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§2.10 函数的图象
考试要求 1.在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图象法、列表法、解析
法)表示函数.2.会画简单的函数图象.3.会运用函数图象研究函数的性质,解决方程解的个数
与不等式解的问题.
知识梳理
1.利用描点法作函数图象的方法步骤:列表、描点、连线.
2.利用图象变换法作函数的图象
(1)平移变换
(2)对称变换
①y=f(x)―――――→y= - f ( x ).
②y=f(x)―――――→y= f ( - x ) .
③y=f(x)―――――→y= - f ( - x ).
④y=ax (a>0,且a≠1)―――――→y=log x ( a >0 ,且 a ≠ 1) .
a
(3)翻折变换
①y=f(x)―――――――――→y= | f ( x ) |.
②y=f(x)――――――――――→y= f ( | x |) .
常用结论
1.左右平移仅仅是相对x而言的,即发生变化的只是x本身,利用“左加右减”进行操作.
如果x的系数不是1,需要把系数提出来,再进行变换.
2. 函数图象自身的对称关系
(1)若函数y=f(x)的定义域为R,且有f(a+x)=f(b-x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=对
称.
(2)函数y=f(x)的图象关于点(a,b)成中心对称⇔f(a+x)=2b-f(a-x)⇔f(x)=2b-f(2a-x).
3.两个函数图象之间的对称关系
(1)函数y=f(x)与y=f(2a-x)的图象关于直线x=a对称.(2)函数y=f(x)与y=2b-f(2a-x)的图象关于点(a,b)对称.
思考辨析
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)函数y=|f(x)|为偶函数.( × )
(2)函数y=f(1-x)的图象,可由y=f(-x)的图象向左平移1个单位长度得到.( × )
(3)当x∈(0,+∞)时,函数y=|f(x)|与y=f(|x|)的图象相同.( × )
(4)函数y=f(x)的图象关于y轴对称即函数y=f(x)与y=f(-x)的图象关于y轴对称.( × )
教材改编题
1.函数y=1-的图象是( )
答案 B
解析 将函数y=-的图象向右平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度,即得到y=1
-的图象,故选B.
2.函数f(x)=ln(x+1)的图象与函数g(x)=x2-4x+4的图象的交点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
答案 C
解析 由于函数f(x)=ln(x+1)的图象是由函数y=ln x的图象向左平移1个单位长度得到的,
函数g(x)=x2-4x+4=(x-2)2,故函数g(x)的对称轴为x=2,顶点坐标为(2,0),开口向上,
所以作出f(x),g(x)的图象如图所示,
故函数f(x)与g(x)的图象有两个交点.
3.函数y=f(x)的图象与y=ex的图象关于y轴对称,再把y=f(x)的图象向右平移1个单位长
度后得到函数y=g(x)的图象,则g(x)=________.
答案 e-x+1
解析 ∵f(x)=e-x,∴g(x)=e-(x-1)=e-x+1.
题型一 作函数图象
例1 作出下列各函数的图象:
(1)y=|log (x+1)|;
2
(2)y=;
(3)y=x2-2|x|-1.
解 (1)将函数y=log x的图象向左平移1个单位长度,再将x轴下方的部分沿x轴翻折上去,
2
即可得到函数y=|log (x+1)|的图象,如图①所示.
2
(2)原函数解析式可化为y=2+,故函数图象可由函数y=的图象向右平移1个单位长度,再
向上平移2个单位长度得到,如图②所示.
(3)因为y=且函数为偶函数,先用描点法作出[0,+∞)上的图象,再根据对称性作出(-∞,
0)上的图象,最后得函数图象如图③所示.
思维升华 函数图象的常见画法及注意事项
(1)直接法:对于熟悉的基本函数,根据函数的特征描出图象的关键点,直接作图.
(2)转化法:含有绝对值符号的,去掉绝对值符号,转化为分段函数来画.
(3)图象变换法:若函数图象可由某个基本函数的图象经过平移、伸缩、翻折、对称得到,
则可利用图象变换作图.
(4)画函数的图象一定要注意定义域.
跟踪训练1 作出下列各函数的图象:
(1)y=x-|x-1|;(2)y=|x|;(3)y=|log x-1|.
2
解 (1)根据绝对值的意义,可将函数式化为分段函数y=可见其图象是由两条射线组成,如
图①所示.(2)作出y=x的图象,保留y=x的图象中x≥0的部分,加上y=x的图象中x>0部分关于y轴
的对称部分,即得y=|x|的图象,如图②实线部分所示.
(3)先作出y=log x的图象,再将其图象向下平移一个单位长度,保留 x轴上方的部分,将x
2
轴下方的图象翻折到x轴上方,即得y=|log x-1|的图象,如图③所示.
