9、析式
1.已知f(x)滿足2f(x)+f(1x)=3x,則f(x)= .?
解析:(解方程組法)因?yàn)?f(x)+f(1x)=3x,①
把①中的x換成1x,得2f(1x)+f(x)=3x.②
聯(lián)立①②可得2f(x)+f(1x)=3x,2f(1x)+f(x)=3x,
解此方程組可得f(x)=2x-1x(x≠0).
答案:2x-1x(x≠0)
2.已知在定義域內(nèi)單調(diào)遞增的一次函數(shù)f(x)滿足f(f(x))=4x+6,則f(x)的解析式為 .
解析:設(shè)f(x)=ax+b(a>0),則f(f(x))=f(ax+b)=a(ax+b)+b=a2x+ab+b=4x+6,于是有a2=
10、4,ab+b=6,解得a=2,b=2或a=-2,b=-6(舍去),所以f(x)=2x+2.
答案:f(x)=2x+2
3.已知f(1-cos x)=sin2x,則函數(shù)f(x)的解析式為 .?
解析:因?yàn)閒(1-cos x)=sin2x=1-cos2x,
令1-cos x=t,t∈[0,2],則cos x=1-t,
所以f(t)=1-(1-t)2=2t-t2,t∈[0,2].
即f(x)=2x-x2,x∈[0,2].
答案:f(x)=2x-x2,x∈[0,2]
1.已知f(g(x))的解析式,求f(x)的解析式,常用換元法或配湊法或兩種方法并用,換元法更具有一般性,在使
11、用時(shí)一定要注意新元的取值范圍.
2.換元法的一般方法是:令t=g(x),從中求出x=(t),然后代入表達(dá)式求出f(t),再將t換成x,得到f(x)的解析式,要注意新元的取值
范圍.
分段函數(shù)及其應(yīng)用
分段函數(shù)求值
已知f(x)=2x,x>0,f(x+1),x≤0,則f[f(43)]+f(-43)的值等于 .
解析:由題意得f(43)=2×43=83,f[f(43)]=f(83)=2×83=163.
f(-43)=f(-13)=f(23)=2×23=43,
所以f[f(43)]+f(-43)=163+43=203.
答案:203
求分段函數(shù)的函數(shù)值的策略
(1
12、)求分段函數(shù)的函數(shù)值時(shí),要先確定要求值的自變量屬于哪一區(qū)間,然后代入該區(qū)間對(duì)應(yīng)的解析式求值.
(2)當(dāng)出現(xiàn)f(f(a))的形式時(shí),應(yīng)從內(nèi)到外依次求值.
分段函數(shù)與方程
(2021·山西太原高三期中)已知函數(shù)f(x)=x2-x,x<0,x,x≥0,若f(a)=2,則實(shí)數(shù)a=( )
A.-1或2 B.2或4
C.-2或4 D.-1或4
解析:法一 當(dāng)a<0時(shí),由a2-a=2解得a=-1或a=2(舍去);
當(dāng)a≥0時(shí),由a=2可得a=4.故選D.
法二 結(jié)合選項(xiàng)可知a=2時(shí)a≠2,因此排除A,B.對(duì)于a=-2時(shí), (-2)2-(-2)=6≠2,排除C.故選D.
根據(jù)分段函
13、數(shù)的函數(shù)值求自變量的值或解方程時(shí),應(yīng)根據(jù)分段函數(shù)各段的定義域分類討論,結(jié)合各段的函數(shù)解析式求解,要注意求出的自變量的值應(yīng)滿足解析式對(duì)應(yīng)的自變量的區(qū)域.
分段函數(shù)與不等式
函數(shù)f(x)=x+1,x≤0,2x,x>0,則滿足f(x)+f(x-12)>1的x的取值范圍是 .?
解析:當(dāng)x>12時(shí),f(x)+f(x-12)=2x+2x-12>2x>2>1;
當(dāng)02x>1;
當(dāng)x≤0時(shí),f(x)+f(x-12)=x+1+(x-12)+1=2x+32,
所以f(x)+f(x-12)>1?2x+32>1?x
14、>-14,即-140,ex,x≤0,若F(x)=f(x)+x,x∈R,則F(x)的值域?yàn)? )
A.(-∞,1]
B.[2,+∞)
C.(-∞,1]∪[2,+∞)
D.(-∞,1)∪(2,+∞)
解析:當(dāng)x>0時(shí),F(x)=1x+x≥21x·x=2,當(dāng)且僅當(dāng)1x=x,即x=1時(shí)取等號(hào);當(dāng)x≤0時(shí),F(x)=ex+
15、x,根據(jù)指數(shù)函數(shù)與一次函數(shù)的單調(diào)性得F(x)是增函數(shù),F(x)≤F(0)=1,所以F(x)的值域?yàn)?-∞,1]∪[2,+∞).故選C.
