第7讲 函数的图象 [最新考纲]
1.在实际情境中,会根据不同的需要选择图象法、列表法、解析法表示函数. 2.会运用函数图象理解和研究函数的性质,解决方程解的个数与不等式的解的问题.
知 识 梳 理
1.函数的图象及作法
2.图象变换 (1)平移变换
(2)对称变换
①y =f (x )――→关于x 轴对称
y =-f (x ); ②y =f (x )――→关于y 轴对称y =f (-x );
③y =f (x )――→关于原点对称
y =-f (-x );
④y =a x (a >0且a ≠1)――→关于y =x 对称y =log a x (a >0且a ≠1). (3)翻折变换
①y =f (x )―――――――→保留x 轴上方图象将x 轴下方图象翻折上去y =|f (x )|.
②y =f (x )――――――――→保留y 轴右边图象,并作其
关于y 轴对称的图象y =f (|x |).
(4)伸缩变换
①y =f (x )――→纵坐标伸长(a >1)或缩短(0<a <1)为原来
的a 倍,横坐标不变y =
af (x )(a >0)
②y =f (x )―
―→横坐标伸长(0<a <1)或缩短(a >1)为原来
的1a 倍,纵坐标不变
y =f (ax )(a >0) 辨 析 感 悟
1.图象变换问题
(1)为了得到函数y =lg x +3
10的图象,只需把函数y =lg x 的图象上所有的点向左平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度.(√)
(2)若函数y =f (x )满足f (x -1)=f (x +1),则函数f (x )的图象关于直线x =1对称.(×) (3)当x ∈(0,+∞)时,函数y =|f (x )|与y =f (|x |)的图象相同.(×) (4)函数y =2|x -1|的图象关于直线x =1对称.(√)
(5)将函数y =f (-x )的图象向右平移1个单位得到函数y =f (-x -1)的图象.(×) 2.图象应用问题
(6)(2013·汉中模拟改编)方程|x |=cos x 在(-∞,+∞)内有且仅有两个根. (7)(2013·洛阳调研改编)二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)的图象如图所示,则点P ? ?
???a ,c b 所在的象限为第二象限. (√)
[感悟·提升]
三个防范一是函数图象中左、右平移变换可记口诀为“左加右减”,但要注意加、减指的是自变量,如(5);
二是注意含绝对值符号的函数的对称性,如y=f(|x|)与y=|f(x)|的图象是不同的,如(3);
三是混淆条件“f(x+1)=f(x-1)”与“f(x+1)=f(1-x)”的区别,前者告诉周期为2,后者告诉图象关于直线x=1对称,如(2).
学生用书第28页
考点一函数图象的辨识
【例1】(2013·山东卷)函数y=x cos x+sin x的图象大致为().
解析函数y=x cos x+sin x在x=π时为负,排除A;易知函数为奇函数,图象关于原点对称,排除B;再比较C,D,不难发现当x取接近于0的正数时y>0,排除C.
答案 D
规律方法函数图象的识辨可从以下方面入手:(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置.(2)从函数的单调性,判断图象的变化趋势.(3)从函数的奇偶性,判断图象的对称性.(4)从函数的特征点,排除不合要求的图象.利用上述方法排除、筛选选项.
【训练1】(1)(2014·潍坊模拟)函数y=x sin x在[-π,π]上的图象是().
(2)函数y=x+cos x的大致图象是().
解析(1)容易判断函数y=x sin x为偶函数,可排除D.当0<x<π
2时,y=x sin x >0,当x=π时,y=0,可排除B,C,故选A.
(2)∵y′=1-sin x≥0,∴函数y=x+cos x为增函数,排除C.又当x=0时,y
=1,排除A,当x=π
2时,y=
π
2,排除D,故选B.
答案(1)A(2)B
考点二函数图象的变换
【例2】函数f (x )=????
?
3x (x ≤1),log 1
3
x (x >1),则y =f (1-x )的图象是( ).
解析 画出y =f (x )的图象,再作其关于y 轴对称的图象,得到y =f (-x )的图象,再将所得图象向右平移1个单位,得到y =f [-(x -1)]=f (-x +1)的图象. 答案 C
规律方法 作图象平移时,要注意不要弄错平移的方向,必要时,取特殊点进行验证;平移变换只改变图象的位置,不改变图象的形状.
【训练2】 (2013·江南十校联考)函数y =log 2(|x |+1)的图象大致是( ).
解析 当x >0时,y =log 2(x +1),先画出y =log 2x 的图象,再将图象向左平移1个单位,最后作出关于y 轴对称的图象,得与之相符的图象为B. 答案 B
考点三 函数图象的应用
【例3】 (1)已知函数y =f (x )的周期为2,当x ∈[-1,1]时,f (x )=x 2,那么函数y =f (x )的图象与函数y =|lg x |的图象的交点共有( ). A .10个 B .9个 C .8个 D .1个
(2)直线y =1与曲线y =x 2-|x |+a 有四个交点,则a 的取值范围是________. 审题路线 (1)画出x ∈[-1,1]时,f (x )=x 2的图象?根据周期为2画出x ∈(1,+∞)时的函数图象?画出函数y =|lg x |的图象――→注意x =10时的情形
观察图象,得出交点个数.
