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.
知识点 函数的图象
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)
自我评价
1.已知图①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:因为图②中的图象是在图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轴右侧得到的,所以图②中的图象对应的函数可能是y=f(-|x|).
C
2.函数f(x)=的大致图象为( )
解析:要使函数f(x)有意义,即x2+1≠1,所以x≠0,故f(x)的定义域为(-∞,0)
∪(0,+∞),关于原点对称.因为f(-x)==-f(x),所以f(x)为奇函数,排除选项B,C;
当x>0时,-x<0,ln(x2+1)>ln 1=0,所以f(x)<0,排除选项A.
D
3.把函数f(x)=ln x图象上各点的横坐标扩大到原来的2倍,得到的图象的函数解析式是 .
解析:根据伸缩变换方法可得,所求函数解析式为y=ln.
y=ln
4.若函数f(x)=x(|x|-2)在[m,n]上的最小值是-1,最大值是3,则n-m的最大值为 .
4+
解析:作出函数
f(x)=x(|x|-2)=的图象,如图所示,
当x≥0时,令x(x-2)=3,
得x1=-1(舍),x2=3,
当x<0时,令x(-x-2)=-1,
得x3=-1-,x4=-1+(舍),
结合图象可得(n-m)max=x2-x3=3-(-1-)=4+.
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 函数图象的辨识
[例2] (1)(2025·天津卷)已知函数y=f(x)的图象如图,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.
(2)(2024·全国甲卷)函数y=-x2+(ex-e-x)·sin x在区间[-2.8,2.8]的图象大致为( )
[解析] 令f(x)=y,则f(-x)=-x2+(e-x-ex)·sin(-x)=-x2+(ex-e-x)sin x=f(x),
又函数f(x)的定义域为[-2.8,2.8],故该函数为偶函数,可排除A,C.
又f(1)=-1+(e-)sin 1>-1+(e-)sin=-1->->0,可排除D.
B
方法总结
识别函数的图象的主要方法
1.利用函数的性质,如奇偶性、单调性、定义域等判断.
2.利用函数的零点、极值点等判断.
3.利用特殊函数值判断.
跟踪训练
2.(2026·湖南长沙模拟)函数f(x)=的图象大致是( )
解析:令f(x)==0,得x=0,所以f(x)只有1个零点,即函数f(x)的图象与x轴只有1个交点,故A错误;由1-x2≠0,得x≠±1,所以f(x)=的定义域为
(-∞,-1)∪(-1,1)∪(1,+∞),故C错误;当0<x<1时,f(x)=>0,故D错误.
B
考点三 函数图象的应用
角度1 图象法解不等式
[例3] (2026·陕西西安模拟)已知f(x)是定义在R上的奇函数且满足f(x+2)+f(x)=0,当0<x≤1时,f(x)=log2(x+1).若f(a+1)>f(a),则实数a的取值范围是( )
A.(-+4k,-+4k),k∈Z B.(-1+4k,4k),k∈Z
C.(-+4k,+4k),k∈Z D.(-+4k,+4k),k∈Z
D
[解析] 因为函数f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(-x)=-f(x).
又因为f(x+2)+f(x)=0 ⇒ f(x+2)=-f(x)=f(-x),所以函数f(x)的图象关于直线x=1对称,
且f(x+4)=-f(x+2)=f(x),所以函数f(x)是以4为周期的周期函数.
因为当0<x≤1时,f(x)=log2(x+1),
所以函数f(x)在(0,1]上单调递增.
函数f(x)的图象如图所示:
根据图象可知,若f(a+1)>f(a),则-+4k<a+1<+4k,k∈Z,
解得-+4k<a<+4k,k∈Z,
所以实数a的取值范围是(-+4k,+4k),k∈Z.
角度2 求参数的取值范围
[例4] 已知函数f(x)=若实数a,b,c互不相等,且f(a)=f(b)=f(c),则a+b+c的取值范围是 .
(2,2 027)
[解析] 函数f(x)= 的图象如图所示,
不妨令a<b<c,
由正弦曲线的对称性可知a+b=1,
又1<c<2 026,
所以2<a+b+c<2 027.
角度3 利用图象研究函数的性质
[例5] (多选)对任意两个实数a,b,定义min{a,b}=若f(x)=2-x2,g(x)=x2,下列关于函数F(x)=min{f(x),g(x)}的说法正确的是( )
A.函数F(x)是偶函数
B.方程F(x)=0有三个解
C.函数F(x)在区间[-1,1]上单调递增
D.函数F(x)有4个单调区间
ABD
[解析] 根据函数f(x)=2-x2与g(x)=x2,画出函数F(x)=min{f(x),g(x)}的图象,如图.
由图象可知,函数F(x)=min{f(x),g(x)}的图象关于y轴对称,
所以A选项正确;
函数F(x)的图象与x轴有三个交点,所以方程F(x)=0有三个解,所以B选项正确;函数F(x)在(-∞,-1]上单调递增,在[-1,0]上单调递减,在[0,1]上单调递增,在[1,+∞)上单调递减,所以C选项错误,D选项正确.
方法总结
1.对于已知或易画出其在给定区间上图象的函数,常借助于图象研究其性质(单调性、奇偶性、周期性、最值(值域)、零点),但一定要注意性质与图象特征的对应关系.
2.利用函数的图象可以解决方程和不等式的求解问题,如判断方程是否有解,有多少个解,数形结合是常用的思想方法.不等式的求解可转化为两函数图象的上下关系问题.
跟踪训练
3.已知函数f(x)=-x2+4x,x∈[m,4]的值域是[0,4],则实数m的取值范围是( )
A.(-∞,2) B.(0,2] C.[0,2] D.[2,4]
解析:画出函数f(x)=-x2+4x的图象,如图所示,
易知f(0)=f(4)=0,f(2)=4,
若当x∈[m,4]时的值域是[0,4],由图可知m∈[0,2].
C
4.把函数f(x)=ln|x-a|的图象向左平移2个单位长度,所得函数在(0,+∞)上单调递增,则a的最大值为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:把函数f(x)=ln|x-a|的图象向左平移2个单位长度,得到函数g(x)=ln|x+2-a|的图象,
则函数g(x)在(a-2,+∞)上单调递增.
又因为所得函数在(0,+∞)上单调递增,
所以a-2≤0,即a≤2,所以a的最大值为2.
B
$