篇一:抽象函数习题精选精讲.doc
含有函数记号“f(x)”有关问题解法
抽象函数是指没有给出函数的具体解析式,只给出了一些体现函数特征的式子的一类函数。由于抽象函数表现形式的抽象性,使得这类问题成为函数内容的难点之一。由于函数概念比较抽象,对函数记号f(x)的更是感到困惑,针对这一问题,归纳这类知识进行分析如下: 一、定义域问题
2
例1. 已知函数fx的定义域是[1,2],求f(x)的定义域。
222
解:fx的定义域是[1,2],是指1?x?2,所以fx中的x2满足1?x?4,从而函数f(x)
??
??
??
的定义域是[1,4] 评析:一般地,已知函数f
???x??的定义域是A,求f(x)的定义域问题,相当于已知f???x??中x
??
?
的取值范围为A,据此求??x?的值域问题。
例2. 已知函数f(x)的定义域是??1,2?,求函数f?log1?3?x??的定义域。
2
?
解:f(x)的定义域是??1,2?,意思是凡被f作用的对象都在??1,2?中,由此可得
11?1??1?
?1?log1?3?x??2????3?x????1?x?
4?2??2?2
???11?
所以函数f?log1?3?x??的定义域是?1?
?4??2?
评析:这类问题的一般形式是:已知函数f(x)的定义域是A,求函数f???x??的定义域。正确理解
函数符号及其定义域的含义是求解此类问题的关键。这类问题实质上相当于已知??x?的值域B,且
2?1
B?A,据此求x的取值范围。例2和例1形式上正相反。
二、函数值与值域问题
?
例1. 已知定义域为R的函数f(x),同时满足下列条件:①f?2?=1,f?6?=
1;②5
f?x?y??f?x??f?y?,求f?3?,f?9?的值。
解:取x=2,y=3得f?6??f?2??f?3?。因为f?2?=1,f?6?=又取x?y?3,得f?9??f?3??f?3???
评析:通过观察已知与未知的联系,巧妙地赋值,取x=2,y=3,这样便把已知条件f?2?=1,f?6?=与欲求的f?3?沟通了起来。赋值法是解此类问题的常用技巧。
例2. 设函数f(x)定义于实数集上,对于任意实数x、y,f?x?y??f?x?f?y?总成立,且存在
14
,所以f?3??? 55
8
5
15
x1?x2,使得f?x1??f?x2?,求函数f(x)的值域。
解:
x1?x2时,f?x1??f?x2?,?函数为单调函数。 令x?y?0,得f?0????f?0???,即有f?0??0 或 f?0??1。若f?0??0,则f?x??f?x?0??fxf?0??0,?f?x?=0,? 对??
2
任意x?R,f?x?=0均成立,这与存在实数x1?x2,使得f?x1??f?x2?成立矛盾,故f?0??0,必有f?0??1。由于f?x?y??f?x?f?y?对任意x、y?R均成立,因此,对任意x?R,有
?xx??x?
f?x??f????f??f
?22??2?
下面来证明,对任意x?R,f(x)?0
?x??????f?2???x??
????0 ?2??
2
设存在x0?R,使得f(x0)=0,取x?x0,y??x0,则f(0)=f?x?x0??f?x0?f??x0??0 这与上面已证的f?0??1矛盾,因此,对任意x?R,f(x)?0, 所以f?x??0
评析:在处理抽象函数的问题时,往往需要对某些变量进行适当的赋值,这是一般向特殊转化的必要手段。
例3、(递推法求函数值) 已知f?x?是定义在R上的函数,f?1?=1,且对任意x∈R都有
f?x?5??f?x??5,f?x?1??f?x??1。若g?x??f?x??1?x,则g?2002?=_________.
解: 由g?x??f?x??1?x, 得f?x??g?x??1?x,
所以g?x?5???x?5??1?g?x???x?1??5,g?x?1???x?1??1?g?x???x?1??1 即 g?x?5??g??x,所以g?x??g?x?5??g?x?4??g?x?3??g?x?2??g?x?1?
故g?x?=g?x?1? , 又g?1??1, 故 g?200?2? 1
三、求表达式:(5种方法)
1.换元法:即用中间变量u表示原自变量x的代数式,从而求出f(x),这也是证某些公式或等式常用的方法。
x
)?2x?1,求f(x). x?1xuuu?1x?1?u,则x??1?解:设∴f(u)?2 ∴f(x)? x?11?u1?u1?u1?x
例1:已知 f(
2.凑合法或称为配凑法:已知f(g(x))?h(x),利用公式对代数式变形,把h(x)并凑成以g(u)表示的代数式,再利用代换,即可求出f(x)。 例2:已知f(x?)?x?
