内容正文:
第5章
函数概念与性质
第1讲 描述运动的基本概念
基础过关练
5.2 函数的表示方法
第1讲 描述运动的基本概念
题组一 函数的表示方法
1.[多选题][2026辽宁名校联盟联考]已知函数y=f(x)的对应关系如下表所示,函数y=g(x)的图象是下图中
的曲线ABC,若g(f(x)+2)=2,则x的值可能为 ( )
BD
x -2 -1 0 1 2 3 4
f(x) 0 2 1 2 0 3 1
A.-2 B.0 C.2 D.4
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于A,当x=-2时, f(-2)=0,g(f(-2)+2)=g(2)=1;
对于B,当x=0时, f(0)=1,g(f(0)+2)=g(3)=2;
对于C,当x=2时, f(2)=0,g(f(2)+2)=g(2)=1;
对于D,当x=4时, f(4)=1,g(f(4)+2)=g(3)=2.
故x的值可能为0或4.
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2025北京八一学校期中]某学校要召开学生代表大会,规定各班每10人推选一名代表,当各班人数除
以10的余数大于6时再增选一名代表,则各班推选代表人数y与该班人数x之间的函数关系用取整函数y=
[x]([x]表示不大于x的最大整数,如[π]=3,[4]=4)可表示为 ( )
A.y= B.y=
C.y= D.y=
B
解析 因为各班每10人推选一名代表,当各班人数除以10的余数大于6时再增选一名代表,所以当余
数为7,8,9时可增选一名代表,因此利用取整函数可表示为y= .
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2025江苏苏州期中]如图,无盖正方体容器内放了一个圆柱形杯子,向放在容器底部的杯子注水(流量
一定),注满杯子后,继续注水,直至注满正方体容器,则正方体容器中水面上升高度h与注水时间t之间的
函数图象可能是 ( )
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 开始注水时,水注入杯子中,正方体容器中无水,故水面高度为0;杯子内注满水后,继续注水,正
方体容器中水面开始上升,且上升速度较快;当正方体容器中水面和杯子水面持平以后,继续注水,正方
体容器中水面继续上升,且上升速度减慢.
故正方体容器中水面上升高度h与注水时间t之间的函数图象可能是D.
第1讲 描述运动的基本概念
题组二 函数解析式的求法
4.[2026江苏无锡外国语学校月考]若函数f(x)是二次函数,且f(0)=2, f(x+2)-f(x)=4x,则f(x)= ( )
A.x2+x+2 B.x2-2x+2
C.x2-x+2 D.x2+2x+2
B
解析 设f(x)=ax2+bx+c(a≠0).
因为f(0)=2,所以c=2,所以f(x)=ax2+bx+2.
又f(x+2)-f(x)=4x,
所以a(x+2)2+b(x+2)+2-(ax2+bx+2)=4x,整理得4ax+4a+2b=4x,
所以 解得
所以f(x)=x2-2x+2.
第1讲 描述运动的基本概念
5.[易错题][2026浙江五湖联盟联考]已知函数f( +1)=x-1,则函数f(x)的解析式为 ( )
A. f(x)=x2-2x
B. f(x)=x2-1(x≥1)
C. f(x)=x2-2x+2(x≥1)
D. f(x)=x2-2x(x≥1)
D
解析 解法一(配凑法):f( +1)=x-1=( +1)( -1)=( +1)( +1-2),
所以f(x)=x(x-2),x≥1,
所以f(x)=x2-2x(x≥1).
解法二(换元法):令t= +1,则t≥1,x=(t-1)2,所以f(t)=(t-1)2-1=t2-2t,
所以f(x)=x2-2x(x≥1).
第1讲 描述运动的基本概念
易错警示 用换元法求函数的解析式时,要先求出中间变量的取值范围,由此确定所求函数的定义域.
解题时防止漏求函数的定义域导致解题不完整.
