
2、精練習題。不搞“題海戰(zhàn)術”,在老師指導下,選一些源于課本的變式題,或體現(xiàn)基本概念、基本方法的基本題,通過解題來提高思維能力和解題技巧,加深對所學知識的深入理解。在解題時,要獨立思考,一題多思,一題多解,反復玩味,悟出道理。
3、加強審題的規(guī)范性。每每大考過后,總有同學抱怨沒考好,糾其原因是考試時沒有注意審題。審題決定了成功與否,不解決這個問題勢必影響到高考的成敗。
4、重視錯題。錯誤要及時尋找錯因,及時進行總結,三五個字,一兩句話都行,言簡意賅,切中要害,以利于吸取教訓,力求相同的錯誤不犯第二次。
專題03 函數(shù)的概念與性質
(思維構建+知識盤點+重點突破+方法技巧+易混易錯)
知識點1 函數(shù)的有關概念
1、函數(shù)的概念:一般地,設是非空的數(shù)集,如果對于集合中的任意一個數(shù),按照某種確定的對應關系,在集合中都有唯一確定的和它對應,那么就稱為從集合到集合的一個函數(shù),記作.
2、函數(shù)的三要素:
(1)在函數(shù)中,叫做自變量,的取值范圍叫做函數(shù)的定義域;
(2)與的值相對應的y值叫做函數(shù)值,函數(shù)值的集合{f(x)|x∈A}叫做函數(shù)的值域。顯然,值域是集合B的子集.
(3)函數(shù)的對應關系:.
3、相等函數(shù)與分段函數(shù)
(1)相等函數(shù):如果兩個函數(shù)的定義域和對應關系完全一致,則這兩個函數(shù)相等,這是判斷兩函數(shù)相等的依據.
(2)分段函數(shù):在函數(shù)定義域內,對于自變量取值的不同區(qū)間,有著不同的對應關系,這樣的函數(shù)稱為分段函數(shù)。分段函數(shù)的定義域是各段定義域的并集,值域是各段值域的并集。分段函數(shù)雖然是由幾個部分構成,但它表示的是一個函數(shù),各部分函數(shù)定義域不可以相交。
知識點2 函數(shù)的單調性
1、單調函數(shù)的定義
設函數(shù)f(x)的定義域為I.如果對于定義域I內某個區(qū)間D上的任意兩個自變量的值,
當時,都有,那么就說函數(shù)f(x)在區(qū)間D上是單調遞增函數(shù)。
當時,都有,那么就說函數(shù)f(x)在區(qū)間D上是單調遞減函數(shù)。
單調性的圖形趨勢(從左往右)
上升趨勢 下降趨勢
2、函數(shù)的單調區(qū)間
若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間D上是增函數(shù)或減函數(shù),則稱函數(shù)y=f(x)在這一區(qū)間上具有(嚴格的)單調性,區(qū)間D叫做y=f(x)的單調區(qū)間.
【注意】
(1)函數(shù)單調性關注的是整個區(qū)間上的性質,單獨一點不存在單調性問題,
故單調區(qū)間的端點若屬于定義域,則區(qū)間可開可閉,若區(qū)間端點不屬于定義域則只能開.
(2)單調區(qū)間D?定義域I.
(3)遵循最簡原則,單調區(qū)間應盡可能大;
(4)單調區(qū)間之間可用“,”分開,不能用“∪”,可以用“和”來表示;
3、函數(shù)單調性的性質
若函數(shù)與在區(qū)間D上具有單調性,則在區(qū)間D上具有以下性質:
(1)與(C為常數(shù))具有相同的單調性.
(2)與的單調性相反.
(3)當時,與單調性相同;當時,與單調性相反.
(4)若≥0,則與具有相同的單調性.
(5)若恒為正值或恒為負值,則當時,與具有相反的單調性;
當時,與具有相同的單調性.
(6)與的和與差的單調性(相同區(qū)間上):
簡記為:↗↗↗;(2)↘↘↘;(3)↗﹣↘=↗;(4)↘﹣↗=↘.
