（山东专用）2021版高考数学一轮复习第二章函数、导数及其应用第八讲函数的图象学案（含解析）

第八讲　函数的图象

ZHI SHI SHU LI SHUANG JI ZI CE

知识梳理·双基自测

知识点　函数的图象

1．利用描点法作函数图象的流程

2．平移变换

y＝f(x)y＝f(x－a)；

y＝f(x)y＝f(x)＋b.

3．伸缩变换

4．对称变换

y＝f(x)y＝－f(x)；

y＝f(x)y＝f(－x)；

y＝f(x)y＝－f(－x).

5．翻折变换

y＝f(x)y＝f(|x|)；

y＝f(x)y＝|f(x)|.

1．函数对称的重要结论

(1)若f(m＋x)＝f(m－x)恒成立，则y＝f(x)的图象关于直线x＝m对称．

(2)设函数y＝f(x)定义在实数集上，则函数y＝f(x－m)与y＝f(m－x)(m>0)的图象关于直线x＝m对称．

(3)若f(a＋x)＝f(b－x)，对任意x∈R恒成立，则y＝f(x)的图象关于直线x＝对称．

(4)函数y＝f(a＋x)与函数y＝f(b－x)的图象关于直线x＝对称．

(5)函数y＝f(x)与y＝f(2a－x)的图象关于直线x＝a对称．

(6)函数y＝f(x)与y＝2b－f(2a－x)的图象关于点(a，b)中心对称．

2．函数图象平移变换八字方针

(1)“左加右减”，要注意加减指的是自变量．

(2)“上加下减”，要注意加减指的是函数值．

题组一　走出误区

1．(多选题)下列结论不正确的是(　ABCD　)

A．函数y＝f(x＋1)是由y＝f(2x)左移1个单位得到

B．函数y＝f(1－x)的图象，可由y＝f(－x)的图象向左平移1个单位得到

C．若函数y＝f(x＋2)是偶函数，则有f(x＋2)＝f(－x－2)

D．若函数y＝f(x)满足f(x＋1)＝f(x－1)，则函数y＝f(x)的图象关于直线x＝1对称

题组二　走进教材

2．(必修1P73T1改编)函数y＝logax与函数y＝logx的图象关于直线x轴对称；函数y＝ax与y＝()x的图象关于直线y轴对称；函数y＝log2x与函数y＝2x的图象关于直线y＝x对称．

3．(必修4P55T2(1)改编)为了得到函数f(x)＝log2x的图象，只需将函数g(x)＝log2的图象向上平移3个单位．将函数f(x)＝log2x左移2个单位得到解析式为y＝log2(x＋2).

4．(必修1P36T2改编)已知图甲中的图象对应的函数y＝f(x)，则图乙中的图象对应的函数在下列给出的四式中只可能是(　C　)

A．y＝f(|x|)  B．y＝|f(x)|

C．y＝f(－|x|)  D．y＝－f(|x|)

[解析]　由图可知当x≤0时，y＝f(x)，故选C．

题组三　考题再现

5．(2019·课标Ⅰ，5,5分)函数f(x)＝在[－π，π]的图象大致为(　D　)

[解析]　∵f(－x)＝＝－＝－f(x)，∴f(x)是奇函数．

又∵f(π)＝＝>0，∴选D．

6．(2015·北京，7,5分)如图，函数f(x)的图象为折线ACB，则不等式f(x)≥log2(x＋1)的解集是(　C　)

A．{x|－1<x≤0}  B．{x|－1≤x≤1}

C．{x|－1<x≤1}  D．{x|－1<x≤2}

[解析]　作出函数

y＝log2(x＋1)的图象，

如图所示：

其中函数f(x)与y＝log2(x＋1)的图象的交点为D(1,1)，结合图象可知f(x)≥log2(x＋1)的解集为{x|－1<x≤1}，故选C．

KAO DIAN TU PO HU DONG TAN JIU

考点突破·互动探究

考点　函数的图象

考向1　作函数的图象——自主练透

例1 作出下列函数的图象：

(1)y＝()|x|；

(2)y＝|x－2|·(x＋1)；

(3)y＝；

(4)y＝|log2(x＋1)|.

