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2.4 函数的图像
【考纲要求】
会运用函数图像理解和研究函数的性质。
【基础知识】
1、函数图像的作法有描点法和图像变换法。
2、描点法作函数的图像的一般步骤是:描点→连线 ,描点法一般在知道函数图像的图像和性质的情况下使用。
3、图象变换包括图像的平移变换、伸缩变换、对称变换、翻折变换等。
(1)平移变换(左加右减,上加下减)
把函数的图像向左平移个单位,得到函数的图像,
把函数的图像向右平移个单位,得到函数的图像,
把函数的图像向上平移个单位,得到函数的图像,
把函数的图像向下平移个单位,得到函数的图像。
(2)伸缩变换
①把函数图象的纵坐标不变,横坐标伸长到原来的倍得 (0<<1)
②把函数图象的纵坐标不变,横坐标缩短到原来的倍得 (>1)
③把函数图象的横坐标不变,纵坐标伸长到原来的倍得 ( >1)
④把函数图象的横坐标不变,纵坐标缩短到原来的倍得 (0<<1)
(3)对称变换:
①函数和函数的图像关于轴对称
函数和函数的图像关于轴对称
函数和函数的图像关于原点对称
函数和函数的图像关于直线对称
简单地记为:轴对称要变,轴对称要变,原点对称都要变。
②对于函数(),恒成立,则函数的对称轴是
(4)翻折变换:
①把函数y=f(x)图像上方部分保持不变,下方的图像对称翻折到轴上方,得到函数的图像;
②保留轴右边的图像,擦去左边的图像,再把右边的图像对称翻折到左边,得到函数的图像。
4、作函数的图像,一般是首先化简解析式,然后确定用描点法或图像变换法作函数的图像。
【例题精讲】
例1 写出下列函数作图过程,然后画出下列函数图像的草图.
(1) (2) (3) (4)
【解析】(1) 先作出函数的图像,再把函数的图像向右平移一个单位得到函数的图像,最后把函数的图像向上平移2个单位得到函数的图像。
(2) 然后作出函数的图像。
(3)首先作出函数的图像,再把函数的图像轴上方保持不变,把轴下方的图像对称地翻折到轴上方,即得函数的图像。
(4)首先作出函数的图像,然后把的图像轴右边的保持不变,去掉轴左边的图像,再把轴右边的图像对称地翻折到轴左边,即得函数的图像,最后把函数的图像向左平移一个单位,得到函数的图像。
例2 直线与函数的图像有两个不同的交点,求实数的取值范围。
【解析】在同一直角坐标系中作出两个函数的图像,如图所示,当直线介于AB和CD之间时,直线和函数的图像有两个不同的交点。由于直线CD和半圆相切,所以
因为点,所以 所以实数的取值范围为
2.4函数的图像强化训练
【基础精练】
1、若函数不经过( )
(A)第一象限 (B)第二象限 (C)第三象限 (D)第四象限
2、要得到函数的图象,只要将函数的图象( )
(A)向左平移个单位 (B) 向左平移个单位
(C) 向右平移个单位 (D) 向右平移个单位
3、函数与轴交点的个数为( )
(A)1个 (B)2 个 (C)3 个 (D)4个
4、将函数的图像向右平移两个单位,再向下平移两个单位,得到函数,则 。
5、把函数的图象向 平移 个单位得到函数的图象,再把函数图象上各点横坐标 到原来的 倍而得到函数。
6、函数零点的有 个。
7、已知是上的增函数,是其图像上的两个点,则不等式的解集是 。
8、函数的单调递增区间是 ,单调递减区间是 。
9、写出下列函数作图过程,然后画出下列函数图像的草图.
(1) (2) (3) (4)
10、直线与函数的图像有两个不同的交点,求实数的取值范围。
【拓展提高】
1、已知函数,是否存在实数,使得的图象与的图象有且只有三个不同的交点?
2、已知函数
(1)若有零点,求的取值范围;
(2)确定的取值范围,使得函数有两个不同的零点。
【基础精练参考答案】
3.C 【解析】令 在同一坐标系下作出函数和的图像,观察得两个函数有3个交点,所以函数与轴交点的个数为3个。
4.【解析】求原函数可以利用逆向思维求解。先把函数向上平移2个单位得到函数的图像,再把函数的图像向左平移2个单位得到函数的图像。
5.左;;伸长;两倍【解析】把函数的图象向左平移个单位得到函数的图象,再把函数图象上各点横坐标伸长到原来的2倍而得到函数
6.1【解析】令 在同一坐标系下作出两个函数、的图像,观察得两个函数只有一个交点。所以函数零点的有1个。
7.【解析】
8. 【解析】作出函数的图像观察即得函数的单调区间。
9.【解析】(1) 先作出函数的图像,再把函数的图像向右平移一个单位得到函数的图像,最后把函数的图像向上平移2个单位得到函数的图像。
(2) 然后作出函数的图像。
(3)首先作出函数的图像,再把函数的图像轴上方保持不变,把轴下方的图像对称地翻折到轴上方,即得函数的图像。
(4)首先作出函数的图像,然后把的图像轴右边的保持不变,去掉轴左边的图像,再把轴右边的图像对称地翻折到轴左边,即得函数的图像,最后把函数的图像向左平移一个单位,得到函数的图像。
10.【解析】在同一直角坐标系中作出两个函数的图像,如图所示,当直线介于AB和CD之间时,直线和函数的图像有两个不同的交点。由于直线CD和半圆相切,所以
因为点,所以 所以实数的取值范围为
【拓展提高参考答案】
1.【解析】函数的图象与的图象有且只有三个不同的交点,即函数
的图象与轴的正半轴有且只有三个不同的交点。
当时,是增函数;
当时,是减函数;
当时,是增函数;
当或时,
当充分接近0时,当充分大时,
要使的图象与轴正半轴有三个不同的交点,必须且只须
即
所以存在实数,使得函数与的图象有且只有三个不同的交点,的取值范围为
2.【解析】。 (1)方法一 ∵g(x)=x+≥2=2e,
等号成立的条件是x=e. 故g(x)的值域是[2e,+∞),因而只需m≥2e,则g(x)=m就有实根.
方法二 作出g(x)=x+的图象如图:
可知若使g(x)=m有实根,则只需m≥2e.
方法三 解方程由g(x)=m,得x2-mx+e2=0.
此方程有大于零的根,故等价于,故m≥2e.
(2)若g(x)-f(x)=0有两个相异的实根,即g(x)=f(x)中函数g(x)与f(x)的图象有两个不同的交点,作出g(x)=x+ (x>0)的图象.
∵f(x)=-x2+2ex+m-1
=-(x-e)2+m-1+e2.
其对称轴为x=e,开口向下,最大值为m-1+e2.
故当m-1+e2>2e,即m>-e2+2e+1时,
g(x)与f(x)有两个交点,
即g(x)-f(x)=0有两个相异实根.
∴m的取值范围是(-e2+2e+1,+∞).
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