3.1.2 函数的表示法(1)
一、 单项选择题
1 (2025福州十校期中)已知定义在区间[-2,2]上的函数y=f(x)表示为:
x [-2,0) 0 (0,2]
y 1 0 -2
设f(1)=m,f(x)的值域为M,则下列结论中正确的是( )
A. m=1,M={-2,0,1}
B. m=-2,M={-2,0,1}
C. m=1,M={y|-2≤y≤1}
D. m=-2,M={y|-2≤y≤1}
2 已知函数f(x-1)=2x2-2,则f(-1)的值为( )
A. -3 B. 0 C. -2 D. 2
3 已知f(x)=则f+f的值为( )
A. -4 B. 4 C. D. 2
4 小明离开家不久,发现自己把作业本忘在家里了,于是返回家里找到了作业本再上学.下列与这件事吻合得最好的图象是( )
A B C D
5 (2024江苏常州期末)已知函数f(x)=若f(x)=10,则x的值是( )
A. -3 B. 3或-2
C. -3或-2 D. 3或-3或-2
6 (2025陕西西安期末)某市实行“阶梯水价”,具体收费标准如下表所示:
不超过12 m3的部分 3元/m3
超过12 m3不超过18 m3的部分 6元/m3
超过18 m3的部分 9元/m3
若某户居民12月份应缴水费为82元,则该户居民12月份的用水量约为( )
A. 19 m3 B. 19.1 m3
C. 19.9 m3 D. 18.9 m3
7 (2024重庆北碚期末)已知函数f(x)=若f(f(a))≥3,则实数a的取值范围是( )
A. [-1,+∞) B. (-∞,--1]
C. [-3,1] D. [1,+∞)
二、 多项选择题
8 设函数f(x)=2x+3,g(x)=2x-1,则对任意x∈R,下列等式中恒成立的有( )
A. f(x)=g(x+2) B. f(x-4)=g(x)
C. f(g(x))=4x-1 D. g(f(x))=4x+5
9 在数学中,布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它可应用到有限维空间,并构成一般不动点定理的基石.布劳威尔不动点定理得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔,简单地讲就是对于满足一定条件的连续函数f(x),存在一个点x0,使得f(x0)=x0,那么我们称该函数为“不动点”函数,下列函数中为“不动点”函数的是( )
A. f(x)=+x
B. f(x)=x2-x-3
C. f(x)=
D. f(x)=-x
三、 填空题
10 (2024山西临汾月考)已知f(+1)=x+2,则函数f(x)=________.
11 设定义在区间(0,+∞)上的函数g(x)满足g(x)=2·g-1,则g(x)=________.
12 (2025北京石景山期末)已知函数f(x)满足f(-x)+f(x)=2x2,f(1+x)-f(1-x)=8x,x∈R,给出下列三个结论:①f(2)=4;②f(3)+f(1)=18;③f(x+2)+f(x)≥0,其中正确的是________.(填序号)
四、 解答题
13 (1) 已知函数f(x)满足条件:f(x)+2f=x,求函数f(x)的解析式;
(2) 若函数g(x)满足条件:g(x)+2g(-x)=x,求函数g(x)的解析式;
(3) 已知当x≠0时,函数f(x)满足f(x-)=x2+,求函数f(x)的解析式.
14 (2024安徽期中)已知一次函数f(x)满足f(f(x))=x+3.
(1) 求f(x)的解析式;
(2) 若g(x)=,求g(1)+g(2)+…+g(2 023)+g+g+…+g的值.
15 已知函数f(x)=
(1) 求f(f(-1))的值;
(2) 若f(x0)>2,求实数x0的取值范围.
