高中生物一輪復(fù)習(xí)教案
發(fā)表時間:2020-12-01高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)函數(shù)的奇偶性與周期性學(xué)案附答案。
學(xué)案6函數(shù)的奇偶性與周期性
導(dǎo)學(xué)目標(biāo):1.了解函數(shù)奇偶性、周期性的含義.2.會判斷奇偶性,會求函數(shù)的周期.3.會做有關(guān)函數(shù)單調(diào)性、奇偶性、周期性的綜合問題.
自主梳理
1.函數(shù)奇偶性的定義
如果對于函數(shù)f(x)定義域內(nèi)任意一個x,都有______________,則稱f(x)為奇函數(shù);如果對于函數(shù)f(x)定義域內(nèi)任意一個x,都有____________,則稱f(x)為偶函數(shù).
2.奇偶函數(shù)的性質(zhì)
(1)f(x)為奇函數(shù)f(-x)=-f(x)f(-x)+f(x)=____;
f(x)為偶函數(shù)f(x)=f(-x)=f(|x|)f(x)-f(-x)=____.
(2)f(x)是偶函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于____軸對稱;f(x)是奇函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于________
對稱.
(3)奇函數(shù)在對稱的單調(diào)區(qū)間內(nèi)有相同的單調(diào)性;偶函數(shù)在對稱的單調(diào)區(qū)間內(nèi)有________的單調(diào)性.
3.函數(shù)的周期性
(1)定義:如果存在一個非零常數(shù)T,使得對于函數(shù)定義域內(nèi)的任意x,都有f(x+T)=________,則稱f(x)為________函數(shù),其中T稱作f(x)的周期.若T存在一個最小的正數(shù),則稱它為f(x)的________________.
(2)性質(zhì):①f(x+T)=f(x)常常寫作f(x+T2)=f(x-T2).
②如果T是函數(shù)y=f(x)的周期,則kT(k∈Z且k≠0)也是y=f(x)的周期,即f(x+kT)=f(x).
③若對于函數(shù)f(x)的定義域內(nèi)任一個自變量的值x都有f(x+a)=-f(x)或f(x+a)=1fx或f(x+a)=-1fx(a是常數(shù)且a≠0),則f(x)是以______為一個周期的周期函數(shù).
自我檢測
1.已知函數(shù)f(x)=(m-1)x2+(m-2)x+(m2-7m+12)為偶函數(shù),則m的值是()
A.1B.2C.3D.4
2.(2011茂名月考)如果奇函數(shù)f(x)在區(qū)間[3,7]上是增函數(shù)且最大值為5,那么f(x)在區(qū)間[-7,-3]上是()
A.增函數(shù)且最小值是-5
B.增函數(shù)且最大值是-5
C.減函數(shù)且最大值是-5
D.減函數(shù)且最小值是-5
3.函數(shù)y=x-1x的圖象()
A.關(guān)于原點對稱
B.關(guān)于直線y=-x對稱
C.關(guān)于y軸對稱
D.關(guān)于直線y=x對稱
4.(2009江西改編)已知函數(shù)f(x)是(-∞,+∞)上的偶函數(shù),若對于x≥0,都有f(x+2)=f(x),且當(dāng)x∈[0,2)時,f(x)=log2(x+1),則f(-2012)+f(2011)的值為()
A.-2B.-1C.1D.2
5.(2011開封模擬)設(shè)函數(shù)f(x)=x+1x+ax為奇函數(shù),則a=________.
探究點一函數(shù)奇偶性的判定
例1判斷下列函數(shù)的奇偶性.
(1)f(x)=(x+1)1-x1+x;(2)f(x)=x(12x-1+12);
(3)f(x)=log2(x+x2+1);(4)f(x)=x2+x,x0,-x2+x,x0.
變式遷移1判斷下列函數(shù)的奇偶性.
(1)f(x)=x2-x3;
(2)f(x)=x2-1+1-x2;
(3)f(x)=4-x2|x+3|-3.
探究點二函數(shù)單調(diào)性與奇偶性的綜合應(yīng)用
例2函數(shù)y=f(x)(x≠0)是奇函數(shù),且當(dāng)x∈(0,+∞)時是增函數(shù),若f(1)=0,求不等式f[x(x-12)]0的解集.
變式遷移2(2011承德模擬)已知函數(shù)f(x)=x3+x,對任意的m∈[-2,2],f(mx-2)+f(x)0恒成立,則x的取值范圍為________.
探究點三函數(shù)性質(zhì)的綜合應(yīng)用
例3(2009山東)已知定義在R上的奇函數(shù)f(x),滿足f(x-4)=-f(x),且在區(qū)間[0,2]上是增函數(shù),若方程f(x)=m(m0),在區(qū)間[-8,8]上有四個不同的根x1,x2,x3,x4,則x1+x2+x3+x4=________.
變式遷移3定義在R上的函數(shù)f(x)是偶函數(shù),且f(x)=f(2-x).若f(x)在區(qū)間[1,2]上是減函數(shù),則f(x)()
A.在區(qū)間[-2,-1]上是增函數(shù),在區(qū)間[3,4]上是增函數(shù)
B.在區(qū)間[-2,-1]上是增函數(shù),在區(qū)間[3,4]上是減函數(shù)
C.在區(qū)間[-2,-1]上是減函數(shù),在區(qū)間[3,4]上是增函數(shù)
D.在區(qū)間[-2,-1]上是減函數(shù),在區(qū)間[3,4]上是減函數(shù)
轉(zhuǎn)化與化歸思想的應(yīng)用
例(12分)函數(shù)f(x)的定義域為D={x|x≠0},且滿足對于任意x1,x2∈D,有f(x1x2)=f(x1)+f(x2).
(1)求f(1)的值;
(2)判斷f(x)的奇偶性并證明你的結(jié)論;
(3)如果f(4)=1,f(3x+1)+f(2x-6)≤3,且f(x)在(0,+∞)上是增函數(shù),求x的取值范圍.
【答題模板】
解(1)∵對于任意x1,x2∈D,有f(x1x2)=f(x1)+f(x2),
∴令x1=x2=1,得f(1)=2f(1),∴f(1)=0.[2分]
(2)令x1=x2=-1,有f(1)=f(-1)+f(-1),
∴f(-1)=12f(1)=0.[4分]
令x1=-1,x2=x有f(-x)=f(-1)+f(x),
∴f(-x)=f(x),∴f(x)為偶函數(shù).[6分]
(3)依題設(shè)有f(4×4)=f(4)+f(4)=2,
f(16×4)=f(16)+f(4)=3,[7分]
∵f(3x+1)+f(2x-6)≤3,
即f((3x+1)(2x-6))≤f(64)[8分]
∵f(x)為偶函數(shù),
∴f(|(3x+1)(2x-6|)≤f(64).[10分]
又∵f(x)在(0,+∞)上是增函數(shù),f(x)的定義域為D.
∴0|(3x+1)(2x-6)|≤64.[11分]
解上式,得3x≤5或-73≤x-13或-13x3.
∴x的取值范圍為{x|-73≤x-13或-13x3或3x≤5}.[12分]
【突破思維障礙】
在(3)中,通過變換已知條件,能變形出f(g(x))≤f(a)的形式,但思維障礙在于f(x)在(0,+∞)上是增函數(shù),g(x)是否大于0不可而知,這樣就無法脫掉“f”,若能結(jié)合(2)中f(x)是偶函數(shù)的結(jié)論,則有f(g(x))=f(|g(x)|),又若能注意到f(x)的定義域為{x|x≠0},這才能有|g(x)|0,從而得出0|g(x)|≤a,解之得x的范圍.
【易錯點剖析】
在(3)中,由f(|(3x+1)(2x-6)|)≤f(64)脫掉“f”的過程中,如果思維不縝密,不能及時回顧已知條件中函數(shù)的定義域中{x|x≠0},易出現(xiàn)0≤|(3x+1)(2x-6)|≤64,導(dǎo)致結(jié)果錯誤.
1.正確理解奇函數(shù)和偶函數(shù)的定義,必須把握好兩個問題:①定義域在數(shù)軸上關(guān)于原點對稱是函數(shù)f(x)為奇函數(shù)或偶函數(shù)的必要非充分條件;②f(-x)=-f(x)或f(-x)=f(x)是定義域上的恒等式.
2.奇偶函數(shù)的定義是判斷函數(shù)奇偶性的主要依據(jù).為了便于判斷函數(shù)的奇偶性,有時需要先將函數(shù)進(jìn)行化簡,或應(yīng)用定義的等價形式:f(-x)=±f(x)f(-x)±f(x)=0f-xfx=±1(f(x)≠0).
3.奇函數(shù)的圖象關(guān)于原點對稱,偶函數(shù)的圖象關(guān)于y軸對稱,反之也真.利用這一性質(zhì)可簡化一些函數(shù)圖象的畫法,也可以利用它判斷函數(shù)的奇偶性.
4.關(guān)于函數(shù)周期性常用的結(jié)論:對于函數(shù)f(x),若有f(x+a)=-f(x)或f(x+a)=1fx或f(x+a)=-1fx(a為常數(shù)且a≠0),則f(x)的一個周期為2a
(滿分:75分)[正能量句子 www.277433.CoM]
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.(2011吉林模擬)已知f(x)=ax2+bx是定義在[a-1,2a]上的偶函數(shù),那么a+b的值為()
A.-13B.13
C.12D.-12
2.(2010銀川一中高三年級第四次月考)已知定義域為{x|x≠0}的函數(shù)f(x)為偶函數(shù),且f(x)在區(qū)間(-∞,0)上是增函數(shù),若f(-3)=0,則fxx0的解集為()
A.(-3,0)∪(0,3)
B.(-∞,-3)∪(0,3)
C.(-∞,-3)∪(3,+∞)
D.(-3,0)∪(3,+∞)
3.(2011鞍山月考)已知f(x)是定義在R上的偶函數(shù),并滿足f(x+2)=-1fx,當(dāng)1≤x≤2時,f(x)=x-2,則f(6.5)等于()
A.4.5B.-4.5
C.0.5D.-0.5
4.(2010山東)設(shè)f(x)為定義在R上的奇函數(shù).當(dāng)x≥0時,f(x)=2x+2x+b(b為常數(shù)),則f(-1)等于()
A.3B.1C.-1D.-3
5.設(shè)函數(shù)f(x)滿足:①y=f(x+1)是偶函數(shù);②在[1,+∞)上為增函數(shù),則f(-1)與f(2)大小關(guān)系是()
A.f(-1)f(2)B.f(-1)f(2)
C.f(-1)=f(2)D.無法確定
題號12345
答案
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.(2010遼寧部分重點中學(xué)5月聯(lián)考)若函數(shù)f(x)=x-1,x0,a,x=0,x+b,x0是奇函數(shù),則a+b=________.
