求函数的解析式

前言

函数的解析式是函数的重要性质之一,要研究函数,我们往往需要以函数的解析式为依托和切入,如果知道了函数的解析式,那么我们也许通过观察就能很快发现函数的一些简单的性质,比如(f(x)=x+x^3),看到这个解析式,我们就能知道函数的定义域和值域都是(R),是奇函数,是单调递增函数,过点((0,0))等。所以我们必须切实掌握求函数的解析式的常用方法。对常用的基本方法详细说明如下:

配凑法

操作说明:在等号的右端配凑出关于自变量整体的代数式,然后做代换。

例1已知函数(f(x))满足条件 (f(sqrt{x}+1)=x+2sqrt{x}),求(f(x)),求(f(x))的解析式;

分析: (f(sqrt{x}+1)=x+2sqrt{x}=(sqrt{x}+1)^2-1)

注意右端需要配凑出以(sqrt{x}+1)为整体变量的代数式,以便于下一步的代换,到此配凑工作结束;

(sqrt{x}+1=t),则新元(tge 1)

故解析式为(f(t)=t^2-1(tge 1)),再将自变量替换为我们适应的(x)

则所求的解析式为(f(x)=x^2-1(xge 1))

例1-2 已知(f(x+cfrac{1}{x})=x^3+cfrac{1}{x^3}),求(f(x))的解析式;

分析:注意到(x^3+cfrac{1}{x^3}=(x+cfrac{1}{x})^3-3(x+cfrac{1}{x}))

(t=x+cfrac{1}{x}),则新元(t in(-infty,-2]cup[2,+infty))

故所求解析式为(f(x)=x^3-3x(|x|ge 2))

解后反思:

1、配凑法是结构化的方法,要注意式子两端的对应性,比如左端的自变量整体是(sqrt{x}+1),那么右端就必须围绕它来做文章;

2、但凡使用了换元之处,就一定需要注意新元和旧元的取值范围的一致性。

3、例1-2中的(t=x+cfrac{1}{x}),其实是一个对勾函数,这时高三数学中的一个高频函数,需要特别注意,要对其性质非常清晰才行。

换元法

操作说明:将未知的或无法掌握的解析式问题转化为已知的解析式问题。

例2【代数换元】求函数(f(x)=4^x+3cdot 2^x+1)的值域。

分析:注意到函数的结果特点,

做代数换元令(2^x=t>0)

则原函数就转化为(f(x)=g(t)=t^2+3t+1,tin(0,+infty))上的值域

例2-2【三角换元】求函数(f(x)=x+sqrt{1-x^2})的值域。

分析:求定义域得到(xin[-1,1])

故做三角换元令(x=cos heta, hetain[0,pi])

则函数(f(x)=x+sqrt{1-x^2})

(=cos heta+sqrt{1-cos^2 heta})

(=cos heta+|sin heta|)

(=sin heta+cos heta)

(=sqrt{2}sin( heta+cfrac{pi}{4})in[-sqrt{2},sqrt{2}])

故函数的值域为([-sqrt{2},sqrt{2}])

例2-3【三角换元】求函数(f(x)=sinx+cosx+sinxcosx)的值域。

分析:令(t=sinx+cosx=sqrt{2}sin(x+cfrac{pi}{4}))

则可知(tin[-sqrt{2},sqrt{2}])

又由((sinx+cosx)^2=t^2)得到(sinxcosx=cfrac{t^2-1}{2})

故此时原函数经过换元就转化为二次函数在闭区间上的值域问题了

(f(x)=g(t)=t+cfrac{t^2-1}{2}=cfrac{1}{2}t^2+t-cfrac{1}{2})(tin[-sqrt{2},sqrt{2}])

解后反思:

1、上述的三个求值域的问题,实际上都先是个求解析式的问题,不过没有人提示我们用换元法,需要我们有一定的数学素养。

同时还暗含了转化划归的一个策略,即将未知的转化为已知的,将复杂的转化为简单的,将高级的转化为低级的。

2、换元法首要注意的一点就是,换元前后的变量取值的一致性。

3、第三个例题的转化非常特殊,注意特别注意。引申比如(sinxpm cosxpm 2sinxcosx)的转化;

例1 定义在((0,+infty))上的单调函数(f(x))(forall xin(0,+infty))(f[f(x)-2lnx]=1),则方程(f(x)-)(f'(x)=1)的解所在的区间是【】

