幾個抽象函式問題的粗淺分析

General 更新 2024年05月22日
      抽象函式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式稱為抽象函式.由於抽象函式的問題通常將函式的定義域、值域、單調性、奇偶性、週期性和影象集於一身.這類問題考查學生對數學符號語言的理解和接受能力、對一般和特殊關係的認識以及數學的綜合能力. 
  解決抽象函式的問題要求學生基礎知識紮實、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,抽象函式遍地開花.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式主要考查的內容及其解法. 
        一、抽象函式的定義域 
        例1已知函式f***x***的定義域為[1,3],求出函式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的函式,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、抽象函式的值域 
  解決抽象函式的值域問題——由定義域與對應法則決定. 
        例2若函式y=f***x+1***的值域為[-1,1]求y=***3x+2***的值域. 
  解析:因為函式y=f***3x+2***中的定義域與對應法則與函式y=f***x+1***的定義域與對應法則    完全相同,故函式y=f***3x+2***的值域也為[-1,1]. 
        三、抽象函式的奇偶性 
        例3若y=f***x***是偶函式,y= f***x-1***是奇函式,求 f***2007***=?                                            
        解析:因為y=f***x-1***是奇函式,所以y=f***-x-1***=-f***x-1***{為什麼?};因為 y=f***x***是偶函式,所以f***-x-1***=f***x+1***{為什麼?};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***是奇函式,所以f***0***=0=f***-1***=f***2007*** 
        四、抽象函式的對稱性 
        例4已知函式y=f***2x+1***是定義在R上的奇函式,函式y=g***x***的影象與函式y=f***x***的影象關於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***求得其反函式為y=[f (x)-1]/2,∵ y=f***2x+1*** 是奇函式,
        ∴y=[f (x)-1]/2也是奇函式,∴[f (x)-1]/2+[f (-x)-1]/2=0  ∴f (x)+f (-x)=2,而函式y=g***x***的影象與函式y=f***x***的影象關於y=x對稱,∴g***x***+ g***-x***= f (x)+f (-x)故選A . 
        五、抽象函式的週期性 
  例5、(2009全國卷Ⅰ理)函式的定義域為R,若f***x+1***與f***x-1***都是奇函式,則***    ***          
  ***A*** f***x***是偶函式         ***B*** f***x***是奇函式   
  ***C*** f***x***= f***x+2***           ***D*** f***x+3***是奇函式 
        解: ∵f***x+1***與f***x-1***都是奇函式,, 
        函式關於***-1,0***點,及點***1,0***對稱,函式是週期為4的周期函式.,所以f***x+3***= f***x-1***,即f***x+3***是奇函式.故選D 
       關於抽象函式的週期性有如下的幾個定理和性質,由於篇幅問題,推導就省略了.
定理1.若函式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為週期的周期函式. 
        定理2.若函式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)為週期的周期函式. 
        定理3.若函式y=f ***x***的影象關於直線 x=a與 x=b  (a≠b***對稱,則y=f ***x*** 是以T=2***b-a***為週期的周期函式. 轉貼於 中國論文下載中
et 定理4.若函式y=f ***x***的影象關於點(a,0***與點***b,0*** , ***a≠b***對稱,則y=f ***x*** 是以 T=2***b-a***為週期的周期函式. 
        定理5.若函式y=f ***x***的影象關於直線 x=a與 點***b,0***,***a≠b***對稱,則y=f ***x*** 是以 T=4***b-a***為週期的周期函式. 
        性質1:若函式f***x***滿足f***a-x***=f***a+x***及f***b-x***=f***b+x*** ***a≠b,ab≠0***,則函式f***x***有周期2***a-b***; 
        性質2:若函式f***x***滿足f***a-x***= - f***a+x***及f***b-x***=- f***b+x***,***a≠b,ab≠0***,則函式有周期2***a-b***. 
        特別:若函式f***x***滿足f***a-x***=f***a+x*** (a≠0)且f***x***是偶函式,則函式f***x***有周期2a. 
        性質3:若函式f***x***滿足f***a-x***=f***a+x***及f***b-x***= - f***b+x*** ***a≠b,ab≠0***, 則函式有周期4***a-b***. 
        特別:若函式f***x***滿足f***a-x***=f***a+x*** (a≠0)且f***x***是奇函式,則函式f***x***有周期4a. 
        從以上例題可以發現,抽象函式的考查範圍很廣,能力要求較高.但只要對函式的基本性質熟,掌握上述有關的結論和型別題相應的解法,則會得心應手.

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