文档文本内容
专
题
三
函
数
概
念
与
基
本
初
等
函
数
/
27
3.5 函数的图象
§
翻折变换
(4)
保留x轴及x轴上方图象
y f x y f(x) .
= ( ) 将x轴下方图象翻折上去→⑨ =| |
考点一 函数图象的识辨 保留y轴上及y轴右边图象
y f x y f( x ) .
1.利用描点法作函数的图象 = ( ) 作y轴右边图象关于y轴对称的图象→⑩ = | |
确定函数的定义域 化简函数解析式 讨论函数
3.函数图象的对称性
(1) ;(2) ;(3)
的性质 奇偶性 单调性 周期性等 列表 尤其注意特殊 若y f x 满足f a x f b x 则f x 的图象关于直
( 、 、 );(4) ( (1) = ( ) ( + )= ( - ), ( )
点 零点 最大值与最小值 与坐标轴的交点 描点 连 a b
, , , );(5) ;(6) 线 x = + 对称.
线. 用平滑的曲线连点 2
( ) 若y f x 满足f x b f a x 则f x 的图象关于
2.图象变换 (2) = ( ) ( )=2 -(2 - ), ( )
点 (a,b) 中心对称.
平移变换
(1) 函数y f a x 与 y f b x 的图象的对称轴为直线
(3) = ( + ) = ( - )
b a
x - .
=
2
函数y f x a b 与 y f a x b 的图象关于点
(4) = ( - )+ =- ( - )+
(a,b) 对称.
对称变换 考点二 函数图象的应用
(2)
关于x轴对称 函数图象是对函数关系的一种直观 形象的表示 是体现数
y f x y f(x) 、 ,
= ( ) →① =- ; 形结合思想的基础 应解决好以下三个方面的问题
关于y轴对称 , :
y f x y f( x) 作图 应注意在定义域内依据函数的性质选取关键的一
= ( ) →② = - ; (1) :
y f x 关于直线x = a对称 y f( a x) 部分点 ; ∙∙
= ( ) →③ = 2 - ;
识图 在观察 分析图象时 要注意到图象的分布及变化
关于原点对称
y f x y f( x) . (2) : 、 ,
= ( ) →④ =- - 趋势 具有∙的∙性质 解析式与图象的关系
伸缩变换 、 、 ;
(3) 用图 函数的图象形象地显示了函数的性质 充分利用
(3) : ,
ω 横坐标 伸长到原来的 1 倍 图象提供∙的∙信息可以研究函数的定义域 值域 单调性 奇偶性
0< <1, ⑤ ω 、 、 、 、
y f x y f(ωx) 对称性等问题 利用函数y f x 与y g x 的图象交点个数判
= ( ) →⑦ = ; , = ( ) = ( )
ω 横坐标 缩短到原来的 1 断f x g x 的解的个数及求不等式的解集等.
>1, ⑥ ω ( )= ( )
A 纵坐标缩短到原来的A
y f x 0< <1, y Af(x) .
= ( ) A 纵坐标伸长到原来的A倍→⑧ =
>1,
考法一 识图与辨图问题的常见类型及解题策略
例1 (2019山西太原名校联盟,4)函数y x2 | x |
(1) = -2 x R 的部分图象可能是 (2021届湖南9月份百校联考,5)函数f x x2 x
( ∈ ) ( ) (2) ( )= sin -
x x在 上的图象大致为
cos [-π,π] ( )
(2020普通高等学校招生全国统一模拟考试)已知函
(3)
数f x 的图象如图所示 则f x 可以为
( ) , ( ) ( )
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2 2
象关于y轴对称,排除 ;f( ) π ,排除 ; f( ) π ,
C π =- <0 B 2π = >0
20 5
排除 .故选A.
D
答案 A
例 (2020 江西南昌四校联考,7) 函数 f x
( ) =
f x x 3 f x e x -e - x ç æ è 2 x-1 ö ø ÷ sin x的图象大致形状是 ( )
A. ( )= - x B. ( )= x 1+e
3
x
| |
f x 2 x f x e
C. ( )= x - D. ( )= x
解析 ( )显然函数是偶函数,排除 , .取x ,则y .
