抽象函数是高中数学的一个难点,也是近几年来高考的热点。考查方法往往基于一般函数,综合考查函数的各种性质。本节给出抽象函数中的函数性质的处理策略,供内同学们参考。
抽象函数是指只给出函数的某些性质,而未给出函数具体的解析式及图象的函数。由于抽象函数概念抽象,性质隐而不显,技巧性强,因此学生在做有关抽象函数的题目时,往往感觉无处下手。
抽象函数常见题型讲解:
一、定义域问题:解决抽象函数的定义域问题——明确定义、等价转换。
1yf(2)x例一.若函数yf(x1)的定义域为[2,3),求函数的定义域。
提示:函数的定义域是指自变量的取值范围,求抽象函数的定义域的关键是括号内式子的地位等同(即同一对应法则后括号内的式子具有相同的取值范围),如本题中的x1与
12x的范围等同。
2f(x)的定义域是[1,2]变式训练1:已知函数,求f(x)的定义域。
变式训练2:已知函数f(x)的定义域是[1,2],求函数
f[log1(3x)]2的定义域。
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二、求值问题
15;②
例二、已知定义域为的函数f(x),同时满足下列条件:①f(2)1,
f(6)f(xy)f(x)f(y),求f(3),f(9)的值。
注:通过观察已知与未知的联系,巧妙地赋值,赋值法是解此类问题的常用技巧。
变式训练3:已知f(x)是定义在R上的函数,且f(1)1,对任意的xR都有下列两式成立:
f(x5)f(x)5;f(x1)f(x)1.若g(x)f(x)1x,则g(6)的值为
1f(1),f(x2)f(x)f(2),2变式训练4:设函数f(x)(xR)为奇函数,则f(5)_____
变式训练5:已知f(x),g(x)都是定义在R上的函数,对任意x,y满足
f(xy)f(x)g(y)g(x)f(y) ,且f(2)f(1)0,则g(1)g(1)=_________
三、值域问题:
例三、设函数f(x)定义于实数集上,对于任意实数x、y,f(xy)f(x)f(y)总成立,且存在x1x2,使得f(x1)f(x2),求函数f(x)的值域。
变式6:若函数yf(x1)的值域为[1,1],求函数yf(3x2)的值域。
变式7:函数f(x)的定义域为(0,),对 任意正实数x,y都有f(xy)f(x)f(y)且
f(4)2 ,则f(2)——————
2
变式8:已知函数f(x)对任意实数x,y都有f(xy)f(x)f(y),且当x0时,
f(x)0,f(1)2,求f(x)在[2,1]上的值域。
四、解析式问题
x1)1xx……①(x0且x1),求f(x)。
例四、设函数f(x)满足
f(x)f(x1评析:如果把x和x分别看作两个变量,怎样实现由两个变量向一个变量的转化是
解题关键。通常情况下,给某些变量适当赋值,使之在关系中“消失”,进而保留一个变量,是实现这种转化的重要策略。
1x1, 求f(x),g(x).
变式9:已知f(x)为偶函数,g(x)为奇函数,且有f(x)+
g(x)五、单调性问题
单调性的证明两种常用变换:
x2)x1(商变换)
f(x1)f[(x2x1)x1](差变换);
f(x2)f(x1例五、设yf(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,且对于任意的a,b[1,1],当ab0时,
f(a)f(b)0都有:ab。若ab,试比较f(a)与f(b)的大小。
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变式10:已知函数f(x)对任意实数x、y均有f(x+y)+2=f(x)+f(y),且当
2f(a2a2)3的解. x>0时,f(x)>2,f(3)= 5,求不等式
变式11:设f(x)定义于实数集上,当x0时,f(x)1,且对于任意实数x,y,有
f(xy)f(x)f(y),求证:f(x)在R上为增函数。
变式12:定义在R上的函数y=f(x),f(0)≠0,当x>0时,f(x)>1,且对任意的a、b∈R,有f(a+b)=f(a)f(b),
(1) 求证:f(0)=1;(2)求证:对任意的x∈R,恒有f(x)>0;
(3)证明:f(x)是R上的增函数;(4)若f(x)·f(2x-x2)>1,求x的取值范围。
变式13:已知f(x)对一切x,y,满足f(0)0,f(xy)f(x)f(y),且当x0时,
f(x)1,求证:(1)x0时,0f(x)1;(2)f(x)在R上为减函数。
变式14:已知f(x)是定义在(1,1)上的偶函数,且在(0,1)上为增函数,满足
f(a2)f(4a2)0,试确定a的取值范围。
变式15:函数f(x)的定义域为R,并满足以下条件:①对任意xR,有f(x)>0;②对任意
1f()1x,yR,有f(xy)[f(x)];③3.
