抽象函数习题精选精讲

内容发布更新时间 : 2024/11/21 0:12:58星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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?x2.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?3xx,求

f(x)

解:∵

1111111f(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)?41313?22?a?,b?1,c?∴f(x)?x2?x? =2ax?2bx?2(a?c)?x?2x?4比较系数得?2a?12222?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?1f(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

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11即f(x)-g(x)????②

?x?1x?11x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。

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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

,∴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,∴

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(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)。

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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

<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

∴,∴,∵,∴,

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