1 B D =0 =-1
排除 .故选 .
解析 易知f(x)的定义域为R.
A C
(
2
)因为f(
-
x)
=-
x2
sin
x
+
x
cos
x
=-
f(x),所以f(x)为奇函
f(x) ç
æ
2
ö
÷ x 1-e
x
x,
( ) =è x-1øsin = xsin
数,其图象关于原点对称,故排除 与 ,因为 f π π · 1+e 1+e
C D = - x x x
6 12 则f( x) 1-e · ( x) e -1·( x) 1-e · x
( ) - = - x sin - = x -sin = x sin
π ,所以排除 ,故选 . 1+e e +1 1+e
- 3 <0 B A f(x),
6 =
x - x 则f(x)是偶函数,其图象关于y轴对称,排除 , ,
( )首先对 个选项进行奇偶性判断,可知f(x) e -e 为 B D
3 4 = x
当x 时, f( ) 1-e· ,排除 ,故选 .
偶函数,不符合题意,排除 ; =1 1 = sin1<0 A C
B 1+e
其次,对剩下的 个选项在( , )上的零点个数进行判 答案 C
3 0 +∞
x
| |
断, f(x) e 在( , )上无零点,不符合题意,排除 ;
= x 0 +∞ D 考法二 函数图象的应用
最后对剩下的 个选项进行单调性判断, f(x) 2 x 在 { x2 x x
2 = x - 例2 (多选题)已知函数f x - -2 , ≤0,若x x
( )= x x 1< 2
( , )上单调递减,不符合题意,排除 .故选 . |log2 |, >0,
0 +∞ C A x x 且f x f x f x f x 则下列结论正确的是
答案 ( )C ( )A ( )A < 3< 4, ( 1)= ( 2)= ( 3)= ( 4),
1 2 3
( )
方法总结 识图与辨图问题的常见类型及解题策略 x x x x
A. 1+ 2=-1 B. 3 4=1
1.由解析式确定函数图象.此类问题往往需要化简函数解析式 x x x x x
, C.1< 4<2 D.0< 1 2 3 4<1
利用函数的性质 单调性 奇偶性 过定点等 判断 常用排除法. 解析 作出函数f(x)的图象,如图.
( 、 、 ) ,
2.已知函数图象确定相关函数的图象.此类问题主要考查函数
图象的变换 如平移变换 对称变换等 要注意函数y f x 与y
( 、 ), = ( ) =
f x y f x y f x y f x y f x 等的相互关系.
(- )、 =-( )、 =-(- )、 = (| |)、 =| ( )|
3.借助动点探究函数图象.解决此类问题可以根据已知条件求
出函数解析式后再判断函数的图象 也可采用 以静观动 即将动
; “ ”,
点处于某些特殊的位置处考察图象的变化特征 从而作出选择.
,
经典例题教师用书
例 (2020安徽合肥模拟,5)函数 f x sin
x x2
cos
x
在
由图可知,x
1+
x
2=-2
,
-2<
x
1<-1
,
( )= x +
20 当y 时,由 x ,有x 1 , ;
上的图象大致为 =1 |log2 |=1 = 2
[-2π,0)∪(0,2π] ( ) 2
所以 1 x x ;
< 3<1< 4<2
2
由f(x ) f(x )有 x x ,
3 = 4 |log2 3|=|log2 4|
即 x x ,
log2 3+log2 4=0
所以x x ,
3 4=1
则x x x x x x x ( x ) (x )2 ( , ).故
1 2 3 4= 1 2= 1 -2- 1 = - 1+1 +1∈ 0 1
选 .
BCD
答案 BCD
方法总结 利用函数的图象研究函数的性质
解析 本题考查函数的图象与性质,考查推理论证能力以 对于已知或易画出其在给定区间上图象的函数
,
其性质
(
单
调性 奇偶性 周期性 最值 值域 零点 常借助于图象研究 但
及数形结合思想. 、 、 、 ( )、 ) ,
一定要注意性质与图象特征的对应关系.
