内容正文:
高一数学期末复习课程
任务十三·函数图象
一、主干知识梳理
1.利用描点法作函数图象的流程
2.利用图象变换作函数的图象
(1)平移变换
f(x)+k
f(x-h)
[知识深化]
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”.
微思考 函数y=lg(3x)的图象向左平移2个单位长度能得到函数y=lg(3x+2)的图象吗?函数y=2-x+1的图象向右平移1个单位长度能得到函数y=2-x的图象吗?
提示 不能,y=lg(3x)的图象向左平移2个单位长度应得到y=lg[3(x+2)]即y=lg(3x+6)的图象;函数y=2-x+1的图象向右平移1个单位长度应得到函数y=2-(x-1)+1即y=2-x+2的图象.
(2)对称变换
互为反函数的两函数图象关于直线y=x对称
-f(x)
f(-x)
-f(-x)
logax(x>0)
(3)翻折变换
|f(x)|
f(|x|)
(4)伸缩变换
①y=f(x)的图象
②y=f(x)的图象
f(ax)
(4)f(a+x)=-f(b-x)⇔f(x)的图象关于点(,0)对称.
2.两个函数图象的互对称
(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=-f(2a-x)的图象关于点(a,0)对称;
(3)函数y=f(x)与y=2b-f(2a-x)的图象关于点(a,b)对称.
二、基础检测
1.在2 h内将某种药物注射进患者的血液中,在注射期间,血液中的药物含量呈线性增加;停止注射后,血液中的药物含量呈指数衰减,能反映血液中药物含量Q随时间t变化的图象是( )
B
2.函数y=21-x的大致图象为( )
A
3.已知a>0且a≠1,则函数y=ax与y=()x的图象关于直线 对称.
x=0
解析:y=()x=a-x,故两个函数的图象关于y轴,即直线x=0对称.
4.已知a>0且a≠1,则函数y=logax与函数y=x的图象关于直线 对称.
y=0
解析:y=x=-logax,故两个函数的图象关于x轴,即直线y=0对称.
5.已知函数y=f(x)是二次函数,y=g(x)是一次函数,它们的部分图象如图所示,则不等式f(x)≤g(x)的解集为 .
[-1,2]
解析:由图象可知,当x∈[-1,2]时,
函数y=f(x)的图象位于y=g(x)图象的下方,
所以不等式f(x)≤g(x)的解集为[-1,2].
6.函数y=的图象大致为( )
B
解析:设y=f(x)=,则函数f(x)的定义域为{x|x≠0},关于原点对称,
又因为f(-x)==f(x),所以函数f(x)为偶函数,排除AC;
当x∈(0,1)时,ln|x|<0,x2+2>0,所以f(x)<0,排除D.故选B.
7.要得到函数y=22x-1的图象,只需将指数函数y=4x的图象( )
A.向左平移1个单位长度 B.向右平移1个单位长度
C.向左平移个单位长度 D.向右平移个单位长度
D
解析:因为y=4x=22x,22x-1=,所以为得到函数y=22x-1的图象,只需将指数函数y=4x的图象向右平移个单位长度,故选D.
8.记实数x1,x2中的最小值为min{x1,x2},例如min{0,-1}=-1,当x取任意实数时,则min{-x2+4,3x}的最大值为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
C
解析:画出函数y=-x2+4和y=3x的图象如图,
由图可知当x<-4时,min{-x2+4,3x}=-x2+4;
当-4≤x≤1时,min{-x2+4,3x}=3x;
当x>1时,min{-x2+4,3x}=-x2+4,
可得当x=1时,函数有最大值3.故选C.
9.为了得到函数y=sin(2x-)的图象,只需把函数y=sin(x-)的图象上所有的点的( )
A.横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变
B.横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变
C.纵坐标伸长到原来的2倍,横坐标不变
D.纵坐标缩短到原来的倍,横坐标不变
B
解析:把函数y=sin(x-)的图象上所有的点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,就能得到函数y=sin(2x-)的图象.故选B.
10.已知函数f(x)=,则函数y=f(x-1)+1的图象( )
A.关于点(1,1)对称 B.关于点(-1,1)对称
C.关于点(-1,0)对称 D.关于点(1,0)对称
A
解析:函数f(x)=的定义域为{x|x≠0},又因为f(-x)=-=-f(x),所以f(x)=为奇函数,则函数f(x)的图象关于原点(0,0)对称,又因为y=f(x-1)+1的图象是由f(x)=的图象向右平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度得到,所以函数y=f(x-1)+1的图象关于点(1,1)对称.故选A.
11.已知函数f(x)的图象如下图所示,则f(|x+1|)的大致图象是( )
A
解析:在y轴左侧作函数f(x)关于y轴对称的图象,得到偶函数f(|x|)的图象,向左平移一个单位长度得到f(|x+1|)的图象.故选A.
