解读高中数学中的抽象函数

时间:2025-10-16 09:00:30 赛赛 教学论文

解读高中数学中的抽象函数

  抽象函数问题是高中函数中的一类综合性比较强的问题,学生往往感到无从下手。解决这类问题要求学生抽象思维能力、综合运用数学知识的能力较强,但是,教师只要引导学生准确掌握所学基本初等函数的图象和性质,分清是哪一类函数的抽象,可以优化思路,使问题难度降低,从而得以解决。以下是小编整理的解读高中数学中的抽象函数,欢迎阅读。

解读高中数学中的抽象函数

  解读高中数学中的抽象函数

  下面举例说明:

  形如f(x+y)=f(x)+f(y)+m(m为常数)

  思路:看作 一次函数的抽象,联想一次函数的图象及性质。特例:m=0时,联想过原点的直线。

  例1.函数f(x)对任意的a、b∈R,都有f(a+b)=f(a)+f(b)-1,并且当x>0时,f(x)>1.

  (1)求证:f(x)是R上的增函数;

  (2)若f(4)=5,解不等式f(3m2-m-2)<3.

  (1)证明:设x10,

  ∵x>0时,f(x)>1

  ∴f(x2-x1)>1,

  ∵f(x2)-f(x1)=f(x1+x2-x1)-f(x1)

  =f(x1)+f(x2-x1)-1-f(x1)

  =f(x2-x1)-1>0

  (2) ∵f(4)=f(2+2)=2f(2)-1=5,∴f(2)=3.

  又f(x)是R上的增函数,

  ∴f(3m2-m-2)<3 f(3m2-m-2)

  ∴f(x)是R上的增函数.∴f(3m2-m-2)<3

  f(3m2-m-2)

  3m2-m-2<2 -1

  解得不等式解集为{m|-1

  点评 1.回归定义,充分运用已知条件:x>0时,f(x)>0 △x=x2-x1>0,f(x2-x1)>1

  2.等价转化思想:运用函数的单调性,去掉函数符号,转化为解关于m的不等式。

  思路:联想幂的运算性质,可看作指数函数的抽象,结合指数函数的图象和性质进行解题。

  抽象函数问题,需要综合运用函数的奇偶性,单调性,周期性,对称性等性质,应用分析,逻辑推理,联想类比等数学思想方法。

  常见题型有:

  ①求抽象函数的某一函数值:根据函数结构特征,用赋值法。

  ②判(证)抽象函数的单调性:类比所学具体函数,充分运用已知条件,对变量合理赋值。

  ③解关于抽象函数的不等式:一看定义域,一看单调性。

  只要掌握相应的解题策略,问题便会化难为易,迎刃而解。

  抽象函数解析

  一、求抽象函数的定义域

  1. 若已知函数f [g(x)]的定义域为x∈(a,b),求函数f(x)。

  解决这类问题的方法是:利用a 例1. 已知函数f(x+1)的定义域是[-2,3],求y=f(x)的定义域。

  解:因为函数f(x+1)的定义域是[-2,3],所以-2≤x≤3

  所以-1≤x+1≤4, 因此y=f(x)的定义域是[-1,4]

  2. 若已知函数f(x)的定义域为x∈(a,b),求f [g(x)]函数的定义域。

  解决这类问题的方法是:a 例2. 已知函数f(x)的定义域为(0,1],求函数g(x)=f(x+a)+f(x-a)(- 解:因为函数f(x)的定义域为(0,1]

  所以0 由于- 所以不等式组(Ⅰ)的解为-a 即g(x)=f(x+a)+f(x-a)(-

  二、抽象函数的周期性和奇偶性

  1. 抽象函数的周期性

  例3. 定义在R上的函数f(x)满足f(x)=-f(x+2),且当x∈(-1,1]时,f(x)=x2+2x,

  求当x∈(3,5]时,f(x)的解析式。

  解:∵f(x+4)=f(x+2+2)=-f(x+2)=f(x)

  ∴f(x)是以4为周期的周期函数

  设x∈(3,5]时,则-1 ∴f(x)=f(x-4)=(x+4)2+2(x-4)=x2-6x+8(3 评注:若对函数f(x)定义域内的任意,恒有下列条件之一成立(以下式子分母不为零,a≠0)

  ①f(x+a)=-f(x) ②f(x+a)= ③f(x+a)=-

  ④f(x+a)=- ⑤f(x+a)=- ⑥f(x+a)=f(x-a)

  则函数f(x)是以2a为周期的周期函数①

  2. 抽象函数的奇偶性

  奇、偶函数的定义是判断函数奇偶性的主要依据,有时为了便于判断函数的奇偶性,也往往需要先将函数进行化简,或运用定义的等价形式,但对于抽象函数的奇偶性的判断主要是用赋值法,构造出定义的形式。

  例4. 已知定义在上的函数f(x),对于任意x,y∈R都有f(x+y)+f(x-y)=2f(x)·f(y),且f(0)≠0

  (1)求f(0)的值

  (2)判断函数f(x)的奇偶性

  解:(1)令x=y=0,则有2f(0)=2[f(0)]2 ∵f(0)≠0∴ f(0)=1

  (2)令x=0,得f(y)+f(-y)=2f(0)·f(y)=2f(y)

  所以f(-y)=f(y)这说明函数f(x)是偶函数。

  三、抽象函数图像的对称变换

  结论1:①函数y=f(-x)与函数y=f(x)的图像关于y轴对称;

  ②函数y=-f(x)与函数y=f(x)的图像关于轴对称;

  ③函数y=-f(-x)与函数y=f(x)的图像关于原点轴对称;

  ④函数y=f-1(x)与函数y=f(x)的图像关于直线y=x轴对称。

  结论2:若对定义域内的一切x均有f(x+m)=f(n-x)成立,则函数y=f(x)的图像关于直线x= 对称。

  结论3:函数y=f(x+a)与y=f(-x+b)的图像关于直线x=对称(a,b为常数)。

  例5. 设函数y=f(x)的定义域为,则函数y=f(x-1)与y=f(1-x)的图像关于( )

  A. 直线y=0对称 B. 直线x=0对称

  C. 直线y=1对称 D. 直线x=1对称

  错解:因为函数y=f(x)的定义域为R,且f(x-1)=f(1-x),所以函数y=f(x)的图像关于直线x=0对称,故选择B。

  错解分析:错误的原因是将两个不同的对称问题混为一谈,即将两个不同函数图像的对称问题,错误地当成一个函数的图像对称问题,从而导致错误。

  正解:因为函数y=f(x)的定义域为R,而y=f(x-1)的图像是y=f(x)图像向右平移1个单位而得到的f(1-x)=f[-(x-1)]的图像是y=f(-x)图像向右平移1个单位而得到的,又因为f(x)与f(-x)的图像关于y轴对称,因此函数y=f(x-1)与y=f(1-x的图像关于直线x=1对称,故应该选择D。

  四、求抽象函数的解析式

  解决抽象函数解析式的问题,关键是构造出函数f(x)。通常采取赋值法,赋予恰当的数值或代数式后,通过合理运算推理,最后得出结论。

  例6. 已知f(0)=1,f(a-b)=f(a)-b(2a-b+1),求函数f(x)的解析式。

  解:令a=0,则 f(-b)=f(0)-b(-b-1)=1+b(b-1)=b2-b+1

  再令-b=x,即得f(x)=x2+x+1

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