( x)
函数的定义域关于原点对称, f ( x) sin -
- = x + 例3 若关于 x 的不等式 x x m 的解集为
- 2 +1 > +
( x)2 ( x) x x2 x { }
- cos - sin cos f(x),故函数 f(x)为偶函数,图 x 1 x .求实数m的值.
= x + = - ≤ <4
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解题导引 作出y = 2 x +1=(2 x +1) 1 2 , y = x + m的图象 , 根 函数f x { |ln x |,0< x ≤10, 设方程f x t t R 的四个不
( )= f x x ( )= ( ∈ )
据图象的上下位置求出m的值. (20- ),10< <20,
等实根从小到大依次为x x x x 则下列判断中错误的是
解析 作函数y x 及y x m的图象如图所示, 1, 2, 3, 4,
= 2 +1 = +
则原不等式的解集等价于函数y x 的图象在y x m ( )
= 2 +1 = + x x x x
的图象上方部分的横坐标x的取值范围. A. 1+ 2+ 3+ 4=40
x x
{ } B. 1 2=1
由图可知,要使原不等式的解集为 x 1 x , x x
- ≤ <4 C. 3 4=361
2 x x x x
则x =4 是两图象的交点的横坐标,即方程 2 x +1 = x + m D. 3 4-20( 3+ 4)+399=0 { x , x ,
的解. 解析 由题可知,函数f(x)
= f
|
(
ln |
x)
0
,
< ≤1
x
0 的图象关
20- 10< <20
m . {x x ,
∴ = 2×4+1-4=-1 于 直 线 x 对 称, 所 以 有 1+ 4=20 且 满
= 10 x x ,
2+ 3=20
{ x x ,
足 -ln 1=ln 2
( x ) ( x ),
-ln 20- 4 =ln 20- 3
{x x ,
从而x x x x , 1 2=1
1+ 2+ 3+ 4=40 ( x )( x ) ,
20- 3 20- 4 =1
{x x ,
方法总结 利用函数的图象研究不等式 即 1 2=1
x x (x x ) .
3 4-20 3+ 4 +399=0
当不等式问题不能用代数法求解但其与函数有关时 常将 对照选项可知,选项 错误.故选 .
, C C
不等式问题转化为两函数图象的上下关系问题 , 从而利用数形 答案 C
结合法求解.
例 (2018浙江镇海中学 5 月模拟,9)已知函数f x
{ x x ( )=
例4 若函数f x ln ( >0), 与g x x a 的 { x x [ ]
( )= - - x ( x ≤0) ( )= | + |+1 2 |l x - n 1 ( +1 - , 1 x ) ≤ | 1 , , >1,则方程f ( f ( x ))-2 f ( x )+ 4 3 =0 的实根个数为
图象上存在关于y轴对称的点 则实数a的取值范围是
, ( )
( )
R
A. B.(-∞,-e]
A.3 B.4 C.5 D.6
[ ]
C.[e,+∞) D.⌀ 解析 令t f(x),则方程f(f(x)) f(x) 3 等价于
解题导引 = -2 + =0
4
f(t) t 3 ,作出函数y f(t)和y t 3 的图象(图略).易
-2 - =0 = =2 +
2 2
知有两个不同的公共点,其横坐标分别为 ,t ( t ),再作出
0 0 1< 0<2
y f(x)和y ,y t 的图象(图略),易判断出其交点个数为 ,
= =0 = 0 4
故选 .
解析 设y h(x)与y f(x)的图象关于y轴对称,则h(x) B
= = 答案 B
{ ( x),x ,
f( x) ln - <0 作出y h(x)与y g(x)的函数图象,如 例 (2017 福建宁德一模,12) 已知函数 f x
= - = - x,x ≥0 , = = {kx x ( ) =
图所示: +3, ≥0,
( )x 若方程f f x 恰有三个实数根 则实数k
1 x ( ( ))-2=0 ,
, <0,
2
的取值范围是
( )
A.[0,+∞) B.[1,3]
( ] [ ]
1 1
C. -1,- D. -1,-
3 3
解析 f(f(x)) , f(f(x)) ,
∵ -2=0 ∴ =2
f(x)与g(x)的图象上存在关于y轴对称的点,
∵
∴ y = h(x)与y = g(x)的图象有交点, ∴ f(x) =-1 或f(x) =- 1 k (k ≠0 ).