第1讲 描述运动的基本概念
6.[多选题][2026陕西韩城象山中学月考]已知f(x)是一次函数,f(f(x))=9x-4,且f(0)>0,函数g(x)满足g(f(x))=
9x2,则 ( )
A.f(x)=-3x+2
B.f(x)=3x+1
C.g(x)=x2-4x+4
D.g(x)=x2-2x+1
AC
第1讲 描述运动的基本概念
解析 设f(x)=kx+b(k≠0),则由f(f(x))=9x-4得k(kx+b)+b=k2x+kb+b=9x-4,
所以 解得 或
又因为f(0)=b>0,所以
所以f(x)=-3x+2,故A正确,B错误.
因为g(f(x))=9x2,所以g(-3x+2)=9x2.令-3x+2=t,则x= ,所以g(t)=9× =t2-4t+4,所以g(x)=x2-4x+4,故C
正确,D错误.
第1讲 描述运动的基本概念
7.[2025黑龙江大庆中学月考]若g(x)=1-2x, f(g(x))= (x≠0),则f 等于 ( )
A.1 B.2
C.15 D.30
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 解法一:易知f(1-2x)= (x≠0),
令t=1-2x(x≠0),则t≠1,x= ,
所以f(t)= = (t≠1),
所以f = =15.
解法二:易知f(1-2x)= (x≠0),
令1-2x= ,则x= ,
所以f = =15.
第1讲 描述运动的基本概念
8.[2026江苏无锡大桥实验学校期中]已知函数f(x)满足f(x)+3f(1-x)=2x+3,则f(x)= ( )
A. + B.-x+
C.-x+ D.-x+
D
解析 对于f(x)+3f(1-x)=2x+3①,用1-x代替x,得f(1-x)+3f(x)=2(1-x)+3=5-2x②.②×3-①,得8f(x)=12-8x,所
以f(x)= -x.
解题模板 若已知条件等式是由f(x)与f(-x)或f(x)与f 或f(x)与f(a-x)构成的,则可根据已知等式再构造
其他等式 一般是用-x或 或a-x替换x 组成方程组,通过解方程组求出f(x)的解析式.
第1讲 描述运动的基本概念
题组三 分段函数
9.[2025江苏南京师范大学附属中学期中]已知函数f(x)= 则f(-4)= ( )
A.-4 B.-2 C.0 D.2
B
解析 f(-4)=f(-2)=f(0)=f(2)=22-3×2=-2.
第1讲 描述运动的基本概念
10.[2026安徽池州期中]已知函数f(x)= 若f(a)<3,则实数a的取值范围是 ( )
A.(-∞,-1) B.(3,+∞)
C.(-1,3) D.(-∞,-1)∪(3,+∞)
C
解析 由题意得 或
解得-1<a≤1或1<a<3,
所以实数a的取值范围是(-1,3).
第1讲 描述运动的基本概念
11.[教材习题改编]学校宿舍与办公室相距a m.某同学有重要材料要交给老师,从宿舍出发,先匀速跑步
3 min来到办公室,停留2 min,然后匀速步行10 min返回宿舍.在这个过程中,这位同学行进的速度v(t)(单
位:m/min)和行走的路程s(t)(单位:m)都是时间t的函数,则速度函数和路程函数的示意图分别是下面四
个图象中的 ( )
A.①和② B.③和④
C.①和③ D.②和④
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据题意得,
v(t)=
s(t)=
故由速度函数及路程函数的解析式可知,其图象分别为①和②.
第1讲 描述运动的基本概念
12.[多选题][2026江苏淮安调研]函数f(x)= 称为狄利克雷函数,下列关于f(x)的说法正确的是
( )
A.f(x)的值域为[0,1]
B.f(x)的定义域为R
C.∀x∈R, f(f(x))=1
D.对任意的x∈R,都有f(x+π)=f(x)恒成立
BC
解析 由题意得, f(x)的定义域为R,值域为{0,1},故A错误,B正确.
因为f(x)的值域为{0,1},且0和1均为有理数,所以f(f(x))=1,故C正确.
若x∈Q,则x+π是无理数,所以f(x)=1, f(x+π)=0,此时f(x+π)≠f(x),故D错误.
第1讲 描述运动的基本概念
13.[2026江苏南京金陵中学期中]若函数f(x)= 的值域为R,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.(-∞,2)
A
解析 当x≥1时, f(x)=x2-2,
此时f(x)∈[-1,+∞).
