高一新生在进入高中阶段后,将面临学科知识交叉多、综合性强以及考查范围广的学习特点。因此,寻找一套适合自己的高效学习方法至关重要。下面将为大家整理高一数学函数的核心知识点,帮助同学们更好地掌握这一重要内容。
### 函数的奇偶性
1. **偶函数的定义**:若函数f(x)满足f(x) = f(-x),则称其为偶函数。例如,f(x) = x²就是一个典型的偶函数。
2. **奇函数的性质**:若f(x)是奇函数且0在其定义域内,则必有f(0) = 0。这一性质可用于求解某些参数问题。
3. **奇偶性判断方法**:可以通过以下等价形式判断函数的奇偶性:
– f(x) + f(-x) = 0(奇函数)
– f(x) – f(-x) = 0(偶函数)
4. **复杂函数的奇偶性**:对于解析式较为复杂的函数,应先化简再判断其奇偶性。
5. **单调性规律**:
– 奇函数在对称区间上的单调性相同。
– 偶函数在对称区间上的单调性相反。
### 复合函数相关问题
1. **定义域求解**:
– 若已知内函数g(x)的定义域为[a, b],则复合函数f[g(x)]的定义域由不等式a ≤ g(x) ≤ b解出。
– 若已知f[g(x)]的定义域为[a, b],则外函数f(x)的定义域为g(x)在[a, b]上的值域。
2. **单调性判定**:复合函数的单调性遵循“同增异减”原则,即内函数与外函数单调性相同时,复合函数单调递增;单调性相反时,复合函数单调递减。
### 函数图像的对称性
1. **对称性证明**:证明函数图像的对称性,需验证图像上任意点关于对称中心或对称轴的对称点仍在图像上。
2. **曲线对称性**:
– 曲线C1与C2的对称性需证明C1上任意点关于对称中心或对称轴的对称点仍在C2上,反之亦然。
– 曲线C1:f(x, y) = 0关于y = x + a或y = -x + a的对称曲线C2方程为f(y – a, x + a)或f(-y + a, -x + a)。
– 曲线C1:f(x, y) = 0关于点(a, b)的对称曲线C2方程为f(2a – x, 2b – y)。
3. **对称性判定**:
– 若f(a + x) = f(a – x)恒成立,则函数图像关于直线x = a对称。
– 函数y = f(x – a)与y = f(b – x)的图像关于直线x = (a + b)/2对称。
### 函数的周期性
1. **周期函数定义**:若f(x)满足f(x + a) = f(x – a)或f(x – 2a) = f(x)(a > 0),则f(x)是周期为2a的周期函数。
2. **偶函数与对称轴**:若偶函数图像关于直线x = a对称,则f(x)是周期为2|a|的周期函数。
3. **奇函数与对称轴**:若奇函数图像关于直线x = a对称,则f(x)是周期为4|a|的周期函数。
4. **对称点周期性**:若f(x)关于点(a, 0)和(b, 0)对称,则f(x)是周期为2|a – b|的周期函数。
5. **对称直线周期性**:若f(x)的图像关于直线x = a和x = b(a ≠ b)对称,则f(x)是周期为2|b – a|的周期函数。
6. **对称点对称性**:若f(x)满足f(x + a) = -f(x),则f(x)是周期为4a的周期函数。
### 函数值域与最值
1. **值域求解方法**:
– 直接法:通过观察函数解析式直接得出值域。
– 换元法:利用代数或三角换元简化函数形式。
– 反函数法:通过求反函数的定义域得到原函数的值域。
– 配方法:适用于二次函数或相关函数。
– 不等式法:利用基本不等式求解。
– 判别式法:适用于含根式或分式的函数。
– 单调性法:通过确定函数单调性求解值域。
– 数形结合法:借助几何方法或图像求解值域。
2. **最值与值域的关系**:函数的最值是值域中的极值点,但值域中未必存在最小或最大值。定义域对值域或最值有重要影响。
