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解决选择、填空题中抽象函数问题的几个有效方法

2016-08-23周建萍

课程教育研究·中 2016年6期
关键词:奇函数增函数奇偶性

周建萍

【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)06-0123-01

在高考数学的选择题中,有一类问题的求解是学生颇感困难的,即抽象函数问题。由于此类问题中的函数为抽象函数,不像具体的函数有确定的函数解析式,也没有确定的性质可用,学生解题时往往感觉无从入手。加上此类问题大多综合考查函数的奇偶性、单调性、周期性等性质,常常还要运用到化归的数学思想和数形结合的数学思想。本文就近几年高考题中出现的抽象函数问题,谈谈解决这类问题的几种有效方法。

一、赋值法

由于抽象函数没有具体的函数解析式,求函数值时无解析式可代入,故其求函数值时常采用赋值法。

1.(四川卷)设定义在R上的函数f(x)满足f(x)·f(x+2)=13,若f(1)=2,则f(99)=( )

2.(陕西卷)定义在R上的函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y)+2xy(x,y∈R),f(1)=2,则f(-3)等于( )

A. 2 B. 3 C. 6 D. 9

解析:由于函数f(x)是抽象函数,故适合赋值法。

由已知f(x+y)=f(x)+f(y)+2xy,令x=y=0得f(0)=f(0)+f(0)+2×0×0,所以f(0)=0,令x=y=1得f(2)=f(1)+f(1)+2×1×1=6,f(3)=f(2)+ f(1)+2×2×1=12,令x=3,y=-3得f(0)=f(3)+f(-3)+2×3×(-3),因为 f(0)=0,所以f(-3)=6.故选C

二、利用函数的性质法

抽象函数问题大多涉及函数的奇偶性、周期性,单调性等性质,又由于其为抽象函数,不像具体的初等函数有确定的函数性质,因而解决这类问题必须从函数性质的定义出发,运用化归的数学思想和数形结合的数学思想等解答问题。

3.(全国卷Ⅰ)函数f(x)的定义域为R,若f(x+1)与f(x-1)都是奇函数,则( )

A.f(x)是偶函数 B.f(x)是奇函数

C.f(x)=f(x+2) D.f(x+3)是奇函数

解析:本题中涉及函数图像的平移,函数的奇偶性、周期性等性质,加上函数f(x)是抽象函数,学生往往感觉无从入手。事实上,只要抓住函数图像的平移,函数的奇偶性质的判定,问题不难解决。

∵ f(x+1)与f(x-1)都是奇函数,∴f(-x+1)=-f(x+1),f(-x-1)= -f(x-1)

∴函数f(x)关于点(1,0)及点(-1,0)对称,函数f(x)是周期为T=2|1-(-1)|=4的周期函数。f(-x-1+4)=f(x-1+4),即f(-x+3)= -f(x+3),即f(x+3)是奇函数。故选D。

三、构造函数法

4.(2015课标卷Ⅱ12题)函数f′(x)是奇函数f(x)(x∈R)的导函数,f(-1)=0,当x>0时,xf′(x)-f(x)<0,则使得f(x)>0成立的x的取值范围是( )

A.(-∞,-1)∪(0,1) B.(-1,0)∪(1,+∞)

C.(-∞,-1)∪(-1,0) D.(0,1)∪(1,+∞)

四、数形结合法

5. (山东卷)已知定义在R上的奇函数f(x),满足f(x-4)= -f(x),且在区间[0,2]上是增函数,若方程f(x)=m(m>0)在区间 [-8,8]上有四个不同的根x1,x2,x3,x4,则x1+x2+x3+x4=________.

解析:本题综合了函数的奇偶性、单调性、对称性、周期性,以及由函数图像解答方程问题,但因为函数是抽象函数,故运用数形结合的思想和函数与方程的思想解答。

因为f(x)为定义在R上的奇函数,满足f(x-4)=-f(x),所以 f(x-4)=f(-x),由f(x)为奇函数,所以函数图像关于直线x=2对称且f(0)=0,由f(x-4)=-f(x)知f(x-8)=f(x),所以函数是以8为周期的周期函数。又因为f(x)在区间[0,2]上是增函数,所以f(x)在区间[-2,0]上也是增函数。如图所示,那么方程f(x)=m(m>0)在区间[-8,8]上有四个不同的根x1,x2,x3,x4,不妨设x1

答案:-8

抽象函数问题是高考中的常考题型,其考查的核心是函数的性质:奇偶性、单调性、对称性、周期性,有时还有函数图像的变换等,更由于是用抽象函数来考查学生对这些性质的掌握,所以常常难度较大,学生往往感觉无从入手,这类问题具有一定的综合性,对学生思维能力要求极高,具有较高的区分度,不经过一定的训练学生是很难解决这类问题的。

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