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抽象函数的常见题型及解题策略

2011年05月23日 15:34 佚名 点击:[]

一、抽象函数的含义及特点

在中学数学中有很多函数是以列表,图象及解析式等具体形式出现的,也有一类函数只是给出函数所具有的某些性质和运算法则,既没有列表和图像,又没有具体的函数解析式,比较抽象,给人一种无从下手的感觉,我们把这种函数称为抽象函数。

抽象函数具有概念抽象、构思新颖、隐蔽性强、灵活性大、综合程度高等特点。抽象函数常常集函数性质、图象、定义域与值域等问题于一身,既能考察函数的概念及性质,又能考察学生的数学思维能力。由于抽象函数的解析式隐含不露,表面高度抽象,使得解决此类问题时往往很棘手。因此,它是中学数学函数部分的难点。

二、抽象函数的常见解题方法

实际上,抽象函数并不是我们想象的那样困难,它必定脱胎于中学数学中常见的具体初等函数。我们只要根据题设给出的特征式,结合中学常见的初等函数,必然能发现熟悉的印记。因此在解决这类问题时,只要我们认真分析,善于联想,能根据所给条件,通过类比、观察、猜想等概括出它是由哪一种基本函数抽象而来的,再根据这种模型函数的相关性质来预测,猜想出抽象函数可能具备的性质及结论,变抽象为具体、变陌生为熟知。

处理这类以基本函数为模型的抽象函数常用方法有:赋值、代换、定义、图象等。特别指出,研究抽象函数的两大法宝就是适当地赋值和代换。

三、常见题型分析及解题策略

在近几年的高考试题中不断出现对抽象函数的考查,已经成为高考的热点问题,又由于问题本身的抽象性和它性质的隐蔽性,不少同学感到束手无策。下面通过对这类问题的常见题型分析,以期对同学们对这类问题的求解有所启发。

1.  求定义域问题

求定义域问题是高考的常见问题,一般有两种类型:

(1)    已知 的定义域,求 的定义域;

(2)    已知 的定义域,求 的定义域。

1.若函数y = 的定义域是[22],则函数y = + 的定义域为         

分析:因为x+1x-1相当于 中的x,所以

          解得

变式:已知函数 的定义域是[-11],求函数 的定义域?

分析:,因为函数的定义域是指函数的自变量x而言的,所以,函数 的定义域是[-11]是指: .由于 x-1相当于 中的x,所以函数

的定义域为[-20].所以

解题策略1.求抽象函数的定义域问题,实际上就是以函数的定义为背景.这类问题只要紧紧抓住两点:

(1).函数的定义域是指函数自变量x的取值范围;

(2).复合函数的特点:即将函数 中的 看作 中的x这一特性.

2. 值域问题

2 若函数 的值域为 ,求函数 的值域。

分析:函数 中定义域与对应法则与函数 的定义域与对应法则完全相同,故函数 的值域也为

解题策略:解决抽象函数的值域问题:

函数的值域是由函数的定义域、对应法则决定,因此,只需考查抽象函数的定义域、对应法则即可求得值域。

3.周期性与求值问题

3. R上的奇函数,且 ,求 的值。

分析:因为 ,所以 ,故6是函数 的一个周期。又 是奇函数,且在x0处有定义,所以 =0从而

解题策略:

1.解决此类问题有几个关键:

1)由题设得周期,如例3中由 ,得6是该函数的一个周期;

2)若奇函数f(x)x0处有定义,则必有f(0)=0;、

3)巧妙地赋值,赋值法是解此类问题的常用技巧。如例4中通过观察已知与未知的联系,取 ,这样便把已知条件 与欲求的 沟通了起来。

2. 抽象函数周期性

一般地,对于函数 ,如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的每一个值时,都有 = ,那么函数 就叫做周期函数。非零常数T叫做这个函数的周期。

三个常见结论:若ab是非零常数,且ab,则有

结论1(递推式与周期关系结论)

⑴若   ⑵若

⑶若     ⑷若

结论2(对称性与周期关系结论)

;

;

结论3(奇偶性与周期关系结论)

(本文中的T为函数的周期,但不一定是最小正周期)

4. 奇偶性问题

一般地,如果对于函数 定义域内的任意一个x,都有 ,则称 为这一定义域内的奇函数或偶函数。奇函数的图象关于原点对称;偶函数的图象关于y轴对称。

4. (1)已知函数 对于任意实数xy满足 ,判断 的奇偶性。

(2)已知函数 对于任意实数xy满足 ,判断 的奇偶性。

(3)已知函数 对于任意实数xy满足 ,判断 的奇偶性。

(4)已知函数 对于任意实数xy满足 ,( 0), 判断 的奇偶性。

分析:1)令y=-x, ;再令y=x=0,得 =0;即0= ,  =- 。∴ 是奇函数。

2)令y=-1,得 , ,

是偶函数.

