函数图像与变换教学目标:掌握常见函数图像及其性质(高考要求B ),熟悉常见的函数图像(平移、对称、翻折)变换(高考要求B ).教学重难点:掌握常见函数图像及其性质,会用“平移、对称、翻折”等手段进行函数图像变换。
教学过程:一.知识要点:1.常见函数图像及其性质: (1)平移变换:①y =f (x ) →y =f (x ±a )(a >0)图象 横向 平移a 个单位,(左+右—). ②y =f (x ) →y =f (x )±b (b >0)图象 纵向 平移b 个单位,(上+下—)③若将函数)(x f y =的图象右移a 、上移b 个单位,得到函数b a x f y +-=)(的图象; ④若将曲线0),(=y x f 的图象右移a 、上移b 个单位,得到曲线0),(=--b y a x f 的图象. (2)对称变换:①y =f (x ) →y =f (-x )图象关于 y 轴 对称; 若f (-x )=f (x ),则函数自身的图象关于y 轴对称.②y =f (x ) →y =-f (x )图象关于x 轴 对称.③y =f (x ) →y =-f (-x )图象关于原点 对称; 若f (-x )=-f (x ),则函数自身的图象关于原点对称.④y =f (x ) →y =f -1(x )图象关于直线y =x 对称.⑤y =f (x ) →y =-f -1(-x )图象关于直线y =-x 对称. ⑥y =f (x ) →y =f (2a -x )图象关于直线x =a 对称; ⑦y =f (x ) →y =2b -f (x )图象关于直线y =b 对称. ⑧y =f (x ) →y =2b -f (2a -x )图象关于点(a ,b ) 对称.若f (x )=f (2a -x )(或f (a +x )=f (a -x ))则函数自身的图象关于直线x =a 对称.若函数()y f x =的图象关于直线2a bx +=对称()()f a mx f b mx ⇔+=-()()f a b mx f mx ⇔+-=(3)翻折变换主要有①y =f (x ) →y =f (|x |)的图象在y 轴右侧(x >0)的部分与y =f (x )的图象相同,在y 轴左侧部分与其右侧部分关于y 轴对称.②y =f (x ) →y =|f (x )|的图象在x 轴上方部分与y =f (x )的图象相同,其他部分图象为y =f (x )图象下方部分关于x 轴的对称图形. 二.基础练习:1.若把函数f (x )的图象作平移变换,使图象上的点P (1,0)变换成点Q (2,-1), 则函数y =f (x )的图象经此变换后所得图象的函数解析式为 ( A )A.y =f (x -1)-1B.y =f (x +1)-1C.y =f (x -1)+1D.y =f (x +1)+1 2.已知函数y =f (x )的图象如图2—3,则下列函数所对应的图象中,不正确的是( B ) A.y =|f (x )| B.y =f (|x |) C.y =f (-x ) D.y =-f (x )解: y =f (|x |)是偶函数,图象关于y 轴对称.图2—33.设函数y =2x 的图象为C ,某函数的图象C ′与C 关于直线x =2对称,那么这个函数是y =24-x 解 ∵y =f (x )的图象与y =f (4-x )的图象关于直线x =2对称,设f (x )=2x ,则f (4-x )=24-x4.设函数y =f (x )的定义域是R ,且f (x -1)=f (1-x ),那么f (x )的图象有对称轴 直线x =0 解: 设x -1=t ,则f (t )=f (-t ),函数为偶函数,关于y 轴对称.5.函数y =12--x x的图象关于点(1,-1)_对称.解: y =12--x x =-1+11-x ,y =12--x x的图象是由y =x 1的图象先右移1个单位,再下移1个单位而得到,故对称点为(1,-1). 三.例题精讲:例1.(1)函数y=||x xa x(0<a <1)的图象的大致形状是 ( D )(2).(2009·郑州模拟)定义运算,)()(⎩⎨⎧>≤=⊗b a bb a a b a 则函数f(x)=x21⊗的图象是 ( A )(3).已知函数y=f(x)的图象如图①所示,y=g(x)的图象如图②所示,则函数y=f(x)·g(x)的图象可能是图中的( C )例2. 作出下列函数的图象.(1).f (x )=x 2-2|x |+1 (2)f (x )=x 2-2|x |+1(3)f (x )=|x 2-1|(4)f (x )= x 2+2x +1 (5)y=112--x x ; (6)y=)21(|x|. (7)(2)y=|log 21(1-x )|; (8)y=21(lgx+|lgx|);例3.(1)定义在R 上的函数y =f (x )、y =f (-x )、y =-f (x )、y =-f (-x )的图象重合,它们的值域为__{0}. 【解析】 函数y =f (x )与y =f (-x )的图象重合,说明函数y =f (x )的图象关于y 轴对称;y =f (x )与y =-f (x )图象重合,说明y =f (x )的图象关于x 轴对称;y =f (x )与y =-f (-x )的图象重合,说明y =f (x )的图象关于原点对称.即若y =f (x )上任一点(x ,y ),则也有点(-x ,y )、(x ,-y )、(-x ,-y );根据函数的定义,对于任一x ∈R,只能有惟一的y 与之对应,从而y =-y ,即y =0,故函数的值域为{0}.(2)已知函数f (x )定义域为R ,则下列命题中①y =f (x )为偶函数,则y =f (x +2)的图象关于y 轴对称. ②y =f (x +2)为偶函数,则y =f (x )关于直线x =2对称.③若f (x -2)=f (2-x ),则y =f (x )关于直线x =2对称. ④y =f (x —2)和y =f (2-x )的图象关于x =2对称.