分段函數(shù)的值域是各段函數(shù)值域的并集.
[針對(duì)訓(xùn)練]
1.已知函數(shù)f(x)=x+1x-2,x>2,x2+2,x≤2,則f(f(1))=( )
A.-12 B.2
C.4 D.11
解析:因?yàn)閒(1)=12+2=3,所以f(f(1))=f(3)=3+13-2=4.故選C.
2.若函數(shù)f(x)=x-1,x≤0,lgx,x>0,則不等式f(x)+1<0的解集是( )
A.(-∞,110) B.(-∞,0)∪(0,110)
C.(0,11
16、0) D.(-1,0)∪(110,+∞)
解析:由題意x≤0,x-1+1<0或x>0,lgx+1<0,
所以x<0或01的值域?yàn)椤 ??
解析:當(dāng)x<1時(shí),f(x)=x2-x+1=(x-12)2+34≥34.
當(dāng)x>1時(shí),f(x)=1x∈(0,1).
綜上可得,f(x)的值域?yàn)?0,+∞).
答案:(0,+∞)
4.已知函數(shù)f(x)=ex+1,x<0,2,x≥0,則方程f(1+x2)=f(2x)的解集是
17、 .
解析:因?yàn)?+x2≥1,所以f(1+x2)=2.方程f(1+x2)=f(2x),即f(2x)=2.
所以當(dāng)x<0時(shí),方程e2x+1=2,解得x=0,不成立;
當(dāng)x≥0時(shí),2=2成立.
所以方程f(1+x2)=f(2x)的解集是{x|x≥0}.
答案:[0,+∞)
設(shè)函數(shù)f:R→R滿足f(0)=1,且對(duì)任意x,y∈R都有f(xy+1)= f(x)f(y)-f(y)-x+2,則f(2 023)=( )
A.0 B.1
C.2 024 D.2 025
解析:令x=y=0,則f(1)=f(0)f(0)-f(0)-0+2=1×1-1-0+2=2,
令y=0,則f
18、(1)=f(x)f(0)-f(0)-x+2,
將f(0)=1,f(1)=2代入,可得f(x)=1+x,
所以f(2 023)=2 024.故選C.
已知y=f(x)是定義域?yàn)锳=x|x=sin kπ4,k∈N*且k≤4,值域?yàn)锽={π,e,3}的函數(shù),則這樣的函數(shù)共有( )
A.6個(gè) B.27個(gè)
C.64個(gè) D.81個(gè)
解析:因?yàn)锳=0,1,22,B={π,e,3},
由于函數(shù)的值域中含有3個(gè)元素,且定義域中含有3個(gè)元素,因此這是定義域與值域之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系構(gòu)成的函數(shù),因此共能構(gòu)成3×2 ×1=6個(gè)函數(shù).故選A.
已知定義在[0,+∞)上的函數(shù)f(x)滿足f(x)=2
19、f(x+1),當(dāng)x∈[0,1)時(shí),f(x)=-x2+x,則當(dāng)x∈[1,2)時(shí),f(x)=( )
A.-12-x2+3x-2 B.12-x2+3x-2
C.12x2-3x+2 D.-12x2-3x+2
解析:根據(jù)f(x)=2f(x+1)得,f(x-1)=2f(x).
當(dāng)x∈[1,2)時(shí),x-1∈[0,1),f(x-1)=-(x-1)2+x-1=-x2+3x-2,
所以f(x)=12f(x-1)=12-x2+3x-2.故選B.
如圖,定義在[-1,+∞)上的函數(shù)f(x)的圖象由一條線段及拋物線的一部分組成,則f(x)的解析式為 .?
解析:當(dāng)-1≤x≤0時(shí),設(shè)解析式
20、為y=kx+b,
由圖象得-k+b=0,b=1,解得k=1,b=1.
所以y=x+1;
當(dāng)x>0時(shí),設(shè)解析式為y=a(x-2)2-1,
因?yàn)閳D象過(guò)點(diǎn)(4,0),
所以0=a(4-2)2-1,解得a=14.
綜上,函數(shù)f(x)在[-1,+∞)上的解析式為
f(x)=x+1,-1≤x≤0,14(x-2)2-1,x>0.
答案:f(x)=x+1,-1≤x≤0,14(x-2)2-1,x>0
知識(shí)點(diǎn)、方法
基礎(chǔ)鞏固練
綜合運(yùn)用練
應(yīng)用創(chuàng)新練
函數(shù)的概念與表示
2,3,6
14
16
函數(shù)的定義域
1,4,5,7
11
分段函數(shù)
8,9,10
12,
21、13
15
1.(2021·江蘇淮安五校高三聯(lián)考)函數(shù)f(x)=1-x+lg(3x-1)的定義域?yàn)? A )
A.(13,1] B.(0,1]
C.(-∞,13) D.(0,13)
解析:要使f(x)=1-x+lg(3x-1)有意義,則有1-x≥0,3x-1>0,解得13
22、(1x)=-2x,②
將①乘以x+②得2f(-x)=2x2-2x,
所以f(-x)=x2-1x.所以f(-2)=72.故選C.
