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分析幾個抽象函數問題

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  抽象函數是一種重要的數學概念.我們把沒有給出具體解析式,其一般形式為y=f(x),且無法用數字和字母的函數稱為抽象函數.由于抽象函數的問題通常將函數的定義域、值域、單調性、奇偶性、周期性和圖像集于一身.這類問題考查學生對數學符號語言的理解和接受能力、對一般和特殊關系的認識以及數學的綜合能力.

  解決抽象函數的問題要求學生基礎知識扎實、抽象思維能力、綜合應用數學能力較高.所以近幾年來高考題中不斷出現,在2009年的全國各地高考試題中,抽象函數遍地開花.但學生在解決這類問題時常常感到束手無策、力不從心.下面通過例題全面探討抽象函數主要考查的內容及其解法.

  一、抽象函數的定義域

  例1已知函數f(x)的定義域為[1,3],求出函數g(x)=f(x+a)+f(x-a) (a>0)的定義域.

  解析:由由a>0 知只有當0

  點評:1.已知f(x)的定義域為[a,b],則f[g(x)]的定義域由a≤g(x)≤b,解出x即可得解;

  2.已知f[g(x)]的定義域為[a,b],則f(x)的定義域即是g(x)在x [a,b]上的值域.

  二、抽象函數的值域

  解決抽象函數的值域問題——由定義域與對應法則決定.

  例2若函數y=f(x+1)的值域為[-1,1]求y=(3x+2)的值域.

  解析:因為函數y=f(3x+2)中的定義域與對應法則與函數y=f(x+1)的定義域與對應法則 完全相同,故函數y=f(3x+2)的值域也為[-1,1].

  三、抽象函數的奇偶性

  例3若y=f(x)是偶函數,y= f(x-1)是奇函數,求 f(2007)=?

  解析:因為y=f(x-1)是奇函數,所以y=f(-x-1)=-f(x-1){為什么?};因為 y=f(x)是偶函數,所以f(-x-1)=f(x+1){為什么?};因為f(x+1)=-f(x-1), 所以f(x+2)=-f(x),所以f(x+4)=f(x);因為y=f(x-1)是奇函數,所以f(0)=0=f(-1)=f(2007)

  四、抽象函數的對稱性

  例4已知函數y=f(2x+1)是定義在R上的奇函數,函數y=g(x)的圖像與函數y=f(x)的圖像關于y=x對稱,則g(x)+ g(-x)的值為( )

  A、 2 B、 0 C、 1 D、不能確定

  解析:由y=f(2x+1)求得其反函數為y=[f (x)-1]/2,∵ y=f(2x+1) 是奇函數,

  ∴y=[f (x)-1]/2也是奇函數,∴[f (x)-1]/2+[f (-x)-1]/2=0 ∴f (x)+f (-x)=2,而函數y=g(x)的圖像與函數y=f(x)的圖像關于y=x對稱,∴g(x)+ g(-x)= f (x)+f (-x)故選A .

  五、抽象函數的周期性

  例5、(2009全國卷Ⅰ理)函數的定義域為R,若f(x+1)與f(x-1)都是奇函數,則( )

  (A) f(x)是偶函數 (B) f(x)是奇函數

  (C) f(x)= f(x+2) (D) f(x+3)是奇函數

  解: ∵f(x+1)與f(x-1)都是奇函數,,

  函數關于(-1,0)點,及點(1,0)對稱,函數是周期為4的周期函數.,所以f(x+3)= f(x-1),即f(x+3)是奇函數.故選D

  關于抽象函數的周期性有如下的幾個定理和性質,由于篇幅問題,推導就省略了.

  定理1.若函數y=f (x) 定義域為R,且滿足條件f (x+a)=f (x-b),則y=f (x) 是以T=a+b為周期的周期函數.

  定理2.若函數y=f (x) 定義域為R,且滿足條件f (x+a)= -f (x-b),則y=f (x) 是以T=2(a+b)為周期的周期函數.

  定理3.若函數y=f (x)的圖像關于直線 x=a與 x=b (a≠b)對稱,則y=f (x) 是以T=2(b-a)為周期的周期函數. 轉貼于 中國論文下載中

  et 定理4.若函數y=f (x)的圖像關于點(a,0)與點(b,0) , (a≠b)對稱,則y=f (x) 是以 T=2(b-a)為周期的周期函數.

  定理5.若函數y=f (x)的圖像關于直線 x=a與 點(b,0),(a≠b)對稱,則y=f (x) 是以 T=4(b-a)為周期的周期函數.

  性質1:若函數f(x)滿足f(a-x)=f(a+x)及f(b-x)=f(b+x) (a≠b,ab≠0),則函數f(x)有周期2(a-b);

  性質2:若函數f(x)滿足f(a-x)= - f(a+x)及f(b-x)=- f(b+x),(a≠b,ab≠0),則函數有周期2(a-b).

  特別:若函數f(x)滿足f(a-x)=f(a+x) (a≠0)且f(x)是偶函數,則函數f(x)有周期2a.

  性質3:若函數f(x)滿足f(a-x)=f(a+x)及f(b-x)= - f(b+x) (a≠b,ab≠0), 則函數有周期4(a-b).

  特別:若函數f(x)滿足f(a-x)=f(a+x) (a≠0)且f(x)是奇函數,則函數f(x)有周期4a.

  從以上例題可以發(fā)現,抽象函數的考查范圍很廣,能力要求較高.但只要對函數的基本性質熟,掌握上述有關的結論和類型題相應的解法,則會得心應手.

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