内容正文:
第十节 函数的图象
第二章 函数的概念、性质与基本初等函数
1.在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图象法、列表法、解析法)表示函数. 2.会运用函数图象理解和研究函数的性质.
学习要求
必备知识 自主梳理
内容索引
关键能力 重点探究
3
必备知识 自主梳理
知识梳理
知识点 函数的图象
1.描点法作函数图象
其基本步骤是列表、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(尤其注意零点、最大值点、最小值点、与坐标轴的交点等特殊点).
最后:描点,连线.
2.图象变换法作函数图象
(1)平移变换
y=f(x) ;
y=f(x) .
(2)伸缩变换
y=f(x) ;
y=f(x) .
y=f(x-a)
y=f(x)+b
y=f(ωx)
y=Af(x)
知识点 函数的图象
(3)对称变换
y=f(x) y= ;
y=f(x) y= ;
y=f(x) y= .
(4)翻折变换
y=f(x) y=f(|x|);
y=f(x) y=|f(x)|.
-f(x)
f(-x)
-f(-x)
知识点 函数的图象
自我评价
1.函数f(x)=的图象关于( )
A.y轴对称 B.x轴对称
C.原点对称 D.直线y=x对称
解析:函数f(x)的定义域为R,且f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数,其图象关于y轴对称.
A
2.(2025·北京卷)为得到函数y=9x的图象,只需把函数y=3x的图象上的所有点( )
A.横坐标变成原来的倍,纵坐标不变
B.横坐标变成原来的2倍,纵坐标不变
C.纵坐标变成原来的倍,横坐标不变
D.纵坐标变成原来的3倍,横坐标不变
解析:因为y=9x=32x,所以将函数y=3x的图象上所有点的横坐标变成原来的倍,纵坐标不变,即可得到函数y=9x的图象.
A
3.已知图①中的图象是函数y=f(x)的图象,则图②中的图象对应的函数可能是 ( )
A.y=f(|x|)
B.y=|f(x)|
C.y=f(-|x|)
D.y=-f(-|x|)
解析:因为题图②中的图象是在题图①的基础上,去掉函数y=f(x)的图象在y轴右侧的部分,然后将y轴左侧图象翻折到y轴右侧得来的,所以题图②中的图象对应的函数可能是y=f(-|x|).
C
4.函数f(x)=的图象为( )
D
解析:函数f(x)=的定义域为{x|x≠0},且f(-x)==-=-f(x),函数f(x)为奇函数,故A错误;当x>1时,f(x)===(x-),函数单调递增,故B,C错误.
关键能力 重点探究
考点一 作函数的图象
[例1] 作出下列函数的图象.
(1)y=|log2(x+1)|;
[解] 将函数y=log2x的图象先向左平移1个单位长度,再将x轴下方的部分沿x轴翻折上去,即可得到函数y=|log2(x+1)|的图象,如图①.
(2)y=.
[解] 因为y==2+,故函数y=的图象可由y=的图象向右平移1个单位长度,再向上平移2个单位长度得到,如图②.
方法总结
函数图象的常见作法及注意事项
1.直接法:对于熟悉的基本函数,根据函数的特征找出图象的关键点,直接作图.
2.转化法:含有绝对值符号的,去掉绝对值符号,转化为分段函数来画.
3.图象变换法:若函数图象可由某个基本函数的图象经过平移、伸缩、翻折、对称得到,则可利用图象变换作图.
4.抽象函数定性分析法:采用“以静观动”,即判断动点处于不同的特殊的位置时图象的变化特征,从而利用排除法作出选择.
跟踪训练
1.作出函数:y=x-|x-1|的图象.
解:根据绝对值的意义,可将函数式化为分段函数y=可见其图象由两条射线组成,如图所示.
考点二 函数图象的识别
[例2] (2025·天津卷)已知函数y=f(x)的图象如图所示,则f(x)的解析式可能为( )
A.f(x)= B.f(x)=
C.f(x)= D.f(x)=
D
[解析] 由题图可知函数y=f(x)为偶函数,而函数f(x)=和函数f(x)=为奇函数,故排除选项A,B;
又当x∈(0,1)时,1-x2>0,x2-1<0,此时f(x)=>0,f(x)=<0,由题图可知当x∈(0,1)时,f(x)<0,故C不符合,D符合.