∴ - a ≤-e ,即a ≥e .故选 C. ( 1 )当k =0 时,作出f(x)的函数图象如图所示:
答案 C
方法总结 利用函数的图象研究方程根的个数
当方程与基本初等函数有关时 可以通过函数图象来研究
,
方程的根 方程f x 的根就是函数f x 的图象与x轴的交点
, ( )=0 ( )
的横坐标 方程f x g x 的根就是函数f x 与g x 图象的交
, ( )= ( ) ( ) ( )
点的横坐标.
经典例题教师用书 由图象可知f(x) 无解, k 不符合题意;
=-1 ∴ =0
例 (2018浙江金丽衢十二校第三次联考(5月),9)已知 ( )当k 时,作出f(x)的函数图象如图所示:
2 >0
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答案 D
例 (2018浙江杭州二中期中,7)函数f x xm x n 在
( )= (1- )
区间 上的图象如图所示 则m n的值可能是
[0,1] , , ( )
由图象可知f(x) 无解且 f(x) 1 无解,即f(f(x))
=-1 =- k - m n m n
A. =1, =1 B. =1, =2
无解,不符合题意; m n m n
2=0 C. =2, =1 D. =2, =2
( )当k 时,作出f(x)的函数图象如图所示: 解析 由题意知f ′(x) mxm -1( x)n nxm( x)n -1·( )
3 <0 = 1- + 1- -1
[m( x) nx]xm -1( x)n -1,
= 1- - 1-
m
令m( x) nx ,解得x .
1- - =0 =m n
+
m
由图象可知,其极值点小于 1 ,即 1 ,即m n,故选 .
m n< < B
2 + 2
答案 B
例 (2016浙江宁波十校联考,8)已知函数f x x2 x
( )= - -
由图象可知f(x) 有 个实根, x
=-1 1 4 x g x x2 bx x b R 若f x 图象上存在两
x ( <0), ( )= + -2( >0), ∈ , ( )
f(f(x)) 有 个实根, f(x) 1 有 个实根, -1
∵ -2=0 3 ∴ =- k 2 个不同的点A B分别与g x 图象上A′ B′两点关于y轴对称
, ( ) , ,
则b的取值范围为
1 ,解得 k 1 . ( )
∴1<- k ≤3 -1< ≤-
3
( ] A.(-4 2-5,+∞) B.(4 2-5,+∞)
综上,k的取值范围是 , 1 .故选
-1 - C. C.(-4 2-5,1) D.(4 2-5,1)
3
例 已知函数f ( x )( x ∈ R ) 满足f ( x )= f (2- x ), 若函数y =| 解析 设函数g(x)图象上任一点为(x,x2 + bx -2 ),其关于y
x2
-2
x
-3|
m
与 y
=
f
(
x
)
图象的交点为
(
x
1,
y
1),(
x
2,
y
2),…,(
x
m, 轴的对称点为(
-
x,x2
+
bx
-2
),所以方程x2
+
bx
-2=
x2
+
x
-
-
x
4
x
,
y 则 x - -1
m), ∑i=
1
i = ( ) 即(b
-1
)x2
+
(b
+1
)x
-2=0
在(
0
,
+∞
)上有两个不相等的实根,
A.0 B.
m
C.2
m
D.4
m ì
ï
Δ
=
(b
+1
)2
+8
(b
-1
)
>0
,
解析 由题意可知f(x)的图象关于直线x
=1
对称,而y
=|
ïï-2
,
x2
-2
x
-3|=|
(x
-1
)2
-4|
的图象也关于直线x
=1
对称,所以两个 因此í
ï
b
-1
>0 解得
4 2-5<
b
<1
,即实数 b 的取
图象的交点关于直线x
=1
对
m
称,且每对关于直线x
=1
对称的交
î
ïï
- (
b
b
+1
)>0
,
点的横坐标之和为 ,所以 x m,故选 . 2 -1
2 ∑i=
1
i= B 值范围是(
4 2-5
,
1
),故选
D
.
