专题2.1 函数的概念及其表示(复习讲义)(全国通用)-2027年高考数学一轮复习培优系列
2026-10-24
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内容正文:
专题2.1 函数的概念及其表示(培优复习讲义)
【全国通用】
目 录
一、命题透视·考情前瞻 2
二、思维建模·脉络梳理 3
三、知识精讲·靶向突破 4
知识点1 函数的概念与三要素 4
知识点2 函数的定义域及其求法 5
知识点3 函数的值域与最值 6
知识点4 函数的表示法与分段函数 7
知识点5 抽象函数与函数图象的识别 8
四、重难点培优 10
重难点培优01 函数的概念与相同函数的判断 ★★ 10
重难点培优02 函数的定义域及其求法 ★★ 11
重难点培优03 函数解析式的求法 ★★★ 13
重难点培优04 函数的值域与最值 ★★★ 14
重难点培优05 分段函数的求值与解不等式 ★★★ 15
重难点培优06 分段函数中的含参问题 ★★★ 17
重难点培优07 抽象函数的赋值与性质推断 ★★★★ 18
重难点培优08 函数图象的识别与变换 ★★★★ 20
五、过关检测 22
一、单选题 22
二、多选题 23
三、填空题 24
四、解答题 24
一、命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考点要求
具体要求
函数的概念与三要素
了解构成函数的要素,会求简单函数的定义域与值域;能判断两个函数是否为同一函数
函数的定义域
掌握分式、偶次根式、对数、零次幂等限制条件,会求具体函数与抽象函数的定义域
函数的值域与最值
会用配方法、换元法、分离常数法、基本不等式法等求常见函数的值域与最值
函数的表示法与分段函数
会根据不同需求选择解析法、列表法、图象法表示函数;能求分段函数的函数值,能解分段不等式
抽象函数与函数图象
能对抽象函数赋值、递推;能由定义域、奇偶性、特殊点识别函数图象,掌握图象变换
近三年高考真题对函数的概念与表示板块的考查一览(2024—2026;全国一、二卷即新课标Ⅰ、Ⅱ卷):
年份
试卷·题号
考查内容
难度
2026
全国一卷 T6
含参分式函数的最大值,求参数
★★★
2026
全国二卷 T10
偶函数的周期性、对称性与函数值(多选)
★★★★
2026
北京卷
奇函数且在定义域上单调递增的判断
★★
2026
天津卷
由函数的部分图象选择解析式
★★★
2026
上海卷
利用偶函数性质求参数(填空)
★★★
2025
全国一卷 T5
周期为 的偶函数求函数值
★★
2025
全国二卷 T10
抽象函数的奇偶性与极值(多选)
★★★★
2025
上海卷 T5
余弦型函数在给定区间上的值域
★
2024
新课标Ⅰ卷 T6
分段函数在 上恒增,求参数范围
★★★
2024
新课标Ⅰ卷 T8
抽象函数的递推与数值估计
★★★★
2024
新课标Ⅱ卷 T6
两函数图象恰有一个交点,求参数
★★★
2024
全国甲卷·理
由函数解析式识别函数图象
★★
考情分析
函数是高中数学的"龙骨",也是高考每年必考的主干内容。近三年全国卷在这一板块呈"一小一大"分布:小题多为概念辨析、定义域值域、分段函数求值与图象识别,大题则常以抽象函数或含参函数为载体,与单调性、奇偶性、周期性交汇。从 2024—2026 年的命题看,选择题前段主打分段函数与函数值域(如 2024 新课标Ⅰ卷第 6 题、2026 全国一卷第 6 题),压轴位置则偏爱抽象函数的递推与估计(如 2024 新课标Ⅰ卷第 8 题)以及函数图象的识别与选择(如 2024 全国甲卷·理、2026 天津卷)。值得注意的是,2026 年试卷进一步强化"新定义+递进设问",把函数与集合融为一体,考查现场阅读理解与抽象迁移能力。依据《普通高中数学课程标准》与《中国高考评价体系》,本板块的核心素养指向"数学抽象、数学运算与直观想象"。预测 2027 年高考仍以"三要素+分段函数+抽象函数"为主线,以"含参讨论、图象识别、实际情境建模"提升区分度。
复习目标
1.准确理解函数的概念与三要素,能依据"定义域与对应关系"判断两个函数是否为同一函数;
2.熟练求解各类函数的定义域与值域,掌握配方法、换元法、分离常数法、基本不等式法等通性通法;
3.掌握分段函数的求值、解不等式与含参问题,做到"分段讨论、端点多验",不漏不多;
4.能对抽象函数赋值与递推,能由定义域、奇偶性、特殊点识别函数图象并完成图象变换。
二、思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
图 1 函数的概念及其表示知识体系思维导图
三、知识精讲·靶向突破
——拆解核心知识,归纳题型技巧
知识点1 函数的概念与三要素
设 是非空的实数集,如果按照某种确定的对应关系 ,使对于集合 中的任意一个数 ,在集合 中都有唯一确定的数 与之对应,那么就称 为从集合 到集合 的一个函数,记作 。函数的三要素如下表:
要素
内容
关键说明
定义域
自变量 的取值范围
定义域是函数研究的出发点,先定定义域再谈其他
对应关系
对 中任意 ,按法则 有唯一确定的 与之对应
允许"多对一",不允许"一对多"
值域
所有函数值组成的集合
值域由定义域与对应关系共同决定,且值域
判断两个函数是否为同一函数,只需看定义域相同、对应关系相同,与自变量用什么字母、函数叫什么名称都无关。例如 与 是同一函数,而 与 不是。
【方法技巧】
1.判断"同一函数"用"两看":一看定义域是否相同,二看对应关系是否相同,化简后的解析式相同但定义域不同,仍不是同一函数;
2.判断一个对应是否为函数,抓"任意性+唯一性": 中每个元素都要有像,且像必须唯一;
3.三要素中定义域与对应关系一旦确定,值域随之确定,因此比较两个函数无须比较值域。
【易错清单】
1.只比较化简后的解析式而忘记核对定义域: 与 的解析式"看起来一样",但 的定义域不含 ,不是同一函数;
2."一对多"不是函数:如 中 不是 的函数,因为一个 对应两个 ;
3.自变量用字母表示不影响函数本质, 与 、 都是同一函数。
知识点2 函数的定义域及其求法
求具体函数的定义域,就是把使解析式有意义的全部限制条件取交集。常见限制条件如下表:
解析式类型
限制条件
分式
偶次根式
对数 ( 且 )
零指数幂
正切
抽象函数的定义域遵循"括号内整体等范围"原则:同一个对应关系 ,其括号内整体取值范围一致。若 的定义域为 ,则 中由 解得 的范围即为其定义域;反之,若 的定义域为 ,则 在 上的值域即为 的定义域。
【方法技巧】
1.求具体函数定义域"四查":分式查分母不为零、偶次根式查被开方式非负、对数查真数为正、零次幂查底数非零;
2.多个限制条件必须同时满足取交集,先分别解出各条件,再在数轴上取公共部分;
3.抽象函数定义域口诀"括号内整体等范围":先由"已知"确定括号内的取值区间,再由"所求"反解出自变量范围。
【易错清单】
1.定义域必须写成集合或区间形式,只写一个不等式不算完整答案;
2.求 定义域时,括号内整体要满足 的限制,不是自变量 直接代入原区间;
3.实际情境问题还要考虑变量的实际意义(如产量非负、人数为正整数),不可只作纯代数处理。
知识点3 函数的值域与最值
值域是函数值的集合 ,求值域的核心是在定义域上考察函数值的取值范围。常用方法如下表:
方法
适用情形与要点
观察法
简单函数直接由自变量范围归纳函数值范围
配方法
二次函数或可化为二次的函数,配方后结合定义域求值域
分离常数法
形如 的分式函数,可化为
换元法
含 的函数,令 化为二次或分式函数
基本不等式法
形如 的函数,注意"一正、二定、三取等"
单调性法
能判断单调性的函数,由端点函数值与单调性直接确定值域
【方法技巧】
1.求值域"先辨类型、再选方法":二次看配方、分式看分离常数、带根号看换元、含 看基本不等式;
2.求值域必须以定义域为前提:先写清自变量的范围,再判断在定义域上函数值的增减趋势;
3.用基本不等式求最值时,务必验证"取等条件"能否在定义域内取到,取不到则改用单调性法。
【易错清单】
1.只求"顶点值"而不顾定义域端点:如 在 上值域为 ,而非 ;
2.换元后漏写新元的取值范围:令 必须补上 ,否则值域会扩大;
3.分离常数法求值域时,易漏掉"取不到"的那个值,如 的值域为 。
知识点4 函数的表示法与分段函数
函数的三种表示方法各有优势:
表示法
含义
特点
解析法
用数学式子表示对应关系
简明,便于计算,但不够直观
列表法
用表格列出自变量与函数值的对应
直接呈现数据,适用于数据较少的情形
图象法
用图象表示对应关系
直观,便于整体把握函数的性质
分段函数是在定义域的不同子集上用不同解析式表示的函数。要牢记:分段函数是一个函数,而不是几个函数;它的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集。求函数值要"先定区间、再代解析式";解不等式要"分段讨论、各段取交集、总体取并集"。
【方法技巧】
1.求 类问题,按"由内向外、逐层代入"进行,每一步都要先判断内层结果落在哪一段;
2.解分段不等式(方程)的流程是"分段讨论 → 各段求交集 → 最后取并集",分段点是分类讨论的分界;
3.作分段函数图象时先"分段画",再"合并看",特别关注分界点处函数值的高低与实心、空心。
【易错清单】
1.把分段函数当成几个函数分别研究,割裂了它的整体性,尤其在讨论单调性、值域时最易出错;
2.求 时未判断 所属区间,直接套用错误的一段解析式;
3.分界点处的函数值单独判断,含参时"分界点的函数值必须纳入不等式组",漏掉即错。
知识点5 抽象函数与函数图象的识别
