内容正文:
第13讲 函数的图象
1
课前基础巩固
课堂考点探究
课时作业
2
1.掌握基本初等函数的图象特征,能熟练运用基本初等函数的图象解
决问题.
2.掌握图象的作法:描点法和图象变换.
3.会运用函数的图象理解和研究函数性质.
课 标 要 求
3
◆ 知识聚焦 ◆
1.描点法作图
基本步骤是列表、描点、连线,具体为:
首先: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).
其次: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).
最后:描点、连线.
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2.图象变换
(1)平移变换
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(2)对称变换
的图象_______的图象; 的图象
_______的图象;
的图象 ________的图象;
且的图象______
且 的图象.
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(3)伸缩变换
的图象 的图象;
的图象 的图象.
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(4)翻折变换
的图象 _______的图象;
的图象 _______的图象.
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常用结论
1.左右平移仅仅是相对而言的,即发生变化的只是 本身,利用“左
加右减”进行操作.如果 的系数不是1,那么需要把系数提出来,再
进行变换.
2.上下平移仅仅是相对而言的,即发生变化的只是 本身,利用“上
减下加”进行操作.但平时我们是对中的 进行操作,满足
“上加下减”.
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3.函数图象的对称性
(1)函数图象自身的轴对称
若函数的定义域为,且有 ,则函数
的图象关于直线 对称.
(2)函数图象自身的中心对称
函数的图象关于点 成中心对称
.
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(3)两个函数图象之间的对称关系
①函数与的图象关于直线 对称
(由 得对称轴方程);
②函数与的图象关于点 对称.
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◆ 对点演练◆
题组一 常识题
1.[教材改编]已知且,则函数与函数
的图象关于直线______对称.
[解析] ,故两个函数的图象关于 轴,即直线
对称.
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2.[教材改编]已知且,则函数与 的图象关
于直线______对称.
[解析] ,故两个函数的图象关于轴,即直线 对称.
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3.[教材改编]已知图①中的图象对应的函数为 ,则图②中
的图象对应的函数是_______.
(3)
(1) ; (2) ;
(3) ; (4) .
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[解析] 对于(1),当时,,
其图象在 轴右侧与图①的相同,(1)不符合题意;
对于(2),当 时,,其图象在
轴右侧与图①的相同,(2)不符合题意;
对于(4),当时,,
其图象在 轴左侧与图①的不相同,(4)不符合题意;
对于(3),其图象关于
轴对称,在 轴左侧的图象与图①的相同,(3)符合题意.故填(3).
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题组二 常错题
◆ 索引:函数图象的几种变换记混致错.
4.将函数 的图象向右平移一个单位长度,再把所
得图象向上平移两个单位长度,得到的图象对应的函数解析式为
__________________.
[解析] 将 的图象向右平移一个单位长度后得到
的图象,
再把所得图象向上平移两个单位长度后得到 的图象.
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5.把函数 的图象上各点的横坐标扩大到原来的2倍,纵坐
标不变,得到的图象对应的函数解析式是___________.
[解析] 根据图象的伸缩变换可得,所求函数解析式为 .
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探究点一 作函数的图象
例1 作出下列函数的图象:
(1) ;
[思路点拨]利用图象的翻折变换作图.
解:先作出的图象,保留的图象
中 轴右侧(包括轴上的点)的部分,再把 轴
右侧部分翻折到左侧,即得 的图象,
如图①所示.
课 堂 考 点 探 究
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(2) ;
[思路点拨]利用图象的平移变换和翻折变换作图.
解:将函数 的图象向左平移一个单位长
度,再将所得图象的轴下方部分翻折到上方,原
轴下方部分去掉,上方及 轴上的点不变,即可得
到函数 的图象,如图②.
课 堂 考 点 探 究
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(3) .
[思路点拨]先将函数化为 ,再利用图象的平移
变换作图.
解:的图象可由 的图象
先向左平移1个单位长度,再将所得图象向上平移2
个单位长度得到,如图③.
课 堂 考 点 探 究
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[总结反思]
为了正确地作出函数的图象,除了掌握“列表、描点、连线”的方法之
外,还要做到以下两点:
(1)熟练掌握几种基本初等函数的图象,以及形如 的函数
图象.
(2)掌握常用的图象变换方法,如平移变换、伸缩变换、对称变换、
翻折变换、周期变换等,利用这些方法来帮助我们简化作图过程.
课 堂 考 点 探 究
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变式题 作出下列函数的图象:
(1) ;
解:作出的图象,再把所得图象在轴下方的部分沿 轴翻
折到轴上方,原轴下方部分去掉,上方及 轴上的点不变,即可得到
的图象,如图①所示.
