蔡棉峰
高考對函數(shù)圖像的考查常以選擇題或填空題的形式出現(xiàn),題目難度大都在中等或中等偏上.這部分內(nèi)容對中等及以上程度的學生是易得分點,對中等以下的學生是易失分點,因此,進行系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、基本技能梳理落實,題型整理,方法歸納總結(jié),練習強化突破訓練是很有必要的,也必將是有效的.
一、類型一:由式定圖,即已知函數(shù)解析式選擇圖像(一般難度中等)
應(yīng)對策略:小題小做,“讓選項告訴我們答案”——看差異,找突破,快排除(快,準,狠).
解決此類問題的關(guān)鍵是練就“火眼金睛”找差異,一般觀察各選項圖像的以下特征:
1.有無差異明顯的“特殊點”;
2.從函數(shù)的定義域,判斷圖像左右的位置;從函數(shù)的值域,判斷圖像的上下位置(y值的正負,或變化趨勢);
3.從函數(shù)的單調(diào)性,判斷圖像的變化趨勢;
4.從函數(shù)的奇偶性,判斷圖像的對稱性;
5.從函數(shù)的周期性,判斷圖像的循環(huán)往復(fù).
例1 (2016·全國卷Ⅰ)函數(shù)y=2x2-e|x|在[-2,2]上的圖像大致為().
A
B
C
D
思路分析 觀察四個選項發(fā)現(xiàn):
差異1:x=2時,y值的正負不一樣,所以驗證f(2)=8-e2∈(0,1),故排除A,B.
差異2:觀察C,D兩個選項,發(fā)現(xiàn)單調(diào)性不一樣,只需驗證x>0時的情況即可.設(shè)g(x)=2x2-ex,則g′(x)=4x-ex.又g′(0)<0,g′(2)>0,由零點存在定理知,g(x)在(0,2)內(nèi)至少存在一個極值點,排除C.故選D.
例2 (2013·全國Ⅰ卷11)已知函數(shù)f(x)=-x2+2x,x≤0,ln(x+1),x>0. 若|f(x)|≥ax,則a的取值范圍是().
A.(-∞,0]
B.(-∞,1]
C.[-2,1]
D.[-2,0]
思路分析 第一步:問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)y=|f(x)|的圖像整個在函數(shù)y=ax圖像的上方.
第二步:數(shù)形結(jié)合.首先做出y=f(x)的圖像,再翻折得到y(tǒng)=|f(x)|的圖像,以其“靜”制約函數(shù)y=ax圖像之“動”.直線y=ax是一條過原點,斜率為a的動直線,繞著原點轉(zhuǎn)動直線y=ax,不難發(fā)現(xiàn)滿足題意的兩條臨界直線為:l1:y=0(此時a=0);l2:與曲線y=x2-2x(x≤0)相切的直線,
令x2-2x=axx2-(2+a)x=0,由Δ=(2+a)2=0,解得a=-2.故選D.
例3 (河北省衡水中學2018年高考押題(三))已知函數(shù)f(x)=-x2-4x+5x≤1,lnx,x>1, 若關(guān)于x的方程f(x)=kx-12恰有四個不相等的實數(shù)根,則實數(shù)k的取值范圍是().
A.12,e
B.12,e
C.12,ee
D.12,ee
思路分析 第一步:問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)y=f(x)的圖像與函數(shù)y=kx-12圖像有四個不同的交點.第二步:數(shù)形結(jié)合.首先做出y=f(x)的圖像,以其“靜”制約函數(shù)y=kx-12圖像之“動”.
動直線y=kx-12恒過定點A0,12,轉(zhuǎn)動直線不難發(fā)現(xiàn):當直線過點B(1,0)時,與y=f(x)的圖像有三個交點;當直線與y=f(x)的“右段”圖像相切時也有三個交點,介于這兩條臨界直線之間則有四個不同的交點.經(jīng)計算:kAB=0--121-0=12.
設(shè)y=kx-12與f(x)“右段”函數(shù)f(x)=lnx相切于點(x0,lnx0).
∵f′(x)=1x,∴k切=1x0,∴1x0=lnx0--12x0-0
lnx0=12x0=e12k切=ee,
∴k∈12,ee.故選C.
二、類型二:與奇偶性,單調(diào)性(利用導數(shù)),周期性,對稱性等的結(jié)合考查不等式,零點,極值等問題
應(yīng)對策略:利用函數(shù)的單調(diào)性,奇偶性,對稱性和周期性可得到函數(shù)圖像的大體形狀,然后利用圖像的直觀性解題.
例4 (吉林省吉大附中2018屆高三第四次模擬考試)已知定義域為R的函數(shù)f(x)既是奇函數(shù),又是周期為3的周期函數(shù),當x∈0,32時,f(x)=sinπx,則函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,6]上的零點個數(shù)是.
思路分析 準確作圖是關(guān)鍵!由f(x)=sinπx,得伸縮變化后的正弦曲線周期為2,易做出x∈0,32的圖像,再由奇函數(shù)關(guān)于原點對稱易做出x∈-32,0的圖像,這樣就得到一個周期的完整圖像,但要注意到這是開區(qū)間,圖像不包含三端點,要單獨求三端點的函數(shù)值,很容易忽略,這是易錯點.由奇函數(shù)得f(0)=0,f32=-f-32,再由T=3得f32=-f-32,所以得f32=0,最后利用周期性圖像“周而復(fù)始”做出區(qū)間[0,6]的圖像,與x軸共有9個交點,所以共有9個零點.