1
x
3
1
,求f(x) x3
2
解:∵f(x?)?(x?)(x?1?
1x
2
1x111211)?(x?)((x?)?3)|x?|?|x|??2 又∵2xxxx|x|
∴f(x)?x(x?3)?x?3x,(|x|≥2)
注意:函数定义域的求解
3.待定系数法:先确定函数类型,设定函数关系式,再由已知条件,定出关系式中的未知系数。
2
例3. 已知f(x)是二次实函数,且f(x?1)?f(x?1)?x+2x+4,求f(x).
3
解:设f(x)=ax?bx?c?a?0?,则
2
f(x?1)?f(x?1)?a(x?1)2?b(x?1)?c?a(x?1)2?b(x?1)?c
?2(a?c)?4
13?
?a?,b?1,c? =2ax2?2bx?2(a?c)?x2?2x?4,比较系数得 ?2a?1
22?2b?2
?
∴ f(x)?
123x?x? 22
4.利用函数性质法:主要利用函数的奇偶性,求分段函数的解析式. 例4.已知y=f(x)为奇函数,当 x>0时,f(x)?x2?2x,求f(x)
解:∵f(x)为奇函数,∴f(x)的定义域关于原点对称,故先求x<0时的表达式。
2
设x?0, -x>0, ∴ f(?x)???x??2??x??x?2x, ∵ f(x)为奇函数,
2
∴f??x???f?x? ∴当x<0时 f(x)??f?x?=-(x?2x)=?x?2x
2
2
?x2?2x,x?0?
∴f(x)??2
???x?2x,x?0
练习:已知y=f(x)为奇函数,当 x>0时,f(x)?lg(x?1),求f(x)
解:∵f(x)为奇函数,∴f(x)的定义域关于原点对称,故先求x<0时的表达式。 ∵-x>0, ∴f(?x)?lg(?x?1)?lg(1?x),∵f(x)为奇函数,∴lg(1?x)?f(?x)??f(x), ∴当x<0时
?lg(1?x),x?0
f(x)??lg(1?x), ∴f(x)??
?lg(1?x),x?0?
例5.已知f(x)为偶函数,g(x)为奇函数,且有f(x)+g(x)?
1
, 求f(x),g(x). x?1
解:∵f(x)为偶函数,g(x)为奇函数,∴f(?x)?f(x),g(?x)??g(x),
1
………①中的x, x?111
∴f(?x)?g(?x)?即f(x)-g(x)??……②
?x?1x?1
1x
显见①+②即可消去g(x),求出函数f(x)?2再代入①求出g(x)?2
x?1x?1
不妨用-x代换f(x)+g(x)=
5.赋值法:给自变量取特殊值,从而发现规律,求出f(x)的表达式
例6:设f(x)的定义域为自然数集,且满足条件f(x?y)?f(x)?f(y)?xy,及f(1)=1,求f(x)
解:∵f(x)的定义域为N,取y=1,则有f(x?1)?f(x)?x?1,∵f(1)=1,∴f(2)=f(1)+2,f(3)?f(2)?3……f(n)?f(n?1)?n,
以上各式相加,有f(n)=1+2+3+……+n=
n(n?1)1
, ∴f(x)?x(x?1),x?N 22
6、方程组法:通过变量代换,构造方程组,再通过加减消元法消去无关的部分。 例 7.已知f(x)+2f()?x?1,求f(x)的表达式 解:用
1
x
1111
代替x得到f()+2f(x)??1 (1),又f(x)+2f()?x?1 (2) xxxx
22x1
?? 2(1)-(2)得到:3f(x)??x?1,于是 f(x)?