(7)復合函數(shù)的單調性:對于復合函數(shù)y=f[g(x)],
若t=g(x)在區(qū)間(a,b)上是單調函數(shù),且y=f(t)在區(qū)間(g(a),g(b))或(g(b),g(a))上是單調函數(shù)
若t=g(x)與y=f(t)的單調性相同,則y=f[g(x)]為增函數(shù)
若t=g(x)與y=f(t)的單調性相反,則y=f[g(x)]為減函數(shù).簡稱“同增異減”.
知識點3 函數(shù)的奇偶性
1、函數(shù)的奇偶性
2、函數(shù)奇偶性的幾個重要結論
(1)為奇函數(shù)?的圖象關于原點對稱;為偶函數(shù)?的圖象關于y軸對稱.
(2)如果函數(shù)是偶函數(shù),那么.
(3)既是奇函數(shù)又是偶函數(shù)的函數(shù)只有一種類型,即,x∈D,其中定義域D是關于原點對稱的非空數(shù)集.
(4)奇函數(shù)在兩個對稱的區(qū)間上具有相同的單調性,偶函數(shù)在兩個對稱的區(qū)間上具有相反的單調性.
(5)偶函數(shù)在關于原點對稱的區(qū)間上有相同的最大(小)值,取最值時的自變量互為相反數(shù);奇函數(shù)在關于原點對稱的區(qū)間上的最值互為相反數(shù),取最值時的自變量也互為相反數(shù).
知識點4 函數(shù)的周期性
1、周期函數(shù)的定義
對于函數(shù),如果存在一個非零常數(shù)T,使得當x取定義域內的任何值時,都有,那么就稱函數(shù)為周期函數(shù),稱T為這個函數(shù)的周期.
2、最小正周期:如果在周期函數(shù)的所有周期中存在一個最小的正數(shù),那么這個最小正數(shù)就叫做的最小正周期.
知識點5 函數(shù)的對稱性
1、關于線對稱
若函數(shù)滿足,則函數(shù)關于直線對稱,特別地,當a=b=0時,函數(shù)關于y軸對稱,此時函數(shù)是偶函數(shù).
2、關于點對稱
若函數(shù)滿足,則函數(shù)關于點(a,b)對稱,特別地,當a=0,b=0時,,則函數(shù)關于原點對稱,此時函數(shù)是奇函數(shù).
重難點01 求函數(shù)值域的七種方法
法一、單調性法:如果一個函數(shù)為單調函數(shù),則由定義域結合單調性可快速求出函數(shù)的最值(值域).
(1)若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上單調遞增,則ymax=f(b),ymin=f(a).
(2)若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上單調遞減,則ymax=f(a),ymin=f(b).
(3)若函數(shù)y=f(x)有多個單調區(qū)間,那就先求出各區(qū)間上的最值,再從各區(qū)間的最值中決定出最大(小)值.函數(shù)的最大(小)值是整個值域范圍內的最大(小)值.
【典例1】(23-24高三·全國·專題)函數(shù)()的最大值為( )
A.2B.C.D.
【答案】B
【解析】因為函數(shù)在上單調遞增,
所以根據單調性的性質知:函數(shù)在上單調遞減,
所以當時,函數(shù)取到最大值為.故選:B
【典例2】(23-24高三·全國·專題)函數(shù)的定義域為,則值域為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】因為函數(shù)的定義域為,
且在內單調遞增,可知在內單調遞增,
可知在內的最小值為,最大值為,
所以值域為.故選:A.
法二、圖象法:作出函數(shù)的圖象,通過觀察曲線所覆蓋函數(shù)值的區(qū)域確定值域,以下函數(shù)常會考慮進行數(shù)形結合.
(1)分段函數(shù):盡管分段函數(shù)可以通過求出每段解析式的范圍再取并集的方式解得值域,但對于一些便于作圖的分段函數(shù),數(shù)形結合也可很方便的計算值域.
(2)的函數(shù)值為多個函數(shù)中函數(shù)值的最大值或最小值,此時需將多個函數(shù)作于同一坐標系中,然后確定靠下(或靠上)的部分為該函數(shù)的圖象,從而利用圖象求得函數(shù)的值域.
【典例1】(23-24高三上·河南新鄉(xiāng)·月考)對,用表示,中的較大者,記為,若函數(shù),則的最小值為 .
