内容正文:
抽象函数是指没有给出函数的具体解析式,但给出了函数满足的一部分性质或运算法则的函数.抽象函数主要有两个研究方向:一是由抽象函数结构、性质,联想已学过的基本函数或其他知识,再由此预测、猜想抽象函数可能有的相关结论;二是根据给出的抽象函数性质,推导其特殊的性质和关系.考题多和函数的性质(单调性、奇偶性、周期性等)相结合,以小题的方式考查居多.
解决抽象函数问题的常用方法
方法一(通法):
1.赋值,特殊值代入求值,如令x=-1,0,1等.
2.通过函数式得到抽象函数的性质:
(1)通过f(x1)-f(x2)的变换判断单调性;
(2)令式子中出现f(x)和f(-x),判断函数的奇偶性;
(3)换x为x+T确定是否具有周期性.
方法二(模型化):
结合具体函数,使得抽象函数具体化,常见的有:
(1)f(x+y)=f(x)+f(y)→f(x)=kx;
(2)f(x+y)=f(x)f(y)→f(x)=ax(a>0且a≠1);
(3)f(xy)=f(x)+f(y)→f(x)=logax(a>0且a≠1);
(4)f(xy)=f(x)f(y)→f(x)=xn(n为常数);
(5)f(x+y)=→f(x)=tan x;
(6)f(x+y)+f(x-y)=2f(x)f(y)→f(x)=cos ωx.
类型一 抽象函数求值
例1 [2025·青岛三模] 已知函数f(x)的定义域为R,f(x+y)-f(x-y)=2f(1-x)f(y),f(1)=1,则f(2025)= ( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
变式题 已知函数f(x)的定义域为R,对任意的a,b∈R,f(a+b)=f(a)+f(b)-ab恒成立.若f(-1)=3,则f(3)= ( )
A.0 B.-9 C.-12 D.-15
类型二 抽象函数的性质
例2 已知函数f(x)的定义域为{x|x∈R,且x≠0},对定义域内的任意x1,x2,都有f(x1·x2)=f(x1)+f(x2),且当x>1时,f(x)>0,f(2)=1.
(1)求证:f(x)是偶函数;
(2)求证:f(x)在(0,+∞)上单调递增;
(3)解不等式f(2x2-1)<2.
变式题 (1)(多选题)[2023·新课标Ⅰ卷] 已知函数f(x)的定义域为R,f(xy)=y2f(x)+x2f(y),则 ( )
A.f(0)=0
B.f(1)=0
C.f(x)是偶函数
D.x=0为f(x)的极小值点
(2)[2026·大同调研] 已知定义域为R的函数f(x),对任意的实数x,y都有f(x+y)=f(x)+f(y),且当x>0时,f(x)>0,f(-1)=-2,则当x∈[-2,1]时,f(x)的取值范围为 .
例3 [2022·新高考全国Ⅱ卷] 若函数f(x)的定义域为R,且f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y),f(1)=1,则f(k)=( )
A.-3 B.-2
C.0 D.1
变式题 (多选题)[2026·重庆巴蜀中学开学考] 已知定义域为R的函数f(x),对任意实数x,y都有f(x+y)+f(x-y)=2f(x)f(y),且f(2)=-1,则以下结论正确的是 ( )
A.f(0)=1
B.f(x)是奇函数
C.f(x)的图象关于点(1,0)中心对称
D.f(1)+f(2)+…+f(2025)=0
类型三 抽象函数迭代
例4 [2024·新课标Ⅰ卷] 已知函数f(x)的定义域为R,f(x)>f(x-1)+f(x-2),且当x<3时,f(x)=x,则下列结论中一定正确的是 ( )
A.f(10)>100 B.f(20)>1000
C.f(10)<1000 D.f(20)<10 000
变式题 (多选题)[2025·南京六校调研] 已知定义在R上的函数f(x),其导函数为f'(x),且满足f(x+y)=f(x)+f(y)+xy,f(1)=0,f'(1)=,则 ( )
A.f(1-x)+f(1+x)=0
B.f(2)=1
C.f(2024)=1012×2023
D.f'(k)=2023×2024
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增分微课2破解抽象函数的方法
例1C[解析]令x0,则)少片212),)-),x)为奇函数.令
=1,则+1)x-1)=21-x1)=21-x),.x)为奇函数,∴.1-x)x-1),∴+1)=
x-1),∴.+2)=x),∴+4)x),∴.x)的周期为4,故2025)=1)=1.故选C.
变式题D[解析]令-b0,得0)20),所以0)0,令=1,b=-1,得
0)1)+-1)+1=0,又-1)=3,所以1)=-4,令=b=1,得2)=1)+1)-1=9,令
=1,b=2,得3)=1)十f2)-2=15.故选D.
例2解(1)证明:令x1x2=1,得1)=21),.1)0,
令x1x2二1,得1)=-1)+-1)=0,∴-1)0,
∴-x)=-1x)式-1)十xx),又x)的定义域关于原点对称,x)是偶函数
2证阴设n0才气货
g0:1.0即P0,0在0,m)上单词递增
X
(3).2)=1,.4)=2)+2)=2.
