【高考必备】高中数学破题致胜微方法(函数的周期性):抽象函数周期的求法函数模型法Word版含答案
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数学模型,在数学学习中有很大的作用,它可以帮助我们解决很多未知的问题。如何有效利用数学模型呢,首先要对基础知识掌握的扎实,其次要在遇到问题时,大胆想象,大胆类比,用已知知识作为铺垫,找到问题的突破口。
我们知道,基本初等函数分为,幂函数、指数函数、对数函数、三角函数等,而三角函数中大多数都具有周期性,今天我们就利用三角函数作为模型,求抽象函数的周期。
先看例题
例:设函数f(x)的定义域为R,且对任意的实数x,y满足,fxyfxyfxfy()()2()(),,,,
cf()0,并存在非零实数c,使,证明函数f(x)是周期函数 2
类比 fxx()cos,
因为,通过两角和差的余弦
公式
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展开,有:
cos()cos()(coscossinsin)(coscossinsin)xyxyxyxyxyxy,,,,,,, cos()cos()2coscosxyxyxy,,,,即
,f()0,T,2,而对于余弦函数,而, 2
cf()0,类比原函数,我们可以猜测,T=2c 2
ccccyfxfxfxf,,,,,,,()()2()()0所以,可令 2222
ccfxfx()(),,,,整理得: 22
fxcfx()(),,,所以有
fxcfx(2)(),,
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这时可得到结论,原函数为周期函数,且T=2c,与我们猜测一致
模型法解题:
我们从剖析题设条件的结构入手,
大胆类比,联想出原型函数(主要是从三角公式联想), 通过猜想,进而确定函数的周期性。
注意:我们所研究的函数并不一定是,但是可以根据这个模型,给我们的证明提fxx()cos,供帮助。
接下来我们再看一个例子,加深印象
11fxfx()(),,,练:函数f(x)是定义在R上的奇函数,且, 22
则fffff(1)(2)(3)(4)(5)(),,,,,
根据已知条件,我们知道函数首先是奇函数
1x,其次,函数关于直线对称 2
1x,所以我们类比fxx()sin,,,它既是奇函数,又满足函数关于对称 2
fxfx()(),,,由奇函数的性质:
1xx,,fxfx()(1),,,令 : 2
fxfx(1)(),,,两式联立:所以,
fxfxfx(2)(1)(),,,,,同理
所以函数是周期函数,且T=2
进而可以求值
因为f(0)=0,所以f(2)=f(0)=0,
同理f(4)=f(2)=f(0)=0
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再根据, fxfx(1)(),,,
所以f(2)=-f(1)=0所以f(1)=0
所以f(3)=f(1)=0,同理f(5)=f(3)=0
所以 fffff(1)(2)(3)(4)(5)0,,,,,
总结:
1.根据题目本身的特征,找到对应的函数模型,对未知函数进行类比分析 2.所选取的模型函数要满足题目所有条件,要注意定义域,值域等隐含条件 3.模型函数具备参考价值,但并不能说所求的抽象函数一定是模型函数 练习:
fx()3,1.已知函数f(x)满足,若f02016,,则f2016, fx(),,1,,,,
1(),3fx
1fxf()1,(2),,2.已知y=f(x)对于任何正实数x、y都有,且当x>1时,. fxyfxfy()()(),,9
(1)求证fx()0,;
,,11(2)求证 fxfx()[()],
[0,),,(3)求证y=f(x)在上为单调减函数;
(4)若f(m)=9,试求m的值
答案:
tantan,,,1. tan(),,,,1tantan,,,
fx()tan,,
,,tan3,fx(1)tan(),,,, ,313tan,,
fxfx(3)(),,
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1y,2.分析:由条件可联想到模型函数 fxyfxfy()()(),,2x
证明:(1)对于任意x>0,由已知有
2 fxfxxfx()()[()]0,,,,
用反证法证明 fx()0,
假设存在y>0,使f(y)=0,则对任意x>0,
xx有 fxfyffy()()()()0,,,,,yy
与题设矛盾,所以对任意x>0,均有f(x)>0 (2)因为 fxfxfxffx()(1)()(1),()0,,,,,
所以f(1)=1
11fxffxf()()()(1)1,,,,, xx
,,11所以 fxfx()[()],
xx22(3)任设,则,由条件知 0,,xx,1f()1,12xx11
xx22所以 fxfxffxfx()()()()(),,,,,2111xx11
[0,),,所以f(x)在上是单调减函数
1f(2),fm()9,(4)因为, 9
ffm(2)()1,,所以
fmffx(2)1(1)(),,,[0,),,所以在上是单调减函数
121,mm,,所以 2
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