[分析]　 (1)先由函数的奇偶性画出y轴右侧图象，再画左侧；

(2)先对绝对值分类讨论，将原函数化成分段函数的形式，再分段作图即可；

(3)先化简解析式，分离常数，再利用图象变换画出图象；

(4)将y＝log2x的图象向左平移1个单位→y＝log2(x＋1)的图象→将y＝log2(x＋1)的图象位于x轴下方的部分向上翻折→y＝|log2(x＋1)|的图象．

[解析]　

(1)先作出函数y＝()x的图象，保留函数y＝()x的图象中x≥0的部分，再作出函数y＝()x的图象中x>0部分关于y轴的对称部分，即得函数y＝()|x|的图象，如图实线部分．

(2)先化简，再作图．

y＝图象如图实线所示．

(3)∵y＝＝＝2＋，∴其图象可由y＝的图象沿x轴向右平移1个单位，再沿y轴向上平移2个单位得到，其图象如图所示．

(4)利用函数y＝log2x的图象进行平移和翻折变换，图象如图实线所示．

名师点拨 ☞

函数图象的画法

(1)直接法：当函数解析式(或变形后的解析式)是熟悉的基本函数时，就可根据这些函数的特征描出图象的关键点直接作出．

(2)转化法：含有绝对值符号的函数，可脱掉绝对值符号，转化为分段函数来画图象．

(3)图象变换法：若函数图象可由某个基本函数的图象经过平移、伸缩、翻折、对称等变换得到，可利用图象变换作出．

注：y＝(c≠0)的图象是以(－，)为对称中心以直线x＝－，y＝为渐近线的双曲线．

易错提醒：(1)画函数的图象一定要注意定义域．(2)利用图象变换法时要注意变换顺序，对不能直接找到熟悉的基本函数的要先变形，并应注意平移变换与伸缩变换的顺序对变换单位及解析式的影响．

考向2　识图与辨图——师生共研

例2 (1)(2019·课标Ⅲ，7,5分)函数y＝在[－6,6]的图象大致为(　B　)

(2)右图可能是下列哪个函数的图象(　C　)

A．y＝2x－x2－1

B．y＝

C．y＝(x2－2x)ex

D．y＝

(3)(2020·荆州质检)若函数y＝f(x)的曲线如图所示，则函数y＝f(2－x)的曲线是(　C　)

[解析]　(1)设f(x)＝(x∈[－6,6])，则f(－x)＝＝－f(x)，∴f(x)为奇函数，排除选项C；当x＝－1时，f(－1)＝－<0，排除选项D；当x＝4时，f(4)＝≈7.97，排除选项A．故选B．

(2)函数图象过原点，所以D排除；当x>0开始时函数值是负数，而B项原点右侧开始时函数值为正数，所以B排除；当x<0时，2x<1，∴2x－x2－1<0，所以A排除；而C都满足，故选C．

(3)解法一：先关于y轴对称，得到y＝f(－x)的图象，再向右平移两个单位，即可得到y＝f(－(x－2))＝f(2－x)的图象．所以答案为C．(注意，左右平移是针对字母x变化，上下平移是针对整个式子变化)．

解法二：由f(0)＝0知y＝f(2－x)的图象过点(2,0)，排除B、D．又f(1)＝f(2－1)>0即y＝f(2－x)在x＝1处的函数值大于0，排除A，故选C．

名师点拨 ☞

函数图象的识辨可从以下几方面入手

(1)从函数的定义域，判断图象的左右位置；从函数的值域，判断图象的上下位置．

(2)从函数的单调性，判断图象的变化趋势．

(3)从函数的奇偶性，判断图象的对称性．

(4)从函数的周期性，判断图象的循环往复．

(5)从函数的特征点，排除不合要求的图象．

〔变式训练1〕

(1)(2020·湖北荆州中学模拟)函数f(x)＝的部分图象为(　D　)

 (2)(2020·河南信阳高级中学模拟)已知某函数图象如图所示，则该图象所对应的函数可能是(　D　)

A．y＝

B．y＝2|x|－2

C．y＝e|x|－|x|

D．y＝2|x|－x2

(3)已知函数f(x)＝则函数y＝f(1－x)的大致图象是(　D　)