x3x33
四、利用函数性质,解f(x)的有关问题 1.判断函数的奇偶性:
例1 已知f(x?y)?f(x?y)?2f(x)f(y),对一切实数x、y都成立,且f(0)?0,求证f(x)为偶函数。
证明:令x=0, 则已知等式变为f(y)?f(?y)?2f(0)f(y)……①
在①中令y=0,则2f(0)=2?f(0)? ,∵ f(0)≠0 , ∴f(0)=1 ∴f(y)?f(?y)?2f(y)∴f(?y)?f(y) ∴f(x)为偶函数。 2、单调性问题
例2. 设f?x?定义于实数集R上,当x?0时,f?x??1,且对于任意实数x、y,有
2
f(x?y)?f(x)?f(y),求证:f?x?在R上为增函数。
证明:在f(x?y)?f(x)?f(y)中取x?y?0, 得f(0)=?f(0)? ,则f?0??1或f?0??0, 若f?0??0,令x?0, y?0,得f?x?0??f?x?f?0??0, 则f?x??0,与x?0时f?x??1的已知条件矛盾,所以f?0??0,即有f(0)=1,当x?0时,f?x??1>0; 当x?0时,?x?0,
2
f??x??1?0,而f?x??f??x?=f?0?=1 , 所以1?f?x?=
1
?0,又当x?0时,
f?xf?0??1?0 ,所以对任意x?R,恒有f?x??0。设???x1?x2???,则
x2?x1?0,f?x2?x1??1,所以f?x2??f??x1??x2?x1???=f?x1?f?x2?x1??f?x1?,所以y?f?x?在R上为增函数。
,y?0,代入f(x?y)?f(x)?f(y),得f?1?0?=f?1?f?0?,另解f?0??1,论证如下:x?1
由已知当x?0时,f?x??1,则f?0??1
评析:一般地,抽象函数所满足的关系式,应看作给定的运算法则,则变量的赋值或变量及数值的分
解与组合都应尽量与已知式或所给关系式及所求的结果相关联。
x?y)?fx()f?y()变式训练1. 设f?x?定义于实数集R上,对于任意实数x、y,有f(
时,都有f?x??0,求证:f?x?在R上为减函数。
,当x?0
证明:设???x1?x2???,则f?x2??f??x1??x2?x1???=f?x1??f?x2?x1?,即
f?x2??f?x1??f?x2?x1?,x2?x1?0,?f?x2?x1??0,所以y?f?x?在R上为减函数。
变式训练2:设f?x?定义于?0,???上,对于任意实数x、y??0,???,有f(xy)?f(x)?f(y),当x?1时,都有f?x??0,求证:f?x?在?0,???上为减函数。
?x??x??x?x2
?1,f?x2??f?x12??f?x1??f?2?,f?x2??f?x1??f?2?,
x1
?x1??x1??x1?
?x?
已知当x?1时,都有f?x??0,f?x2??f?x1??f?2??0,f?x2??f?x1?,则f?x?在?0,???
?x1?
证:设0?x1?x2,?
上为减函数。 3、对称性问题
(1)设a,b均为常数,函数y?f(x)对一切实数x都满足f(a?x)?f(a?x)?2b?函数y?f(x)的图象关于点(a,b)成中心对称图形。
(2)设a,b均为常数,函数y?f(x)对一切实数x都满足f(a?x)?f(b?x)?0?函数y?f(x)
a?b
,0)成中心对称图形。 2
(3)设a,b均为常数,函数y?f(x)对一切实数x都满足f(a?x)?f(b?x)?函数y?f(x)的
a?b
图象关于轴x?对称。
2
例3. 已知函数y?f?x?满足f?x??f??x?=2002,求f?1?x??f?1?2002?x?的值。
的图象关于点(
解:已知式即在对称关系式f?a?x??f?a?x?=2b中,取a?0,2b?2002,所以函数y?f?x?的图象关于点(0,1001)对称。根据原函数与其反函数的关系,知函数y?f?1?x?的图象关于点
?x?1001??f?1?1001?x?=0
?1?1
将上式中的x用x?1001代换,得f?x??f?2002?x??0
(1001,0)对称。 所以f
?1
评析:这是同一个函数图象关于点成中心对称问题,在解题中使用了下述命题:设a、b均为常数,函数y?f?x?对一切实数x都满足f?a?x??f?a?x?=2b,则函数y?f?x?的图象关于点(a,b)成中心对称图形。下对该性质进行证明:任取x?R,令x1?a?x,x2?a?x,则x1?x2?a?a,若f(x1)?f(x2)?2b,而点(x1,f(x1))与点(x2,f(x2))的中点为(
x1?x2f?x1??f?x2?,),即22
(a,b)。由x的任意性,知函数y?f(x)的图象关于点(a,b)对称.
