近期在复盘函数专题时突然想到年全国2理科数学第12题,题目如下:题目虽然考查的是函数解析式的求法,但其中包含了函数的周期性思想,最近也遇到了类似的题目,今天把此类问题做一次总结。书上关于周期性的定义为:若T≠0,f(x+T)=f(x),则T为函数的周期,在各个周期内函数值域相同,单调趋势也相同,但如果把等式关系变为f(x+T)=kf(x),此时的函数虽不是周期函数,但具有周期函数的某些性质,当k≠1时,相邻周期内函数的值域成倍数关系变化,但函数的单调趋势不发生变化,怎么去理解这个等式?以下题为例:根据函数奇偶性可得f(x+2)=3f(x),如果从函数的解析式方面来说,若要求出在[-4,-2]上的函数表达式,则要求出函数在[-2,0]上的解析式,已知的是x在[0,2]上的解析式,进行转化就很简单了,如下:对应的函数图像如下:从图上可知在以2为类周期的函数中,单调趋势没有发生变化,均为先减后增,若了解这个性质,则只需要求出函数在[0,2]上的最小值,然后最值扩大两次即可。若从函数单调性方面来看,高一数学中对函数的周期性研究并不深,在三角函数中却有较多的篇幅去探究,已知f(x+2)=3f(x),变形为f(x+2)/3=f(x),类比于函数f(x)=sinx,则y=f(x+2)/3的图像变化为从某个定点开始向左平移2个单位之后,横坐标不变,纵坐标压缩成原来的三分之一即可,若不从三角函数方面来考虑,已知f(x+2)=3f(x),x∈[m,n],则x+2∈[m+2,n+2],即从区间[m,n]上任意一点k,变换之后为k+2,,此时k+2对应的函数值为k对应函数值的3倍,图像从左往右依次变长,再来看年的全国2理数第12题,能判定出从区间(0,1)开始,整体向右平移一单位之后的函数图像拉长为原来的二倍,图像如下:以上的形式为f(x+a)=kf(x)形式,这种形式类周期不发生变化,即只平移,x轴不压缩,还有一种既改变类周期,也改变图像,形式为f(bx+a)=kf(x),此时涉及横纵坐标的伸缩变化,典型例题如下:把函数当成三角函数的平移变化就很容易看出图像的趋势,若从函数图像伸缩看来,把等式变形为f(x-1)=2f(x),可理解为当x∈[m,n]时,x-1∈[m/2-1,n/2-1],若从区间[m,n]上任意一点k,变换后的点为k/2-1,此时k/2-1对应的函数值为k对应函数值的二倍,函数图像从左往右值域逐次变为原来的一半,类周期从左往右增大一倍,相似的题目如下:本题目和上题类似,只看f(x)=2f(x-2),若写成f(x-2)=f(x),在区间(0,2)上任意一点k,变换后的点为k-2,k-2对应的函数值为k对应函数值的一半,即图像越往左越矮,越往右越高,若从三角函数平移来看,直接就是向右平移之后横坐标不变,纵坐标拉长为原来的二倍。这种题目并不难,但有的同学会搞反,总的来说有三种方式来判断函数的趋势变化,第一是求出各个区间的解析式,通过解析式来看图像的趋势变化,第二是根据三角函数平移变换,这是最简单最直接的一种方法,第三是分析定义域内点的变化以及变化前后函数值的变化来判定,这种题目可考查的题型很多,也可与数列结合,务必重视。
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