
題型1 抽象函數(shù)的定義域問題
題型2 抽象函數(shù)的值域問題
題型3 求抽象函數(shù)的值
題型4 求抽象函數(shù)的解析式
題型5 抽象函數(shù)的奇偶性問題
題型6 抽象函數(shù)的單調(diào)性問題
題型7 抽象函數(shù)周期性問題
題型8抽象函數(shù)的對稱性問題
題型9 解抽象不等式
題型10 抽象函數(shù)比較大小
題型11 抽象函數(shù)的最值問題
題型12 抽象函數(shù)的零點問題
題型13 雙函數(shù)混合型
1.抽象函數(shù)概念:我們把沒有給出具體解析式的函數(shù)稱為抽象函數(shù),題目中往往只給出函數(shù)的特殊條件或特征.
2.抽象函數(shù)定義域的確定
所謂抽象函數(shù)是指用表示的函數(shù),而沒有具體解析式的函數(shù)類型,求抽象函數(shù)的定義域問題,關(guān)鍵是注意對應(yīng)法則。在同一對應(yīng)法則的作用下,不論接受法則的對象是什么字母或代數(shù)式,其制約條件是一致的,都在同一取值范圍內(nèi)。
抽象函數(shù)的定義域的求法
(1)若已知函數(shù)f (x)的定義域為[a,b],則復(fù)合函數(shù)f (g(x))的定義域由a≤g(x)≤b求出.
(2)若已知函數(shù)f (g(x))的定義域為[a,b],則f (x)的定義域為g(x)在x∈[a,b]時的值域.
注:求函數(shù)的定義域,一般是轉(zhuǎn)化為解不等式或不等式組的問題,注意定義域是一個集合,其結(jié)果必須用集合或區(qū)間來表示.
3.“賦值法”求抽象函數(shù)的值
賦值法就是根據(jù)題目的具體情況,合理、巧妙地對某些元素賦予確定的特殊值(0,1, -1等),從而使問題獲得簡捷有效的解決。
注:(1)第一層次賦值:常常令字母取0,-1,1等.
(2)第二層次賦值:若題中有條件,則再令字母取.
(3)第三層次賦值:拆分賦值,根據(jù)抽象式子運算,把賦值數(shù)拆成某兩個值對應(yīng)的和與積(較多)或者差與商(較少).
4.“賦值法”求抽象函數(shù)的解析式
賦值法求抽象函數(shù)的解析式,首先要對題 設(shè)中的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行賦值,再得到函數(shù)解析式的某種遞推關(guān)系,最后求得函數(shù)的解析式。
5.“賦值法”探究抽象函數(shù)的奇偶性
判斷抽象函數(shù)的奇偶性的關(guān)鍵是得到與的關(guān)系,解題時要對有關(guān)變量進(jìn)行賦值,使其最后只保留與的關(guān)系。
注:證明抽象函數(shù)的奇偶性實質(zhì)就是賦值,分析出賦值規(guī)律.
(1)可賦值,得到一些特殊點函數(shù)值,如f(0),f(1)等,
(2)嘗試適當(dāng)?shù)膿Q元字母,構(gòu)造出x和-x,如f(x+y),可令y= -x,f(xy),可令y= -1等等。
(3)通過各類抽象函數(shù)式子,來積累一定的賦值技巧。
6.判斷抽象函數(shù)單調(diào)性的方法:
(1)湊:湊定義或湊已知,利用定義或已知條件得出結(jié)論;
(2)賦值:給變量賦值要根據(jù)條件與結(jié)論的關(guān)系.有時可能要進(jìn)行多次嘗試.
= 1 \* GB3 ①若給出的是“和型”抽象函數(shù),判斷符號時要變形為:
或;
= 2 \* GB3 ②若給出的是“積型”抽象函數(shù),判斷符號時要變形為:
或.
7.抽象函數(shù)周期性的常用結(jié)論(是不為0的常數(shù))
1、若,則;
2、若,則;
3、若,則;
4、若,則;
5、若,則;注:;(為常數(shù))
6、若,則();
8.抽象函數(shù)的對稱性
(1)軸對稱:
①函數(shù)關(guān)于直線對稱
②函數(shù)關(guān)于直線對稱.
(2)中心對稱:
①函數(shù)關(guān)于點對稱;
②函數(shù)關(guān)于點對稱
9.函數(shù)的奇偶性和對稱性的關(guān)系:
(1)若為奇函數(shù),則關(guān)于對稱;
(2)若為偶函數(shù),則關(guān)于對稱;
(3)若為奇函數(shù),則關(guān)于對稱;
(4)若為偶函數(shù),則關(guān)于對稱.