7.(2011咸陽月考)設(shè)函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),若f(x)滿足f(x+3)=f(x),且f(1)1,f(2)=2m-3m+1,則m的取值范圍是________.
8.已知函數(shù)f(x)是R上的偶函數(shù),g(x)是R上的奇函數(shù),且g(x)=f(x-1),若f(2)=2,則f(2010)的值為________.
三、解答題(共38分)
9.(12分)(2011汕頭模擬)已知f(x)是定義在[-6,6]上的奇函數(shù),且f(x)在[0,3]上是x的一次式,在[3,6]上是x的二次式,且當(dāng)3≤x≤6時,f(x)≤f(5)=3,f(6)=2,求f(x)的表達(dá)式.
10.(12分)設(shè)函數(shù)f(x)=x2-2|x|-1(-3≤x≤3)
(1)證明f(x)是偶函數(shù);
(2)畫出這個函數(shù)的圖象;
(3)指出函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間,并說明在各個單調(diào)區(qū)間上f(x)是增函數(shù)還是減函數(shù);
(4)求函數(shù)的值域.
11.(14分)(2011舟山調(diào)研)已知函數(shù)f(x)=x2+ax(x≠0,常數(shù)a∈R).
(1)討論函數(shù)f(x)的奇偶性,并說明理由;
(2)若函數(shù)f(x)在[2,+∞)上為增函數(shù),求實數(shù)a的取值范圍.
答案自主梳理
1.f(-x)=-f(x)f(-x)=f(x)
2.(1)00(2)y原點(3)相反
3.(1)f(x)周期最小正周期(2)③2a
自我檢測
1.B[因為f(x)為偶函數(shù),所以奇次項系數(shù)為0,即m-2=0,m=2.]
2.A[奇函數(shù)的圖象關(guān)于原點對稱,對稱區(qū)間上有相同的單調(diào)性.]
3.A[由f(-x)=-f(x),故函數(shù)為奇函數(shù),圖象關(guān)于原點對稱.]
4.C[f(-2012)+f(2011)=f(2012)+f(2011)=f(0)+f(1)=log21+log2(1+1)=1.]
5.-1
解析∵f(-1)=0,∴f(1)=2(a+1)=0,
∴a=-1.代入檢驗f(x)=是奇函數(shù),故a=-1.
課堂活動區(qū)
例1解題導(dǎo)引判斷函數(shù)奇偶性的方法.
(1)定義法:用函數(shù)奇偶性的定義判斷.(先看定義域是否關(guān)于原點對稱).
(2)圖象法:f(x)的圖象關(guān)于原點對稱,則f(x)為奇函數(shù);f(x)的圖象關(guān)于y軸對稱,則f(x)為偶函數(shù).
(3)基本函數(shù)法:把f(x)變形為g(x)與h(x)的和、差、積、商的形式,通過g(x)與h(x)的奇偶性判定出f(x)的奇偶性.
解(1)定義域要求≥0且x≠-1,
∴-1x≤1,∴f(x)定義域不關(guān)于原點對稱,
∴f(x)是非奇非偶函數(shù).
(2)函數(shù)定義域為(-∞,0)∪(0,+∞).
∵f(-x)=-x
=-x=
==f(x).
∴f(x)是偶函數(shù).
(3)函數(shù)定義域為R.
∵f(-x)=log2(-x+x2+1)
=log21x+x2+1=-log2(x+x2+1)
=-f(x),
∴f(x)是奇函數(shù).
(4)函數(shù)的定義域為(-∞,0)∪(0,+∞).
當(dāng)x0時,-x0,則
f(-x)=-(-x)2-x=-(x2+x)=-f(x);
當(dāng)x0時,-x0,則
f(-x)=(-x)2-x=x2-x=-(-x2+x)=-f(x).
∴對任意x∈(-∞,0)∪(0,+∞)都有f(-x)=-f(x).
故f(x)為奇函數(shù).
變式遷移1解(1)由于f(-1)=2,f(1)=0,f(-1)≠f(1),f(-1)≠-f(1),從而函數(shù)f(x)既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù).
(2)f(x)的定義域為{-1,1},關(guān)于原點對稱,又f(-1)=f(1)=0,f(-1)=-f(1)=0,∴f(x)既是奇函數(shù)又是偶函數(shù).
(3)由4-x2≥0|x+3|≠3得,f(x)定義域為[-2,0)∪(0,2].
∴定義域關(guān)于原點對稱,
又f(x)=4-x2x,f(-x)=-4-x2x
∴f(-x)=-f(x)
∴f(x)為奇函數(shù).
例2解題導(dǎo)引本題考查利用函數(shù)的單調(diào)性和奇偶性解不等式.解題的關(guān)鍵是利用函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性化“抽象的不等式”為“具體的代數(shù)不等式”.
在關(guān)于原點對稱的兩個區(qū)間上,奇函數(shù)的單調(diào)性相同,偶函數(shù)的單調(diào)性相反.
解∵y=f(x)為奇函數(shù),且在(0,+∞)上為增函數(shù),
∴y=f(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞增,
且由f(1)=0得f(-1)=0.
若f[x(x-12)]0=f(1),
則xx-120xx-121即0x(x-12)1,
解得12x1+174或1-174x0.
若f[x(x-12)]0=f(-1),則xx-120xx-12-1
由x(x-12)-1,解得x∈.
∴原不等式的解集是
{x|12x1+174或1-174x0}.
變式遷移2(-2,23)
解析易知f(x)在R上為單調(diào)遞增函數(shù),且f(x)為奇函數(shù),故f(mx-2)+f(x)0,等價于f(mx-2)-f(x)=f(-x),此時應(yīng)用mx-2-x,即mx+x-20對所有m∈[-2,2]恒成立,令h(m)=mx+x-2,
此時,只需h-20h20即可,解得x∈(-2,23).
例3解題導(dǎo)引解決此類抽象函數(shù)問題,根據(jù)函數(shù)的奇偶性、周期性、單調(diào)性等性質(zhì),畫出函數(shù)的一部分簡圖,使抽象問題變得直觀、形象,有利于問題的解決.
-8
解析因為定義在R上的奇函數(shù),滿足f(x-4)=-f(x),所以f(4-x)=f(x).因此,函數(shù)圖象關(guān)于直線x=2對稱且f(0)=0,由f(x-4)=-f(x)知f(x-8)=f(x),所以函數(shù)是以8為周期的周期函數(shù).又因為f(x)在區(qū)間[0,2]上是增函數(shù),所以f(x)在區(qū)間[-2,0]上也是增函數(shù),如圖所示,那么方程f(x)=m(m0)在區(qū)間[-8,8]上有四個不同的根x1,x2,x3,x4,不妨設(shè)x1x2x3x4.由對稱性知x1+x2=-12,x3+x4=4,所以x1+x2+x3+x4=-12+4=-8.
變式遷移3B[∵f(x)=f(2-x),∴f(x+1)=f(1-x).
∴x=1為函數(shù)f(x)的一條對稱軸.
又f(x+2)=f[2-(x+2)]
=f(-x)=f(x),
∴2是函數(shù)f(x)的一個周期.
根據(jù)已知條件畫出函數(shù)簡圖的一部分,如右圖:
由圖象可以看出,在區(qū)間[-2,-1]上是增函數(shù),在區(qū)間[3,4]上是減函數(shù).]
課后練習(xí)區(qū)
1.B[依題意得a-1=-2ab=0,∴a=13b=0,
∴a+b=13.]
2.D
[由已知條件,可得函數(shù)f(x)的圖象大致為右圖,故fxx0的解集為(-3,0)∪(3,+∞).]
3.D[由f(x+2)=-1fx,
得f(x+4)=-1fx+2=f(x),那么f(x)的周期是4,得f(6.5)=f(2.5).因為f(x)是偶函數(shù),則f(2.5)=f(-2.5)=f(1.5).而1≤x≤2時,f(x)=x-2,
∴f(1.5)=-0.5.由上知:f(6.5)=-0.5.]
4.D[因為奇函數(shù)f(x)在x=0有定義,所以f(0)=20+2×0+b=b+1=0,b=-1.
∴f(x)=2x+2x-1,f(1)=3,
從而f(-1)=-f(1)=-3.]
5.A[由y=f(x+1)是偶函數(shù),得到y(tǒng)=f(x)的圖象關(guān)于直線x=1對稱,∴f(-1)=f(3).
又f(x)在[1,+∞)上為單調(diào)增函數(shù),
∴f(3)f(2),即f(-1)f(2).]
6.1
解析∵f(x)是奇函數(shù),且x∈R,∴f(0)=0,即a=0.又f(-1)=-f(1),∴b-1=-(1-1)=0,即b=1,因此a+b=1.
7.-1m23
解析∵f(x+3)=f(x),∴f(2)=f(-1+3)=f(-1).
∵f(x)為奇函數(shù),且f(1)1,
∴f(-1)=-f(1)-1,∴2m-3m+1-1.
解得:-1m23.
8.2
解析由g(x)=f(x-1),得g(-x)=f(-x-1),
又g(x)為R上的奇函數(shù),∴g(-x)=-g(x),
∴f(-x-1)=-f(x-1),
即f(x-1)=-f(-x-1),
用x+1替換x,得f(x)=-f(-x-2).
又f(x)是R上的偶函數(shù),∴f(x)=-f(x+2).
∴f(x)=f(x+4),即f(x)的周期為4.
∴f(2010)=f(4×502+2)=f(2)=2.
9.解由題意,當(dāng)3≤x≤6時,設(shè)f(x)=a(x-5)2+3,
∵f(6)=2,∴2=a(6-5)2+3.∴a=-1.
∴f(x)=-(x-5)2+3(3≤x≤6).…………………………………………………………(3分)
∴f(3)=-(3-5)2+3=-1.
又∵f(x)為奇函數(shù),∴f(0)=0.
∴一次函數(shù)圖象過(0,0),(3,-1)兩點.
∴f(x)=-13x(0≤x≤3).…………………………………………………………………(6分)
當(dāng)-3≤x≤0時,-x∈[0,3],
∴f(-x)=-13(-x)=13x.