3.1.2 函数的表示法(2)
一、 单项选择题
1 将函数y=x2-2x的图象向右平移2个单位长度,再向下平移1个单位长度后所得图象的解析式为( )
A. y=x2+6x+7 B. y=x2-6x+7
C. y=x2+2x-1 D. y=x2-2x+1
2 已知函数f(x)的部分对应值如下表,函数y=g(x)的图象为如图所示的曲线ABC,其中A(1,3),B(2,1),C(3,2),则f(g(2))的值为( )
x 1 2 3
f(x) 2 3 0
A. 3 B. 2 C. 1 D. 0
3 函数y=f(x)的图象与直线x=2的公共点有( )
A. 0个 B. 1个
C. 0个或1个 D. 无数个
4 下列不可能是函数y=f(x)的图象的是( )
A B C D
5 (2024昆明期末)如图,△OAB是边长为2的正三角形,记△OAB位于直线x=t(0≤t≤2)左侧的图形的面积为f(t),则函数y=f(t)的图象大致为( )
A B C D
6 (2024迪庆期末)我国著名数学家华罗庚曾说:“数缺形时少直观,形少数时难入微,数形结合百般好,隔裂分家万事休”.在数学的学习和研究中,有时可凭借函数的图象分析函数解析式的特征,已知函数f(x)的大致图象如图所示,则函数f(x)的解析式可能为( )
A. f(x)=-|x|+1 B. f(x)=|x-1|
C. f(x)=-|x|-1 D. f(x)=|x+1|
(第6题) (第7题)
7 (2025北京东城期末)如图,函数f(x)的图象为折线段ABC,则不等式f(x)≥(x-2)2的解集是( )
A. [-2,0]∪[3,4]
B. (-∞,0]∪[3,+∞)
C. (0,3)
D. [0,3]
二、 多项选择题
8 如图所示的图象表示的函数的解析式为( )
A. y=|x-1|(0≤x≤2)
B. y=-|x-1|(0≤x≤2)
C. y=-|x-1|(0≤x≤2)
D. y=
9 在一元二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)中,已知a与b同号,则该函数的图象可能为( )
A B C D
三、 填空题
10 函数y=f(x)的图象经过点(0,1),则函数y=f(x-1)的图象必经过点________.
11 若函数f(x)=|x-2|-|x+1|的最大值为m,最小值为n,则m+n=________.
12 (2024黑龙江绥化期中)设[x]表示不超过x的最大整数,如[1.5]=1,[-1.5]=-2.若集合A={x|x2-[x]-1=0},B={x|-1
四、 解答题
13 画出函数y=的图象.
14 (2024台州期中)已知函数f(x)=x2,g(x)=-x+2,x∈R.
(1) 在同一平面直角坐标系中,画出函数f(x),g(x)的图象;
(2) x∈R,用m(x)表示f(x),g(x)中的较小者,记为m(x)=min{f(x),g(x)},请分别用图象法和解析法表示函数m(x).
15 已知函数f(x)=2|x-2|+|x+1|.
(1) 画出f(x)的图象;
(2) 求f(x)>4的解集.
3.1.2 函数的表示法(3)
一、 单项选择题
1 函数f(x)=+x的值域是( )
A. B.
C. (0,+∞) D. [1,+∞)
2 设函数f(x)表示-x+6和-2x2+4x+6中的较小者,则函数f(x)的最大值是( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
3 (2024福建期中)已知f(-1)=-x+,则f(x)的值域是( )
