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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初等函数,变抽象为具体,变陌生为熟知,
常可猜测出抽象函数所蕴含的重要性质,并以此作为解题的突破口,必能为我们的解题提供思路和
方法.
常见的抽象函数对应的初等函数模型如下:
初等函数模型
抽象函数性质
一次函数f(x)=x+b(k≠0)
f(x±y)=f(x)土f(y)b
幂函数f(x)=x
=可w13w成灯分)-
二次函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)
f(x+y)=f(x)+f(y)+2axy-c
指数函数f(x)=ad(a>0且a≠1)
xtnf0f成ry=8
/)=f(w+f)或f)f(x)-f)或f
对数函数f(x)=logax(a>0且u≠1)
(x")=mf(x)
正弦函数y=Asin ox(Ao≠0)》
f(x+y)f(x-y)=f(x)]?-[f(y)]?
F0+f6m-新)f)或r+
2
余弦函数f(x)=Ac0sOx(Ao≠0)
+f-0-新0f(0
f(x)±f(y)
正切函数f(x)=tanx
f(x±y)=1干f(x)f(y)
二以一次函数为模型的抽象函数
例1〔一题多解]已知函数f(x)对任意,y∈R,满足条件∫(x)十f(y)=2+f(x十y),且当
x>0时,f(x)>2,f(3)=5,则不等式f(d-5a-5)>3的解集为
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目以二次函数为模型的抽象函数
例2
〔一题多解]已知对于每一对正实数x,y,函数f(x)满足:f(x)十f(y)=∫(x十y)一y
一l,若f(1)=1,则满足f(n)=n(n∈N)的n的个数是()
A.1
B.2
C.3
D.4
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目以幂函数为模型的抽象函数
例3
〔一题多解]已知函数f(x)对任意实数x,y都有f(y)=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十1)≤9,则a的取值范围为
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四以指数函数为模型的抽象函数
圆4〔一题多解]已知函数∫(x)对于一切实数x,y满足f(0)≠0,f(x+y)=∫(x)∫(),
且当x<0时,f(x)>1.则当x>0时,f(x)的取值范围为
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国以对数函数为模型的抽象函数
圆5〔一题多解]已知函数f(x)是定义域为(0,十∞)的增函数,满足f(4)=1,∫(xy)=∫
(x)十f(y),若f(x)+f(x一3)≤1,则x的取值范围为
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六以余弦函数为模型的抽象函数
例6
〔一题多解]已知函数f(x)的定义域为R,且f(x十y)+f(x一y)=f(x)f(y),f(1)
22
=1,则f()=()
A.-3
B.-2
C.0
D.1
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强化训练
1.〔一题多解]定义在R上的函数f(x)满足f(x十y)=f(x)十f(y)十2xy,f(1)=2,则f
(-3)=()
A.2
B.3
C.6
D.9
2.已知函数f(x)的定义域为R,且对任意1,∈R都有f(x十x2)=100f(x1)f(x2),则下列
结论一定正确的是()
A.f(x)是偶函数
B.f(x)是周期函数
C.存在常数k,对任意x∈R,都有f(x+1)=f(x)
D.对任意m∈R,存在o∈R,使得f(x)=m
3.〔多选]〔一题多解]已知函数f(x)的定义域为R,且f(x十y)=f(x)十f(y),当x>0时,
f(x)>0,且满足f(2)=1,则下列说法正确的是()
A.f(x)为奇函数
B.f(-2)=-1
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C.不等式f(2x)一f(x-3)>一2的解集为(一5,+∞)
D.f(-2026)+f(-2025)+…+f(0)+…+f(2025)+f(2026)=2025
4.已知函数y=∫(x)对于任意实数x,y都有f(x十y)=∫(x)f(y),当x>0时,f(x)>1,则f
(x)的解析式可以是·(写出一个即可)
答案
微突破抽象函数求解模型化
【例1】{a|a<-1或a>6}
解析:法一(常规解法)设<,则一>0,.当x>0时,∫(x)>2,f(一)>2,则f(x)
=f孔(3-x)+x]=f(-x)+f()一2>2+f()-2=f(),即f()>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(d2-5a-5)>f(1),.a㎡-5a-5>1,即ad2-5a-6>0,解得不等式的解集为{a
a<-1或a>6}.
