数形结合思想。
1.转换数与形的三条途径:
通过坐标系的建立,引入数量化静为动,以动求解。
转化,通过分析数与式的结构特点,把问题转化到另一个角度来考虑,如将转化为勾股定理或平面上两点间的距离等。
构造,比如构造一个几何图形,构造一个函数,构造一个图表等。
2.运用数形结合思想解题的三种类型及思维方法:
“由形化数” :就是借助所给的图形,仔细观察研究,提示出图形中蕴含的数量关系,反映几何图形内在的属性。
“由数化形” :就是根据题设条件正确绘制相应的图形,使图形能充分反映出它们相应的数量关系,提示出数与式的本质特征。
“数形转换” :就是根据“数”与“形”既对立,又统一的特征,观察图形的形状,分析数与式的结构,引起联想,适时将它们相互转换,化抽象为直观并提示隐含的数量关系。
一、 函数的图像与性质。
例1】 在下列图象中,二次函数与指数函数的图象只可能是( )
例2】 如图所示,单位圆中弧ab的长为x,表示弧ab与弦ab所围成的弓形面积的2倍,则函数的图象是( )
例3】 某地一年内的气温(单位:℃)与时间(月份)之间的关系如图所示,已知该年的平均气温为10℃,令表示时间段的平均气温,与之间的函数关系用下图表示,则正确的应该是( )
例4】 函数与的图像如下图:则函数的图像可能是( )
例5】 在同一平面直角坐标系中,函数和的图象关于直线对称。现将的图象沿轴向左平移2个单位,再沿轴向上平移1个单位,所得的图象是由两条线段组成的折线(如图2所示),则函数的表达式为( )
ab. cd.
例6】 已知函数,将的图象向左平移1个单位,再将图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),得到函数的图象,则函数的最大值为。
例7】 对函数定义域中任一个x的值均有,(1)求证的图象关于直线对称;(2)若函数对一切实数x都有,且方程恰好有四个不同实根,求这些实根之和。
例8】 设,若,且,则的取值范围是( )
a. b. c. d.
例9】 (丰台2011一模)对于定义域和值域均为的函数f(x),定义,,…n=1,2,3,….满足的点称为f的阶周期点.设则f的阶周期点的个数是。
例10】 (门头沟2011一模)设函数,则函数。
a) 在区间内均有零点
b) 在区间内均无零点。
c) 在区间内有零点,在区间内无零点。
d) 在区间内无零点,在区间内有零点。
例11】 直线与曲线有四个交点,则的取值范围是。
例12】 (湖南2010理)用表示两数中的最小值.若函数的图像关于直线对称,则的值为( )
a.-2 b.2 c.-1 d.1
例13】 (浙江2010理)设函数的集合,平面上点的集合,则在同一直角坐标系中,p中函数的图象恰好经过q中两个点的函数的个数是( )
a.4 b.6 c.8 d.10
二、 函数的综合。
例14】 (海淀2010期中)已知函数,的图象经过和两点,如图所示,且函数的值域为。过动点作轴的垂线,垂足为,连接。
i)求函数的解析式;
ⅱ)记的面积为,求的最大值。
例15】 已知是二次函数,不等式的解集是且在区间上的最大值是12.
i)求的解析式;
ii)是否存在实数使得方程在区间内有且只有两个不等的实数根?若存在,求出m的取值范围;若不存在,说明理由。
例16】 (宣武模拟)已知:函数,其中表示不超过的最大整数。如
(1)判断的奇偶性;
(2)若求的值域;
(3)若的值域为,现将,中的元素的个数记为。试求与的关系,并进一步求出的表达式。
例17】 (海淀模拟)已知函数的定义域为,且满足下列条件:
对于任意,总有,且;
若则有。ⅰ)求的值;
ⅱ)求证:
ⅲ)当时,试证明:.
例18】 (海淀模拟)已知函数,满足:
对任意,都有;
对任意都有。
i)试证明:为上的单调增函数;
ii)求;iii)令,试证明:.
例19】 (东城模拟)已知函数满足下列条件:
1)函数定义域为;
2)对于任意,且,;
3)对于满足条件的任意两个数,有。
ⅰ)证明:对于任意的,有;
ⅱ)证明:对于任意的,有;
ⅲ)不等式对于一切都成立吗?
例20】 (海淀模拟)一个函数,如果对任意一个三角形,只要它的三边长都在的定义域内,就有也是某个三角形的三边长,则称为“保三角形函数”.
i)判断,,中,哪些是“保三角形函数”,哪些不是,并说明理由;
ii)如果是定义在上的周期函数,且值域为,证明不是“保三角形函数”;
iii)若函数, 是“保三角形函数”,求的最大值.
可以利用公式)
例21】 (石景山模拟)对于定义域为的函数,若同时满足:①在内单调递增或单调递减;②存在区间,使在上的值域为;那么把函数()叫做闭函数.
ⅰ)求闭函数符合条件②的区间;
ⅱ)判断函数是否为闭函数?并说明理由;
ⅲ)若是闭函数,求实数的取值范围.
例22】 (海淀模拟)已知定义在上的函数满足:,,且对于任意实数,总有
成立。i)求的值,并证明函数为偶函数;
ii)定义数列:,求证:为等比数列;
iii)若对于任意非零实数,总有。设有理数满足,判断和的大小关系,并证明你的结论。
例23】 (崇文模拟)已知函数和.其中.
ⅰ)若函数与的图像的一个公共点恰好在x轴上,求的值;
ⅱ)若函数与图像相交于不同的两点a、b,o为坐标原点,试问:△oab的面积s有没有最值?如果有,求出最值及所对应的的值;如果没有,请说明理由.
ⅲ)若和是方程的两根,且满足,证明:当时,.
1. 讨论函数单调性必须在定义域内进行,即函数的单调增减区间是其定义域的子集,因此讨论函数单调性,必须先确定函数的定义域。
2. 函数的单调性是一个“区间概念”,即使一个函数在定义域的几个区间上都是增(减)函数,也不能说这个函数在其定义域上增(减)函数。
3. 函数单调性的变化是求最值和值域的主要依据,函数的单调区间求出后,在判断其增减性,是求最值和值域的前提,当然,函数图像也是函数单调性的最直观体现。
4. 函数可以是奇函数也可以是偶函数,也可以是既是奇函数又是偶函数,也可以两者都不是,但是必须的注意的是,研究函数的奇偶性必须明确函数的定义域是否关于原点对称。
5. 综合利用函数的性质和图像,利用数形结合思想,分类讨论思想,函数与方程的思想综合解答函数。
习题1】 (丰台2011二模)已知a>0且a≠1,函数,,在同一坐标系中的图象可能是( )
习题2】 (东城2011一模)已知函数对任意的有,且当时,,则函数的大致图像为。
ab)cd)
习题3】 (北京2011理)设a(0,0),b(4,0),c(,4),d(t,4)()记n(t)为平行四边形abcd内部(不含边界)的整点的个数,其中整数点是指横、纵坐标都是整数的点,则函数n(t)的值域为 a.c.
习题4】 (新课标2011理)函数的图像与函数的图像所有交点横坐标之和等于( )
a.2 b.4 c.6d.8
习题5】 (海淀2010期中)已知函数,则的最小值为
a. -4b. 2 cd.4
习题6】 定义域和值域均为(常数)的函数和的图像如图所示,给出下列四个命题:
1)方程有且仅有三个解;
2)方程有且仅有三个解;
3)方程有且仅有九个解;
4)方程有且仅有一个解。
那么,其中正确命题的个数是。
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