10.抽象單調(diào)性與對稱性(或奇偶性)結(jié)合解不等式問題
①在上是奇函數(shù),且單調(diào)遞增 若解不等式 ,則有
;
在上是奇函數(shù),且單調(diào)遞減 若解不等式 ,則有
;
②在上是偶函數(shù),且在單調(diào)遞增 若解不等式 ,則有(不變號加絕對值);
在上是偶函數(shù),且在單調(diào)遞減 若解不等式 ,則有(變號加絕對值);
③關(guān)于對稱,且單調(diào)遞增 若解不等式 ,則有
;
關(guān)于對稱,且單調(diào)遞減 若解不等式 ,則有
;
④關(guān)于對稱,且在單調(diào)遞增 若解不等式 ,則有(不變號加絕對值);
關(guān)于對稱,且在單調(diào)遞減 若解不等式 ,則有(不變號加絕對值);
11.抽象函數(shù)的模型
【反比例函數(shù)模型】
反比例函數(shù):,則,
【一次函數(shù)模型】
模型1:若,則;
模型2:若,則為奇函數(shù);
模型3:若則;
模型4:若則;
【指數(shù)函數(shù)模型】
模型1:若,則;
模型2:若,則;
模型3:若,則;
模型4:若,則;
【對數(shù)函數(shù)模型】
模型1:若,則
模型2:若,則
模型3:若,則
模型4:若,則
模型5:若,則
【冪函數(shù)模型】
模型1:若,則
模型2:若,則
代入則可化簡為冪函數(shù);
【余弦函數(shù)模型】
模型1:若,則
模型2:若,則
【正切函數(shù)模型】
模型:若,則
模型3:若,則
題型1 抽象函數(shù)的定義域問題
【例1】已知函數(shù)的定義域是,則的定義域是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】根據(jù)抽象函數(shù)定義域之間的關(guān)系即可得到結(jié)論.
【詳解】因為函數(shù)的定義域是,
所以,解得,
故函數(shù)的定義域是.
故選:A.
【變式1】已知函數(shù)的定義域為,則的定義域為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根據(jù)抽象函數(shù)定義域的對應(yīng)特征分析求解.
【詳解】對于函數(shù):因為,則,
所以的定義域為.
故選:B.
【變式2】已知函數(shù)的定義域為,則函數(shù)的定義域為 .
【答案】
【分析】可根據(jù)相同對應(yīng)關(guān)系括號內(nèi)取值范圍一樣解出結(jié)果.
【詳解】因為函數(shù)的定義域為,
所以,
又因為函數(shù),
所以,即或,
故答案為:
【變式3】已知函數(shù)的定義域為,則的定義域為 .
【答案】
【分析】根據(jù)題意列出滿足的不等式,即可求得答案.
【詳解】由題意知函數(shù)的定義域為,
則需滿足,解得,
即的定義域為,
故答案為:
【變式4】函數(shù)的定義域為,函數(shù),則的定義域為( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】利用抽象函數(shù)定義域求法可得的定義域為,結(jié)合根式和分母要求即可求得結(jié)果.
【詳解】根據(jù)題意可得函數(shù)的定義域為,可知,
即的定義域為,
所以需滿足,解得,
即的定義域為.
故選:D
【變式5】若函數(shù)的定義域是,則函數(shù)的定義域是 .
【答案】
【分析】應(yīng)用求解抽象函數(shù)的定義域的方法求出的定義域,和的解集,即可求解.
【詳解】由題意得函數(shù)fx的定義域是,
令,所以,即,解得,
由,解得或,
所以函數(shù)的定義域為.
故答案為:.
題型2 抽象函數(shù)的值域問題
【例2】已知函數(shù)的值域為,則函數(shù)的值域為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】根據(jù)已知求得的范圍,即可得到的范圍.
【詳解】因為函數(shù)的值域為,即,
所以,
所以,即函數(shù)的值域為.
故選:A
【變式1】已知,且的定義域為,值域為,設(shè)函數(shù)的定義域為,值域為,則( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】根據(jù)已知可推得的定義域與值域,然后即可得出,根據(jù)交集的運算得出答案.
【詳解】由已知的定義域為,值域為,
可得的定義域為,值域為,
所以,
所以,所以,.
所以,.
故選:C.