法二 根據(jù)題意,函數(shù)f(x)滿足f(1x)+1xf(-x)=2x(x≠0),
令x=2可得f(12)+12f(-2)=4,①
令x=-12可得f(-2)-2f(12)=-1,②
聯(lián)立①②解得f(-2)=72.故選C.
3.(2021·江西贛州高三期中)已知函數(shù)f(x)=2x,g(x)=x2-a,若f[g(1)]=1,則a=( B )
A.-1 B.1
C.2 D.3
解析:因?yàn)楹瘮?shù)f(x)=2x,g(x)=x2-a,所以f[g(1)]=21-a=
23、1,解得a=1.故選B.
4.(2021·湖北荊州中學(xué)高考四模)定義域是一個(gè)函數(shù)的三要素之一,已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)閇211,985],則函數(shù)g(x)=f(2 018x)+
f(2 021x)的定義域?yàn)? A )
A.[2112 018,9852 021] B.[2112 021,9852 018]
C.[2112 018,9852 018] D.[2112 021,9852 021]
解析:根據(jù)題意得211≤2 018x≤985,211≤2 021x≤985,解得x∈[2112 018,9852 021].故選A.
5.(2021·天津南開(kāi)中學(xué)高三模擬)下列四個(gè)函數(shù):①y=3
24、-x;②y=2x-1(x>0);③y=x2+2x-10;
④y=x,x≤0,1x,x>0,其中定義域與值域相同的函數(shù)的個(gè)數(shù)為( B )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:①y=3-x的定義域與值域均為R;②y=2x-1(x>0)的定義域?yàn)?0,+∞),值域?yàn)?12,+∞);③y=x2+2x-10的定義域?yàn)镽,值域?yàn)閇-11,+∞);④y=x,x≤0,1x,x>0的定義域和值域均為R.所以定義域與值域相同的函數(shù)是①④,共有2個(gè).故選B.
6.(多選題)下列函數(shù)中,滿足f(2x)=2f(x)的是( ABD )
A.f(x)=|2x| B.f(x)=x
C.f(x)=x D.f(x)
25、=x-|x|
解析:f(x)=|2x|,f(2x)=4|x|,2f(x)=4|x|,所以A正確;
f(x)=x,滿足f(2x)=2f(x),所以B正確;
f(x)=x,f(2x)=2x,2f(x)=2x,不滿足f(2x)=2f(x),所以C不正確;
f(x)=x-|x|,f(2x)=2x-2|x|,2f(x)=2x-2|x|,所以D正確.故選ABD.
7.(2021·安徽合肥高三聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)的定義域是[12,8],則f(2x)的定義域是 .?
解析:因?yàn)楹瘮?shù)f(x)的定義域是[12,8],所以12≤2x≤8,得-1≤x≤3.
所以f(2x)的定義域?yàn)閇-1,3].
26、
答案:[-1,3]
8.已知函數(shù)f(x)=x+3,x<0,x2+x-1,x≥0,則f(2)= ;不等式f(x)> f(1)的解集為 .?
解析:f(2)=22+2-1=5,
f(x)>f(1)等價(jià)于x<0,x+3>1或者x≥0,x2+x-1>1,
解得-21.
答案:5 (-2,0)∪(1,+∞)
9.設(shè)函數(shù)f(x)=x2-2(x≥2),log2x(x<2),若f(m)=7,則實(shí)數(shù)m= .?
解析:①當(dāng)m≥2時(shí),f(m)=7,即m2-2=7,解得m=3或m=-3(舍去),則m=3;
②當(dāng)m<2時(shí),f(m)=7,即log2m=7,解得m=27>
27、2,舍去.綜上可得,實(shí)數(shù)m的值為3.
答案:3
10.已知函數(shù)f(x)=(1-2a)x+3a,x<1,lnx,x≥1的值域?yàn)镽,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是 .?
解析:由題意知f(x)=ln x(x≥1)的值域?yàn)閇0,+∞),故要使f(x)的值域?yàn)镽,則必有f(x)=(1-2a)x+3a為增函數(shù),且1-2a+3a≥0,所以1-2a>0且a≥-1,解得-1≤a<12,所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是[-1,12).