【答案】
【解析】當,即,即時,,
當,,即或時,,
所以,
函數(shù)圖象如圖所示:
由圖可得,函數(shù)在,上遞減,在上遞增,
所以.
【典例2】(23-24高三上·重慶北碚·月考)高斯是德國著名的數(shù)學家,近代數(shù)學奠基者之一,用其名字命名的“高斯函數(shù)”為:對于實數(shù),符號表示不超過的最大整數(shù),例如,,定義函數(shù),則函數(shù)的值域為 .
【答案】
【解析】由高斯函數(shù)的定義可得:
當時,,則,
當時,,則,
當時,,則,
當時,,則,
易見該函數(shù)具有周期性,繪制函數(shù)圖象如圖所示,
由圖象知的值域為.
法三、配方法:主要用于二次函數(shù)或可化為二次函數(shù)的函數(shù),要特別注意自變量的取值范圍.
【典例1】(23-24高三上·全國·專題)函數(shù)的值域是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】令得,,故定義域為,
.故選:A
【典例2】(2023高三·江西萍鄉(xiāng)·開學考)函數(shù)的值域為 .
【答案】
【解析】由題得且.
因為, 且.
所以原函數(shù)的值域為.
法四、換元法:換元法是將函數(shù)解析式中關于x的部分表達式視為一個整體,并用新元t代替,將解析式化歸為熟悉的函數(shù),進而解出最值(值域).
(1)在換元的過程中,因為最后是要用新元解決值域,所以一旦換元,后面緊跟新元的取值范圍.
(2)換元的作用有兩個:
①通過換元可將函數(shù)解析式簡化,例如當解析式中含有根式時,通過將根式視為一個整體,換元后即可“消滅”根式,達到簡化解析式的目的.
②可將不熟悉的函數(shù)轉化為會求值域的函數(shù)進行處理
【典例1】(2023高三上·廣東河源·開學考試)函數(shù)的最大值為 .
【答案】
【解析】令,則,所以,
由二次函數(shù)的性質知,對稱軸為,開口向下,
所以函數(shù)在單調遞增,在上單調遞減.
所以當,即時,
取得最大值為.
【典例2】(23-24高三·全國·專題)函數(shù)的值域為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】令,,則,
所以函數(shù),函數(shù)在上單調遞增,
時,有最小值,
所以函數(shù)的值域為.故選:C
法五、分離常數(shù)法:主要用于含有一次的分式函數(shù),
形如或(,至少有一個不為零)的函數(shù),求其值域可用此法
以為例,解題步驟如下:
第一步,用分子配湊出分母的形式,將函數(shù)變形成的形式,
第二步,求出函數(shù)在定義域范圍內的值域,進而求出的值域。
【典例1】(2024高三·全國·專題練習)函數(shù)的值域為 .
【答案】且
【解析】函數(shù)的定義域為,
,
故函數(shù)的值域為且.
【典例2】(2024高三下·北京懷柔·模擬預測)已知函數(shù),則對任意實數(shù)x,函數(shù)的值域是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】依題意,,
顯然,則,于是,
所以函數(shù)的值域是.故選:C
法六、判別式法:主要用于含有二次的分式函數(shù),形如:
將函數(shù)式化成關于x的方程,且方程有解,用根的判別式求出參數(shù)y的取值范圍,即得函數(shù)的值域。應用判別式法時必須考慮原函數(shù)的定義域,并且注意變形過程中的等價性。
另外,此種形式還可使用分離常數(shù)法解法。
【典例1】(23-24高三·全國·專題練習)求函數(shù)的值域.
【答案】
【解析】顯然恒成立,即原函數(shù)定義域為,
由,得,
當時,,符合題意;
當時,由,得恒有實數(shù)根,
因此,解得且,
所以函數(shù)的值域為.
【典例2】(23-24高三上·全國·專題練習)函數(shù),的值域為 .
【答案】
【解析】因為,整理得,
可知關于x的方程有正根,
若,則,解得,符合題意;
若,則,
可得或,解得或且,
則或或;
綜上所述:或,
即函數(shù),的值域為.