【變式2】已知函數(shù)的定義域是,值域為,則下列函數(shù)的值域也為的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】結(jié)合題意逐個選項驗證可得答案.
【詳解】對于A,由可得,,故A錯誤;
對于B,,的圖象可看作由的圖象經(jīng)過平移和橫向伸縮變換得到,故值域不變,故B正確;
對于C,,故C錯誤;
對于D,,故D錯誤.
故選:B.
【變式3】【多選】已知函數(shù)的定義域和值域均為,則( )
A.函數(shù)的定義域為B.函數(shù)的定義域為
C.函數(shù)的值域為D.函數(shù)的值域為
【答案】ABC
【分析】根據(jù)抽象函數(shù)的定義域列不等式求解判斷AB;求出抽象函數(shù)的值域判斷CD.
【詳解】函數(shù)中的x需滿足,解得,
故函數(shù)的定義域為,故A正確;
函數(shù)中的x需滿足解得,
故函數(shù)的定義域為,故B正確;
函數(shù)和的值域都為,故C正確,D錯誤.
故選:ABC.
題型3 求抽象函數(shù)的值
【例3】已知函數(shù)滿足,則( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】根據(jù)題意分別令、和,運算求解即可.
【詳解】因為,
令,可得;
令,可得;
兩式相加可得,
令,可得;
則,即.
故選:D.
【變式1】函數(shù)的定義域為,若,,則( )
A.1B.C.D.
【答案】C
【解析】因為,,
所以令,得,得,
所以令,得,得.故選:C
【變式2】已知是定義在上且不恒為零的函數(shù),對于任意實數(shù)滿足,若,則( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】當(dāng)時,,
當(dāng)時,,可得,
當(dāng)時,,可得,
函數(shù)是定義在上且不恒為零的函數(shù),
令,可得,則函數(shù)是奇函數(shù),
令,,
得,所以,
所以.故選:.
【變式3】已知函數(shù)滿足,若,則( )
A.25B.125C.625D.15625
【答案】C
【分析】利用賦值法結(jié)合條件可得進(jìn)而即得;或構(gòu)造函數(shù)求解.
【詳解】解法一:由題意取,可得
即知則.
解法二:令,則
,
所以,
即,所以,則.
解法三:由可構(gòu)造滿足條件的函數(shù),
可以快速得到.
故選:C.
【變式4】【多選】已知函數(shù)的定義域為,且,則( )
A.
B.
C.是奇函數(shù)
D.是偶函數(shù)
【答案】ABD
【分析】根據(jù)已知的抽象函數(shù)性質(zhì),賦值(式)法求解即可.
【詳解】令,則,即. A正確.
令,則.
令,則,則.
故. B正確.
是非奇非偶函數(shù). C不正確.
是偶函數(shù). D正確.
故選:ABD.
題型4 求抽象函數(shù)的解析式
【例4】已知函數(shù)滿足:對一切實數(shù)、,均有成立,且.求函數(shù)的表達(dá)式.
【答案】.
【分析】根據(jù)所給關(guān)系對于合理賦值后求出,再令可得解.
【詳解】由已知等式,
令,,得.
又,所以.
再令,可得,即.
因此,函數(shù)的表達(dá)式為.
【變式1】已知函數(shù)滿足,則的解析式可以是 .(寫出滿足條件的一個解析式即可)
【答案】(答案不唯一)
【分析】利用待定系數(shù)法求解即可,若設(shè),然后代入化簡求出即可.
【詳解】若設(shè),則由,
得,解得,
所以,
故答案為:(答案不唯一)
【變式2】設(shè)是R上的函數(shù),,并且對于任意的實數(shù)都有,求.
【答案】
【分析】利用賦值法可求的解析式.
【詳解】由已知條件得,又,
設(shè),則,∴.
【變式3】已知定義在上的函數(shù)滿足,,,則不等式的解集為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】先利用賦值法求及,然后利用單調(diào)性解不等式即可.
【詳解】令,得.
令,得,解得,
則不等式轉(zhuǎn)化為,
因為是增函數(shù),且,
所以不等式的解集為.
故選:A
題型5 抽象函數(shù)的奇偶性問題
【例5】【多選】已知函數(shù)對任意恒有,且,則( )
A.B.可能是偶函數(shù)
C.D.可能是奇函數(shù)
【答案】AB
【分析】根據(jù)條件,通過賦值法,對各個選項逐一分析判斷即可得出結(jié)果.