另证明:设P(x0,y0)为y?f?x?图上任一点,则P关于(a,b)对称点是(2a-x0,2b-y0),则
f(2a-x0)=f(a+(a-x0))=2b-f轾a+(a-x0)=2b-f(x0)=2b-y0,所以点 臌
(2a-x0,2b-y0)也在函数y?f(x)的图象上,所以函数y?f(x)的图象关于点(a,b)对称。
4.确定参数的取值范围
2
例4:奇函数f(x)在定义域(-1,1)内递减,求满足f(1?m)?f(1?m)?0的实数m的取值范围。 22
解:由f(1?m)?f(1?m)?0得f(1?m)??f(1?m), ∵f(x)为奇函数,
篇二:抽象函数习题精选精讲
含有函数记号“
由于函数概念比较抽象,学生对解有关函数记号
f(x)”有关问题解法
f(x)的问题感到困难,学好这部分知识,能加深学生对函数概念的理解,更好地
掌握函数的性质,培养灵活性;提高解题能力,优化学生数学思维素质。现将常见解法及意义总结如下:
一、求表达式: 1.换元法:即用中间变量的灵活性及变形能力。
表示原自变量x的代数式,从而求出
f(x),这也是证某些公式或等式常用的方法,此法解培养学生
x
)?2x?1,求f(x). x?1xuu2?u?u,则x??1?解:设∴f(u)?2x?11?u1?u1?u
例1:已知
f(
∴
f(x)?
2?x
1?x
2.凑合法:在已知
f(g(x))?h(x)的条件下,把h(x)并凑成以g(u)表示的代数式,再利用代换即可求f(x).此解法简洁,
还能进一步复习代换法。
例2:已知
11f(x?)?x3?3
xx
,求
f(x)
解:∵
1111111
f(x?)?(x?)(x2?1?2)?(x?)((x?)2?3)又∵|x?|?|x|??1
xxxxxx|x|
∴
f(x)?x(x2?3)?x3?3x,(|x|≥1)
3.待定系数法:先确定函数类型,设定函数关系式,再由已知条件,定出关系式中的未知系数。 例3. 已知解:设
f(x)二次实函数,且f(x?1)?f(x?1)?x2+2x+4,求f(x).
f(x)=ax2?bx?c,则f(x?1)?f(x?1)?a(x?1)2?b(x?1)?c?a(x?1)2?b(x?1)?c
?2(a?c)?4
1313?22
?a?,b?1,c?∴f(x)?x2?x? =2ax?2bx?2(a?c)?x?2x?4比较系数得?2a?1
2222?2b?2
?
4.利用函数性质法:主要利用函数的奇偶性,求分段函数的解析式. 例4.已知解:∵
y=f(x)为奇函数,当 x>0时,f(x)?lg(x?1),求f(x)
f(x)为奇函数,∴f(x)的定义域关于原点对称,故先求x<0时的表达式。∵-x>0,∴f(?x)?lg(?x?1)?lg(1?x),
∵
f(x)为奇函数,∴lg(1?x)?f(?x)??f(x)∴当x<0时f(x)??lg(1?x)∴
f(x)为偶函数,g(x)为奇函数,且有f(x)+g(x)?
?lg(1?x),x?0
f(x)??
?lg(1?x),x?0?
例5.一已知解:∵
1
, 求f(x),g(x). x?1
f(x)为偶函数,g(x)为奇函数,∴f(?x)?f(x),g(?x)??g(x),
f(x)+g(x)=
1
???①中的x, x?1
不妨用-x代换
11
即f(x)-g(x)????②
?x?1x?1
1x
显见①+②即可消去g(x),求出函数f(x)?2再代入①求出g(x)?2
x?1x?1
∴
f(?x)?g(?x)?
5.赋值法:给自变量取特殊值,从而发现规律,求出例6:设解:∵
f(x)的表达式
f(x)的定义域为自然数集,且满足条件f(x?1)?f(x)?f(y)?xy,及f(1)=1,求f(x)
f(x)的定义域为N,取y=1,则有f(x?1)?f(x)?x?1
∵f(1)=1,∴f(2)=f(1)+2,f(3)?f(2)?3??f(n)?f(n?1)?n
n(n?1)1
以上各式相加,有f(n)=1+2+3+??+n=∴f(x)?x(x?1),x?N
22
二、利用函数性质,解
f(x)的有关问题
1.判断函数的奇偶性: 例7 已知
f(x?y)?f(x?y)?2f(x)f(y),对一切实数x、y都成立,且f(0)?0,求证f(x)为偶函数。
f(y)?f(?y)?2f(0)f(y)??①
证明:令x=0, 则已知等式变为在①中令
y=0则2f(0)=2f(0)∵ f(0)≠0∴f(0)=1∴f(y)?f(?y)?2f(y)∴f(?y)?f(y)∴f(x)为偶函数。
2.确定参数的取值范围 例8:奇函数解:由
f(x)在定义域(-1,1)内递减,求满足f(1?m)?f(1?m2)?0的实数m的取值范围。
f(1?m)?f(1?m2)?0得f(1?m)??f(1?m2),∵f(x)为函数,∴f(1?m)?f(m2?1)
??1?1?m?1?
