趙彥青
單調(diào)性、周期性、奇偶性是函數(shù)的三條重要性質(zhì),是歷年來高考的熱點(diǎn)。既可以單獨(dú)考查某條性質(zhì),也可以綜合考查幾條性質(zhì)?,F(xiàn)分類談?wù)労瘮?shù)性質(zhì)的融合型問題。
一、單調(diào)性與奇偶性的融合
如果已知函數(shù)在某區(qū)間上的單調(diào)性,則可以利用函數(shù)的奇偶性判斷函數(shù)在與已知區(qū)間對(duì)稱的區(qū)間上的單調(diào)性。解答時(shí)主要是利用奇偶性進(jìn)行f(x)與f(-x)的轉(zhuǎn)換,利用單調(diào)性進(jìn)行大小的比較等。
例1 已知函數(shù)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),且在區(qū)間[0,+∞)上單調(diào)遞增。若實(shí)數(shù)a滿足則實(shí)數(shù)a的取值范圍是()。
解:由函數(shù)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),得,則不等式可化為。又偶函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,+∞)上單調(diào)遞增,故,解得。
二、單調(diào)性與周期性的融合
一般是給出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,要求利用周期性確定函數(shù)在其他區(qū)間上的單調(diào)性,然后解決相關(guān)的問題,或利用周期性對(duì)函數(shù)值及自變量的范圍進(jìn)行轉(zhuǎn)化,使其轉(zhuǎn)化到相關(guān)的單調(diào)區(qū)間內(nèi)。
例2 設(shè)函數(shù)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),且對(duì)任意的x∈R,恒有f(x+l)=f(x-l)。已知當(dāng)x∈[o,1]時(shí),。試判斷函數(shù)f(x)在區(qū)間(1,2)與(2,3)上的單調(diào)性。
解:由f(x+1)=f(x-l),得函數(shù)f(x)是周期函數(shù),且2是其一個(gè)周期。
由f(x)是偶函數(shù),得f(x-1)=f(l-x)。結(jié)合f(x+1)=f(x-1),得f(l+x)=f(l-x),則函數(shù)f(x)的圖像關(guān)于直線x=l對(duì)稱。
當(dāng)x∈[o,1]時(shí),單調(diào)遞增,則函數(shù)f(x)在區(qū)間(1,2)上單調(diào)遞減,在區(qū)間(2,3)上單調(diào)遞增。
三、奇偶性與周期性的融合
解答時(shí)主要利用奇偶性與周期性不斷進(jìn)行自變量的轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化方式主要圍繞f(x)±f(-x)=0、f(x+a)=f(x)等。
例3 若f(x)是定義在R上的奇函數(shù),5是其一個(gè)周期,且滿足f(1)=1,f(2)=2,則f(3)-廠(4)=____。
解:由f(x)是奇函數(shù),得f(-x)=-f(x)。
由5是函數(shù)f(x)的一個(gè)周期,得f(x-5)=f(x)。
f(3)=-f(-3)=-f(2-5)=-f(2)=-2;f(4)=-f(4)=-f(1-5)=-f(l)=-l。
f(3)-f(4)=-2+1=-1。
四、單調(diào)性、奇偶性與周期性三者的融合
此類試題靈活性強(qiáng),難度也相對(duì)較大一些,解答時(shí)要善于將函數(shù)的這三條性質(zhì)有機(jī)結(jié)合起來,把握時(shí)機(jī),轉(zhuǎn)化函數(shù)值或函數(shù)式,使未知問題一步一步向已知轉(zhuǎn)化。
例4 定義在R上的函數(shù)f(x)滿足以下三個(gè)條件:①對(duì)任意的x∈R,都有②函數(shù)y=f(x+l)的圖像關(guān)于y軸對(duì)稱;③對(duì)任意的x1、x2∈[0,l],且x1f(x2)。則f(3/2)、f(2)、f(3)從小到大的關(guān)系是____。
解:由①得f(x+2)=f(x+1+1)=f(x),則函數(shù)f(x)是周期函數(shù),且2是其一個(gè)周期。
由函數(shù)y=f(x+1)的圖像關(guān)于y軸對(duì)稱,函數(shù)y=f(x+1)的圖像向右平移一個(gè)單位即可得函數(shù)y=f(x)的圖像,得函數(shù)y=f(x)的圖像關(guān)于直線x=1對(duì)稱。
由③可知函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,1]上單調(diào)遞減。結(jié)合②,可得函數(shù)f(x)在區(qū)間[1,2]上單調(diào)遞增。
f(3)=f(2+1)=f(1)。