当x<1时, f(x)=(2-a)x+3a,所以要使得f(x)的值域为R,需满足 解得- ≤a<2,
所以实数a的取值范围是 .
第1讲 描述运动的基本概念
14.[2026河北保定爱和城高级中学调研]某小组4位同学准备从学校打车到距离学校30千米的地方参加
社会实践活动.已知出租车的收费标准是起步价为11元(乘车不超过3千米);行驶超过3千米且不超过10
千米时,每千米车费为2.2元;行驶超过10千米时,每千米车费为2.8元.
(1)写出车费f(x)(单位:元)与路程x(单位:千米)的函数关系式;
(2)为了节省开支,他们设计了三种乘车方案:
①不换车:乘一辆出租车行驶30千米;
②分两段乘车:先乘一辆车,行驶15千米后,换乘另一辆车,再行驶15千米;
③分三段乘车:每行驶10千米后,换乘一辆车.
问:哪一种乘车方案最省钱?
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)由题意得,当0<x≤3时, f(x)=11;当3<x≤10时, f(x)=11+(x-3)×2.2=2.2x+4.4;当x>10时, f
(x)=11+(10-3)×2.2+(x-10)×2.8=2.8x-1.6.
所以f(x)=
(2)方案①: f(30)=2.8×30-1.6=82.4(元);方案②:2f(15)=2×(2.8×15-1.6)=80.8(元);方案③:3f(10)=3×(2.2×10
+4.4)=79.2(元).
因为82.4>80.8>79.2,
所以方案③最省钱.
第1讲 描述运动的基本概念
能力提升练
5.2 函数的表示方法
第1讲 描述运动的基本概念
题组一 函数的表示方法及其应用
1.[教材习题改编]函数f(x):{1,2,3}→{1,2,3}满足f(f(x))=f(x),且f(1)=1,则这样的函数有 ( )
A.2个 B.4个 C.6个 D.10个
C
解析 因为f(1)=1,所以f(x)的值域中必包含1.
当值域中仅有一个元素时,值域为{1},此时f(1)=f(2)=f(3)=1,仅有1个函数满足题意.
当值域中有两个元素时,值域为{1,2}或{1,3},
若值域为{1,2},则f(1)=f(3)=1, f(2)=2或f(1)=1, f(2)=f(3)=2,
若值域为{1,3},则f(1)=f(2)=1, f(3)=3或f(1)=1, f(2)=f(3)=3,此时有4个函数满足题意.
当值域中有三个元素时,值域为{1,2,3},此时只能为f(1)=1, f(2)=2, f(3)=3,仅有1个函数满足题意.
综上,满足题意的函数有6个.
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2026江苏常州高级中学期中]若函数f(x)= 的部分图象如图所示,则f(5)=( )
A.- B.-
C.- D.-
D
解析 由题图知,2和4不在函数f(x)的定义域内,所以2和4为方程ax2+bx+c=0的两根,所以f(x)=
,又由题图知, f(3)=1,即 =1,所以a=-1,所以f(x)=- ,所以f(5)=- .
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2026河北邯郸开学考试]如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,AB=16,点P是斜边AB上的任意一点
(不与点A,B重合),过点P作PQ⊥AB,垂足为P,交边AC(或边CB)于点Q,设AP=x(0<x<16),△APQ的面积
为y,则y与x之间的函数图象大致是 ( )
D
A B C D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 过点C作CD⊥AB交AB于点D,
因为∠ACB=90°,∠A=30°,AB=16,
所以∠B=60°,BC=8,
所以BD= BC=4,AD=AB-BD=12.
如图1,当0<x≤12时,因为AP=x,所以PQ=AP·tan 30°= x,所以y= x· x= x2.
图1
如图2,当12<x<16时,因为AP=x,所以BP=AB-AP=16-x,所以PQ=BP·tan 60°= (16-x),所以y= x· (16-x)=
第1讲 描述运动的基本概念
- x2+8 x.
图2
故y与x之间的函数图象大致是D.