y(1)求f(0)的值;
(2)求证: f(x)在R上是单调减函数;
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六、奇偶性问题
例六、 已知函数f(x)(xR,x0)对任意不等于零的实数x1,x2都有f(x1x2)f(x1)f(x2),试判断函数f(x)的奇偶性。
变式16:已知yf(x)是定义在R上的不恒为零的函数,且对于任意的a,bR,都满足:f(ab)af(b)bf(a)。判断yf(x)的奇偶性,并证明你的结论。
变式17:已知定义在R上的函数f(x)对任意实数x、y恒有f(x)f(y)f(xy),且当
x0时,f(x)0,又
f(1)23。
(1)求证:f(x)为奇函数;(2)求证:f(x)为R上的减函数;
变式18:设函数f(x)的定义域关于原点对称,且满足f(x1-x2)=
f(x1)f(x2)+1f(x2)-f(x1)
;
求证:f(x)是奇函数;
变式19:已知定义在[3,3]上的函数yf(x)满足条件:对于任意的x,yR,都有
f(xy)f(x)f(y).当x0时,f(x)0.
(1)求证:函数f(x)是奇函数;
(2)求证:函数f(x)在[3,3]上是减函数;(3)解不等式f(2x1)f(3x2)0.
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变式20:函数f(x)的定义域为D={x|x≠0},且满足对于任意x1、x2∈D,
有f(x1·x2)=f(x1)+f(x2).
(1)求f(1)的值;
(2)判断f(x)的奇偶性并证明;
变式21:已知函数y=f(x)的定义域为R,对任意x、x′∈R均有f(x+x′)=f(x)+f(x′),且对任意x>0,都有f(x)<0,f(3)=-3.
(1)试证明:函数y=f(x)是R上的单调减函数;
(2)试证明:函数y=f(x)是奇函数;
变式22:设函数f(x)的定义域为R,对于任意的实数x,y,都有f(x+y)=f(x)+f(y),当x>0时,f(x)<0,求证:(1)f(x)为奇函数;(2)f(x)在(-∞,+∞)上是减函数.
变式23:设f(x)是定义R在上的函数,对任意x,y∈R,有 f(x+y)+f(x-y)=2f(x)f(y)且f(0)≠0.
(1)求证f(0)=1;
(2)求证:y=f(x)为偶函数.
变式24:已知函数f(x),当x,yR时,恒有f(xy)f(x)f(y).
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(1)求证: f(x)是奇函数;
(2)若f(3)a,试用a表示f(24).
七、周期性:
周期性:解决抽象函数的周期性问题——充分理解与运用相关的抽象式是关键。
例七、设yf(x)是定义在R上的奇函数,其图象关于直线x1对称。证明yf(x)是周期函数。
变式25:设f(x)是R上的奇函数,且f(x+3) =-f(x),求f(1998)的值。
变式26:已知f(x)是定义在R上的函数,且满足:f(x2)[1f(x)]1f(x),已知f(1)=1997,求f(2001)的值。
变式27:已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+2)=-f(x),则f(6)的值为____ ___.
变式28:若f(x)是定义在R上的函数,对任意的实数x,都有
f(x2)f(x)2,且f(1)2,则f(2009)的值是——————
f(x4)f(x)4 和
八、对称性:解决抽象函数的对称问题——定义证明是根本、图象变换是捷径、特值代入是妙法。
结论1:设函数f(x)的定义域为R,且f(a+x)=f(b-x),则函数f(x)的图象关于直线
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xab2对称;特别地,当f(a+x)=f(a-x)时,f(x)的图象关于x=a对称(自身对称)。
结论2:对于定义在R上的函数y=f(x),函数y=f(a+x)与y=f(b-x)的图象关于直线
xba2对称(相互对称)。
例八、设函数yf(x)定义在实数集上,则函数yf(x1)与yf(1x)的图象关于( )
A、直线y0对称 B直线x0对称 C直线y1对称 D直线x1对称
变式29:已知函数y=f(x)满足f(x+2)=f(2-x);若方程f(x)=0有三个不同的实根,则这三个根的和为______。
变式30:已知函数y=f(x)为奇函数,方程f(x)=0有5个根,问这五个根之和为_______
九.利用模型函数,类比联想
例九、如果f(x+y)=f(x)•f(y),且f(1)=2,则
f(2)f(4)f(6)f(2004)f(1)f(3)f(5)f(2003)的值为_________。
变式31:已知f(x)是定义在R上的函数,f(1)=1,且对任意xR都有f(x+5)≥f(x)+5,
f(x+1)≤f(x)+1,若g(x)=f(x)+1-x,,则g(2005)=_____.