2
题型二 函数图象的识别
例2 (1)(2023·许昌质检)函数f(x)=y=的图象大致为( )
答案 B
解析 由解析式知,定义域为{x|x≠0},
f(-x)=·ln|-x|=·ln|x|=f(x),
故y=为偶函数,排除D;
又f(1)=0,f =-<0,排除A,C.
(2)(2022·全国乙卷)如图是下列四个函数中的某个函数在区间[-3,3]上的大致图象,则该函
数是( )
A.y= B.y=
C.y= D.y=
答案 A解析 对于选项B,当x=1时,y=0,与图象不符,故排除B;对于选项D,当x=3时,y
=sin 3>0,与图象不符,故排除D;对于选项C,当0<x<时,0<cos x<1,故y=<
≤1,与图象不符,所以排除C.故选A.
思维升华 识别函数的图象的主要方法
(1)利用函数的性质,如奇偶性、单调性、定义域等判断.
(2)利用函数的零点、极值点等判断.
(3)利用特殊函数值判断.
跟踪训练2 (1)(2022·吕梁模拟)函数f(x)=的大致图象为( )
答案 A
解析 因为f(x)=,所以f(x)的定义域为R,
又f(-x)==-f(x),所以f(x)为奇函数,图象关于原点对称,排除C选项;
因为<1<,所以02f(x)的解集为( )
A.(-,0)∪(,2)
B.(-∞,-2)∪(2,+∞)
C.(-∞,-2)∪(-,0)∪(,2)
D.(-2,-)∪(0,)∪(2,+∞)
答案 C
解析 根据奇函数的图象特征,作出f(x)在(-∞,0)上的图象,如图所示,
由x2f(x)>2f(x),得(x2-2)f(x)>0,
则或
解得x<-2或0;
取x=-1,则y=cos(-1)
=-cos 1<0.结合选项知选A.
方法二 令y=f(x),
则f(-x)=(3-x-3x)cos(-x)
=-(3x-3-x)cos x=-f(x),
所以函数y=(3x-3-x)cos x是奇函数,
排除B,D;
取x=1,则y=cos 1=cos 1>0,排除C,故选A.
3.(2023·黑龙江模拟)已知某个函数的图象如图所示,则下列解析式中与此图象最为符合的
是( )A.f(x)= B.f(x)=
C.f(x)= D.f(x)=
答案 A
解析 对于B选项,函数f(x)=有意义,则解得x≠0且x≠1且x≠2,故不满足,错误;
对于C选项,函数f(x)=有意义,则|x|-1≠0,解得x≠±1,故不满足,错误;
对于D选项,当x∈(0,1)时,f(x)=>0,故不满足,错误.
故根据排除法得f(x)=与此图象最为符合.
4.若函数y=f(x)的图象如图所示,则函数y=-f(x+1)的图象大致为( )
答案 C
解析 要想由y=f(x)的图象得到y=-f(x+1)的图象,需要先作出y=f(x)的图象关于x轴对
称的图象y=-f(x),然后向左平移1个单位长度得到y=-f(x+1)的图象,根据上述步骤可
知C正确.
5.已知f(x)是定义在[-5,5]上的偶函数,当-5≤x≤0时,f(x)的图象如图所示,则不等式<0
的解集为( )
A.(-π,-2)∪(0,2)∪(π,5]
B.(-π,-2)∪(π,5]
C.[-5,-2)∪(0,π)∪(π,5]
D.[-5,-2)∪(π,5]答案 A
解析 因为f(x)是定义在[-5,5]上的偶函数,观察图象结合偶函数性质得
f(x)>0的解集为[-5,-2)∪(2,5],f(x)<0的解集为(-2,2),
当x∈[-5,5]时,sin x>0的解集为[-5,-π)∪(0,π),sin x<0的解集为(-π,0)∪(π,5],
不等式<0等价于或
由解得x∈(-π,-2)∪(π,5],
由解得x∈(0,2),
所以不等式<0的解集为(-π,-2)∪(0,2)∪(π,5].
6.(多选)已知函数f(x)=方程|f(x)-1|=2-m(m∈R),则下列判断正确的是( )
A.函数f(x)的图象关于直线x=对称
B.函数f(x)在区间(3,+∞)上单调递增
C.当m∈(1,2)时,方程有3个不同的实数根
D.当m∈(-1,0)时,方程有4个不同的实数根
答案 BD
解析 对于选项A,f(4)=4,f(-1)=1-e,
显然函数f(x)的图象不关于直线x=对称;
对于选项B,f(x)=x2-3x的图象是开口向上的抛物线,所以函数f(x)在区间(3,+∞)上单调
递增;
作出函数y=|f(x)-1|的图象,如图所示,
对于选项C,当m∈(1,2)时,2-m∈(0,1),结合图象可知方程|f(x)-1|=2-m(m∈R)有2个
不同的实数根;
对于选项D,当m∈(-1,0)时,2-m∈(2,3),结合图象可知方程|f(x)-1|=2-m(m∈R)有4
个不同的实数根.