第1讲 描述运动的基本概念
题组二 函数解析式的求法
4.[多选题]已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c,且-3<f(-1)=f(1)=f(2)≤0,则( )
A.a=-2 B.b=1
C.0<c≤3 D.-1<c≤2
AD
解析 设f(-1)=f(1)=f(2)=m,则-1,1,2是关于x的方程f(x)-m=0的3个根,
又f(x)=x3+ax2+bx+c,
所以f(x)-m=(x+1)(x-1)(x-2),
即f(x)=(x+1)(x-1)(x-2)+m,且-3<m≤0,所以f(x)=x3-2x2-x+m+2,
故a=-2,b=-1,c=m+2,故A正确,B错误;
由-3<m≤0,得-1<m+2≤2,即-1<c≤2,故C错误,D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
5.[多选题][2025广东中山实验中学期中]已知函数f(x)的定义域为R,且f(x)=x3f ,x∈(-∞,0)∪(0,+∞),
若f(x)+f(y)+xy=f(x+y),则下列结论正确的是 ( )
A.f(0)=0 B.f(3)=3
C.f(x)-f(-x)=x D.f(x)=
AC
第1讲 描述运动的基本概念
解析 在f(x)+f(y)+xy=f(x+y)中,令x=y=0,则f(0)=0,故A正确;
令y=-x,则f(x)+f(-x)-x2=f(0)=0,即f(x)+f(-x)=x2①,所以f +f = ,即f = -f ,又f(x)=x3f ,
所以f(x)=x3 =x-x3f =x+f(-x),即f(x)-f(-x)=x(x≠0)②,
又f(0)=0也符合②,
所以f(x)-f(-x)=x③,故C正确;
联立①③,解得f(x)= ,故D错误;
将x=3代入f(x)= ,得f(3)=6,故B错误.
第1讲 描述运动的基本概念
6.[多选题][2025江苏南京外国语学校期中]已知函数f(x)的定义域为R,且f(1)=1,对任意的x∈R,满足f(x+
1)-f(x-1)≥x, f(x+3)-f(x-3)≤3x,则下列说法正确的有 ( )
A.f(x+3)-f(x+1)≥x+2
B.若f(x)为一次函数,则f(x)存在且不唯一
C.若f(x)为二次函数,则f(x)存在且唯一
D.f(11)=30
AC
第1讲 描述运动的基本概念
解析 因为f(x+1)-f(x-1)≥x, f(x+3)-f(x-3)≤3x,
所以3x≥f(x+3)-f(x-3)=f(x+3)-f(x+1)+f(x+1)-f(x-1)+f(x-1)-f(x-3)≥(x+2)+x+(x-2)≥3x,
所以f(x+1)-f(x-1)=x,
所以f(x+2)-f(x)=x+1.
对于A,由f(x+2)-f(x)=x+1,得f(x+3)-f(x+1)=x+2,满足f(x+3)-f(x+1)≥x+2,故A正确.
对于B,设f(x)=kx+b,k≠0,则[k(x+2)+b]-(kx+b)=2k=x+1,不恒成立,所以f(x)不存在,故B错误.
对于C,设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),则f(x+2)-f(x)=[a(x+2)2+b(x+2)+c]-(ax2+bx+c)=4ax+4a+2b=x+1,
所以 解得
所以f(x)= x2+c,
第1讲 描述运动的基本概念
又f(1)=1,所以c= ,
所以f(x)= x2+ ,故f(x)存在且唯一,故C正确.
对于D,因为f(x+2)-f(x)=x+1,所以f(3)-f(1)=2, f(5)-f(3)=4, f(7)-f(5)=6, f(9)-f(7)=8, f(11)-f(9)=10,所以f(11)-f
(1)=2+4+6+8+10=30,所以f(11)=f(1)+30=31,故D错误.
第1讲 描述运动的基本概念
7.[2025福建泉州第七中学期中]已知函数f(x)满足2f +f =1+x,其中x∈R且x≠0,则函数f(x)的
解析式为____________.
f(x)= -
解析 对于2f +f =1+x①,用-x替换x,得2f +f =1-x,即2f +f =1-x②.
①②联立消去f ,得f = -x.