五类抽象函数解法
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(1)求解方法:1.借鉴函数模型进行类比探究(化抽象为具体)
2. 赋值法(令x0或1,求出f(0)或f(1)、令yx或yx等等)
(2)几种抽象函数模型:
1.正比例函数:f(x)kx(k0)——————————f(xy)f(x)f(y);
xf(x)f()2f(x)xf(y); 2.幂函数:——————————————f(xy)f(x)f(y),y1f(x)x注:反比例函数:一类的抽象函数也是如此,有部分资料将幂函数模型写成
反比例函数模型。
f(x)f(y)
x3.指数函数:f(x)a———————————f(xy)f(x)f(y),
f(xy)xf()f(x)f(y)4.对数函数:f(x)logax————————f(xy)f(x)f(y),y
5.三角函数:f(x)tanx————————————
f(xy)f(x)f(y)1f(x)f(y)
6.余弦函数:f(x)cosx———————f(xy)f(xy)2f(x)f(y)
1 线性函数型抽象函数
例十、已知函数f(x)对任意实数x、y,均有f(xy)
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f(x)f(y),且当x0时,f(x)0,f(1)2,求f(x)在区间[-2,1]上的值域。
分析:由题设可知,函数f(x)是关键在于研究它的单调性。
的抽象函数,因此求函数f(x)的值域,
变式32:已知函数f(x)对任意实数x、y,均有f(x)f(y)=2+f(xy),且当x0时,
f(x)2,f(3)5,求不等式f(a22a3)3的解。
变式33:已知函数f(x)定义域R,对任意的x1、x2R,有f(x1+x2)=f(x1)+f(x2),当x>0时,f(x)<0,f(1)=a判定〔-3,3〕上f(x)是否存在最值,若有请求出最值,若无说明理由.
变式34:⑴已知函数f(x)定义域R,对任意的x、yR,有f(x+y)=f(x)+f(y)-1,当x>0时,
f(x)>1,⑴求证:f(x存在反函数. ⑵.若不等式f(a2+a-5)<2的解为 -3 例十一、已知函数f(x)定义域为R,满足条件:存在x1x2,使得f(x1)f(xy)f(x)f(y)成立。 求: f(x2),对任何x和y, (1)f(0); (2) 对任意值x,判断f(x)值的正负。 10 变式35:是否存在函数f(x)满足下列三个条件: a,bN.③f(2)4同时成立? ①f(x)0,xN.②f(ab)f(a)f(b),若存在,求出f(x)的解析式,若不存在,说明理由。 变式36:已知函数f(x)定义域R,满足①.x<0时,fx>1 ②. f(0)0 ③.任意的x、yR有f(x+y)=f(x)f(y) ⑴.x>0时,0< f(x)<1. ⑵.判定f(x)的单调性. ③.解不等式f(x-6)f(x2-2x)1. 变式37:已知函数f(x)定义域R,满足①存在x1x2使得f(x2) f(x1)②任意的x、 1fxyR有f(x+y)=f(x)f(y) ③. x>0时,<1且f(2)=9=.求证⑴. 任意的xR, fx>0.⑵.f(x)存在反函数 ⑶.f-1(x1x2)=f-1(x1)+f-1(x2) ⑷.若f(m)=3,求m的值 3 对数函数型抽象函数 (0,+)例十二、设f(x)定义在上的单调增函数,满足f(xy)f(x)+f(y),f(3)1。 求: (1)f(1); (2) 若f(x)+f(x8)2,求x的取值范围。 分析:由题设可猜测f(x)是对数函数的抽象函数,f(1)=0,f(9)=2。 11 变式38:已知函数f(x)定义域R+,对任意的R有f(x)=f(x),且x>1时f(x)<0, 1f(2)=1 ⑴.求证:x>0,y>0时,f(xy)=f(x)+f(y) ⑵.求证f(x)有反函数. ⑶.解不等式f(x)+f(5-x)-2. 