【詳解】對于選項A,令,得,則,所以選項A正確;
令,得,則,
對于選項B,若是偶函數(shù),則,所以選項B正確;
對于選項D,若是奇函數(shù),則,所以不可能是奇函數(shù),所以選項D錯誤;
對于選項C,令,得,所以選項C錯誤;
故選:AB.
【變式1】【多選】已知函數(shù)的定義域為,為偶函數(shù),為奇函數(shù),則( )
A.B.C.D.
【答案】ABD
【解析】因為函數(shù)為奇函數(shù),所以,A正確;
由為偶函數(shù),得,即,B正確;
由為奇函數(shù),得,
所以,即,C錯誤.
由上可知,則,則,
所以,D正確.故選:ABD
【變式2】定義在上的函數(shù)是單調(diào)函數(shù),滿足,且,.
(1)求,;
(2)判斷的奇偶性,并證明;
【答案】(1),;(2)奇函數(shù),證明見解析;
【解析】(1)取,得,即,
所以,因為,
又,得,可得;
(2)因為函數(shù)是定義在上的函數(shù),定義域關(guān)于原點對稱,
取,得,移項得,
所以函數(shù)是奇函數(shù).
【變式3】已知定義在上的函數(shù)滿足,,且.
(1)求的值;
(2)判斷的奇偶性,并證明.
【答案】(1);(2)為偶函數(shù),證明見解析
【解析】(1)令,得,
令,得,
因為,所以,,
令,得,即,
因為,所以,所以.
(2)為偶函數(shù).
證明如下:令,得,
由(1)得,
即,又的定義域為,所以為偶函數(shù).
【變式4】【多選】已知函數(shù)滿足,則( )
A.B.C.是偶函數(shù)D.是奇函數(shù)
【答案】AC
【分析】利用賦值法求得,,可判斷各選項的正誤。
【詳解】令,則,
令,則,解得或,
若,則恒成立,不合題意,故,A選項正確;
,則,,B選項錯誤;
函數(shù),定義域為R,,
為偶函數(shù),C正確,D錯誤.
故選:AC
【變式5】已知函數(shù)的定義域為R,且對任意實數(shù)x,y,都有,,則( )
A.B.C.為奇函數(shù)D.為偶函數(shù)
【答案】D
【分析】根據(jù)抽象函數(shù)的關(guān)系,利用賦值法結(jié)合函數(shù)奇偶性的定義進(jìn)行判斷即可.
【詳解】令,則,,,選項A錯誤;
令,,則,即,則,選項B錯誤;
,不是奇函數(shù),選項C錯誤;
令,則,即,故,為偶函數(shù),選項D正確;
故選:D.
題型6 抽象函數(shù)的單調(diào)性問題
【例6】已知函數(shù)的定義域為R,且對任意的均有,且對任意的,都有,試判斷函數(shù)在定義域上的單調(diào)性.
【答案】在定義域上單調(diào)遞增
【解析】令,則,解得,
令,則,
所以,故在R上是奇函數(shù).
任取,且,令,則,
因為在R上是奇函數(shù),所以,
所以,因為當(dāng)時,,
由,所以,所以,
所以,即,
所以在定義域上單調(diào)遞增.
【變式1】已知定義域為R,對任意都有,且當(dāng)時,.試判斷的單調(diào)性,并證明;
【答案】在上為減函數(shù),證明見解析
【解析】任取,且,
因為,,
所以,故,
因為,所以,又因為當(dāng)時,,所以,
所以,所以,即,所以在上為減函數(shù).
【變式2】已知fx是定義在R上的函數(shù),且對任意實數(shù), .
(1)若,求,的值.
(2)若x>0時恒有,試判斷函數(shù)fx單調(diào)性,并說明理由.
【答案】(1),.
(2)fx為上的減函數(shù),理由見解析.
【分析】(1)取,可得,取x=0,,解得,取,解得,即可得出答案.
(2)由題意可知,設(shè),令,則,作差,進(jìn)而可得答案.
【詳解】解:(1)取,則,,
取,則,,
取,解得,則,
取,則,解得,
(2)由題意可知,
設(shè),令,則,
所以,
所以,
所以函數(shù)在R上為減函數(shù).
【變式3】已知函數(shù)的定義域為R,且對任意,都有,且當(dāng)時,恒成立.
(1)判定并證明函數(shù)在R上的單調(diào)性;
(2)討論函數(shù)的奇偶性;
(3)若,求x的取值范圍.