$A.(0,cfrac{1}{2})$ $B.(cfrac{1}{2},1)$ $C.(1,2)$ $D.(2,4)$

分析:令内层函数(f(x)-2lnx=t),则(f(t)=1)(f(x)=t+2lnx)

又由已知得到(f(t)=t+2lnt),故有(t+2lnt=1)

观察得到(t=1),即得到函数的解析式(f(x)=2lnx+1)

(f'(x)=cfrac{2}{x}),故所求方程为(2lnx+1-cfrac{2}{x}=1)

(2lnx-cfrac{2}{x}=0); 令(g(x)=2lnx-cfrac{2}{x})

(g(1)=2ln1-2<0,g(2)=2lnx-1>0),故有解区间为 (C.(1,2)) .

例2已知函数(f(x))的定义域为(R),且对于任意实数(x),都满足(f[f(x)-e^x]=e+1),求(f(ln2))的值。

分析:本题实质是求抽象复合函数的解析式,令内函数(f(x)-e^x=t)

则有(f(x)=e^x+t),又由题目可知,(f(t)=e+1),故有(f(t)=e^t+t)

(e^t+t=e+1),观察可知(t=1),即有(f(x)-e^x=1)

(f(x)=e^x+1),所以(f(ln2)=e^{ln2}+1=3)

例3设函数(f(x))((0,+infty))内可导,且(f(e^x)=x+e^x),则(f'(1))=________

法1:换元法,令(e^x=t),则(x=lnt),由已知可知(f(t)=lnt+t)

(f(x)=lnx+x),故(f'(x)=cfrac{1}{x}+1)

(x=1),得到(f'(1)=2).

法2:复合函数求导法,由(f(e^x)=x+e^x)

两边对(x)求导,得到(f'(e^x)cdot e^x=1+e^x)

(f'(e^x)=cfrac{1}{e^x}+1),令(e^x=1)

(x=0),代入得到(f'(1)=cfrac{1}{1}+1=2).

待定系数法

操作说明:适用于已知函数的类型, 比如一次函数、二次函数、指数函数、对数函数、幂函数等;

例3已知一次函数(f(x))满足条件(f(f(x))=x+2),求(f(x))的解析式;

分析:由于函数(f(x))是一次函数,故我们可以合理的设函数(f(x)=ax+b)

(f(f(x))=af(x)+b=a(ax+b)+b=a^2x+ab+b=x+2)

故有(a^2=2)(ab+b=1)

解得(a=1,b=1),故所求为(f(x)=x+1)

解后反思:当已知了函数的类型,比如一次函数(需要知道两个点的坐标)、二次函数(需要知道三个点的坐标)、指数函数(需要知道一个点的坐标)、对数函数(需要知道一个点的坐标)、幂函数(需要知道一个点的坐标),等我们就可以用待定系数法求解析式了。

例3-1已知二次函数(f(x))满足(f(2)=-1)(f(-1)=-1),且(f(x))的最大值是(8),试确定此二次函数的解析式。

法1:一般式,设(f(x)=ax^2+bx+c(a eq 0))

由题意得(egin{cases}4a+2b+c=-1\a-b+c=-1\ cfrac{4ac-b^2}{4a}=8end{cases})

解得(egin{cases}a=-4\b=4\c=7end{cases})

(f(x)=-4x^2+4x+7)

法2:顶点式,设(f(x)=a(x-m)^2+n),由题意得(n=8),又(f(2)=f(-1))

故函数的对称轴是(x=cfrac{2+(-1)}{2}=cfrac{1}{2}),故(m=cfrac{1}{2})

(y=f(x)=a(x-cfrac{1}{2})^2+8)

(f(2)=-1)(a(2-cfrac{1}{2})^2+8=-1)

解得(a=-4),故(f(x)=-4x^2+4x+7)

法3:两根式(零点式),由已知(f(x)+1=0)的两根(x_1=2)(x_2=-1)

故可设(f(x)+1=a(x+1)(x-2)),即(f(x)=ax^2-ax-2a-1)

又函数(f(x)_{max}=8),即(cfrac{4a(-2a-1)-a^2}{4a}=8)

解得(a=-4)(a=0(舍去)),故(f(x)=-4x^2+4x+7)

方程组法

操作说明:适用于两个自变量整体的积或者和为定值的情形

例4若函数(f(x))满足(f(x)+2f(1-x)=x),则(f(x))的解析式为__________.

