函數(shù)是中學數(shù)學的核心內(nèi)容,是高等數(shù)學的基礎(chǔ),必然也是高考的重要考查內(nèi)容。分段函數(shù)(凡是把函數(shù)的定義域分成幾個區(qū)間,在各個區(qū)間內(nèi),函數(shù)的解析式不一樣的函數(shù)稱為分段函數(shù))在高中數(shù)學教材中所占比重不大,所以很多學生對分段函數(shù)的認識比較膚淺。但近幾年在高考中又頻繁考查。本文對近幾年高考考查分段函數(shù)的有關(guān)問題,做一歸納和例釋。
一、分段函數(shù)的定義域和值域,最值,求值
分段函數(shù)在定義域的不同部分有不同的對應(yīng)法則。分段函數(shù)是一個函數(shù),不能認為是多個函數(shù),分段函數(shù)一般不是初等函數(shù),可以說這個函數(shù)由若干段組建而成。分段函數(shù)的定義域是各段定義域的并集,分段函數(shù)的最值與值域問題應(yīng)當分別討論各段上的最值與值域,分段函數(shù)求值時不同范圍的自變量代入的解析式也不相同。一般地對于f(f(x))的復(fù)合形式求值由里向外,一步一判斷,再代入求值,
然后再綜合。
例1 (2009遼寧卷)已知函數(shù)f(x)滿足:x≥4,則f(x)= ;當x<4時f(x)f(x+1),則f(2+log23)=
(A) (B) (C) (D)
解:∵3<2+log23<4,所以f(2+log23)=f(3+log23)
且3+log23>4
∴f(2+log23)=f(3+log23)
=
故選A。
二、分段函數(shù)求解析式
求解析式時要對定義域劃分成若干部分,分別求解。這時要用分類討論思想。
例2 (2009上海卷)某算法的程序框如圖所示,則輸出量y與輸入量x滿足的關(guān)系式是_________。
解:根據(jù)算法的程序框圖知,當x>1時,
有y=x-2,當x<1時有y=2x,所以,有分段函數(shù):
三、分段函數(shù)的圖象
作分段函數(shù)的圖象要分開來畫,注意在兩段之間的端點處是虛點還是實點。
例3 (2008江西卷)函數(shù) 在區(qū)間 內(nèi)的圖象是 ( )
解:當 時,此時,解析式
當 時, 此時,解析式y(tǒng)=2tanx;
四、分段函數(shù)的反函數(shù)
求分段函數(shù)的反函數(shù)應(yīng)先分別求各段上的反函數(shù),最后再合并成一個分段函數(shù)。分段函數(shù)的反函數(shù)仍是一個分段函數(shù),是原分段函數(shù)各區(qū)間上的反函數(shù)的合并。
例4 (2008遼寧卷)函數(shù) 的反函數(shù)是____。
解略
五、分段函數(shù)與不等式
解決分段函數(shù)與不等式的問題要分別分段列出不等式,然后再求解。同時要注意x的范圍。
例5 (2011遼寧卷)設(shè)函數(shù)f(x)= 則滿足f(x)≤2的x的取值范圍是( )
(A) [-1,2] (B) [0,2] (C) [1,+∞) (D) [0,+∞)
解:不等式等價于 或 解不等式組,可得 0≤x≤1或x>1,即x≥0,故選D。
六、分段函數(shù)的連續(xù)性
考察分段函數(shù)的連續(xù)性往往要注意在分界點處的連續(xù)性,這時要用連續(xù)的定義。
例6 (2009四川卷)已知函數(shù)
在點x=2處連續(xù),則常數(shù)a的值是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
解:由 , ,
由函數(shù)的連續(xù)性在一點處的連續(xù)性的定義知 ,可得a=3。
故選B。
七、考查分段函數(shù)中的參數(shù)求值
結(jié)合分段函數(shù)各段的定義和所給已知條件,轉(zhuǎn)化為方程問題求解。
例7 (2011陜西卷)設(shè) ,若 ,
則a= 。
解: