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1、第11練 尋圖有道,破解有方——函數(shù)的圖象問題
題型一 對函數(shù)圖象的直接考查
例1 函數(shù)y=的圖象大致是________.
破題切入點 從函數(shù)定義域入手,考慮函數(shù)變化趨勢,借助特殊值.
答案 ③
解析 由3x-1≠0得x≠0,∴函數(shù)y=的定義域為{x|x≠0},可排除①;當x=-1時,y==>0,可排除②;當x=2時,y=1,當x=4時,y=,但從④的函數(shù)圖象可以看出函數(shù)在(0,+∞)上是單調(diào)遞增函數(shù),兩者矛盾,可排除④.故③符合要求.
題型二 對函數(shù)零點的考查
例2 已知函數(shù)f(x)滿足f(x)=f(),當x∈[1,3]時,f(x)=ln x.若在區(qū)間[,3]內(nèi),函
2、數(shù)g(x)=f(x)-ax與x軸有三個不同的交點,則實數(shù)a的取值范圍是________.
破題切入點 求出f(x)在[,3]上的解析式,數(shù)形結合解決.
答案 [,)
解析 由題意可知當x在區(qū)間[,1]內(nèi)時,∈[1,3],f(x)=f()=ln =-ln x,則f(x)=函數(shù)g(x)=f(x)-ax與x軸有三個不同的交點,即f(x)-ax=0有三個不同的根,即f(x)=ax有三個不同的根,即函數(shù)f(x)的圖象與直線y=ax有三個不同的交點,當x在區(qū)間[,1)上時,函數(shù)f(x)的圖象與直線y=ax有一個交點,當x∈[1,3]時,函數(shù)f(x)的圖象與直線y=ax有兩個交點.當直線y=ax過點(
3、3,ln 3)時,a的值滿足ln 3=3a,即a=;當直線y=ax與f(x)相切時,設切點為(x0,ln x0),則點(x0,ln x0)在直線上,故ln x0=ax0,而a=(ln x)′|=,所以ln x0=1,x0=e,即a==,函數(shù)f(x)的圖象與直線y=ax有三個不同的交點,則a的取值范圍是[,).
題型三 綜合考查函數(shù)圖象
例3 已知函數(shù)f(x)的圖象與函數(shù)h(x)=x++2的圖象關于點A(0,1)對稱.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若g(x)=f(x)·x+ax,且g(x)在區(qū)間[0,2]上為減函數(shù),求實數(shù)a的取值范圍.
破題切入點 (1)根據(jù)對稱性求f(x)的解
4、析式,考查函數(shù)圖象的對稱變換.
(2)求出g(x)的解析式,根據(jù)二次函數(shù)求字母a的取值范圍.
解 (1)∵f(x)的圖象與h(x)的圖象關于點A(0,1)對稱,設f(x)圖象上任意一點坐標為B(x,y),其關于A(0,1)的對稱點為B′(x′,y′),則∴
∵B′(x′,y′)在h(x)上,∴y′=x′++2.
∴2-y=-x-+2,
∴y=x+,即f(x)=x+.
(2)∵g(x)=x2+ax+1,
又g(x)在[0,2]上為減函數(shù),∴-≥2,即a≤-4.
∴a的取值范圍為(-∞,-4].
總結提高 (1)求函數(shù)圖象時首先考慮函數(shù)定義域,然后考慮特殊值以及函數(shù)變化趨勢,特殊
5、值首先考慮坐標軸上的點.
(2)運用函數(shù)圖象解決問題時,先要正確理解和把握函數(shù)圖象本身的含義及其表示的內(nèi)容,熟悉圖象所能夠表達的函數(shù)的性質(zhì).
(3)在運用函數(shù)圖象時要避免只看表象不聯(lián)系其本質(zhì),透過函數(shù)的圖象要看到它所反映的函數(shù)的性質(zhì),并以此為依據(jù)進行分析、推斷,才是正確的做法.
(4)在解決綜合問題時,圖象只能作為分析工具而不能作為解題過程,在應用過程中要使圖象盡量準確.
1.設函數(shù)f(x)=則不等式f(x)>f(1)的解集是________.
答案 (-3,1)∪(3,+∞)
解析
畫出分段函數(shù)的圖象如圖,
令f(x)=f(1),得x=-3,1,3.
所以當f(x
6、)>f(1)時,必有x∈(-3,1)∪(3,+∞).
2.已知函數(shù)y=,將其圖象向左平移a(a>0)個單位,再向下平移b(b>0)個單位后圖象過坐標原點,則ab的值為________.
答案 1
解析 圖象平移后的函數(shù)解析式為y=-b,
由題意知-b=0,∴ab=1.
3.(2014·山東改編)已知函數(shù)f(x)=|x-2|+1,g(x)=kx,若方程f(x)=g(x)有兩個不相等的實根,則實數(shù)k的取值范圍是________.
答案 (,1)
解析 先作出函數(shù)f(x)=|x-2|+1的圖象,如圖所示,當直線g(x)=kx與直線AB平行時斜率為1,當直線g(x)=kx過A點時斜率為,
7、故f(x)=g(x)有兩個不相等的實根時,k的范圍為(,1).
4.如圖,函數(shù)f(x)的圖象是曲線OAB,其中點O,A,B的坐標分別為(0,0),(1,2),(3,1),則f()的值為________.