又∵f(x)在(-1,1)内递减,∴??1?m2?1?1?0?m?1
?1?m?m2?1?
3.解不定式的有关题目 例9:如果
f(x)=ax2?bx?c对任意的t有f(2?t)?f2?t),比较f(1)、f(2)、f(4)的大小
f(2?t)?f2?t)∴x=2为抛物线y=ax2?bx?c的对称轴
解:对任意t有
又∵其开口向上∴∴
f
(2)最小,
f
(1)=
f
(3)∵在[2,+∞)上,
f(x)为增函数
f
(3)<
f
(4),∴
f
(2)<
f
(1)<
f
(4)
五类抽象函数解法
1、线性函数型抽象函数
线性函数型抽象函数,是由线性函数抽象而得的函数。
例1、已知函数f(x)对任意实数x,y,均有f(x+y)=f(x)+f(y),且当x>0时,f(x)>0,f(-1)=-2,求f(x)在区间[-2,1]上的值域。 分析:由题设可知,函数f(x)是
的抽象函数,因此求函数f(x)的值域,关键在于研究它的单调性。
解:设∵∴
在条件中,令y=-x,则(x)为奇函数,
∴ f(1)=-f(-1)=2,又f(-2)=2 f(-1)=-4, ∴ f(x)的值域为[-4,2]。 例2、已知函数f(x)对任意
,满足条件f(x)+f(y)=2 + f(x+y),且当x>0时,f(x)>2,f(3)=5,求不,即,∵当
,
,∴f(x)为增函数。
,再令x=y=0,则f(0)=2 f(0),∴ f(0)=0,故f(-x)=f(x),f
,∴
,
等式的解。
分析:由题设条件可猜测:f(x)是y=x+2的抽象函数,且f(x)为单调增函数,如果这一猜想正确,也就可以脱去不等式中的函数符号,从而可求得不等式的解。 解:设
,∵当
,
即
,∴f(x)为单调增函数。
∵
, 又∵f(3)=5,∴f(1)=3
。∴
,∴
,则
,∴
2、指数函数型抽象函数
, 即,解得不等式的解为-1 < a < 3。
例3、设函数f(x)的定义域是(-∞,+∞),满足条件:
存在成立。求:
(1)f(0); (2)对任意值x,判断f(x)值的正负。 分析:由题设可猜测f(x)是指数函数解:(1)令y=0代入
。若f(x)=0,则对任意
(2)令y=x≠0,则
,使得,对任何x和y,
的抽象函数,从而猜想f(0)=1且f(x)>0。 ,则
,∴
,这与题设矛盾,∴f(x)≠0,∴f(0)=1。
,有
,又由(1)知f(x)≠0,∴f(2x)>0,即f(x)>0,故对任意x,
f(x)>0恒成立。
例4、是否存在函数f(x),使下列三个条件:①f(x)>0,x ∈N;②时成立?若存在,求出f(x)的解析式,如不存在,说明理由。 分析:由题设可猜想存在(1)x=1时,∵
,又由f(2)=4可得a=2.故猜测存在函数
,用数学归纳法证明如下:
,结论正确。 ;③f(2)=4。同
,又∵x ∈N时,f(x)>0,∴
(2)假设结论正确。
综上所述,x为一切自然数时3、对数函数型抽象函数
对数函数型抽象函数,即由对数函数抽象而得到的函数。 例5、设f(x)是定义在(0,+∞)上的单调增函数,满足
(1)f(1);
(2)若f(x)+f(x-8)≤2,求x的取值范围。 分析:由题设可猜测f(x)是对数函数解:(1)∵(2
)即
的抽象函数,f(1)=0,f(9)=2。 ,∴f(1)=0。
,从而有f(x)+f(x-8)≤f(9),
,∵f(x)是(0,+∞)上的增函数,故
,求:
。 时有
,则x=k+1时,
,∴x=k+1时,
,解之得:8<x≤9。
例6、设函数y=f(x)的反函数是y=g(x)。如果f(ab)=f(a)+f(b),那么g(a+b)=g(a)·g(b)是否正确,试说明理由。
分析: 由题设条件可猜测y=f(x)是对数函数的抽象函数,又∵y=f(x)的反函数是y=g(x),∴y=g(x)必为指数函数的抽象函数,于是猜想g(a+b)=g(a)·g(b)正确。