【答案】(1)單調(diào)遞減,證明見解析
(2)奇函數(shù),理由見解析
(3)或
【分析】(1)利用函數(shù)單調(diào)性定義判斷函數(shù)的單調(diào)性;
(2)賦值法得到,進(jìn)而賦值得到,得到答案;
(3)根據(jù)函數(shù)奇偶性和單調(diào)性解不等式,得到答案.
【詳解】(1)在R上單調(diào)遞減,理由如下:
任取,且,
因為,所以,
令,
則,
因為當(dāng)時,恒成立,
又,所以,
所以,,
所以在R上單調(diào)遞減;
(2)令,則,解得,
令,因為,
故,所以,
所以是奇函數(shù);
(3)因為,
所以,
因為是奇函數(shù),所以,
因為是R上的減函數(shù),所以,
解得或,所以不等式的解集為或.
【變式4】函數(shù)對任意實數(shù)恒有,且當(dāng)時,.
(1)判斷的奇偶性;
(2)求證:是上的減函數(shù);
(3)若,解關(guān)于的不等式.
【答案】(1)奇函數(shù)
(2)證明見解析
(3)答案見解析
【分析】(1)根據(jù)題設(shè)條件,利用特殊值法、奇偶性的定義分析運算即可得解.
(2)根據(jù)題設(shè)條件,利用單調(diào)性的定義分析運算即可得證;
(3)根據(jù)題設(shè)條件將不等式轉(zhuǎn)化為一元二次不等式,利用一元二次不等式的解法、分類討論法運算即可得解.
【詳解】(1)解:由題意,函數(shù)對任意實數(shù)恒有,
令得,解得:.
取,則由得,
∴,即,
∴函數(shù)是奇函數(shù).
(2)證明:任取,且,則,
∵當(dāng)時,,∴,
由得,
∴,
∴,
∴是上的減函數(shù).
(3)解:由得,
由得,
則,
∴不等式可化為,
∵是上的減函數(shù),
∴,即………①.
(i)當(dāng)時,不等式①式即為,解得:,即原不等式解集為;
(ii)當(dāng)時,不等式①式化為,即,
若,上式不等式即為,解得:,即原不等式解集為;
若,則,原不等式解集為;
若,則,原不等式解集為;
(iii)當(dāng)時,不等式①式化為,即,
∵此時,∴原不等式解集為;
綜上,當(dāng)時,原不等式解集為;
當(dāng)時,原不等式解集為;
當(dāng)時,原不等式解集為;
當(dāng)時,原不等式解集為;
當(dāng)時,原不等式解集為.
【點睛】方法點睛:
1.解一元二次不等式的一般步驟:(1)化為標(biāo)準(zhǔn)形式;(2)確定判別式的符號,若,則求出該不等式對應(yīng)的一元二次方程的根;若,則該不等式對應(yīng)的一元二次方程無根;(3)結(jié)合二次函數(shù)的圖象得出不等式的解集,特別地,若一元二次不等式左邊的二次三項式能分解因式,則可直接寫出不等式的解集.
2.含有參數(shù)的一元二次不等式的求解,首先需要對二次項系數(shù)討論,再比較相應(yīng)方程的根的大小,注意分類討論思想的應(yīng)用.
題型7 抽象函數(shù)周期性問題
【例7】已知是上的奇函數(shù)且,當(dāng)時,,則( )
A.-2B.2C.0D.2023
【答案】B
【解析】,則,則函數(shù)的周期,
則,
又函數(shù)為奇函數(shù),所以,所以.故選:B.
【變式1】若函數(shù)對任意都有,且當(dāng)時,,則( )
A.B.8C.D.12
【答案】A
【解析】因為,所以,所以周期為6,
當(dāng)時,,.故選:A.
【變式2】
已知定義在R上的函數(shù)滿足,,則( )
A.-2B.-1C.0D.1
【答案】C
【解析】因為,由,
令,則,
即,得,
兩式相加得,則有,即,
則有,所以函數(shù)的一個周期為6,
令,則,得,
令,則,得,
又,得,,
,,
所以,
由周期性得.故選:C
題型8抽象函數(shù)的對稱性問題
【例8】已知奇函數(shù)的圖像關(guān)于直線對稱,且,則的值為( )
A.3B.0C.-3D.
【答案】C
【解析】由函數(shù)的圖象關(guān)于直線對稱,可得,
再結(jié)合為奇函數(shù),可得,
求得,故選:C.
【變式1】已知是定義在R上的偶函數(shù),其圖象關(guān)于點對稱,且當(dāng)時,,則( )
A.-1B.0C.1D.
