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微突破 抽象函数求解模型化
高中总复习·数学
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:
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基本初等函数模型 抽象函数性质
一次函数f(x)=kx+b
(k≠0) f(x±y)=f(x)±f(y)∓b
二次函数f(x)=ax2+bx+c
(a≠0) f(x+y)=f(x)+f(y)+2axy
-c
幂函数f(x)=xn f(xy)=f(x)f(y)或f( )=
指数函数f(x)=ax(a>0且
a≠1) f(x+y)=f(x)f(y)或f(x-
y)=
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基本初等函数模型 抽象函数性质
对数函数f(x)=logax(a>0
且a≠1) f(xy)=f(x)+f(y)或f( )
=f(x)-f(y)或f(xm)=mf
(x)
余弦函数f(x)=A cos ωx
(Aω≠0) f(x)+f(y)= f( )·f
( )或f(x+y)+f(x-y)=
f(x)·f(y)
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一次函数模型
(2025·重庆学业质量调研)已知定义在R上的函数f(x)满足:f
(x1+x2)=f(x1)+f(x2),且当x>0时,f(x)<0.则关于x的不
等式f(x2)+f(2x)≥0的解集为( )
A. [-2,0]
B. [0,2]
C. (-∞,-2]∪[0,+∞)
D. (-∞,0]∪[2,+∞)
√
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解析: 法一(常规解法) 由题意得f[(x1-x2)+x2]=f(x1-x2)
+f(x2),即f(x1)-f(x2)=f(x1-x2),不妨令x1>x2,则x1-x2
>0,所以f(x1-x2)<0,即f(x1)-f(x2)<0,f(x1)<f
(x2),故f(x)在R上是减函数.在f(x1+x2)=f(x1)+f(x2)
中,令x1=x2=0,则f(0)=f(0)+f(0),得f(0)=0.令x1=x,
x2=-x,则f(x-x)=f(x)+f(-x),所以f(x)+f(-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f(x1+x2)=f(x1)+f(x2),所以可令f(x)
=kx,又当x>0时,f(x)<0,所以k<0,所以f(x2)+f(2x)≥0
可转化为kx2+2kx≥0,即x2+2x≤0,解得-2≤x≤0,即x∈[-2,0].
故选A.
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二次函数模型
已知函数f(x)的定义域为R,且满足f(x)+f(y)=f(x+
y)-2xy+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+ )是偶函数 D. f(x- )是偶函数
√
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解析: 法一(常规解法) 对于A,因为函数f(x)的定义域为R,且
满足f(x)+f(y)=f(x+y)-2xy+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)
+f(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(x)-f(1)=
=x2-x,所以f(x)=x2-x+2(x∈Z),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f(x)=x2-x+2,所以f(x+ )=(x+ )2-(x+
)+2=x2+ 是偶函数,f(x- )=(x- )2-(x- )+2=x2-
2x+ 不是偶函数,故C正确,D错误.故选C.
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法二(模型解法) 由f(x)+f(y)=f(x+y)-2xy+2得f(x+y)
=f(x)+f(y)+2xy-2,设f(x)=x2+bx+2,由f(1)=2得b
=-1,所以f(x)=x2-x+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f(x)=x2-x+2,所以f(x+ )=(x+ )2-
(x+ )+2=x2+ 是偶函数,f(x- )=(x- )2-(x- )+2
=x2-2x+ 不是偶函数,故C正确,D错误.故选C.
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幂函数模型
已知函数f(x)对任意实数x,y都有f(xy)=f(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)≤ ,则a的取值范围为 .