课 堂 考 点 探 究
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(2) ;
解:将的图象向左平移1个单位长度,得到 的图象,
再将所得图象向下平移1个单位长度,得到 的图象,如
图②所示.
课 堂 考 点 探 究
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(3) .
解:先作出的图象,保留的图象中 轴右侧的部分
及轴上的点,轴左侧的部分去掉,再把 轴右侧部分翻折到左侧,
即得 的图象,如图③所示.
课 堂 考 点 探 究
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探究点二 识图与辨图的常见方法
例2(1)[2025·湖南长郡中学一模]函数 的大致图象是
( )
A. B. C. D.
√
课 堂 考 点 探 究
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[解析] 的定义域是 ,
因为,所以 是奇函数,
排除C,D.
由 ,排除B.故选A.
[思路点拨]利用的奇偶性和 的正负,排除错误选项,进
而得到正确选项.
课 堂 考 点 探 究
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(2)函数的图象如图所示,
则函数 的大致图象为( )
A. B. C . D.
√
课 堂 考 点 探 究
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[思路点拨]思路一:根据函数的定义域得到
的定义域,利用 的定义域排除错
误选项,再结合函数值的正负排除错误选项,进而得
到正确选项;
思路二:根据函数图象的对称变换和平移变换即可得到正确选项.
课 堂 考 点 探 究
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[解析] 方法一:函数的定义域为 ,
由得,即函数 的定义域
为,排除A,C.
,设,
则 ,排除B. 故选D.
方法二:将函数的图象进行以 轴为对称轴的翻折变换,
得到函数 的图象,再将所得图象向右平移一个单位长度,
即可得到函数 的图象.故选D.
课 堂 考 点 探 究
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(3)已知函数 的部分图象如图所示,则函数
的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
[思路点拨]由的图象知函数为偶函数,排除C,根据 的
定义域排除B,根据当 时, 排除D.
√
课 堂 考 点 探 究
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[解析] 由题图可知,函数图象对应的函数为偶函数,
故排除C;
由题图可知,函数的定义域不是 ,故排除B;
由题图可知,当 时, ,
而对于D中函数,当 时, ,故排除D.故选A.
课 堂 考 点 探 究
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[总结反思]
1.识别函数图象的常见方法:(1)利用函数的值域和定义域判断;
(2)利用函数的性质,如奇偶性、对称性、单调性等判断;
(3)利用函数的特殊点(如零点、极值点、特殊函数值点)或者极
限思想等判断.
2.通过图象变换识别函数图象要掌握两点:一是熟悉基本初等函数的
图象(如指数函数、对数函数的图象);二是了解一些常见的变换形
式,如平移变换、翻折变换等.
课 堂 考 点 探 究
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变式题(1)函数 的大致图象为( )
A. B. C. D.
[解析] 函数的定义域为 ,
又,
故函数 为奇函数,排除A,B.
由 ,排除D.故选C.
√
课 堂 考 点 探 究
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(2)已知函数 的图象如图所示,则
的大致图象是( )
A. B.
C. D.
√
课 堂 考 点 探 究
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[解析] 将的图象保持不变,作与函数
的图象关于轴对称的图象,得到偶函数
的图象,再将所得图象向左平移一个单位
长度得到 的图象.故选A.
课 堂 考 点 探 究
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探究点三 以函数图象为背景的问题
微点1 研究函数的性质
例3 (多选题)某学习小组在研究函数 的性质时,得出
了如下结论,其中正确的结论是( )
A.函数的图象关于点 对称
B.函数在 上单调递增
C.函数在上的最大值为
D.方程 有2个不同实根
√
√
√
课 堂 考 点 探 究
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[思路点拨]由的图象经过平移变换和翻折变换得到
的大致图象,然后由函数的大致图象分析函数 的性质即可.
[解析] 将 的图象向右平移2个单位长度得到
的图象,将的图象 轴右侧的部分
及轴上的点保持不变, 轴左侧的部分去掉,
再把轴右侧部分翻折到左侧,即得
的 图象,如图所示.
课 堂 考 点 探 究
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由函数是偶函数及 的图象知,函数
的图象不关于点 对称,故A错误;
由图知,函数在 上单调递增,故B正确;
由图知,函数在 上单调递减,因此当
时, ,故C正确;
当时,,
令 ,得,解得 ,
由图知,当时,直线与函数 的图象有一个交点,
所以方程 有2个不同实根,故D正确.故选 .
课 堂 考 点 探 究
[总结反思]
一般根据函数图象研究函数的性质有以下三方面:一是观察函数图象
是否连续以及最高点和最低点,确定定义域、值域;二是函数图象是否
关于原点或 轴对称,确定函数是否具有奇偶性;三是根据图象上升与
下降的情况,确定单调性.