抽象函数没有具体解析式,求解靠赋值、递推与性质推断。常见的有:由 得周期 ;由 得图象关于直线 对称;由 得奇函数,由 得偶函数。函数图象的基本变换如下表:
变换
规律
平移变换
的图象由 向右平移 个单位得到, 向上平移 个单位
对称变换
与 的图象关于 轴对称, 关于 轴对称, 关于原点对称
翻折变换
把 轴下方的部分翻折到上方, 保留 轴右侧图象并对称到左侧
伸缩变换
横坐标变为原来的 , 纵坐标变为原来的 倍
【方法技巧】
1.抽象函数求值"赋值法是通法":令 、、 等特殊关系,先求出 、、 等关键值;
2.图象识别"四看排除法":看定义域(有无断点)、看奇偶性(是否对称)、看特殊点(正负与零点)、看趋势( 时走向);
3.由 一类递推不等式,用"逐步递推+放缩"估计函数值的增长速度。
【易错清单】
1.抽象函数赋值必须落在定义域内,赋值点超出定义域得到的结论无效;
2.由 作图象时,要去掉 轴左侧的原图象,只保留右侧并对称过去,切勿"左右都留";
3.图象识别题的选项常"整体相似、细节不同",必须抓住一处决定性差异(如某个特殊点的正负)再判断。
四、重难点培优
——聚焦高频难点,突破思维瓶颈
重难点培优01 函数的概念与相同函数的判断 ★★
【例1-1】(2026·北京卷·高考真题)下列函数是奇函数且在定义域上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【例1-2】(2026·江苏·南京·三模改编)下列各组函数中,表示同一函数的是( )
A. 与
B. 与
C. 与
D. 与
【例1-3】(2026·山东·青岛·模拟)下列关系中, 是 的函数的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-1】下列各组函数是同一函数的是( )
A. 与 B. 与
C. 与 D. 与
【变式1-2】设集合 ,,则下列从 到 的对应 中,能构成函数的是( )
A. B. C. D.
【变式1-3】下列函数中,与函数 表示同一函数的是( )
A. B. C. D.
【变式1-4】(2026·湖北·襄阳·模拟)已知函数 ,则下列各点中在函数图象上的是( )
A. B. C. D.
【变式1-5】(2026·河南·郑州·模拟)已知函数 的定义域为 ,值域为 ,则函数 的定义域与值域分别为( )
A., B., C., D.,
【变式1-6】设集合 ,,对应关系 为"",则下列说法正确的是( )
A. 是 到 的函数
B. 不是函数,因为 中元素个数少于
C. 不是函数,因为 中有些数不是函数值
D. 是否为函数无法判断
重难点培优02 函数的定义域及其求法 ★★
【例2-1】(2026·安徽·合肥·模拟)函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
【例2-2】(2026·辽宁·大连·模拟)已知函数 的定义域为 ,则函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
【例2-3】(2026·陕西·西安·模拟)已知函数 的定义域为 ,则 的定义域为( )
A. B. C. D.
【变式2-1】函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】函数 的定义域为( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】(2026·浙江·温州·模拟)函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
【变式2-4】已知函数 的定义域为 ,则 的定义域为( )
A. B. C. D.
【变式2-5】(2026·湖南·长沙·模拟)若函数 的定义域为 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
重难点培优03 函数解析式的求法 ★★★
【例3-1】(2026·江西·南昌·模拟)已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【例3-2】(2026·山西·太原·模拟)已知一次函数 满足 ,则 ( )
A. B. 或 C. D.
【例3-3】(2026·广西·南宁·模拟)已知函数 满足 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式3-1】已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式3-2】(2026·云南·昆明·模拟)已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式3-3】已知二次函数 满足 ,,则 ( )
A. B. C. D.
【变式3-4】(2026·福建·厦门·模拟)已知定义在 上的函数 满足 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式3-5】已知 满足 ,则 ( )
A. B.
C. D.
【变式3-6】已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
重难点培优04 函数的值域与最值 ★★★
【例4-1】(2026·全国一卷·高考真题)已知函数 的最大值为 ,则 ( )
A. B. C. D.
【例4-2】(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数 ,( 为常数),当 时,曲线 与 恰有一个交点,则 ( )
A. B. C. D.
【例4-3】(2026·贵州·贵阳·模拟)函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【变式4-1】函数 ()的值域为( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(2026·河北·石家庄·模拟)函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【变式4-3】函数 的最小值为( )
A. B. C. D.
【变式4-4】(2026·安徽·芜湖·模拟)函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【变式4-5】函数 ()的值域为( )
A. B. C. D.
【变式4-6】(2026·广东·深圳·模拟)函数 的值域为( )
A. B. C. D.
重难点培优05 分段函数的求值与解不等式 ★★★
【例5-1】(2026·湖北·武汉·模拟)已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【例5-2】(2026·四川·成都·模拟)已知 ,若 ,则 ( )
A. B. C. 或 D. 或
【例5-3】(2026·福建·福州·模拟)已知 ,则不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
【变式5-1】已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式5-2】已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式5-3】(2026·重庆·模拟)已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式5-4】已知 ,则不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
【变式5-5】(2026·山东·济南·模拟)已知 ,若 ,则 ( )
A. B. C. D. 或
【变式5-6】已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
重难点培优06 分段函数中的含参问题 ★★★
【例6-1】(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数 在 上单调递增,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例6-2】(2026·广东·广州·模拟)已知函数 是 上的减函数,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例6-3】(2026·江苏·南通·模拟)已知函数 的值域为 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式6-1】(2026·浙江·宁波·模拟)已知函数 ,若 ,则 ( )
A. B. C. D. 或
【变式6-2】(2026·辽宁·沈阳·模拟)已知函数 在 上单调递减,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式6-3】(2026·江西·赣州·模拟)已知函数 在 上单调递增,则 的值为( )
A. B. C. D.
【变式6-4】已知 ,若 ,则 ( )
A. B. C. 或 D.
【变式6-5】(2026·湖南·株洲·模拟)已知函数 在 上单调递增,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
重难点培优07 抽象函数的赋值与性质推断 ★★★★
【例7-1】(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数 的定义域为 ,,且当 时 ,则下列结论中一定正确的是( )
