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3.1-3.2函数的基本性质
一,函数的概念:
设A、B是非空的数集,如果按照某个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数(function).
记作:?y=f(x),x∈A.
其中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域(domain);与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|?x∈A?}叫做函数的值域(range).
注意:
(1)?“y=f(x)”是函数符号,可以用任意的字母表示,如“y=g(x)”;
(2)?函数符号“y=f(x)”中的f(x)表示与x对应的函数值,一个数,而不是f乘x.
(3) ?函数是非空数集到非空数集的对应关系。
(4)“f:A→B”表示一个函数有三要素:法则f(是核心),定义域A(要优先),值域C(上函数值的集合且C∈B)
二,函数的三要素:
①定义域,②对应法则,③值域。
【函数的概念】(1)下列四个等式中,能表示y是x的函数的是( )
①x-2y=2;②2x2-3y=1;③x-y2=1;④2x2-y2=4.
A.①② B.①③ C.②③ D.①④
答案: A
下列四个图象中,不是函数图象的是( ).
答案:B;
(3)判断下列各组函数中,是否表示同一函数( )
A.f(x)=|x|,g(x)= B.f(x)=, g(x)=
C.f(x)=x2-x-1,g(t)= t2-t-1 D.f(x)=x-1 , g(x)=-1
E.与 F.与
答案:C,J,M;
【代入法求函数】(1)已知函数则 。
答案:0;
【解析】因为函数关系式可知原式等于f(2)=0.
(2)设则的值为( )
A B C D
答案:B;
(3)已知,若f(1)+f(a+1)=5,求a的值.
答案:解 f(1)=1×(1+4)=5,
∵f(1)+f(a+1)=5,∴f(a+1)=0.
当a+1≥0,即a≥-1时,
有(a+1)(a+5)=0,
∴a=-1或a=-5(舍去).
当a+1<0,即a<-1时,
有(a+1)(a-3)=0,无解.
综上可知a=-1.
函数f(x)=,则f()等于( )
A.f(x) B.-f(x) C. D.
答案:A;
[f()===f(x).]
(5)设函数f(x)=若f(f(a))≤2,则实数a的取值范围是________.
(-∞,]
(6)已知,那么=__
答案:;
【函数与换元法的应用】
(1)已知f(2x–1)=3x+2,那么f(x)= ,f(2x+1)=
答案:,
(2) 设函数满足,求,。
答案:;;
(3) 已知函数f()=x,求f(2)的值.
答案:解 由=2,解得x=-,所以f(2)=-.
(4) X#K若f()=,则f(x)等于( )
A.(x≠-1) B.(x≠0) C.(x≠0且x≠-1) D.1+x(x≠-1)
答案:C;
解析:选C.f()==(x≠0),
∴f(t)=(t≠0且t≠-1),∴f(x)=(x≠0且x≠-1).
(5) 若3f(x-1)+2f(1-x)=2x,求f(x).
答案:解 令t=x-1,则1-x=-t,
原式变为3f(t)+2f(-t)=2(t+1),①
以-t代t,原式变为3f(-t)+2f(t)=2(1-t),②
由①②消去f(-t),得f(t)=2t+.
即f(x)=2x+.
(6)若函数f(x)满足2f(x)+f=3x,则f(x)=________.
【解析】 用替换2f(x)+f=3x中的x,得到2f+f(x)=,两个方程联立消去f,得f(x)=2x-.
【答案】 2x-
(7)已知
答案:
【待定系数法求函数】
(1)已知函数f(x)=x2+2x+a,f(bx)=9x2-6x+2,其中x∈R,a,b为常数,求a,b.
【答案】 ?;
【解析】 ∵f(x)=x2+2x+a,
∴f(bx)=(bx)2+2(bx)+a=b2x2+2bx+a.
又∵f(bx)=9x2-6x+2,
∴b2x2+2bx+a=9x2-6x+2,即(b2-9)x2+2(b+3)x+a-2=0.
∵x∈R,∴,即,
∴f(ax+b)=f(2x-3)=(2x-3)2+2(2x-3)+2=4x2-8x+5=0.
∵Δ=(-8)2-4×4×5=-16<0,
∴f(ax+b)=0的解集是?.
