解抽象函数的思路探究

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  普通高中数学课程标准中,函数作为贯穿整个高中数学课程的一条主线.历年来,也是高考中重要的考点之一,其中抽象函数屡屡出现在高考试卷上.抽象函数由于只给出函数的某些性质,却不知道函数的解析式,因而成为函数问题中的一个难点.现从以下三个方面作一探讨:
  
  一、重视“模型”,对号入座
  
  高中数学课程中,有许多基本的函数模型,高中数学教学的主要任务之一就是把这些基本的函数模型“留”在学生的头脑中.这些函数模型是学生理解函数和思考其他函数问题的基础,促进学生对函数本质的理解有重要的意义.
  常见的抽象函数与初等函数的对应关系:
  
  二、适当赋值,恰当代换
  
  赋值法是数学中一种重要的解题思路,给关系赋式或给未知数赋值,往往起到柳暗花明,峰回路转的功效.抽象函数问题也不例外.
  
  反思:赋值法解决抽象函数问题是常用的有效方法,故通过新给的关系式,对其中的变量进行有效赋值.充分利用题设条件和定义,赋值求解.还要注意借助具体模型思考,联系解题目标赋值.
  
  反思:解决抽象函数问题,需要适当地赋值及恰当地变量代换.本题中就多次赋值,及变量代换.这是解决此类问题的主要思路.
  
  三、联系性质,关注图像
  
  函数的性质和图象是对应关系.首先,要搞清函数的奇偶性、对称性,周期性的联系.其次,还要根据题设条件,掌握指定区间单调性.
  
  反思:本题利用函数的奇偶性、周期性,同时也要考虑到函数在0≤x≤1时,f(x)=x的图象.这样就万无一失了.
  例2 设函数f(x)在(-∞,+∞)上满足f(2-x)=f(2+x),f(7-x)=f(7+x),且在闭区间[0,7]上,只有f(1)=f(3)=0.
  (Ⅰ)试判断函数y=f(x)的奇偶性;
  (Ⅱ)试求方程f(x)=0在闭区间[-2008,2008]上的根的个数,并证明你的结论.
  解:(Ⅰ)因为在[0,7]上,只有f(1)=f(3)=0,
  所以f(5)≠0,所以f(-1)≠f(1),
  所以f(x)是非奇非偶函数.
  (Ⅱ)由已知易得f(x)=f(10+x),
  所以10是f(x)的最小正周期,
  所以在每一个最小正周期内f(x)=0只有两个根,
  所以在[0,2008]上的根的个数是402个,而在[-2008,0]上的根的个数是401个,即在闭区间[-2008,2008]上的根的个数是803个.
  反思:这一道题综合考察了函数的奇偶性、对称性,周期性的联系.f(x)=0既考察了函数根的情况,又考察了函数图象的变化情况.学生需要对每一个最小正周期(或每一段区间)内f(x)=0根的情况都要搞清.
  例3 已知函数y=f(x+1)的图象如图(1)所示,则函数y=f-1(x+1)的图象是( )
  分析:由y=f(x+1)图象向右平移1个单位y=f(x)的图象关于直线y=x对称y=f-1(x)的图象向左平移1个单位y=f-1(x+1)的图象.故应选D.
  总之,对于抽象函数,只要熟练掌握了基本初等函数的定义、性质、图象,头脑中再“留住”一批模型.我们就可对关系式赋试,再经过变换,可以揭开其面纱,而识得其“庐山真面目”.
  
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