分析:方程组法,用(1-x)替换原方程中的(x),得到(f(1-x)+2f(x)=1-x)

联立两式,则有(egin{cases}f(x)+2f(1-x)=x\f(1-x)+2f(x)=1-xend{cases})

解以(f(x))(f(1-x))为元的二元一次方程组,

解得(f(x)=cfrac{2}{3}-x);

例4-1若函数(f(x))满足(f(x)+2f(2-x)=x),则(f(x))的解析式为__________.

分析:方程组法,用(2-x)替换原方程中的(x),得到(f(2-x)+2f(x)=2-x),联立两式,解得(f(x)=?);

例4-2若函数(f(x))满足(f(x)+2f(-x)=x+1),则(f(x))的解析式为__________.

分析:方程组法,用(-x)替换原方程中的(x)

例4-3若函数(f(x))满足(f(x)+2f(cfrac{1}{x})=3x),则(f(x))的解析式为______.

分析:方程组法,用(cfrac{1}{x})替换原方程中的(x),

例4-4若函数(f(x))满足(f(x)+2f(cfrac{2}{x})=3x),则(f(x))的解析式为__________.

分析:方程组法,用(cfrac{2}{x})替换原方程中的(x),

例4-5已知函数(f(x))的定义域为 ((0,+infty)),且(f(x)=2f(cfrac{1}{x})cdot sqrt{x-1}),则(f(x))=_________;

提示:(f(x)=cfrac{2}{3}sqrt{x}+cfrac{1}{3});

例4-6已知定义在((-1,1))内的函数(f(x))满足(2f(x)-f(-x)=lg(x+1)),则(f(x))=_________;

提示:(f(x)=cfrac{2}{3}lg(x+1)+cfrac{1}{3}lg(1-x))(xin (-1,1)).

解后反思:由于两个自变量整体的和或者积为定值,故一旦替换,原来(A)位置上就变成了(B),原来(B)位置上就变成了(A),这样就构成了方程组,解之即得。

奇偶性法

利用奇偶性求解析式,备注:近年高考的热点,最好不要掌握简洁方式,要老实掌握解析式的求法;

例5【2017全国卷2,文科第14题高考真题】已知函数(f(x))是定义在(R)上的奇函数,(x <0)时,(f(x)=2x^3+x^2),求(f(2))的值;

法1:当(x >0)时,(-x <0)(f(-x)=-2x^3+x^2)

又函数是奇函数,故(f(x)=-f(-x)=2x^3-x^2)

(x >0)时的解析式(f(x)=2x^3-x^2);又(f(0)=0)

故解析式为(f(x)=left{egin{array}{l}{2x^3+x^2,xleqslant 0}\{2x^3-x^2,x>0}end{array} ight.)

(f(2)=2 imes 2^3-2^2=12)

法2:求(f(2))的值还可以这样做,不求解析式,利用奇偶性求值。

(f(-2)=-12)(f(2)=-f(-2)=12)

例5-1已知(f(x))(g(x))分别是定义在(R)上的奇函数和偶函数,(f(x)-g(x)=x^3+x^2+1),求(f(x))(g(x))的解析式。

分析:由题目可知,奇函数满足(f(x)+f(-x)=0),偶函数满足(g(x)=g(-x))

又题目已知(f(x)-g(x)=x^3+x^2+1)①,

则有(f(-x)-g(-x)=-x^3+x^2+1)②,

两式相加得到,([f(x)+f(-x)]-[g(x)+g(-x)]=2(x^2+1))

(-2g(x)=2(x^2+1)),则(g(x)=-x^2-1)

代入①式得到,(f(x)=x^3)

故所求解析式(f(x)=x^3)(g(x)=-x^2-1)

例5-2【2016全国卷Ⅲ】已知(f(x))为偶函数,当(xleq 0)时,(f(x)=e^{-x-1}-x),则曲线(y=f(x))在点((1,2))处的切线方程是___________。

分析:利用偶函数性质求解析式,

(x>0),则(-x<0),则(f(-x)=e^{x-1}+x),由于(f(x))为偶函数,

所以(f(-x)=f(x)),故(f(x)=e^{x-1}+x)

即其解析式为(f(x)=left{egin{array}{l}{e^{-x-1}-x,xleqslant 0}\{e^{x-1}+x,x>0}end{array} ight.)