A. B. (-∞,0]
C. D.
4 (2024泉州期中)已知函数f(x)=
的值域为R,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5 (2024贵阳月考)已知函数f(x)=的值域为[0,+∞),则实数a的取值范围为( )
A. [0,1] B. (0,1]
C. {1} D. [1,+∞)
6 (2025常熟期中)常熟“叫花鸡”,又称“富贵鸡”,既是常熟的特产,也是闻名四海的佳肴,以其鲜美、香喷、酥嫩著称.双十一购物节来临,某店铺制作了300只“叫花鸡”,若每只“叫花鸡”的定价是40元,则均可被卖出;若每只“叫花鸡”在定价40元的基础上提高x(x∈N*)元,则被卖出的“叫花鸡”会减少5x只.要使该店铺的“叫花鸡”销售收入超过12 495元,则该店铺的“叫花鸡”每只定价应为( )
A. 48元 B. 49元 C. 51元 D. 50元
7 定义max{a,b}=
设函数f(x)=x+1,g(x)=(x+1)2,记函数F(x)=max{f(x),g(x)},且函数F(x)在区间[m,n]的值域为[0,1],则区间[m,n]长度的最大值为( )
A. 1 B. C. D. 2
二、 多项选择题
8 (2024莆田期中)已知函数f(2x+1)=4x2的定义域为[1,3],则下列结论中错误的是( )
A. f(1)=4
B. f(-1)=4
C. f(x)=(x-1)2,x∈[3,7]
D. 函数f(x-1)的定义域为[1,2]
9 对任意x∈R,用M(x)表示f(x),g(x)的较小者,记为M(x)=min{f(x),g(x)}.若f(x)=x+1,g(x)=x2-2x-3,则下列说法中正确的是( )
A. M(2) =-3
B. 函数M(x)有最小值,无最大值
C. 不等式M(x)<-4的解集是(-∞,-5)
D. 若a,b,c是方程M(x)+1=0的三个不同的实数解,则a+b+c=0
三、 填空题
10 (2024上海期中)函数y=|x+1|-|x-2|的值域是________.
11 已知二次函数f(x)=x2-4x+3(0≤x≤a)的值域是[-1,3],则实数a的取值范围是________.
12 在实数的原有运算中,我们定义新运算“ ”如下:当a≥b时,a b=a;当a<b时,a b=b2.设函数f(x)=(1 x)-(2 x),x∈[-2,2],则f()=________,函数f(x)的值域为________.
四、 解答题
13 求下列函数的值域:
(1) y=;
(2) y=;
(3) y=.
14 (2024惠州期中)已知函数f(x)=
(1) 求f(0),f(2),f(f(2))的值;
(2) 若f(m)=-1,求m的值;
(3) 作出函数f(x)的大致图象,并求当x>1时,f(x)的值域.
15 (2024吉安期末)狗牯脑茶是江西珍贵名茶之一,产于罗霄山脉南麓支脉,吉安市遂川县汤湖镇狗牯脑山,该山形似狗头,取名“狗牯脑”,所产之茶即从名之.某茶叶种植户欲生产狗牯脑茶,经过市场调研,生产狗牯脑茶需投入年固定成本3万元,每生产x t(x∈[4,27])另需投入流动成本f(x)万元,已知在年产量不足12 t时,f(x)=x2-6x+47,在年产量不少于12 t时,f(x)=15x+-93,每千克狗牯脑茶的售价为140元,通过市场分析,该茶叶种植户的狗牯脑茶当年能全部售完.
(1) 写出年利润g(x)(单位:万元)关于年产量x(x∈[4,27],单位:t)的函数解析式(年利润=年销售收入-年固定成本-流动成本);
(2) 年产量为多少吨时,该茶叶种植户在狗牯脑茶的生产中所获年利润最大?最大年利润是多少?
3.1.2 函数的表示法(1)
1. B 因为x=1满足x∈(0,2],所以m=f(1)=-2.由表中数据可知,y的取值仅有三个值:1,0,-2,所以f(x)的值域为M={1,0,-2}.
2. C 因为f(x-1)=2x2-2,令t=x-1,则x=t+1,所以f(t)=2(t+1)2-2=2t2+4t,所以f(x)=2x2+4x,所以f(-1)=2-4=-2.
3. B 由题意,得f=2×=,f=f=f=2×=,所以f+f=+=4.
4. D 小明中途返回家中,则离开家的距离先增大,后减小至0,到家找作业本,再离开家到学校,故选项D最吻合.
5. A 由f(x)=10,得或解得x=-3,所以x的值是-3.
6. B 设此户居民本月用水量为x m3,缴纳的水费为y元,则当x∈[0,12]时,y=3x≤36元,不符合题意;当x∈(12,18]时,y=12×3+(x-12)6=6x-36≤72<82,不符合题意;当x∈(18,+∞)时,y=12×3+6×6+(x-18)×9=9x-90=82,解得x≈19.1,符合题意.综上,此户居民12月份用水量约为19.1 m3.
