抽象函数单调性和奇偶性1. 抽象函数的图像判断单调性例1.如果奇函数f x ()在区间[]37,上是增函数且有最小值为5,那么f x ()在区间[]--73,上是( )A. 增函数且最小值为-5B. 增函数且最大值为-5C. 减函数且最小值为-5D. 减函数且最大值为-5 分析:画出满足题意的示意图,易知选B 。
2、抽象函数的图像求不等式的解集例2、已知定义在R 上的偶函数f (x)满足f (2)0=,并且f (x)在(,0)-∞上为增函数。
若(1)(a)0a f ->,则实数a 的取值范围 .二、抽象函数的单调性和奇偶性 1.证明单调性 例3.已知函数f(x)=1)(1)(+-x g x g ,且f(x),g(x)定义域都是R,且g(x)>0, g(1) =2,g(x) 是增函数. (m)(n)(m n)(m,n )g g g R =+∈ . 求证: f(x)是R 上的增函数.解:设x 1>x 2因为,g(x)是R 上的增函数, 且g(x)>0。
故g(x 1) > g(x 2) >0。
g(x 1)+1 > g(x 2)+1 >0,⇒1)(22+x g >1)(21+x g >0⇒1)(22+x g -1)(21+x g >0。
f(x 1)- f(x 2)=1)(1)(11+-x g x g - 1)(1)(22+-x g x g =1-1)(21+x g -(1-1)(22+x g )=1)(22+x g -1)(21+x g >0。
可以推出:f(x 1) >f(x 2),所以f(x)是R 上的增函数。
例4.已知f x ()对一切x y ,,满足f f x y f x f y ()()()()00≠+=⋅,,且当x <0时,f x ()>1,求证:(1)x >0时,01<<f x ();(2)f x ()在R 上为减函数。
证明: 对一切x y R ,∈有f x y f x f y ()()()+=⋅。
且f ()00≠,令x y ==0,得f ()01=, 现设x >0,则-<x 0,f x ()->1,而f f x f x ()()()01=⋅-= ∴-=>f x f x ()()11 ∴<<01f x (),设x x R 12,∈且x x 12<, 则0121<-<f x x (),f x f x x x ()[()]2211=-+=-⋅<f x x f x f x ()()()2111 ∴>f x f x ()()12,即f x ()为减函数。
2.证明奇偶性例5.已知f x ()的定义域为R ,且对任意实数x ,y 满足f xy f x f y ()()()=+,求证:f x ()是偶函数。
分析:在f xy f x f y ()()()=+中,令x y ==1,得f f f f ()()()()11110=+⇒= 令x y ==-1,得f f f f ()()()()11110=-+-⇒-=于是f x f x f f x f x ()()()()()-=-⋅=-+=11,故f x ()是偶函数。
三、求参数范围这类参数隐含在抽象函数给出的运算式中,关键是利用函数的奇偶性和它在定义域内的增减性,去掉“f ”符号,转化为代数不等式组求解,但要特别注意函数定义域的作用。
例6.已知f x ()是定义在(-11,)上的偶函数,且在(0,1)上为增函数,满足f a f a ()()---<2402,试确定a 的取值范围。
解: f x ()是偶函数,且在(0,1)上是增函数, ∴f x ()在()-10,上是减函数,由-<-<-<-<⎧⎨⎩1211412a a 得35<<a 。
(1)当a =2时,f a f a f ()()()-=-=2402,不等式不成立。
(2)当32<<a 时,2342041021)4()4()2(2222<<⎪⎩⎪⎨⎧->-<-<-<-<-⇔-=-<-a a a a a a f a f a f 解之得,(3)当25<<a 时, f a f a ()()-<-242=-⇔<-<<-<-<-⎧⎨⎪⎩⎪<<f a a a a a a ()22240210412425解之得,,综上所述,所求a 的取值范围是()()3225,, 四、不等式这类不等式一般需要将常数表示为函数在某点处的函数值,再通过函数的单调性去掉函数符号“f ”,转化为代数不等式求解。
例7.已知函数f x ()对任意x y R ,∈有f x f y f x y ()()()+=++2,当x >0时,f x ()>2,f ()35=,求不等式f a a ()2223--<的解集。
解:设x x R 12、∈且x x 12<, 则x x 210->, ∴->f x x ()212,则f x x ()2120-->,2211()[()]f x f x x x ∴=-+2111()()2()f x x f x f x =-+-> 21()()f x f x ∴>, 故f x ()为增函数, 又f f f f f ()()()()()3212123145=+=+-=-=2(1)3(22)3(1)f f a a f ∴=∴--<=,2221a a --<即13a ∴-<< 因此不等式f a a ()2223--<的解集为{}a a |-<<13。
五、综合问题求解解题时需把握好如下三点:一是注意函数定义域的应用,二是利用函数的奇偶性去掉函数符号“f ”前的“负号”,三是利用函数单调性去掉函数符号“f ”。
例8.设函数y f x =()定义在R 上,当x >0时,f x ()>1,且对任意m n ,,有f m n f m f n ()()()+=⋅,当m n ≠时f m f n ()()≠。
(1)证明f ()01=; (2)证明:f x ()在R 上是增函数;(3)设{}A x y f x f y f =⋅<()|()()(),221,B x y f ax by c a b c R a =++=∈≠{()|()},,,,,10,若A B =∅,求a b c,,满足的条件。
解:(1)令m n ==0得f f f ()()()000=⋅, ∴=f ()00或f ()01=。
若f ()00=,当m ≠0时,有f m f m f ()()()+=⋅00,这与当m n ≠时,f m f n ()()≠矛盾, ∴=f ()01。
(2)设x x 12<,则x x 210->,由已知得f x x ()211->,因为x 10≥,f x ()11>,若x 10<时,->->x f x 1101,(),由f f x f x ()()()011=⋅- 111()0()f x f x ∴=>-,22111()()()()f x f x x f x f x =-⋅>()f x R ∴在上为增函数。
(3)由f x f y f ()()()221⋅<得x y 2211+<()f ax by c ()++=1得ax by c ++=0(2)从(1)、(2)中消去y 得()a b x acx c b 2222220+++-<,因为A B =∅ ∴=-+-<∆()()()24022222ac a b c b 即a b c 222+<。
例9. 已知(x)f 是定义在[1,1]-上的奇函数,且(1)1f =,若,[1,1]a b ∈-时,有()()0f a f b a b+>+.(1)判断函数(x)f 在[1,1]-上是增函数,还是减函数,并证明你的结论;(2)解不等式:f (x +21)<f (11-x ).解:(1)设任意x 1,x 2∈[-1,1],且x 1<x 2.由于f (x )是定义在[1,1]-上的奇函数,∴f (x 2)-f (x 1)=f (x 2)+f (-x 1). 因为x 1<x 2,所以x 2+(-x 1)≠0, 由已知有)()()(1212x x x f x f -+-+>0,∵x 2+(-x 1)=x 2-x 1>0∴f (x 2)+f (-x 1)>0,即f (x 2)>f (x 1),所以函数f (x )在[-1,1]上是增函数.(2)由不等式f (x +21)<f (11-x )得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧->+≤-≤-≤+≤-112111111211x x x x ,解得-1<x <0,即为所求.例10、已知设函数y f x =()定义在0x ≠的一切实数,对定义域的任意12,x x 都有1212()()()f x x f x f x ⋅=+,且当x 1>时(x)0f >,f (2)1=, (1) 求证:(x)(x)f f -=;(2)(x)f 在(0,)+∞上是增函数。
(3)解不等式22(x (3a 4)x 2a 8a 4)2f -++++<。