答案 2
解析 由圖象知f(3)=1,
∴=1,
∴f()=f(1)=2.
5.(2014·湖北改編)已知函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),當x≥0時,f(x)=(|x-a2|+|x-2a2|-3a2).若?x∈R,f(x-1)≤f(x),則實數(shù)a的取值范圍為________.
答案 [-,]
解析 因為當x≥0時,f(x)=(|x-a2|+|x-2a2|-3a2),所
8、以當0≤x≤a2時,f(x)=(a2-x+2a2-x-3a2)=-x;
當a2
9、x)>x的解集為________________.
答案 [-2,-)∪(0,)
解析 依題意,畫出y=f(x)與y=x的圖象,如圖所示,注意到y(tǒng)=f(x)的圖象與直線y=x的交點坐標是(,)和(-,-),結合圖象可以求得解集為[-2,-)∪(0,).
7.已知定義在R上的函數(shù)f(x)滿足:
①函數(shù)y=f(x-1)的圖象關于點(1,0)對稱;
②對?x∈R,f(-x)=f(+x)成立;
③當x∈(-,-]時,f(x)=log2(-3x+1).
則f(2 014)=________.
答案?。?
解析 由①知函數(shù)y=f(x)的圖象關于原點對稱,即函數(shù)為奇函數(shù)(通過圖象變換易
10、推出),由②知函數(shù)圖象關于直線x=對稱,即f(-x)=f(+x),由奇函數(shù)可得f(x)=-f(+x),據(jù)此可推出f(+x)=-f(3+x),則有f(x)=f(x+3),故函數(shù)以3為周期,因此f(2 014)=f(1)=-f(-1)=-log24=-2.
8.已知函數(shù)f(x)=x2+1的定義域為[a,b](a
11、軸圍成的圖形是一個邊長為2的正方形,其面積為4.
9.(2014·江蘇)已知f(x)是定義在R上且周期為3的函數(shù),當x∈[0,3)時,f(x)=|x2-2x+|.若函數(shù)y=f(x)-a在區(qū)間[-3,4]上有10個零點(互不相同),則實數(shù)a的取值范圍是________.
答案 (0,)
解析 作出函數(shù)y=f(x)在[-3,4]上的圖象,f(-3)=f(-2)=f(-1)=f(0)=f(1)=f(2)=f(3)=f(4)=,觀察圖象可得0
12、3x不存在零點;③函數(shù)y=f(x)的值域是R;④f(x)的圖象不經(jīng)過第一象限.其中正確的有________.
答案 ①②③④
解析
由方程+=-1可知,
x,y不可能同時大于0,分類討論:
當x<0,y≥0時,-=1表示雙曲線的一部分;
當x<0,y<0時,+=1表示橢圓的一部分;
當x≥0,y<0時,-=1表示雙曲線的一部分;
作出圖象可知①③④正確,對于②的判斷:
由于y=-x是雙曲線-=1和-=1的漸近線,
所以結合圖形可知曲線y=f(x)與直線y=-x沒有交點,
則F(x)=4f(x)+3x不存在零點.
11.已知函數(shù)f(x)=xk+b(其中k,b∈R且k
13、,b為常數(shù))的圖象經(jīng)過A(4,2)、B(16,4)兩點.
(1)求f(x)的解析式;
(2)如果函數(shù)g(x)與f(x)的圖象關于直線y=x對稱,解關于x的不等式:g(x)+g(x-2)>2a(x-2)+4.
解 (1)?b=0,k=?f(x)=.
(2)設M(x,y)是曲線y=g(x)上任意一點,由于函數(shù)g(x)與f(x)的圖象關于直線y=x對稱,所以M(x,y)關于直線y=x的對稱點M′(y,x)必在曲線y=f(x)上,所以x=,即y=x2,所以g(x)=x2(x≥0),于是
g(x)+g(x-2)>2a(x-2)+4
?
?.
①若a≤2,則不等式的解集為{x|x>2};
14、
②若a>2,則不等式的解集為{x|x>a}.
12.已知函數(shù)y=f(x)的定義域為R,并對一切實數(shù)x,都滿足f(2+x)=f(2-x).
(1)證明:函數(shù)y=f(x)的圖象關于直線x=2對稱;
(2)若f(x)是偶函數(shù),且x∈[0,2]時,f(x)=2x-1,
求x∈[-4,0]時f(x)的表達式.
(1)證明 設P(x0,y0)是函數(shù)y=f(x)圖象上任一點,
則y0=f(x0),點P關于直線x=2的對稱點為P′(4-x0,y0).
因為f(4-x0)=f[2+(2-x0)]
=f[2-(2-x0)]=f(x0)=y(tǒng)0,
所以P′也在y=f(x)的圖象上,
所以函數(shù)y=f(x)的圖象關于直線x=2對稱.
(2)解 當x∈[-2,0]時,-x∈[0,2],
所以f(-x)=-2x-1.又因為f(x)為偶函數(shù),
所以f(x)=f(-x)=-2x-1,x∈[-2,0].
當x∈[-4,-2]時,4+x∈[0,2],
所以f(4+x)=2(4+x)-1=2x+7,
而f(4+x)=f(-x)=f(x),
所以f(x)=2x+7,x∈[-4,-2].
所以f(x)=