7. A 令f(a)=t,则f(f(a))≥3可化为f(t)≥3.当t≥0时,t2+2t≥3,解得t≥1,即f(a)≥1;当t<0时,-t2+2t≥3,无解.综上,f(a)≥1.若a≥0,则a2+2a≥1,解得a≥-1;若a<0,则-a2+2a≥1,解得a=1(舍去).综上,a≥-1.
8. AD 由f(x)=2x+3,g(x)=2x-1可知g(x+2)=2(x+2)-1=2x+3=f(x),故A恒成立;f(x-4)=2(x-4)+3=2x-5,故B不恒成立;f(g(x))=f(2x-1)=2(2x-1)+3=4x+1,故C不恒成立;g(f(x))=g(2x+3)=4x+5,故D恒成立.故选AD.
9. BCD 对于A,当+x0=x0,即=0时,该方程无解,故A错误;对于B,当x-x0-3=x0时,解得x0=3或x0=-1,满足定义,故B正确;对于C,当x0≤1时,令2x-1=x0,可得x0=1或x0=-,当x0>1时,令|2-x0|=x0,无解,故C正确;对于D,当-x0=x0时,解得x0=±,故D正确.故选BCD.
10. x2-1(x∈[1,+∞)) f(+1)=x+2=(+1)2-1,所以f(x)=x2-1(x∈[1,+∞)).
11. +(x>0) 因为定义在区间(0,+∞)上的函数g(x)满足g(x)=2·g-1,将x换成,得g=·g(x)-1,将其代入上式,得g(x)=2·(·g(x)-1)-1=4g(x)-2-1,则g(x)=+(x>0).
12. ②③ 在等式f(-x)+f(x)=2x2中,令x=0,可得f(0)=0,在等式f(1+x)-f(1-x)=8x中,令x=1,可得f(2)=f(0)+8=8,故①错误;在等式f(-x)+f(x)=2x2中,令x=1,可得f(1)+f(-1)=2,在等式f(1+x)-f(1-x)=8x中,令x=2,可得f(3)-f(-1)=16,所以f(3)+f(1)=18,故②正确;因为f(1+x)-f(1-x)=8x,所以f(2+x)-f=8(x+1),所以f(2+x)-f(-x)=8x+8.又因为f(-x)+f(x)=2x2,上述两个等式相加可得f(2+x)+f(x)=2x2+8x+8=2(x+2)2≥0,故③正确.
13. (1) 用代替f(x)+2f=x中的x,
得f+2f(x)=,
联立,得f(x)=,x≠0.
(2) 用-x代替g(x)+2g(-x)=x中的x,
得g(-x)+2g(x)=-x,联立,得-3g(x)=3x,
所以g(x)=-x.
(3) 因为f=x2+=+2,
所以f(x)=x2+2,x≠0.
14. (1) 设f(x)=ax+b(a≠0),
则f(f(x))=f(ax+b)=a(ax+b)+b=a2x+ab+b=x+3,
所以解得所以f(x)=x+.
(2) 由(1)知,g(x)=,
则g==,x≠0,g(x)+g=1,
所以g(2)+g=g(3)+g=…=g(2 023)+g=1,g(1)=,
所以g(1)+g(2)+…+g(2 023)+g+…+g=+2 022×1=.
15. (1) 由题意,得f(-1)=1+3=4,
所以f(f(-1))=f(4)=4×4=16,即f(f(-1))=16.
(2) 当x0≤0时,由f(x0)>2,得-x0+3>2,
解得x0<1,所以x0≤0;
当x0>0时,由f(x0)>2,得4x0>2,
解得x0>,所以x0>.
综上,实数x0的取值范围是(-∞,0]∪(,+∞).