A. B. C. D.
【例7-2】(2025·全国一卷·高考真题)设 是定义在 上且周期为 的偶函数,当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【例7-3】(2026·河南·洛阳·模拟)已知 是定义在 上的函数,对任意 都有 ,且当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式7-1】已知 是定义在 上的奇函数,当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式7-2】已知 是定义在 上的偶函数,且 ,当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式7-3】(2026·湖南·岳阳·模拟)已知定义在 上的函数 满足 ,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式7-4】已知函数 满足 ,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式7-5】(2026·河南·开封·模拟)已知定义在 上的函数 满足 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式7-6】已知 是定义在 上的函数,且 ,,则 ( )
A. B. C. D.
重难点培优08 函数图象的识别与变换 ★★★★
【例8-1】(2024·全国甲卷·理·高考真题)函数 在区间 上的图象大致为( )
A.图象关于 轴对称,且两侧向下延伸 B.图象关于原点对称,且两侧向下延伸
C.图象关于 轴对称,且两侧向上延伸 D.图象关于原点对称,且两侧向上延伸
【例8-2】(2026·天津卷·高考真题)已知函数 的图象关于原点对称,且在 上恒有 ,则 的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【例8-3】(2026·甘肃·兰州·模拟)把函数 的图象向右平移 个单位长度,再向上平移 个单位长度,所得图象对应的函数为( )
A. B. C. D.
【变式8-1】函数 的图象可由 的图象经过怎样的变换得到( )
A.向右平移 个单位长度 B.向左平移 个单位长度
C.向上平移 个单位长度 D.向下平移 个单位长度
【变式8-2】已知函数 是偶函数,则 的图象关于( )对称
A. 轴 B.直线 C.直线 D.原点
【变式8-3】函数 的图象( )
A.关于 轴对称 B.关于原点对称
C.关于直线 对称 D.关于点 对称
【变式8-4】(2026·黑龙江·哈尔滨·模拟)函数 的图象关于( )对称
A. 轴 B.原点 C.直线 D.点
【变式8-5】将函数 图象上所有点的横坐标变为原来的 (纵坐标不变),所得图象对应的函数为( )
A. B. C. D.
五、过关检测
——分层训练,验收获能
一、单选题
1.【巩固】函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
2.【巩固】下列各组函数中,表示同一函数的是( )
A. 与 B. 与
C. 与 D. 与
3.【巩固】已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
4.【巩固】函数 的值域为( )
A. B. C. D.
5.【进阶】已知函数 的定义域为 ,则 的定义域为( )
A. B. C. D.
6.【进阶】已知函数 在 上单调递增,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.【进阶】已知 ,则 的解析式为( )
A. B.
C. D.
8.【进阶】已知定义在 上的偶函数 满足 ,且当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.【进阶】下列说法正确的是( )
A.函数 与 是同一函数
B. 与 是同一函数
C.函数 的值域为
D.函数 与 的定义域相同
10.【进阶】已知函数 ,则( )
A. B.
C. 的值域为 D. 在 上单调递增
11.【进阶】已知函数 的定义域为 ,且满足 ,则下列结论正确的是( )
A. B. 为奇函数
C.若 ,则 D. 一定是 上的增函数
12.【培优】已知函数 是定义在 上的偶函数,且 为奇函数,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. 的一个周期为 D.
三、填空题
13.【巩固】函数 的定义域为 ______.
14.【进阶】已知 ,若 ,则 ______.
15.【进阶】函数 ()的值域为 ______.
16.【培优】已知函数 是定义在 上的奇函数,当 时 ,则 ______.
四、解答题
17.【进阶】已知函数 .
(1) 求 与 的值;
(2) 若 ,求实数 的值.
18.【培优】已知函数 .
(1) 求 的定义域;
(2) 求 在区间 上的值域.
19.【培优】已知函数 是定义在 上的偶函数,当 时 .
(1) 求 的值;
(2) 求 在 上的解析式.
20.【培优】某公司生产一种产品的年固定成本为 万元,当年产量为 千件()时,可变成本为 万元,且
已知每千件产品的售价为 万元,年利润为 万元(利润 销售收入 固定成本 可变成本).
(1) 求 的解析式;
(2) 求该公司年利润的最大值.
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专题2.1 函数的概念及其表示(培优复习讲义)
【全国通用】
目 录
一、命题透视·考情前瞻 2
二、思维建模·脉络梳理 3
三、知识精讲·靶向突破 4
知识点1 函数的概念与三要素 4
知识点2 函数的定义域及其求法 5
知识点3 函数的值域与最值 6
知识点4 函数的表示法与分段函数 7
知识点5 抽象函数与函数图象的识别 8
四、重难点培优 10
重难点培优01 函数的概念与相同函数的判断 ★★ 10
重难点培优02 函数的定义域及其求法 ★★ 14
重难点培优03 函数解析式的求法 ★★★ 17
重难点培优04 函数的值域与最值 ★★★ 20
重难点培优05 分段函数的求值与解不等式 ★★★ 23
重难点培优06 分段函数中的含参问题 ★★★ 26
重难点培优07 抽象函数的赋值与性质推断 ★★★★ 29
重难点培优08 函数图象的识别与变换 ★★★★ 32
五、过关检测 36
一、单选题 36
二、多选题 38
三、填空题 40
四、解答题 41
一、命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考点要求
具体要求
函数的概念与三要素
了解构成函数的要素,会求简单函数的定义域与值域;能判断两个函数是否为同一函数
函数的定义域
掌握分式、偶次根式、对数、零次幂等限制条件,会求具体函数与抽象函数的定义域
函数的值域与最值
会用配方法、换元法、分离常数法、基本不等式法等求常见函数的值域与最值
函数的表示法与分段函数
会根据不同需求选择解析法、列表法、图象法表示函数;能求分段函数的函数值,能解分段不等式
抽象函数与函数图象
能对抽象函数赋值、递推;能由定义域、奇偶性、特殊点识别函数图象,掌握图象变换
近三年高考真题对函数的概念与表示板块的考查一览(2024—2026;全国一、二卷即新课标Ⅰ、Ⅱ卷):
年份
试卷·题号
考查内容
难度
2026
全国一卷 T6
含参分式函数的最大值,求参数
★★★
2026
全国二卷 T10
偶函数的周期性、对称性与函数值(多选)
★★★★
2026
北京卷
奇函数且在定义域上单调递增的判断
★★
2026
天津卷
由函数的部分图象选择解析式
★★★
2026
上海卷
利用偶函数性质求参数(填空)
★★★
2025
全国一卷 T5
周期为 的偶函数求函数值
★★
2025
全国二卷 T10
抽象函数的奇偶性与极值(多选)
★★★★
2025
上海卷 T5
余弦型函数在给定区间上的值域
★
2024
新课标Ⅰ卷 T6
分段函数在 上恒增,求参数范围
★★★
2024
新课标Ⅰ卷 T8
抽象函数的递推与数值估计
★★★★
2024
新课标Ⅱ卷 T6
两函数图象恰有一个交点,求参数
★★★
2024
全国甲卷·理
由函数解析式识别函数图象
★★
考情分析
