∫(:十x2)=∫(:)+f(),所以可令∫(x)=a,又当x>0时,f(x)<0,所以
k<0,所以f(x2)+f(2x)≥0可转化为2+2a≥0,即x2+2x≤0,解得-2≤x≤0,即x∈[-2,0].故选A.
二次函数模型
类型2
【例2]已知函数f(x)的定义域为R,且满足∫(x)+f(y)=∫(x十y)-2y+2,f(1)=2,则下列结论正确的
是()
A.f(4)=12
B.方程f(x)=x有解
C.f(x+专)是偶函数D.f(x-专)是偶函数
解析:C法一(常规解法)对于A,因为函数∫(x)的定义域为R,且满足f(x)+f(y)=∫(x十y)一2y十
2,f(1)=2,取x=y=1,得f(1)+f(1)=f(2)-2+2,则f(2)=4.取x=y=2,得f(2)+(2)=f
(4)-8+2,则f(4)=14,故A错误.对于B,取y=1,得f(x)+f(1)=f(x+1)-2x+2,则f(x+1)
-f(x)=2x,所以f(x)-f(x-1)=2(x-1),f(x-1)-f(x-2)=2(x-2),,f(2)-f(1)=
2,以上各式相加得f()一1)21+到你1型=2-,所以f()=2-x+2x∈Z),令f(x)=2-士
2
+2=x,得x2-2x+2=0,此方程无解,故B错误.对于C、D,由B知f(x)=x2-x+2,所以f(x十专)=(x
+号)2-(+)+2=x2+是偶函数,f(x-吉)=(x-专)2-(x-)+2=x2-2x+号不是偶函数,故C
正确,D错误.故选C.
法二(模型解法)由f(x)+f(y)=∫(x+y)-2y+2得f(x+y)=f(x)+f(y)+2y-2,设f(x)=x2+
bx+2,由f(1)=2得b=-1,所以f(x)=x2-x十2.对于A,f(4)=42-4+2=14,故A错误;令f(x)=
x2-x+2=x,得x2-2x+2=0,此方程无解,故B错误:对于C、D,由B知∫(x)=x2-x+2,所以f(x+)
=(x+号)2-(x+号)+2=x2+是偶函数,f(x-吉)=(x-号)2-(x-)+2=x2-2x+号不是偶函数,
故C正确,D错误.故选C.
幂函数模型
类型3
【例31已知函数f(x)对任意实数x,y都有f(y)=∫(x)f(y),且f(-1)=1,f(27)=9,当0≤x<1
时,f(x)∈[0,1).若a≥0且f(a+1)≤9,则a的取值范围为[0,2]
解析:法-(常规解法)设0≤<,0≤<1,f()=f(·)=f(号)·f(),:0≤x<1时,f
(x)∈[0,1),∴0≤f()<1,∴f()<f(x),故f(x)在[0,+∞)上单调递增.f(27)=9,又f
(3×9)=∫(3)f(9)=f(3)f(3)f(3)=〔(3)]3,9=f(3)]3,∴f(3)=9,f(a+1)
≤9,∴f(a+1)≤f(3),又a≥0,∴a十1≤3,即a≤2,故a的取值范围为[0,2.
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法二(模型解法)由f(y)=f(x)f(y),可设函数f(x)=x,由f(-1)=1,f(27)=9,得n=号,即f
(x)=x,满足当0≤x<1时,f(x)∈[0,1).由f(a+1)≤5,即(a+1)3≤5,即(a+1)≤33,
即a十1≤3,得a≤2,又a≥0,故a的取值范围为[0,2].
指数函数模型
类型4
【例4】已知函数f(x)对于一切实数x,y满足f(0)≠0,f(x+y)=∫(x)f(y),且当x<0时,f(x)>1.则
当x>0时,f(x)的取值范围为(0,1)·
解析:法一(常规解法):对于一切x,y∈R,f(x+y)=∫(x)f(y)且∫(0)≠0,令x=y=0,则f(0)=
1,设x>0,则-x<0,f(-x)>1,又f(0)=f(x-x)=f(x)f(-x)=1,f(-x)=衣>1,.
0<f(x)<1.
法二(模型解法)由∫(x十y)=∫(x)∫(y),可设函数f(x)=am(a>0,且a≠1),由当x<0时,∫(x)
>1,结合指数函数的图象特征知0<a<1,取a=吉,则f(x)=(专)x满足题意,故当x>0时,f(x)的取值
范围为(0,1).
对数函数模型
类型5>
【例5】已知函数f(x)是定义域为(0,+∞)的增函数,满足f(4)=1,f(y)=∫(x)+fy),若f(x)+f
(x一3)≤1,则x的取值范围为(3,4]
解析:法一(常规解法)f(x)+f(x-3)=f兀x(x-3)]≤1=∫(4),又∫(x)是定义域为(0,+∞)的增函
0<xx-3)≤4,
数,
x-3>0,
→3<x≤4,x的取值范围为(3,4].