又f(-x)=-f(x),∴f(x)=-13x.
∴f(x)=-13x(-3≤x≤3).………………………………………………………………(9分)
當(dāng)-6≤x≤-3時,3≤-x≤6,
∴f(-x)=-(-x-5)2+3=-(x+5)2+3.
又f(-x)=-f(x),∴f(x)=(x+5)2-3.
∴f(x)=x+52-3,-6≤x≤-3,-13x-3x3,…………………………………………………………12分-x-52+3,3≤x≤6.
10.解(1)f(-x)=(-x)2-2|-x|-1
=x2-2|x|-1=f(x),
即f(-x)=f(x).∴f(x)是偶函數(shù).………………………………………………………(2分)
(2)當(dāng)x≥0時,f(x)=x2-2x-1=(x-1)2-2,
當(dāng)x0時,f(x)=x2+2x-1=(x+1)2-2,
即f(x)=x-12-2,x≥0,x+12-2,x0.
根據(jù)二次函數(shù)的作圖方法,可得函數(shù)圖象如下圖.
……………………………………(6分)
(3)由(2)中函數(shù)圖象可知,函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間為[-3,-1],[-1,0],[0,1],[1,3].
f(x)在區(qū)間[-3,-1]和[0,1]上為減函數(shù),在[-1,0],[1,3]上為增函數(shù).……………(8分)
(4)當(dāng)x≥0時,函數(shù)f(x)=(x-1)2-2的最小值為-2,最大值為f(3)=2;
當(dāng)x0時,函數(shù)f(x)=(x+1)2-2的最小值為-2,最大值為f(-3)=2;
故函數(shù)f(x)的值域為[-2,2].……………………………………………………………(12分)
11.解(1)當(dāng)a=0時,f(x)=x2對任意x∈(-∞,0)∪(0,+∞),
有f(-x)=(-x)2=x2=f(x),
∴f(x)為偶函數(shù).…………………………………………………………………………(2分)
當(dāng)a≠0時,f(x)=x2+ax(x≠0,常數(shù)a∈R),
若x=±1時,則f(-1)+f(1)=2≠0;
∴f(-1)≠-f(1),又f(-1)≠f(1)
∴函數(shù)f(x)既不是奇函數(shù),也不是偶函數(shù).……………………………………………(6分)
綜上所述,當(dāng)a=0時,f(x)為偶函數(shù);
當(dāng)a≠0時,f(x)為非奇非偶函數(shù).………………………………………………………(7分)
(2)設(shè)2≤x1x2,
f(x1)-f(x2)=x21+ax1-x22-ax2
=x1-x2x1x2[x1x2(x1+x2)-a],………………………………………………………………(10分)
要使f(x)在x∈[2,+∞)上為增函數(shù),必須使f(x1)-f(x2)0恒成立.
∵x1-x20,x1x24,即ax1x2(x1+x2)恒成立.………………………………………(12分)
又∵x1+x24,∴x1x2(x1+x2)16,
∴a的取值范圍為(-∞,16].…………………………………………………………(14分)
擴(kuò)展閱讀
2015屆高考數(shù)學(xué)教材知識點函數(shù)的奇偶性與周期性復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時都會提前最好準(zhǔn)備,作為高中教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識點,幫助高中教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。高中教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?為了讓您在使用時更加簡單方便,下面是小編整理的“2015屆高考數(shù)學(xué)教材知識點函數(shù)的奇偶性與周期性復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案”,僅供參考,希望能為您提供參考!
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解奇函數(shù)、偶函數(shù)的定義,并能運用奇偶性的定義判斷一些簡單函數(shù)的奇偶性.
2.掌握奇函數(shù)與偶函數(shù)的圖像對稱關(guān)系,并熟練地利用對稱性解決函數(shù)的綜合問題.
預(yù)習(xí)案
1.奇函數(shù)、偶函數(shù)、奇偶性
對于函數(shù)f(x),其定義域關(guān)于原點對稱:
(1)如果對于函數(shù)定義域內(nèi)任意一個x,都有,那么函數(shù)f(x)就是奇函數(shù);
(2)如果對于函數(shù)定義域內(nèi)任意一個x,都有,那么函數(shù)f(x)就是偶函數(shù);
(3)如果一個函數(shù)是奇函數(shù)(或偶函數(shù)),那么稱這個函數(shù)在其定義域內(nèi)具有奇偶性.
2.證明函數(shù)奇偶性的方法步驟
(1)確定函數(shù)定義域關(guān)于對稱;
(2)判定f(-x)=-f(x)(或f(-x)=f(x)),從而證得函數(shù)是奇(偶)函數(shù).
3.奇偶函數(shù)的性質(zhì)
(1)奇函數(shù)圖像關(guān)于對稱,偶函數(shù)圖像關(guān)于對稱;
(2)若奇函數(shù)f(x)在x=0處有意義,則f(0)=;
(3)若奇函數(shù)在關(guān)于原點對稱的兩個區(qū)間上分別單調(diào),則其單調(diào)性;
若偶函數(shù)在關(guān)于原點對稱的兩個區(qū)間上分別單調(diào),則其單調(diào)性.
(4)若函數(shù)f(x)為偶函數(shù),則f(x)=f(|x|),反之也成立.
4.一些重要類型的奇偶函數(shù)
(1)函數(shù)f(x)=ax+a-x為函數(shù),函數(shù)f(x)=ax-a-x為函數(shù);
(2)函數(shù)f(x)=ax-a-xax+a-x=a2x-1a2x+1(a0且a≠1)為函數(shù);
(3)函數(shù)f(x)=loga1-x1+x為函數(shù);
(4)函數(shù)f(x)=loga(x+x2+1)為函數(shù).
5.周期函數(shù)
若f(x)對于定義域中任意x均有(T為不等于0的常數(shù)),則f(x)為周期函數(shù).
6.函數(shù)的對稱性
若f(x)對于定義域中任意x,均有f(x)=f(2a-x),或f(a+x)=f(a-x),則函數(shù)f(x)關(guān)于對稱.
【預(yù)習(xí)自測】
1.(課本改編題)下列函數(shù)中,所有奇函數(shù)的序號是_______.
①f(x)=2x4+3x2;②f(x)=x3-2x;③f(x)=x2+1x;④f(x)=x3+1.
2.下列函數(shù)為偶函數(shù)的是()
A.y=sinxB.y=x3C.y=exD.y=lnx2+1
3.若f(x)=(x+a)(x-4)為偶函數(shù),則實數(shù)a=________.
4.若函數(shù)y=f(x)(x∈R)是奇函數(shù),則下列坐標(biāo)表示的點一定在函數(shù)y=f(x)圖像上的()
A.(a,-f(a))B.(-a,-f(a))C.(-a,-f(-a))D.(a,f(-a))
5.(2013衡水調(diào)研卷)設(shè)定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x)f(x+2)=13,若f(1)=2,則f(99)=________.
探究案
題型一判斷函數(shù)的奇偶性
例1.判斷下列函數(shù)的奇偶性,并說明理由.
(1)f(x)=x2-|x|+1x∈;(2)f(x)=(x-1)1+x1-xx∈(-1,1);
(3)f(x)=1ax-1+12(a0,a≠1).
探究1.判斷下列函數(shù)的奇偶性.
(1)f(x)=ln2-x2+x;(2)g(x)=x2+|x-a|;(3)f(x)=x2-2xx≥0,x2+2xx<0.
題型二奇偶性的應(yīng)用
例2.(1)已知函數(shù)f(x)為奇函數(shù)且定義域為R,x>0時,f(x)=x+1,f(x)的解析式為.
(2)f(x)是定義在(-1,1)上的奇函數(shù),且x∈時f(x)為增函數(shù),則不等式f(x)+f(x-12)<0的解集為.
(3)函數(shù)f(x+1)為偶函數(shù),則函數(shù)f(x)的圖像的對稱軸方程為
探究2.(1)若函數(shù)f(x)是R上的偶函數(shù),且在上,只有f(1)=f(3)=0.
(1)證明:函數(shù)f(x)為周期函數(shù);
(2)試求方程f(x)=0在閉區(qū)間上的根的個數(shù),并證明你的結(jié)論.
探究3.(1)f(x)的定義域為R的奇函數(shù),且圖像關(guān)于直線x=1對稱,試判斷f(x)的周期性.
(2)f(x)是定義在R上的函數(shù),對任意x∈R均滿足f(x)=-1fx+1,試判斷函數(shù)f(x)的周期性.
例4.已知f(x)為偶函數(shù),且f(-1-x)=f(1-x),當(dāng)x∈時,f(x)=-x+1,求x∈時,f(x)的解析式.
探究4.設(shè)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且對任意實數(shù)x,恒有f(x+2)=-f(x).當(dāng)x∈時,f(x)=2x-x2.
(1)求證:f(x)是周期函數(shù);
(2)當(dāng)x∈時,求f(x)的解析式;
(3)計算f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2011).
我的學(xué)習(xí)總結(jié):
(1)我對知識的總結(jié).
(2)我對數(shù)學(xué)思想及方法的總結(jié)
高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)函數(shù)的圖象學(xué)案附答案
學(xué)案10函數(shù)的圖象
導(dǎo)學(xué)目標(biāo):1.掌握作函數(shù)圖象的兩種基本方法:描點法,圖象變換法.2.掌握圖象變換的規(guī)律,能利用圖象研究函數(shù)的性質(zhì).
自主梳理
1.應(yīng)掌握的基本函數(shù)的圖象有:一次函數(shù)、二次函數(shù)、冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)等.
2.利用描點法作圖:①確定函數(shù)的定義域;②化簡函數(shù)的解析式;③討論函數(shù)的性質(zhì)(__________、__________、__________);④畫出函數(shù)的圖象.
3.利用基本函數(shù)圖象的變換作圖:
(1)平移變換:函數(shù)y=f(x+a)的圖象可由y=f(x)的圖象向____(a0)或向____(a0)平移____個單位得到;函數(shù)y=f(x)+a的圖象可由函數(shù)y=f(x)的圖象向____(a0)或向____(a0)平移____個單位得到.