3.1.2 函数的表示法(2)
1. B 因为y=x2-2x=(x-1)2-1,所以平移后所得图象的解析式为y=(x-3)2-2=x2-6x+7.
2. B 观察函数y=g(x)的图象得g(2)=1,由表格知f(1)=2,所以f(g(2))=2.
3. C 当x=2在函数f(x)的定义域内时,函数y=f(x)的图象与直线x=2有一个公共点(2,f(2));当x=2不在函数f(x)的定义域内时,函数y=f(x)的图象与直线x=2没有公共点.
4. A 根据函数的定义可知A不可能是函数f(x)的图象.
5. A 由题意知,当06. A 由题图可知,f(1)=0,排除C,D;f(-1)=0,排除B,故选A.
7. D 由函数图象,得点A(-2,0),B(0,4),C(4,0),设f(x)=且-2k+b=0,b=n=4,4m+n=0,所以k=2,m=-1,所以f(x)=当-2≤x<0时,不等式f(x)≥(x-2)2可化为2x+4≥(x-2)2,即x2-6x≤0,解得0≤x≤6(舍去);当0≤x≤4时,不等式f(x)≥(x-2)2可化为-x+4≥(x-2)2,即x2-3x≤0,解得0≤x≤3.综上,不等式f(x)≥(x-2)2的解集是[0,3].
8. BD 由图可知,当0≤x≤1时为一次函数,设y=kx,代入点(1,),得y=x;当19. BC 对于A,图象开口向上,所以a>0,由图知,->0,所以b<0,与已知矛盾,故A错误;对于B,图象开口向上,所以a>0,由图知,-<0,所以b>0,满足条件,故B正确;对于C,图象开口向下,所以a<0,由图知,-<0,所以b<0,满足条件,故C正确;对于D,图象开口向下,所以a<0,由图知,->0,所以b>0,与已知矛盾,故D错误.故选BC.
10. (1,1) 因为函数y=f(x)的图象过点(0,1),所以f(0)=1.令x-1=0,则x=1,故函数y=f(x-1)的图象必经过点(1,1).
11. 0 f(x)=|x-2|-|x+1|=作出图象,如图所示.由图可知f(x)max=3,f(x)min=-3,即m=3,n=-3,则m+n=0.
12. {} 由题意,得x2-[x]-1=0可转化为函数f(x)=x2-1与g(x)=[x]的图象交点的横坐标,画出f(x)=x2-1与g(x)=[x]的图象如图,显然只有一个交点,令x2-1=1,解得x=或x=-(舍去),故A={}.因为B={x|-113. 因为y==2+,所以函数的图象可由y=的图象先向右平移1个单位长度,再向上平移2个单位长度得到,图略.
14. (1) 结合函数f(x)=x2,g(x)=-x+2,x∈R,画出对应的图象.
(2) 图象法表示为:
解析法表示为函数m(x)=
15. (1) 当x<-1时,f(x)=2(2-x)+(-x-1)=-3x+3;
当-1≤x≤2时,f(x)=2(2-x)+x+1=-x+5;
当x>2时,f(x)=2(x-2)+x+1=3x-3,
故f(x)=函数图象如图.
(2) 当x<-1时,-3x+3>4,解得x<-,则x<-1;
当-1≤x≤2时,-x+5>4,解得x<1,则-1≤x<1;
当x>2时,3x-3>4,解得x>,则x>.
综上,f(x)>4的解集为{x|x<1或x>}.
3.1.2 函数的表示法(3)
1. A 令=t,则t≥0,且x=,函数转化为y=t+=(t+1)2.由t≥0,得y≥,即值域为[,+∞).
2. B 在同一平面直角坐标系中,作出y=-x+6和y=-2x2+4x+6的图象(图略),由图象可知,当x=0时,函数f(x)取得最大值为6.
3. A 由题意,得在f(-1)=-x+中,设-1=t,t≥-1,即x=(t+1)2,所以f(t)=-(t+1)2+t+1=-t2-t,即f(x)=-x2-x,x≥-1,在f(x)=-x2-x中,其图象开口向下,对称轴x=-,所以f(x)≤f=-2-=,所以f(x)的值域是.
