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    有關抽象函數(shù)的全面探析

    時間: 劉小燕 劉永銓1 分享

    摘要:抽象函數(shù)是函數(shù)中的一類綜合性較強的問題。這類問題不僅能考查學生的數(shù)學基礎知識,更能考查學生的數(shù)學綜合能力。
    關鍵詞:抽象函數(shù);定義域;值域;對稱性
    抽象函數(shù)是一種重要的數(shù)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(shù)字和字母的函數(shù)稱為抽象函數(shù)。由于抽象函數(shù)的問題通常將函數(shù)的定義域、值域、單調(diào)性、奇偶性、周期性和圖像集于一身。這類問題考查學生對數(shù)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(shù)學的綜合能力。
      解決抽象函數(shù)的問題要求學生基礎知識扎實、抽象思維能力、綜合應用數(shù)學能力較高。所以近幾年來高考題中不斷出現(xiàn),在2009年的全國各地高考試題中,抽象函數(shù)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(shù)主要考查的內(nèi)容及其解法。
      一、抽象函數(shù)的定義域
      例1已知函數(shù)f(x)的定義域為[1,3],求出函數(shù)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<a<1時,不等式組才有解,具體為{x|1+a<x≤3-a;否則不等式組的解集為空集,這說明當且僅當0<a<1時,g(x)才能是x的函數(shù),且其定義域為(1+a,3-a]。
    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(shù)的值域
      解決抽象函數(shù)的值域問題——由定義域與對應法則決定。
      例2若函數(shù)y=f(x+1)的值域為[-1,1]求y=(3x+2)的值域。
      解析:因為函數(shù)y=f(3x+2)中的定義域與對應法則與函數(shù)y=f(x+1)的定義域與對應法則完全相同,故函數(shù)y=f(3x+2)的值域也為[-1,1]。
      三、抽象函數(shù)的奇偶性
      四、抽象函數(shù)的對稱性
    例3已知函數(shù)y=f(2x+1)是定義在R上的奇函數(shù),函數(shù)y=g(x)的圖像與函數(shù)y=f(x)的圖像關于y=x對稱,則g(x)+g(-x)的值為()
      A、2B、0C、1D、不能確定
      解析:由y=f(2x+1)求得其反函數(shù)為y=,∵y=f(2x+1)是奇函數(shù),∴y=也是奇函數(shù),∴。∴,,而函數(shù)y=g(x)的圖像與函數(shù)y=f(x)的圖像關于y=x對稱,∴g(x)+g(-x)=故選A。
    五、抽象函數(shù)的周期性
      例4、(2009全國卷Ⅰ理)函數(shù)的定義域為R,若與都是奇函數(shù),則()
      (A)是偶函數(shù)(B)是奇函數(shù)
      (C)(D)是奇函數(shù)
    解:∵與都是奇函數(shù),,
    函數(shù)關于點,及點對稱,函數(shù)是周期的周期函數(shù).,,即是奇函數(shù)。故選D
    定理1.若函數(shù)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(shù)。
    定理2.若函數(shù)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(shù)。
    定理3.若函數(shù)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(shù)。

    定理4.若函數(shù)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(shù)。
    定理5.若函數(shù)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(shù)。
    性質1:若函數(shù)f(x)滿足f(a-x)=f(a+x)及f(b-x)=f(b+x)(a≠b,ab≠0),則函數(shù)f(x)有周期2(a-b);
    性質2:若函數(shù)f(x)滿足f(a-x)=-f(a+x)及f(b-x)=-f(b+x),(a≠b,ab≠0),則函數(shù)有周期2(a-b).
    特別:若函數(shù)f(x)滿足f(a-x)=f(a+x)(a≠0)且f(x)是偶函數(shù),則函數(shù)f(x)有周期2a.
    性質3:若函數(shù)f(x)滿足f(a-x)=f(a+x)及f(b-x)=-f(b+x)(a≠b,ab≠0),則函數(shù)有周期4(a-b).
    特別:若函數(shù)f(x)滿足f(a-x)=f(a+x)(a≠0)且f(x)是奇函數(shù),則函數(shù)f(x)有周期4a。
    從以上例題可以發(fā)現(xiàn),抽象函數(shù)的考查范圍很廣,能力要求較高。但只要對函數(shù)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。
    參考文獻:
    [1]陳誠.抽象函數(shù)問題分類解析[J].數(shù)理化學習·,2008(8).

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