摘要:
**基本信息**
以函数性质(单调性、奇偶性、周期性)为核心,通过图像变换与数形结合实现从性质到图像的转化,培养几何直观与逻辑推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础判断|1-5题|奇偶性定义法、单调性导数法、特殊值验证|性质(奇偶/单调)→图像特征→选项排除|
|性质综合|6题|对称性判定、周期推导|函数图像→性质(奇偶/周期)→命题真假判断|
|图像应用|7-10题|数形结合法、图像交点分析|图像绘制→方程/不等式解→参数范围|
|提升拓展|11-14题|对称变换、平移法则、导数求单调|复杂函数图像→性质综合→实际问题解决|
内容正文:
课时冲关14 函数的图像
学生用书 P292
[基础训练组]
1.下列函数y=f(x)图像中,满足f>f(3)>f(2)的只可能是( )
解析:D [因为f>f(3)>f(2),所以函数f(x)有增有减,排除A、B.在C中,f<f(0)=1,f(3)>f(0),即f<f(3),排除C.]
2.(2024·聊城模拟)函数f(x)=x-sin x的部分图像大致为( )
解析:B [因为f(x)=x-sin x,所以f′(x)=1-cos x≥0恒成立,所以函数f(x)在R上单调递增,排除选项A.f(-x)=-x-sin(-x)=-x+sin x=-(x-sin x)=-f(x),所以函数f(x)是奇函数,其图像关于原点对称,排除选项D.当0<x<π时,sin x>0,f(x) =x-sin x<x,所以此时函数f(x)的图像在直线y=x的下方,当π<x<2π时,sin x<0,f(x)=x-sin x>x,所以此时函数f(x)的图像在直线y=x的上方,排除选项C.]
3.(2024·泸州市模拟)函数y=xln |x|的大致图像是( )
解析:C [令f(x)=xln |x|,易知f(-x)=-xln|-x|=-xln|x|=-f(x),所以该函数是奇函数,排除选项B;
又x>0时,f(x)=xln x,容易判断,当x→+∞时,xln x→+∞,排除D选项;
令f(x)=0,得xln x=0,所以x=1,即x>0时,函数图像与x轴只有一个交点,所以C选项满足题意.]
4.下列函数中,其图像与函数y=ln x的图像关于直线x=1对称的是( )
A.y=ln(1-x) B.y=ln(2-x)
C.y=ln(1+x) D.y=ln(2+x)
解析:B [因为f(x)关于x=1对称,则f(x)=f(2-x)=ln(2-x).]
5.(2024·黄山市模拟)已知图①中的图像对应的函数y=f(x),则图②中的图像对应的函数是( )
A.y=f(|x|) B.y=|f(x)|
C.y=f(-|x|) D.y=-f(|x|)
解析:C [设所求函数为g(x),则g(x)==f(-|x|),选项C符合题意.]
6.(多选)已知函数y=f(x)(x∈R)的图像如图所示,给出下列四个命题,其中的真命题是( )
A.函数y=f(x)满足f(-x)=-f(x)
B.函数y=f(x)满足f(x+2)=f(-x)
C.函数y=f(x)满足f(x)=f(-x)
D.函数y=f(x)满足f(x+2)=f(x)
解析:AB [从函数图像上可以看出函数的图像关于原点对称,所以是奇函数,函数y=f(x)满足f(-x)=-f(x),A为真命题,C为假命题;从函数图像上可以看出函数的周期为4,由B∶f(x+2)=f(-x)=-f(x),即f(x+4)=f(x),知函数的周期为4,所以B为真命题,D为假命题.]
7.(2024·北京平谷高一统考期末)已知函数f(x)=log2(x+1),若f(x)>|x|,则x的范围是________.
解析:作出函数y=log2(x+1)和函数y=|x|的图象,如图所示,
两个函数的图象相交于点(0,0)和(1,1),当且仅当x∈(0,1)时,y=log2(x+1)的图象在y=|x|的图象的上方,即不等式f(x)>|x|的解集为(0,1).
答案:(0,1)
8.设函数f(x)=则f(f(0))=________,若f(m)>1,则实数m的取值范围是________.
解析:f(f(0))=f(1)=ln 1=0.如图所示,可得f(x)=的图像与直线y=1的交点分别为(0,1),(e,1).若f(m)>1,则实数m的取值范围是(-∞,0)∪(e,+∞).