函数是高中数学的"龙骨",也是高考每年必考的主干内容。近三年全国卷在这一板块呈"一小一大"分布:小题多为概念辨析、定义域值域、分段函数求值与图象识别,大题则常以抽象函数或含参函数为载体,与单调性、奇偶性、周期性交汇。从 2024—2026 年的命题看,选择题前段主打分段函数与函数值域(如 2024 新课标Ⅰ卷第 6 题、2026 全国一卷第 6 题),压轴位置则偏爱抽象函数的递推与估计(如 2024 新课标Ⅰ卷第 8 题)以及函数图象的识别与选择(如 2024 全国甲卷·理、2026 天津卷)。值得注意的是,2026 年试卷进一步强化"新定义+递进设问",把函数与集合融为一体,考查现场阅读理解与抽象迁移能力。依据《普通高中数学课程标准》与《中国高考评价体系》,本板块的核心素养指向"数学抽象、数学运算与直观想象"。预测 2027 年高考仍以"三要素+分段函数+抽象函数"为主线,以"含参讨论、图象识别、实际情境建模"提升区分度。
复习目标
1.准确理解函数的概念与三要素,能依据"定义域与对应关系"判断两个函数是否为同一函数;
2.熟练求解各类函数的定义域与值域,掌握配方法、换元法、分离常数法、基本不等式法等通性通法;
3.掌握分段函数的求值、解不等式与含参问题,做到"分段讨论、端点多验",不漏不多;
4.能对抽象函数赋值与递推,能由定义域、奇偶性、特殊点识别函数图象并完成图象变换。
二、思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
图 1 函数的概念及其表示知识体系思维导图
三、知识精讲·靶向突破
——拆解核心知识,归纳题型技巧
知识点1 函数的概念与三要素
设 是非空的实数集,如果按照某种确定的对应关系 ,使对于集合 中的任意一个数 ,在集合 中都有唯一确定的数 与之对应,那么就称 为从集合 到集合 的一个函数,记作 。函数的三要素如下表:
要素
内容
关键说明
定义域
自变量 的取值范围
定义域是函数研究的出发点,先定定义域再谈其他
对应关系
对 中任意 ,按法则 有唯一确定的 与之对应
允许"多对一",不允许"一对多"
值域
所有函数值组成的集合
值域由定义域与对应关系共同决定,且值域
判断两个函数是否为同一函数,只需看定义域相同、对应关系相同,与自变量用什么字母、函数叫什么名称都无关。例如 与 是同一函数,而 与 不是。
【方法技巧】
1.判断"同一函数"用"两看":一看定义域是否相同,二看对应关系是否相同,化简后的解析式相同但定义域不同,仍不是同一函数;
2.判断一个对应是否为函数,抓"任意性+唯一性": 中每个元素都要有像,且像必须唯一;
3.三要素中定义域与对应关系一旦确定,值域随之确定,因此比较两个函数无须比较值域。
【易错清单】
1.只比较化简后的解析式而忘记核对定义域: 与 的解析式"看起来一样",但 的定义域不含 ,不是同一函数;
2."一对多"不是函数:如 中 不是 的函数,因为一个 对应两个 ;
3.自变量用字母表示不影响函数本质, 与 、 都是同一函数。
知识点2 函数的定义域及其求法
求具体函数的定义域,就是把使解析式有意义的全部限制条件取交集。常见限制条件如下表:
解析式类型
限制条件
分式
偶次根式
对数 ( 且 )
零指数幂
正切
抽象函数的定义域遵循"括号内整体等范围"原则:同一个对应关系 ,其括号内整体取值范围一致。若 的定义域为 ,则 中由 解得 的范围即为其定义域;反之,若 的定义域为 ,则 在 上的值域即为 的定义域。
【方法技巧】
1.求具体函数定义域"四查":分式查分母不为零、偶次根式查被开方式非负、对数查真数为正、零次幂查底数非零;
2.多个限制条件必须同时满足取交集,先分别解出各条件,再在数轴上取公共部分;
3.抽象函数定义域口诀"括号内整体等范围":先由"已知"确定括号内的取值区间,再由"所求"反解出自变量范围。
【易错清单】
1.定义域必须写成集合或区间形式,只写一个不等式不算完整答案;
2.求 定义域时,括号内整体要满足 的限制,不是自变量 直接代入原区间;
3.实际情境问题还要考虑变量的实际意义(如产量非负、人数为正整数),不可只作纯代数处理。
知识点3 函数的值域与最值
值域是函数值的集合 ,求值域的核心是在定义域上考察函数值的取值范围。常用方法如下表:
方法
适用情形与要点
观察法
简单函数直接由自变量范围归纳函数值范围
配方法
二次函数或可化为二次的函数,配方后结合定义域求值域
分离常数法
形如 的分式函数,可化为
换元法
含 的函数,令 化为二次或分式函数
基本不等式法
形如 的函数,注意"一正、二定、三取等"
单调性法
能判断单调性的函数,由端点函数值与单调性直接确定值域
【方法技巧】
1.求值域"先辨类型、再选方法":二次看配方、分式看分离常数、带根号看换元、含 看基本不等式;
2.求值域必须以定义域为前提:先写清自变量的范围,再判断在定义域上函数值的增减趋势;
3.用基本不等式求最值时,务必验证"取等条件"能否在定义域内取到,取不到则改用单调性法。
【易错清单】
1.只求"顶点值"而不顾定义域端点:如 在 上值域为 ,而非 ;
2.换元后漏写新元的取值范围:令 必须补上 ,否则值域会扩大;
3.分离常数法求值域时,易漏掉"取不到"的那个值,如 的值域为 。
知识点4 函数的表示法与分段函数
函数的三种表示方法各有优势:
表示法
含义
特点
解析法
用数学式子表示对应关系
简明,便于计算,但不够直观
列表法
用表格列出自变量与函数值的对应
直接呈现数据,适用于数据较少的情形
图象法
用图象表示对应关系
直观,便于整体把握函数的性质
分段函数是在定义域的不同子集上用不同解析式表示的函数。要牢记:分段函数是一个函数,而不是几个函数;它的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集。求函数值要"先定区间、再代解析式";解不等式要"分段讨论、各段取交集、总体取并集"。
【方法技巧】
1.求 类问题,按"由内向外、逐层代入"进行,每一步都要先判断内层结果落在哪一段;
2.解分段不等式(方程)的流程是"分段讨论 → 各段求交集 → 最后取并集",分段点是分类讨论的分界;
3.作分段函数图象时先"分段画",再"合并看",特别关注分界点处函数值的高低与实心、空心。
【易错清单】
1.把分段函数当成几个函数分别研究,割裂了它的整体性,尤其在讨论单调性、值域时最易出错;
2.求 时未判断 所属区间,直接套用错误的一段解析式;
3.分界点处的函数值单独判断,含参时"分界点的函数值必须纳入不等式组",漏掉即错。
知识点5 抽象函数与函数图象的识别
抽象函数没有具体解析式,求解靠赋值、递推与性质推断。常见的有:由 得周期 ;由 得图象关于直线 对称;由 得奇函数,由 得偶函数。函数图象的基本变换如下表:
变换
规律
平移变换
的图象由 向右平移 个单位得到, 向上平移 个单位
对称变换
与 的图象关于 轴对称, 关于 轴对称, 关于原点对称
翻折变换
把 轴下方的部分翻折到上方, 保留 轴右侧图象并对称到左侧
伸缩变换
横坐标变为原来的 , 纵坐标变为原来的 倍
【方法技巧】
1.抽象函数求值"赋值法是通法":令 、、 等特殊关系,先求出 、、 等关键值;
2.图象识别"四看排除法":看定义域(有无断点)、看奇偶性(是否对称)、看特殊点(正负与零点)、看趋势( 时走向);
3.由 一类递推不等式,用"逐步递推+放缩"估计函数值的增长速度。
【易错清单】
1.抽象函数赋值必须落在定义域内,赋值点超出定义域得到的结论无效;
2.由 作图象时,要去掉 轴左侧的原图象,只保留右侧并对称过去,切勿"左右都留";
3.图象识别题的选项常"整体相似、细节不同",必须抓住一处决定性差异(如某个特殊点的正负)再判断。
四、重难点培优
——聚焦高频难点,突破思维瓶颈
重难点培优01 函数的概念与相同函数的判断 ★★
【解题技巧】判断"相同函数"只做两步:一比定义域,二比对应关系,二者都相同即为同一函数,与自变量字母、函数名称无关。判断某个对应能否构成函数,抓"任意性+唯一性"—— 中每个元素都要有像,且像必须唯一,允许"多对一",不允许"一对多"。
【注意事项】本重难点的两个高频陷阱:①只看化简后的解析式,忘记核对定义域(如 与 );②误把"值域相同"当作同一函数的判据(值域由定义域和对应关系决定,不能反推)。另外要注意"从 到 的函数"还要求值域是 的子集。
【例1-1】(2026·北京卷·高考真题)下列函数是奇函数且在定义域上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】"奇函数"用 验证,"在定义域上单调递增"用单调性定义或基本初等函数性质判断,两个条件必须同时满足。
【解答过程】A 中 ,是偶函数,不符合题意;
