探求、讨论函数的有关性质,历来都是高考和各级数学竞赛的重点之一。例如求解函数或反函数的不等式,函数不等式的证明,函数周期性的探索等问题。而解决这类问题的关键主要是函数符号“f”如何“穿脱”,本文结合具体例子谈一些“f”的“穿脱”技巧与方法。
一、单调性穿脱法
利用特殊函数的单调性,对函数符号“f”进行“穿脱”,从而达到化简的目的,使问题获解。
例1已知f(x)是定义在-1,1上的奇函数,f(1)=1,若a、b∈-1,1,a+b≠0时,有f(a)+f(b)a+b
>0解不等式f(x+12)<f(1
x-1
).
分析:本题的关键是根据已知条件,判断函数的单调性,据此再脱去“f”
任取x1x2∈-11且x1<x2
∵f(x)是奇函数,
∴f(x2)-f(x1)=f(x2)+f(-x1)
=f(x2)+f(-x1)x2+(-x1)·(x2-x1)>0.
即f(x2)>f(x1).∴f(x)在-11上是单调递增函数,原不等式等价于:
-1≤x+12≤1-1≤1
x-1
≤1x+12<1x-1x+12≥-11x-1
≤1x+12<1x-1
得:x<-1或x>32
∴原不等式的解集为:x|x<-1或x>32.
二、反函数穿脱法
灵活自如地处理原函数f(x)与其反函数f-1(x)并运用f-1f(x)=xff-1(x)=x进行穿脱“f”.
例2已知定义域为R+的函数f(x),对任意xy∈R+恒f(xy)=f(x)+f(y).
①求证:当x∈R+时,
f(1x)=-f(x)
②若x>1时,恒有f(x)<0
求证:f(x)必有反函数;
③设f-1(x)是f(x)的反函数,求证:f-1(x)在其定义域恒有f-1(x1+x2)=f-1(x1)·f-1(x2).
解:①∵f(1)=f(x·1x)=f(x)+f(1x)
又f(1)=f(1)+f(1)即f(1)=0
∴f(1
x)=-f(x).
②x1、x2∈R+且x1<x2时x2x1>1
∴f(x2
x1)<0.
由f(x)=f(xy·y)=f(x
y)+f(y)
有f(x
y)=f(x)-f(y)故f(x2x1)=f(x2)-f(x1)<0
则f(x)在R+上是减函数,
∴f(x)必有反函数.
③设f-1(x1)=n1f-1(x2)=n2
则f(n1)=x1f(n2)=x2
且f(n1·n2)=f(n1)+f(n2)=x1+x2
∴f
-1(x1+x2)=n1n2
即f-1(x1+x2)=f-1(x1)·f-1(x2).
三、周期性穿脱法
在求解有关函数迭代问题时,可利用函数的周期性进行“f”的穿脱,做到需穿则穿,需脱则脱,从而优化解题过程。
例3定义域为正整数的函数f(n)满足:
f(n)=
n-3(n≥1000)ff(n+7)(n<1000)试求f(90)
解:记fm(n)=f(f…fm个f
(n))
∵90+(m-1)×7=1000m=131.
∴f(90)=f2(97)=…=f131(1000)
又f(1000)=997
f(997)=f2(1004)=f(1001)=998
f(998)=f2(1005)=f(1002)=999
f(999)=f2(1006)=f(1003)=1000
131=4×32+3
∴f(90)=f131(1000)=f3(1000)= 此文章共有3页 1 2 3
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