由于(x>0)时,(f'(x)=e^{x-1}+1),所以(f'(1)=e^{1-1}+1=2)

所以曲线(y=f(x))在点((1,2))处的切线方程为(y-2=2(x-1)),即(2x-y=0)

对称性法

利用对称性求解析式,备注:近年高考的热点

例6【函数中心对称】已知定义在R上的函数(f(x))满足(f(1-x)+f(1+x)=2),且当(x>1)时,(f(x)=cfrac{x}{e^{x-2}}),则曲线(y=f(x))(x=0)处的切线方程是_____。

法1:利用函数的对称性,先求(x<1)时的函数解析式。

由于(f(1-x)+f(1+x)=2),则有(f(x)+f(2-x)=2)

(f(x)=2-f(2-x))

又当(x<1)时,(2-x>1)

(x<1)时的解析式为

(f(x)=2-f(2-x)=2-cfrac{2-x}{e^{2-x-2}}=2-cfrac{2-x}{e^{-x}})

图像演示

(f'(x)=-cfrac{-1cdot e^{-x}-(2-x)cdot(-e^{-x})}{(e^{-x})^2}=-cfrac{1-x}{e^{-x}})

(f'(0)=-1),又(f(0)=0),即切点为((0 ,0))

由点斜式可得切线方程为:(y=-x)

法2:由(f(1-x)+f(1+x)=2),得到函数(f(x))关于点((1,1))中心对称;

(x=1),得到(f(0)+f(2)=2)

又函数(f(x))关于点((1,1))中心对称;

(f'(0)=f'(2))

(f'(0)=f'(2)=f'(x)_{|x=2}=-1)

(f(0)=2-f(2)=0),即切点为((0 ,0))

由点斜式可得切线方程为:(y=-x)

例6-2【函数轴对称】已知定义在R上的函数(f(x))满足(f(x)=f(2-x)),且当(xge 1)时,(f(x)=(x-1)^2),求函数(f(x))的解析式;

分析:当(x<1)时,(2-x>1),故有(f(2-x)=(2-x-1)^2=(x-1)^2)

(f(x)=f(2-x)=(x-1)^2)

(x<1)时,(f(x)=(x-1)^2)

综上,(f(x)=(x-1)^2(xin R))

例6-3【两个函数关于某点的对称】已知函数(f(x))的图像与函数(h(x)=x+cfrac{1}{x}+2)的图像关于点(A(1,0))对称,求(f(x))的解析式;

分析:设(f(x))图像上任一点(P(x,y))

则点(P)关于((0,1))点的对称点(P'(-x,2-y))必在(h(x))的图像上,

(2-y=-x-cfrac{1}{x}+2)

即所求解析式为(f(x)=x+cfrac{1}{x}(x eq 0))

周期性法

利用周期性求解析式,备注:冷门

例7函数(f(x))的周期为2,(0< x <2)时,(f(x)=x^2),求(2< x <4)时的解析式(f(x)).

分析:当(2< x <4)时,(0< x-2<2)

(f(x-2)=(x-2)^2)

又由于(f(x)=f(x-2)),则(f(x)=(x-2)^2)

(2< x <4)时的解析式(f(x)=(x-2)^2)

  • 7-1、综合几个方法求解

例1【2020届凤翔中学高三理科月考一第10题】已知函数(y=f(x))是定义在(R)上的奇函数,且满足(f(x+2)+f(x)=0),当(xin [-2,0])时,(f(x)=-x^2-2x),则当(xin [4,6])时,(y=f(x))的最小值为【】

$A.-8$ $B.-1$ $C.0$ $D.1$

分析:本题目的本质是求解函数(f(x))的解析式;属于利用函数的多个性质求解函数的解析式;

[法1]:由于(f(x+2)+f(x)=0),即(f(x+2)=-f(x)),故(T=4),又(y=f(x))(R)上的奇函数,

故可以先利用奇偶性求得(xin [0,2])上的解析式;

(xin [0,2])时,(f(x)=-f(-x)=-[-(-x)^2-2 imes (-x)]=x^2-2x)

再利用周期性求得(xin [4,6])上的解析式;

(xin [4,6])时,(x-4in [0,2])(f(x)=f(x-4)=(x-4)^2-2 imes (x-4)=x^2-10x+24)

接下来求解(xin [4,6])时函数(f(x)=x^2-10x+24)的最小值;

(f(x)=(x-5)^2-1)(xin [4,6]),故(f(x)_{min}=f(5)=-1);故选(B);

[法2]:当求得(xin [0,2])时,(f(x)=-f(-x)=-[-(-x)^2-2 imes (-x)]=x^2-2x)