三、能力达标
解:将y=2x的图象向左平移1个单位长度,得到y=2x+1的图象,再将所得图象向下平移1个单位长度,得到y=2x+1-1的图象,如图所示.
①.作函数的图象
例1 作出下列函数的图象:
(1)y=2x+1-1;
(2)y=|lg(x-1)|.
解:首先作出y=lg x的图象,然后将其向右平移1个单位长度,得到y=lg(x-1)的图象,再把所得图象在x轴下方的部分翻折到x轴上方,即得所求函数y=|lg(x-1)|的图象,如图②所示(实线部分).
(3)y=;
解 函数解析式可化为y=2+,故函数图象可由函数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,如图所示.
(4)y=x2-4|x|.
解 y=x2-4|x|=
作出图象如图所示.
及时练:作出下列函数的图象:
(1)y=-;
解 函数y=-=-2-,所以其图象可看作由反比例函数y=-的图象,先向右平移3个单位长度,再向下平移2个单位长度得到,其图象如图所示.
(2)y=2-|x-x2|;
解 由于y=2-|x-x2|=
所以其图象如图所示.
②.函数的图象识别
例2 (1)函数f(x)=-x2+(ex-e-x)sin x在区间[-2.8,2.8]的大致图象为( )
B
解析:f(-x)=-x2+(e-x-ex)sin(-x)=-x2+(ex-e-x)sin x=f(x),
因为函数定义域为[-2.8,2.8],故该函数为偶函数,可排除A,C,
又因为f(1)=-1+(e-)sin 1>-1+(e-)sin-1->0,故可排除D.
故选B.
(2)如图是下列四个函数中的某个函数在区间[-3,3]上的大致图象,则该函数是( )
A.y= B.y=
C.y= D.y=
A
解析:对于选项B,当x=1时,y=0,与图象不符,故排除B;对于选项D,当x=3时, y=sin 3>0,与图象不符,故排除D;对于选项C,当0<x<时,0<cos x<1,故y=1,与图象不符,故排除C.
函数图象的识别方法
特殊
点法 根据已知函数的解析式选取特殊的点,判断选项中的图象是否经过这些点,若不满足,则排除
函数
性质法 根据选项中的图象特点,结合函数的奇偶性、单调性等来排除选项,有时需要借助导数工具求解
极限
思想 应用极限思想来处理,可以使解题过程费时少、准确率高
图象
变换法 有关函数y=f(x)与函数y=af(bx+c)+h的图象问题的判断,熟练掌握图象的平移变换(左加右减,上加下减)、对称变换、伸缩变换等,可轻松破解此类问题
及时练2:(1)函数y=sin x·ln的图象可能是( )
D
解析 函数y=f(x)=sin x·ln的定义域为{x|x≠0},且f(-x)=sin(-x)·ln =-sin x·ln=-f(x),所以y=sin x·ln为奇函数,图象应关于原点对称,故选项A,B错误;
当x∈(0,π)时,sin x>0,=1+>1,所以ln>0,即y=sin x·ln>0,故选项C错误;
对于D,图象关于原点对称,也符合当x∈(0,π)时,y=sin x·ln>0,因此D正确.故选D.
(2)已知函数f(x)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式可能是( )
A.f(x)=xsin 2x B.f(x)=
C.f(x)=·cos x D.f(x)=·sin x
C
解析 由图象关于原点对称可知,f(x)是奇函数,而选项A中f(x)=xsin 2x,定义域为R,且f(-x)=(-x)sin(-2x)=xsin 2x=f(x),因此f(x)是偶函数,故A选项错误;
选项D中,f(x)=sin x,定义域为R,且f(-x)=sin(-x)=(-sin x) =f(x),因此f(x)是偶函数,故D选项错误;
同理可判断选项B,C中的函数都是奇函数,又由图象可知函数在y轴右侧的第一个零点x0>1,且0<x0-1<1,但对于选项B,f(x)=,x0=π,x0-1=π-1>1不符合题意;对于选项C,f(x)=cos x,x0=,x0-1=-1<1符合题意,故选C.
③.函数图象的应用
例3 (多选)设函数f(x)是定义在R上的偶函数,且对任意的x∈R恒有f(x+1)=f(x-1),已知当x∈[0,1]时,f(x)=()1-x,则下列结论正确的是( )
A.2是函数f(x)的周期
B.函数f(x)在(1,2)上单调递减,在(2,3)上单调递增
C.函数f(x)的最大值是1,最小值是0
D.当x∈(3,4)时,f(x)=()x-3
ABD
利用图象研究函数的性质
解析:由已知条件得f(x+2)=f(x),则f(x)是以2为周期的周期函数,A正确;画出函数y=f(x)的部分图象如图所示.
由图象知B正确,C不正确;由-1<x<0则0<-x<1,即f(-x)=()1+x=f(x).故当x∈
(-1,0)时,f(x)=()x+1,当3<x<4时,-1<x-4<0,f(x)=f(x-4)=()x-3,因此D正确.故选ABD.