4 三角函数型抽象函数 例十三、已知函数f(x)的定义域关于原点对称,且满足下列三个条件:①当x1,x2是其定义域中的数时,有 f(x1x2)f(x1)f(x2)1;f(x2)f(x1)②f(a)1,a是定义域中的一个数)(a0,③当0x2a时,f(x)0.试问: (1) f(x)的奇偶性如何?说明理由。 (0,4a)(2) 在上,f(x)的单调性如何?说明理由。 变式:39:已知函数f(x)定义域R,满足对任意的x、yR有f(x+y)+f(x-y)=2 f(x)f(y), f(0) 10, f(2)=0⑴求证:f(x)是偶函数.⑵. 求证:f(x)是周期函数. 5 幂函数型抽象函数 12 例十四、已知函数f(x)对任意实数x、y,均有f(xy)时,f(x)0,1. f(x)f(y),且f(1)1,f(27)9,当0x1(1) 判断f(x)的奇偶性; (2) +)判断f(x)在[0,的单调性,并给出证明; (3) f(a1)39a0若,且,求a的取值范围。 变式40:已知函数f(x)对任意的x>0, y>0都有fxy=fxfy,且x>1时, 111ffxf29fxfx<1,=⑴.求证:>0. ⑵. x=fx ⑶. 是否存在反函数,说 fx明理由. ⑷.若>9的解集为(m,n)求m+n. 参考答案 例一、解析:由yf(x1)的定义域为[2,3),知x1中的x[2,3),从而1x14, 1111yf(2)124x(,](,)x32x对函数而言,有,解之得:。 111yf(2)(,](,)x32所以函数的定义域为 变式1:解:的定义域是[1,2],是指,所以中的满足 从而函数f(x)的定义域是[1,4] 13 变式2:解:的定义域是 ,意思是凡被f作用的对象都在中,由此可得 所以函数的定义域是 例二、解:取,得 因为,所以 又取得 变式3:1 变式4: 2.5 变式5: -1 2f(0)[f(0)]xy0例三、解:令,得,即有f(0)0或f(0)1。 若f(0)0,则f(x)f(x0)f(x)f(0)0,对任意xR均成立,这与存在实数x1x2,使得f(x1)f(x2)成立矛盾,故f(0)0,必有f(0)1。 由于f(xy)f(x)f(y)对任意x,yR均成立,因此,对任意xR,有 xxxxxf(x)f()f()f()[f()]2022222 14 下面来证明,对任意xR,f(x)0 设存在x0R,使得f(x0)0,则f(0)f(x0x0)f(x0)f(x0)0 这与上面已证的f(x)0矛盾,因此,对任意xR,f(x)0 所以f(x)0 变式6:解析:函数yf(3x2)中定义域与对应法则与函数yf(x1)的定义域与对应法则完全相同,故函数yf(3x2)的值域也为[1,1]。 12 变式7: 变式8:解:设x1x2且x1,x2R,则x2x10, f(xx)021由条件当x0时,f(x)0 又f(x2)f[(x2x1)x1]f(x2x1)f(x1)f(x1)f(x)为增函数, 令yx,则f(0)f(x)f(x) 又令xy0 得f(0)0 f(x)f(x), 故f(x)为奇函数, f(1)f(1)2,f(2)2f(1)4 f(x)在[2,1]上的值域为[4,2] 15 x1x112x1f()f()xx1x,……② 例四、解析:以x代x,得 11x2f()f(x)x1,……③ 以x1代x,得x1①+③-②得: 2f(x)1xx22x1x1x x3x21f(x)2x(x1) (x0且x1) 所以 变式9:用x替代x在利用函数奇偶性联立方程组解出f(x)和g(x) f(a)f(b)•[a(b)]a(b), 例五、解析: f(a)f(b)f(a)f(b)f(a)f(b)0abab0ab,,又, f(a)f(b)0,即f(a)f(b)。 变式10:解:设x1、x2R且x1x2则x2x10 fx(2x)21, 即f(x2x1)20, f(x2)f[(x2x1)x1]f(x2x1)f(x1)2f(x1)f(x2)f(x1) 故f(x)为增函数, 16 又f(3)f(21)f(2)f(1)23f(1)45 f(1)3f(a22a2)3f(1),即a22a211a3 2f(a2a2)3的解集为a|1a3。 