抽象函数
数学术语
抽象函数是一个数学术语。由于这类问题可以全面考查学生对函数概念和性质的理解,同时抽象函数问题又将函数的定义域值域单调性奇偶性周期性和图像集于一身,所以在高考中不断出现;如2002年上海高考卷12题,2004年江苏高考卷22题,2004年浙江高考卷12题等。
函数介绍
一般形式
不给出具体解析式,只给出函数的特殊条件或特征的函数即抽象函数。一般形式为 ,或许还附有定义域值域等,如:, 。
抽象函数分类
幂函数:;
三角函数: 其中 ;
周期为的周期函数:。
证明的例子
例 1 函数为满足的函数,且在定义域上单调递增,且。求证:。
证明 定义域:相同
∵f(1)=f(2)+f(1/2)∴f(1/2)=-1同理f(1/x)=-f(x)
∵f(x^k)=f(x*x*……*x*x)【k个x】=f(x)+f(x)+……+f(x)+f(x)【k个f(x)】=k*f(x),k∈Z且k>0(x=2时f(x^k)=k) ①
f(x^k)=f((1/x)^(-k))=f((1/x)*(1/x)*……*(1/x)*(1/x))【-k个(1/x)】=f(1/x)+f(1/x)+……+f(1/x)+f(1/x)【-k个】=(-k)*f(1/x),k∈Z且k<0(x=2时,f(x^k)=-k*f(1/2)=k)
f(x^0)=f(1)=0=0*f(x)(x=2时,f(x^k)=k=0)
∴f(2^k)=k,k∈Z②
∵p*f(2^(1/p))=f((2^(1/p))^p)=f(2^(1/p*p))=f(2)=1,k<>0且p∈Z(①)
∴f(2^(1/p))=1/p,p∈Z且p<>0
又∵② ∴f(2^(k/p))=f((2^(1/p))^k)=k*f(2^(1/p))=k*(1/p)*f(2)=k/p即f(2^m)=m对所有有理数成立 ③
任取z∈R,{1}若f(2^z)2^z(由于单调性以及③),
在(2^z,y)上必定有q=2^(z+n),z+n为有理数,n>0,
f(q)=z-n0矛盾,导出矛盾所以f(2^z)
{2}同理f(2^z)>z不成立
又∵2^z>0,有定义域
所以f(2^z)=z
令x=2^z>0,f(x)=z=以二为底2^z的对数=以二为底x的对数
证毕。(若没有单调性要先证单调性)
表达形式
f(m+x)=f(n-x) 对称轴为(m+n)/2
关于对称
周期为
解法举例
特殊值法
特殊值法是处理抽象函数选择题的有力方法。根据抽象函数具有的性质,选择一个熟悉的函数作为特殊值代入验证,可以解决大部分选择题。
例 2 定义在上的函数满足,
当时,,则函数在上 ( )
A 有最小值  B 有最大值  C 有最小值  D 有最大值
分析 许多抽象函数是由特殊函数抽象背景而得到的,如正比例函数,可抽象为,与此类似的还有
此题作为选择题可采用特殊值函数
当时
,可得在上单调递减,从而在上有最小值.
赋值法
根据所要证明的或求解的问题使自变量取某些特殊值,从而解决问题。
例 2 除了用刚才的方法外,也可采用赋值法
解 令,则由
得,
再令得得, 代入①式得.
得是一个奇函数,图像关于原点对称。
∵当x <0时,f (x) >0,
即f (x)在R上是一个减函数,可得f (x)在[a,b]上有最小值f(b)。
图象性质解法
抽象函数虽然没有给出具体的解析式,但可利用它的图象性质直接来解题,有以下结论:
结论若函数满足,则函数的图象关于对称 .
结论若函数满足,则函数是一个周期函数,周期为.
例 3 是定义在上的偶函数,且,证明是周期函数.
分析 由 ,得 的图象关于对称,又是定义在上的偶函数,图象关于轴对称,根据上述条件,可先画出符合条件的一个图,那么就可以化无形为有形,化抽象为具体。从图上直观地判断,然后再作证明。
由图可直观得, 要证其为周期函数 , 只需证.
证明
是一个周期函数.
例 4 已知定义在上的偶函数在区间上单调递减 ,
若,求实数的取值范围 .
分析 根据函数的定义域,,但是1- m和m分别在和的哪个区间内是未知的。如果就此讨论,将十分复杂,如果注意到偶函数有性质,就可避免复杂的讨论。
微分方程解法
如图所示。
参考资料
最新修订时间:2024-11-23 08:42
目录
概述
函数介绍
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