法七、導數(shù)法:對可導函數(shù)求導,令,求出極值點,判斷函數(shù)的單調性:
如果定義域時閉區(qū)間,額函數(shù)的最值一定取在極值點處或區(qū)間端點處;
如果定義域是開區(qū)間且函數(shù)存在最值,則函數(shù)最值一定取在極值點處。
【典例1】(23-24高三上·遼寧·開學考試)函數(shù)在區(qū)間上的最大值為 ,
【答案】
【解析】,當時,,單調遞減,.
【典例2】(23-24高三上·山東濟寧·月考)函數(shù)的最小值
【答案】
【解析】,,
當時,,函數(shù)單調遞減,
當時,,函數(shù)單調遞增,
所以當,函數(shù)取得最小值.
重難點02 常見奇函數(shù)、偶函數(shù)的類型及應用
1、()為偶函數(shù);
2、()為奇函數(shù);
3、()為奇函數(shù);
4、()為奇函數(shù);
5、()為奇函數(shù);
6、為偶函數(shù);
7、為奇函數(shù);
【典例1】(23-24高三下·四川南充·二模)已知函數(shù),則函數(shù)的圖象( )
A.關于點對稱B.關于點對稱
C.關于點對稱D.關于點對稱
【答案】A
【解析】因為,所以,即的圖象關于原點對稱,
函數(shù)的圖象可由的圖象,先向右平移一個單位,再向上平移一個單位得到,
所以函數(shù)的圖象關于點對稱.故選:A.
【典例2】(23-24高三下·重慶·模擬預測)(多選)函數(shù),,那么( )
A.是偶函數(shù)B.是奇函數(shù)
C.是奇函數(shù)D.是奇函數(shù)
【答案】BC
【解析】因為,所以為偶函數(shù),
因為,
即,所以為奇函數(shù),
所以為非奇非偶函數(shù),A錯誤;
,所以為奇函數(shù),B正確;
,所以是奇函數(shù),C正確;
令,,為偶函數(shù),D錯誤.故選:BC.
重難點03 函數(shù)周期性的常用結論及應用
1、(是不為0的常數(shù))
(1)若,則; (2)若,則;
(3)若,則; (4)若,則;
(5)若,則; (6)若,則();
2、函數(shù)對稱性與周期性的關系
(1)若函數(shù)關于直線與直線對稱,那么函數(shù)的周期是;
(2)若函數(shù)關于點對稱,又關于點對稱,那么函數(shù)的周期是;
(3)若函數(shù)關于直線,又關于點對稱,那么函數(shù)的周期是.
3、函數(shù)的奇偶性、周期性、對稱性的關系
(1) = 1 \* GB3 ①函數(shù)是偶函數(shù); = 2 \* GB3 ②函數(shù)圖象關于直線對稱; = 3 \* GB3 ③函數(shù)的周期為.
(2) = 1 \* GB3 ①函數(shù)是奇函數(shù); = 2 \* GB3 ②函數(shù)圖象關于點對稱; = 3 \* GB3 ③函數(shù)的周期為.
(3) = 1 \* GB3 ①函數(shù)是奇函數(shù); = 2 \* GB3 ②函數(shù)圖象關于直線對稱; = 3 \* GB3 ③函數(shù)的周期為.
(4) = 1 \* GB3 ①函數(shù)是偶函數(shù); = 2 \* GB3 ②函數(shù)圖象關于點對稱; = 3 \* GB3 ③函數(shù)的周期為.
其中,上面每組三個結論中的任意兩個能夠推出第三個。
【典例1】(23-24高三下·河北·模擬預測)定義在上的函數(shù)周期為,且為奇函數(shù),則( )
A.為偶函數(shù)B.為偶函數(shù)
C.為奇函數(shù)D.為奇函數(shù)
【答案】D
【解析】定義在上的函數(shù)周期為,所以,
又為奇函數(shù),所以,
即,所以為奇函數(shù),故B錯誤;
所以,則,
所以,則為奇函數(shù),故D正確;
由,所以,則關于對稱,
令,則,滿足函數(shù)周期為,
且滿足為奇函數(shù),
但是為奇函數(shù),故A錯誤;
令,則,滿足函數(shù)周期為,
又滿足為奇函數(shù),
但是為偶函數(shù),故C錯誤.故選:D
【典例2】(23-24高三下·江西·月考)(多選)已知的定義域為,若的圖象關于直線對稱,且為奇函數(shù),則( )
A.B.C.D.
