第15讲 分段函数常见题型解法高中数学常见题型解法归纳反馈训练及详细解析

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【知识要点】

分段函数问题是高中数学中常见的题型之一,也是高考经常考查的问题.主要考查分段函数的解析式、求值、解不等式、奇偶性、值域(最值)、单调性和零点等问题.

1、 求分段函数的解析式,一般一段一段地求,最后综合.即先分后总.注意分段函数的书写格式为:

?f1(x)?f(x)?2f(x)?????fn(x)x?D1?y?f1(x)x?D1?y?f(x)x?Dx?D2?22,不要写成f(x)??.注意分段函数的每一段的自变量的取值范

x?Dnx?Dn??x?Dn?y?fn(x)x?Dn围的交集为空集,并集为函数的定义域D.一般左边的区域写在上面,右边的区域写在下面.

2、分段函数求值,先要看自变量在哪一段,再代入那一段的解析式计算.如果不能确定在哪一段,就要分类讨论.注意小分类要求交,大综合要求并.

3、分段函数解不等式和分段函数求值的方法类似,注意小分类要求交,大综合要求并.

4、分段函数的奇偶性的判断,方法一:定义法.方法二:数形结合.

5、分段函数的值域(最值),方法一:先求每一段的最大(小)值,再把每一段的最大(小)值比较,即得到函数的最大(小)值. 方法二:数形结合.

6、分段函数的单调性的判断,方法一:数形结合,方法二:先求每一段的单调性,再写出整个函数的单调性.

7、分段函数的零点问题,方法一:解方程,方法二:图像法,方法三:方程+图像法. 和一般函数的零点问题的处理方法是一样的.

虽然分段函数是一种特殊的函数,在处理这些问题时,方法其实和一般的函数大体是一致的. 【方法讲评】

题型一 解题方法 分段函数的解析式问题 一般一段一段地求,最后综合.即先分后总. 【例1】已知函数f(x)对实数x?R满足f(x)?f(?x)?0,f(x?1)?f(x?1),若当x??0,1?时,

3f(x)?ax?b(a?0,a?1),f()?1?2.

2(1)求x???1,1?时,f(x)的解析式;(2)求方程f(x)?log4x?0的实数解的个数.

(2) ?f(x)?f(?x)?0,f(x?1)?f(x?1)?f(x?2)?f(x)?f(x)是奇函数,且以2为周期.方程f(x)?log4x?0的实数解的个数也就是函数y?f(x)和y?log4x的交点的个数.在同一直角坐标

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系中作出这俩个函数的图像,由图像得交点个数为2,所以方程f(x)?log4x?0的实数解的个数为2.

【点评】(1)本题的第一问,根据题意要把[?1,1]分成三个部分,即x?(?1,0),x??1,x?(0,1),再一段一段地求. 在求函数的解析式时,要充分利用函数的奇偶性、对称性等. (2)本题第2问解的个数,一般利用数形结合解答.

【反馈检测1】已知定义在R上的函数f?x???x?2?.

2(Ⅰ)若不等式f?x?2?t??f?2x?3?对一切x??0,2?恒成立,求实数t的取值范围; (Ⅱ)设g?x??xf?x?,求函数g?x?在?0,m?(m?0)上的最大值??m?的表达式.

题型二 解题方法 讨论.注意小分类要求交,大综合要求并. 学.科.网 【例2】已知函数f?x??{分段函数的求值 先要看自变量在哪一段,再代入那一段的解析式计算.如果不能确定在哪一段,就要分类?log2?3?x?,x?22x?2?1,x?2 ,若f?2?a??1 ,则f?a?? ( )

A. ?2 B. 0 C. 2 D. 9

【解析】当2?a?2 即a?0时, ?log23??2?a??1?1?a?当2?a?2 即a?0时, 22?a?2??11; ,a?? (舍)

22?1?1?a??1?f?a???log24??2 ,故选A.

【点评】(1)要计算f(2?a)的值,就要看自变量2?a在分段函数的哪一段,但是由于无法确定,所以要就2?a?2和2?a?2分类讨论. (2)分类讨论时,注意数学逻辑,小分类要求交,大综合要求并.当a?0时 ,解得a??1,要舍去. 2??x,0?x?1,若f?a??f?a?1?,则

??2?x?1?,x?1?1?f??? ( ) ?a?【例3】【2017山东,文9】设f?x???A. 2 B. 4 C. 6 D. 8

【点评】(1)要化简f?a??f?a?1?,必须要讨论a的范围,要分a?1和0?a?1讨论.当a?1时,可以解方程2(a?1)?2(a?1?1),得方程没有解.也可以直接由y?2(x?1)单调性得到f?a??f?a?1?.

?x??2?1x?0【反馈检测2】已知函数f(x)??,若f[f(x0)]?1,则x0? .

x?0??x题型三 分段函数解不等式 2

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先要看自变量在哪一段,再代入那一段的解析式计算.如果不能确定在哪一段,就要分类解题方法 讨论.注意小分类要求交,大综合要求并. 【例3】已知函数A.

的解集为( )

B. C. D.

【点评】(1)本题中f(x)的自变量x不确定它在函数的哪一段,所以要分类讨论. (2)当?2?x?0时,计算f(?x)要注意确定?x的范围,0??x?2,所以求f(?x)要代入第一段的解析式.数学思维一定要注意逻辑和严谨. (3)分类讨论时,一定要注意数学逻辑,小分类要求交,大综合要求并.

2?log2??x?2?,0?x?2,【反馈检测3】已知函数f?x??{则f?x??2的解集为__________.

2?f??x?,?2?x?0,?x?1,x?0,1 【反馈检测4】【2017课标3,理15】设函数f(x)??x则满足f(x)?f(x?)?1的x的取值

2?2,x?0,范围是_________.

题型四 解题方法 分段函数奇偶性 方法一:定义法.方法二:数形结合. ?x2?x(x?0)【例4】判断函数f(x)??的奇偶性 2??x?x(x?0)【解析】由题得函数的定义域关于原点对称.

设x?0,f(x)?x?x,则?x?0,f(?x)??(?x)?x??x?x??(x?x)??f(x) 设x?0,f(x)??x?x则?x?0,f(?x)?(?x)?x?x?x??(?x?x)??f(x) 所以函数f(x)是奇函数.

【点评】(1)对于分段函数奇偶性的判断,也是要先看函数的定义域,再考虑定义,由于它是分段函数,所以要分类讨论. (2)注意,当x?0时,求f(?x)要代入下面的解析式,因为?x?0,不是还代入上面一段的解析式.

【反馈检测5】已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,且当x?0时f(x)?(1)求f(x)的解析式;(2)判断f(x)的单调性(不必证明);

(3) 若对任意的t?R,不等式f(k?3t)?f(t?2t)?0恒成立,求k的取值范围.

22222222222x. x?23

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