解析 (1)根据f (x )的性质及f (x )在[-1,1]上的解析式可作图如下
可验证当x =10时,y =|lg 10|=1;x >10时,|lg x |>1.
因此结合图象及数据特点知y =f (x )与y =|lg x |的图象交点共有10个. (2)y =???
x 2-x +a ,x ≥0,x 2+x +a ,x <0,
作出图象,如图所示.
此曲线与y 轴交于(0,a )点,最小值为a -1
4,要使y =1与其有四个交点,只需a -1
4<1<a , ∴1<a <5
4.
答案 (1)A (2)? ??
??1,54 规律方法 (1)利用函数的图象可解决方程和不等式的求解问题,如判断方程是否有解,有多少个解.数形结合是常用的思想方法.
(2)利用图象,可观察函数的对称性、单调性、定义域、值域、最值等性质.
学生用书
第29页
【训练3(1)求函数f (x )的单调区间,并指出其增减性;
(2)求集合M ={m |使方程f (x )=m 有四个不相等的实根}.
解 f (x )=
???
(x -2)2-1,x ∈(-∞,1]∪[3,+∞),
-(x -2)2
+1,x ∈(1,3), 作出函数图象如图.
(1)函数的增区间为[1,2],[3,+∞);函数的减区间为(-∞,1],[2,3]. (2)在同一坐标系中作出y =f (x )和y =m 的图象,使两函数图象有四个不同的交点
(如图).由图知0<m <1, ∴M ={m |0<m <1}.
1.掌握平移变换、伸缩变换、对称变换、翻折变换、周期变换等常用的方法技
巧,来帮助我们简化作图过程.
2.识图的要点:重点根据图象看函数的定义域、值域、奇偶性、单调性、特殊点(与x 、y 轴的交点,最高、最低点等). 3.识图的方法
(1)定性分析法:对函数进行定性分析,从而得出图象的上升(或下降)的趋势,利用这一特征分析解决;
(2)定量计算法:通过定量的计算来分析解决; (3)排除法:利用本身的性能或特殊点进行排除验证.
4.研究函数性质时一般要借助于函数图象,体现了数形结合思想;
5.方程解的问题常转化为两熟悉的函数图象的交点个数问题来解
决.
思想方法2——利用数形结合思想求参数的范围
【典例】已知不等式x 2-log a x <0,当x ∈? ?
???0,12时恒成立,求实数a 的取值范
围.
解 由x 2-log a x <0, 得x 2<log a x .
设f (x )=x 2,g (x )=log a x .
由题意知,当x ∈? ?
?
??0,12时,函数f (x )的图象在函数g (x )的图象的下方,
如图,可知????
?
0<a <1,f ? ????12≤g ? ????
12,
即????
?
0<a <1,? ????122≤log a 12,
解得1
16≤a <1.
∴实数a 的取值范围是????
??
116,1.
[反思感悟] (1)“以形助数”是已知两图象交点问题求参数范围常用到的方法,解决此类问题的关键在于准确作出不含参数的函数的图象,并标清一些关键点,对于含参数的函数图象要注意结合条件去作出符合题意的图形.
(2)当不等式问题不能用代数法求解但其与函数有关时,常将不等式问题转化为两函数图象的上、下关系问题,从而利用数形结合求解. 【自主体验】
(2014·黄冈调研)设函数f (x )=|x +a |,g (x )=x -1,对于任意的x ∈R ,不等式f (x )≥g (x )恒成立,则实数a 的取值范围是________ . 解析 如图,要使f (x )≥g (x )恒成立,则-a ≤1, ∴a ≥-1.
答案 [-1,+∞)
对应学生用书P239
基础巩固题组
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.(2013·青岛一模)函数y =21-x 的大致图象为( ).
解析 y =21-x =? ????12x -1,因为0<12<1,所以y =? ????
12x -1为减函数,取x =0时,则
y =2,故选A. 答案 A
2.(2013·福建卷)函数f (x )=ln(x 2+1)的图象大致是( ).
解析 函数f (x )=ln(x 2+1)的定义域为(-∞,+∞),又因为f (-x )=f (x ),故f (x )为偶函数且f (0)=ln 1=0,综上选A. 答案 A
3.(2014·日照一模)函数f (x )=lg(|x |-1)的大致图象是( ).
解析 易知f (x )为偶函数,故只考虑x >0时f (x )=lg(x -1)的图象,将函数y =lg x 图象向x 轴正方向平移一个单位得到f (x )=lg(x -1)的图象,再根据偶函数性质得到f (x )的图象. 答案 B
4.(2013·东营模拟)已知函数y =f (x )的大致图象如图所示,
则函数y =f (x )的解析式可以为( ). A .f (x )=e x ln x B .f (x )=e -x ln(|x |) C .f (x )=e x ln(|x |) D .f (x )=e |x |ln(|x |)
解析 如题图,函数的定义域是{x |x ≠0},排除选项A ,当x →-∞时,f (x )→0,排除选项B ,D ,因此选C. 答案 C
5.已知函数f (x )=a x -2,g (x )=log a |x |(a >0,且a ≠1),f (2 011)·g (-2 012)<0,则y =f (x ),y =g (x )在同一坐标系内的大致图象是( ).