4. D 由题意知,当x≥2时,f(x)=x+1≥3,故要使函数f(x)=的值域为R,需满足解得a≥,故实数a的取值范围是.
5. A 当a=0时,函数f(x)=,其定义域为,值域为[0,+∞),符合题意;当a>0时,函数y=ax2+2x+1开口向上,则需Δ=4-4a≥0,解得06. D 根据题意可得(40+x)(300-5x)>12 495,整理,得x2-20x+99<0,解得97. D 令f(x)≥g(x),即x+1≥(x+1)2,解得-1≤x≤0,所以F(x)=max{f(x),g(x)}=则F(x)的图象如图.又F(0)=F(-2)=1,F(-1)=0,要使函数F(x)在区间[m,n]的值域为[0,1],当n=0时,-2≤m≤-1,当m=-2时,-1≤n≤0,所以区间[m,n]的长度的最大值为2.
8. ABD 设t=2x+1,则x=.因为x∈[1,3],所以t=2x+1∈[3,7],所以f(t)=42,化简,得f(t)=(t-1)2,t∈[3,7],即f(x)=(x-1)2,x∈[3,7].当x=1时,1 [3,7],所以f(1)无定义,故A错误;当x=-1时,-1 [3,7],所以f(-1)无定义,故B错误;f(x)=(x-1)2,x∈[3,7],故C正确;对于函数f(x-1),因为f(x)的定义域为[3,7],所以3≤x-1≤7,解得4≤x≤8,所以函数f(x-1)的定义域为[4,8],故D错误.故选ABD.
9. ACD 由x+1≤x2-2x-3,得x≤-1或x≥4;由x+1>x2-2x-3,得-110. [-3,3] 由y=|x+1|-|x-2|=当-1≤x≤2时,y=2x-1单调递增,所以-3≤y≤3,故函数y=|x+1|-|x-2|的值域为[-3,3].
11. [2,4] 因为f(x)=x2-4x+3=(x-2)2-1,所以f(2)=-1.令f(x)=3,解得x=0或x=4.因为当x∈[0,a]时,函数的值域为[-1,3],所以2≤a≤4.
12. 0 [-1,2] 由题意知,当x∈[-2,1]时,f(x)=-1;当x∈(1,2]时,f(x)=x2-2∈(-1,2],所以f()=0.当x∈[-2,2]时,f(x)∈[-1,2],即所求值域为[-1,2].
13. (1) 因为y===-1+,且≠0,
所以y≠-1,
故原函数的值域为{y|y≠-1}.
(2) 因为2x2-4x+3=2(x-1)2+1≥1,
所以0<≤1,所以0故原函数的值域为{y|0(3) 因为y====1+(x≠-3且x≠2),
即≠0,且≠-,
所以y≠1且y≠,
故原函数的值域为.
14. (1) 由题意,得f(0)=0,f(2)=×22-3×2=-4,f(f(2))=f(-4)==-.
(2) 当m<0时,f(m)==-1,所以m=-2;
当0≤m<2时,f(m)=-m=-1,所以m=1;
当m≥2时,f(m)=m2-3m=-1,所以m=3+或m=3-(舍去).
综上,m的值为-2或1或3+.
(3) 作出函数f(x)的图象,如图.
当x∈(1,2)时,f(x)=-x∈(-2,-1),
当x∈[2,+∞)时,f(x)=x2-3x=(x-3)2-≥-.
综上,当x>1时,函数f(x)的值域为.
15. (1) 由题意知,1 t狗牯脑茶的售价为14万元,
当x∈[4,12)时,g(x)=14x-(x2-6x+47)-3=-x2+20x-50;
当x∈[12,27]时,g(x)=14x-(15x+-93)-3=-x-+90,
故年利润g(x)(单位:万元)关于年产量x(单位:t)的函数解析式为g(x)=
(2) 当x∈[4,12)时,g(x)=-x2+20x-50=-(x-10)2+50,
当x=10时,g(x)取得最大值g(10)=50;
当x∈[12,27]时,g(x)=-x-+90=90-(x+)≤90-2=90-36=54,
当且仅当x=,即x=18时,等号成立,
即当x=18时,g(x)取得最大值g(18)=54.
因为50<54,
所以当年产量为18 t时,该茶叶种植户在狗牯脑茶的生产中所获年利润最大,最大年利润是54万元.