内容正文:
第二章 函数
培优拓展3 新定义中的特殊函数
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第二章 函数
高考总复习 数学
“新定义”主要是指即时定义新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解,但是,透过现象看本质,它们考查的还是基础数学知识,所以说“新题”不一定是“难题”,掌握好三基,以不变应万变才是制胜法宝.
[典例] [多选]高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,用其名字命名的“高斯函数”为:设x∈R,用[x]表示不超过x的最大整数,则y=[x]称为高斯函数,例如:[-3.5]=-4,[2.1]=2.已知函数f(x)=eq \f(ex,1+ex)-eq \f(1,2),函数g(x)=[f(x)],则下列命题中为真命题的是( )
A.g(x)图象关于x=0对称
B.f(x)是奇函数
C.f(x)在R上是增函数
D.g(x)的值域是{-1,0,1}
[解析] 根据题意,知f(x)=eq \f(ex,1+ex)-eq \f(1,2)=eq \f(1+ex-1,1+ex)-eq \f(1,2)=eq \f(1,2)-eq \f(1,1+ex).
∵g(1)=[f(1)]=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(e,1+e)-\f(1,2)))=0,
g(-1)=[f(-1)]=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,e+1)-\f(1,2)))=-1,
∴g(1)≠g(-1),g(1)≠-g(-1),
∴函数y=g(x)既不是奇函数也不是偶函数,不关于直线x=0对称,A错误;
y=f(x)的定义域为R,
∵f(-x)=eq \f(e-x,1+e-x)-eq \f(1,2)=eq \f(1,1+ex)-eq \f(1,2)=-f(x),
∴f(x)是奇函数,B正确;
任取x1>x2,
∴f(x1)>f(x2),∴f(x)=eq \f(1,2)-eq \f(1,1+ex)在R上是增函数,C正确;
∵ex>0,∴1+ex>1,
∴0<eq \f(1,1+ex)<1,则-eq \f(1,2)<eq \f(1,2)-eq \f(1,1+ex)<eq \f(1,2),
即-eq \f(1,2)<f(x)<eq \f(1,2),
∴g(x)=[f(x)]的值域为{-1,0},D错误.
[答案] BC
1.高斯函数y=[x]
(1)定义:不超过实数x的最大整数称为x的整数部分,记作[x],例如,[3.4]=3,[-2.1]=-3,这一规定最早为数学家高斯所使用,故函数y=[x]称为高斯函数,又称取整函数.
(2)性质
①定义域:R;值域:Z.
②不具有单调性、奇偶性、周期性.
(3)图象
2.狄利克雷函数D(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(1,x∈Q,,0,x∉Q))的性质
(1)定义域R;值域{0,1}.
(2)奇偶性:偶函数.
(3)周期性:以任意正有理数为其周期,无最小正周期.
(4)无法画出函数的图象,但其图象客观存在.
3.最值函数的概念
设min{a,b}=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a,a≤b,,b,a>b,))max{a,b}=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a,a≥b,,b,a<b.))
直观上来说min{a,b}的作用就是求a,b的最小值,我们将其称为最小值函数,同样的,max{a,b}用来表示a,b的最大值,称作最大值函数.
[多选]德国数学家狄利克雷在数学领域成就显著,以其名字命名的函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(1,x∈Q,,0,x∈∁RQ,))称为狄利克雷函数,则关于函数f(x)的叙述,正确的是( )
A.函数y=f(x)的图象是两条直线
B.f(f(x))=1
C.f(eq \r(3))>f(1)
D.∀x∈R,都有f(1-x)=f(2+x)
解析:BD [对于A,函数y=f(x)的图象是断续的点集,不是两条直线,A错误;
对于B,当x为有理数时,f(x)=1,
所以f(f(x))=f(1)=1,
当x为无理数时,f(x)=0,f(f(x))=f(0)=1,B正确;
对于C,f(eq \r(3))=0,f(1)=1,
所以f(1)>f(eq \r(3)),C错误;
对于D,由题意,函数定义域为R,
且f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数,
若x是有理数,则x+T也是有理数;
若x是无理数,则x+T也是无理数;
所以根据函数的表达式,任取一个不为零的有理数T,
f(x+T)=f(x)对∀x∈R恒成立,
故f(x+2)=f(x)=f(-x)=f(1-x),
所以∀x∈R,都有f(1-x)=f(2+x),D正确.]
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