(2)设二次函数f(x)满足f(2+x)=f(2-x),对于x∈R恒成立,且f(x)=0的两个实根的平方和为10,f(x)的图象过点(0,3),求f(x)的解析式.
答案:解:∵f(2+x)=f(2-x),
∴f(x)的图象关于直线x=2对称.
于是,设f(x)=a(x-2)2+k(a≠0),
则由f(0)=3,可得k=3-4a,
∴f(x)=a(x-2)2+3-4a=ax2-4ax+3.
∵ax2-4ax+3=0的两实根的平方和为10,
∴10=x+x=(x1+x2)2-2x1x2=16-,∴a=1.∴f(x)=x2-4x+3.
三,函数的单调性
定义:
一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果对于定义域I内的某个区间D内的任意两个自变量x1,x2,当x1f(x2)),那么就说f(x)在区间D上是增函数(减函数);
增、减函数的图示.
注意:
函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质,是函数的局部性质;
必须是对于区间D内的任意两个自变量x1,x2;当x1③ 确定函数的单调区间时,遵循最大化原则,单调区间的端点能闭则闭.
④ 函数的单调性是对区间而言的,如果f(x)在区间(a,b)与(c,d)上都是增(减)函数,不能说 f(x)在(a,b)∪(c,d)上一定是增(减)函数.
(1)定义法:先求定义域,再根据取值、作差、变形、定号的顺序得结论.
(2)图象法:若函数是以图象形式给出的,或者函数的图象可作出,可由图象的升、降判断它的单调性或写出单调区间.
(3)复合函数法:适用于形如y=f(φ(x))的复合函数,具体规则如下表:
函数 增减情况
内函数t=φ(x) 增 增 减 减
外函数y=f(t) 增 减 增 减
y=f(φ(x)) 增 减 减 增
y=f(φ(x))的单调性可以利用口诀——“同增异减”来判断,即内外函数的单调性相同时,为增函数;单调性不同时为减函数.
【函数单调性的判断】
单调性判别式1:
用判别式判断函数单调性的方法步骤:
任取x1,x2∈D,且x1 作差f(x1)-f(x2);
变形(通常是因式分解和配方);
定号(即判断差f(x1)-f(x2)的正负);
下结论(即指出函数f(x)在给定的区间D上的单调性).
【抽象类】(1)如果函数在上是增函数,对于任意的,则下列结论中不正确的是( )
A. B.
C. D.
C
(2)已知在实数集上是减函数,若,则下列正确的是 ( )
A. B.
C. D.
D
(3)函数是上的增函数,若对于都有成立,则必有( ) A. B. C. D.
C
【定义法】
(1)下列函数f(x)中,满足“对任意x1,x2∈(-∞,0),当x1(A).f(x)=-x+1 (B) f(x)=2x (C). f(x)=x2-1 (D).f(x)=
B
(2)已知函数.判断在区间(0,1]和[1,+∞)上的单调性,说明理由.
答案: ;
【二次函数单调性的应用】
函数f(x)=-x2+2(a-1)x+2在区间(-∞,2]上单调递增,则a的取值范围是( )
A、[3,+∞) B、(-∞,3] C、(-∞,-3] D、[-3,+∞)
A
(2)二次函数在区间(∞,4)上是减函数,你能确定的是( ).
A. B. C. D.
C
三,函数的奇偶性
(1)定义:
若的定义域关于原点对称,且满足,则为奇函数。
若的定义域关于原点对称,且满足,则为偶函数。
如果函数f(x)不具有上述性质,则f(x)不具有奇偶性.如果函数同时具有上述两条性质,则f(x)既是奇函数,又是偶函数.
(2)利用定义判断函数奇偶性的格式步骤:
首先确定函数的定义域,并判断其定义域是否关于原点对称;
确定f(-x)与f(x)的关系;
作出相应结论:
若f(-x) = f(x) 或 f(-x)-f(x) = 0,则f(x)是偶函数;
若f(-x) =-f(x) 或 f(-x)+f(x) = 0,则f(x)是奇函数.
(3)图象的对称性质:奇函数的图象关于原点中心对称;偶函数的图象关于轴轴对称。
若为奇函数,且存在,则=____0_____。
【函数奇偶性的应用】
【对称性】(1)偶函数y=f(x)的定义域为[t-4,t],则t=________________.
