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章末知识整合
一、函数的概念
[例1] (1)函数y=的定义域为( )
A.(-∞,1) B.(-∞,0)∪(0,1]
C.(-∞,0)∪(0,1) D.[1,+∞)
(2)定义在R上的函数f(x)满足f(x+1)=2f(x).若当0≤x≤1时,f(x)=x(1-x),则当-1≤x≤0时,f(x)=________.
解析:(1)要使函数有意义,则
所以x≤1且x≠0.
因此函数y=的定义域为{x|x≤1且x≠0}.
(2)设-1≤x≤0,则0≤x+1≤1,
所以f(x+1)=(x+1)[1-(x+1)]=-x(x+1).
又因为f(x+1)=2f(x),
所以f(x)==-.
答案:(1)B (2)-
规律方法
1.若已知给出函数解析式,则函数的定义域是使解析式有意义的自变量的取值集合.
2.求函数的解析式的关键是理解对应关系f的本质与特点(对应关系就是对自变量进行对应处理的操作方法,与用什么字母表示无关),应用适当的方法,注意有的函数要注明定义域.
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[即时演练] 1.(1)求函数y=(x+1)0++的定义域;
(2)求函数y=f(x)的定义域为[-1,1],求函数y=f·f的定义域.
解:(1)要使函数有意义,需有
解之得-≤x<2且x≠-1.
所以函数的定义域是.
(2)要使函数有意义,必须有
解得因此-≤x≤,
所以函数y=f·f的定义域为.
二、函数的性质及其应用
[例2] 函数f(x)=是定义在(-1,1)上的奇函数,且f=.
(1)确定函数f(x)的解析式;
(2)用定义法证明f(x)在(-1,1)上是增函数;
(3)解不等式f(t-1)+f(t)<0.
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(1)解:依题意可得
所以解得
所以f(x)=.
(2)证明:设x1,x2是(-1,1)上的任意两个实数,且-1<x1<x2<1,则有:
f(x1)-f(x2)=-=.
因为-1<x1<x2<1,
所以x1-x2<0,1+x>0,1+x>0,1-x1x2>0.
所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2).
所以f(x)在(-1,1)上是增函数.
(3)解:因为f(t-1)+f(t)<0,
所以f(t-1)<-f(t)=f(-t).
因为f(x)在(-1,1)上是增函数,
所以-1<t-1<-t<1,解得0<t<.
所以不等式的解集为.
规律方法
1.一些求参数的问题往往需要根据奇、偶函数的定义建立关于参数的恒等式,通过比较等式两边来确定关于参数的方程.
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2.解题时要挖掘隐含条件,同时要求有较高的数学式子变形能力.
[即时演练] 2.已知函数f(x)=x2+bx+c,且f(1)=0.
(1)若函数f(x)是偶函数,求f(x)的解析式;
(2)在(1)的条件下,求函数f(x)在区间[-1,3]上的最大值和最小值;
(3)要使函数f(x)在区间[-1,3]上单调递增,求b的取值范围.
解:(1)因为函数f(x)是偶函数,所以b=0.
又因为f(1)=0,所以1+c=0,即c=-1.
所以f(x)=x2-1.
(2)结合图象(图略)得:
当x=0时,f(x)min=-1;
当x=3时,f(x)max=8.
(3)因为函数f(x)=x2+bx+c的图象关于x=-对称,
要使函数f(x)在区间[-1,3]上单调递增,
则有-≤-1,所以b≥2.
因此实数b的取值范围是[2,+∞).
三、函数的图象及应用
[例3] 设函数f(x)=x2-4|x|+3.
(1)判断函数f(x)图象的对称性;
(2)画出函数f(x)的图象,并指出函数的单调区间和最小值.
解:(1)f(x)=x2-4|x|+3的定义域为R,且关于原点对称.
又f(-x)=(-x)2-4|-x|+3=x2-4|x|+3,
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所以f(-x)=f(x),函数y=f(x)是偶函数.
因此函数f(x)的图象关于y轴对称.
(2)f(x)=
画出函数y=f(x)的图象如图所示.
根据图象知,函数f(x)的最小值是-1.
单调增区间是[-2,0],[2,+∞),减区间是(-∞,-2],[0,2].
规律方法
1.描点法——求定义域;化简;列表、描点、连光滑曲线.
注意:要利用单调性、奇偶性、对称性简化作图.
2.函数的图象可直观反映函数的性质.
[即时演练] 3.(1)如图①所示,给出奇函数y=f(x)的局部图象,试作出y轴右侧的图象并求出f(3)的值;
图① 图②
(2)如图②所示,给出偶函数y=f(x)的局部图象,比较f(1)与f(3)的大小,并试作出y轴右侧的图象.
解:(1)奇函数y=f(x)在y轴左侧图象上任一点P(-x,-f(x))关于原点的对称点为P′(x,f(x)),下图为补充后的图象.易知f(3)=-2.
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(2)偶函数y=f(x)在y轴左侧图象上任一点P(-x,f(x))关于y轴的对称点为P′(x,f(x)),下图为补充后的图象.易知f(1)>f(3).
四、数列结合与分类讨论思想
[例4] 设函数f(x)=x2-2x+2,x∈[t,t+1],t∈R,求函数f(x)的最小值.
解:f(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1.x∈[t,t+1],t∈R,对称轴为x=1.
①当t+1<1,即t<0时,函数图象如图①所示,函数f(x)在区间[t,t+1]上为减函数,所以最小值为f(t+1)=t2+1.
②当t≤1≤t+1,即0≤t≤1时,函数图象如图②所示,最小值为f(1)=1.
③当t>1时,函数图象如图③所示,函数f(x)在区间[t,t+1]上为增函数,所以最小值为f(t)=t2-2t+2.
图① 图② 图③
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综上所述f(x)min=
规律方法
1.求二次函数的最值关键在于确定函数在给定区间上的单调性,这受制于二次项系数的符号和对称轴与区间的相对位置关系.
2.对于“轴定区间变”,注意讨论二者的相对位置,借助几何直观求出最值,从而体现分类讨论与数形结合思想的应用.
[即时演练] 4.设函数f(x)=已知f(a)>1,求a的取值范围.[提示:由(a+1)2>1可得a+1>1或a+1<-1]
解:法一(分类讨论思想方法):
①当a≤-1时,
由(a+1)2>1得a>0或a<-2,
又a≤-1,所以a<-2;
②当-1<a<1时,由2a+2>1得a>-,
又-1<a<1,
所以-<a<1;
③当a≥1时,由-1>1得0<a<,
又a≥1,所以a不存在.
综上可知a的取值范围为(-∞,-2)∪.
法二(数形结合思想方法):
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f(x)的图象如图所示,画直线y=1,
符合f(a)>1的a的取值范围为(-∞,-2)∪.
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