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高中数学破题致胜微方法(求函数解析式):12.利用周期性求函数解析式 Word版含解析

利用周期性求函数解析式
周期性是函数的一种性质,当我们通过题目的已知条件,能够判断函数是周期函数时,再相关性质,求函数的解析式,就能简单一些了。

今天我们就根据实际例子,看看如何利用周期性,求函数的解析式。

先看例题
例:设f (x )是定义在区间(,)-∞+∞上,且以2为周期的函数,对k Z ∈,用k I 表示区间(21,21)k k -+,已知当0x I ∈时,2
()f x x =,求f (x )在k I 上的解析式
解:由已知,当k =0时,0(1,1)I =-
我们利用区间转移的方法,如果k x I ∈
即0(21,21)2x k k x k I ∈-+⇒-∈ 121x k ⇒-<-<
则有:2
(2)(2)f x k x k -=-
又因为该函数以2为周期,所以有(2)(),f x k f x -=
所以函数在k I 上的解析式为:2()(2)f x x k =-
一般规律:
区间转移:
将未知区间上的自变量加(或减)周期的整数倍后,转化到已知区间。

进而求出,该区间上的函数解析式
再看一个例题加深印象
练:设f (x )是定义在R 上的奇函数,且其图象关于直线x =1对称,当[]2,0x ∈-时,()22.f x x x +=
当[]2,4x ∈时,求f (x )的解析式
首先通过题目条件,证明函数为周期函数
因为函数关于x =1对称,且函数为奇函数
所以有()(2)()f x f x f x +=-=-
又因为(2)()f x f x +=-
所以:()()(4)(2)[]f x f x f x f x +=-+=--=
所以函数为周期函数,且周期T =4
因为函数在[]2,0x ∈-上的解析式已知,所以
由[]2,4,4[2,0],x x ∈-∈-
可得:()22(4)2(4)(4)68.f x f x x x x x ----==+=+ 总结:
1.根据题目条件,判断、证明函数为周期函数.
2.将未知区间上的自变量加(或减)周期的整数倍后,转化到已知区间.
3.根据题目条件,以及函数性质,确定所求区间上的解析式
练习:
1.设f (x )是在(-∞,+∞)上以4为周期的函数,且f (x )是偶函数,在区间2,3]上时,f (x )=-2(x -3)2
+4,求当x ∈1,2]时f (x )的解析式.若矩形ABCD 的两个顶点A 、B 在x 轴上,C 、D 在y =f (x )(0≤x ≤2)的图象上,求这个矩形面积的最大值.
2.已知函数y =f (x )是定义在R 上的周期函数,周期T =5,函数y =f (x )(-1≤x ≤1)是奇函数,又知y =f (x )在0,1]上是一次函数,在1,4]上是二次函数,且在x =2时,函数取得最小值,最小值为-5.
(1)证明:f (1)+f (4)=0;
(2)试求y =f (x ),x ∈1,4]的解析式;
(3)试求y =f (x )在4,9]上的解析式.
答案:
2. (1)证明:∵y=f(x)是以5为周期的周期函数,
∴f(4)=f(4-5)=f(-1),
又y=f(x)(-1≤x≤1)是奇函数,∴f(1)=-f(-1)=-f(4),∴f(1)+f(4)=0. (2)解:当x∈1,4]时,由题意,可设f(x)=a(x-2)2-5(a≠0),由f(1)+f(4)=0 得a(1-2)2-5+a(4-2)2-5=0,
解得a=2,∴f(x)=2(x-2)2-5(1≤x≤4).
∴当0≤x ≤1时,f (x )=-3x ,
当-1≤x <0时,f (x )=-3x ,
当4≤x ≤6时,-1≤x -5≤1,∴f (x )=f (x -5)=-3(x -5)=-3x +15,
当6<x ≤9时,
1<x -5≤4,f (x )=f (x -5)=2(x -5)-2]2-5=2(x -7)2
-5. ∴f (x )=⎩⎨
⎧≤<--≤≤+-)96( 5)7(2)64( 1532x x x x .。

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