由于函数的周期为(4),故函数(f(x))(xin [0,2])段上的值域和(xin [4,6])段上的值域相同,

故只需要求解(xin [0,2])时,(f(x)=x^2-2x)的最小值即可,(f(x)=(x-1)^2-1)

(f(x)_{min}=f(1)=-1),故(xin [4,6])上的最小值也是(-1),故选(B);

[法3]:如果对函数的性质的数的表达形式比较熟悉,还可以这样求解如下:

由于周期为(T=4),故有(f(x+4)=f(x)),又由于函数为奇函数,故(f(x)=-f(-x))

则得到(f(x+4)=-f(-x)),这个表达式刻画的是函数的对称性,关于点((2,0))成中心对称;

(xin[0,2]),则此时(f(-x))可解,且(f(x+4))即表达函数在(xin [4,6])上的解析式;

(f(x+4)=-f(-x)=-[[-(-x)^2-2 imes (-x)]]=x^2-2x)(xin [0,2])

直接求(y=x^2-2x)(xin [0,2])上的最小值即可,同上可知此时(y_{min}=y_{|x=1}=-1)

故所求的最小值为(-1),故选(B)

其实做个代换,即能得到(xin [4,6])上的解析式;分析如下,

由于(f(x+4)=x^2-2x)(xin [0,2]),令(x+4=t),则(tin [4,6]),则(xin t-4)

(f(t)=(t-4)^2-2(t-4)=t^2-10t+24),即(f(x)=x^2-10x+24)(xin [4,6])

例7-2【2020届凤翔中学高三文科资料用题】【2018上海崇明二模】设(f(x))是定义在(R)上以(2)为周期的偶函数,当(xin [0,1])时,(f(x)=log_2(x+1)),则函数(f(x))([1,2])上的解析式是___________.

法1:利用奇偶性和周期性求解;

(xin [-1,0]),则(-xin[0,1]),则(f(-x)=log_2(-x+1)),又由偶函数得到(f(x)=f(-x)=log_2(-x+1))

(xin [1,2]),则(x-2in [-1,0]),则(f(x-2)=log_2[-(x-2)+1]=log_2(3-x)),又由周期性得到(f(x)=f(x-2)=log_2(3-x))

法2:利用对称性,由(f(x+2)=f(x))以及(f(x)=f(-x)),得到(f(2+x)=f(-x)),即(f(x)=f(2-x))

(xin [1,2])时,(2-xin [0,1]),故(f(x)=f(2-x)=log_2[(2-x)+1]=log_2(3-x))

赋值法

利用赋值法求解析式,备注:冷门

例8已知定义在(R)上的函数(f(x))满足条件(f(x-y)=f(x)-y(2x-y+1)),且(f(0)=1),求(f(x))的解析式;

分析:令(y=x),代入原式得到(f(x-x)=f(x)-x(2x-x+1))

(f(x)-x(x+1)-f(0)=0)

(f(x)=x^2+x+1)

例8-1已知函数(f(x)=1+f(cfrac{1}{2})cdot log_2x),求函数(f(x))的解析式及(f(2))的值。

分析:令(x=cfrac{1}{2}),则(f(cfrac{1}{2})=1+f(cfrac{1}{2})cdot log_2cfrac{1}{2})

(f(cfrac{1}{2})=1-f(cfrac{1}{2})),解得(f(cfrac{1}{2})=cfrac{1}{2})

故所求解析式为(f(x)=1+cfrac{1}{2}log_2x)

(f(2)=1+cfrac{1}{2}=cfrac{3}{2})

适当化简

定义域优先原则也适用求解析式

例9已知函数(f(x))满足(f(cfrac{2}{x+|x|})=log_2 {sqrt{x|x|}}),求函数解析式(f(x))

分析:本题目主要考察对题目隐含条件的挖掘能力,本题目乍一看似乎很生猛,

但是如果有定义域优先的意识,注意到右端真数位置的(sqrt{x|x|})

应该知道定义域(xin(0,+infty)),这样所给的解析式就能很快化简了。

(f(cfrac{2}{x+|x|})=f(cfrac{2}{2x})=f(cfrac{1}{x})=log_2 {sqrt{x|x|}}=log_2 x)

(f(cfrac{1}{x})=log_2 x(x>0)),做代换令(cfrac{1}{x}=t(t>0))

(f(t)=log_2 cfrac{1}{t}=-log_2 t(t>0))

故所求的(f(x)=-log _2 x (x>0))

三角函数法

1、求正弦型函数的解析式

应用题

实际问题中求解析式(勿忘定义域)