因此不等式 变式11:解:设x1x2 则有f(x1)f(x2)f(x1x2x2)f(x2)f(x1x2)f(x2)f(x2) x1x20,f(x1)f(x2)1 即f(x1x2)f(x2)f(x2),f(x1)f(x2)0,即f(x)为增函数 变式12:解 (1)令a=b=0,则f(0)=[f(0)]2∵f(0)≠0 ∴f(0)=1 (2)令a=x,b=-x则 f(0)=f(x)f(-x) ∴ f(x)1f(x) 由已知x>0时,f(x)>1>0,当x<0时,-x>0,f(-x)>0 ∴ f(x)10f(x)又x=0时,f(0)=1>0 ∴对任意x∈R,f(x)>0 17 (3)任取x2>x1,则f(x2)>0,f(x1)>0,x2-x1>0 ∴ f(x2)f(x2)f(x1)f(x2x1)1f(x1) ∴f(x2)>f(x1) ∴f(x)在R上是增函数 (4)f(x)·f(2x-x2)=f[x+(2x-x2)]=f(-x2+3x)又1=f(0), f(x)在R上递增 ∴由f(3x-x2)>f(0)得:3x-x2>0 ∴ 0 令xy0,得f(0)1,现设x0,则x0,f(x)1, 110f(x)1, f(x)而f(0)f(x)f(x)1f(x)设x1,x2R且x1x2,则0f(x2x1)1, f(x2)f[(x2x1)x1] f(x2x1)f(x1)f(x1)f(x1)f(x2), 即f(x)为减函数。 变式14:解:f(x)是偶函数,且在(0,1)上是增函数,f(x)在(1,0)上是减函 18 数, 1a2114a21由得3a5。 2f(a2)f(4a)f(0),不等式不成立。 a2(1)当时, (2)当3a2时, f(a2)f(4a2)1a20f(a24)1a240解之得,3a2a2a24 2f(a2)f(4a) 2a5(3)当时, 0a21f(a24)0a241解之得,2a5a2a24 综上所述,所求a的取值范围是(3,2)(2,5)。 2f(0)[f(0)]f(0)1 f(x)x0,y2xR变式15:(1)解: ∵对任意,有>0, ∴令得, (2)任取任取x1,x2R,且x1x2,则令 x111p1,x2p233,故p1p2 ∵函数f(x)的定义域为R,并满足以下条件:①对任意xR,有f(x)>0;②对任意x,yR, 19 1f()1有f(xy)[f(x)];③3 y1111f(x1)f(x2)f(p1)f(p2)[f()]p1[f()]p20 3333∴ ∴f(x1)f(x2) ∴函数f(x)是R上的单调减函数. 例六、解:取得:,所以 又取得:,所以 再取则,即 因为为非零函数,所以为偶函数。 变式16:解析:令ab1,则f(11)1f(1)1f(1),得f(1)0; 令ab1,则f[(1)(1)](1)f(1)(1)f(1),得f(1)0; 令a1,bx得f[(1)x](1)f(x)xf(1),得f(x)f(x) 因此函数yf(x)为奇函数。 变式17:解:(1)令xy0得,f(0)0 20 令yx得,f(x)f(x)f(0)0 即f(x)f(x)知f(x)为奇函数 (2)令x1x20则有 f(x1)f(x2)f(x1x2x2)f(x2)f(x1x2)f(x2)f(x2)f(x1x2) x1x20,f(x1x2)0即f(x1)f(x2)知f(x)在(0,)单减 f(x)为奇函数f(x)在R上单减 变式18:证明:不妨令x=x1-x2,则 f(-x)=f(x2-x1)= f(x2)f(x1)+1f(x1)-f(x2) =-f(x1)f(x2)+1f(x2)-f(x1) =-f(x1-x2) =-f(x).∴f(x)是奇函数. 变式19:(1)证明:令xy0,则f(00)f(0)f(0),得f(0)0. 令yx,则f(x)f(x)f(xx)f(0)0,即f(x)f(x).故函数f(x)是奇函数. (2)证明:对于[3,3]上的任意两个值x1,x2,且x1x2, 则f(x1)f(x2)f(x1)f(x2)f(x1x2), 21 又x1x2,则x1x20,又当x0时,f(x)0. f(x1x2)0, 即f(x1)f(x2).