浅谈抽象函数竞赛题的求解策略
2020-06-17方志平
方志平
(广东省惠州市第一中学, 516007)
抽象函数由于其外在形式高度抽象与内在性质隐而不露的特征,因而能较好地考查学生的抽象思维能力、逻辑推理能力,从而成为数学竞赛命题的热点素材.求解此类问题需要将抽象化与具体化结合起来,以化解函数抽象性带来的认知障碍.下面介绍求解的若干策略,供大家参考.
一、聚焦函数的基本性质
1.利用函数的单调性
例1(2013年全国高中数学联赛辽宁省预赛题)设函数f(x)是(0,+∞)内的单调函数,且对任意x∈(0,+∞)都有f[f(x)-log2x]=6.若x0是方程f(x)-f′(x)=4的一个解,且x0∈(a-1,a)(a∈N*),则a的值为( )
(A)1 (B)2 (C)3 (D)4
解由f(x)单调性和f[f(x)-log2x]=6知,存在唯一的实数c,使得f(x)-log2x=c,此式中再令x=c,得f(c)-log2c=c,结合f(c)=6,得log2c=6-c, 故c=4.

评注利用f(x)的单调性得到f(x)-log2x=c(常数)是求解本题的一个切入点.
例2(2017年全国高中数学联赛湖南省预赛题)设f(x) 是定义在(-∞,0)内的可导函数,其导函数为f′(x), 2f(x)+xf′(x)>x2, 则不等式(x+2 017)2f(x+2 017)-f(-1)>0 的解集为______.
解取函数F(x)=x2f(x),则F′ (x)=2xf(x)+x2f′(x)=x[2f(x)+xf′(x)]
评注由条件不等式构造函数F(x)=x2f(x),再结合构造函数的结构形式,将所求不等式合适变形是求解的关键点.
2.运用函数的奇偶性
例3(2017年全国高中数学联赛新疆维吾尔自治区预赛题)已知函数f(x)是R上的单调减奇函数,若m、n满足

则5m-n的取值范围是______.


于是5m-n=2(m+n)+3(m-n)≥7,即5m-n的取值范围是[7,+∞).

3.挖掘函数的周期性

解取x=n,y=1, 得f(n)=f(n+1)+f(n-1);同理,有f(n+1)=f(n+2)+f(n),联立得f(n+2)=-f(n-1), 故f(n+3)=-f(n), 得f(n+6)=-f(n+3)=f(n),所以函数f(x)以6为周期.从而有f(2 019)=f(336×6+3)=f(3).


评注要求f(2 019)的值,在f(x)的解析式不易获得的前提下,通常利用函数f(x)的周期性解题.
二、妙用函数图象的对称性
例5(2018年全国高中数学联赛甘肃省预赛试题)已知函数f(x)=x3+sinx(x∈R),函数g(x)满足g(x)+g(2-x)=0(x∈R),若函数h(x)=f(x-1)-g(x)恰有2 019个零点,则所有这些零点……