(2)伸縮變換:函數(shù)y=f(ax)(a0)的圖象可由y=f(x)的圖象沿x軸伸長(0a1)或縮短(____)到原來的1a倍得到;函數(shù)y=af(x)(a0)的圖象可由函數(shù)y=f(x)的圖象沿y軸伸長(____)或縮短(________)為原來的____倍得到.(可以結(jié)合三角函數(shù)中的圖象變換加以理解)
(3)對稱變換:①奇函數(shù)的圖象關(guān)于________對稱;偶函數(shù)的圖象關(guān)于____軸對稱;
②f(x)與f(-x)的圖象關(guān)于____軸對稱;
③f(x)與-f(x)的圖象關(guān)于____軸對稱;
④f(x)與-f(-x)的圖象關(guān)于________對稱;
⑤f(x)與f(2a-x)的圖象關(guān)于直線________對稱;
⑥曲線f(x,y)=0與曲線f(2a-x,2b-y)=0關(guān)于點________對稱;
⑦|f(x)|的圖象先保留f(x)原來在x軸________的圖象,作出x軸下方的圖象關(guān)于x軸的對稱圖形,然后擦去x軸下方的圖象得到;
⑧f(|x|)的圖象先保留f(x)在y軸________的圖象,擦去y軸左方的圖象,然后作出y軸右方的圖象關(guān)于y軸的對稱圖形得到.
自我檢測
1.(2009北京)為了得到函數(shù)y=lgx+310的圖象,只需把函數(shù)y=lgx的圖象上所有的點()
A.向左平移3個單位長度,再向上平移1個單位長度
B.向右平移3個單位長度,再向上平移1個單位長度
C.向左平移3個單位長度,再向下平移1個單位長度
D.向右平移3個單位長度,再向下平移1個單位長度
2.(2011煙臺模擬)已知圖1是函數(shù)y=f(x)的圖象,則圖2中的圖象對應(yīng)的函數(shù)可能是
()
A.y=f(|x|)B.y=|f(x)|
C.y=f(-|x|)D.y=-f(-|x|)
3.函數(shù)f(x)=1x-x的圖象關(guān)于()
A.y軸對稱B.直線y=-x對稱
C.坐標(biāo)原點對稱D.直線y=x對稱
4.使log2(-x)x+1成立的x的取值范圍是()
A.(-1,0)B.[-1,0)
C.(-2,0)D.[-2,0)
5.(2011濰坊模擬)已知f(x)=ax-2,g(x)=loga|x|(a0且a≠1),若f(4)g(-4)0,則y=f(x),y=g(x)在同一坐標(biāo)系內(nèi)的大致圖象是()
探究點一作圖
例1(1)作函數(shù)y=|x-x2|的圖象;
(2)作函數(shù)y=x2-|x|的圖象;
(3)作函數(shù)的圖象.
變式遷移1作函數(shù)y=1|x|-1的圖象.
探究點二識圖
例2(1)函數(shù)y=f(x)與函數(shù)y=g(x)的圖象如圖,
則函數(shù)y=f(x)g(x)的圖象可能是()
(2)已知y=f(x)的圖象如圖所示,則y=f(1-x)的圖象為()
變式遷移2(1)(2010山東)函數(shù)y=2x-x2的圖象大致是()
(2)函數(shù)f(x)的部分圖象如圖所示,則函數(shù)f(x)的解析式是()
A.f(x)=x+sinx
B.f(x)=cosxx
C.f(x)=xcosx
D.f(x)=x(x-π2)(x-3π2)
探究點三圖象的應(yīng)用
例3若關(guān)于x的方程|x2-4x+3|-a=x至少有三個不相等的實數(shù)根,試求實數(shù)a的取值范圍.
變式遷移3(2010全國Ⅰ)直線y=1與曲線y=x2-|x|+a有四個交點,則a的取值范圍是________.
數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用
例(5分)(2010北京東城區(qū)一模)定義在R上的函數(shù)y=f(x)是減函數(shù),且函數(shù)y=f(x-1)的圖象關(guān)于(1,0)成中心對稱,若s,t滿足不等式f(s2-2s)≤-f(2t-t2).則當(dāng)1≤s≤4時,ts的取值范圍是()
A.-14,1B.-14,1
C.-12,1D.-12,1
【答題模板】
答案D
解析因函數(shù)y=f(x-1)的圖象關(guān)于(1,0)成中心對稱,所以該函數(shù)的圖象向左平移一個單位后的解析式為y=f(x),即y=f(x)的圖象關(guān)于(0,0)對稱,所以y=f(x)是奇函數(shù).又y=f(x)是R上的減函數(shù),所以s2-2s≥t2-2t,令y=x2-2x=(x-1)2-1,
圖象的對稱軸為x=1,
當(dāng)1≤s≤4時,要使s2-2s≥t2-2t,即s-1≥|t-1|,
當(dāng)t≥1時,有s≥t≥1,所以14≤ts≤1;
當(dāng)t1時,
即s-1≥1-t,即s+t≥2,
問題轉(zhuǎn)化成了線性規(guī)劃問題,畫出由1≤s≤4,t1,s+t≥2組成的不等式組的可行域.ts為可行域內(nèi)的點到原點連線的斜率,易知-12≤ts1.綜上可知選D.
【突破思維障礙】
當(dāng)s,t位于對稱軸x=1的兩邊時,如何由s2-2s≥t2-2t判斷s,t之間的關(guān)系式,這時s,t與對稱軸x=1的距離的遠(yuǎn)近決定著不等式s2-2s≥t2-2t成立與否,通過數(shù)形結(jié)合判斷出關(guān)系式s-1≥1-t,從而得出s+t≥2,此時有一個隱含條件為t1,再結(jié)合1≤s≤4及要求的式子的取值范圍就能聯(lián)想起線性規(guī)劃,從而突破了難點.要畫出s,t所在區(qū)域時,要結(jié)合ts的幾何意義為點(s,t)和原點連線的斜率,確定s為橫軸,t為縱軸.
【易錯點剖析】
當(dāng)?shù)玫讲坏仁絪2-2s≥t2-2t后,如果沒有函數(shù)的思想將無法繼續(xù)求解,得到二次函數(shù)后也容易只考慮s,t都在二次函數(shù)y=x2-2x的增區(qū)間[1,+∞)內(nèi),忽略考慮s,t在二次函數(shù)對稱軸兩邊的情況,考慮了s,t在對稱軸的兩邊,也容易漏掉隱含條件t1及聯(lián)想不起來線性規(guī)劃.
1.掌握作函數(shù)圖象的兩種基本方法(描點法,圖象變換法),在畫函數(shù)圖象時,要特別注意到用函數(shù)的性質(zhì)(如單調(diào)性、奇偶性等)解決問題.
2.合理處理識圖題與用圖題
(1)識圖.對于給定函數(shù)的圖象,要能從圖象的左右、上下分布范圍、變化趨勢、對稱性等方面研究函數(shù)的定義域、值域、單調(diào)性、奇偶性、周期性.
(2)用圖.函數(shù)圖象形象地顯示了函數(shù)的性質(zhì),為研究數(shù)量關(guān)系問題提供了“形”的直觀性,它是探求解題途徑,獲得問題結(jié)果的重要工具,要重視數(shù)形結(jié)合解題的思想方法,常用函數(shù)圖象研究含參數(shù)的方程或不等式解集的情況.
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.(2010重慶)函數(shù)f(x)=4x+12x的圖象()
A.關(guān)于原點對稱B.關(guān)于直線y=x對稱
C.關(guān)于x軸對稱D.關(guān)于y軸對稱
2.(2010湖南)用min{a,b}表示a,b兩數(shù)中的最小值.若函數(shù)f(x)=min{|x|,|x+t|}的圖象關(guān)于直線x=-12對稱,則t的值為()
A.-2B.2
C.-1D.1
3.(2011北京海淀區(qū)模擬)在同一坐標(biāo)系中畫出函數(shù)y=logax,y=ax,y=x+a的圖象,可能正確的是()
4.(2011深圳模擬)若函數(shù)y=f(x)的圖象如圖所示,則函數(shù)y=-f(x+1)的圖象大致為
()
5.設(shè)b0,二次函數(shù)y=ax2+bx+a2-1的圖象為下列之一,則a的值為()
A.1B.-1C.-1-52D.-1+52
題號12345
答案
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.為了得到函數(shù)y=3×(13)x的圖象,可以把函數(shù)y=(13)x的圖象向________平移________個單位長度.
7.(2011黃山月考)函數(shù)f(x)=2x-1x+1的圖象對稱中心是________.
8.(2011沈陽調(diào)研)如下圖所示,向高為H的水瓶A、B、C、D同時以等速注水,注滿為止.
(1)若水量V與水深h函數(shù)圖象是下圖的(a),則水瓶的形狀是________;
(2)若水深h與注水時間t的函數(shù)圖象是下圖的(b),則水瓶的形狀是________.
(3)若注水時間t與水深h的函數(shù)圖象是下圖的(c),則水瓶的形狀是________;
(4)若水深h與注水時間t的函數(shù)的圖象是圖中的(d),則水瓶的形狀是________.
三、解答題(共38分)
9.(12分)已知函數(shù)f(x)=x|m-x|(x∈R),且f(4)=0.
(1)求實數(shù)m的值;
(2)作出函數(shù)f(x)的圖象;
(3)根據(jù)圖象指出f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間;
(4)根據(jù)圖象寫出不等式f(x)0的解集;
(5)求當(dāng)x∈[1,5)時函數(shù)的值域.
10.(12分)(2011三明模擬)當(dāng)x∈(1,2)時,不等式(x-1)2logax恒成立,求a的取值范圍.
11.(14分)已知函數(shù)f(x)=-x2+2ex+m-1,g(x)=x+e2x(x0).
(1)若g(x)=m有根,求m的取值范圍;
(2)確定m的取值范圍,使得g(x)-f(x)=0有兩個相異實根.
答案自主梳理
2.③奇偶性單調(diào)性周期性3.(1)左右|a|上下|a|(2)a1a10a1a(3)①原點y②y③x④原點⑤x=a⑥(a,b)⑦上方⑧右方
自我檢測
1.C[A項y=lg(x+3)+1=lg[10(x+3)],
B項y=lg(x-3)+1=lg[10(x-3)],
C項y=lg(x+3)-1=lgx+310,
D項y=lg(x-3)-1=lgx-310.]
2.C
3.C[∵f(-x)=-1x+x=-1x-x=-f(x),
∴f(x)是奇函數(shù),即f(x)的圖象關(guān)于原點對稱.]
4.A[作出y=log2(-x),y=x+1的圖象知滿足條件的x∈(-1,0).]