课 堂 考 点 探 究
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微点2 解不等式
例4 若关于的不等式,且 对任意的
恒成立,则 的取值范围为_ _____.
[思路点拨]不等式等价于 ,
令, ,在同一坐标系中作出两个函数的图象,
注意要对 进行分类讨论,结合图象,即可求解.
课 堂 考 点 探 究
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[解析] 不等式等价于 .
令,.
当 时,在同一坐标系中作出两个函数的图象如
图①所示,由图可知不满足条件;
当 时,在同一坐标系中作出两个函数的图象
如图②所示,由题意知,,
即,解得.
综上, 的取值范围是 .
课 堂 考 点 探 究
41
[总结反思]
当不等式问题不能用代数法求解或用代数法求解比较困难但其对应
函数的图象可作出时,常结合图象,利用数形结合思想求解.
课 堂 考 点 探 究
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微点3 求参数的取值范围
例5 已知函数和的图象与直线 交点的横坐标
分别为, ,则( )
A. B. C. D.
[思路点拨]作出函数和的图象以及直线 ,即
可判断A,利用反函数的性质可判断B,利用基本不等式可判断C,D.
√
课 堂 考 点 探 究
43
[解析] 作出函数和 的图象以及直线
,如图.
由函数和 的图象与直线交
点的横坐标分别为, ,结合图象可知,A错误;
设, ,也即,,
因为函数 和互为反函数,两个函数的图象关于直线
对称,直线 与直线垂直,
所以,关于直线对称,故 ,所以,B错误;
因为,,所以 ,C错误;
因为,所以,所以 ,
结合,可得 ,D正确.故选D.
课 堂 考 点 探 究
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[总结反思]
当参数的不等关系不易找出时,可将不等式或方程的两边转化为方便
作图的两个函数,再根据题设条件和图象确定参数的取值范围.
课 堂 考 点 探 究
45
应用演练
1.已知函数,则不等式 的解集是( )
A. B.
C. D.
[解析] 方法一:由得,
即 .
画出函数与的图象,如图所示,
故不等式 的解集是 .故选A.
√
课 堂 考 点 探 究
46
方法二:因为 单调递增,且,
,所以存在唯一的,使得.
当 时,,当时, ,
所以函数在上单调递减,在 上单调递增,
又,所以由可得 . 故选A.
课 堂 考 点 探 究
47
2.(多选题)对于函数 ,下列说法正确的是
( )
A. 是偶函数
B. 是奇函数
C.在上单调递减,在 上单调递增
D. 没有最小值
√
√
课 堂 考 点 探 究
48
[解析] 作出函数的图象如图所示,
将 的图象向左平移2个单位长度,
得 的图象,易知的图象关于
轴对称,故为偶函数,故A正确,B不正确;
由图象可知在 上单调递减,
在上单调递增,故C正确;
由图象可知函数 存在最小值0,故D不正确.故选 .
课 堂 考 点 探 究
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3.已知函数若,且,则
的取值范围是_ _______.
[解析] 作出 的图象,如图.
方法一:由,且,可知,
,可得,则.
令 ,因为,所以,
则 ,,
因此 .
课 堂 考 点 探 究
50
方法二:设,
因为 ,所以结合图象可得,
且,于是 ,
因此 .
因为,所以 ,
即 .
课 堂 考 点 探 究
51
课时作业
52
◆ 基础热身 ◆
1.函数的图象与函数 的图象的交点个数为
( )
A.0 B.1 C.2 D.3
[解析] 在同一平面直角坐标系中画出函数
的图象与函数 的图象,如图所示,
由图可得两函数图象的交点个数为1.故选B.
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2.函数 是( )
A.偶函数,且最小值为0 B.偶函数,且最大值为1
C.奇函数,且最小值为0 D.奇函数,且最大值为1
√
[解析] 当时, ,则,
当时, ,则,
所以函数 是偶函数.
作出函数的图象如图所示,
由图可知函数 的最大值为1,没有最小值.故选B.
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3.[2025·天津卷]已知函数 的图象如图,则
的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
[解析] 由图可知函数 为偶函数,而函数
和函数 为奇函数,排除A,B;
由图可知当时,,
而当时, ,排除C.故选D.
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4.[2025·天津八校二模]函数 的部分图象如图所示,
则 的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
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[解析] 根据图象可以看出,函数的定义域包括0,
而选项C,D中函数的定义域不包括0,所以排除C,D.
又函数的图象关于原点对称,所以函数是奇函数,
而选项B中,因为 ,所以选项B
中的函数为偶函数,不符合题意,所以排除B.故选A.