令 =t,则x= ,t≠1,所以f(t)= - ,即f(x)= - .
第1讲 描述运动的基本概念
8.[2026江西多校联考]已知定义在R上的函数f(x)满足对任意的m,n∈R,2f(m+2n+100)=f(f(m))+8n+300恒
成立,且f(0)=100,则f(55)=_______.
210
解析 令m=0,得2f(2n+100)=f(f(0))+8n+300=f(100)+8n+300,所以f(2n+100)=2(2n+100)-50+ f(100).
设x=2n+100,
则f(x)=2x-50+ f(100).
令x=100,得f(100)=2×100-50+ f(100),解得f(100)=300,
所以f(x)=2x+100.
所以f(55)=55×2+100=210.
第1讲 描述运动的基本概念
题组三 分段函数及其应用
第1讲 描述运动的基本概念
9.[2026江苏靖江高级中学期中]若在函数定义域的某个区间上定义运算ab= 则函数f(x)=(-2x+
1)(x2-3x+1),x∈[0,2]的值域是 ( )
A. B.
C.[-1,1] D.
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由题意得, f(x)=(-2x+1)(x2-3x+1)=
即f(x)=
当x∈(1,2]时, f(x)=x2-3x+1,此时f ≤f(x)≤f(2),所以值域为 .
当x∈[0,1]时, f(x)=-2x+1,此时f(1)≤f(x)≤f(0),所以值域为[-1,1].
综上,所求值域为 .
第1讲 描述运动的基本概念
10.[2026江苏盐城五校联考]已知实数t≠0,函数f(x)= 若f(1+3t)=f(1-2t),则实数t的值为
( )
A.- B.-
C. D.1
A
解析 当t<0时,1-2t>1,1+3t<1,所以由f(1+3t)=f(1-2t)得2(1+3t)+t=-(1-2t)-2t,解得t=- .
当t>0时,1-2t<1,1+3t>1,所以由f(1+3t)=f(1-2t)得-(1+3t)-2t=2(1-2t)+t,解得t=- ,与t>0矛盾,舍去.
综上,t=- .
第1讲 描述运动的基本概念
11.[2025江苏无锡辅仁高级中学期中]已知函数f(x)= 当-5≤x≤2时,函数y=f(f(x)+a)的值域
为[-4,32],则实数a的取值集合为( )
A.{-4,-3} B.{-4,3}
C.{2,-3,-4} D.{2,3}
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 作出函数f(x)的图象,如图所示.
由图可知,当-5≤x≤2时, f(x)∈[-4,5],所以f(x)+a∈[a-4,a+5].
令f(x)=32,得x=8或x=-8;
令f(x)=-4,得x=-2或x=2.
当-4+a=-8,即a=-4时,需满足-2≤5+a≤8,此时a=-4满足不等式.
当5+a=8,即a=3时,需满足-8≤-4+a≤2,此时a=3满足不等式.
综上,实数a的取值集合为{-4,3}.
第1讲 描述运动的基本概念
12.[2025江苏连云港赣榆期中]已知函数f(x)=|3x+2|-|3x-1|,g(x)=|x-a|,若f(x)≤g(x)恒成立,则实数a的取值
范围为 ( )
A. B.
C. D.
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 f(x)=|3x+2|-|3x-1|
=
g(x)=|x-a|=
在同一平面直角坐标系中作出f(x)和g(x)的大致图象,如图所示.
第1讲 描述运动的基本概念
若f(x)≤g(x)恒成立,
则 解得a≤- ,
故实数a的取值范围为 .
第1讲 描述运动的基本概念
13.[2025江苏徐州期中]已知函数f(x)= 若f(f(2m))≥0,则实数m的取值范围是 ( )
A. ∪[3,+∞)
B.
C.
D. ∪[2,+∞)
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 若f(2m)≤1,则由f(f(2m))≥0得1-[f(2m)]2≥0,所以-1≤f(2m)≤1.
当2m≤1,即m≤ 时,由-1≤f(2m)≤1得-1≤1-4m2≤1,即0≤m2≤ ,
所以- ≤m≤ .
