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多点思维 多点开花
——以2018年全国Ⅱ文第12题为例

2021-08-05刘美景

数理化解题研究 2021年19期
关键词:奇函数定义域一题

刘美景

(江苏省徐州市侯集高级中学 221121)

著名数学家苏步青在《谈谈怎样学好数学》中写到:“正确地理解数学的基本概念之所以重要,是因为它是掌握数学基础知识的前提.犹如造房屋那样,基础打得牢靠些,将来在它的上面造起来的房屋就不会坍毁.”在解决一些数学问题时,一定要充分理解数学的基本概念与基本性质,挖掘内涵,这才是解决问题的本质.2018年高考全国Ⅱ卷文科第12题中的函数问题,就是一道可以充分深挖内涵、巧妙拓展的好题.

一、真题在线

高考真题(2018·全国Ⅱ文·12,理·11)已知f(x)是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,满足f(1-x)=f(1+x).若f(1)=2,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=( ).

A.-50 B.0 C.2 D.50

二、多向思维

结合抽象函数的基本性质与关系式,通过奇函数的性质、周期函数等来转化与处理,可以直接利用函数的基本性质来切入,也可以借助特殊函数的引入来解决.

思维角度1(函数基本性质法1)

解法1 由于f(x)是奇函数,且满足f(1-x)=f(1+x),则有f(x+1)=f(1-x)=-f(x-1),可得f(x+4)=-f(x+2)=f(x),所以f(x)的周期为T=4.

结合f(x+1)=-f(x-1),f(1)=2,可得f(3)=-f(1)=-2,而f(2)=f(-2)=-f(2),可得f(2)=0,则有f(4)=-f(2)=0,则有f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=0.

所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=12×0+f(49)+f(50)=f(1)+f(2)=2,故选C.

思维角度2(函数基本性质法2)

解法2 由于f(x)是奇函数,且满足f(1-x)=f(1+x),则有f(x+1)=f(1-x)=-f(x-1),可得f(x+4)=-f(x+2)=f(x),所以f(x)的周期为T=4.

而f(x)是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,则有f(0)=0.结合f(x+1)=-f(x-1),f(1)=2,可得f(3)=-f(1)=-2,f(2)=-f(0)=0,则有f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=0.

所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=12×0+f(49)+f(50)=f(1)+f(2)=2,故选C.

思维角度3(特殊函数法1)

所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=12×0+f(49)+f(50)=f(1)+f(2)=2,故选C.

三、拓展变式

通过深入分析该题,改变条件,拓展思维,可以得到意想不到的效果,真正达到“认真解答一个题,拓广解决一类题,变式深化一片题,思维能力一起高”的美好目的.

变式方向1 改变条件,转化求解代数式

变式1 已知f(x)是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,满足f(1-x)=f(1+x).若f(1)=2,则f(2018)+f(2019)=( ).

A.2018 B.-2 C.2 D.2019

解析由于f(x)是奇函数,且满足f(1-x)=f(1+x),则有f(x+1)=f(1-x)=-f(x-1),可得f(x+4)=-f(x+2)=f(x),所以f(x)的周期为T=4.

而f(x)是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,则有f(0)=0,可得f(2018)=f(504×4+2)=f(2)=f(0)=0,f(2019)=f(505×4-1)=f(-1)=-f(1)=-2.

所以f(2018)+f(2019)=0-2=-2.故选B.

变式方向2改变条件,增加和式

变式2 已知f(x)是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,满足f(1-x)=f(1+x).若f(1)=2,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2018)=( ).

A.-2018 B.0 C.2 D.2018

解析由于f(x)是奇函数,且满足f(1-x)=f(1+x),则有f(x+1)=f(1-x)=-f(x-1),可得f(x+4)=-f(x+2)=f(x),所以f(x)的周期为T=4.结合f(x+1)=-f(x-1),f(1)=2,可得f(3)=-f(1)=-2,而f(2)=f(-2)=-f(2),可得f(2)=0,则有f(4)=-f(2)=0,则有f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=0.

所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2018)=504×0+f(2017)+f(2018)=f(1)+f(2)=2,故选C.

变式方向3改变条件,给出给定区间的函数解析式

变式3 已知f(x)是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,满足f(1-x)=f(1+x).当x∈(0,1]时,f(x)=2x3,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2018)=( ).

A.-2018 B.0 C.2 D.2018

解析由于f(x)是奇函数,且满足f(1-x)=f(1+x),则有f(x+1)=f(1-x)=-f(x-1),可得f(x+4)=-f(x+2)=f(x),所以f(x)的周期为T=4,而f(x)是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,则有f(0)=0,而当x∈(0,1]时,f(x)=2x3,可得f(1)=2,结合f(x+1)=-f(x-1),可得f(3)=-f(1)=-2,f(2)=-f(0)=0,则有f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=0,所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2018)=504×0+f(2017)+f(2018)=f(1)+f(2)=2,故选C.

变式方向4改变条件,增加三角函数内容

A.-2018 B.0 C.2 D.2018

而f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=2+0-2+0=0,所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2018)=504×0+f(2017)+f(2018)=f(1)+f(2)=2,故选C.

罗增儒教授说过:“一旦获解,就立即产生感情上的满足,从而导致心理封闭,忽视解题后的再思考,恰好错过了提高的机会,无异于入宝山而空返.”通过一题多解,一题多变等实践,没有停留在原有的解出题目的基础上,而是解题后进行了变式探究.通过一题多变,培养学生的转向机智及思维的应变性,实现提高发散思维的变通性.把课本练习题、考题等通过变换条件,变换结论,变换命题等,使之变为更有价值,有新意的新问题,从而应用更多的知识来解决问题,获得“一题多练”“一题多得”的效果.

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