解:设f(a)=m,f(b)=n,由于g(x)是f(x)的反函数,∴g(m)=a,g(n)=b
,从而
,∴g(m)·g(n)=g(m+n),以a、b分别代替上式中的m、n即得g(a
+b)=g(a)·g(b)。 4、三角函数型抽象函数
三角函数型抽象函数即由三角函数抽象而得到的函数。
例7、己知函数f(x)的定义域关于原点对称,且满足以下三条件:
①当是定义域中的数时,有;
②f(a)=-1(a>0,a是定义域中的一个数); ③当0<x<2a时,f(x)<0。
试问:(1)f(x)的奇偶性如何?说明理由。 (2)在(0,4a)上,f(x)的单调性如何?说明理由。 分析: 由题设知f(x)是
的抽象函数,从而由
及题设条件猜想:f(x)是奇函数且在(0,4a)上是增函数
(这里把a看成进行猜想)。
解:(1)∵f(x)的定义域关于原点对称,且
是定义域中的数时有
,∴在定义域中。∵
,
∴f(x)是奇函数。
(2)设0<x1<x2<2a,则0<x2-x1<2a,∵在(0,2a)上f(x)<0,
∴f(x1),f(x2),f(x2-x1
)均小于零,进而知(0,2a)上f(x)是增函数。
中的,于是f(x1)< f(x2),∴在
又
<x-2a<2a,
,∵f(a)=-1,∴,∴f(2a)=0,设2a<x<4a,则0
,于是f(x)>0,即在(2a,4a)上f(x)>0。设2a<x1<x2<4a,则0<x2
-x1<2a,从而知f(x1),f(x2)均大于零。f(x2-x1)<0,∵,∴,即
f(x1)<f(x2),即f(x)在(2a,4a)上也是增函数。综上所述,f(x)在(0,4a)上是增函数。
5、幂函数型抽象函数
幂函数型抽象函数,即由幂函数抽象而得到的函数。
例8、已知函数f(x)对任意实数x、y都有f(xy)=f(x)·f(y),且f(-1)=1,f(27)=9,当(1)判断f(x)的奇偶性;
(2)判断f(x)在[0,+∞)上的单调性,并给出证明; (3
)若
,求a的取值范围。
时,
。
分析:由题设可知f(x)是幂函数的抽象函数,从而可猜想f(x)是偶函数,且在[0,+∞)上是增函数。
解:(1)令y=-1,则f(-x)=f(x)·f(-1),∵f(-1)=1,∴
f(-x)=f(x),f(x)为偶函数。
(2)设,∴,,
∵时,,∴,∴f(x1)<f(x2),故f(x)在0,+∞)上是增函数。
,
(3)∵f(27)=9,又
∴,∴,∵,∴,
篇三:抽象函数习题精选精讲
含有函数记号“f(x)”有关问题解法
由于函数概念比较抽象,学生对解有关函数记号f(x)的问题感到困难,学好这部分知识,能加深学生对函数概念的理解,更好地掌握函数的性质,培养灵活性;提高解题能力,优化学生数学思维素质。现将常见解法及意义总结如下: 一、求表达式: 1.换元法:即用中间变量
表示原自变量x的代数式,从而求出f(x),这也是证某些公式或等式常用的方
法,此法解培养学生的灵活性及变形能力。
f(
例1:已知
x
)?2x?1x?1,求f(x).
xuu2?u2?x?ux?f(u)?2?1?f(x)?
1?u∴1?u1?u∴1?x 解:设x?1,则
2.凑合法:在已知f(g(x))?h(x)的条件下,把h(x)并凑成以g(u)表示的代数式,再利用代换即可求f(x).此解法简洁,还能进一步复习代换法。
11
f(x?)?x3?3
xx,求f(x) 例2:已知
111121112
|x?|?|x|??1f(x?)?(x?)(x?1?2)?(x?)((x?)?3)
x|x|xxxxx解:∵又∵
23
f(x)?x(x?3)?x?3x,(|x|≥1) ∴
3.待定系数法:先确定函数类型,设定函数关系式,再由已知条件,定出关系式中的未知系数。
2
f(x)f(x?1)?f(x?1)?x例3. 已知二次实函数,且+2x+4,求f(x).