例10 如图,曲边三角形中,线段(OP)是直线(y=2x)的一部分,曲线段(PQ)是抛物线(y=-x^2+4)的一部分.矩形(ABCD)的顶点分别在线段(OP),曲线段(PQ)(y)轴上.设点(A(x,y)),记矩形(ABCD)的面积为(f(x))

(Ⅰ)求函数(f(x))的解析式并指明定义域;

分析:(Ⅰ)结合两点距离公式和面积公式写出面积解析式;

解答:(Ⅰ)由题可知,点(A(x,2x)(x>0)),点(B(x,-x^2+4))

(|AD|=x)(|AB|=-x^2-2x+4)

则可知矩形(ABCD)的面积为(f(x)=|AD|cdot |AB|=xcdot (-x^2-2x+4)=-x^3-2x^2+4x)

(2x=-x^2+4),解得(x=pmsqrt{5}-1),舍去负值,即(x=sqrt{5}-1),即定义域为(0< x <sqrt{5}-1)

故函数(f(x))的解析式为(f(x)=-x^3-2x^2+4x(0< x <sqrt{5}-1))

特殊方法

例4(利用导数求函数的解析式1)

已知函数(f(x)=x^2+2f'(2)cdot x+1),求函数的解析式(f(x)).

分析:给原式两边同时求导,可得(f'(x)=2x+2f'(2))

再令(x=2)得到(f'(2)=4+2f'(2))

解得(f'(2)=-4),可知(f(x)=x^2-8x+1)

例4-1(利用导数求函数的解析式2)

设函数(f(x)=ax-cfrac{b}{x}),曲线(y=f(x))在点((2,f(2)))处的切线方程为(7x-4y-12=0)

(1)求(f(x))的解析式;

分析:方程(7x-4y-12=0)可化为(y=cfrac{7}{4}x-3)

(x=2)时,(y=12).

(f′(x)=a+cfrac{b}{x^2}),于是(2a-cfrac{b}{2}=12)

(a+cfrac{b}{4}=cfrac{7}{4})

解得(a=1,b=3)

(f(x)=x-cfrac{3}{x})

例5【特殊方法求解析式】【2018宝鸡市三检文科数学第12题】

已知函数(f(x))在定义域((0,+infty))上是单调函数,若对于任意(xin(0,+infty))都有(f(f(x)-cfrac{1}{x})=2),则函数(f(x))的解析式为【】

A、(f(x)=x;;;;;) B、(f(x)=cfrac{1}{x};;;;;) C、(f(x)=x+1;;;;;) D、(f(x)=cfrac{1}{x};;;;;)

分析:令自变量位置的整体(f(x)-cfrac{1}{x}=t),则(f(x)=t+cfrac{1}{x}),且有(f(t)=2)

又令(f(x)=t+cfrac{1}{x})中的(x=t),得到(f(t)=t+cfrac{1}{t}),结合(f(t)=2)

得到(t+cfrac{1}{t}=2),又定义域是((0,+infty)),解得(t=1)

故代入(f(x)=t+cfrac{1}{x})得到解析式为(f(x)=cfrac{1}{x}+1)

例6(利用定积分求函数的解析式)(定积分的结果实质上是个实数)(2014江西卷)

(f(x)=x^2+2int_{0}^{1}f(x)dx),则(int_{0}^{1}f(x)dx)的值为多少?并求(f(x))的解析式。

分析:注意到表达式(int_{0}^{1}f(x)dx)应该是个实数,故两边同时取定积分得到

(int_{0}^{1}f(x);dx=int_{0}^{1}x^2;dx+int_{0}^{1}[2int_{0}^{1}f(x)dx]dx)

即就是(int_{0}^{1}f(x);dx=int_{0}^{1}x^2;dx+[2int_{0}^{1}f(x)dx]cdotint_{0}^{1}1cdot dx)

(int_{0}^{1}f(x);dx=cfrac{x^3}{3}|_0^1+[2int_{0}^{1}f(x)dx]cdot x|_0^1)

(int_{0}^{1}f(x);dx=cfrac{1}{3}+2int_{0}^{1}f(x)dx)

(int_{0}^{1}f(x);dx=-cfrac{1}{3}).

