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抽象函数单调性与奇偶性特殊模型 抽象函数 f(x+y)=f(x)+f(y) f(xy)=f(x)f(y) [或f(x)?yf(x)f(y)正比例函数f(x)=kx (k≠0) 幂函数 f(x)=x n] f(x+y)=f(x)f(y) 指数函数 f(x)=a (a>0且a≠1) x[或f(x?y)?f(x) f(y)f(xy)=f(x)+f(y) 对数函数 f(x)=logax (a〉0且a≠1) [或f(x)?f(x)?f(y)] y正、余弦函数 f(x)=sinx f(x)=cosx 正切函数 f(x)=tanx 余切函数 f(x)=cotx f(x+T)=f(x) f(x?y)?f(x)?f(y)1?f(x)f(y)1?f(x)f(y)f(x)?f(y) f(x?y)? 1。已知f(x?y)?f(x?y)?2f(x)f(y),对一切实数x、y都成立,且f(0)?0,求证f(x)为偶函数。
证明:令x=0, 则已知等式变为f(y)?f(?y)?2f(0)f(y)……①
在①中令y=0则2f(0)=2f(0)∵f(0)≠0∴f(0)=1∴f(y)?f(?y)?2f(y)∴f(?y)?f(y)∴f(x)为偶函数。
2.奇函数f(x)在定义域(-1,1)内递减,求满足f(1?m)?f(1?m)?0的实数m的取值范围。
解:由f(1?m)?f(1?m)?0得f(1?m)??f(1?m),∵f(x)为函数,∴f(1?m)?f(m?1)
2222??1?1?m?1?2又∵f(x)在(—1,1)内递减,∴??1?m?1?1?0?m?1
?1?m?m2?1?
3。如果f(x)=ax?bx?c(a〉0)对任意的t有f(2?t)?f2?t),比较f(1)、f(2)、f(4)的大小
解:对任意t有f(2?t)?f2?t)∴x=2为抛物线y=ax?bx?c的对称轴 又∵其开口向上∴f(2)最小,f(1)=f(3)∵在[2,+∞)上,f(x)为增函数 ∴f(3)〈f(4),∴f(2)〈f(1)〈f(4)
4。 已知函数f(x)对任意实数x,y,均有f(x+y)=f(x)+f(y),且当x>0时,f(x)>0,f(-1)=-2,求f(x)在区间[-2,1]上的值域。 分析:由题设可知,函数f(x)是解:设∵∴
,即,∵当
,
,∴f(x)为增函数.
的抽象函数,因此求函数f(x)的值域,关键在于研究它的单调性。
,∴
,
22在条件中,令y=-x,则,再令x=y=0,则f(0)=2 f(0),∴f(0)=0,故f(-x)=f(x),f(x)为奇函数,
∴f(1)=-f(-1)=2,又f(-2)=2 f(-1)=-4, ∴f(x)的值域为[-4,2]。
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5. 已知函数f(x)对任意,满足条件f(x)+f(y)=2 + f(x+y),且当x>0时,f(x)>2,f(3)=5,
求不等式的解.
分析:由题设条件可猜测:f(x)是y=x+2的抽象函数,且f(x)为单调增函数,如果这一猜想正确,也就可以脱去不等式中的函数符号,从而可求得不等式的解。 解:设
,则
即
,∴f(x)为单调增函数。 ∵
, 又∵f(3)=5,∴f(1)=3。∴
,∴
6。设函数f(x)的定义域是(-∞,+∞),满足条件:存在成立。求:
(1)f(0); (2)对任意值x,判断f(x)值的正负. 分析:由题设可猜测f(x)是指数函数解:(1)令y=0代入
。若f(x)=0,则对任意
(2)令y=x≠0,则意x,f(x)>0恒成立.
的抽象函数,从而猜想f(0)=1且f(x)>0. ,则
,有
,∴
,这与题设矛盾,∴f(x)≠0,∴f(0)=1。
,使得
,对任何x和y,
, 即
,解得不等式的解为-1 〈 a〈 3.