B 中 ,是奇函数,但 在 上并不单调递增(如在 上递减),不符合题意;
C 中 ,是奇函数,但 在 上单调递减,不符合题意;
D 中 ,是奇函数,且 在 上单调递增,符合题意。故选 D。
【例1-2】(2026·江苏·南京·三模改编)下列各组函数中,表示同一函数的是( )
A. 与
B. 与
C. 与
D. 与
【答案】B
【解题思路】逐一求出每组函数的定义域,再比较化简后的对应关系,两要素全同才是同一函数。
【解答过程】A 中 的定义域为 ,与 的定义域 不同,不是同一函数;
B 中 ,且两者定义域均为 ,是同一函数;
C 中 的定义域为 ,与 的定义域 不同,不是同一函数;
D 中 的定义域为 ,与 的定义域 不同,不是同一函数。故选 B。
【例1-3】(2026·山东·青岛·模拟)下列关系中, 是 的函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】把关系式化成 关于 的形式,检验是否满足"对每个 有唯一的 "。
【解答过程】A 中当 时 ,一个 对应两个 ,不是函数;
B 中当 时 ,一个 对应两个 ,不是函数;
C 中每个 对应唯一的 ,是函数;
D 中当 时 ,一个 对应两个 ,不是函数。故选 C。
【变式1-1】下列各组函数是同一函数的是( )
A. 与 B. 与
C. 与 D. 与
【答案】D
【解题思路】逐组比较定义域与对应关系。
【解答过程】A 中 的定义域为 ,与 的定义域 不同;
B 中 的定义域为 ,而 的定义域为 ,不同;
C 中 的定义域为 ,与 的定义域 不同;
D 中两函数定义域均为 ,对应关系也相同,是同一函数。故选 D。
【变式1-2】设集合 ,,则下列从 到 的对应 中,能构成函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】从 到 的函数须满足: 中每个 都有唯一的 ,且所有 都落在 内。
【解答过程】A 中 时 ,且每个 对应唯一的 ,能构成函数;
B 中 时 无意义,不满足"任意性";
C 中""使一个 对应两个 ,不满足"唯一性";
D 中 ,而 ,不满足"值域是 的子集"。故选 A。
【变式1-3】下列函数中,与函数 表示同一函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先看定义域是否与 相同(均为 ),再看化简后的对应关系是否为 。
【解答过程】A 中 ,定义域为 ,与 相同,是同一函数;
B 中定义域为 ,不同;C 中定义域为 ,不同;
D 中 ,与 的对应关系不同。故选 A。
【变式1-4】(2026·湖北·襄阳·模拟)已知函数 ,则下列各点中在函数图象上的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】点在函数图象上等价于横坐标属于定义域且纵坐标等于对应函数值,逐项代入检验。
【解答过程】函数定义域为 。
A 中 ,不在图象上;
B 中 ,在图象上;
C 中 不在定义域内,不在图象上;
D 中 不在定义域内,不在图象上。故选 B。
【变式1-5】(2026·河南·郑州·模拟)已知函数 的定义域为 ,值域为 ,则函数 的定义域与值域分别为( )
A., B., C., D.,
【答案】A
【解题思路】平移变换只改变定义域,不改变值域: 的图象由 向左平移 个单位得到。
【解答过程】由 得 ,所以 的定义域为 ;
平移不改变函数值的取值范围,故其值域仍为 。故选 A。
【变式1-6】设集合 ,,对应关系 为"",则下列说法正确的是( )
A. 是 到 的函数
B. 不是函数,因为 中元素个数少于
C. 不是函数,因为 中有些数不是函数值
D. 是否为函数无法判断
【答案】A
【解题思路】按"任意性+唯一性"检验,并确认值域是 的子集。
【解答过程】,,, 中每个元素都有唯一确定的像,且值域 ,所以 是 到 的函数。元素个数多少与能否构成函数无关,故 B、C、D 均错。故选 A。
重难点培优02 函数的定义域及其求法 ★★
【解题技巧】求具体函数定义域用"四查":分式查分母不为零、偶次根式查被开方式非负、对数查真数为正、零次幂查底数非零,最后取交集。求抽象函数定义域用"括号内整体等范围":先由已知条件锁定括号内的取值区间,再由所求反解自变量范围。
【注意事项】三个易错点:①定义域必须写成集合或区间,不能只写不等式;②多个限制条件必须同时满足,取交集而非并集;③含参定义域问题要按参数分类讨论,"分母不为零"常对应"恒成立"。
【例2-1】(2026·安徽·合肥·模拟)函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】逐项列出限制条件:被开方式非负、分母不为零、真数为正,再取交集。
【解答过程】由偶次根式得 ,即 ;
由分式得 ,即 ;
由对数得 ,即 。
取交集得 且 ,即定义域为 。故选 B。
【例2-2】(2026·辽宁·大连·模拟)已知函数 的定义域为 ,则函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】先由"括号内整体等范围"得 ,再叠加分母不为零的限制。
【解答过程】因为 的定义域为 ,所以 中须 ,解得 ;
又分母不为零,即 。
取交集得定义域为 。故选 B。
【例2-3】(2026·陕西·西安·模拟)已知函数 的定义域为 ,则 的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】"已知定义域"是自变量 的范围,先由它求出括号内整体 的范围,该范围就是 的定义域。
【解答过程】因为 的定义域为 ,即 ,
所以 ,即 的括号内整体取值范围为 。
由"括号内整体等范围"知 的定义域为 。故选 A。
【变式2-1】函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】分母非零与被开方式非负同时成立。
【解答过程】由 在分母上,须 ,即 ,所以定义域为 。故选 B。
【变式2-2】函数 的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】由被开方式非负列一元二次不等式,按"大于取两边"求"两根之外"。
【解答过程】由 得 ,解得 或 ,
所以定义域为 。故选 C。
【变式2-3】(2026·浙江·温州·模拟)函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】被开方式非负、真数为正、分母不为零三个条件同时满足。
【解答过程】由 得 ;
由真数大于零得 ,即 ;
由分母不为零得 ,即 ,即 。
取交集得 且 ,即定义域为 。故选 B。
【变式2-4】已知函数 的定义域为 ,则 的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】先由 的定义域求出 括号内的整体范围,再让 落入同一范围反解。
【解答过程】因为 的定义域为 ,即 ,
所以 ,即 括号内整体范围为 。
对 ,须 ,解得 ,
所以 的定义域为 。故选 B。
【变式2-5】(2026·湖南·长沙·模拟)若函数 的定义域为 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】定义域为 等价于 对一切 恒成立,分 与 讨论。
【解答过程】要使定义域为 ,须 对一切实数 恒成立。
当 时,不等式为 ,并非对一切 成立,舍去;
当 时,须开口向上且判别式为负,即 ,解得 。
综上,。故选 A。
重难点培优03 函数解析式的求法 ★★★
【解题技巧】求解析式"四法"要配对:已知函数类型用待定系数法;已知 用换元法(令 )或配凑法(把右端凑成 的式子);同时出现 与 (或 )用方程组法。换元后务必注明新元的取值范围,它是解析式定义域的来源。
【注意事项】两个高频失分点:①换元法求出的解析式漏标定义域(如 中 );②方程组法构造第二个方程时"换了字母却没换结构",正确做法是把原式中的 整体换成 (或 ),保持结构不变。
【例3-1】(2026·江西·南昌·模拟)已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】用换元法:令 ,反解出 关于 的表达式,代入右端,最后注明 的范围。
【解答过程】令 ,由 得 ,且 ,。
代入得 。
所以 。故选 A。
【例3-2】(2026·山西·太原·模拟)已知一次函数 满足 ,则 ( )
