函數(shù)的性質主要有:單調性、奇偶性、對稱性和周期性.這些都是解題的重要依據(jù).下面主要談一談函數(shù)的單調性、奇偶性和周期性的應用技巧.
一、單調性
若函數(shù)[f(x)]的定義域為[A],區(qū)間[D?A],對任意的[x1、x2∈D],當[x1>x2]時,有[fx1>f(x2)],那么[f(x)]在區(qū)間[D]上單調遞增;如果對任意的[x1、x2∈D],當[x1>x2]時,有[fx1<f(x2)],那么[f(x)]在區(qū)間[D]上單調遞減.函數(shù)的單調性常用于比較兩個函數(shù)值的大小、證明不等式、求函數(shù)的最值.運用函數(shù)的單調性解題,往往需先根據(jù)函數(shù)單調性的定義判斷出函數(shù)的單調性;然后根據(jù)[x1、x2]的大小關系,判斷出[fx1與f(x2)]的大小關系,進而證明不等式,求得函數(shù)的最值.一般地,單調遞增的函數(shù)圖象自左至右是上升的,單調遞減的函數(shù)圖象自左至右是下降的.
例1.定義在R上的函數(shù)[f(x)]的圖象關于[y]軸對稱,且在區(qū)間[[0,2]]上單調遞減,試比較[f1]與[f(-2)]的大小.
解:因為函數(shù)[f(x)]的圖象關于[y]軸對稱,
所以[f(-2)=f(2)],
因為[f(x)]在區(qū)間[[0,2]]上單調遞減,
所以[f1>f(2)],所以[f1>f(-2)].
由題意可知,函數(shù)在區(qū)間[[0,2]]上單調遞減,且[1<2],那么根據(jù)函數(shù)的單調性可知[f1>f(2)].值得注意的是,函數(shù)的單調性是針對函數(shù)定義域內的一個子區(qū)間而言的,我們只要知道某個子區(qū)間上函數(shù)的單調性,以及兩個自變量的大小關系,即可比較出兩個函數(shù)值的大小.
二、奇偶性
設函數(shù)[f(x)]的定義域為[A],如果對任意的[x∈A],[-x∈A],有[f(x)=-f(-x)],那么函數(shù)[f(x)]為奇函數(shù);如果對任意的[x∈A],[-x∈A],有[f(x)=f(-x)],那么函數(shù)[f(x)]為偶函數(shù).奇函數(shù)的圖象關于原點對稱,偶函數(shù)的圖象關于[y]軸對稱.函數(shù)的奇偶性常用于求函數(shù)的解析式、求函數(shù)值、判斷函數(shù)的奇偶性.運用函數(shù)的奇偶性解題,需首先確保函數(shù)的定義域關于原點對稱;然后根據(jù)函數(shù)的奇偶性建立[fx與f(-x)]之間的關系.
奇偶性.
解:由題意可知函數(shù)[f(x)]的定義域為R,關于原點對稱,
令[x>0],則[fx=-x2+2x+1],
可知[f-x=-x2+2-x-1]
[=--x2+2x+1=-f(x)],
又[f0=0],因此函數(shù)[f(x)]是奇函數(shù).
令[x=-x],并將其代入當[x>0]時的函數(shù)式[fx=-x2+2x+1]中,通過恒等變換,即可判斷出[f(x)]=[ f-x],進而根據(jù)函數(shù)奇偶性的定義判斷出函數(shù)[fx]的奇偶性.
三、周期性
設函數(shù)[f(x)]的定義域為[A],如果存在一個正數(shù)[T],使得對任意的[x∈A],有[f(x)=f(x+T)],那么稱[T]為函數(shù)[f(x)]的周期.函數(shù)的周期性常用于判斷函數(shù)的周期性、求函數(shù)的周期、求函數(shù)的值.運用函數(shù)的周期性解題,關鍵要根據(jù)函數(shù)周期性的定義找出相應的T,進而建立關系式[f(x)=f(x+T)].
例3.設函數(shù)[f(x)]滿足[fx+2=f(x)],定義域為R.當[x∈[0,2)]時, [fx=2x-x2],求[f0+f1+f2+f(3)]的值.
解:因為[fx+2=f(x)],
所以[f(x)]是周期為2的函數(shù),
當[x∈[0,2)]時, [fx=2x-x2],
所以[f0=0, f1=1],
則[f2=f0=0], [f3=f1=1],
因此[f0+f1+f2+f(3)=2].
由[fx+2=f(x)]即可判定函數(shù)[f(x)]的周期為2,那么根據(jù)函數(shù)的周期性,就可以得出[f2=f0],[f3=f1],進而求出[f2]和[f(3)]的值.
總之,函數(shù)的單調性、奇偶性和周期性在解題中應用廣泛.同學們需熟記其定義、應用技巧,將其靈活地應用于解題當中.對于一些較為復雜的函數(shù)問題,往往需綜合運用兩種或者兩種以上的函數(shù)性質,才能順利求得問題的答案.同學們在日常學習中要熟悉有關函數(shù)的單調性、奇偶性、周期性、對稱性的結論,這樣才能有效提升解題的效率.