故函数f(x)在[3,3]上是减函数. (3)解:由(2)知:函数f(x)在[3,3]上是减函数. f(2x1)f(3x2)0,f(2x1)f(3x2)f(3x2). 32x13,111(,)(,]2x13x2,解得5.又33x23.所以解集为53. 变式20:(1)解:令x1=x2=1,有f(1×1)=f(1)+f(1),解得f(1)=0. (2)证明:令x1=x2=-1,有f[(-1)×(-1)]=f(-1)+f(-1).解得f(-1)=0. 令x1=-1,x2=x,有f(-x)=f(-1)+f(x),∴f(-x)=f(x).∴f(x)为偶函数. 变式21:(1)证明:任取x1、x2∈R,且x1<x2,f(x2)=f[x1+(x2-x1)], 于是由题设条件f(x+x′)=f(x)+f(x′)可知f(x2)=f(x1)+f(x2-x1). ∵x2>x1,∴x2-x1>0.∴f(x2-x1)<0. ∴f(x2)=f(x1)+f(x2-x1)<f(x1). 22 故函数y=f(x)是单调减函数. (2)证明:∵对任意x、x′∈R均有f(x+x′)=f(x)+f(x′), ∴若令x=x′=0,则f(0)=f(0)+f(0). ∴f(0)=0. 再令x′=-x,则可得f(0)=f(x)+f(-x). ∵f(0)=0,∴f(-x)=-f(x).故y=f(x)是奇函数. 变式22:证明:(1)令x=y=0,得f(0)=f(0)+f(0),∴f(0)=0. 再令y=-x,得f(0)=f(x)+f(-x),∴f(-x)=-f(x),∴f(x)为奇函数. (2)设x1、x2∈(-∞,+∞)且x1<x2,则x2-x1>0, ∵当x>0时,f(x)<0,∴f(x2-x1)<0. 又∵对于任意的实数x,y都有f(x+y)=f(x)+f(y)且f(x)为奇函数, ∴f(x2-x1)=f[x2+(-x1)]=f(x2)+f(-x1)=f(x2)-f(x1). ∴f(x2)-f(x1)<0,∴f(x)在(-∞,+∞)上是减函数. 23 变式23:(1)问题为求函数值,只需令x=y=0即可得。 (2)问题中令x=0即得f(y)+f(— y)=2f(0)f(y), 且f(0)=1.所以f(y)+f(—y)=2f(y),因此y=f(x)为偶函数. 说明:这类问题应抓住f(x)与f(—x)的关系,通过已知条件中等式进行变量赋值。 变式24:证明:令yx,得f(xx)f(x)f(x)f(x)f(x)f(0) f00 令xy0,则f(0)2f(0) ∴f(x)f(x)0f(x)f(x) ∴f(x)是奇函数。 (2)∵f(24)f(3)f(21)2f(3)f(18)...8f(3) 又∵f(3)af(3)af(24)8a 例七、证明:由yf(x)的图象关于直线x1对称,得f(2x)f(x), 又yf(x)是定义在R上的奇函数,所以f(x)f(x) f(2x)f(x),则f(4x)f[2(2x)]f(2x)[f(x)]f(x) 由周期函数的定义可知4是它的一个周期。 24 总结:一般地,f(xT)f(x), f(xT)1f(x)均可断定函数的周期为2T。 变式25:解:因为f(x+3) =-f(x),所以f(x+6)=f((x+3)+3) =-f(x+3)=f(x),故6是函数f(x)的一个周期。又f(x)是奇函数,且在x=0处有定义,所以f(x)=0从而f(1998)=f(6×333)=f(0)=0。 变式26:解:从自变量值2001和1进行比较及根据已知条件来看,易联想到函数f(x)是周期函数。由条件得f(x)≠1,故 111f(x)1,1f(x+2)=1f(x)f(x+4)=11f(x)1f(x)f(x)f(x)f(x). 所以f(x+8)= 1f(x)f(x4). 所以f(x)是以8为周期的周期函数, 从而f(2001)=f(1)=1997 说明:这类问题出现应紧扣已知条件,需用数值或变量来迭代变换,经过有限次迭代可直接求出结果,或者在迭代过程中发现函数具有周期性,利用周期性使问题巧妙获解。 