A. B. 或 C. D.
【答案】B
【解题思路】已知函数类型用待定系数法,设 ,代入恒等式比较系数。
【解答过程】设 ,则 。
由 得 。
当 时,,得 ,此时 ;
当 时,,得 ,此时 。
经检验两种情况均满足条件。故选 B。
【例3-3】(2026·广西·南宁·模拟)已知函数 满足 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】方程组法:把原式中的 整体换成 得到第二个方程,两式消去 。
【解答过程】由 … ①
把 换成 得 … ②
①②得 ,所以 。故选 B。
【变式3-1】已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】把 整体代入 的解析式。
【解答过程】。故选 A。
【变式3-2】(2026·云南·昆明·模拟)已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】用配凑法把右端凑成 的式子,再注意 的取值范围。
【解答过程】因为 ,
令 ,由基本不等式(或对勾函数性质)知 ,
所以 ,即 。故选 B。
【变式3-3】已知二次函数 满足 ,,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】设一般式 ,由 得 ,再由恒等式比较系数求 。
【解答过程】设 。由 得 。
,
比较系数得 ,解得 。
所以 。故选 A。
【变式3-4】(2026·福建·厦门·模拟)已知定义在 上的函数 满足 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】方程组法:把原式中 换成 得第二个方程,消去 。
【解答过程】由 … ①
把 换成 得 … ②
②①得 ,所以 。故选 A。
【变式3-5】已知 满足 ,则 ( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】令 ,反解得 ,代入右端化简,并注明 。
【解答过程】令 ,则 ,且由 知 。
。
所以 。故选 A。
【变式3-6】已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】求具体函数值可令括号内等于目标值,或先求解析式再代入。
【解答过程】令 ,得 ,所以 。故选 B。
重难点培优04 函数的值域与最值 ★★★
【解题技巧】求值域"先辨类型、再选方法":二次函数看配方法、分式函数看分离常数法、带根号看换元法、形如 看基本不等式法、能判单调的看单调性法。无论用哪种方法,都要先锁定定义域,再在定义域上求函数值的取值范围。
【注意事项】①求值域必须紧扣定义域,端点值不能漏;②换元后要补写新元的取值范围,否则值域会被放大;③用基本不等式时"一正、二定、三取等"缺一不可,取等条件不在定义域内时须改用单调性法。
【例4-1】(2026·全国一卷·高考真题)已知函数 的最大值为 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】最大值条件等价于" 恒成立且能取到 "。由 给出 的必要范围,再用熟知的指数不等式证明可行性。
【解答过程】由选项知 ,此时 ,所以 等价于 。
取 ,由 得 。
当 时,由不等式 得
(当 时)。
可见 时 恒成立,最大值取不到 ,故只能 。
当 时,,且由 得 ,最大值为 ,符合题意。故选 B。
【例4-2】(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数 ,( 为常数),当 时,曲线 与 恰有一个交点,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】把交点问题转化为方程 的解,再把问题化为"水平直线与函数图象恰有一个公共点",利用偶函数与对称性求参数。
【解答过程】由 得 ,整理得
,即 ,
所以 。
设 ,则 是偶函数,图象关于 轴对称。
当 时,直线 与曲线 恰有一个交点,等价于直线与曲线在 处相切(其余位置成对出现)。
代入 得 。故选 D。
【例4-3】(2026·贵州·贵阳·模拟)函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先分离常数,把函数化为 ,再由 推出 的范围。
【解答过程】。
由 得 ,所以 ,从而 。
所以值域为 。故选 A。
【变式4-1】函数 ()的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】配方后结合定义域端点求最值。
【解答过程】。当 时, 处取最小值 , 处取最大值 ,
所以值域为 。故选 A。
【变式4-2】(2026·河北·石家庄·模拟)函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】分离常数后观察"取不到"的常数。
【解答过程】,由于 ,所以 ,
即值域为 。故选 A。
【变式4-3】函数 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】直接用基本不等式,并验证取等条件。
【解答过程】因为 ,所以 ,
当且仅当 ,即 时取等号,故最小值为 。故选 B。
【变式4-4】(2026·安徽·芜湖·模拟)函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先定定义域,再对 平方,转化为求二次函数在区间上的值域。
【解答过程】由 且 得定义域为 。
。
令 ,当 时 ,
所以 ,()。故选 A。
【变式4-5】函数 ()的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】配方求对称轴,比较对称轴与区间端点的函数值。
【解答过程】。当 时, 处取最大值 , 处取最小值 ,
所以值域为 。故选 A。
【变式4-6】(2026·广东·深圳·模拟)函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】用判别式法:把 视为常数,化为关于 的二次方程,由方程有实根得 ;再单独讨论 的情形。
【解答过程】当 时,,可以取到。
当 时,由 得 ,该方程有实根,故
,解得 。
综上,值域为 。故选 A。
重难点培优05 分段函数的求值与解不等式 ★★★
【解题技巧】分段函数"先定区间、再代解析式":求值的核心是判断自变量落在哪一段;求 用"由内向外、逐层代入";解分段不等式(方程)走"分段讨论 → 各段求交集 → 总体取并集"三步。
【注意事项】①分段函数是一个函数,定义域是各段的并集,切勿割裂研究;②分界点处的函数值必须单独判断,最容易漏判或错判;③分段求解后"并集"与"交集"不能混淆:段内限制与解集取交集,各段结果之间取并集。
【例5-1】(2026·湖北·武汉·模拟)已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】由内向外:先判断 属于哪一段求出 ,再判断该值属于哪一段。
【解答过程】因为 ,所以 。
因为 ,所以 。故选 B。
【例5-2】(2026·四川·成都·模拟)已知 ,若 ,则 ( )
A. B. C. 或 D. 或
【答案】A
【解题思路】按 所属区间分段讨论,求出候选值后必须用该区间条件回代检验。
【解答过程】当 时,,得 ,与 矛盾,舍去;
当 时,,得 或 ,其中 与 矛盾,舍去,故 。
综上,。故选 A。
【例5-3】(2026·福建·福州·模拟)已知 ,则不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】分 与 两段分别解不等式,各段结果与段内限制取交集,最后取并集。
【解答过程】当 时, 等价于 (因 单调递增),此时解为 ;
当 时, 等价于 ,与 取交集得 。
两段取并集得 ,即解集为 。故选 C。
【变式5-1】已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先判断 属于哪一段,再代对应解析式。
【解答过程】因为 ,所以 。故选 A。
【变式5-2】已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】由内向外逐层代入。
【解答过程】因为 ,所以 ;因为 ,所以 。故选 A。
【变式5-3】(2026·重庆·模拟)已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】由内向外逐层代入,注意每层都要重新判断所属区间。
【解答过程】因为 ,所以 ;
因为 ,所以 。故选 C。
【变式5-4】已知 ,则不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】分段讨论,注意分界点 处函数值不满足不等式。
【解答过程】当 时, 恒成立,此时解为 ;
当 时,,结合 得 。
两段取并集得 或 ,即解集为 。故选 A。
【变式5-5】(2026·山东·济南·模拟)已知 ,若 ,则 ( )
A. B. C. D. 或
【答案】D
【解题思路】分段讨论求 ,每段结果都要用段内限制检验。
【解答过程】当 时,,得 ( 舍去);
当 时,,得 ,符合 。
综上, 或 。故选 D。
【变式5-6】已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】由内向外逐层代入。
【解答过程】因为 ,所以 ;因为 ,所以 。故选 B。
重难点培优06 分段函数中的含参问题 ★★★
【解题技巧】分段函数含参问题的通用流程:①逐段考察性质(单调性、值域、零点)→ ②在分界点处列出"左右衔接"的不等式 → ③解不等式组并回代检验。单调性问题要同时管住"每段内部的单调性"与"分界点的高低",两者缺一不可。
【注意事项】三个易错点:①只顾段内单调、忘记分界点处的函数值比较,是最高频失分点;②开区间端点不能取等号,闭区间端点要取等号;③含参分段函数求值域为 时,要检验两段值域的并集确实覆盖整个 ,不能有"缺口"。
【例6-1】(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数 在 上单调递增,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】分两步:先由 段的二次函数单调性得 ,再由分界点处"左段不大于右段"得 ,取交集。
【解答过程】当 时, 是开口向下的二次函数,其对称轴为 。
要使它在 上单调递增,须对称轴位于 的右侧或与 重合,即 ,得 … ①
当 时,,其中 与 均单调递增,故该段在 上单调递增。
在分界点 处,须左段的"接续值"不超过 ,即 ,得 … ②
由 ①② 取交集得 。故选 B。
【例6-2】(2026·广东·广州·模拟)已知函数 是 上的减函数,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】分别管住两段的递减性,再在分界点 处列出"左段不小于右段"的不等式。
【解答过程】当 时, 递减,须 ,即 ;
当 时, 递减,须 。
两者取交集得 … ①
在分界点 处,须左段接续值不小于 ,即 ,得 ,即 … ②
由 ①② 得 。故选 B。
【例6-3】(2026·江苏·南通·模拟)已知函数 的值域为 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先分别求两段的值域,再由两段值域的并集恰为 列出端点不等式。
【解答过程】当 时,,其值域为 (在 处取到 , 时趋于 );
当 时, 单调递减,其值域为 。
要使整个函数的值域为 ,须 ,
即区间 要覆盖 中所有数,故 (当 时 与 已覆盖 )。
所以 。故选 A。
【变式6-1】(2026·浙江·宁波·模拟)已知函数 ,若 ,则 ( )
A. B. C. D. 或
【答案】D
【解题思路】分段讨论求 ,每段结果用段内限制检验。
【解答过程】当 时,,得 ( 舍去);
当 时,,得 。
综上, 或 。故选 D。
【变式6-2】(2026·辽宁·沈阳·模拟)已知函数 在 上单调递减,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】两段均为一次函数,只需保证斜率小于零,再在分界点处比较左右函数值。
【解答过程】当 时, 递减;当 时, 递减。
在分界点 处,须左段值不小于右段接续值,即 ,解得 。故选 A。
【变式6-3】(2026·江西·赣州·模拟)已知函数 在 上单调递增,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先由 段递增得 ,再由分界点处左右衔接得 ,取交集。
【解答过程】当 时,,其在 上递增,故须 ;
当 时, 递增。
在分界点处须 ,即 ,解得 。
与 取交集得 。故选 A。
【变式6-4】已知 ,若 ,则 ( )