当2m>1,即m> 时,由-1≤f(2m)≤1得-1≤|2m-2|-1≤1,即0≤|m-1|≤1,所以 <m≤2.
故当f(2m)≤1时,m的取值范围是 .
若f(2m)>1,则由f(f(2m))≥0得|f(2m)-2|-1≥0,
所以f(2m)≥3或f(2m)≤1(舍去).
当2m≤1,即m≤ 时,由f(2m)≥3得1-4m2≥3,即m2≤- ,显然无解.
当2m>1,即m> 时,由f(2m)≥3得|2m-2|-1≥3,所以m≥3.
第1讲 描述运动的基本概念
故当f(2m)>1时,m的取值范围是[3,+∞).
综上,实数m的取值范围是 ∪[3,+∞).
第1讲 描述运动的基本概念
14.[2026江苏无锡锡山高级中学阶段测试]已知函数f(x)= 若f(x)的值域为[2,6],则实数
c的取值范围是________.
解析 易知- ≠0,所以当x<c时,- +2≠2.
对于函数y=x2-2x+3=(x-1)2+2,当x=3时,y=6,当x=1时,y=2,所以1∈[c,3],所以c≤1,又c2-2c+3≤6,所以-1≤c
≤1.
当0≤c≤1时,函数f(x)在(-∞,0)上的取值集合为(2,+∞),在(0,c)上f(x)<2,与题意不符.
当-1≤c<0时,2<- +2<- +2,
所以- +2≤6,所以-1≤c≤- .
综上,实数c的取值范围是 .
第1讲 描述运动的基本概念
创新题型
创新点 借助新定义考查函数的解析式
15.[2026福建厦门外国语学校月考]设y=f(x)是一个定义域为R的函数.若S是R的一个非空子集,且对任意
的s∈S,都有f(x+s)-f(x)=s,则称y=f(x)是S-关联的.
(1)判断函数y=x2和函数y=[x]是不是{1}-关联的;([x]表示不超过x的最大整数)
(2)若函数y=f(x)是{2}-关联的,且在[0,2)上, f(x)=x2,解不等式组
(3)已知正实数a,b满足a<b,函数y=f(x)是[a,b]-关联的,且f(0)=1,求f(x)的解析式.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)若函数y=f(x)是{1}-关联的,则f(x+1)-f(x)=1恒成立.
对于函数y=f(x)=x2, f(x+1)-f(x)=(x+1)2-x2=2x+1,不恒等于1,所以y=x2不是{1}-关联的.
对于函数y=f(x)=[x], f(x+1)-f(x)=[x+1]-[x]=1恒成立,故y=[x]是{1}-关联的.
(2)因为函数y=f(x)是{2}-关联的,
所以f(x+2)-f(x)=2恒成立.
当x∈[0,2)时, f(x)=x2∈[0,4).
当x∈[2,4)时,x-2∈[0,2),所以f(x)=f(x-2)+2=(x-2)2+2∈[2,6).
当x∈[2k,2k+2)(k≥2)时,x-2k∈[0,2),所以f(x)=f(x-2)+2=f(x-4)+4=…=f(x-2k)+2k≥2k≥4,
所以1<f(x)<4在[4,+∞)上无解.
所以由1<f(x)<4得 或 解得1<x<2或2≤x<2+ ,所以所求解集为(1,2+ ).
第1讲 描述运动的基本概念
(3)由题意知,对任意的s∈[a,b], f(x+s)-f(x)=s=(x+s)-x,即f(x+s)-(x+s)=f(x)-x,令g(x)=f(x)-x,则对任意的x∈R,
s∈[a,b],g(x+s)=g(x).
任取t∈[0,b-a],则b-t∈[a,b],所以g(x+t)=g(x+t+b-t)=g(x+b)=g(x).
易知对任意x1,x2,且x1≤x2,一定存在正整数k,使得 ∈[0,b-a],所以g(x2)=g x1+k· =g
=…=g(x1),所以存在实常数C,使得g(x)=C,又f(0)=1,所以g(0)=1,所以g(x)=1,所以f(x)=x+
1.
第1讲 描述运动的基本概念
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