法二(模型解法)由f(x)+f(y)=2+f(x+y),即f(x十y)=∫(x)+∫(y)一2,可设函数f(x)=
x+2(≠0),由f(3)=5,得3k+2=5,k=1,即f(x)=x十2,满足当x>0时,f(x)>2,则不等式
f(a2-5a-5)>3可化为a2-5a-5+2>3,即a㎡2-5a-6>0,解得a<-1或a>6,故不等式的解集为{a
a<-1或a>6}.
【例2】A法一(常规解法)令y=1,则f(x+1)=∫(x)+x+2,即f(x+1)-f(x)=x十2,所
以f(x)-f(x-1)=x+1,f(x-1)-f(x-2)=,…,f(2)-f(1)=3,累加得f(x)-f(1)=
X+3x-4,则f(x)=X(X+3)-1,所以f()=n(n+3)-1,又财(0)=,解得n=-2或1=
2
2
2
1,又n∈N,所以n=1.故选A.
1
法二(模型解法)由f(x)+f(y)=f(x+)-y-1,可设函数f(x)=22+bx-1,由f(1)=1,得
b-多故灯)=克+2-1,了m)=mp吃+-1=n部得n=-2或a=1.文eN所以n
3
1,3
=1.故选A.
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【例3】[0,2]解析:法一(常规解法)
设000名1f0)f旁)1克f
X2
),0≤1时,j0)e0.1),0克)<1,)5),数灯m在0,+o)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,时(3)=9,f(a+1)≤9,∴f(a+1)≤f(3),a+1≤3,即a≤2,又a≥0,故a的
取值范围为[0,2].
由f(w)f()fy),可设函数∫()=,由f(-1)=1,f区
,即fx)=x,满足当0≤x<1时,f(w)∈[0,1).由f(a+1)≤9,即(a+1)≤g,即(a+1
)≤3,即a+1≤3,得a≤2,又a≥0,故a的取值范围为[0,21.
【例4】(0,1)解析:法一(常规解法)对于一切x,y∈R,f(x十y)=∫(x)f(y)且f(0)
≠0,令x=y=0,则f(0)=1,设x>0,则一x<0,f(一x)>1,又f(0)=f(x一x)=∫(x)f(一x)
1
=1,f(-W=fx)>1,0<fm)<1.
法二(模型解法)由∫(x十y)=∫(x)f(y),可设函数f(x)=d(a>0,且a≠1),由当x<0时,f
(x)>1,结合指数函数的国象特征知0<a<1,取a=克则(①)=宁)满足题意,故当x>0时,了
(x)的取值范围为(0,1).
【例5】(3,4]解析:法一(常规解法)f(x)+f(x-3)=f孔x(x-3)]≤1=∫(4),又f(x)是
0<x(X-3)≤4,
定义域为(0,十∞)的增函数,.
x-3>0,
→3<≤4,∴.x的取值范围为(3,4].
X>0
法二(模型解法)由f(y)=f(x)+f(y),可设函数f(x)=logx(a>0,且a≠1).由f(4)=1,
得a=4,则f(x)=log4x,由f(x)+f(x-3)≤1,得log4r+log4(x-3)≤1,即log4[x(x-3)]≤1,
x(x-3)≤4,
效
X一3>0,解得3<x≤4,故x的取值范围为(3,4].
x>0,
【例6】A法一(常规解法)因为f(1)=1,所以在f(x十y)+∫(x-y)=∫(x)∫(y)中,令y=
1,得f(x+1)+f(x-1)=∫(x)f(1),所以f(x+1)+f(x-1)=f(x)①,所以f(x+2)+f
(x)=f(x+1)②.由①②相加,得f(x十2)+f(x-1)=0,故f(x+3)+f(x)=0,所以f(x+3)
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=-f(x),所以f(x十6)=一f(x十3)=f(x),所以函数f(x)的一个周期为6.在f(x十y)+f(x
y)=f(x)f(y)中,令x=1,y=0,得f(1)+f(1)=f(1)f(0),所以f(0)=2.令x=1,y=1,得
f(2)+f(0)=f(1)f(1),所以f(2)=-1.由f(x+3)=-f(x),得(3)=-f(0)=-2,f
(4)=-f(1)=-1,f(5)=-f(2)=1,f(6)=-f(3)=2,所以f(1)+f(2)+…+f(6)=1
22
-1-2-1+1+2=0,根据函数的周期性知,(k)=f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=1-1-2-1=一
3.故选A.