,∵当
,
,∴
,又由(1)知f(x)≠0,∴f(2x)>0,即f(x)>0,故对任
7.是否存在函数f(x),使下列三个条件:①f(x)>0,x∈N;②
立?若存在,求出f(x)的解析式,如不存在,说明理由。 分析:由题设可猜想存在(1)x=1时,∵(2)假设结论正确。
综上所述,x为一切自然数时
时有
。
,求:?
,又由f(2)=4可得a=2.故猜测存在函数
,又∵x∈N时,f(x)>0,∴
,则x=k+1时,
;③f(2)=4。同时成,用数学归纳法证明如下:
,结论正确。 ,∴x=k+1时,
8。设f(x)是定义在(0,+∞)上的单调增函数,满足
(1)f(1);
(2)若f(x)+f(x-8)≤2,求x的取值范围. 分析:由题设可猜测f(x)是对数函数解:(1)∵(2)即
的抽象函数,f(1)=0,f(9)=2.
,∴f(1)=0。
,从而有f(x)+f(x-8)≤f(9),
,∵f(x)是(0,+∞)上的增函数,故
,解之得:8<x≤9。
9.设函数y=f(x)的反函数是y=g(x)。如果f(ab)=f(a)+f(b),那么g(a+b)=g(a)·g(b)是否正确,试说明理由。
分析: 由题设条件可猜测y=f(x)是对数函数的抽象函数,又∵y=f(x)的反函数是y=g(x),∴y=g(x)必为指数函数的抽象函数,于是猜想g(a+b)=g(a)·g(b)正确。
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解:设f(a)=m,f(b)=n,由于g(x)是f(x)的反函数,∴g(m)=a,g(n)=b,从而
,∴g(m)·g(n)=g(m+n),以a、b分别代替上式中的m、n即得g(a+b)=g(a)·g(b).
10. 己知函数f(x)的定义域关于原点对称,且满足以下三条件:
①当是定义域中的数时,有; ②f(a)=-1(a>0,a是定义域中的一个数); ③当0 试问:(1)f(x)的奇偶性如何?说明理由。 (2)在(0,4a)上,f(x)的单调性如何?说明理由。 分析: 由题设知f(x)是y=—cotx的抽象函数,从而由y=-cotx及题设条件猜想:f(x)是奇函数且在(0,4a)上是增函数(这里把a看成 进行猜想). 是定义域中的数时有 解:(1)∵f(x)的定义域关于原点对称,且 ,∴在定义域中。∵ , ∴f(x)是奇函数. (2)设0 ∴f(x1),f(x2),f(x2-x1)均小于零,进而知∴在(0,2a)上f(x)是增函数。 又 <x-2a<2a, ,∵f(a)=-1,∴ 中的,于是f(x1)<f(x2), ,∴f(2a)=0,设2a<x<4a,则0 ,于是f(x)>0,即在(2a,4a)上f(x)>0。设2a<x1<x2<4a, 则0<x2-x1<2a,从而知f(x1),f(x2)均大于零。f(x2-x1)<0,∵ ,即 f(x1)<f(x2),即f(x)在(2a,4a)上也是增函数。综上所述,f(x)在(0,4a)上是增函数。 11。 已知函数f(x)对任意实数x、y都有f(xy)=f(x)·f(y),且f(-1)=1,f(27)=9,当(1)判断f(x)的奇偶性; (2)判断f(x)在[0,+∞)上的单调性,并给出证明; (3)若 ,求a的取值范围。 时, ,∴ . 分析:由题设可知f(x)是幂函数的抽象函数,从而可猜想f(x)是偶函数,且在[0,+∞)上是增函数。 解:(1)令y=-1,则f(-x)=f(x)·f(-1),∵f(-1)=1,∴ f(-x)=f(x),f(x)为偶函数. (2)设,∴,, 3 / 7