[解析]　(1)已知函数f(x)＝，定义域为(－∞，0)∪(0，＋∞)．

因为f(－x)＝＝＝f(x)，

所以函数f(x)为偶函数，故排除A，C；当0<x<时，x2－1<0，cos πx>0，此时f(x)<0，故排除B，故选D．

(2)对于A，函数y＝，当x>0时，y>0；当x<0时，y<0，所以不满足题意．对于B，函数y＝2|x|－2，当x≥0时，f(x)单调递增，不满足题意．对于C，函数y＝e|x|－|x|，当x≥0时，f(x)>0，不满足题意．对于D，函数y＝2|x|－x2为偶函数，且当x>0时，函数有两个零点，满足题意．故选D．

(3)解法一：先画出函数f(x)＝的草图，令函数f(x)的图象关于y轴对称，得函数f(－x)的图象，再把所得的函数f(－x)的图象，向右平移1个单位，得到函数y＝f(1－x)的图象，故选D．

解法二：由已知函数f(x)的解析式，得y＝f(1－x)＝故该函数图象过点(0,3)，排除A；过点(1,1)，排除B；在(－∞，0)上单调递增，排除C．选D．

考向3　函数图象的应用——多维探究

角度1　函数图象的对称性

例3 (1)(2018·课标全国Ⅲ，7)下列函数中，其图象与函数y＝ln x的图象关于直线x＝1对称的是(　B　)

A．y＝ln(1－x)  B．y＝ln(2－x)

C．y＝ln(1＋x)  D．y＝ln(2＋x)

(2)已知函数f(2x＋1)是奇函数，则函数y＝f(2x)的图象关于下列哪个点成中心对称？(　C　)

A．(1,0)  B．(－1,0)

C．(，0)  D．(－，0)

[解析]　(1)本题考查函数图象的对称性．

解法一：y＝ln x图象上的点P(1,0)关于直线x＝1的对称点是它本身，则点P在y＝ln x图象关于直线x＝1对称的图象上，结合选项可知，B正确．故选B．

解法二：设Q(x，y)是所求函数图象上任一点，则其关于直线x＝1的对称点P(2－x，y)在函数y＝ln x图象上．

∴y＝ln(2－x)．故选B．

(2)f(2x＋1)是奇函数，所以图象关于原点成中心对称，而f(2x)的图象是由f(2x＋1)的图象向右平移个单位得到的，故关于点(，0)成中心对称．

[小题巧解]　对特殊点的对称性解决函数图象的对称性问题．

角度2　利用函数图象研究函数性质

例4 (多选题)已知函数f(x)＝，则下列结论正确的是(　AB　)

A．函数f(x)的图象关于点(1,2)中心对称

B．函数f(x)在(－∞，1)上是减函数

C．函数f(x)的图象上至少存在两点A，B，使得直线AB∥x轴

D．函数f(x)的图象关于直线x＝1对称

[解析]　因为y＝＝＝＋2.所以该函数图象可以由y＝的图象向右平移1个单位长度，向上平移2个单位长度得到，所以函数f(x)的图象关于点(1,2)中心对称，在(－∞，1)上为减函数，A、B正确，D错误；易知函数f(x)的图象是由y＝的图象平移得到的，所以不存在两点A，B使得直线AB∥x轴，C错误．故选A、B．

角度3　利用函数图象研究不等式

例5 设奇函数f(x)在(0，＋∞)上为增函数，且f(1)＝0，则不等式<0的解集为(　D　)

A．(－1,0)∪(1，＋∞)  B．(－∞，－1)∪(0,1)

C．(－∞，－1)∪(1，＋∞)  D．(－1,0)∪(0,1)

[解析]　f(x)为奇函数，<0⇔<0⇔xf(x)<0，由题意可知f(x)的大致图象如图所示，所以所求不等式的解集为(－1,0)∪(0,1)．

[引申]若将“奇函数f(x)”改为“偶函数f(x)”，不等式<0的解集为(－∞，－1)∪(0,1).

