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处理抽象函数问题的常用策略论文

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2023-09-14 17:40:01    来源:    作者:yeyuankang

摘要:本文对高中数学抽象函数的类型和其具有的规律进行剖析,分析解决这类抽象函数问题的方法,以提高学生的学习效率.

  

  摘要:本文对高中数学抽象函数的类型和其具有的规律进行剖析,分析解决这类抽象函数问题的方法,以提高学生的学习效率.

  关键词:高中数学;抽象函数;解题策略

  抽象函数是一类特殊的函数,此类函数由于没有给出具体的函数解析式,从而解题思维与常见函数的处理方法不同,故需要我们特别关注.基于此,本文对处理抽象函数问题的常用策略加以归类解析,旨在帮助同学们掌握求解此类问题的一些内在规律、特点,从而进一步提高处理抽象函数问题的解题能力.

  1借助“赋值”,探求函数的解析式与奇偶性

  抽象函数问题,如果在题设条件中涉及关于两个变量的恒等式,那么具体求解时,我们不仅要注意“赋值”思想的灵活运用,而且还要注意“赋值”的各种具体方式———可以是具体的实数,也可以是一些

  特殊的代数式.

  例1设函数f:R→R,满足f(0)=1,且对任意x,y∈R都有f(xy+1)=f(x)f(y)-f(y)-x+2,求函数f(x)的解析式.

  解析注意到本题中的x,y具有任意性,于是应考虑对变量x,y如何灵活地赋值,以达到巧妙求解的目的.

  因为f(0)=1,所以取x=0,则由题设得f(1)=f(0)f(y)-f(y)+2=f(y)-f(y)+2=2.

  从而,取y=0,则由题设得

  f(1)=f(x)f(0)-f(0)-x+2.

  所以2=f(x)×1-1-x+2,

  所以f(x)=x+1.

  评注本题求解的切入点是:紧紧抓住f(0)=1,对变量x,y进行灵活赋值分析.

  例2若函数f(x)满足:f(x)+f(y)=f(x+y)对任意x,y∈R都成立,试判断函数f(x)

  的奇偶性.

  解析要判断函数f(x)的奇偶性,关键在于考查f(-x)与±f(x)之间满足什么关系.

  取x=y=0,则有f(0)+f(0)=f(0).所以f(0)=0.

  从而取y=-x,则有

  f(x)+f(-x)=f(0)=0.

  即f(-x)=-f(x).

  故函数f(x)为奇函数.

  2借助“变形”,证明函数的单调性

  证明抽象函数的单调性时,一般应根据增函数(或减函数)的定义加以论证,同时要注意在适当“变形”的基础上创造有利条件,以便灵活运用题设条件.

  例3已知函数f(x)满足:f(x+y)=f(x)+f(y)-1(x,y∈R),且当x>0时,有f(x)>1,求证:函数f(x)在R上是增函数.

  证明任取x1,x2∈R,且设x1<x2.

  因为x2-x1>0

  所以由题设得f(x2-x1)>1.

  于是,结合已知条件可得

  f(x2)=f[(x2-x1)+x1]=f(x2-x1)+f(x1)-1>1+f(x1)-1=f(x1).

  即f(x2)>f(x1).

  综上,根据增函数的定义即知,函数f(x)在R上是增函数.

  评注将“x2”变形为“(x2-x1)+x1”是本题顺利求证的关键所在.

  例4已知定义在R+上的函数f(x)满足:f(xy)=f(x)+f(y)(x,y∈(0,+∞)),且当x>1时,f(x)<0,求证:函数f(x)在(0,+∞)上单调递减.

截图20230914173257.png

  3.借助“作图”,速解不等式

  如果题目给出抽象函数的奇偶性、单调性,那么求解相关不等式时,我们可借助适当“作图”技巧,有利于化抽象为具体,从而根据数形结合思想达到

  顺利求解不等式的目的.