【答案】B
【解析】由已知可得,.
因為是定義在R上的偶函數(shù),所以,.
又的圖象關(guān)于點對稱,所以,.故選:B.
【變式2】【多選】已知定義在R上的函數(shù)與滿足,且,若為偶函數(shù),則( )
A.B.
C.D.的圖象關(guān)于原點對稱
【答案】ABC
【解析】因為為偶函數(shù),得,故的圖象關(guān)于對稱,
故,故A正確;
由得,,代入中,
得①,令,得,故B正確;
因為為偶函數(shù),故,
故由得,,
則,故②,
聯(lián)立①②,可得,故為圖象的一條對稱軸,故C正確;
而,故的圖象關(guān)于y軸對稱,故D錯誤,故選:ABC.
【變式3】【多選】已知定義在R上的函數(shù)的圖像關(guān)于點對稱,則下列結(jié)論成立的是( ).
A.是奇函數(shù)B.
C.D.
【答案】CD
【解析】由題得函數(shù)圖像上的點關(guān)于點的對稱點也在函數(shù)圖像上,
所以,
對于A:函數(shù)的圖像由函數(shù)的圖像向右平移一個單位得到,
則函數(shù)的圖像關(guān)于點對稱,不能得到函數(shù)為奇函數(shù),所以A選項錯誤;
對于B:由,令,則有,故B選項錯誤;
對于C:由,令,則有,故C選項正確;
對于D:由,令,則有,∴,故D選項正確.
故選:CD.
【變式4】【多選】設(shè)函數(shù)滿足:對任意實數(shù)、都有,且當(dāng)時,.設(shè).則下列命題正確的是( )
A.B.函數(shù)有對稱中心
C.函數(shù)為奇函數(shù)D.函數(shù)為減函數(shù)
【答案】ABC
【分析】令,可得,再令,判斷選項A;令,即可判斷選項B;由,判斷選項C;令,利用函數(shù)的單調(diào)性定義進(jìn)行判斷選項D.
【詳解】由對于任意實數(shù), ,
令,則,即,
再令,則,
即,故A正確;
令,則,即,故B正確;
由,則,即是奇函數(shù),故C正確;
對于任意,則,當(dāng)時,,則,所以單調(diào)遞增,即單調(diào)遞增,故D錯誤.
故選:ABC
【變式5】定義在上的函數(shù)滿足,,為奇函數(shù),有下列結(jié)論:
①直線為曲線的對稱軸;②點為曲線的對稱中心;③函數(shù)是周期函數(shù);④;⑤函數(shù)是偶函數(shù).
其中,正確結(jié)論的個數(shù)是( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】C
【分析】根據(jù)可得函數(shù)對稱軸,可判斷①;根據(jù)可得函數(shù)周期,可判斷③;根據(jù),結(jié)合對稱軸和周期可得對稱中心,可判斷②;根據(jù)周期性和對稱性求出,進(jìn)而可得判斷④;根據(jù)周期性和對稱中心可得奇偶性判斷⑤.
【詳解】由知直線為曲線的對稱軸,①正確;
因為,所以
所以是周期為4的周期函數(shù),③正確;
由為奇函數(shù)有,令得,則的圖象關(guān)于點對稱,
又直線為曲線的對稱軸,以是周期為4的周期函數(shù)
則的對稱中心為,②錯誤;
令,則,所以,在中,令,則.
于是,,,,則,所以,④正確;
因為的圖象關(guān)于點對稱,因為周期為4,
所以,所以為奇函數(shù),⑤錯誤.
故選:C.
題型9 解抽象不等式
【例9】設(shè)是定義在上的偶函數(shù),且在內(nèi)是增函數(shù),又,則不等式的解集是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】通過分析函數(shù)的單調(diào)性結(jié)合,即可得出不等式的解集.
【詳解】由題意,
在中,函數(shù)是定義在上的偶函數(shù),且在內(nèi)是增函數(shù),
∴,函數(shù)在單調(diào)遞減,
∵,
∴當(dāng)和時,,
故選:B.
【變式1】函數(shù)在單調(diào)遞減,且為奇函數(shù),若,則滿足的的取值范圍是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】根據(jù)題意,得到,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性,把不等式轉(zhuǎn)化為,即可求解.
【詳解】因為為奇函數(shù)且在上單調(diào)遞減,且,可得,
則不等式,等價于,解得,
所以實數(shù)的取值范圍為.