答案 B 答案 D
例 (2020 全国Ⅰ卷模拟,10) 已知函数 f x
小题巧解 (特值法)取x π, π 2 π ,得 ( ) =
0= 4 sin 4 = 2 <tan 4 =1 { e 2 x -1, x >0, 若 f x mx恒成立 则实数m的取值范围为
p是真命题. x2 x x | ( )|≥ ,
- -2 -2, ≤0,
例 (2018浙江教育绿色评价联盟适应性试卷(1月),8)
( )
已知函数f x ax2 bx c 的部分图象如图所示 则a b c的
( )=ln( + + ) , - +
值是 A.[2-2 2,2] B.[2-2 2,1]
( )
C.[2-2 2,e] D.[2-2 e,e]
解析 作出函数 f(x) 的图象如图所示.
| |
A.-1 B.1
C.-5 D.5
解析 由题图可知, , 为方程 ax2 bx c 的两根,且
2 4 + + =0
ì b ì ï , ïa 1 ,
f( ) ,即í
ïï 6=-
c
a
解得í
ïï
b
=
3 ,因此a b c ,故选 . 当x ≤0 时,令x2 +2 x +2= mx,即x2 + ( 2- m)x +2=0 ,令Δ =0 ,
1 =0 ï 8= a , ï =-2 - + =5 D 即( m)2 ,解得m ,结合图象可知,m ;
ïï ïïc 8 , 2- -8=0 =2±2 2 =2-2 2 îa b c , î = 当x 时,令 2 x mx,考虑f(x) 2 x 与h(x) mx的
+ + =1 3 >0 e -1= =e -1 =
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图象相切时,设切点为(x 0 , e 2 x 0-1 ), 先画出函数f(x)在x ∈ ( 0 , 2 ]上的图象,再根据 f(x +2 ) =
则 { e 2 x 0-1= mx 0 , 解得m , f(x),即可画出函数f(x)在x ( , ]上的图象,又由f(x) 1
2e
2 x 0= m, =2
f
2
(x ),可画出函数f(x)在x
∈
(
2
,
4
]上的图象,即可画出函
=
数
2
结合图象可知,实数m的取值范围为[ , ].故选 +2 ∈ -2 0
2-2 2 2 A. f(x)在x ( , ]上的图象,如图.
答案 A ∈ -4 -2
思路分析 作出函数 f(x) 的图象,当x 时,令x2 x
| | ≤0 +2
mx,得x2 ( m)x ,再令Δ ,可求得m的值;当x
+2= + 2- +2=0 =0 >0
时,令 2 x mx,考虑f(x) 2 x 与h(x) mx的图象相切时,
e -1= =e -1 =
可设切点为(x 0 , e 2 x 0-1 ),由 {
2
e 2
e
x 2 0 x - 0= 1= m m , x 0 , 可解得m =2 ,观察图象
可得答案.
例 (2020北京西城二模,15)已知函数f x 的定义域为
( ) 令x ,则 f( ) f( ) ,故f( ) 1 ,故
R 满足f x f x 且当x 时 f x x .有以下三 =-1 2 -1 = 1 =2-3=-1 -1 =- ①
, ( +2)=2( ), ∈(0,2] , ( )=2 -3 2
个结论 中的结论正确;
:
由图可知 中的结论正确;
f 1 ②
①(-1)=- ; 由图可知零点有无数个,当x ( , ]时,令f(x) ,则x
2 ∈ 0 2 =0 =
( ] ,故在R上,x k ,k Z,所以x取不到整数,故 中
②
当a
∈
1
,
1 时
,
方程f
(
x
)=
a在区间
[-4,4]
上有三 l
的
og
结
23
论错误.
=2 +log23 ∈ ③
4 2
个不同的实根 综上,正确结论的序号为 .
; ①②
函数f x 有无穷多个零点 且存在一个零点b Z. 答案
③ ( ) , ∈
其中 所有正确结论的序号是 . ①②
, 解题方法 由函数图象、方程的根、函数零点之间的关系
解析 本题考查函数图象,考查学生分析问题、解决问题的
即可求解.
能力,渗透直观想象、逻辑推理的核心素养.