[0,2]
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解析:法一(常规解法) 设0≤x1<x2,∴0≤ <1,f(x1)=f
( ·x2)=f( )·f(x2),∵0≤x<1时,f(x)∈[0,1),∴0≤f
( )<1,∴f(x1)<f(x2),故f(x)在[0,+∞)上单调递
增.∵f(27)=9,又f(3×9)=f(3)×f(9)=f(3)×f(3)×f
(3)=[f(3)]3,∴9=[f(3)]3,∴f(3)= ,∵f(a+1)
≤ ,∴f(a+1)≤f(3),又a≥0,∴a+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(xy)=f(x)f(y),可设函数f(x)=xn,
由f(-1)=1,f(27)=9,得n= ,即f(x)= ,满足当0≤x<1
时,f(x)∈[0,1).由f(a+1)≤ ,即(a+1 ≤ ,即(a
+1 ≤ ,即a+1≤3,得a≤2,又a≥0,故a的取值范围为[0,2].
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指数函数模型
已知函数f(x)对于一切实数x,y满足f(0)≠0,f(x+y)=f
(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)
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解析:法一(常规解法) ∵对于一切x,y∈R,f(x+y)=f(x)f
(y)且f(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)= >1,∴0<f(x)<1.
法二(模型解法) 由f(x+y)=f(x)f(y),可设函数f(x)=ax
(a>0,且a≠1),由当x<0时,f(x)>1,结合指数函数的图象特
征知0<a<1,取a= ,则f(x)=( )x满足题意,故当x>0时,f
(x)的取值范围为(0,1).
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对数函数模型
已知函数f(x)是定义域为(0,+∞)的增函数,满足f(4)=
1,f(xy)=f(x)+f(y),若f(x)+f(x-3)≤1,则x的取值
范围为 .
解析:法一(常规解法) f(x)+f(x-3)=f[x(x-3)]≤1=f
(4),又f(x)是定义域为(0,+∞)的增函数,
∴ ⇒3<x≤4,∴x的取值范围为(3,4].
(3,4]
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法二(模型解法) 由f(xy)=f(x)+f(y),可设函数f(x)=
logax(a>0,且a≠1).由f(4)=1,得a=4,则f(x)=log4x,由f
(x)+f(x-3)≤1,得log4x+log4(x-3)≤1,即log4[x(x-
3)]≤1,故 解得3<x≤4,故x的取值范围为(3,4].
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1. 定义在R上的函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y)+2xy,f
(1)=2,则f(-3)=( )
A. 2 B. 3
C. 6 D. 9
解析: 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.
法二(模型解法) 由f(x+y)=f(x)+f(y)+2xy,设函数f
(x)=x2+bx,又由f(1)=2,得b=1,所以f(x)=x2+x,f(-
3)=6.
√
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2. 已知函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),且xf(x)=
(y+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: 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)= ,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.
√
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3. 如果f(a+b)=f(a)f(b)且f(1)=2,则 + +
=( )
A. B.
C. 6 D. 8
√
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解析: ∵f(1)=2,f(a+b)=f(a)f(b),∴f(2)=f
(1)f(1),f(4)=f(3)f(1),f(6)=f(5)f(1),
∴ =f(1), =f(1), =f(1),∴ +
+ =3f(1)=6,故选C.
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4. 〔多选〕若定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的函数f(x)满足f
(xy)=f(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)=0 D. f(x)-f(-x)=0
√
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解析: 法一(赋值法) 由已知可得函数f(x)的定义域为(-
∞,0)∪(0,+∞),满足f(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)=f
(2)+f(2)=1+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)=loga|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.
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5. 已知函数f(x)对任意x,y∈R,满足条件f(x)+f(y)=2+f
(x+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 .
解析:法一(常规解法) 设x1<x2,则x2 -x1>0,∵当x>0时,f(x)
>2,∴f(x2-x1)>2,则f(x2)=f[(x2-x1)+x1]=f(x2-x1)
+f(x1)-2>2+f(x1)-2=f(x1),即f(x2)>f(x1),∴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}.
{a|-1<a<3}
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法二(模型解法) 由f(x)+f(y)=2+f(x+y),即f(x+y)=
f(x)+f(y)-2,可设函数f(x)=kx+2(k≠0),由f(3)=5,
得3k+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+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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THANKS
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