(f(x)=x^2-cfrac{2}{3})

例7【2018豫东豫北十所名校联考】根据如下样本数据:

(x) 3 4 5 6 7
(y) (4.0) (a-5.4) (-0.5) (0.5) (b-0.6)

得到的回归直线方程为(hat{y}=hat{b}x+hat{a}),若样本点的中心为((5,0.9)),则当(x)每增加1个单位,(y)就【】

(A.)增加1.4个单位; (qquadqquadqquadqquadqquadqquad) (B.)减少1.4个单位;

(C)增加7.9个单位; (qquadqquadqquadqquadqquadqquad) (D.)减少7.9个单位;

分析:由题意可知,(cfrac{a+b-2}{5}=0.9),即(a+b=6.5)①,

有样本中心点为((5,0.9))在回归直线上,则(0.9=5b+a)②,

联立①②,解得(b=-1.4)(a=7.9)

则回归直线方程为(hat{y}=-1.4x+7.9)

故可知则当(x)每增加1个单位,(y)就减少1.4个单位;故选(B)

例8-补遗[2018中考数学]已知反比例函数过点((m,m))和点(2m,-1),求其解析式。

分析:设反比例函数的解析式为(y=cfrac{k}{x}(k eq 0)),则由反比例函数过点((m,m))和点(2m,-1),可知

(k=m^2=-2m),解得(m=0(舍去))(m=-2),即(k=m^2=4),故反比例函数解析式为(y=cfrac{4}{x})

高阶考查

例1【利用同一法求得解析式】【2018内蒙古赤峰一模】

已知定义在(R)上的函数(f(x))的导函数为(f'(x)),且(f(x)+f'(x)=cfrac{2x-1}{e^x}),若(f(0)=0),则函数(f(x))的单调递减区间为【】

$A.(-infty,cfrac{3-sqrt{5}}{2})和(cfrac{3+sqrt{5}}{2},+infty)$
$B.(cfrac{3-sqrt{5}}{2},cfrac{3+sqrt{5}}{2})$
$C.(-infty,3-sqrt{5})cup(3+sqrt{5},+infty)$
$D.(3-sqrt{5},3+sqrt{5})$

分析:由(f(x)+f'(x)=cfrac{2x-1}{e^x}),得到(e^xcdot f(x)+e^xcdot f'(x)=2x-1)

(g(x)=e^xcdot f(x)),则(g'(x)=e^xcdot f(x)+e^xcdot f'(x)=2x-1),则(g(x)=x^2-x+C)

由于(f(0)=0),则(g(0)=e^0cdot f(0)=0),则(g(x)=x^2-x)

这样从两个不同的角度得到了同一个函数(g(x)),则(g(x)=x^2-x=e^xcdot f(x)),解得(f(x)=cfrac{x^2-x}{e^x})

接下来用导数的方法,求函数(f(x))的单调区间即可,(f'(x)=cdots=cfrac{-x^2+3x-1}{e^x}=-cfrac{(x-cfrac{3-sqrt{5}}{2})(x-cfrac{3+sqrt{5}}{2})}{e^x})

故单调递减区间为((-infty,cfrac{3-sqrt{5}}{2})和(cfrac{3+sqrt{5}}{2},+infty)),故选(A)

例2【2018届广东东莞模拟】已知函数(f(x)),任取两个不相等的正数(x_1)(x_2),总有([f(x_1)-f(x_2)](x_1-x_2)>0),对于任意的(x>0),总有(f[f(x)-lnx]=1)。若(g(x)=f'(x)+f(x)-m^2+m)有两个不同的零点,则正实数(m)的取值范围是___________。

分析:本题目的难点之一是利用代换法先求得函数(f(x))的解析式;然后再求正实数(m)的取值范围。

由于任意不等正数(x_1)(x_2),有([f(x_1)-f(x_2)](x_1-x_2)>0),则(f(x))((0,+infty))上单调递增,

(f(x)-lnx=t),则(f(t)=1)①,又由于(f(x)-lnx=t),即(f(x)=lnx+t),令(x=t),则(f(t)=lnt+t)②,

由①②可知,(lnt+t=1),即(lnt=1-t),观察可知,(t=1),即函数(f(x))的解析式为(f(x)=lnx+1)

接下来,用常规方法求正实数(m)的取值范围。

由题目可知,(g(x)=lnx+1+cfrac{1}{x}-m^2+m)有两个不同的零点,即方程(lnx+1+cfrac{1}{x}-m^2+m=0)有两个不同的根,

整体分离参数得到,(m^2-m=lnx+1+cfrac{1}{x}),令(h(x)=lnx+1+cfrac{1}{x})

(h'(x)=cfrac{x-1}{x^2}),则(xin (0,1))时,(h'(x)<0)(h(x))单调递减,(xin (1,+infty))时,(h'(x)>0)(h(x))单调递增,

(h(x)_{min}=h(1)=2),要使得方程(h(x)=m^2-m)有两个不同的交点,则必须满足(m^2-m>h(x)_{min})

则题目转化为(m^2-m>2),解得(m<-1)(m>2),又由(m>0),可得(m>2)

即正实数(m)的取值范围是((2,+infty)).

