有關抽象函數的全面探析論文
摘要:抽象函數是函數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學基礎知識,更能考查學生的數學綜合能力。
關鍵詞:抽象函數;定義域;值域;對稱性
抽象函數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數稱為抽象函數。由于抽象函數的問題通常將函數的定義域、值域、單調性、奇偶性、周期性和圖像集于一身。這類問題考查學生對數學符號語言的理解和接受能力、對一般和特殊關系的認識以及數學的綜合能力。
解決抽象函數的問題要求學生基礎知識扎實、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,抽象函數遍地開花。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主要考查的內容及其解法。
一、抽象函數的定義域
例1已知函數f(x)的定義域為[1,3],求出函數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,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、抽象函數的值域
解決抽象函數的值域問題——由定義域與對應法則決定。
例2若函數y=f(x+1)的值域為[-1,1]求y=(3x+2)的值域。
解析:因為函數y=f(3x+2)中的定義域與對應法則與函數y=f(x+1)的定義域與對應法則完全相同,故函數y=f(3x+2)的值域也為[-1,1]。
三、抽象函數的奇偶性
四、抽象函數的對稱性
例3已知函數y=f(2x+1)是定義在R上的奇函數,函數y=g(x)的圖像與函數y=f(x)的圖像關于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)求得其反函數為y=,∵ y=f(2x+1) 是奇函數,∴y=也是奇函數,∴! , ,而函數y=g(x)的圖像與函數y=f(x)的圖像關于y=x對稱,∴g(x)+ g(-x)=故選A 。
五、抽象函數的周期性
例4、(2009全國卷Ⅰ理)函數的定義域為R,若與都是奇函數,則( )
(A) 是偶函數 (B) 是奇函數
(C) (D) 是奇函數
解: ∵與都是奇函數,,
函數關于點,及點對稱,函數是周期的周期函數.,,即是奇函數。故選D
定理1.若函數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。
定理2.若函數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。
定理3.若函數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。
定理4.若函數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。
定理5.若函數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。
性質1:若函數f(x)滿足f(a-x)=f(a+x)及f(b-x)=f(b+x) (a≠b,ab≠0),則函數f(x)有周期2(a-b);
性質2:若函數f(x)滿足f(a-x)= - f(a+x)及f(b-x)=- f(b+x),(a≠b,ab≠0),則函數有周期2(a-b).
特別:若函數f(x)滿足f(a-x)=f(a+x) (a≠0)且f(x)是偶函數,則函數f(x)有周期2a.
性質3:若函數f(x)滿足f(a-x)=f(a+x)及f(b-x)= - f(b+x) (a≠b,ab≠0), 則函數有周期4(a-b).
特別:若函數f(x)滿足f(a-x)=f(a+x) (a≠0)且f(x)是奇函數,則函數f(x)有周期4a。
從以上例題可以發現,抽象函數的考查范圍很廣,能力要求較高。但只要對函數的基本性質熟,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.抽象函數問題分類解析[J].數理化學習·,2008(8).
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