3. **实际应用**:函数最值常用于解决实际问题,如“工程造价最低”“利润最大化”等,需结合实际意义确定自变量范围。
### 函数的奇偶性
1. **定义**:若对任意x在定义域内,f(-x) = -f(x)则为奇函数;f(-x) = f(x)则为偶函数。
2. **必要条件**:奇偶函数的定义域必须关于原点对称,但对称性不一定是奇偶性的充分条件。
3. **等价形式**:f(x) = -f(x)或f(-x) = f(x)是定义域上的恒等式,即奇偶性是整体性质。
4. **性质与结论**:
– f(|x|)总是偶函数。
– 两个奇函数相加仍为奇函数,相乘为偶函数;两个偶函数相加或相乘仍为偶函数;奇偶函数相乘为奇函数。
– 奇偶函数的复合函数通常为偶函数。
– 奇函数的导函数为偶函数,偶函数的导函数为奇函数。
5. **充要条件**:
– 奇函数图像关于原点对称。
– 偶函数图像关于y轴对称。
– 若奇函数在x = 0处有定义,则f(0) = 0。
– 单调奇函数在正负对称区间上单调性相同,单调偶函数相反。
– 若定义域关于原点对称,则f(x) + f(-x)为偶函数,f(x) – f(-x)为奇函数。
6. **推广性质**:
– 若f(a + x) = f(a – x),则图像关于直线x = a对称,即f(a + x)为偶函数。
– 若f(a + x) = -f(a – x),则图像关于点(a, 0)中心对称,即f(a + x)为奇函数。
### 函数的单调性
1. **定义**:函数f(x)在区间[a, b]上单调递增,当且仅当对任意x₁, x₂ ∈ [a, b],若x₁ > x₂,则f(x₁) > f(x₂)。单调递减同理。
2. **关键点**:
– 单调性与区间密切相关,不同区间可具有不同单调性。
– 单调性是整体性质,需用任意x₁, x₂判断,不可用特殊值替代。
– 单调区间是定义域的子集,讨论时需在定义域范围内。
– 等价形式:
– 增函数:y = f(x)图像上任意两点(x₁, f(x₁)), (x₂, f(x₂))连线的斜率大于0。
– 减函数:斜率小于0。
– 单调性可“正逆互推”,即自变量大小关系与函数值大小关系可相互推导。
3. **复合函数单调性**:
– 若内函数g(x)与外函数f(u)单调性相同,则复合函数y = f[g(x)]单调递增。
– 若单调性相反,则复合函数单调递减(“同增异减”)。
4. **证明方法**:
– 定义法:任取x₁, x₂ ∈ M,比较f(x₁)与f(x₂)大小,得出单调性结论。
– 导数法:若f(x)可导,f′(x) > 0则单调递增,f′(x) 0)。
– y = f(x ± a):沿x轴平移a个单位(a > 0)。
– y = -f(x):关于x轴对称。
– y = f(|x|):左右对称(关于y轴)。
– y = |f(x)|:上下对称(沿x轴翻折)。
– y = f⁻¹(x):关于直线y = x对称。
– y = f(ax):横坐标缩短到原长(a > 1)。
– y = af(x):纵坐标伸长到原长|a|倍。
– y = f(-x):关于y轴对称。
2. **抽象函数示例**:
– 定义在R上的函数f(x)满足f(x + y) + f(x – y) = 2f(x)f(y),且f(0) ≠ 0。
① 令x = y = 0,得2f(0) = 2f²(0),因f(0) ≠ 0,故f(0) = 1。
② 令x = 0,得f(y) + f(-y) = 2f(0)f(y),即f(-y) = f(y),故f(x)为偶函数。
③ 令x = y = c > 0,得f(x + c) + f(x) = 0,故f(x + c) = -f(x)。
④ 两边应用f(x + 2c) = -f(x + c) = f(x),故f(x)是周期函数,周期为2c。
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