222f(x)f(x?1)?f(x?1)?a(x?1)?b(x?1)?c?a(x?1)?b(x?1)?c ax?bx?c解:设=,则
22
2ax?2bx?2(a?c)?x?2x?4比较系数得=
13f(x)?x2?x?
22
4?2a(?c?)
13?
2a?1?a?,b?1,c??
22?2b?2
?
∴
4.利用函数性质法:主要利用函数的奇偶性,求分段函数的解析式. 例4.已知
y=f(x)为奇函数,当 x>0时,f(x)?lg(x?1),求f(x)
解:∵f(x)为奇函数,∴f(x)的定义域关于原点对称,故先求x<0时的表达式。∵-x>0,∴
f(?x)?lg(?x?1)?lg(1?x),
∵
f(x)为奇函数,∴lg(1?x)?f(?x)??f(x)∴当x<0
时
f(x)??lg(1?x)∴
?lg(1?x),x?0f(x)??
??lg(1?x),x?0
例5.一已知f(x)为偶函数,g(x)为奇函数,且有f(x)+
g(x)?
1
x?1, 求f(x),g(x).
解:∵f(x)为偶函数,g(x)为奇函数,∴f(?x)?f(x),g(?x)??g(x),
1
不妨用-x代换f(x)+g(x)=x?1 ???①中的x, f(?x)?g(?x)?
∴
11
g(x)??
?x?1即f(x)-x?1??②
f(x)?
1x
g(x)?
x2?1再代入①求出x2?1
显见①+②即可消去g(x),求出函数
5.赋值法:给自变量取特殊值,从而发现规律,求出f(x)的表达式
例6:设f(x)的定义域为自然数集,且满足条件f(x?1)?f(x)?f(y)?xy,及f(1)=1,求f(x)
y解:∵f(x)的定义域为N,取=1,则有f(x?1)?f(x)?x?1
∵f(1)=1,∴f(2)=f(1)+2,f(3)?f(2)?3??f(n)?f(n?1)?n
n(n?1)1
f(x)?x(x?1),x?N
2∴2以上各式相加,有f(n)=1+2+3+??+n=
二、利用函数性质,解f(x)的有关问题 1.判断函数的奇偶性:
y例7 已知f(x?y)?f(x?y)?2f(x)f(y),对一切实数x、都成立,且f(0)?0,求证f(x)为偶函数。
证明:令x=0, 则已知等式变为f(y)?f(?y)?2f(0)f(y)??① 在①中令
y=0则2f(0)=2f(0)∵ f(0)≠0∴f(0)=1∴f(y)?f(?y)?2f(y)∴f(?y)?f(y)∴
f(x)为偶函数。
2.确定参数的取值范围
2
f(x)f(1?m)?f(1?m)?0的实数m的取值范围。 例8:奇函数在定义域(-1,1)内递减,求满足222
解:由f(1?m)?f(1?m)?0得f(1?m)??f(1?m),∵f(x)为函数,∴f(1?m)?f(m?1)
??1?1?m?1?2
??1?m?1?1?0?m?1?1?m?m2?1
f(x)又∵在(-1,1)内递减,∴?
