函數(shù)是高中數(shù)學中的重要模塊.常見的函數(shù)問題有函數(shù)解析式問題、單調(diào)性問題、最值問題、周期性問題、函數(shù)應用問題等.函數(shù)問題通常會側(cè)重于考查二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)等基本初等函數(shù)的圖象和性質(zhì).筆者對下列三類問題的解法進行了總結(jié),下面結(jié)合實例作詳細的介紹.
一、函數(shù)運算問題
函數(shù)運算問題側(cè)重于考查冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)等基本公式和運算性質(zhì),常用的有 ( an ) n = a、loga M N = logaM - logaN、loga(MN)= logaM + logaN、logaN = logm N logma、logaMn = n logaM(n ∈ R) 等.解答函數(shù)運算問題,需根據(jù)函數(shù)式的結(jié)構(gòu)特征選用合適的運算公式和性質(zhì)進行運算.
例1
解
本題中涉及了指數(shù)函數(shù)式、對數(shù)函數(shù)式,我們需根據(jù)公式logaN = b ? ab = N (a gt; 0,a ≠ 1,N gt; 0) 進行指對數(shù)互化,靈活運用對數(shù)的運算性質(zhì)loga(MN)= logaM +logaN和換底公式logaN = logbNlogba,來建立 a、b、c 之間的關系.
二、函數(shù)圖象問題
函數(shù)圖象問題的常見命題形式有:(1)根據(jù)函數(shù)的解析式畫出函數(shù)的圖象;(2)根據(jù)函數(shù)的圖象求函數(shù)的最值、單調(diào)區(qū)間.解答函數(shù)圖象問題,需熟練掌握二次函數(shù)y=ax2+bx+c、冪函數(shù)y=xa、指數(shù)函數(shù)y=ax、對數(shù)函數(shù)y=loga x等函數(shù)的圖象和性質(zhì),并學會通過平移變換、旋轉(zhuǎn)變換、對稱變換等作出復雜函數(shù)的圖象,以通過研究函數(shù)的圖象順利獲得答案.
例2.函數(shù)f(x)=的圖象為().
解:
該函數(shù)的解析式較為復雜,我們無法直接畫出函數(shù)的圖象,需仔細研究函數(shù)的解析式,令x=-x、xlt;0、xgt;1,將其分別代入函數(shù)的解析式,以判斷出函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性,并求得函數(shù)的取值范圍.
例3.
解:
我們需先仔細研究函數(shù)的圖象,明確函數(shù)的單調(diào)性、最高點、最低點,以及圖象的變化趨勢;然后選取合適的特殊值代入函數(shù)的解析式中,通過排除法找到與圖象相符的函數(shù)解析式.
三、函數(shù)應用問題
函數(shù)在實際生活中的應用較為廣泛.解答函數(shù)應用問題,首先需要根據(jù)題意確定自變量、因變量,建立合適的函數(shù)模型;然后將相關的數(shù)據(jù)代入函數(shù)式中來建立關系式,進而利用基本初等函數(shù)的定義、性質(zhì)、圖象求得問題的答案.
例4.某品牌塑料袋經(jīng)自然降解后殘留量y與時間t(單位:年)之間的關系為y=y0?ekt,其中y0為初始量,k為光解系數(shù).已知該品牌塑料袋2年后殘留量為初始量的75%,則該品牌塑料袋大約需要經(jīng)過()年,其殘留量為初始量的10%.(參考數(shù)據(jù):lg 2≈0.301,lg 3≈0.477)
A.20 B.16 C.12 D.7
解:
題目中已告知自變量與因變量的關系式y(tǒng)=y0?ekt,我們只需根據(jù)已知的數(shù)據(jù)求得ek=;再將其代入ekt=10%中,即可利用對數(shù)函數(shù)的運算性質(zhì)獲解.
例5.某工廠統(tǒng)計資料顯示,一種產(chǎn)品的次品率p與日產(chǎn)量x(件)(x∈N且0lt;x≤100)之間的關系如下表:
解:
對于問題(1),我們需先根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)找出次品率p與日產(chǎn)量x之間的關系,并建立關系式;再根據(jù)題意構(gòu)造出關于日贏利額y和日產(chǎn)量x的函數(shù).對于問題(2),需根據(jù)問題(1)中得出的函數(shù)解析式進行換元,令t=108-x,通過分離常數(shù)配湊出基本不等式,進而求出最值;最后還需檢驗所求的值是否滿足生活實際情況.
總的來說,在解答函數(shù)問題時,同學們不僅要靈活運用基本初等函數(shù)的基本公式、定義、性質(zhì)、圖象,還要重點研究函數(shù)的解析式、定義域、特殊值,以通過函數(shù)運算,研究函數(shù)的圖象和性質(zhì),獲得問題的答案.
(作者單位:江蘇省如東高級中學)