故選:A.
【變式2】已知偶函數(shù)在上單調(diào)遞減,.若,則的取值范圍是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】根據(jù)題意可知:在上單調(diào)遞增,且,結(jié)合偶函數(shù)性質(zhì)分析求解.
【詳解】因為偶函數(shù)在上單調(diào)遞減,則在上單調(diào)遞增,
對于不等式,且,即,
可得,解得,
所以的取值范圍是.
故選:C.
【變式3】設(shè)函數(shù)是定義在上的偶函數(shù),在區(qū)間上是減函數(shù),且圖象過原點,則不等式的解集為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】函數(shù)向右平移1個單位得到函數(shù),
由題意可知,函數(shù)關(guān)于直線對稱,函數(shù)的定義域為,
因為在區(qū)間上是減函數(shù),所以在區(qū)間上是增函數(shù),
且,根據(jù)對稱性可知,,在區(qū)間,
在區(qū)間,,
上圖是滿足函數(shù)性質(zhì)的圖象,
不等式,等價于或,
即或,得或,
所以不等式的解集為.故選:C
【變式4】已知定義在上的函數(shù),對,滿足,,且對都有,則關(guān)于a的不等式的解集為( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】取,則,即,
故在上單調(diào)遞減,
,解得,
從而,即,
則,解得
所以原不等式的解集是.故選:D.
【變式5】已知是定義在區(qū)間上的增函數(shù),且,如果滿足,則的取值范圍為 .
【答案】
【解析】令,則,則,
由可得:,
因為是定義在區(qū)間上的增函數(shù),
所以,解得:.
則的取值范圍為:.
故答案為:.
【變式6】定義在上的函數(shù)滿足,且不恒為0.
(1)求和的值;
(2)若在上單調(diào)遞減,求不等式的解集.
【答案】(1),;(2)
【解析】(1)令,
所以,故,
令,所以,所以.
(2)令,因為,所以,故,
所以是偶函數(shù),
由,,則,
又是偶函數(shù),所以上式可轉(zhuǎn)化為,
又在上單調(diào)遞減,
所以上式可轉(zhuǎn)化為,解得或.
故不等式的解集為.
【變式7】已知是偶函數(shù),,且當(dāng)時,單調(diào)遞增,則不等式的解集為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】首先根據(jù)題意可得或的解集,再分和兩種情況求不等式的解集.
【詳解】由題意可知,當(dāng)時,,當(dāng)時,,
當(dāng)或時,,
當(dāng)時,,則,由已知可得,解得,又,所以;
當(dāng)時,,則,
由已知可得或,解得或,又,所以.
綜上,可得不等式的解集為.
故選:A
題型10 抽象函數(shù)比較大小
【例10】已知函數(shù)滿足,且在區(qū)間上單調(diào)遞減.設(shè),,,則( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】由,得到對稱軸為,然后求解,進(jìn)而利用在上單調(diào)遞減,比較大小,判斷選項.
【詳解】由,得到對稱軸為,則,
而,又在上單調(diào)遞減,
則,得.
故選:D
【變式1】已知偶函數(shù)的定義域為,對任意的滿足,且在區(qū)間上單調(diào)遞減,若,,,則,,的大小關(guān)系為( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】由求出對稱軸,再結(jié)合奇偶性求出的周期;求出,的范圍以及的值,得出的關(guān)系式,再利用在上的單調(diào)性,即可得出答案.
【詳解】因為,
所以關(guān)于對稱,
又因為為偶函數(shù),
所以,
所以為周期函數(shù),,
因為,且,
所以,,
因為,
所以
又因為,
所以,
因為在上單調(diào)遞減,為偶函數(shù),
所以在上單調(diào)遞增,
所以,
所以,
故選:D.
題型11 抽象函數(shù)的最值問題
【例11】已知函數(shù)的定義域為,對于任意的,,都有,當(dāng)時,都有,且,當(dāng)時,則的最大值是( )
A.5B.6C.8D.12
【答案】A
【分析】找到函數(shù)值特殊的點,得到部分特殊函數(shù)值,利用給定的抽象函數(shù)定義求出端點值后,判斷函數(shù)單調(diào)性即可求出最大值即可.
【詳解】令,則,且
故,,故
且令,,可得
設(shè),則,
則,故在上單調(diào)遞增
的最大值是
故選:A
【變式1】已知函數(shù)的定義域為R,且,則下列結(jié)論一定成立的是( )
A.B.為偶函數(shù)
C.有最小值D.在上單調(diào)遞增
【答案】C
【分析】利用題設(shè)結(jié)合賦值法可得出,進(jìn)而結(jié)合二次函數(shù)性質(zhì)一一判斷各選項,即可得答案.