3.解不定式的有关题目
2
例9:如果f(x)=ax?bx?c对任意的t有f(2?t)?f2?t),比较f(1)、f(2)、f(4)的大小 2yf(2?t)?f2?t)ax?bx?c的对称轴 xt解:对任意有∴=2为抛物线=
又∵其开口向上∴f(2)最小,f(1)=f(3)∵在[2,+∞)上,f(x)为增函数 ∴f(3)<f(4),∴f(2)<f(1)<f(4)
五类抽象函数解法
1、线性函数型抽象函数
线性函数型抽象函数,是由线性函数抽象而得的函数。
例1、已知函数f(x)对任意实数x,y,均有f(x+y)=f(x)+f(y),且当x>0时,f(x)>0,f(-1)=-2,求f(x)在区间[-2,1]上的值域。 分析:由题设可知,函数f(x)是它的单调性。 解:设∵∴
在条件中,令y=-x,则
,即,∵当
,
,∴f(x)为增函数。
,再令x=y=0,则f(0)=2 f(0),∴ f(0)=0,故
,∴
,
的抽象函数,因此求函数f(x)的值域,关键在于研究
f(-x)=f(x),f(x)为奇函数,
∴ f(1)=-f(-1)=2,又f(-2)=2 f(-1)=-4, ∴ f(x)的值域为[-4,2]。 例2、已知函数f(x)对任意>2,f(3)=5,求不等式
,满足条件f(x)+f(y)=2 + f(x+y),且当x>0时,f(x)
的解。
分析:由题设条件可猜测:f(x)是y=x+2的抽象函数,且f(x)为单调增函数,如果这一猜想正确,也就可以脱去不等式中的函数符号,从而可求得不等式的解。
解:设
,
∴
,
即
,
∴
f
(
x
)
为
单
调
增
函
数
。
∵
,
,∵当
则
, 又∵f(3)=5,∴f(1)
=3。∴
2、指数函数型抽象函数
例3、设函数f(x)的定义域是(-∞,+∞),满足条件:存在x和y,
成立。求:
,使得
,对任何
,∴
, 即
,解得不等式的解为-1 < a < 3。
(1)f(0); (2)对任意值x,判断f(x)值的正负。 分析:由题设可猜测f(x)是指数函数解:(1)令y=0代入
的抽象函数,从而猜想f(0)=1且f(x)>0。 ,则
,有
,∴
,这与题设矛盾,∴f(x)
。若f(x)=0,则对任意
≠0,∴f(0)=1。 (2)令y=x≠0,则
(x)>0,故对任意x,f(x)>0恒成立。
,又由(1)知f(x)≠0,∴f(2x)>0,即f
例4、是否存在函数f(x),使下列三个条件:①f(x)>0,x ∈N;②
③f(2)=4。同时成立?若存在,求出f(x)的解析式,如不存在,说明理由。 分析:由题设可猜想存在纳法证明如下: (1)x=1时,∵结论正确。 (2)假设
∴x=k+1时,结论正确。 综上所述,x为一切自然数时
。 时有
,则x=k+1时,
,又∵x ∈N时,f(x)>0,∴
,又由f(2)=4可得a=2.故猜测存在函数
;
,用数学归
,
,
3、对数函数型抽象函数
对数函数型抽象函数,即由对数函数抽象而得到的函数。 例5、设f(x)是定义在(0,+∞)上的单调增函数,满足
(1)f(1);
(2)若f(x)+f(x-8)≤2,求x的取值范围。 分析:由题设可猜测f(x)是对数函数解:(1)∵
的抽象函数,f(1)=0,f(9)=2。
,∴f(1)=0。
,求:
(2)即
,从而有f(x)+f(x-8)≤f(9),
,∵f(x)是(0,+∞)上的增函数,故
,解之得:8<x≤9。
例6、设函数y=f(x)的反函数是y=g(x)。如果f(ab)=f(a)+f(b),那么g(a+b)=g(a)·g
(b)是否正确,试说明理由。
分析: 由题设条件可猜测y=f(x)是对数函数的抽象函数,又∵y=f(x)的反函数是y=g(x),∴y=g(x)必为指数函数的抽象函数,于是猜想g(a+b)=g(a)·g(b)正确。
解:设f(a)=m,f(b)=n,由于g(x)是f(x)的反函数,∴g(m)=a,g(n)=b
,从而
,∴g(m)·g(n)=g(m+n),以a、b分别代替上式
中的m、n即得g(a+b)=g(a)·g(b)。
4、三角函数型抽象函数
三角函数型抽象函数即由三角函数抽象而得到的函数。
例7、己知函数f(x)的定义域关于原点对称,且满足以下三条件:
①当是定义域中的数时,有;
②f(a)=-1(a>0,a是定义域中的一个数); ③当0<x<2a时,f(x)<0。 试问:(1)f(x)的奇偶性如何?说明理由。
(2)在(0,4a)上,f(x)的单调性如何?说明理由。 分析: 由题设知f(x)是
的抽象函数,从而由
及题设条件猜想:f(x)是奇函数且在
(0,4a)上是增函数(这里把a看成进行猜想)。
是定义域中的数时有
解:(1)∵f(x)的定义域关于原点对称,且
,∴在定义域中。∵
,
∴f(x)是奇函数。
(2)设0<x1<x2<2a,则0<x2-x1<2a,∵在(0,2a)上f(x)<0,
∴f(x1),f(x2),f(x2-x1)均小于零,进而知< f(x2),∴在(0,2a)上f(x)是增函数。
中的,于是f(x1)
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