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5.已知函数,则函数 的图象是( )
A. B. C. D.
[解析] 因为的定义域为 ,
所以的定义域为 ,所以排除A,C;
因为,所以 ,所以排除B.故选D.
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6.如图所示,已知直线和圆,当从开始在平面上绕点
按逆时针方向匀速转动(转动角不超过 )时,它扫
过的圆内阴影部分的面积是时间 的函数,这个函数的
图象大致是( )
A. B. C. D.
[解析] 观察题图,可知面积一直增加,增加的速度逐渐加快,在
经过圆心后增加的速度变慢,由此知D符合要求.故选D.
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7.把函数 的图象向右平移1个单位长度,再把所得图象
上各点的横坐标缩短为原来的 (纵坐标不变),则所得图象对应的函
数解析式是________________.
[解析] 把函数 的图象向右平移1个单位长度,得到
的图象,
再把函数 的图象上各点的横坐标缩短为原来的 (纵
坐标不变),所得图象对应的函数解析式是 .
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8.已知是偶函数, 是奇函数,它们的定义域都是
,且它们在上的图象如图所示,则不等式 的解集
是______________________________________.
或或
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[解析] 是偶函数,
由 的图象及偶函数图象的对称性知,
当或 时,,
当或 时,;
是奇函数,由 的图象及奇函数图象的对称性知,
当或时, ,
当 或时,.
由 ,得或
故所求不等式的解集是或或 .
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◆ 综合提升 ◆
9.已知函数存在最小值,则实数 的取值范围
是( )
A. B. C. D.
[解析] 当时,,函数在 上单调递减,
在上单调递增,则在上的最小值为 ;
当时,,函数在 上单调递增.
要使函数存在最小值,则必有,解得 .故选A.
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10.已知函数若方程 有且只
有两个不相等的实数根,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
[解析] 令,画出与 的
图象,如图,平移的图象,
当 的图象经过点 时,两函数的图象只有
一个交点,此时,将 的图象向左平移,
可知两函数的图象恒有两个交点,故 .故选A.
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11.(多选题)已知,则函数 的图
象可能是( )
A. B. C. D.
√
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[解析] 当时,函数在 上单调递增,函数
在上单调递减,因此函数在 上单调递增,
当时,, ,函数图象为曲线,故A符合题意;
当时,函数在 上的图象是不含端点的
射线,故B符合题意;
当时,不妨取 ,则,即函数,
的图象与 轴有两个交点,又当,时,随着的无限增大,
函数 呈“爆炸式”增长,其增长速度比快,因此存在正数,
当 时,恒成立,即 ,故C符合题意,D不符合题意.
故选 .
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12.[2025·福建南平质检]设表示不超过实数 的最大整数,如
,,,则方程 的解的个数
为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
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[解析] 方程 的解
的个数等价于函数 和
的图象交点个数,
作出函数和 的图象,如图所示.
由图可知函数和 的图象的交点个数为5,
故方程 的解的个数为5.故选B.
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13.用,,表示,, 三个数中的最大值,则
,,在区间上的最大值 和最小
值 分别是______.
9,2
[解析] 作出在区间 上的图象,如图所示,
由图可知,,在区间
上的最大值和最小值 分别是9,2.
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14.设,若函数,的值域为 ,则
的取值范围是______.
[解析] 作出函数 的图象,如图所示,
由,得,由,得或 .
若,则不符合题意,舍去;
若,则 ,此时;
若,则,此时 ;
若,则,此时;若 ,则不符合题意.
综上, .
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◆ 能力拓展 ◆
15.设函数的定义域为,且满足,当
时,.若对任意,都有 ,
则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
√
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[解析] 当 时,,
,
当 时, ,
当时,,
当 时,,
作出在 上的图象如图.
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令 ,
整理得 ,
即,解得 ,,
当时, 恒成立,
,故 的取值范围是 .故选B.
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16.(多选题)下列函数中,能满足函数 的图象上存在四点共圆
的是( )
A. B. C. D.
[解析] 对于A,如图①,函数的图象关于
轴对称,由图知,显然 的图象上存在四点共圆,
故A满足条件;
√
√
√
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对于B,的定义域为
在 上单调递增,如图②,
该函数图象上升比较平缓,图象上没有剧烈变化的
分界点,故不可能存在某个圆与的图象有
4个交点,即 的图象上不可能存在四点共圆,
故B不满足条件;
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对于C,作出 的图象,如图③,
由图知,必存在圆与 的图象有四个交点
的情况,故C满足条件;
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对于D,作出 的图象,如图④,
由图可知当时,的图象比较平缓地上升,
当且 逐渐变大时,函数图象上升,
且变得越来越陡峭,
故只要圆的半径足够大,必存在圆与 的图象
有四个交点,故D满足条件.故选 .
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