【詳解】由于函數(shù)的定義域為R,且,
令,則,得,
時,恒成立,無法確定,A不一定成立;
由于不一定成立,故不一定為偶函數(shù),B不確定;
由于的對稱軸為與的位置關(guān)系不確定,
故在上不一定單調(diào)遞增,D也不確定,
由于表示開口向上的拋物線,故函數(shù)必有最小值,C正確,
故選:C
題型12 抽象函數(shù)的零點問題
【例12】若為上的偶函數(shù),且,當(dāng)時,,則函數(shù)在區(qū)間上的所有零點的和是( )
A.20B.18C.16D.14
【答案】A
【分析】數(shù)形結(jié)合,函數(shù)與在區(qū)間上的交點橫坐標(biāo)即為的零點,根據(jù)對稱性即可求零點之和.
【詳解】若為上的偶函數(shù),則,且,
則的周期,
當(dāng)時,,
則當(dāng)時,,即可畫出函數(shù)的圖象;
函數(shù)周期是2,最大值為3,把函數(shù)在下方圖象翻折到軸上方。
與在區(qū)間上一共有10個交點,
且這10個交點的橫坐標(biāo)關(guān)于直線對稱,
所以在區(qū)間的的有零點的和是20.
故選:A
【變式1】定義在上的奇函數(shù)滿足,且在上單調(diào)遞減,若方程在上有實數(shù)根,則方程在區(qū)間上所有實根之和是( )
A.28B.16C.20D.12
【答案】A
【分析】根據(jù)條件可得出的圖象關(guān)于對稱,的周期為4,從而可考慮的一個周期,利用,根據(jù)在上是減函數(shù),可得出在上是增函數(shù),又是R上的奇函數(shù),所以在上是減函數(shù),在上是增函數(shù),然后根據(jù)在上有實數(shù)根,可判斷該實數(shù)根是唯一的,并可判斷在一個周期內(nèi)有兩個實數(shù)根,并得這兩實數(shù)根和為2,從而得出在區(qū)間這三個周期內(nèi)上有4個實數(shù)根,和為28.
【詳解】由知函數(shù)的圖象關(guān)于直線對稱,
∵,是R上的奇函數(shù),
∴,
∴,
∴的周期為4,
考慮的一個周期,例如,
由在上是減函數(shù)知在上是增函數(shù),
在上是減函數(shù),在上是增函數(shù),
對于奇函數(shù)有,,
故當(dāng)時,,當(dāng)時,,
當(dāng)時,,當(dāng)時,,
因為方程在上有實數(shù)根,
函數(shù)在上是單調(diào)函數(shù),則這實數(shù)根是唯一的,
所以方程在上有唯一的實數(shù)根,
則由于,函數(shù)的圖象關(guān)于直線對稱,
故方程在上有唯一實數(shù)根,
因為在和上,
則方程在和上沒有實數(shù)根,
從而方程在一個周期內(nèi)有且僅有兩個實數(shù)根,
當(dāng),方程的兩實數(shù)根之和為,
當(dāng),方程的所有4個實數(shù)根之和為
.
故選:A.
題型13 雙函數(shù)混合型
【例13】已知是定義域為的偶函數(shù),,,若是偶函數(shù),則( )
A.B.C.4D.6
【答案】D
【分析】根據(jù)是偶函數(shù),得到關(guān)于對稱,即,結(jié)合和為偶函數(shù)即可得到周期為4,故可求出,則即可.
【詳解】因為是偶函數(shù),
所以的圖象關(guān)于直線對稱,
即,
即,
所以.
所以關(guān)于點中心對稱.
又是定義域為的偶函數(shù),
所以,
所以,
即,
所以函數(shù)的周期為4.
所以,
所以.
故選:D.
【變式1】已知函數(shù)的定義域為,若函數(shù)為奇函數(shù),為偶函數(shù),且,則( )
A.B.0C.1D.2
【答案】B
【分析】根據(jù)函數(shù)奇偶性推出的周期為4,最后再計算出一個周期內(nèi)的各值即可.
【詳解】因為函數(shù)為奇函數(shù),所以有,
又因為為偶函數(shù),所以,
于是有,
所以函數(shù)的周期為4,因為,
所以,
所以,
于是,
故選:B.
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