(x>0
法二(模型解法)由(xy)=f(x)十f(y),可设函数f(x)=logx(a>0,且a≠1).由f(4)=1,得a=
4,则f(x)=log,由f(x)+f(x-3)≤1,得log+log4(x-3)≤1,即1og4[x(x-3)]≤1,故
xx-3)≤4,
x-3>0,
解得3<x≤4,故x的取值范围为(3,4].
x>0,
口跟踪训练
1.定义在R上的函数f(x)满足f(x十y)=∫(x)+f(y)+2y,f(1)=2,则f(-3)=()
A.2
B.3
C.6
D.9
解析:C法一(常规解法)f(-3)=f(-1)+f(-2)+4=3f(-1)+6,f(0)=f(0)+f(0)+0,f
(0)=0,又f(0)=f(1-1)=f(1)+f(-1)-2=f(-1),所以f(-3)=6.
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法二(模型解法)由∫(x+y)=∫(x)+f(y)+2y,设函数f(x)=x2+bx,又由f(1)=2,得b=1,所以f
(x)=x2+x,f(-3)=6.
2.己知函数f(x)的定义域为(-∞,0)U(0,+∞),且xf(x)=(y十1)f(y+1),则()
A.f(x)≥0
B.f(1)=1
C.f(x)是偶函数
D.f(x)没有极值点
解析:D令g(x)=xf(x),则g(y+1)=(y+1)·f(y+1),所以g(x)=g(y+1),且x,y+1为定
义域内任意值,故g(x)为常函数.令g(x)=k,则f(x)=会,为奇函数且没有极值点,C错,D对;所以f
(x)≥0不恒成立,f(1)=1不一定成立,A、B错,故选D.
f(2),f(4),f(6)
3.如果f(a+b)=f(a)f(b)且f(1)=2,则品++局=()
A号
B
C.6
D.8
解析:Cf(1)=2,f(a+b)=f(a)f(b),∴f(2)=f(1)f(1),f(4)=f(3)f(1),f(6)=f
5f1),8=),得f1),将=1),鼎+周+得-)=6,故选C
4.〔多选)若定义在(-∞,0)U(0,+∞)上的函数f(x)满足∫(y)=∫(x)+f(y),且f(2)=1,则
下列结论中正确的是()
A.f(1)=0
B.f(4)=2
C.f(x)+f(-x)=0D.f(x)-f(-x)=0
解析:ABD法一(赋值法)由已知可得函数f(x)的定义域为(一∞,0)U(0,十∞),满足∫(xy)=f
(x)+f(y)①,且f(2)=1,对于A,令x=y=1,代入①式,得f(1)=f(1)+f(1),得f(1)=0,所
以A正确:对于B,令x=y=2,代入①式,得f(4)=∫(2)+f(2)=1十1=2,得f(4)=2,所以B正确;
对于C、D,令x=y=-1,代入①式,得f(1)=f(-1)+f(-1)=2f(-1),由f(1)=0得f(-1)=
0,可令y=-1代入①式,得f(-x)=f(x)+f(-1)=f(x),整理得f(-x)=f(x),所以C错误,D
正确,故选A、B、D
法二(函数模型法)依题意,可设函数f(x)=log。|x|(a>0且a≠1),由f(2)=1可得a=2,即f(x)=
log2|x|,容易验证A、B、D正确.
5.己知函数f(x)对任意x,y∈R,满足条件f(x)+f(y)=2+f(x十y),且当x>0时,f(x)>2,f(3)=
5,则不等式f(a2-2a-2)<3的解集为{a|-1≤a≤3}·
解析:法一(常规解法)设:<2,则3一>0,当x>0时,∫(x)>2,f(2一x1)>2,则f(2)=f
(x2-x)十x]=f(x2-)十f(x)-2>2十f(x)-2=f(x),即f(x2)>f(x),f(x)为增函数.f
(3)=f(2+1)=f(2)+f(1)-2=[f(1)+f(1)-2]+f(1)-2=3f(1)-4,又f(3)=5,∴f
(1)=3..f(a2-2a-2)<f(1),∴.a2-2a-2<1,即a2-2a-3<0,解得不等式的解集为{a|-1<a<3}.
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法二(模型解法)由f(x)+f(y)=2+f(x十y),即f(x十y)=f(x)+f(y)一2,可设函数f(x)=a十2
(k≠0),由f(3)=5,得3k十2=5,k=1,即f(x)=x+2,满足当x>0时,f(x)>2,则不等式f(a2-
2a-2)<3可化为a2-2a-2十2<3,即a2-2a-3<0,解得-1<a<3,故不等式的解集为{a|-1<a<3).
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