7.将函数f(x)的图象先向左平移一个单位长度,再向上平移一个单位长度得到函数 g(x)的图
象,若g(x)为奇函数,则f(0)+f(2)=________.
答案 -2
解析 由函数f(x)的图象先向左平移一个单位长度,再向上平移一个单位长度得到函数 g(x)
的图象,可得g(x)=f(x+1)+1 ,
故f(x)=g(x-1)-1,
所以f(0)+f(2)=g(-1)-1+g(1)-1=-g(1)+g(1)-2=-2.8.(2023·衡水质检)函数f(x)=的图象与直线y=kx+1交于不同的两点(x ,y),(x ,y),则
1 1 2 2
y+y=________.
1 2
答案 2
解析 因为f(x)==+1,所以f(x)的图象关于点(0,1)对称,而直线y=kx+1过(0,1)点,故两
图象的交点(x,y),(x,y)关于点(0,1)对称,所以=1,即y+y=2.
1 1 2 2 1 2
9.已知函数f(x)=
(1)画出函数f(x)的图象;
(2)当f(x)≥2时,求实数x的取值范围.
解 (1)由题得f(x)=其图象如图所示,
(2)由题可得或
解得x≤-或01,若函数f(x)在区间[-1,a-2]上单调递增,求实数a的取值范围;
(3)若函数φ(x)=f(x)-ex,求φ(x)的零点个数.
解 (1)根据题意,列表如下,
x -2 -1 0 1 2
f(x) 0 -1 0 1 0
f(x)的大致图象如图所示,其中有A,O,B三个零点,
(2)由(1)的函数图象可知,要使f(x)在[-1,a-2]上单调递增,则-10 B.b<0
C.c>0 D.abc<0
答案 AB
解析 函数的定义域为{x|x≠-c},
由图可知-c>0,则c<0,
由图可知f(0)=<0,所以b<0,
由f(x)=0,得ax+b=0,x=-,
由图可知->0,得<0,所以a>0,
综上,a>0,b<0,c<0.
12.(2023·济南模拟)若平面直角坐标系内A,B两点满足:(1)点A,B都在f(x)的图象上;
(2)点A,B关于原点对称,则对称点对(A,B)是函数f(x)的一个“和谐点对”,(A,B)与
(B,A)可看作一个“和谐点对”.已知函数f(x)=则f(x)的“和谐点对”有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
答案 B
解析 作出函数y=x2+2x(x<0)的图象关于原点对称的图象(如图中的虚线部分),看它与函
数y=(x≥0)的图象的交点个数即可,观察图象可得交点个数为2,
即f(x)的“和谐点对”有2个.
13.(2023·贵阳模拟)设函数f(x)的定义域为R,满足f(x+1)=2f(x),且当x∈(0,1]时,f(x)=
x(x-1).若对任意x∈(-∞,m],都有f(x)≥-,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
答案 B解析 ∵当x∈(0,1]时,f(x)=x(x-1),f(x+1)=2f(x),
∴当x∈(1,2]时,f(x)=2f(x-1),即f(x)向右平移1个单位长度,纵坐标变为原来的2倍.
当x∈(2,3]时,f(x)=4f(x-2)=4(x-2)(x-3),如图所示,
令4(x-2)(x-3)=-,
解得x=,x=,
1 2
∴要使对任意x∈(-∞,m],都有f(x)≥-,
则m≤,∴m∈.
14.(多选)(2023·滨州模拟)在平面直角坐标系中,如图放置的边长为 2的正方形ABCD沿x
轴滚动(无滑动滚动),点D恰好经过坐标原点,设顶点B(x,y)的轨迹方程是y=f(x),则对
函数y=f(x)的判断正确的是( )
A.函数y=f(x)是奇函数
B.对任意x∈R,都有f(x+4)=f(x-4)
C.函数y=f(x)的值域为[0,2]
D.函数y=f(x)在区间[6,8]上单调递增
答案 BCD
解析 由题意得,当-4≤x<-2时,点B的轨迹是以(-2,0)为圆心,2为半径的圆;
当-2≤x<2时,点B的轨迹是以原点为圆心,2为半径的圆;
当2≤x<4时,点B的轨迹是以(2,0)为圆心,2为半径的圆,如图所示.
此后依次重复,所以函数f(x)是以8为周期的周期函数,由图象可知,函数f(x)为偶函数,
故A错误;
因为f(x)以8为周期,所以f(x+8)=f(x),
即f(x+4)=f(x-4),故B正确;由图象可知,f(x)的值域为[0,2],故C正确;
由图象可知,f(x)在[-2,0]上单调递增,因为f(x)以8为周期,所以f(x)在[6,8]上的图象和在
[-2,0]上的图象相同,即单调递增,故D正确.