5.B[由f(4)g(-4)0得a2loga40,∴0a1.]
課堂活動區(qū)
例1解(1)y=x-x2,0≤x≤1,-x-x2,x1或x0,
即y=-x-122+14,0≤x≤1,x-122-14,x1或x0,
其圖象如圖所示.
(2)y=x-122-14,x≥0,x+122-14,x0,其圖象如圖所示.
(3)
作出y=12x的圖象,保留y=12x圖象中x≥0的部分,加上y=12x的圖象中x0的部分關(guān)于y軸的對稱部分,
即得y=12|x|的圖象.
變式遷移1解定義域是{x|x∈R且x≠±1},且函數(shù)是偶函數(shù).
又當(dāng)x≥0且x≠1時,y=1x-1.
先作函數(shù)y=1x的圖象,并將圖象向右平移1個單位,得到函數(shù)y=1x-1(x≥0且x≠1)的圖象(如圖(a)所示).
又函數(shù)是偶函數(shù),作關(guān)于y軸對稱圖象,
得y=1|x|-1的圖象(如圖(b)所示).
例2解題導(dǎo)引對于給定的函數(shù)的圖象,要能從圖象的左右、上下分布范圍、變化趨勢、對稱性等方面研究函數(shù)的定義域、值域、單調(diào)性、奇偶性、周期性,注意圖象與函數(shù)解析式中參數(shù)的關(guān)系.
(1)?A?[從f(x)、g(x)的圖象可知它們分別為偶函數(shù)、奇函數(shù),故f(x)g(x)是奇函數(shù),排除B.又x0時,g(x)為增函數(shù)且為正值,f(x)也是增函數(shù),故f(x)g(x)為增函數(shù),且正負(fù)取決于f(x)的正負(fù),注意到x→(從小于0趨向于0),f(x)g(x)→+∞,可排除C、D.]?(2)?A?[因為f(1-x)=f(-(x-1)),故y=f(1-x)的圖象可以由y=f(x)的圖象按照如下變換得到:先將y=f(x)的圖象關(guān)于y軸翻折,得y=f(-x)的圖象,然后將y=f(-x)?的圖象向右平移一個單位,即得y=f(-x+1)的圖象.]
變式遷移2(1)A[考查函數(shù)y=2x與y=x2的圖象可知:
當(dāng)x0時,方程2x-x2=0僅有一個零點,
且→-∞;
當(dāng)x0時,方程2x-x2=0有兩個零點2和4,
且→+∞.]
(2)C[由圖象知f(x)為奇函數(shù),排除D;
又0,±π2,±32π為方程f(x)=0的根,故選C.]
例3解題導(dǎo)引原方程重新整理為|x2-4x+3|=x+a,將兩邊分別設(shè)成一個函數(shù)并作出它們的圖象,即求兩圖象至少有三個交點時a的取值范圍.
方程的根的個數(shù)問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象交點個數(shù)問題,體現(xiàn)了《考綱》中函數(shù)與方程的重要思想方法.
解原方程變形為|x2-4x+3|=x+a,于是,設(shè)y=|x2-4x+3|,y=x+a,在同一坐標(biāo)系下分別作出它們的圖象.如圖.則當(dāng)直線y=x+a過點(1,0)時a=-1;當(dāng)直線y=x+a與拋物線y=-x2+4x-3相切時,由y=x+ay=-x2+4x-3,得,x2-3x+a+3=0,
由Δ=9-4(3+a)=0,得a=-34.
由圖象知當(dāng)a∈[-1,-34]時方程至少有三個根.
變式遷移3(1,54)
解析y=x2-|x|+a=x-122+a-14,x≥0,x+122+a-14,x0.
當(dāng)其圖象如圖所示時滿足題意.
由圖知a1,a-141,解得1a54.
課后練習(xí)區(qū)
1.D[f(x)=2x+2-x,因為f(-x)=f(x),所以f(x)為偶函數(shù).所以f(x)圖象關(guān)于y軸對稱.]
2.D[令y=|x|,y=|x+t|,在同一坐標(biāo)系中作出其圖象,
如圖,所以t=1.]
3.D[選項A、B、C中直線方程中的a的范圍與對數(shù)函數(shù)中的a的范圍矛盾.]
4.C[函數(shù)y=f(x)的圖象與函數(shù)y=-f(x)關(guān)于x軸對稱,函數(shù)y=-f(x)的圖象向左平移1個單位即得到函數(shù)y=-f(x+1)的圖象.]
5.B[∵b0,∴前兩個圖象不是給出的二次函數(shù)圖象,又后兩個圖象的對稱軸都在y軸右邊,∴-b2a0,∴a0,又∵圖象過原點,∴a2-1=0,∴a=-1.]
6.右1
解析∵y=3×(13)x=(13)x-1,
∴y=(13)x向右平移1個單位便得到y(tǒng)=(13)x-1.
7.(-1,2)
解析∵f(x)=2x-1x+1=2x+1-3x+1=2-3x+1,
∴函數(shù)f(x)圖象的對稱中心為(-1,2).
8.(1)A(2)D(3)B(4)C
9.解(1)∵f(4)=0,∴4|m-4|=0,即m=4.…………………………………………(2分)
(2)f(x)=x|x-4|
=xx-4=x-22-4,x≥4,-xx-4=-x-22+4,x4.………………………………………………(4分)
f(x)的圖象如右圖所示.
(3)由圖可知,f(x)的減區(qū)間是[2,4].……………………………………………………(8分)
(4)由圖象可知f(x)0的解集為
{x|0x4或x4}.………………………………………………………………………(10分)
(5)∵f(5)=54,
由圖象知,函數(shù)在[1,5)上的值域為[0,5).……………………………………………(12分)
10.
解設(shè)f1(x)=(x-1)2,
f2(x)=logax,
要使當(dāng)x∈(1,2)時,不等式(x-1)2logax恒成立,只需f1(x)=(x-1)2在(1,2)上的圖象在f2(x)=logax的下方即可.
當(dāng)0a1時,由圖象知顯然不成立.……………………………………………………(4分)
當(dāng)a1時,如圖,要使在(1,2)上,f1(x)=(x-1)2的圖象在f2(x)=logax的下方,只需f1(2)≤f2(2),
即(2-1)2≤loga2,loga2≥1,……………………………………………………………(10分)
∴1a≤2.………………………………………………………………………………(12分)
11.解(1)方法一∵x0,∴g(x)=x+e2x≥2e2=2e,
等號成立的條件是x=e.
故g(x)的值域是[2e,+∞),……………………………………………………………(4分)
因而只需m≥2e,則g(x)=m就有根.…………………………………………………(6分)
方法二作出g(x)=x+e2x的圖象如圖:
……………………………………………………………………………………………(4分)
可知若使g(x)=m有根,則只需m≥2e.………………………………………………(6分)
方法三解方程由g(x)=m,得x2-mx+e2=0.
此方程有大于零的根,故m20Δ=m2-4e2≥0……………………………………………(4分)
等價于m0m≥2e或m≤-2e,故m≥2e.…………………………………………………(6分)
(2)若g(x)-f(x)=0有兩個相異的實根,即g(x)=f(x)中函數(shù)g(x)與f(x)的圖象有兩個不同的交點,
作出g(x)=x+e2x(x0)的圖象.
∵f(x)=-x2+2ex+m-1=-(x-e)2+m-1+e2.
其對稱軸為x=e,開口向下,
最大值為m-1+e2.……………………………………………………………………(10分)
故當(dāng)m-1+e22e,即m-e2+2e+1時,
g(x)與f(x)有兩個交點,
即g(x)-f(x)=0有兩個相異實根.
∴m的取值范圍是(-e2+2e+1,+∞).……………………………………………(14分)
高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)函數(shù)與方程學(xué)案有答案
一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗,會提前做好準(zhǔn)備,教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓上課時的教學(xué)氛圍非?;钴S,使教師有一個簡單易懂的教學(xué)思路。那么,你知道教案要怎么寫呢?為了讓您在使用時更加簡單方便,下面是小編整理的“高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)函數(shù)與方程學(xué)案有答案”,歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
學(xué)案11函數(shù)與方程
導(dǎo)學(xué)目標(biāo):1.結(jié)合二次函數(shù)的圖象,了解函數(shù)的零點與方程根的聯(lián)系,會判斷一元二次方程根的存在性及根的個數(shù).2.根據(jù)具體函數(shù)的圖象,能夠用二分法求相應(yīng)方程的近似值.
自主梳理
1.函數(shù)零點的定義
(1)對于函數(shù)y=f(x)(x∈D),把使________成立的實數(shù)x叫做函數(shù)y=f(x)(x∈D)的零點.
(2)方程f(x)=0有實根函數(shù)y=f(x)的圖象與____有交點函數(shù)y=f(x)有________.
2.函數(shù)零點的判定
如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線,并且有____________,那么函數(shù)y=f(x)在區(qū)間________內(nèi)有零點,即存在c∈(a,b),使得________,這個____也就是f(x)=0的根.我們不妨把這一結(jié)論稱為零點存在性定理.
3.二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a0)的圖象與零點的關(guān)系
Δ0Δ=0Δ0
二次函數(shù)y=ax2+bx+c
(a0)的圖象
與x軸的交點________,
________________無交點
零點個數(shù)________________________
4.用二分法求函數(shù)f(x)零點近似值的步驟
第一步,確定區(qū)間[a,b],驗證________________,給定精確度ε;
第二步,求區(qū)間(a,b)的中點c;
第三步,計算______:
①若________,則c就是函數(shù)的零點;
②若________,則令b=c[此時零點x0∈(a,c)];
③若________,則令a=c[此時零點x0∈(c,b)];
第四步,判斷是否達(dá)到精確度ε:即若|a-b|ε,則得到零點近似值a(或b);否則重復(fù)第二、三、四步.
自我檢測
1.(2010福建)f(x)=x2+2x-3,x≤0-2+lnxx0的零點個數(shù)為()
A.0B.1C.2D.3
2.若函數(shù)y=f(x)在R上遞增,則函數(shù)y=f(x)的零點()
A.至少有一個B.至多有一個
C.有且只有一個D.可能有無數(shù)個
3.如圖所示的函數(shù)圖象與x軸均有交點,其中不能用二分法求圖中交點橫坐標(biāo)的是()
A.①②B.①③
C.①④D.③④
4.設(shè)f(x)=3x+3x-8,用二分法求方程3x+3x-8=0在x∈(1,2)內(nèi)近似解的過程中得f(1)0,f(1.5)0,f(1.25)0,則方程的根所在的區(qū)間是()
A.(1,1.25)B.(1.25,1.5)
C.(1.5,2)D.不能確定
5.(2011福州模擬)若函數(shù)f(x)的零點與g(x)=4x+2x-2的零點之差的絕對值不超過0.25,則f(x)可以是()
A.f(x)=4x-1B.f(x)=(x-1)2
C.f(x)=ex-1D.f(x)=ln(x-0.5)
探究點一函數(shù)零點的判斷
例1判斷函數(shù)y=lnx+2x-6的零點個數(shù).
