抽象函式的型別與解法

2022-10-10 09:00:02 字數 3104 閱讀 6460

廣州市黃埔區教育局教研室曾辛金

1. 正比例函式型的抽象函式

例1已知函式f(x)對任意實數x、y均有f(x+y)=f(x)+f(y),且當x>0時,f(x)>0,f(-1)= -2求f(x)在區間[-2,1]上的值域.

分析:先證明函式f(x)在r上是增函式(注意到f(x2)=f[(x2-x1)+x1]=f(x2-x1)+f(x1));再根據區間求其值域.

例2已知函式f(x)對任意實數x、y均有f(x+y)+2=f(x)+f(y),且當x>0時,f(x)>2,f(3)= 5,求不等式 f(a2-2a-2)<3的解.

分析:先證明函式f(x)在r上是增函式(仿例1);再求出f(1)=3;最後脫去函式符號.

2. 冪函式型的抽象函式

例3已知函式f(x)對任意實數x、y都有f(xy)=f(x)f(y),且f(-1)=1,f(27)=9,當0≤x<1時,f(x)∈[0,1].

(1) 判斷f(x)的奇偶性;

(2) 判斷f(x)在[0,+∞]上的單調性,並給出證明;

(3) 若a≥0且f(a+1)≤,求a的取值範圍.

分析:(1)令y=-1;

(2)利用f(x1)=f(·x2)=f()f(x2);

(3)0≤a≤2.

3. 指數函式型的抽象函式

例4設函式f(x)的定義域是(-∞,+∞),滿足條件:存在x1≠x2,使得f(x1)≠f(x2);對任何x和y,f(x+y)=f(x)f(y)成立.求:

(1) f(0);

(2) 對任意值x,判斷f(x)值的符號.

分析:(1)令y=0;(2)令y=x≠0.

例5是否存在函式f(x),使下列三個條件:①f(x)>0,x∈n;②f(a+b)= f(a)f(b),a、b∈n;③f(2)=4.同時成立?

若存在,求出f(x)的解析式,若不存在,說明理由.

分析:先猜出f(x)=2x;再用數學歸納法證明.

3. 對數函式型的抽象函式

例6設f(x)是定義在(0,+∞)上的單調增函式,滿足f(x·y)=f(x)+f(y),f(3)=1,求:

(1) f(1);

(2) 若f(x)+f(x-8)≤2,求x的取值範圍.

分析:(1)利用3=1×3;

(2)利用函式的單調性和已知關係式.

例7設函式y= f(x)的反函式是y=g(x).如果f(ab)=f(a)+f(b),那麼g(a+b)=g(a)·g(b)是否正確,試說明理由.

分析:設f(a)=m,f(b)=n,則g(m)=a,g(n)=b,

進而m+n=f(a)+f(b)= f(ab)=f [g(m)g(n)]….

4. 三角函式型的抽象函式

例8已知函式f(x)的定義域關於原點對稱,且滿足以下三個條件:

1 x1、x2是定義域中的數時,有f(x1-x2)=;

2 f(a)= -1(a>0,a是定義域中的乙個數);

3 當0<x<2a時,f(x)<0.

試問:(1) f(x)的奇偶性如何?說明理由;

(2) 在(0,4a)上,f(x)的單調性如何?說明理由.

分析:(1)利用f [-(x1-x2)]= -f [(x1-x2)],判定f(x)是奇函式;

(3) 先證明f(x)在(0,2a)上是增函式,再證明其在(2a,4a)上也是增函式.

對於抽象函式的解答題,雖然不可用特殊模型代替求解,但可用特殊模型理解題意.有些抽象函式問題,對應的特殊模型不是我們熟悉的基本初等函式.因此,針對不同的函式要進行適當變通,去尋求特殊模型,從而更好地解決抽象函式問題.

例9已知函式f(x)(x≠0)滿足f(xy)=f(x)+f(y),

(1) 求證:f(1)=f(-1)=0;

(2) 求證:f(x)為偶函式;

(3) 若f(x)在(0,+∞)上是增函式,解不等式f(x)+f(x-)≤0.

分析:函式模型為:f(x)=loga|x|(a>0)

(1) 先令x=y=1,再令x=y= -1;

(2) 令y= -1;

(3) 由f(x)為偶函式,則f(x)=f(|x|).

例10已知函式f(x)對一切實數x、y滿足f(0)≠0,f(x+y)=f(x)·f(y),且當x<0時,f(x)>1,求證:

(1) 當x>0時,0<f(x)<1;

(2) f(x)在x∈r上是減函式.

分析:(1)先令x=y=0得f(0)=1,再令y=-x;

(3) 受指數函式單調性的啟發:

由f(x+y)=f(x)f(y)可得f(x-y)=,

進而由x1<x2,有=f(x1-x2)>1.

總之,因為抽象函式與函式的單調性、奇偶性等眾多性質聯絡緊密,加上本身的抽象性、多變性,所以問題型別眾多,解題方法複雜多變.儘管如此,以特殊模型代替抽象函式幫助解題或理解題意,是一種行之有效的教學方法,它能解決中學數學中大多數抽象函式問題.這樣做符合學生的年齡特徵和認知水平,學生不僅便於理解和接受,感到實在可靠,而且能使學生展開豐富的想象,以解決另外的抽象函式問題.

練習題:

1.已知:f(x+y)=f(x)+f(y)對任意實數x、y都成立,則( )

(a)f(0)=0b)f(0)=1

(c)f(0)=0或1d)以上都不對

2. 若對任意實數x、y總有f(xy)=f(x)+f(y),則下列各式中錯誤的是( )

(a)f(1)=0b)f()= f(x)

(c)f()= f(x)-f(y) (d)f(xn)=nf(x)(n∈n)

3.已知函式f(x)對一切實數x、y滿足:f(0)≠0,f(x+y)=f(x)f(y),且當x<0時,f(x)>1,則當x>0時,f(x)的取值範圍是( )

(a)(1b)(-∞,1)

(c)(0,1d)(-1,+∞)

4.函式f(x)定義域關於原點對稱,且對定義域內不同的x1、x2都有

f(x1-x2)=,則f(x)為( )

(a)奇函式非偶函式b)偶函式非奇函式

(c)既是奇函式又是偶函式 (d)非奇非偶函式

5.已知不恒為零的函式f(x)對任意實數x、y滿足f(x+y)+f(x-y)=2[f(x)+f(y)],則函式f(x)是( )

(a)奇函式非偶函式b)偶函式非奇函式

(c)既是奇函式又是偶函式 (d)非奇非偶函式

1.a2.b

3.c4.a5.b

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