,x是偶函数,∴.不等式2x2-1)2可化为2x2-1)4),
又函数在(0,+o)上单调递增,∴2-1K4,解得.10回
2
2
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又2-10,3x中7
∴.不等式的解集为
910 92U92 92U92 910
2,2222’2
变式题(1)ABC(2)[-4,2]
[解析](1)令x=y0,可得0)=0,故A正确,令x=1,可得1)式1)十1),即1)=0,故
B正确,令x=-1,则1)-1)十-1),可得-1)0,令x-1,yx,可得
(-1)×x]xx-1)+(1)×x),即-x)式x,故w是偶函数,故C正确;设函数x)=0,
此时满足)yx)十xy,但函数x)没有极值点,故D错误.故选ABC.
(2)设x1<,则x3->0,所以x-x1)0.又fx))=x2-x1+x1]x1)式x-x)十x)
x)=x-x)>0,所以函数x)为增函数.令x0,得0)0,令=-x,则0)x)汁
x)=0.因为x的定义域为R,关于原点对称,所以x)为奇函数,所以1)=
-1)=2,-2)式-1-1)=2-1)=-4,所以x)在[-2,1]上的取值范围为[-4,2].
例3A[解析]方法一:令x=1,=0,得21)=10),所以0)=2.令y=1,得
+1)+x-1)=x1),所以+1十x-1)=x),即x+1)厂x)x-1),所以
x+2)+1)x),所以x+2)=x-1),即+3)=x),所以x)=-+3)+6),即x)
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是周期为6的周期函数.因为0)=2,1)=12)=1)0)=1,3)=0)=-24)=-
1)=15)=2)=16)=0)=2,所以
f(k)-[f(1)+f(2)+.+f(181+[f(19)+f(20)+f(21)+f(221=f(19)+f(20)+f(21)+f(22)
方法二:令x=1,-0,得21)=1)0),所以0)=2.设(xacos x,.则由0)-21)=1
知22c0801,解得cos0之不妨取w号,则Pco学x,所以rtH
2co87x+T+2co匹Y5y厂4cos匹cos匹y00,所以y2c0snx符f
3业
33
3
2π
条件,因此)的最小正周期T=π-6,且2)一13)一2,4)-15)16)=2,所以
1)+2)+3)+4)+5)+6)=0,所以
f(k)=f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=1-1-2-1=-3.故选A.
22
变式题ACD[解析]方法一:对于A,令x0,可得2[f0)]=20),解得0)0或
0)1,令x=1,可得2)+0)-2[1)],当0)=0时,-1=2[1)]P,显然不成立,故
0)-1,故A正确,对于B,令x-0,得20)y)式y汁-),即-y)式y),又函数x的定
义域为R,所以x)为偶函数,故B错误,对于C,由选项A知,2[1)]=2)+0)=0,所
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以1)=0,令x=1,得21))=1+y汁1-)=0,即1+x)汁1-x)0,所以函数x)的图
象关于点(1,0)中心对称,故C正确,对于D,因为x为偶函数,所以-x)=x),又由C
选项得1+x)十1-x)=0,即-x)+2+x)0,得x)汁术2+x)=0,所以4+x)-2+x)式x),
故函数w的周期为4,因为1)=0,2)=-1,3)=孔-1)=1)=0,4)0)=1,所以
1)+2)+3)+4)=0+(-1)+0+1=0,所以1)+2)+..+2025)2025)1)-0,故D
正确.故选ACD
方法二:根据题意可设)=COS x,.由2)-cos2w=1,可得w-兀+kπk1∈Z),不妨
令0受则尤)c0s经满足题意易知九)是偶函数,B错误大0一os0=1,A正确,令
xmk∈Z.测x1+2∈Z当0时x1,故)的图象关于点(1,0中心对
2π
称,C正确:x)的最小正周期T=π=4,又1)=0,2)=-13)0,4)=1,所以
1)+2)+..+2025)-506[1)+2)+3)+4)]+2025)=2025)=1)=0,D正确.故选
ACD.
例4B[解析]因为w)>x-1十x-2),且当3时,人x)x,所以
3)>2)+1)=3,4)>3)+2)>5,5)>4)+3)>86)>5+8=13,7)>8+13=21,8)>13
+21=34,9)>21+34=55,10)>34+55-89,.20)>10946.故选B.
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变式题BC[解析]令x==0,则有0)=0)+0)十0,即0)=0,令=1,则有
x+1)x)+1)十x式x)+x,所以2)式1)+1=1≠0=0),所以函数x)的图象不关于点
(1,0)对称,故A错误,B正确,由x+1)x)+x,得+1)x)=x,则2024)=2024)
2023)片2023)2022)++2)-1)+/1)-2023+2022+.+1+0-(2023+1)×2023
=1012×2023,故C正确;因为f+1)=式x)十x,所以fx+1)=fx)+1,即f(+1)f(x)-1,令
a0m0n∈N,则有a-1a1,又a所以数列a是等差数列,其首项为2
公差为1,所以a}r1x1与r号即0r号则
2024
日+2024.×2024
f'(k)=
-=1012×2024,故D错误.故BC.
2