變式遷移1(2011煙臺模擬)若定義在R上的偶函數(shù)f(x)滿足f(x+2)=f(x),且當(dāng)x∈[0,1]時,f(x)=x,則函數(shù)y=f(x)-log3|x|的零點個數(shù)是()
A.多于4個B.4個
C.3個D.2個
探究點二用二分法求方程的近似解
例2求方程2x3+3x-3=0的一個近似解(精確度0.1).
變式遷移2(2011淮北模擬)用二分法研究函數(shù)f(x)=x3+lnx+12的零點時,第一次經(jīng)計算f(0)0,0,可得其中一個零點x0∈________,第二次應(yīng)計算________.以上橫線上應(yīng)填的內(nèi)容為()
A.0,12B.(0,1)f12
C.12,1D.0,12
探究點三利用函數(shù)的零點確定參數(shù)
例3已知a是實數(shù),函數(shù)f(x)=2ax2+2x-3-a,如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[-1,1]上有零點,求a的取值范圍.
變式遷移3若函數(shù)f(x)=4x+a2x+a+1在(-∞,+∞)上存在零點,求實數(shù)a的取值范圍.
1.全面認(rèn)識深刻理解函數(shù)零點:
(1)從“數(shù)”的角度看:即是使f(x)=0的實數(shù)x;
(2)從“形”的角度看:即是函數(shù)f(x)的圖象與x軸交點的橫坐標(biāo);
(3)若函數(shù)f(x)的圖象在x=x0處與x軸相切,則零點x0通常稱為不變號零點;
(4)若函數(shù)f(x)的圖象在x=x0處與x軸相交,則零點x0通常稱為變號零點.
2.求函數(shù)y=f(x)的零點的方法:
(1)(代數(shù)法)求方程f(x)=0的實數(shù)根(常用公式法、因式分解法、直接求解法等);
(2)(幾何法)對于不能用求根公式的方程,可以將它與函數(shù)y=f(x)的圖象聯(lián)系起來,并利用函數(shù)的性質(zhì)找出零點;
(3)(二分法)主要用于求函數(shù)零點的近似值,二分法的條件f(a)f(b)0表明:用二分法求函數(shù)的近似零點都是指變號零點.
3.有關(guān)函數(shù)零點的重要結(jié)論:
(1)若連續(xù)不間斷的函數(shù)f(x)是定義域上的單調(diào)函數(shù),則f(x)至多有一個零點;
(2)連續(xù)不間斷的函數(shù),其相鄰兩個零點之間的所有函數(shù)值保持同號;
(3)連續(xù)不間斷的函數(shù)圖象通過零點時,函數(shù)值符號可能不變.
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.(2010天津)函數(shù)f(x)=2x+3x的零點所在的一個區(qū)間是()
A.(-2,-1)B.(-1,0)
C.(0,1)D.(1,2)
2.(2011福州質(zhì)檢)已知函數(shù)f(x)=log2x-13x,若實數(shù)x0是方程f(x)=0的解,且0x1x0,則f(x1)的值()
A.恒為負(fù)B.等于零
C.恒為正D.不小于零
3.下列函數(shù)圖象與x軸均有公共點,其中能用二分法求零點的是()
4.函數(shù)f(x)=(x-2)(x-5)-1有兩個零點x1、x2,且x1x2,則()
A.x12,2x25
B.x12,x25
C.x12,x25
D.2x15,x25
5.(2011廈門月考)設(shè)函數(shù)f(x)=4x-4,x≤1x2-4x+3,x1,g(x)=log2x,則函數(shù)h(x)=f(x)-g(x)的零點個數(shù)是()
A.4B.3C.2D.1
題號12345
答案
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足:當(dāng)x0時,f(x)=2006x+log2006x,則在R上,函數(shù)f(x)零點的個數(shù)為________.
7.(2011深圳模擬)已知函數(shù)f(x)=x+2x,g(x)=x+lnx,h(x)=x-x-1的零點分別為x1,x2,x3,則x1,x2,x3的大小關(guān)系是______________.
8.(2009山東)若函數(shù)f(x)=ax-x-a(a0,且a≠1)有兩個零點,則實數(shù)a的取值范圍是________.
三、解答題(共38分)
9.(12分)已知函數(shù)f(x)=x3-x2+x2+14.
證明:存在x0∈(0,12),使f(x0)=x0.
10.(12分)已知二次函數(shù)f(x)=4x2-2(p-2)x-2p2-p+1在區(qū)間[-1,1]內(nèi)至少存在一個實數(shù)c,使f(c)0,求實數(shù)p的取值范圍.
11.(14分)(2011杭州調(diào)研)設(shè)函數(shù)f(x)=ax2+bx+c,且f(1)=-a2,3a2c2b,求證:
(1)a0且-3ba-34;
(2)函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,2)內(nèi)至少有一個零點;
(3)設(shè)x1,x2是函數(shù)f(x)的兩個零點,則2≤|x1-x2|574.
答案自主梳理
1.(1)f(x)=0(2)x軸零點2.f(a)f(b)0(a,b)f(c)=0c3.(x1,0)(x2,0)(x1,0)兩個一個無4.f(a)f(b)0f(c)①f(c)=0②f(a)f(c)0③f(c)f(b)0
自我檢測
1.C[當(dāng)x≤0時,令x2+2x-3=0,
解得x=-3;
當(dāng)x0時,令-2+lnx=0,解得x=e2,
所以已知函數(shù)有兩個零點.]
2.B3.B4.B5.A
課堂活動區(qū)
例1解題導(dǎo)引判斷函數(shù)零點個數(shù)最常用的方法是令f(x)=0,轉(zhuǎn)化為方程根的個數(shù),解出方程有幾個根,函數(shù)y=f(x)就有幾個零點,如果方程的根解不出,還有兩種方法判斷:方法一是基本方法,是利用零點的存在性原理,要注意參考單調(diào)性可判定零點的唯一性;方法二是數(shù)形結(jié)合法,要注意作圖技巧.
解方法一設(shè)f(x)=lnx+2x-6,
∵y=lnx和y=2x-6均為增函數(shù),
∴f(x)也是增函數(shù).
又∵f(1)=0+2-6=-40,f(3)=ln30,
∴f(x)在(1,3)上存在零點.又f(x)為增函數(shù),
∴函數(shù)在(1,3)上存在唯一零點.
方法二在同一坐標(biāo)系畫出y=lnx與y=6-2x的圖象,由圖可知兩圖象只有一個交點,故函數(shù)y=lnx+2x-6只有一個零點.
變式遷移1B[由題意知f(x)是偶函數(shù)并且周期為2.由f(x)-log3|x|=0,得f(x)=log3|x|,令y=f(x),y=log3|x|,這兩個函數(shù)都是偶函數(shù),畫兩函數(shù)y軸右
邊的圖象如圖,兩函數(shù)有兩個交點,因此零點個數(shù)在x≠0,x∈R的范圍內(nèi)共4個.]
例2解題導(dǎo)引①用二分法求函數(shù)的零點時,最好是利用表格,將計算過程所得的各個區(qū)間、中點坐標(biāo)、區(qū)間中點的函數(shù)值等置于表格中,可清楚地表示出逐步縮小零點所在區(qū)間的過程,有時也可利用數(shù)軸來表示這一過程;
②在確定方程近似解所在的區(qū)間時,轉(zhuǎn)化為求方程對應(yīng)函數(shù)的零點所在的區(qū)間,找出的區(qū)間[a,b]長度盡可能小,且滿足f(a)f(b)0;
③求方程的近似解,所要求的精確度不同得到的結(jié)果也不同,精確度ε,是指在計算過程中得到某個區(qū)間(a,b)后,直到|a-b|ε時,可停止計算,其結(jié)果可以是滿足精確度的最后小區(qū)間的端點或區(qū)間內(nèi)的任一實數(shù),結(jié)果不唯一.
解設(shè)f(x)=2x3+3x-3.
經(jīng)計算,f(0)=-30,f(1)=20,
所以函數(shù)在(0,1)內(nèi)存在零點,
即方程2x3+3x-3=0在(0,1)內(nèi)有解.
取(0,1)的中點0.5,經(jīng)計算f(0.5)0,
又f(1)0,所以方程2x3+3x-3=0在(0.5,1)內(nèi)有解,
如此繼續(xù)下去,得到方程的一個實數(shù)解所在的區(qū)間,如下表.
(a,b)(a,b)
的中點fa+b2
(0,1)0.5f(0.5)0
(0.5,1)0.75f(0.75)0
(0.5,0.75)0.625f(0.625)0
(0.625,0.75)0.6875f(0.6875)0
(0.6875,0.75)|0.6875-0.75|=0.06250.1
至此,可以看出方程的根落在區(qū)間長度小于0.1的區(qū)間(0.6875,0.75)內(nèi),可以將區(qū)間端點0.6875作為函數(shù)f(x)零點的近似值.因此0.6875是方程2x3+3x-3=0精確度0.1的一個近似解.
變式遷移2D[由于f(0)0,f120,而f(x)=x3+lnx+12中的x3及l(fā)nx+12在-12,+∞上是增函數(shù),故f(x)在-12,+∞上也是增函數(shù),
故f(x)在0,12上存在零點,所以x0∈0,12,
第二次計算應(yīng)計算0和12在數(shù)軸上對應(yīng)的中點
x1=0+122=14.]
例3解若a=0,f(x)=2x-3,顯然在[-1,1]上沒有零點,所以a≠0.
令Δ=4+8a(3+a)=8a2+24a+4=0,
解得a=-3±72.
①當(dāng)a=-3-72時,f(x)=0的重根x=3-72∈[-1,1],
當(dāng)a=-3+72時,f(x)=0的重根x=3+72[-1,1],
∴y=f(x)恰有一個零點在[-1,1]上;
②當(dāng)f(-1)f(1)=(a-1)(a-5)0,
即1a5時,y=f(x)在[-1,1]上也恰有一個零點.