2.(多选题)已知f(x)为定义在R上的偶函数,当x≥0时,有f(x+1)=-f(x),且当x∈[0,1)时,f(x)=log2(x+1).下列说法正确的是( )
A.f(2 023)+f(-2 024)=0
B.f(x)是周期为2的周期函数
C.直线y=x与f(x)的图象有且仅有2个交点
D.f(x)的值域为(-1,1)
AD
解析 由题意知当x≥0时,有f(x+1)=-f(x),则f(x+2)=-f(x+1)=f(x),即当x≥0时,2为f(x)的周期,由f(x+1)=-f(x),得f(x)=-f(x-1),当x∈[1,2)时,x-1∈[0,1),则f(x)=-f(x-1)=-log2x,结合f(x)为定义在R上的偶函数,可作出f(x)的图象如图.
对于A,f(2 023)=f(1 011×2+1)=f(1)=0,f(-2 024)=f(2 024)=f(1 012×2+0) =f(0)=0,故f(2 023)+f(-2 024)=0,A正确;对于B,由以上分析可知当x≥0时,2为f(x)的周期,结合图象,在整个定义域上f(x)不是周期函数,B错误;对于C,在同一坐标系中再作出y=x的图象,可知直线y=x与f(x)的图象有且仅有1个交点(0,0),C错误;对于D,结合图象可知f(x)的值域为(-1,1),D正确,故选AD.
及时练3:已知函数f(x)=|log3(x-1)|,则( )
A.函数f(x)在区间(1,2)上单调递减
B.函数f(x)的图象关于直线x=1对称
C.若x1≠x2,但f(x1)=f(x2),则x1·x2=1
D.函数f(x)有且仅有两个零点
A
解析 f(x)=|log3(x-1)|=作出函数的图象(如图所示).
由图象知,函数f(x)在区间(1,2)内单调递减,故选项A正确;显然f(x)的图象不关于直线x=1对称,故选项B错误;当x1≠x2,但f(x1)=f(x2)时,不妨设x1<2<x2,则log3(x2-1)=-log3(x1-1),即log3(x2-1)=log3,由于y=log3x在区间(0,+∞)上单调递增,所以x2-1=,即(x1-1)·(x2-1)=1,故选项C错误;由图象可知,函数f(x)有且仅有一个零点,故选项D错误.故选A.
例4 已知定义在R上的奇函数f(x)在[0,+∞)上的图象如图所示,则不等式x2f(x)>2f(x)的解集为( )
A.(-,0)∪(,2)
B.(-∞,-2)∪(2,+∞)
C.(-∞,-2)∪(-,0)∪(,2)
D.(-2,-)∪(0,)∪(2,+∞)
C
解析:根据奇函数的图象特征,
作出f(x)在(-∞,0)上的图象,如图所示,
由x2f(x)>2f(x),得(x2-2)f(x)>0,
则
解得x<-2或<x<2或-<x<0,
故不等式的解集为(-∞,-2)∪(-,0)∪(,2).
及时练4:已知函数f(x)=+1,g(x)=f(x-2)+1,
则不等式f(x)<g(x)的解集为( )
A.(-∞,1) B.(1,2)
C.(1,+∞) D.(2,+∞)
A
解析 由题知f(x)=+1=则g(x)=f(x-2)+1=在同一
坐标系中画出f(x),g(x)的图象.由图象可知f(x)<g(x)的解集为(-∞,1),故选A.
例5已知函数f(x)=若m<n,且f(m)=f(n),
则mf(n)的取值范围是( )
A.[-,7] B.[-1,7]
C.[-1,7) D.[-,7)
D
利用图象求参数范围
解析 (方法一)作出f(x)的图象.由f(m)=f(n),且m<n,可知3m+4=3n-2,n∈[1,2),可得m=(n∈[1,2)),则mf(n)=(3n-2),令t=3n,则t∈[3,9),则mf(n)=[(t-4)2-4],t∈[3,9),因此mf(n)∈[-,7),故选D.
(方法二)作出f(x)的图象.设f(m)=f(n)=t,由于m<n,结合图象可得3m+4=3n-2 =t,且t∈[1,7),于是m=,n=log3(t+2),因此mf(n)=mt=t=t2-t=(t-2)2-,因为t∈[1,7),所以(t-2)2-[-,7),即mf(n)∈[-,7),故选D.
及时练: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 .
(2,2 023)
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,
而1<c<2 022,所以2<a+b+c<2 023.
任 务 完 成
①y=f(x)y= ;
②y=f(x)y= ;
③y=f(x)y= ;
④y=ax(a>0,且a≠1)y= .
①y=f(x)y= .
②y=f(x)y= .
y= 的图象.
y=af(x)的图象.
$