抽象函数常见题型解法

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高考数学总复习第十讲:抽象函数问题的题型综述

抽象函数是指没有明确给出具体的函数表达式,只是给出一些特殊关系式的函数,它是中学数学中的一个难点,因为抽象,学生解题时思维常常受阻,思路难以展开,教师对教材也难以处理,而高考中又出现过这一题型,有鉴于此,本文对这一问题进行了初步整理、归类,大概有以下几种题型:

一. 求某些特殊值

这类抽象函数一般给出定义域,某些性质及运算式而求特殊值。其解法常用“特殊值法”,即在其定义域内令变量取某特殊值而获解,关键是抽象问题具体化。

例1 定义在R 上的函数f x ()满足:f x f x ()()=-4且f x f x ()()220-+-=,求f ()2000的值。

解:由f x f x ()()220-+-=,

以t x =-2代入,有f t f t ()()-=,

∴f x ()为奇函数且有f ()00=

又由f x f x ()[()]+=--44

=-=-∴+=-+=f x f x f x f x f x ()

()

()()

()

84

故f x ()是周期为8的周期函数,

∴==f f ()()200000

例2 已知函数f x ()对任意实数x y ,都有f x y f x f y ()()()+=+,且当x >0

时,

f x f ()()>-=-012,,求f x ()在[]-21,上的值域。

解:设x x 12<

且x x R 12,∈,

则x x 210->,

由条件当x >0时,f x ()>0

∴->f x x ()210

又f x f x x x ()[()]2211=-+

=-+>f x x f x f x ()()()2111

∴f x ()为增函数,

令y x =-,则f f x f x ()()()0=+-

又令x y ==0

得f ()00=

∴-=-f x f x ()(),

故f x ()为奇函数,

∴=-=f f ()()112,f f ()()-=-=-2214

∴-f x ()[]在,21上的值域为[]-42,

二. 求参数范围

这类参数隐含在抽象函数给出的运算式中,关键是利用函数的奇偶性和它在定义域内的增减性,去掉“f ”符号,转化为代数不等式组求解,但要特别注意函数定义域的作用。

例3 已知f x ()是定义在(-11,)上的偶函数,且在(0,1)上为增函数,满足f a f a ()()---<2402,试确定a 的取值范围。

解: f x ()是偶函数,且在(0,1)上是增函数,

∴f x ()在()-10,上是减函数,

由-<-<-<-<⎧⎨⎩121141

2a a 得35<

(1)当a =2时,

f a f a f ()()()-=-=2402,不等式不成立。

(2)当32<

f a f a f a a a a a a ()()

()-<-=-⇔-<-<-<-<->-⎧⎨⎪⎩⎪<<244120

14024

32

2222解之得,

(3)当25<

f a f a ()()-<-242

=-⇔<-<<-<-<-⎧⎨⎪⎩⎪<

041

2425

解之得,

综上所述,所求a 的取值范围是()()3225,, 。

例 4 已知f x ()是定义在(]-∞,1上的减函数,若

f m x f m x (sin )(cos )221-≤++对x R ∈恒成立,求实数m 的取值范围。

解: m x m x m x m x 22223131-≤++≤-≥++⎧⎨⎪⎩

⎪sin cos sin cos

对x R ∈恒成立⇔-≤-≥++⎧⎨⎪⎩⎪m x m x m x

22231sin sin cos 对x R ∈恒成立⇔

m x m m x x x 2222311254-≤--≥+=--+⎧⎨⎪⎩

⎪s i n s i n cos (sin ) 对x R ∈恒成立,

∴-≤--≥⎧⎨⎪⎩

⎪∴-≤≤-m m m m 223115421102为所求。

三. 解不等式

这类不等式一般需要将常数表示为函数在某点处的函数值,再通过函数的单调性去掉函数符号“f ”,转化为代数不等式求解。

例 5 已知函数f x ()对任意x y R ,∈有f x f y f x y ()()()+=++2,当x >0时,f x ()>2,f ()35=,求不等式f a a ()2223--<的解集。

解:设x x R 12、∈且x x 12<

则x x 210->

∴->f x x ()212,

即f x x ()2120-->,

∴=-+=-+->∴>f x f x x x f x x f x f x f x f x ()[()]

()()()()()

22112111212

故f x ()为增函数,

又f f f f f ()()()()()3212123145=+=+-=-=

∴=∴--<=--<∴-<

2231221

1322,

因此不等式f a a ()2223--<的解集为{}a a |-<<13。

四. 证明某些问题

例6 设f x ()定义在R 上且对任意的x 有f x f x f x ()()()=+-+12,求证:f x ()是周期函数,并找出它的一个周期。

分析:这同样是没有给出函数表达式的抽象函数,其一般解法是根据所给关系式进行递推,若能得出f x T f x ()()+=(T 为非零常数)则f x ()为周期函数,且周期为T 。

证明: f x f x f x ()()()

()=+-+121 ∴+=+-+f x f x f x ()()()

()1232 ()()12+得f x f x ()()

()=-+33 由(3)得f x f x ()()()+=-+364

由(3)和(4)得f x f x ()()=+6。

上式对任意x R ∈都成立,因此f x ()是周期函数,且周期为6。

例7 已知f x ()对一切x y ,,满足f f x y f x f y ()()()()00≠+=⋅,,且当x <0时,f x ()>1,求证:(1)x >0时,01<

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