③當(dāng)y=f(x)在[-1,1]上有兩個零點時,則
a0Δ=8a2+24a+40-1-12a1f1≥0f-1≥0,或a0Δ=8a2+24a+40-1-12a1f1≤0f-1≤0,
解得a≥5或a-3-72.
綜上所述實數(shù)a的取值范圍是a1或a≤-3-72.
變式遷移3解方法一(換元)
設(shè)2x=t,則函數(shù)f(x)=4x+a2x+a+1化為g(t)=t2+at+a+1(t∈(0,+∞)).
函數(shù)f(x)=4x+a2x+a+1在(-∞,+∞)上存在零點,等價于方程t2+at+a+1=0,①有正實數(shù)根.
(1)當(dāng)方程①有兩個正實根時,
a應(yīng)滿足Δ=a2-4a+1≥0t1+t2=-a0t1t2=a+10,
解得:-1a≤2-22;
(2)當(dāng)方程①有一正根一負(fù)根時,只需t1t2=a+10,
即a-1;
(3)當(dāng)方程①有一根為0時,a=-1,此時方程①的另一根為1.
綜上可知a≤2-22.
方法二令g(t)=t2+at+a+1(t∈(0,+∞)).
(1)當(dāng)函數(shù)g(t)在(0,+∞)上存在兩個零點時,
實數(shù)a應(yīng)滿足Δ=a2-4a+1≥0-a20g0=a+10,
解得-1a≤2-22;
(2)當(dāng)函數(shù)g(t)在(0,+∞)上存在一個零點,另一個零點在(-∞,0)時,實數(shù)a應(yīng)滿足g(0)=a+10,
解得a-1;
(3)當(dāng)函數(shù)g(t)的一個零點是0時,g(0)=a+1=0,a=-1,此時可以求得函數(shù)g(t)的另一個零點是1.
綜上(1)(2)(3)知a≤2-22.
課后練習(xí)區(qū)
1.B[因為f(-1)=12-30,f(0)=10,
所以f(x)在區(qū)間(-1,0)上存在零點.]
2.A
3.C[能用二分法求零點的函數(shù)必須在給定區(qū)間[a,b]上連續(xù)不斷,并且有f(a)f(b)0.A、B中不存在f(x)0,D中函數(shù)不連續(xù).]
4.C
5.B[當(dāng)x≤1時,函數(shù)f(x)=4x-4與g(x)=log2x的圖象有兩個交點,可得h(x)有兩個零點,當(dāng)x1時,函數(shù)f(x)=x2-4x+3與g(x)=log2x的圖象有1個交點,可得函數(shù)h(x)有1個零點,∴函數(shù)h(x)共有3個零點.]
6.3
解析函數(shù)f(x)為R上的奇函數(shù),因此f(0)=0,當(dāng)x0時,f(x)=2006x+log2006x在區(qū)間(0,12006)內(nèi)存在一個零點,又f(x)為增函數(shù),因此在(0,+∞)內(nèi)有且僅有一個零點.根據(jù)對稱性可知函數(shù)在(-∞,0)內(nèi)有且僅有一解,從而函數(shù)在R上的零點的個數(shù)為3.
7.x1x2x3
解析令x+2x=0,即2x=-x,設(shè)y=2x,y=-x;
令x+lnx=0,即lnx=-x,
設(shè)y=lnx,y=-x.
在同一坐標(biāo)系內(nèi)畫出y=2x,y=lnx,y=-x,如圖:x10x21,令x-x-1=0,則(x)2-x-1=0,
∴x=1+52,
即x3=3+521,所以x1x2x3.
8.a(chǎn)1
解析設(shè)函數(shù)y=ax(a0,且a≠1)和函數(shù)y=x+a,則函數(shù)f(x)=ax-x-a(a0,且a≠1)有兩個零點,就是函數(shù)y=ax(a0,且a≠1)與函數(shù)y=x+a有兩個交點,由圖象可知當(dāng)0a1時兩函數(shù)只有一個交點,不符合;當(dāng)a1時,因為函數(shù)y=ax(a1)的圖象過點(0,1),而直線y=x+a所過的點一定在點(0,1)的上方,所以一定有兩個交點,所以實數(shù)a的取值范圍是a1.
9.證明令g(x)=f(x)-x.………………………………………………………………(2分)
∵g(0)=14,g(12)=f(12)-12=-18,
∴g(0)g(12)0.……………………………………………………………………………(8分)
又函數(shù)g(x)在(0,12)上連續(xù),…………………………………………………………(10分)
所以存在x0∈(0,12),使g(x0)=0.
即f(x0)=x0.………………………………………………………………………………(12分)
10.解二次函數(shù)f(x)在區(qū)間[-1,1]內(nèi)至少存在一個實數(shù)c,
使f(c)0的否定是:對于區(qū)間[-1,1]內(nèi)的任意一個x都有f(x)≤0.……………………(4分)
此時f1≤0f-1≤0,即2p2+3p-9≥02p2-p-1≥0,解得:
p≥32或p≤-3.…………………………………………………………………………(10分)
∴二次函數(shù)f(x)在區(qū)間[-1,1]內(nèi)至少存在一個實數(shù)c,使f(c)0的實數(shù)p的取值范圍是
-3p32.…………………………………………………………………………………(12分)
11.證明(1)∵f(1)=a+b+c=-a2,
∴3a+2b+2c=0.
又3a2c2b,∴3a0,2b0,
∴a0,b0.
又2c=-3a-2b,由3a2c2b,
∴3a-3a-2b2b.
∵a0,∴-3ba-34.……………………………………………………………………(4分)
(2)∵f(0)=c,f(2)=4a+2b+c=a-c.
①當(dāng)c0時,∵a0,
∴f(0)=c0且f(1)=-a20,
∴函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,1)內(nèi)至少有一個零點.……………………………………………(7分)
②當(dāng)c≤0時,
∵a0,
∴f(1)=-a20且f(2)=a-c0,
∴函數(shù)f(x)在區(qū)間(1,2)內(nèi)至少有一個零點.
綜合①②得f(x)在(0,2)內(nèi)至少有一個零點.……………………………………………(10分)
(3)∵x1,x2是函數(shù)f(x)的兩個零點,則x1,x2是方程ax2+bx+c=0的兩根.
∴x1+x2=-ba,x1x2=ca=-32-ba.
∴|x1-x2|=x1+x22-4x1x2
=-ba2-4-32-ba
=ba+22+2.(12分)
∵-3ba-34,
∴2≤|x1-x2|574.……………………………………………………………………(14分)
函數(shù)單調(diào)性與奇偶性
函數(shù)單調(diào)性與奇偶性
教學(xué)目標(biāo)
1.了解函數(shù)的單調(diào)性和奇偶性的概念,掌握有關(guān)證明和判斷的基本方法.
(1)了解并區(qū)分增函數(shù),減函數(shù),單調(diào)性,單調(diào)區(qū)間,奇函數(shù),偶函數(shù)等概念.
(2)能從數(shù)和形兩個角度認(rèn)識單調(diào)性和奇偶性.
(3)能借助圖象判斷一些函數(shù)的單調(diào)性,能利用定義證明某些函數(shù)的單調(diào)性;能用定義判斷某些函數(shù)的奇偶性,并能利用奇偶性簡化一些函數(shù)圖象的繪制過程.
2.通過函數(shù)單調(diào)性的證明,提高學(xué)生在代數(shù)方面的推理論證能力;通過函數(shù)奇偶性概念的形成過程,培養(yǎng)學(xué)生的觀察,歸納,抽象的能力,同時滲透數(shù)形結(jié)合,從特殊到一般的數(shù)學(xué)思想.
3.通過對函數(shù)單調(diào)性和奇偶性的理論研究,增學(xué)生對數(shù)學(xué)美的體驗,培養(yǎng)樂于求索的精神,形成科學(xué),嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度.
教學(xué)建議
一、知識結(jié)構(gòu)
(1)函數(shù)單調(diào)性的概念。包括增函數(shù)、減函數(shù)的定義,單調(diào)區(qū)間的概念函數(shù)的單調(diào)性的判定方法,函數(shù)單調(diào)性與函數(shù)圖像的關(guān)系.
(2)函數(shù)奇偶性的概念。包括奇函數(shù)、偶函數(shù)的定義,函數(shù)奇偶性的判定方法,奇函數(shù)、偶函數(shù)的圖像.
二、重點難點分析
(1)本節(jié)教學(xué)的重點是函數(shù)的單調(diào)性,奇偶性概念的形成與認(rèn)識.教學(xué)的難點是領(lǐng)悟函數(shù)單調(diào)性,奇偶性的本質(zhì),掌握單調(diào)性的證明.
(2)函數(shù)的單調(diào)性這一性質(zhì)學(xué)生在初中所學(xué)函數(shù)中曾經(jīng)了解過,但只是從圖象上直觀觀察圖象的上升與下降,而現(xiàn)在要求把它上升到理論的高度,用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)語言去刻畫它.這種由形到數(shù)的翻譯,從直觀到抽象的轉(zhuǎn)變對高一的學(xué)生來說是比較困難的,因此要在概念的形成上重點下功夫.單調(diào)性的證明是學(xué)生在函數(shù)內(nèi)容中首次接觸到的代數(shù)論證內(nèi)容,學(xué)生在代數(shù)論證推理方面的能力是比較弱的,許多學(xué)生甚至還搞不清什么是代數(shù)證明,也沒有意識到它的重要性,所以單調(diào)性的證明自然就是教學(xué)中的難點.
三、教法建議
(1)函數(shù)單調(diào)性概念引入時,可以先從學(xué)生熟悉的一次函數(shù),,二次函數(shù).反比例函數(shù)圖象出發(fā),回憶圖象的增減性,從這點感性認(rèn)識出發(fā),通過問題逐步向抽象的定義靠攏.如可以設(shè)計這樣的問題:圖象怎么就升上去了?可以從點的坐標(biāo)的角度,也可以從自變量與函數(shù)值的關(guān)系的角度來解釋,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自變量與函數(shù)值的的變化規(guī)律,再把這種規(guī)律用數(shù)學(xué)語言表示出來.在這個過程中對一些關(guān)鍵的詞語(某個區(qū)間,任意,都有)的理解與必要性的認(rèn)識就可以融入其中,將概念的形成與認(rèn)識結(jié)合起來.