(3)y=-1,得 , ,

是偶函数.

(4)x=0, ,再令x=y=0,可得 =1,

是偶函数.

解题策略:这是对函数性质的考查,解决此类问题时,只要根据奇偶函数的定义,抓住fx)与f-x)的关系,通过已知条件中的等式进行变量赋值 (xy是任意实数),就不难解决。

5.对称性问题

5定义在实数集上的函数f(x),对一切实数x都有 成立,若 仅有101个不同的实数根,那么所有实数根的和为(    )

分析:由已知函数f(x)的图象有对称轴x ,于是这101个根的分布也关于该对称轴对称.,即有一个根就是 ,其余100个根可分为50对,每一对的两根关于x 对称。利用中点坐标公式,这100个根的和等于 ×100150。所以有101个根的和为 ×101 .

解题策略:

1.关于函数对称性问题,实际上是考查函数的图像、性质问题。

2.常见对称:

(1) ,即函数 关于y轴对称;

(2) , 即函数 关于原点(0,0)对称;

(3) ,即函数 关于直线x=a对称;

(4) ,即函数 关于点(a,0)对称。

6.单调性问题

一般地,设函数 的定义域为I:如果对于属于定义域I内的某个区间上的任意两个自变量的值x1x2,当x1x2时(x1x2),都有 ),那么就说 在这个区间上是增函数(减函数)。

6.已知偶函数 [0,+]上是增函数,解不等式

分析一:1)当 时,x-10,1-2x0,由于 ,故原不等式即为 ,再由 [0,+]上递增,1-x>12x,即0x

2)当 x1时,x-1012x<0,从而1-x02x1>0,故原不等式可化为 ,所以1x>2x1,即 x

3)当x>1时,x1>012x<0,由 ,x1>2x1,即x<0这与x>1矛盾。

综合(1)(2)(3)得原不等式的解为0x

    解析二:由题意可知: ,解之得0x

解题策略:

1.利用单调性可以求解函数的值域、最值、递增(减)区间、解不等式等问题。

2.在例8中判断函数f(x)的奇偶性和单调性是关键;例9中解不等式 ,必须设法去掉符号“f”,而去掉符号“f ”只能依据 的单调性。当然,也可考虑运用特殊化的思想方法,即用一个满足条件的具体函数,代替抽象函数,使问题迎刃而解。这种特殊化方法在解客观题时优势特别明显。

7.求解析式问题

7. ①已知

   ②若 ,求函数 .

分析:①是形如 的问题,常用配方(配湊)或代换法解决,尤以整体代换为多;②中的 互为相反数,通过代换将其化为 的方程组求解.互为倒数的两式也有类似的作法.

解:①令     从而

.

         ②令 则有   ……⑴

再以 代换 ,得    ……………………………⑵

解⑴、⑵组成的方程组,得 ,即 .

解题策略:代换法,即将抽象函数性质中的变量进行适当的代换,使之在关系中“消失”,进而保留一个变量,使问题得到解决,是抽象函数问题的又一求解方法.

总之,因为抽象函数密切联系函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性等诸多性质,加上本身的抽象性、多变性,使得抽象函数这一难点更加扑朔迷离。因此应不断挖掘隐含,灵活运用上述解题策略,定会收到良好的效果。

 

 

 

参考书目:

[1]陈睿.关于抽象函数的一点思考[J].考试周刊,2008(15).

[2]周华生.抽象函数问题的解法()[J].中等数学,2005(2).

[3]周华生.抽象函数问题的解法()[J].中等数学,2005(3).

[4]琚国起,新题征展(58[J],中学教学,2004[10]

[5]丁明忠,2004年各地高考试题评析[J],数学通讯,200411);

[6]钱行,关于抽象函数的竞争赛[J],中学生数学,200110);

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