其中正确命题序号有_②④_(填上所有正确命题序号).【解析】 ①y =f (x )是偶函数,而f (x +2)是将f (x )的图象向左平移2个单位得到的,则对称轴左移2个单位为x =-2,所以f (x +2)图象关于直线x =-2对称.②y =f (x +2)为偶函数,则f (x +2)=f (2-x ),所以y =f (x )图象关于直线x =2对称. ③令x -2=t ,则2-x =-t ,得f (t )=f (-t ),y =f (x )的图象关于y 轴对称.④f (x )与f (-x )的图象关于y 轴对称,将f (x )与f (-x )的图象分别向右平移2个单位, 分别得到f (x -2)与f (2-x )的图象,对称轴右移2个单位为直线x =2. 例4.设f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (x +2)=-f (x ),又当-1≤x ≤1时,f(x)=x 3. (1)证明直线x =1是函数f (x )的图象的一条对称轴;(2)当x ∈[1,5]时,求f (x )的解析式. 【解】 (1)设(x 0,y 0)是f (x )的图象上任意一点,它关于x =1对称的点为(x 1,y 1),则y 0=y 1,x 0=2-x 1,∴y 1=f (2-x 1)=-f (-x 1)=f (x 1)∴(x 1,y 1)也在y =f (x )的图象上,命题成立.(2)∵f (x )的图象关于x =1对称,故当1≤x ≤3时,f (x )=(2-x )3又当3<x ≤5时,-1<x -4≤1,此时f (x )=(x -4)3∴f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧≤<-≤≤-)53(,)4()31(,)2(33x x x x 例5.设函数f(x)=x 2-2|x|-1 (-3≤x ≤3).(1)证明:f(x)是偶函数; (2)画出函数的图象; (3)指出函数f(x)的单调区间; (4)求函数的值域. (1)证明 f(-x)=(-x)2-2|-x|-1 =x 2-2|x|-1=f(x), 即f(-x)=f(x),∴f(x)是偶函数.(2)解 当x ≥0时,f(x)=x 2-2x-1=(x-1)2-2,当x <0时,f(x)=x 2+2x-1=(x+1)2-2, 即f(x)=,)03(2)1()30(2)1(22⎩⎨⎧<≤--+≤≤--x x x x根据二次函数的作图方法,可得函数图象如图所示. (3)解 函数f(x)的单调区间为[-3,-1),[-1,0),[0,1),[1,3]. f (x )在区间[-3,-1)和[0,1)上为减函数,在[-1,0),[1,3]上为增函数.(4)解 当x ≥0时,函数f(x)=(x-1)2-2的最小值为-2,最大值为f(3)=2; 当x <0时,函数f(x)=(x+1)2-2的最小值为-2, 最大值为f(-3)=2; 故函数f(x)的值域为[-2,2].例6.作函数y =x + 1x 的图象. 扩展:y =a x + bx(a >0,b >0)的图像.例7.(1)已知函数y=f(x)的定义域为R ,且当x ∈R 时f(m+x)=f(m-x)恒成立. 求证:y=f(x)的图象关于直线x=m 对称;(2)若函数y=log 2|ax-1|的图象的对称轴是x=2,求非零实数a 的值. (1)证明 设P (x 0,y 0)是y=f(x)图象上任意一点,则y 0=f(x 0).又设P 点关于x=m 的对称点为P ′,则P ′的坐标为(2m-x 0,y 0).由已知f(m+x)=f(m-x), 得f(2m-x 0)=f [m+(m-x 0)]=f [m-(m-x 0)] =f(x 0)=y 0.即),-(200y x m P '在y=f(x)图象上,∴y=f (x )的图象关于直线x=m 对称.(2)解 ∵对定义域内的任意x,有f(2-x)=f(2+x)恒成立.∴|a (2-x )-1|=|a (2+x )-1|恒成立, 即|-ax+(2a-1)|=|ax+(2a-1)|恒成立. 又a ≠0,∴2a-1=0,得a=21.自我检测1.(2008·全国Ⅱ理,3)函数f(x)=x1-x 的图象关于 坐标原点对称2.作出下列函数的图象. (1)y=2-2x;(2)y=112+-x x . (3)y =⎩⎪⎨⎪⎧x +1 x ≤112 (5-x ) 1<x ≤34-x x >33.已知f(x)=[][],1,0,10,1,12⎩⎨⎧∈+-∈+x x x x 则f(x-1)的图象是4.若函数f(x)=3+log 2x 的图象与g(x)的图象关于 y=x 对称,则函数g(x)= 2x-35. 函数y=f(x)与函数y=g(x)的图象如图,则函数y=f(x)·g(x)的图象可能是 ( A )6.设a >1,实数x,y 满足|x|-log a y1=0,则y 关于x 的函数的图象形状大致是 ( B )7.使log 2(-x)<x+1成立的x 的取值范围是 . 答案 (-1,0)8.设f(x)是定义在R 上奇函数,在(0,21)上单调递减,且f(x)=f(-x-1).给出下列四个结论:①函数f(x)的图象关于直线x=21对称;②f(x)在(21,1)上单调递增;③对任意的x ∈Z ,都有f(x)=0;④函数y=f )2(x -π的图象是中心对称图形,且对称中心为()0,2π.其中正确命题的序号是 . 答案 ①②③④9.当x ∈(1,2)时,不等式(x-1)2<log a x 恒成立,则a 的取值范围为 . 答案 (1,2] 10.要得到)3lg(x y -=的图像,只需作x y lg =关于_y __轴对称的图像,再向__右__平移3个单位而得到11.函数()lg(2)1f x x x =⋅+-的图象与x 轴的交点个数有__2__个12.如若函数(21)y f x =-是偶函数,则函数(2)y f x =的对称轴方程是_12x =-__。