(2)函數(shù)單調(diào)性證明的步驟是嚴(yán)格規(guī)定的,要讓學(xué)生按照步驟去做,就必須讓他們明確每一步的必要性,每一步的目的,特別是在第三步變形時,讓學(xué)生明確變換的目標(biāo),到什么程度就可以斷號,在例題的選擇上應(yīng)有不同的變換目標(biāo)為選題的標(biāo)準(zhǔn),以便幫助學(xué)生總結(jié)規(guī)律.
函數(shù)的奇偶性概念引入時,可設(shè)計一個課件,以的圖象為例,讓自變量互為相反數(shù),觀察對應(yīng)的函數(shù)值的變化規(guī)律,先從具體數(shù)值開始,逐漸讓在數(shù)軸上動起來,觀察任意性,再讓學(xué)生把看到的用數(shù)學(xué)表達(dá)式寫出來.經(jīng)歷了這樣的過程,再得到等式時,就比較容易體會它代表的是無數(shù)多個等式,是個恒等式.關(guān)于定義域關(guān)于原點對稱的問題,也可借助課件將函數(shù)圖象進(jìn)行多次改動,幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)定義域的對稱性,同時還可以借助圖象(如)說明定義域關(guān)于原點對稱只是函數(shù)具備奇偶性的必要條件而不是充分條件.
函數(shù)的奇偶性教學(xué)設(shè)計方案
教學(xué)目標(biāo)
1.使學(xué)生了解奇偶性的概念,回會利用定義判斷簡單函數(shù)的奇偶性.
2.在奇偶性概念形成過程中,培養(yǎng)學(xué)生的觀察,歸納能力,同時滲透數(shù)形結(jié)合和特殊到一般的思想方法.
3.在學(xué)生感受數(shù)學(xué)美的同時,激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生樂于求索的精神.
教學(xué)重點,難點
重點是奇偶性概念的形成與函數(shù)奇偶性的判斷
難點是對概念的認(rèn)識
教學(xué)用具
投影儀,計算機(jī)
教學(xué)方法
引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)法
教學(xué)過程
一.引入新課
前面我們已經(jīng)研究了函數(shù)的單調(diào)性,它是反映函數(shù)在某一個區(qū)間上函數(shù)值隨自變量變化而變化的性質(zhì),今天我們繼續(xù)研究函數(shù)的另一個性質(zhì).從什么角度呢?將從對稱的角度來研究函數(shù)的性質(zhì).
對稱我們大家都很熟悉,在生活中有很多對稱,在數(shù)學(xué)中也能發(fā)現(xiàn)很多對稱的問題,大家回憶一下在我們所學(xué)的內(nèi)容中,特別是函數(shù)中有沒有對稱問題呢?
(學(xué)生可能會舉出一些數(shù)值上的對稱問題,等,也可能會舉出一些圖象的對稱問題,此時教師可以引導(dǎo)學(xué)生把函數(shù)具體化,如和等.)
結(jié)合圖象提出這些對稱是我們在初中研究的關(guān)于軸對稱和關(guān)于原點對稱問題,而我們還曾研究過關(guān)于軸對稱的問題,你們舉的例子中還沒有這樣的,能舉出一個函數(shù)圖象關(guān)于軸對稱的嗎?
學(xué)生經(jīng)過思考,能找出原因,由于函數(shù)是映射,一個只能對一個,而不能有兩個不同的,故函數(shù)的圖象不可能關(guān)于軸對稱.最終提出我們今天將重點研究圖象關(guān)于軸對稱和關(guān)于原點對稱的問題,從形的特征中找出它們在數(shù)值上的規(guī)律.
二.講解新課
2.函數(shù)的奇偶性(板書)
教師從剛才的圖象中選出,用計算機(jī)打出,指出這是關(guān)于軸對稱的圖象,然后問學(xué)生初中是怎樣判斷圖象關(guān)于軸對稱呢?(由學(xué)生回答,是利用圖象的翻折后重合來判定)此時教師明確提出研究方向:今天我們將從數(shù)值角度研究圖象的這種特征體現(xiàn)在自變量與函數(shù)值之間有何規(guī)律?
學(xué)生開始可能只會用語言去描述:自變量互為相反數(shù),函數(shù)值相等.教師可引導(dǎo)學(xué)生先把它們具體化,再用數(shù)學(xué)符號表示.(借助課件演示令比較得出等式,再令,得到,詳見課件的使用)進(jìn)而再提出會不會在定義域內(nèi)存在,使與不等呢?(可用課件幫助演示讓動起來觀察,發(fā)現(xiàn)結(jié)論,這樣的是不存在的)
從這個結(jié)論中就可以發(fā)現(xiàn)對定義域內(nèi)任意一個,都有成立.最后讓學(xué)生用完整的語言給出定義,不準(zhǔn)確的地方教師予以提示或調(diào)整.
(1)偶函數(shù)的定義:如果對于函數(shù)的定義域內(nèi)任意一個,都有,那么就叫做偶函數(shù).(板書)
(給出定義后可讓學(xué)生舉幾個例子,如等以檢驗一下對概念的初步認(rèn)識)
提出新問題:函數(shù)圖象關(guān)于原點對稱,它的自變量與函數(shù)值之間的數(shù)值規(guī)律是什么呢?(同時打出或的圖象讓學(xué)生觀察研究)
學(xué)生可類比剛才的方法,很快得出結(jié)論,再讓學(xué)生給出奇函數(shù)的定義.
(2)奇函數(shù)的定義:如果對于函數(shù)的定義域內(nèi)任意一個,都有,那么就叫做奇函數(shù).(板書)
(由于在定義形成時已經(jīng)有了一定的認(rèn)識,故可以先作判斷,在判斷中再加深認(rèn)識)
例1.判斷下列函數(shù)的奇偶性(板書)
(1);(2);
(3);;
(5);(6).
(要求學(xué)生口答,選出1-2個題說過程)
解:(1)是奇函數(shù).(2)是偶函數(shù).
(3),是偶函數(shù).
前三個題做完,教師做一次小結(jié),判斷奇偶性,只需驗證與之間的關(guān)系,但對你們的回答我不滿意,因為題目要求是判斷奇偶性而你們只回答了一半,另一半沒有作答,以第(1)為例,說明怎樣解決它不是偶函數(shù)的問題呢?
學(xué)生經(jīng)過思考可以解決問題,指出只要舉出一個反例說明與不等.如即可說明它不是偶函數(shù).(從這個問題的解決中讓學(xué)生再次認(rèn)識到定義中任意性的重要)
從(4)題開始,學(xué)生的答案會有不同,可以讓學(xué)生先討論,教師再做評述.即第(4)題中表面成立的=不能經(jīng)受任意性的考驗,當(dāng)時,由于,故不存在,更談不上與相等了,由于任意性被破壞,所以它不能是奇偶性.
教師由此引導(dǎo)學(xué)生,通過剛才這個題目,你發(fā)現(xiàn)在判斷中需要注意些什么?(若學(xué)生發(fā)現(xiàn)不了定義域的特征,教師可再從定義啟發(fā),在定義域中有1,就必有-1,有-2,就必有2,有,就必有,有就必有,從而發(fā)現(xiàn)定義域應(yīng)關(guān)于原點對稱,再提出定義域關(guān)于原點對稱是函數(shù)具有奇偶性的什么條件?
可以用(6)輔助說明充分性不成立,用(5)說明必要性成立,得出結(jié)論.
(3)定義域關(guān)于原點對稱是函數(shù)具有奇偶性的必要但不充分條件.(板書)
由學(xué)生小結(jié)判斷奇偶性的步驟之后,教師再提出新的問題:在剛才的幾個函數(shù)中有是奇函數(shù)不是偶函數(shù),有是偶函數(shù)不是奇函數(shù),也有既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù),那么有沒有這樣的函數(shù),它既是奇函數(shù)也是偶函數(shù)呢?若有,舉例說明.
經(jīng)學(xué)生思考,可找到函數(shù).然后繼續(xù)提問:是不是具備這樣性質(zhì)的函數(shù)的解析式都只能寫成這樣呢?能證明嗎?
例2.已知函數(shù)既是奇函數(shù)也是偶函數(shù),求證:.(板書)(試由學(xué)生來完成)
證明:既是奇函數(shù)也是偶函數(shù),
=,且,
=.
,即.
證后,教師請學(xué)生記住結(jié)論的同時,追問這樣的函數(shù)應(yīng)有多少個呢?學(xué)生開始可能認(rèn)為只有一個,經(jīng)教師提示可發(fā)現(xiàn),只是解析式的特征,若改變函數(shù)的定義域,如,,,,它們顯然是不同的函數(shù),但它們都是既是奇函數(shù)也是偶函數(shù).由上可知函數(shù)按其是否具有奇偶性可分為四類
(4)函數(shù)按其是否具有奇偶性可分為四類:(板書)
例3.判斷下列函數(shù)的奇偶性(板書)
(1);(2);(3).
由學(xué)生回答,不完整之處教師補充.
解:(1)當(dāng)時,為奇函數(shù),當(dāng)時,既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù).
(2)當(dāng)時,既是奇函數(shù)也是偶函數(shù),當(dāng)時,是偶函數(shù).
(3)當(dāng)時,于是,
當(dāng)時,,于是=,
綜上是奇函數(shù).
教師小結(jié)(1)(2)注意分類討論的使用,(3)是分段函數(shù),當(dāng)檢驗,并不能說明具備奇偶性,因為奇偶性是對函數(shù)整個定義域內(nèi)性質(zhì)的刻畫,因此必須均有成立,二者缺一不可.
三.小結(jié)
1.奇偶性的概念
2.判斷中注意的問題
四.作業(yè)略
五.板書設(shè)計
2.函數(shù)的奇偶性例1.例3.
(1)偶函數(shù)定義
(2)奇函數(shù)定義
(3)定義域關(guān)于原點對稱是函數(shù)例2.小結(jié)
具備奇偶性的必要條件
(4)函數(shù)按奇偶性分類分四類
探究活動(1)定義域為的任意函數(shù)都可以表示成一個奇函數(shù)和一個偶函數(shù)的和,你能試證明之嗎?
(2)判斷函數(shù)在上的單調(diào)性,并加以證明.
在此基礎(chǔ)上試?yán)眠@個函數(shù)的單調(diào)性解決下面的問題:
設(shè)為三角形的三條邊,求證:.