名师点拨 ☞

(1)利用函数的图象研究函数的性质

对于已知解析式，易画出其在给定区间上图象的函数，其性质常借助图象研究：

①从图象的最高点、最低点，分析函数的最值、极值；

②从图象的对称性，分析函数的奇偶性；

③从图象的走向趋势，分析函数的单调性、周期性．

(2)利用函数的图象研究不等式思路

当不等式问题不能用代数法求解，但其与函数有关时，常将不等式问题转化为两函数图象的上下关系问题，从而利用数形结合求解．

〔变式训练2〕

(1)(角度1)已知f(x)＝ln(1－x)，函数g(x)的图象与f(x)的图象关于点(1,0)对称，则g(x)的解析式为g(x)＝－ln(x－1).　

(2)(角度1)设函数y＝f(x)的定义域为实数集R，则函数y＝f(x－1)与y＝f(1－x)的图象关于(　D　)

A．直线y＝0对称  B．直线x＝0对称

C．直线y＝1对称  D．直线x＝1对称

(3)(角度2)(多选题)对于函数f(x)＝lg(|x－2|＋1)，则下列说法正确的是(　ABD　)

A．f(x＋2)是偶函数

B．f(x)在区间(－∞，2)上是减函数，在区间(2，＋∞)上是增函数

C．f(x)没有最小值

D．f(x)没有最大值

(4)(角度3)函数f(x)是定义在[－4,4]上的偶函数，其在[0,4]上的图象如图所示，那么不等式<0的解集为(－，－1)∪(1，).

[解析]　(1)设P(x，y)为函数y＝g(x)上任意一点，则点P(x，y)关于点(1,0)的对称点Q(2－x，－y)在函数y＝f(x)图象上，即－y＝f(2－x)＝ln(x－1)，所以y＝－ln(x－1)，所以g(x)＝－ln(x－1)．

(2)解法一：设t＝x－1，则y＝f(t)与y＝f(－t)，关于t＝0对称，即关于x＝1对称．故选D．

解法二：y＝f(x－1)与y＝f(1－x)的图象分别由y＝f(x)与y＝f(－x)的图象同时向右平移一个单位而得，又y＝f(x)与y＝f(－x)的图象关于y轴对称，所以y＝f(x－1)与y＝f(1－x)的图象关于直线x＝1对称．故选D．

(3)对于A，f(x＋2)＝lg(|x|＋1)是偶函数；对于B，当x∈(－∞，2)时，f(x)＝lg(3－x)是减函数，当x∈(2，＋∞)时，f(x)＝lg(x－1)是增函数；对于C，f(x)＝lg(|x－2|＋1)≥0有最小值0；对于D，没有最大值．故选A、B、D．

(4)在(0，)上，y＝cos x>0，在(，4)上，y＝cos x<0.由f(x)的图象知，在(1，)上，<0.因为f(x)为偶函数，y＝cos x也是偶函数，所以y＝为偶函数，所以<0的解集为(－，－1)∪(1，)．

MING SHI JIANG TAN SU YANG TI SHENG

名师讲坛·素养提升

利用数形结合思想解题

例6 (2016·课标Ⅱ，12,5分)已知函数f(x)(x∈R)满足f(－x)＝2－f(x)，若函数y＝与y＝f(x)图象的交点为(x1，y1)，(x2，y2)，…，(xm，ym)，则(xi＋yi)＝(　B　)

A．0  B．m

C．2m  D．4m

[分析]　分析出函数y＝f(x)和y＝的图象都关于点(0,1)对称，进而得两函数图象的交点成对出现，且每一对交点都关于点(0,1)对称，从而得出结论．

[解析]　由f(－x)＝2－f(x)可知f(x)的图象关于点(0,1)对称，又易知y＝＝1＋的图象关于点(0,1)对称，所以两函数图象的交点成对出现，且每一对交点都关于点(0,1)对称，∴(xi＋yi)＝0×＋2×＝m.故选B．

名师点拨 ☞

〔变式训练3〕

　函数y＝ln|x－1|的图象与函数y＝－2cos πx(－2≤x≤4)的图象所有交点的横坐标之和等于(　B　)

A．3  B．6

C．4  D．2

[解析]　由图象变换的法则可知，y＝ln x的图象关于y轴对称后的图象和原来的一起构成y＝ln |x|的图象，向右平移1个单位长度得到y＝ln|x－1|的图象；y＝－2cos πx的周期T＝2.如图所示，两函数的图象都关于直线x＝1对称，且有3对交点，每对交点关于直线x＝1对称，故所有交点的横坐标之和为2×3＝6.