黃立峰
(江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)湟里高級中學(xué) 213000)
抽象函數(shù)是一類比較綜合的題型,它主要就是指題目中不給出具體的式子,只給出一些具有某些性質(zhì)或者是運算規(guī)律的函數(shù).這種抽象函數(shù)是高中學(xué)習(xí)的難點也是高考考查的重點,它能夠有效考查學(xué)生們分析問題、解決問題的能力和邏輯思維,所以學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中一定要重視對數(shù)學(xué)中抽象函數(shù)的學(xué)習(xí).接下來,本文將主要就常見的抽象函數(shù)類型以及相應(yīng)的解題思路等幾個方面進(jìn)行詳細(xì)的研究和探討.
抽象函數(shù)解題是一個復(fù)雜且考查知識點較多的題型,常見的解題思路有三種:化抽象為具體,還原抽象函數(shù)本質(zhì);數(shù)形結(jié)合,通過畫圖使抽象函數(shù)形象化;摘取有效信息,使函數(shù)有效化.其中,化抽象為具體,還原抽象函數(shù)本質(zhì)就是考慮到出題人的意圖而得出的一種解題思路,出題人在進(jìn)行出題時不會亂出,而是根據(jù)已有函數(shù)的共性來設(shè)問,這就要求解題人在進(jìn)行解題時要將給出的抽象函數(shù)和我們所學(xué)過的函數(shù)聯(lián)系起來,發(fā)現(xiàn)共性,進(jìn)而找出函數(shù)的具體形式和性質(zhì)以便解題.數(shù)形結(jié)合,通過畫圖使抽象函數(shù)形象化是在做數(shù)學(xué)題中最常用的一種解題思路,有時候求解抽象函數(shù)的解析式并不容易,所以我們可以根據(jù)給出的條件畫出圖象,要注意的是在畫圖象的時候要充分考慮其奇偶性、周期等性質(zhì).摘取有效信息,使函數(shù)有效化這種方法是在前兩種方法都無法解題時用到的,這時候我們就必須深入挖掘題干中給出的有效信息,然后再結(jié)合圖象等方法來解題.
針對這種求函數(shù)值的問題,可以將其和具體的函數(shù)進(jìn)行聯(lián)想,從而找到解題的突破口.以下面這道題為例:
例1 在實數(shù)集合中存在函數(shù)F(x),已知函數(shù)F(x+2)[1-F(x)]=1-F(x),F(-2)=1-31/2,那么由上述條件可以得出F(2006)為多少?
解上面并沒有給出具體的函數(shù),這就需要學(xué)生們思路靈活,學(xué)會化抽象為具體,由已知條件我們可以得出F(x+2)=[1+F(x)]/[1-F(x)].我們可以看到題中給出的是求F(2006)的值,如果一步一步代公式求是十分麻煩的.觀察上面的式子可以看出這個式子和tan(x+π/4)=(1+tanx)/(1+tanx)是有相似之處的,根據(jù)以往的學(xué)習(xí),我們知道tanx是有周期性的,所以相應(yīng)的tan(x+π/4)也是有周期性的.由上面的式子和給出的信息我們可以列出如下公式:
F(x+8)=F[(x+4)+4]=-1/F(x+4)=F(x).
由上面兩個式子我們可以得出F(2006)=F(2000+6)=F(8*250+6)=F(6)=F(-2+8)=F(-2)=1-31/2.
在求解類抽象函數(shù)問題時,要注意找到的具體函數(shù)保證任何條件下的抽象函數(shù)結(jié)論都成立,在找出具體函數(shù)之后就可以找到相應(yīng)的性質(zhì)進(jìn)而將問題解出.
在比較大小時,大多數(shù)人的思路就是將實際數(shù)值求出來然后再比較大小,這種思路不僅復(fù)雜還存在著極大求不出的可能.因此,針對這種題型可以采用圖象的方法解決.
例2 已知在(-∞,+∞)上存在函數(shù)F(x)是增函數(shù),存在函數(shù)G(x)是偶函數(shù),這兩個函數(shù)在(0,+∞)上的圖象重合.存在任意實數(shù)a>b>0,那么下列不等式中哪幾個是正確的?
(1)F(b)-F(-a) >G(a)-G(b);
(2)F(b)-F(-a) (3)F(a)-F(-b) (4)F(a)-F(-b) 解我們可以根據(jù)上述條件畫出F(x)和G(x)的圖象,如右圖.通過圖象我們可以得出選項(1)和(3)是成立的. 這種數(shù)形結(jié)合的方法是較為常用的一種方法,既簡單又節(jié)省時間,將圖象畫出后便可以直接觀察函數(shù),從而輕松解決問題. 除了上面幾種,代入特殊值、等價換元也是求解抽象函數(shù)常用的方法. 例3 現(xiàn)有一函數(shù),滿足條件F(F(π/2)=b,其中b為常數(shù).已知F(0)=m(常數(shù)),F(xiàn)(x+y)+F(x-y)=2F(x)cosy,求F(x)的解析式. 解我們可以對x、y進(jìn)行賦值,令x=0,y=n,則有F(n)+F(-n)=2mcosn.設(shè)x=F(π/2)+1,y=F(π/2),則F(π+n)+F(n)=0;設(shè)x=F(π/2),y=F(π/2)+1,則F(π+n)+F(-n)=-2bsinn.根據(jù)上面三個式子可以得出F(x)=acosx+bsinx. 綜上所述,抽象函數(shù)作為高考數(shù)學(xué)中常見的一個題型,占有很大的比重,這就要求學(xué)生們在平常做題時要掌握相應(yīng)的解題技巧,學(xué)會挖掘題干中的有效信息,利用化抽象為具體,數(shù)形結(jié)合、代換等方法,針對不同題型靈活解題,從而實現(xiàn)高效、快速的解題.3.求具體的函數(shù)解析式