A. B. C. 或 D.
【答案】C
【解题思路】分段讨论求 ,每段结果用段内限制检验。
【解答过程】当 时,,得 ,即 ;
当 时,,得 ,即 ( 舍去)。
综上, 或 。故选 C。
【变式6-5】(2026·湖南·株洲·模拟)已知函数 在 上单调递增,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】两段均递增,只需在分界点处保证左段接续值不超过 。
【解答过程】当 时, 递增;当 时, 递增。
在分界点 处,须左段接续值不超过 ,即 ,解得 。故选 A。
重难点培优07 抽象函数的赋值与性质推断 ★★★★
【解题技巧】抽象函数"赋值是通法、递推是利器":令 、、 等特殊关系,先求出 、、 等关键值;由 得周期;由 得奇函数;遇到 这类递推不等式,用"逐步递推+放缩"估计函数值的增长。
【注意事项】三个关键点:①赋值点必须落在定义域内,越界赋值得到的结论无效;②"估值"类问题要逐项递推、保留足够余量,不能凭直觉下结论;③单调性与奇偶性的关系要分区间讨论,不能想当然。
【例7-1】(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数 的定义域为 ,,且当 时 ,则下列结论中一定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】由已知条件把 看作数列 ,利用 逐步递推(放大估计),比较目标选项所需的数量级。
【解答过程】由 时 得 ,。
记 ,则 ,,且 。
逐步递推:,,,,,,,,
,,,,,,
,,,。
所以 一定成立,B 正确。
由于递推只给出下界而给出不了上界, 不能推出 ,故 A 不一定正确;
同样 的取值可以无限增大,故 、 都不一定成立。故选 B。
【例7-2】(2025·全国一卷·高考真题)设 是定义在 上且周期为 的偶函数,当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先用偶函数把负自变量化为正自变量,再用周期 把自变量平移到已知区间 内。
【解答过程】因为 是偶函数,所以 。
因为 的周期为 ,所以 。
因为 ,所以 。
所以 。故选 A。
【例7-3】(2026·河南·洛阳·模拟)已知 是定义在 上的函数,对任意 都有 ,且当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】由 知周期为 ,把 化归到 内再求值。
【解答过程】由 知 的周期为 。
因为 ,所以 。
又 ,故 。故选 B。
【变式7-1】已知 是定义在 上的奇函数,当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先求 ,再用奇函数性质 。
【解答过程】,由奇函数性质得 。故选 A。
【变式7-2】已知 是定义在 上的偶函数,且 ,当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】用周期把 化归到 。
【解答过程】由周期为 得 ,而 ,所以 。故选 B。
【变式7-3】(2026·湖南·岳阳·模拟)已知定义在 上的函数 满足 ,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】由 得周期 ,再用 的奇偶性化归。
【解答过程】由 知 ,即周期为 。
,所以 。故选 C。
【变式7-4】已知函数 满足 ,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】由 知 为奇函数,取 得 。
【解答过程】由 知 是奇函数,取 得 ,即 。
又 ,所以 。故选 B。
【变式7-5】(2026·河南·开封·模拟)已知定义在 上的函数 满足 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】直接把 代入所给恒等式。
【解答过程】令 ,由 得 。故选 A。
【变式7-6】已知 是定义在 上的函数,且 ,,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】由 递推得 ,取 求解。
【解答过程】由 可得 。故选 C。
重难点培优08 函数图象的识别与变换 ★★★★
【解题技巧】图象识别用"四看排除法":一看定义域(有无断点)、二看奇偶性(是否对称)、三看特殊点(正负与零点)、四看趋势( 时走向)。图象变换记熟"左加右减在括号内、上加下减在括号外",翻折变换注意" 是去左留右再翻折"。选择题常"整体相似、细节不同",抓住一处决定性差异即可锁定答案。
【注意事项】三个易错点:① 应去掉 轴左侧原图象,只保留右侧并对称过去,切勿"左右都留";②平移对象是自变量 ,遇到 一类要先提出系数再平移;③判断奇偶性前必须先看定义域是否关于原点对称,定义域不对称则函数既非奇也非偶。
【例8-1】(2024·全国甲卷·理·高考真题)函数 在区间 上的图象大致为( )
A.图象关于 轴对称,且两侧向下延伸 B.图象关于原点对称,且两侧向下延伸
C.图象关于 轴对称,且两侧向上延伸 D.图象关于原点对称,且两侧向上延伸
【答案】A
【解题思路】先判奇偶性确定对称性,再由 较大时各部分的增长快慢判断图象的总体走向。
【解答过程】因为 是奇函数, 是奇函数,所以它们的乘积 是偶函数;
又 是偶函数,故 是偶函数,图象关于 轴对称,排除 B、D。
当 从 增大到 时, 起主导作用且下降很快,故右侧图象向下延伸;由对称性左侧也向下延伸,排除 C。
所以图象应关于 轴对称且两侧向下延伸。故选 A。
【例8-2】(2026·天津卷·高考真题)已知函数 的图象关于原点对称,且在 上恒有 ,则 的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】"图象关于原点对称"即 为奇函数,"在 上恒有 "即正半轴函数值为负,逐项验证这两个条件。
【解答过程】A 中 是奇函数,但当 时 ,不符合;
B 中 是奇函数,但当 时 ,不符合;
C 中 是奇函数,但当 时 ,不符合;
D 中 ,当 时 ,且 为奇函数,符合全部条件。故选 D。
【例8-3】(2026·甘肃·兰州·模拟)把函数 的图象向右平移 个单位长度,再向上平移 个单位长度,所得图象对应的函数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】"左加右减"作用于自变量 ,"上加下减"作用于整个函数值。
【解答过程】向右平移 个单位长度,得 ;再向上平移 个单位长度,得 。故选 A。
【变式8-1】函数 的图象可由 的图象经过怎样的变换得到( )
A.向右平移 个单位长度 B.向左平移 个单位长度
C.向上平移 个单位长度 D.向下平移 个单位长度
【答案】A
【解题思路】由 是 右移 个单位判断。
【解答过程】,相当于把 的图象向右平移 个单位长度得到。故选 A。
【变式8-2】已知函数 是偶函数,则 的图象关于( )对称
A. 轴 B.直线 C.直线 D.原点
【答案】C
【解题思路】偶函数图象关于 轴对称, 由 左移 个单位得到,对称轴随之左移。
【解答过程】 的图象关于直线 对称,向左平移 个单位长度得 ,其对称轴为 。故选 C。
【变式8-3】函数 的图象( )
A.关于 轴对称 B.关于原点对称
C.关于直线 对称 D.关于点 对称
【答案】A
【解题思路】先看定义域是否关于原点对称,再用 与 的关系判断。
【解答过程】定义域为 ,关于原点对称。因为 ,所以 是偶函数,图象关于 轴对称。故选 A。
【变式8-4】(2026·黑龙江·哈尔滨·模拟)函数 的图象关于( )对称
A. 轴 B.原点 C.直线 D.点
【答案】A
【解题思路】先求定义域,再用 与 的关系判断奇偶性。