答案:[-1,12)
11.設(shè)函數(shù)f(x)=lg 3+x3-x,則f(x3)+f(3x)的定義域?yàn)? B )
A.(-9,0)∪(0,9) B.(-9,-1)∪(1,9)
28、C.(-3,-1)∪(1,3) D.(-9,-3)∪(3,9)
解析:因?yàn)楹瘮?shù)f(x)=lg3+x3-x,
所以3+x3-x>0?-31或x<-1,
所以-9
29、當(dāng)x為無(wú)理數(shù)時(shí),-x為無(wú)理數(shù),則f(x)=f(-x)=0,故A正確;
當(dāng)x為有理數(shù)時(shí),方程f(f(x))=f(1)=1=f(x)成立;當(dāng)x為無(wú)理數(shù)時(shí),方程f(f(x))=f(0)=1≠f(x).所以方程f(f(x))=f(x)的解為任意有理數(shù),故B錯(cuò)誤;
因?yàn)閒(x)的值域是{0,1},故C正確;
當(dāng)x為有理數(shù)時(shí),方程f(f(x))=f(1)=1=x,解得x=1;當(dāng)x為無(wú)理數(shù)時(shí),方程f(f(x))=f(0)=1,無(wú)解,故D正確.故選ACD.
13.(多選題)已知函數(shù)f(x)=x2,-2≤x<1,-x+2,x≥1,關(guān)于函數(shù)f(x)的結(jié)論正確的是( BC )
A.f(x)的定義域?yàn)镽
30、B.f(x)的值域?yàn)?-∞,4]
C.若f(x)=2,則x的值是-2
D.f(x)<1的解集為(-1,1)
解析:函數(shù)f(x)的定義域是[-2,1)∪[1,+∞)=[-2,+∞),故A錯(cuò)誤;當(dāng)-2≤x<1時(shí)f(x)=x2,值域?yàn)閇0,4],當(dāng)x≥1時(shí),f(x)=-x+2,值域?yàn)?-∞, 1],故f(x)的值域?yàn)?-∞,1]∪[0,4]=(-∞,4],故B正確;由函數(shù)值的分布情況可知,f(x)=2在x≥1上無(wú)解,故由-2≤x<1,即f(x)=x2=2,得到x=-2,故C正確;當(dāng)-2≤x<1時(shí),令f(x)=x2<1,解得x∈(-1,1),當(dāng)x≥1時(shí),令f(x)=-x+2<1,解得x∈(1,+
31、∞),故f(x)<1的解集為(-1,1)∪(1,+∞),故D錯(cuò)誤.故選BC.
14.若一系列函數(shù)的解析式和值域相同,但其定義域不同,則稱這些函數(shù)為“同族函數(shù)”,請(qǐng)寫出一個(gè)與函數(shù)y=x2,x∈[0,2]同族的函數(shù): .?
解析:函數(shù)y=x2,x∈[0,2]的值域?yàn)閇0,4],因此其同族函數(shù)的函數(shù)解析式可以是y=x2,x∈[-2,t](0≤t≤2),也可以是y=x2,x∈[m,2](-2≤m≤0)中的任意一個(gè).
答案:y=x2,x∈[-2,1](答案不唯一,參考解析中的t,m的值)
15.設(shè)函數(shù)f(x)=x(x-1),x≥0,-f(-x),x<0,則滿足f(x)+f(x-1)<2
32、的x的取值范圍是 .?
解析:當(dāng)x<0時(shí),f(x)=-f(-x)=
-[-x(-x-1)]=-x(x+1),
①若x<0,則x-1<-1,
由f(x)+f(x-1)<2得-x(x+1)-(x-1)x<2,
即-2x2<2,即x2>-1,此式恒成立,此時(shí)x<0.
②若x≥1,則x-1≥0,
由f(x)+f(x-1)<2得x(x-1)+(x-1)(x-2)<2,
即x2-2x<0,即0
33、等式的解集為(-∞,2).
答案:(-∞,2)
16.(2021·浙江湖州高三期末)設(shè)函數(shù)f(x)=x3-3x+3(x∈R).已知a>0,且f(x)-f(a)=(x-b)(x-a)2,b∈R,則ab= .?
解析:因?yàn)閒(x)=x3-3x+3(x∈R),
所以f(x)-f(a)=x3-3x+3-(a3-3a+3)=x3-a3-3(x-a)
=(x-a)(x2+ax+a2)-3(x-a)=(x-a)[x2+ax+a2-3],
因?yàn)閒(x)-f(a)=(x-b)(x-a)2,
所以(x-a)[x2+ax+a2-3]=(x-b)(x-a)2,對(duì)任意的x恒成立,
因?yàn)閤-a不恒為0,所以x2+ax+a2-3=(x-b)(x-a).
展開(kāi)整理可得ax+a2-3=-(a+b)x+ab,
所以a=-(a+b),a2-3=ab,解得a=1,b=-2
或a=-1,b=2(舍去),
所以ab=1×(-2)=-2.
答案:-2