【答案】ABD
【解析】因為的圖象關于直線對稱,
令,則,所以,故A正確;
因為為奇函數(shù),所以,
令,則,所以,
即,故B正確;
由,令替換可得,
又,所以,
則,,
所以,故C錯誤;
由,
所以,故D正確.
故選:ABD
重難點04 抽象函數(shù)的性質綜合應用
1、抽象函數(shù)求值:以抽象函數(shù)為載體的求值問題的常見形式,是給出函數(shù)滿足的特殊條件,指定求出某處的函數(shù)值或某抽象代數(shù)式的值。常用賦值法來解決,要從以下方面考慮:令等特殊值求抽象函數(shù)的函數(shù)值。
2、判斷抽象函數(shù)單調性的方法:
(1)湊:湊定義或湊已知,利用定義或已知條件得出結論;
(2)賦值:給變量賦值要根據條件與結論的關系.有時可能要進行多次嘗試.
= 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.
3、求抽象函數(shù)解析式的方法
= 1 \* GB3 ①換元法:用中間變量表示原自變量x的代數(shù)式,從而求出f(x);
= 2 \* GB3 ②湊合法:在已知f(g(x))=?(x)的條件下,把?(x)并湊成以g(x)表示的代數(shù)式,再利用代換即可求fx;
= 3 \* GB3 ③待定系數(shù)法:已知函數(shù)類型, 設定函數(shù)關系式, 再由已知條件,求出出關系式中的未知系數(shù);
= 4 \* GB3 ④利用函數(shù)性質法:主要利用函數(shù)的奇偶性,求分段函數(shù)的解析式;
= 5 \* GB3 ⑤賦值法:給自變量取特殊值,從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律,求出f(x) 的表達式;
= 6 \* GB3 ⑥方程組法:一般等號左邊有兩個抽象函數(shù)(如f(x),f(?x)),將左邊的兩個抽象函數(shù)看成兩個變量,變換變量構造一個方程,與原方程組成一個方程組,利用消元法求f(x)的解析式.
【典例1】(23-24高三下·河南·月考)(多選)已知非常數(shù)函數(shù)的定義域為,且,則( )
A.B.或
C.是上的增函數(shù)D.是上的增函數(shù)
【答案】AC
【解析】在中,
令,得,即.
因為函數(shù)為非常數(shù)函數(shù),所以,A正確.
令,則.
令,則,①
令,則,②
由①②,解得,從而,B錯誤.
令,則,即,
因為,所以,所以C正確,D錯誤.故選:AC
【典例2】(23-24高三上·福建莆田·開學考試)已知函數(shù)的定義域為R,并且滿足下列條件:對任意x,y∈R,都有,當時,.
(1)證明:為奇函數(shù);
(2)若,解不等式.
【答案】(1)證明見解析;(2)
【解析】(1)∵函數(shù)的定義域為,則定義域關于原點對稱.
∵對任意x,y∈R,都有,
故令,則,,
令,則,即,
是奇函數(shù);
(2)任取,且,由題意得,,,
,
,
,在上為減函數(shù).
因,∴,
∴
,
解得,
∴的解集為:.
一、求函數(shù)定義域的依據
函數(shù)的定義域是指使函數(shù)有意義的自變量的取值范圍
1、分式的分母不能為零.
2、偶次方根的被開方數(shù)的被開方數(shù)必須大于等于零,即中
奇次方根的被開方數(shù)取全體實數(shù),即中,.
3、零次冪的底數(shù)不能為零,即中.
4、如果函數(shù)是一些簡單函數(shù)通過四則運算復合而成的,那么它的定義域是各個簡單簡單函數(shù)定義域的交集。
【注意】定義域用集合或區(qū)間表示,若用區(qū)間表示熟記,不能用“或”連接,而應用并集符號“∪”連接。
【典例1】(23-24高三下·四川南充·三模)函數(shù)的定義域為 .
【答案】
【解析】因為,
所以且,解得且,
故函數(shù)的定義域為.