  例5已知f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)在(0,+∞)上单调递增,f(3)=0,则不等式x·f(x)<0的解集是.

  解析先作一个适合题意的函数f(x)的图象,再按x>0,x<0分两种情况加以讨论即可.

  注意到f(-3)=-f(3)=0,于是可作一个适合题意的函数f(x)的图象,如图1所示.

截图20230914173333.png

  当x>0时,因为由x·f(x)<0,得f(x)<0.所以结合图象知此时0<x<3;

  当x<0时,因为由x·f(x)<0,得f(x)>0.所以结合图象知此时-3<x<0.

  综上可知,不等式x·f(x)<0的解集是(-3,0)∪(0,3).

  评注遇到有关抽象函数问题,一定要有数形结合的思想意识,其关键是画图、用图.如何准确地认识、利用函数的图象,也不容忽视,因为这是易错点.

  例6已知定义在R上的偶函数f(x)在

  (-∞,0]上单调递减,若f()=0,则不等式

  f(3x+1)>0的解集是.

  解析先作一个适合题意的函数f(x)的图象,再由图作具体分析即可.

截图20230914173257.png

  4借助“建模”,巧解选择题

  处理抽象函数中的有关选择题时,我们可结合题意探寻一个具体函数加以巧妙分析,这实际上就是“建模思想”(建立函数模型)在解题中的灵活运用,有利于培养学生的数学建模能力.

  例7若定义在R上的函数f(x)满足:对任意x1,x2∈R有f(x1+x2)=f(x1)+f(x2)+1,则下列说法一定正确的是().

  A.f(x)为奇函数B.f(x)为偶函数

  C.f(x)+1为奇函数D.f(x)+1为偶函数
       解析设函数f(x)=x+c,则

  因为f(x1+x2)=f(x1)+f(x2)+1,所以x1+x2+c=x1+x2+2c+1.化简,得c=-1.

  所以可取一个适合题意的具体函数f(x)=x-1加以分析判断.

  当函数f(x)=x-1时,显然不具有奇偶性,此时由f(x)+1=x即知f(x)+1为奇函数.故应选C.

  评注参考解析可知,更一般地我们可取函数

  f(x)=kx-1加以分析判断.

  例8已知定义在实数集R上的函数y=f(x)恒不为零,同时满足f(x+y)=f(x)·f(y),且当x>0时,f(x)>1,那么当x<0时,一定有(  ).

  A.f(x)<-1 B.-1<f(x)<0

  C.f(x)>1 D.0<f(x)<1

  解析因为注意到指数函数满足f(x+y)=f(x)·f(y),所以考虑题设“当x>0时,f(x)>1”,

  可取一个适合题意的具体函数f(x)=2x加以分析判断.

  根据函数f(x)=2x的图象知:当x<0时,一定有0<f(x)<1.故由排除法知应选D.

  评注更一般地,我们可取指数函数f(x)=ax(a>1)进行分析、判断.请关注常见函数模型的选取:①若对任意x,y∈R,有f(x+y)=f(x)+f(y),则可取正比例函数f(x)=kx;②若对任意x,y∈R,有f(x+y)=f(x)f(y),则可取指数函数f(x)=ax;③若对任意x,y>0,有f(xy)=f(x)+f(y),则可取对数函数f(x)=loga x;④若对任意x,y>0,有f(xy)=f(x)f(y),则可取幕函数f(x)=xn.

  总之,结合以上举例解析,可帮助我们理清处理抽象函数问题的常用策略,明确其解题的常用切入点、技巧等.一言以蔽之,求解抽象函数问题的常用策略,可高度概括为:“赋值”“变形”“作图”“建模”(八字策略).如此,尽管函数“抽象”,但是解法“具体”,从而便于轻松获解!

  参考文献:

  [1]舒忠田.抽象函数问题解题方法选粹[J].江西教育学院学报,2012,33(06):35-37.