方法总结
1.由函数解析式确定函数图象的两个关键点
(1)利用函数的解析式,判断函数的奇偶性,再根据奇偶函数图象的对称性,排除不合适的选项.
(2)利用特值法,根据函数在某区间上的函数值的符号或极限思想,对不合适的选项进行排除.
2.由函数图象判断其解析式的关键
会观图,从图象的左右位置,判断函数的定义域;从图象的上下位置,判断函数的值域;从图象的变化趋势,判断函数的单调性;从图象的对称性,判断函数的奇偶性.从而把不合适的解析式排除.
跟踪训练
2.下列图象中,函数f(x)=的部分图象可能为( )
A
解析:对于函数f(x),有4x2-1≠0,解得x≠±,即函数f(x)的定义域为{x|x≠±},定义域关于原点对称.
因为f(-x)==-=-f(x),即函数f(x)为奇函数,排除C,D选项;
当0<x<时,0<x2<,则4x2-1<0,此时f(x)=<0,排除B选项.
3.已知函数f(x)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式可能为( )
A.f(x)=
B.f(x)=
C.f(x)=
D.f(x)=
解析:根据题图得函数f(x)的定义域为{x|x≠0},图象关于y轴对称,即f(x)为偶函数.
对于A选项,f(1)=>2,不符合题意,排除A;
对于B选项,函数定义域为R,不符合题意,排除B;
对于C选项,函数定义域为{x|x≠0},f(-x)==,故函数为非奇非偶函数,不合题意,排除C;
对于D选项,函数f(x)符合图象要求,故选D.
考点三 函数图象的应用
角度1 图象法解不等式
[例3] 定义在R上的函数f(x)满足(1)f(x)在[1,+∞)上单调递减;
(2)f(x)=f(2-x);(3)f(-4)=0.则不等式(x+1)f(2x-2)<0的解集为 .
(4,+∞)
[解析] 因为f(x)=f(2-x),所以函数f(x)的图象关于x=1对称.
又f(x)在[1,+∞)上单调递减,且f(6)=f(-4)=0,作出函数f(x)的图象,如图.
令t=2x-2,则不等式(x+1)f(2x-2)<0等价于(+2)f(t)<0,
则解得t>6,
即2x-2>6,所以x>4,即不等式(x+1)f(2x-2)<0的解集为(4,+∞).
角度2 求参数的取值范围
[例4] 已知0<a<1,当x∈(0,)时,函数f(x)=loga(-4x2+logax)的图象恒在x轴下方,则a的取值范围是( )
A.[,1) B.(0,)
C.[,1) D.(0,1)
A
[解析] 因为函数f(x)=loga(-4x2+logax)的图象恒在x轴下方,
所以f(x)=loga(-4x2+logax)<0对任意x∈(0,)恒成立.
又0<a<1时,可得-4x2+logax>1对任意x∈(0,)恒成立,
即logax>4x2+1,x∈(0,)恒成立.
在同一平面直角坐标系中作出函数y=logax,y=4x2+1的图象,如图所示,
由图象知,只需loga≥4×()2+1=2,
解得a≥.又0<a<1,所以≤a<1.
方法总结
1.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以作出时,常将不等式问题转化为图象的位置关系问题,从而利用数形结合思想求解.
2.利用图象求参数时,要准确分析函数图象的特殊点,借助函数图象,把原问题转化为数量关系较明确的问题.
跟踪训练
4.不等式()x≤的解集是( )
A.[0,] B.[,+∞)
C.[0,] D.[,+∞)
B
解析:在同一平面直角坐标系中作出函数y=()x 和y= 的图象,如图所示,当()x= 时,解得x=,由图象知,()x≤的解集是[,+∞).
5.已知函数f(x)=若|f(x)|≥ax,则a的取值范围是( )
A.(-∞,0] B.(-∞,1]
C.[-2,1] D.[-2,0]
D
解析:由y=|f(x)|的图象(如图所示)知,
①当x>0时,只有a≤0时才能满足|f(x)|≥ax.
②当x≤0时,y=|f(x)|=|-x2+2x|=x2-2x.
故由|f(x)|≥ax,得x2-2x≥ax.
当x=0时,不等式为0≥0成立;
当x<0时,不等式等价于x-2≤a.
∵x-2<-2,
∴a≥-2.
综上可知,a∈[-2,0].
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