【典例2】(23-24高三下·北京·開學考)函數(shù)的定義域為 .
【答案】
【解析】由題意,解得或,
所以函數(shù)的定義域為.
二、函數(shù)解析式的四種求法
1、待定系數(shù)法:若已知函數(shù)的類型(如一次函數(shù)、二次函數(shù)等),可用待定系數(shù)法.
(1)確定所有函數(shù)問題含待定系數(shù)的一般解析式;
(2)根據恒等條件,列出一組含有待定系數(shù)的方程;
(3)解方程或消去待定系數(shù),從而使問題得到解決。
2、換元法:主要用于解決已知的解析式,求函數(shù)的解析式的問題
(1)先令,注意分析的取值范圍;
(2)反解出x,即用含的代數(shù)式表示x;
(3)將中的x度替換為的表示,可求得的解析式,從而求得。
3、配湊法:由已知條件,可將改寫成關于的表達式,
然后以x替代g(x),便得的解析式.
4、方程組法:主要解決已知與、、……的方程,求解析式。
例如:若條件是關于與的條件(或者與)的條件,
可把代為(或者把代為)得到第二個式子,與原式聯(lián)立方程組,求出
【典例1】(23-24高三上·甘肅蘭州·月考)已知,則( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】令,,則,,
所以,
所以的解析式為:故選:B.
【典例2】(23-24高三上·全國·專題練習)根據下列條件,求函數(shù)的解析式
(1)已知是一次函數(shù),且滿足;
(2)已知函數(shù)滿足條件對任意不為零的實數(shù)恒成立
【答案】(1);(2)
【解析】(1)設,
則,
所以,解得,所以.
(2)因為,
將代入等式得出,
聯(lián)立,變形得,解得.
三、分段函數(shù)常見題型及解題方法
1、求函數(shù)值問題:根據所給自變量值的大小,選擇相應的對應關系求值,有時每段交替使用求值。
2、解方程或解不等式:分類求出各子區(qū)間上的解,再將它們合并在一起,但要檢驗所求是否符合相應各段自變量的取值范圍。
3、求最值或值域:先求出各段上的最值或值域,然后進行比較得出最大值、最小值,合并得出值域。
4、圖象及其應用:根據每段函數(shù)的定義域和解析式在同一坐標系中作出圖象,作圖時要注意每段圖象端點的虛實。
【典例1】(23-24高三上·江蘇連云港·月考)已知函數(shù)則等于( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】由且,
則.故選:D
【典例2】(23-24高三上·廣東深圳·月考)已知函數(shù),則的最大值為 ( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】當時,在上單調遞增,
此時,,
當時,在上單調遞減,
此時,,
綜上可知,的最大值為.故選:B.
【典例3】(23-24高三上·河北廊坊·期中)已知函數(shù)則滿足的的取值范圍是 .
【答案】
【解析】畫出的圖象,數(shù)形結合可得解得.
四、函數(shù)單調性的應用及方法
1、比較函數(shù)值的大?。合葘⒆宰兞哭D化到同一個單調區(qū)間內,然后利用函數(shù)的單調性解決。
2、解函數(shù)不等式:根據函數(shù)的單調性條件脫去“”,轉化為自變量間的大小問題,應注意函數(shù)的定義域。
3、利用函數(shù)的單調性求參數(shù)
(1)視參數(shù)為已知數(shù),依據函數(shù)的圖象或單調性定義,確定函數(shù)的單調區(qū)間,與已知單調區(qū)間比較求參數(shù);
(2)需注意若函數(shù)在區(qū)間上是單調的,則該函數(shù)在此區(qū)間上的任意子集區(qū)間上也是單調的。
【典例1】(23-24高三上·天津南開·月考)已知奇函數(shù)在上是減函數(shù),若,,,則,,的大小關系為( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】奇函數(shù)在上是減函數(shù),則,
所以,,
因為,,
又,所以,
所以,則,故.故選:B
【典例2】(23-24高三上·福建福州·月考)已知為定義在上的偶函數(shù),在區(qū)間上單調遞減,且滿足,則不等式的解集為 .
