蘇 玖
問題1(2018年全國(guó)Ⅱ卷第11題)已知f(x)是定義域?yàn)椋ǎ?,+∞)的奇函?shù),滿足f(1-x)=f(1+x).若f(1)=2,則f(1)+f(2)+…+f(50)=( )
A.-50 B.0 C.2 D.50
問題1思維延伸如果已知和式的值求自變量的值,也就是多少個(gè)連續(xù)的函數(shù)值等于已知數(shù),就有:
(改編1-1)已知f(x)是定義域?yàn)椋ǎ蓿蓿┑钠婧瘮?shù),滿足f(1-x)=f(1+x),f(1)=2,Sn=f(1)+f(2)+…+f(n),若Sn=0,則n的取值集合為________.
如果將“奇函數(shù)”改為“偶函數(shù)”,再改變相關(guān)條件,于是就有:
(改編1-2)已知f(x)是定義域?yàn)椋ǎ?,+∞)的偶函?shù),滿足f(x-1)=f(1+x),在[0,1]上f(x)=2x2-1,若則a的所有值構(gòu)成的集合為________.
(改編1-3)已知f(x)是定義域?yàn)椋ǎ?,+∞)的奇函?shù),滿足f(1-x)=f(1+x),f(x)在[0,1]上單調(diào)遞增,且f(x)在 [0,2)上有唯一零點(diǎn).若函數(shù)在區(qū)間[0,n]上有100個(gè)零點(diǎn),求最小正整數(shù)n的值.
問題2思維延伸本題就是周期函數(shù)、分段函數(shù)與函數(shù)迭代的綜合應(yīng)用,周期函數(shù)與分段函數(shù)是必考的知識(shí)點(diǎn),畫圖可以看出,一個(gè)周期內(nèi)f(x)有兩個(gè)零點(diǎn)和1,于是從圖象角度可以改編為:
從函數(shù)迭代角度出發(fā),條件不變,待求改變,于是又可以改編為:
如果將分段函數(shù)改編為待定函數(shù),可以改編為:
問題1的解析:f(x)是奇函數(shù),因此f(0)=0.又因?yàn)閒(1-x)=f(1+x),因此f(x)的圖象關(guān)于直線x=1對(duì)稱.又有f(-x)=f(2+x),即f(2+x)=-f(x),所以f(2)=0,f(x+4)=f(x),故函數(shù)f(x)是周期函數(shù),周期為4.因?yàn)閒(1)=2,f(3)=f(-1)=-2,f(4)=0.因此一個(gè)周期內(nèi)的和為0,所以f(1)+f(2)+ … +f(50)=f(1)+f(2)=2,故選C.
改編1-1解析:分類討論,因?yàn)橐粋€(gè)周期內(nèi)的函數(shù)值之和為0,因此當(dāng)n=4k,k∈N*時(shí),Sn=0;當(dāng)n=4k-1,k∈N*時(shí),Sn=f(1)+f(2)+f(3)=0;當(dāng)n=4k-3,k∈N*時(shí),Sn=f(1)=2;當(dāng)n=4k-2,k∈N*時(shí),Sn=f(1)+f(2)=2.所以n的取值集合為{n|n=4k-1或n=4k,k∈N*}.
推廣:已知f(x)是定義域?yàn)椋ǎ蓿蓿┑钠婧瘮?shù),滿足f(1-x)=f(1+x).若f(1)=a,求:(1)Sn=f(1)+f(2)+…+f(n);(2)
提示:分類討論得:
改編1-2解析:由f(x-1)=f(1+x)知,f(x)是周期為2的周期函數(shù),當(dāng)x∈[-1,1]時(shí),f(x)=2x2-1,同時(shí)圖象關(guān)于直線x=1對(duì)稱,因此對(duì)稱軸是x=k(k為整數(shù)),當(dāng)a∈[-1,1]時(shí)即.由周期性,所有的a的值為所以a的取值集合為
改編1-3解析:由題意得,函數(shù)f(x)的周期為4,圖象關(guān)于直線x=k(k∈Z)對(duì)稱.因?yàn)閒(x)在[0,1]上單調(diào)遞增,因此f(x)在[-1,1]上單調(diào)遞增,且f(x)在[-1,1]上有唯一零點(diǎn)0.由于f(0)=0,因此f(2)=0,所以f(x)在一個(gè)周期內(nèi)[0,4)上有零點(diǎn)0和2.又因?yàn)楹瘮?shù)是f(x)圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度得到的,于是g(x)在一個(gè)周期內(nèi)[0,4)上有零點(diǎn)和.要使g(x)在[0,n]內(nèi)有100個(gè)零點(diǎn),因此區(qū)間[0,n]內(nèi)必有50個(gè)周期,而這些零點(diǎn)分別為…,構(gòu)成等差數(shù)列,公差為2,第100個(gè)零點(diǎn)為,所以故最小正整數(shù)n為199.
問題2的解析:由題意知,f(x)是周期為4的函數(shù),,因此所以填
改編2-1解析:畫圖分析,區(qū)間[-4,10]內(nèi)有三個(gè)半周期,要使得有10個(gè)零點(diǎn),一個(gè)周期內(nèi)至少要有三個(gè)零點(diǎn),于是
若本題改為g(x)在區(qū)間[-4,10]內(nèi)有11個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a取值范圍為_________.在x=-4時(shí),圖象為一個(gè)點(diǎn)答案為
通過對(duì)兩道高考題的分析和改編,可以看出,求解函數(shù)與性質(zhì)問題時(shí),一要會(huì)很快理解題目所給的各類信息;二要學(xué)會(huì)綜合分析信息之間的關(guān)系,進(jìn)行信息加工;三是對(duì)某一個(gè)信息進(jìn)行改編,就可以得到不同的題目,通常是“常量”變“參數(shù)”,“靜態(tài)”變“動(dòng)態(tài)”,“結(jié)論”變“條件”,“單參數(shù)”變“雙參數(shù)”等等.
小試牛刀
A.[-1,0) B.[0,+∞)
C.[-1,+∞) D.[1,+∞)
若改變函數(shù)f(x)中某一段解析式(平移或伸縮),而g(x)中的a為具體數(shù),試試看.
改編1:______________________________.
原題中的問題是f(x)圖象與斜率為定值的一次函數(shù)交點(diǎn)問題,如果改為研究過定點(diǎn)的一次函數(shù)與f(x)圖象交點(diǎn)問題.
改編2:______________________________.
提示與解析:
原題解析:?jiǎn)栴}等價(jià)轉(zhuǎn)化為y=f(x)與y=-x-a的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),結(jié)合函數(shù)圖象得,-a≤1,即a≥-1,故選C.
答案:a≥1.
答案:-1≤a<0或0<a<1或a>1.