答案:0 (-∞,0)∪(e,+∞)
9.(2024·绥化市模拟)若函数f(x)的图像上存在两个不同点A,B关于原点对称,则称A,B两点为一对“优美点”,记作(A,B),规定(A,B)和(B,A)是同一对“优美点”.已知f(x)=,则函数f(x)的图像上共存在“优美点”________对.
解析:由题可知“优美点”的对数等价于方程|sin x|=lg x根的个数,作出图像如图所示:
由图可知,两函数共有5个交点.
答案:5
10.已知函数f(x)=2x,x∈R.
(1)当m取何值时,方程|f(x)-2|=m有一个解?两个解?
(2)若不等式[f(x)]2+f(x)-m>0在R上恒成立,求m的取值范围.
解: (1)令F(x)=|f(x)-2|=|2x-2|,
G(x)=m,画出F(x)的图像如图所示,
由图像看出,当m=0或m≥2时,函数F(x)与G(x)的图像只有一个交点,即原方程有一个解;
当0<m<2时,函数F(x)与G(x)的图像有两个交点,即原方程有两个解.
(2)令f(x)=t(t>0),H(t)=t2+t,
因为H(t)=2-在区间(0,+∞)上是增函数,所以H(t)>H(0)=0.因此要使t2+t>m在区间(0,+∞)上恒成立,
应有m≤0,即所求m的取值范围为(-∞,0].
[能力提升组]
11.(2024·潍坊市模拟)若函数f(x)=ax(a>0且a≠1)在R上为减函数,则函数 y=loga(|x|-1)的图像可以是( )
解析:D [由函数f(x)=ax(a>0且a≠1)在R上为减函数,知0<a<1.由函数y=loga(|x|-1)是偶函数,定义域为x>1或x<-1,排除A,B;函数y=loga(|x|-1)的图像,x>1时是把函数y=logax的图像向右平移1个单位得到的.]
12.(2024·乌鲁木齐市模拟)已知函数f(x)=2x-(x<0)与g(x)=log2(x+a)的图像上存在关于y轴对称的点,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-) B.(-∞,)
C.(-∞,2) D.
解析:B [f(x)关于y轴对称的函数为h(x)=f(-x)=2-x-(x>0),若函数f(x)=2x-(x<0)与g(x)=log2(x+a)的图像上存在关于y轴对称的点,
则函数h(x)=2-x-(x>0)与g(x)=log2(x+a)的图像有交点,作出y=2-x-与y=log2(x+a)的函数图像如图所示:
当a≤0时,函数y=2-x-与y=log2(x+a)的函数图像在(0,+∞)上必有交点,符合题意;
若a>0,若两图像在(0,+∞)上有交点,则log2a<,解得0<a<,综上,a<.]
13.已知函数f(x)满足f(x+1)=-f(x),且f(x)是偶函数,当x∈[0,1]时,f(x)=x2.若在区间[-1,3]内,函数g(x)=f(x)-kx-k有4个零点,则实数k的取值范围为________.
解析:依题意得f(x+2)=-f(x+1)=f(x),即函数f(x)是以2为周期的函数.
g(x)=f(x)-kx-k在区间[-1,3]内有4个零点,即函数y=f(x)与y=k(x+1)的图像在区间[-1,3]内有4个不同的交点.在坐标平面内画出函数y=f(x)的图像(如图所示),注意直线y=k(x+1)恒过点(-1,0),可知当k∈时,相应的直线与函数y=f(x)在区间[-1,3]内有4个不同的交点,故实数k的取值范围是.
答案:
14.已知函数f(x)的图像与函数h(x)=x++2的图像关于点A(0,1)对称.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若g(x)=f(x)+,且g(x)在区间(0,2]上为减函数,求实数a的取值范围.
解:(1)设f(x)图像上任一点P(x,y),则点P关于(0,1)点的对称点P′(-x,2-y)在h(x)的图像上,
即2-y=-x-+2,
∴y=f(x)=x+(x≠0).
(2)g(x)=f(x)+=x+,
g′(x)=1-.
∵g(x)在(0,2]上为减函数,
∴1-≤0在(0,2]上恒成立,
即a+1≥x2在(0,2]上恒成立,
∴a+1≥4,即a≥3,
故实数a的取值范围是[3,+∞).
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