法二(模型解法)由f(x十y)+∫(x-y)=f(x)f(y),可设函数∫(x)=2 cos ox,由∫(1)=1,得
Tπ
πX
2c0s0=1,取0=3+2,k∈Z,令k=0,得0=3,则f(x)=2c0s3满足题意,可得∫(x)的周期T
2π
22
==6,且f1)+f(2)++f(6)=0.由于22除以6余4,所以f()寸(1)f(2)+f(3)
3
+f(4)=1-1-2-1=-3.故选A.
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1.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.
法二(模型解法)由f(x+y)=∫(x)+f(y)十2y,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.C令f(x)=10-7,因为f(x+)=10+-2,100f()f()=100X101+-4=10+-2,所以
f(x)=102满足∫(十)=100f()f().对于A,因为f(x)=102不是偶函数,故A错误;对于
B,因为f(x)=102不是周期函数,故B错误;对于C,令=x,=1,则f(x十1)=100f(x)f
(1),令k=100f(1),所以存在常数k,对任意x∈R,都有f(x+1)=付(x),故C正确;对于D,因
为f(x)=102>0,故m<0时,不存在∈R,使得f(o)=m,故D错误.
3.AB法一(常规解法)对于A,令x=y=0,可得f(0)=f(0)+f(0)=2f(0),所以f(0)=0,
令y=一x,得到f(-x)+f(x)=∫(0)=0,即f(-x)=一f(x),所以f(x)为奇函数,故A正确:
对于B,因为f(x)为奇函数,所以f(一2)=一f(2)=一1,故B正确;对于C,设x>,x=,y=一
,可得∫(一)=f(x)+f(一),所以f(x)一f()=∫()+f(一)=∫(一),又因为
>,所以一>0,所以f(一3)>0,即f()>f(),所以f(x)在R上是增函数,因为f(一2)
=-1,所以f(-4)=f(-2-2)=2f(-2)=-2,由f(2x)-f(x-3)>-2,可得f(2x)>f(x
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3)+f(-4),所以f(2x)>f(x-3-4)=f(x-7),所以2x>x-7,得到x>-7,所以f(2x)-f(x
一3)>一2的解集为(一7,十∞),故C错误;对于D,因为f(x)为奇函数,所以f(一x)十f(x)=
0,所以f(-2026)+f(2026)=f(-2025)+f(2025)=…=f(-1)+f(1)=0,又f(0)=0,
故f(-2026)+f(-2025)+…+f(0)+…+f(2025)+f(2026)=0,故D错误.
法二(模型解法)由∫(x+y)=∫(x)+f(y),设∫(x)=c,由∫(2)=1,得∫(x)=2x,满足当x
1
>0时,f(x)>0.对于A,由f(x)=x,得∫(x)为奇函数,A正确;对于B,f(-2)=2×(-2)=
-1,B正确:对于C,不等式可化为2+2>-2.解得-7,故C错误:对于D,固为∫①为奇函数。
所以f(一x)+f(x)=0,且f(0)=0,故原式=0,D错误.故选A、B.
4.f(x)=2(答案不唯一)解析:令x=0,y=1,则f(1)=f(0)f(1),又当x>0时,f(x)>1,
所以f(0)=1.任取1,3∈(0,十∞),且<,则f(x)=f(十一x1)=f(x)f(x3一),即
(》=一),因为>0,即(X》>1,所以)>f),所以函羲f)在(0,+
f(x1)
f(x1)
∞)上单调递增.令f(x)=2,满足f(0)=1,且f(x)在(0,+∞)上单调递增,且∫(x)f(y)=
2.2y=2y=f(x十y).所以满足条件的f(x)的解析式可以是f(x)=2.
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