例3【需要先求出解析式】【求函数的零点个数,能解则解】已知函数(f(x)=left{egin{array}{l}{2-|x|,xleq 2}\{(x-2)^2,x>2}end{array} ight.),记(g(x)=3-f(2-x)),则函数(y=f(x)-g(x))的零点个数为【2】个。

分析:由(f(x)=left{egin{array}{l}{2-|x|,xleq 2}\{(x-2)^2,x>2}end{array} ight.),得到

(f(2-x)=left{egin{array}{l}{2-|2-x|,2-xleq 2}\{(2-x-2)^2,2-x>2}end{array} ight.)

(f(2-x)=left{egin{array}{l}{2-|2-x|,xge 0}\{x^2,x<0}end{array} ight.)

再分类讨论去掉绝对值符号得到

(f(2-x)=left{egin{array}{l}{4-x,x>2}\{x,0leq xleq 2}\{x^2,x<0}end{array} ight.)

故当(x<0)时,(g(x)=3-x^2)(f(x)=2+x)

(0leq xleq 2)时,(g(x)=3-x)(f(x)=2-x)

(x>2)时,(g(x)=x-1)(f(x)=(x-2)^2)

由函数(y=f(x)-g(x))的零点个数即为方程(f(x)=g(x))的根的个数,故有

(x<0)时,(3-x^2=2+x),解得(x=cfrac{-1-sqrt{5}}{2})(x=cfrac{-1+sqrt{5}}{2})(舍去);

(0leq xleq 2)时,(3-x=2-x),则方程无解;

(x>2)时,(x-1=(x-2)^2),即(x^2-5x+5=0),解得(x=cfrac{5+sqrt{5}}{2})(x=cfrac{5-sqrt{5}}{2})(舍去);

故方程(f(x)=g(x))的根的个数为(2)个,即函数(y=f(x)-g(x))的零点个数为(2)个。

例4若函数(f(x)=cfrac{x}{ax+b}(a eq 0))(f(2)=1),又方程(f(x)=x)有唯一解,求(f(x))的解析式。

法1:从数的角度分析,由(f(2)=1),得到(cfrac{2}{2a+b}=1),即(2a+b=2)

(f(x)=x),得到(cfrac{x}{ax+b}=x),变形得到(x(cfrac{1}{ax+b}-1)=0)

解此方程得到,(x=0)(x=cfrac{1-b}{a}),又由于方程有唯一解,故(cfrac{1-b}{a}=0)

解得(b=1),代入(2a+b=2)得到(a=cfrac{1}{2})

再将(x=0)代入方程(cfrac{x}{ax+b}=x)检验,发现此时要方程有意义,必须(b eq 0)

故上述的解法可能丢失了(b=0)的情形,当(b=0)时,代入(2a+b=2),得到(a=1)

代入验证也满足题意,故(a=cfrac{1}{2})(b=1)或者(a=1)(b=0)

综上所述,(f(x)=cfrac{2x}{x+2})或者(f(x)=cfrac{x}{1cdot x+0}=1)

法2:从形的角度分析,图形解释如下。

例5如图定义在([-1,+infty))上的函数(f(x))的图像由一条线段和抛物线的一部分组成,则(f(x))的解析式为____________.

分析:当(-1leqslant xleqslant 0)时,设解析式为(y=kx+b(k eq 0)),则(left{egin{array}{l}{-k+b=0}\{b=1}end{array} ight.)

解得(left{egin{array}{l}{k=1}\{b=1}end{array} ight.),即(y=x+1)

(x>0)时,设解析式为(y=a(x-2)^2-1(a eq 0)),由于图像过((4,0))

代入解得(a=cfrac{1}{4}),即(y=cfrac{1}{4}(x-2)^2-1)

综上所述,函数的解析式为

(f(x)=left{egin{array}{l}{x+1,-1leqslant x leqslant 0}\{cfrac{1}{4}(x-2)^2-1,x>0}end{array} ight.)

原文地址:https://www.cnblogs.com/wanghai0666/p/6905157.html