变式27:0 变式28:2010 例八、D 25 变式29:6 变式30:0 例九、 析:由f(x+y)=f(x)•f(y)的关系式,类比联想指数函数y=ax的性质知: f(2)f(4)f(6)f(2004)f(2003)=2004 解:令f(x)=2x,满足题设,则 f(1)f(3)f(5)变式31: 析:当满足题设的f(x)难于求出时,可利用特殊值法化一般为特殊求解。 f(x5)f(x)1(x5)x解:由f(x+5)≥f(x)+5得: f(x1)f(x)1同理得:(x1)x,联想斜率公式,取 k=1,结合f(1)=1 联想到函数f(x)=x满足,故g(x)=1,则g(2005)=1 例十、解:设,∵当,∴, ∵, ∴,即,∴f(x)为增函数。 在条件中,令y=-x,则,再令x=y=0,则f(0)=2 f(0),∴ f(0)=0,故f(-x)=f(x),f(x)为奇函数, 26 ∴ f(1)=-f(-1)=2,又f(-2)=2 f(-1)=-4, ∴ f(x)的值域为[-4,2]。 变式32分析:由题设条件可猜测:f(x)是y=x+2的抽象函数,且f(x)为单调增函数,如果这一猜想正确,也就可以脱去不等式中的函数符号,从而可求得不等式的解。 解:设 ,∵当 ,∴ ,则, 即∵=3。∴3。 ,∴f(x)为单调增函数。 , 又∵f(3)=5,∴f(1) ,∴ , 即 ,解得不等式的解为-1 < a < 变式33:解:x1 ∴f(x2)< f(x1) ∴f(x) ∴f(x)在〔-3,3〕上有最大、最小值. fmax=f(-3),fmin=f(3) f0f0f0fxfxfxf3f1∵=2,∴=0, 又+=0∴是奇函数,=+ f1f1f1+=3=3a ∴fmax=--3a, fmin=3a. 变式34:解:当x1 27 f(x2)- f(x1)= f(x2-x1)-1>0,即f(x)上升,有反函数. ⑵.设f(m)=2, f(a2+a-5)<2= f(m), a2+a-5 。若f(x)=0,则对任意 ∴f(x)≠0,∴f(0)=1。 ,有,这与题设矛盾, (2)令y=x≠0,则,又由(1)知f(x)≠0,∴f(2x) >0,即f(x)>0,故对任意x,f(x)>0恒成立。 变式35:分析:由题设可猜想存在函数 ,用数学归纳法证明如下: ,又由f(2)=4可得a=2.故猜测存在 (1)x=1时,∵∴ ,结论正确。 ,又∵x ∈N时,f(x)>0, (2)假设时有,则x=k+1时, ,∴x=k+1时,结论正确。 综上所述,x为一切自然数时。 xxx变式36、解:⑴f(x)=f(2+2)=f2(2)0,若存在x0>0有f(x0)=0则f(x)= 28 f(x0+x-x0)=f(x0)f(x-x0)=0,与f(0)0矛盾.∴fx>0 1fx又 x>0时, f(0)=f2(0) ∴f(0)=1, ∴ f(x-x)=f(x)f(-x) =1 ∵-x<0, ∴f(x)= <1. fx2⑵.x2>x1, f(x2)=f(x1+x2-x1)=f(x1)f(x2-x1) fx1= f(x2-x1)<1 ∴f(x2)< f(x1) f(x)在R上下降. ⑶. f(x-6)f(x2-2x)1=f(0) f(x2-2x+x-6) f(0) f(x2-x-6) f(0) x2-x-60 ∴-2x3. xxx变式37:解:⑴. f(x)=f(2+2)=f2(2)0,若存在x0有f(x0)=0则f(x)= fxf(x0+x-x0)=f(x0)f(x-x0)=0,即f(x)0与存在x1x2使得f(x2) f(x1)矛盾.∴>0 ⑵. f(0)=f2(0) ∴f(0)=1, x2>x1, f(x2)=f(x1+x2-x1)=f(x1)f(x2-x1) fx2fx1=f(x2-x1)<1∴f(x2)< f(x1) f(x)在R上下降,因此存在反函数. ⑶.f[f-1(x1x2)]= x1x2, f[f-1(x1)+f-1(x2)]= f[f-1(x1)]•f[f-1(x2)]=x1x2 ,又f(x)在R上下降∴f-1(x1x2)=f-1(x1)+f-1(x2) 11⑷. f(0)=1=f(x-x)=f(x)f(-x) f(-x)= fx9=f2=f(-2),又9=3•3= f(m)f(m)=f(2m)= f(-2) 2m=-2m=-1. 