【答案】
【解析】因為為定義在上的偶函數(shù),則不等式,
不等式化為或,而,于是為或,
又函數(shù)在區(qū)間上單調遞減,則在上單調遞增,
解,得,解,得,
所以原不等式的解集為.
【典例3】(23-24高三上·全國·月考)若函數(shù)在上單調遞增,則實數(shù)的取值范圍為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】設,則即為,
而圖像的對稱軸為,故在上單調遞增,
則,即的增區(qū)間為,
而函數(shù)在上單調遞增,故,
即實數(shù)的取值范圍為,故選:B
五、函數(shù)的奇偶性及應用
1、判斷函數(shù)的奇偶性:(1)定義法;(2)圖像法;(3)性質法。
2、利用奇偶性求值:將待求函數(shù)值或不等式利用奇偶性轉化為已知區(qū)間上的函數(shù)值求解。
3、根據函數(shù)的奇偶性求解解析式中的參數(shù):根據得到關于待求參數(shù)的恒等式,由系數(shù)的對等行得參數(shù)的方程(組),進而求得參數(shù)的值。
4、涉及兩個奇偶函數(shù)的和或差的解析式:求奇偶函數(shù)的解析式需要用代替后,利用奇偶函數(shù)的性質構造方程組求解。
【典例1】(23-24高三下·重慶·三模)設函數(shù),則下列函數(shù)中為奇函數(shù)的是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】因為定義域為,
則,所以函數(shù)的對稱中心為,
所以將函數(shù)向右平移個單位,向上平移個單位,得到函數(shù),
該函數(shù)的對稱中心為,故函數(shù)為奇函數(shù).故選:A.
【典例2】(23-24高三下·山東聊城·二模)已知函數(shù)為上的偶函數(shù),且當時,,則( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】因為為偶函數(shù),所以,
則.故選:A
【典例3】(23-24高三下·陜西西安·模擬預測)已知函數(shù)為奇函數(shù),則實數(shù)的值為( )
A.B.C.1D.
【答案】B
【解析】,
得,所以.故選:B.
易錯點1 求復合函數(shù)定義域時忽視“內層函數(shù)的值域是外層函數(shù)的定義域”
點撥:在復合函數(shù)中,外層函數(shù)的定義域是內層函數(shù)的值域,求復合函數(shù)定義域類型為:
1、已知的定義域為,求的定義域,其實質是的取值范圍為,求的取值范圍;
2、已知的定義域為,求的定義域,其實質是已知中的的取值范圍為,求的范圍(值域),此范圍就是的定義域.
3、已知的定義域,求的定義域,要先按(2)求出的定義域.
【典例1】(23-24高三上·河南南陽·月考)(1)已知y=f(x)的定義域為[0,1],求函數(shù)y=f(x2+1)的定義域;
(2)已知y=f(2x﹣1)的定義域為[0,1],求y=f(x)的定義域;
【答案】(1);(2).
【解析】(1)由題意,解得,所以的定義域是;
(2)由于中,因此,所以的定義域是.
【典例2】(23-24高三上·黑龍江·期中)已知函數(shù)的定義域是,則函數(shù)的定義域是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】由題意得:,解得:,
由,解得:,
故函數(shù)的定義域是,故選:C.
易錯點2 忽略二次型式子中最高項的系數(shù)為0
點撥:在二次型函數(shù)中,當時為二次函數(shù),其圖象為拋物線;當時為一次函數(shù),其圖象為直線。在處理此類問題時,應密切注意項的系數(shù)是否為0,若不能確定,應分類討論,另外有關三個“二次”之間的關系的結論也是我們應關注的對象。
【典例1】(23-24高三上·重慶沙坪壩·月考)已知函數(shù)的定義域為,則實數(shù)k的取值范圍為( )
A.或B.
C.D.
【答案】B
【解析】由題意可得,恒成立,
當時,即,很顯然不滿足,
當時,有,解得.
綜上可得,.故選:B
【典例2】(23-24高三上·陜西漢中·月考)函數(shù)的定義域為,則的取值范圍為( )
A.B.或C.D.或
【答案】C
【解析】由函數(shù)的定義域為,得對恒成立.
當時,恒成立;
當時,,解得.
綜上所述的取值范圍為.故選:C.