答案:2;
解析 偶函数的定义域应当关于原点对称,故t-4=-t,得t=2.
(2)如果定义在区间[3-a,5]上的函数f(x)为奇函数,那么a=_______.
答案:8;
解析:∵f(x)是[3-a,5]上的奇函数,∴区间[3-a,5]关于原点对称,∴3-a=-5,a=8.
【抽象类】(1)若函数为奇函数,则必有( )
(A) (B) (C) (D)
答案:B;
(2)f(x)是定义在R上的奇函数,下列结论中,不正确的是( )
A.f(-x)+f(x)=0 B.f(-x)-f(x)=-2f(x) C.f(x)·f(-x)≤0 D.=-1
答案:D;
[∵f(-x)=-f(x),A、B显然正确,因为f(x)·f(-x)=-[f(x)]2≤0,故C正确.
当x=0时,由题意知f(0)=0,故D错误.]
(3)下列四个结论:
①偶函数的图象一定与纵轴相交; ②奇函数的图象一定通过原点;
③f(x)=0(x∈R)既是奇函数,又是偶函数; ④偶函数的图象关于y轴对称.
其中正确的命题是________.
答案:③④;
解析:偶函数的图象关于y轴对称,不一定与y轴相交,①错,④对;奇函数当x=0无意义时,其图象不过原点,②错,③对
【判断函数奇偶性】下列函数:
①,②,③,④,
其中是偶函数的个数有( ) A . 1 B. 2 C. 3 D. 4
答案:B;
【函数奇偶性的应用】
【待定系数法】(1)已知f(x)=ax2+bx+3a+b是偶函数,且定义域为[a-1,2a],则a = ,b= 。
答案:,0;
(2)已知函数f(x)=是奇函数,且f(2)=.求实数a,b的值
解析: 由已知f(x)是奇函数,
∴对定义域内任意x,都有f(-x)=-f(x),
即=-,
∴(ax2+2)(3x+b)=(-3x+b)(-ax2-2),
∴3ax3+abx2+6x+2b=3ax3-abx2+6x-2b,
由恒等式的性质,得.∴b=0.
∵f(2)=,∴=,∴a=2.即a=2,b=0,此时f(x)=
【抽象类】函数为奇函数,且时,,则函数的解析式为 。
答案:;
(2)已知函数f(x)是奇函数,当x>0时,f(x)=x(1+x);当x<0时,f(x)=( )
A、-x(1-x) B、x(1-x) C、-x(1+x) D、x(1+x)
答案:B
(3)若是R上的偶函数,当时,,求当时,解析式为 ‘
答案:;
【单调性+奇偶性】
(1)已知函数f(x)在[-5,5]上是偶函数,f(x)在[0,5]上是单调函数,且f(-3)f(1)
答案:D;
[∵f(-3)=f(3),∴f(3)∴函数f(x)在x∈[0,5]上是减函数.∴f(0)>f(1),故选D.]
(2)函数在单调递减,且为奇函数.若,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
答案:D;
(3)设f(x)是定义在R上的偶函数,且在(-∞,0)上是增函数,已知x1>0,x2<0,且f(x1)A.x1+x2<0 B.x1+x2>0 C.f(-x1)>f(-x2) D.f(-x1)·f(-x2)<0
答案:B;
[由已知得f(x1)=f(-x1),且-x1<0,x2<0,而函数f(x)在(-∞,0)上是增函数,因此由f(x1)0.故选B.]
(4)若ρ(x),g(x)都是奇函数,f(x)=aρ(x)+bg(x)+2在(0,+∞)上有最大值5,则f(x)在(-∞,0)上有( )
A.最小值-5 B.最大值-5 C.最小值-1 D.最大值-3
答案:C ;
解析:选C.ρ(x)、g(x)都是奇函数,
∴f(x)-2=aρ(x)+bg(x)为奇函数.
又f(x)有最大值5,∴f(x)-2在(0,+∞)上有最大值3.
∴f(x)-2在(-∞,0)上有最小值-3,
∴f(x)在(-∞,0)上有最小值-1.
(5)定义在上的偶函数满足:,在区间与上分别递增和递减,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D.
【解析】∵偶函数,∴,又∵在,上分别递增与递减,∴,故选D.
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