【解答过程】由 得 ,定义域关于原点对称。
,故 是偶函数,图象关于 轴对称。故选 A。
【变式8-5】将函数 图象上所有点的横坐标变为原来的 (纵坐标不变),所得图象对应的函数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】横坐标缩短为原来的 ()对应把 换成 。
【解答过程】横坐标变为原来的 ,即 ,所得函数为 。故选 A。
五、过关检测
——分层训练,验收获能
一、单选题
1.【巩固】函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】被开方式非负与分母不为零同时满足,取交集。
【解答过程】由 得 ;由 得 。
取交集得 且 ,即定义域为 。故选 C。
2.【巩固】下列各组函数中,表示同一函数的是( )
A. 与 B. 与
C. 与 D. 与
【答案】D
【解题思路】逐组比较定义域与对应关系,二者都相同才是同一函数。
【解答过程】A 中 的定义域为 ,与 的定义域 不同;
B 中 ,与 的对应关系不同;
C 中 的定义域为 ,与 的定义域不同;
D 中 ,两函数定义域均为 ,是同一函数。故选 D。
3.【巩固】已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】由内向外逐层代入,每层重新判断所属区间。
【解答过程】因为 ,所以 ;因为 ,所以 。故选 A。
4.【巩固】函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】分离常数后由 推出分式的范围。
【解答过程】。由 得 ,所以 ,
从而 ,即值域为 。故选 A。
5.【进阶】已知函数 的定义域为 ,则 的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】由已知定义域求出括号内整体 的范围,即为 的定义域。
【解答过程】因为 的定义域为 ,即 ,
所以 ,故 的定义域为 。故选 A。
6.【进阶】已知函数 在 上单调递增,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】先管住 段 的递增性,再在分界点处比较左右函数值。
【解答过程】当 时, 在 上递增,故须 ;
当 时, 递增。
在分界点处须 ,即 ,对一切 恒成立。
所以只需 。故选 C。
7.【进阶】已知 ,则 的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】换元法:令 ,反解 ,代入化简并注明 的范围。
【解答过程】令 ,由 得 ,且 ,。
,
所以 。故选 B。
8.【进阶】已知定义在 上的偶函数 满足 ,且当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】由周期为 把 化归到 内求值。
【解答过程】由 知周期为 。,所以 。故选 D。
二、多选题
9.【进阶】下列说法正确的是( )
A.函数 与 是同一函数
B. 与 是同一函数
C.函数 的值域为
D.函数 与 的定义域相同
【答案】BC
【解题思路】逐项核对"定义域与对应关系"两要素,值域由定义域与对应关系共同决定。
【解答过程】A 中 的定义域为 ,与 的定义域 不同,错误;
B 中两函数定义域均为 ,对应关系也相同,是同一函数,正确;
C 中 ,值域为 ,正确;
D 中 的定义域为 , 的定义域为 ,不相同,错误。故选 BC。
10.【进阶】已知函数 ,则( )
A. B.
C. 的值域为 D. 在 上单调递增
【答案】AC
【解题思路】逐项求值或求值域:先分段处理,再取并集。
【解答过程】A 中 ,正确;
B 中 ,,所以 ,错误;
C 中当 时 ,当 时 ,两段取并集得 ,正确;
D 中 时 单调递减,故 在 上不单调递增,错误。故选 AC。
11.【进阶】已知函数 的定义域为 ,且满足 ,则下列结论正确的是( )
A. B. 为奇函数
C.若 ,则 D. 一定是 上的增函数
【答案】ABC
【解题思路】用赋值法求 、,再由递推求 ;单调性不能由该关系式确定。
【解答过程】A 中令 ,得 ,故 ,正确;
B 中令 ,得 ,即 , 为奇函数,正确;
C 中 ,正确;
D 中满足该关系式的函数未必单调递增(如 也满足),错误。故选 ABC。
12.【培优】已知函数 是定义在 上的偶函数,且 为奇函数,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. 的一个周期为 D.
【答案】ACD
【解题思路】由 为偶函数、 为奇函数写出两个恒等式,联立消元导出周期与关键函数值。
【解答过程】因为 为奇函数,所以 ,即 … ①
又 为偶函数,所以 … ②
由 ①② 得 ,令 得 ,从而 ,
即 的一个周期为 ,C 正确。
在 中取 得 ,取 得 ,
联立得 ,故 ,A 正确。
取 得 ,故 ,D 正确。
由周期为 得 ,而 ,B 错误。故选 ACD。
三、填空题
13.【巩固】函数 的定义域为 ______.
【答案】
【解题思路】被开方式非负与分母不为零同时满足,取交集。
【解答过程】由 得 ;由 得 。
取交集得定义域为 。
14.【进阶】已知 ,若 ,则 ______.
【答案】
【解题思路】分段讨论求 ,每段结果用段内限制检验。
【解答过程】当 时,,得 ,与 矛盾,舍去;
当 时,,得 ( 舍去)。
综上,。
15.【进阶】函数 ()的值域为 ______.
【答案】
【解题思路】配方后比较对称轴与区间端点的函数值。
【解答过程】。当 时, 处取最小值 , 处取最大值 ,
所以值域为 。
16.【培优】已知函数 是定义在 上的奇函数,当 时 ,则 ______.
【答案】
【解题思路】先求 ,再用奇函数性质求 。
【解答过程】,由奇函数性质得 。
四、解答题
17.【进阶】已知函数 .
(1) 求 与 的值;
(2) 若 ,求实数 的值.
【答案】(1) ,;(2) 或 .
【解题思路】(1) 按自变量所属区间分别代入;(2) 分段讨论,求出候选值后用段内限制检验。
【解答过程】(1) 因为 ,所以 ;
因为 ,所以 。
(2) 当 时,,即 ,解得 (舍去)或 ;
当 时,,即 ,解得 。
综上, 或 。
18.【培优】已知函数 .
(1) 求 的定义域;
(2) 求 在区间 上的值域.
【答案】(1) ,即 ;(2) .
【解题思路】(1) 由分母不为零得定义域;(2) 分离常数后结合区间求范围。
【解答过程】(1) 由 得 ,所以定义域为 。
(2) 。
当 时,,所以 ,
从而 ,即值域为 。
19.【培优】已知函数 是定义在 上的偶函数,当 时 .
(1) 求 的值;
(2) 求 在 上的解析式.
【答案】(1) ;(2) .
【解题思路】(1) 用偶函数性质把负自变量化为正自变量;(2) 设 则 ,代入已知解析式后利用 。
【解答过程】(1) ,由 是偶函数得 。
(2) 当 时,;
当 时,,所以 ,
又 ,故 时 。
所以 。
20.【培优】某公司生产一种产品的年固定成本为 万元,当年产量为 千件()时,可变成本为 万元,且
已知每千件产品的售价为 万元,年利润为 万元(利润 销售收入 固定成本 可变成本).
(1) 求 的解析式;
(2) 求该公司年利润的最大值.
【答案】(1) ;(2) 最大年利润为 万元.
【解题思路】(1) 分段写出利润函数,注意每段的定义域;(2) 分别在两段上求最大值,再比较取较大者。
【解答过程】(1) 当 时,;
当 时,。
所以 。
(2) 当 时,,在 处取最大值 (万元);
当 时, 单调递增,在 处取最大值 (万元)。
比较两段最大值,,所以该公司年利润的最大值为 万元。
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