易錯點3 判斷函數(shù)奇偶性時忽視定義域
點撥:函數(shù)具有奇偶性的必要條件是其定義域關于原點對稱。如果不具備這個條件,一定是非奇非偶函數(shù)。在定義域關于原點對稱的前提下,如果對定義域內任意x都有,則為奇函數(shù);如果對定義域內任意x都有,則為偶函數(shù),如果對定義域內存在使,則不是奇函數(shù);如果對定義域內存在使,則不是偶函數(shù)。
【典例1】(23-24高三上·黑龍江哈爾濱·期中)下列函數(shù)中,在定義域上既是奇函數(shù)又是減函數(shù)的為( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】A選項:令,則,
不具有奇偶性,所以不符合題意;
B選項:令,則,,
所以函數(shù)為奇函數(shù),但在定義域內不具有單調性,所以不符合題意;
C選項:令,因為定義域不關于坐標原點對稱,
所以不具有奇偶性,所以不符合題意;
D選項:令,,
即,所以函數(shù)為奇函數(shù),又,
所以時,單調遞減,時,單調遞減,滿足題意.故選:D
【典例2】(23-24高三·全國·專題練習)判斷下列函數(shù)的奇偶性.
(1)f(x)=(x+1);
(2)f(x)
(3)f(x)=.
【答案】(1)f(x)不具有奇偶性;(2)f(x)為奇函數(shù);(3)f(x)是奇函數(shù)
【解析】(1)由題知≥0,所以-1<x≤1,所以f(x)的定義域不關于原點對稱,所以f(x)不具有奇偶性.
(2)(解法1:定義法)當x>0時,f(x)=-x2+2x+1,
-x<0,f(-x)=(-x)2+2(-x)-1=x2-2x-1=-f(x);
當x<0時,f(x)=x2+2x-1,-x>0,f(-x)=-(-x)2+2(-x)+1=-x2-2x+1=-f(x).
所以f(x)為奇函數(shù).
(解法2:圖象法)作出函數(shù)f(x)的圖象,由圖象關于原點對稱的特征知函數(shù)f(x)為奇函數(shù).
(3)由得-2≤x≤2且x≠0.
所以f(x)的定義域為[-2,0)∪(0,2],關于原點對稱,
所以f(x)==,f(-x)==-f(x),所以f(x)是奇函數(shù).
易錯點4 忽視抽象函數(shù)的定義域
點撥:解抽象函數(shù)不等式時需要注意函數(shù)的定義域,需在函數(shù)定義域前提下利用函數(shù)的單調性與奇偶性進行求解。
【典例1】(23-24高三下·廣東佛山·開學考試)已知函數(shù)在定義域上是增函數(shù),且,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】因為函數(shù)在定義域上是增函數(shù),且,
則有,則,解得,
所以實數(shù)的取值范圍是.故選:C.
【典例2】(23-24高三上·全國·專題練習)已知定義在上的函數(shù)是減函數(shù),則滿足的x的取值范圍是 .
【答案】
【解析】因為定義在上的函數(shù)是減函數(shù),且,
所以,解得.
易錯點5 忽略分段函數(shù)單調性的分段點
點撥:分段函數(shù)的單調性與分段點息息相關,在判斷分段函數(shù)的單調性或者根據分段函數(shù)單調性解參數(shù)的題目中,除了考慮每一段的單調性還需要單獨考慮分段點的情況。
【典例1】(23-24高三下·重慶·開學考試)已知函數(shù)在上為減函數(shù),則實數(shù)的取值范圍是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】由題意可得:,解得,
所以實數(shù)的取值范圍是.故選:D.
【典例2】(23-24高三上·江西上饒·月考)已知實數(shù)且,函數(shù)在上是增函數(shù),則實數(shù)的取值范圍是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】因為在上是增函數(shù),
所以解得,
所以實數(shù)的取值范圍為.故選:C.奇偶性
定義
圖象特點
偶函數(shù)
如果對于函數(shù)的定義域內任意一個x,都有,那么函數(shù)f(x)是偶函數(shù)
關于y軸對稱
奇函數(shù)
如果對于函數(shù)f(x)的定義域內任意一個x,都有,那么函數(shù)是奇函數(shù)
關于原點對稱
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