☉江蘇省泗洪中學(xué) 李 波
抽象函數(shù)沒有給出具體的函數(shù)解析式,但其既能考查函數(shù)的概念和性質(zhì),又能考查學(xué)生的思維能力.因其形式抽象,解題中學(xué)生常感無從下手,如果將一些抽象問題構(gòu)造為了常見函數(shù)的模型,使抽象問題具體化,仿照模型解題,會迅速找到解題思路.下面就幾種常用的變化舉例說明,供參考.
若函數(shù)y=f(x)是R上的單調(diào)函數(shù),且滿足f(x+y)=f(x)+f(y)或f(x-y)=f(x)-f(y),則函數(shù)y=f(x)的解析式可設(shè)為f(x)=kx(k≠0).
例1已知函數(shù)y=f(x)對任意的x、y實(shí)數(shù),都有f(x+y)=f(x)+f(y),且當(dāng)x>0時,f(x)<0.試比較f(1)與f(2)的大小.
解析:因函數(shù)y=f(x)對任意的實(shí)數(shù)x、y,都有f(x+y)=f(x)+f(y),則函數(shù)y=f(x)的解析式可設(shè)為f(x)=kx(k≠0).
又當(dāng)x>0時,f(x)<0,則k<0,可得函數(shù)y=f(x)在R上是減函數(shù).
故f(1)>f(2).
若函數(shù)y=f(x)是R上的單調(diào)函數(shù),且滿足f(x+y)=f(x)·f(y)或f(x-y)=f(x)÷f(y),則函數(shù)y=f(x)的解析式可設(shè)為f(x)=ax(a>0,且a≠1).
例3已知函數(shù)f(x)對于一切實(shí)數(shù)x、y滿足f(0)≠0,f(x+y)=f(x)f(y),且當(dāng)x<0時,f(x)>1.
(1)當(dāng)x>0時,求f(x)的取值范圍;
(2)判斷f(x)在R上的單調(diào)性.
聯(lián)想:由f(x+y)=f(x)f(y)聯(lián)想“模型函數(shù)”y=ax(a>0,a≠1),當(dāng)a>1時為單調(diào)增函數(shù),且x>0時,y>1,x<0時,0<y<1;0<a<1時為單調(diào)減函數(shù),且x<0時,y>1,x>0時,0<y<1,從而猜測:f(x)為減函數(shù),且當(dāng)x>0時,0<f(x)<1.
解析:(1)由題意知對一切x,y∈R,f(x+y)=f(x)f(y),且f(0)≠0.
令x=y=0,則f(0)=1,現(xiàn)設(shè)x>0,則-x<0,f(-x)>1.
若函數(shù)y=f(x)是(0,+∞)上的單調(diào)函數(shù),且滿足f(xy)=f(x)+f(y)或f(x/y)=f(x)-f(y),則函數(shù)y=f(x)的解析式可設(shè)為f(x)=logax(a>0,且a≠1).
例4已知函數(shù)y=f(x)是定義在正實(shí)數(shù)集上的增函數(shù),且滿足下列條件:
(1)f(xy)=f(x)+f(y),(2)f(2)=1.
如果有f(x)+f(x-3)≤2,求滿足不等式的x的取值范圍.
解析:因函數(shù)y=f(x)在正實(shí)數(shù)集上是增函數(shù),且滿足f(xy)=f(x)+f(y),則函數(shù)y=f(x)的解析式可設(shè)為f(x)=logax(a>0,且a≠1).
又f(2)=1,則a=2,從而函數(shù)y=f(x)的解析式為f(x)=log2x.
不等式f(x)+f(x-3)≤2可轉(zhuǎn)化為log2x+log2(x-3)≤2.
即等價于下列不等式組:
解不等式組得3<x≤4.
故不等式f(x)+f(x-3)≤2的解集為{x|3<x≤4}.
例5函數(shù)f(x)定義域?yàn)槿w實(shí)數(shù),對任意實(shí)數(shù)a、b,有f(a+b)+(fa-b)=2(fa)·(fb),且存在C>0,使得,求證(fx)是周期函數(shù).
聯(lián)想:因?yàn)閏os(a+b)+cos(a-b)=2cosacosb,且因而得出它的模型函數(shù)為y=cosx,由y=cosx的周期為2π,可猜想2C為f(x)的一個周期.
分析:要在證明2C為f(x)的一個周期,則只需證f(x+2C)=(fx),而由已知條件和(fa+b)+(fa-b)=2(fa)·(fb)知,必須選擇好a、b的值,是得條件等式出現(xiàn)
則f(x+2C)=f[(x+C)+C]=-f(x+C)=f(x),即f(x)是以2C為周期的函數(shù).
綜上,聯(lián)想構(gòu)造不僅使我們加深對知識的理解及靈活運(yùn)用,而且能夠培養(yǎng)我們的思維品質(zhì),提高解題能力.因此,在日常學(xué)習(xí)中在以教材為基礎(chǔ)的前提下,加強(qiáng)對變式研究,以促解題能力的進(jìn)一步提高.