1、处理抽象函数的三板斧哈尔滨新东方全科中心 郑仕建首先,我们来看这样一个例题:例:定义在 上的函数 ,对任意的实数 ,恒有 ,且当R)(xf yx, )()(yxffx时, 又 0x0)(xf321(1)求证: 为奇函数;(2)求证: 在 上是减函数;(3)求函数 在)(xfR)(xf上的值域。3,解:1)令 x=y=0,由 得 + = ,所以 =0。令)()(yxffx0(f)(f)0(fy=-x,得 ,所以 ,所以 定义在 上的奇函0)(fx x)xR数。2)令 x10.因为 x0, 0,所以 。)(f 0)(12xf21221() ()fxxf所以 ,所以 在 上是减函数;)(f)fR3)
2、由 2)得 3(3x由 ,得 ,)1(f 4)1)2ff(所以 ,故 在 上的值域为 。)3(ff )(xf3,2,其实,这么一个问题就是我们学生非常熟悉的抽象函数问题,抽象函数问题可以非常地道的考察出我们的学生对于函数基本概念、函数基本性质的理解层次。这类问题,我们通常三步走:1) 求解某些特殊函数值。我们最常遇到的问题是求解诸如 等等,一(0),1,(2)ff般这一步骤中 的求解是必不可少的(why 见步骤 2) ,对于其他特殊值的求解一般都带(0)f有强烈的暗示性,只要我们的学生稍加注意,一般不会有太大的问题。这一步最常用的技巧:令 。本例中第一问求解特殊函数值的过程中就采用了这两个技巧
3、;0,xy2) 判定函数的奇偶性。说到这里,可能我们的学生都已经会理解了,为什么我们在步骤1 中一般要求 。因为我们判定函数奇偶性分成两步来进行:首先,判定函数的定义域()f是否关于原点对称,这一点一般我们不用操心;其次,判定 的关系。这一步(),fx的关键就是让我们的已知式中出现 ,而这里有一个非常显然也最常用的关系:(),fx,通常套入我们的已知式,稍加整理就会得到我们想要的结果。在本例奇偶()0x性的证明中就用到了这一技巧;判定函数的单调性。首先,我们来解释为什么要判定单调性。因为抽象函数问题的第三问通常是求解一个抽象不等式,比如说,只是比如说:,我们通常的思路是这样的:通过第一步特殊函
4、数值的求解我们可能只是2()1fx可能会知道了 ,那么我们的不等式就会转化为 ,如果我们(3f2()(3fxf又知晓了单调性,那就可以不费吹灰之力将一个抽象不等式化为具体不等式了。当然,对于本例中是求值域,对于抽象函数值域的求解方法中最好使的就是单调法,所以无论第三问以何种形式出现,都将指引我们走向证明函数单调性胜利之路;其次,我们来解释,为什么单调性放在奇偶性之后。是不是题目的求解顺序决定的?可以很负责任的告诉各位同学,肯定不是这样。这个问题实际上是由逻辑顺序来决定的。我们判断单调性的基本步骤是:在定义域内取值、作差、判断差的正负、下结论。这里,最常用的技巧就是通过得到 的关系,对于 我们可
5、以通过奇偶性转化为 ,再21()fx21(),fx1()fx1()fx借助于其他的已知条件,判断出 的关系,最终得出单调性。2(),fx3) 判定函数的周期性。对于现行的考试又出现了新情况,就是很多时候直接告诉我们函数的奇偶性和单调性,而需要我们借助于题目其他已知信息判断出函数的周期性,然后利用周期性求出某些非常复杂的函数值。对于这种新情况,没有一种万全的方法帮助我们将革命进行到底,但是某些常用的结论还是有必要简单谈一下。首先,周期函数的定义。对于定义域内任意 都有 ,那么 就是周期函数,而 就是函数x()(,0fTfx()fxT的一个周期,这是我们努力的一个方向;其次,如果根据我们的知识我们
6、能够判断()fx函数 的图像有两条对称轴 ,那么我们就可以知道这个函数的周期,xab是 ;还有,就是如果函数 的图像有一个对称中心和一条对称轴也可以判2Tab()f断出这个函数具备周期性,具体的周期需要我们根据具体的题目去求解。实事求是的讲,这个例题还算是简单,但是“麻雀虽小,五脏俱全” ,这样一个题目非常完整的展现了我们处理抽象函数的经典步骤,对于其他更复杂的问题,事实上,一般是换汤不换药,基本的框架就是这样,只不过需要我们同学处理某些细节时更加的灵活,更加谨慎。同学们可以自己处理下面的练习题:1.设 f(x)是定义在(0,)上的单调增函数,满足 f(xy)f(x)f(y) , f(3)1,求:(1) f(1) ;(2) 若 f(x)f(x8)2,求 x 的取值范围.2. 已知定义在 R上的函数 ()f的图象关于点3,04成中心对称图形,且满足3()2fxf, (1f, 02f则 (1)2(6)ff的值为( )A、1 B、2 C、 D、 23.(2005 广东卷)设函数 在 上满足 ,()fx,)()()fxf,且在闭区间0,7上,只有 (7)()fxf130()试判断函数 的奇偶性;(yfx()试求方程 =0 在闭区间-2005,2005上的根的个数,并证明你的结论)