29 例十二、解:(1)∵,∴f(1)=0。 (2),从而有f(x)+f(x-8)≤f(9), 即,∵f(x)是(0,+∞)上的增函数,故 ,解之得:8<x≤9。 变式38:解:⑴.∵x>0,y>0,且y=ax的值域是R+ ∴存在mnaan、m满足=x,=y, nmnmmnf(xy)=f(aa)=f(a)=(m+n)f(a)=m f(a)+n f(a) =f(a)+f(a)=f(x)+f(y). 11⑵. x2>x1 >0,f(1)=2f(1) ∴f(1)=0 f(x)+f(x)= f(1)=0-f(x)=f(x) f(x2)- f(x1)= f(x2)+ f( 1x1) = f( x2x1)<0 (∵ x2x1>1) f(x)在R+上下降,因此存在反函数. 1⑶. ∵f(2)=1∴-f(2)=12f(2)=-2, f(x)+f(5-x)-2.= 2f(2)=f(4) f[x(5-x)] f(4), x00x55x0x4,5x5x4x4或x10,1 的抽象函数,从而由 及题设条件猜 例十三、分析: 由题设知f(x)是 想:f(x)是奇函数且在(0,4a)上是增函数(这里把a看成进行猜想)。 30 解:(1)∵f(x)的定义域关于原点对称,且是定义域中的数时有 ,∴在定义域中。∵ , ∴f(x)是奇函数。 (2)设0<x1<x2<2a,则0<x2-x1<2a,∵在(0,2a)上f(x)<0, ∴f(x1),f(x2),f(x2-x1)均小于零,进而知于是f(x1)< f(x2),∴在(0,2a)上f(x)是增函数。 中的, 又 设2a<x<4a,则0<x-2a<2a, ,∵f(a)=-1,∴,∴f(2a)=0, ,于是f(x)>0,即在(2a,4a)上f(x)>0。 设2a<x1<x2<4a,则0<x2-x1<2a,从而知f(x1),f(x2)均大于零。f(x2-x1)<0,∵ ,∴ ,即 f(x1)<f(x2),即f(x)在(2a,4a)上也是增函数。综上所述,f(x)在(0, 4a)上是增函数。 31 变式39:解:⑴.令x=0,y=0,f(0)+f(0)=2f2(0) ∴f(0)=1 令x=0则有f(y)+f(-y)=2 f(0)f(y)=2 f(y) ∴f(y)=f(-y) ∴f(x)是偶函数. 1111111⑵.令x=2, f(2+y)+f(2-y)= 2f(2)f(y)=0, ∴f(2+x)+f(2-x)=0,即f(x)有中心对称点(2, 0) fxfx1fxf1x2 f(x)=f(-x)=- f[1-(-x)]=-f(1+x)=-f(-1-x)=-[-f[1-(-1-x)]=f(2+x) ∴f(x)是周期函数. 例十四、分析:由题设可知f(x)是幂函数偶函数,且在[0,+∞)上是增函数。 的抽象函数,从而可猜想f(x)是 解:(1)令y=-1,则f(-x)=f(x)·f(-1),∵f(-1)=1,∴ f(-x)=f(x),f(x)为偶函数。 (2)设,∴,, ∵增函数。 时,,∴,∴f(x1)<f(x2),故f(x)在0,+∞)上是 (3)∵f(27)=9,又, 32 ∴,∴,∵,∴, ∵,∴,又,故。 变式40:解:⑴. f(x)=f(xx)=f2(x)0,若存在x0>0有f(x0)=0则f(x)=f( x0xx1x0)=f(x)f(x0)=0,与f2=9矛盾.∴fx>0. 0 111⑵.f(1)=f2(1) f(1)=1f(x)f(x)= f(1)=1∴f(x)=fx ⑶.x2>x1>0, f(x2)= f(降. xx12x1fx2x2x2x20,)=f(x1)f(x1)fx1=f(x1)<1 (∵x1>1) f(x)在下 1111fx0,⑷. >9=f(2)∵f(x)在下降,∴0 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容