高中数学 函数

  1. 基本定义

    给定一个数集$A$,假设其中的元素为$x$,对$A$中的元素$x$施加对应法则$f$,记作$f(x)$,得到另一数集$B$,假设$B$中的元素为$y$,则$y$与$x$之间的等量关系可以用$y=f(x)$表示。

  2. 幂函数

    1. 所有幂函数一定过定点$(1,1)$.

    2. 对于$y=x^k$,在$(0,+\infty)$上均有定义。

      $k<0$时,在$x=0$上无意义。

      其余地按情况判定在$(-\infty,0)$上是否有意义。

  3. 指数函数

    1. 对于函数$f(x)=a^x(a>0,a\neq1)$,$D=R$,$f(x)=(0,+\infty)$,非奇非偶,过定点$(0,1)$。

      当$a>1$时,函数在$R$上增。$a<1$时,函数在$R$上减。

  4. 对数函数

    1. 对于函数$f(x)=\log_ax(a>0,a\neq1)$,$D=(0,+\infty)$,$f(x)\in R$,非奇非偶,过定点$(1,0)$。
    2. 当$a>1$时,在$R$上单调增。$a\in(0,1)$时,在$R$上单调减。

    eg:

    1. 2025虹口一模 函数$y=\ln\frac{x}{x-1}$的定义域是_____。

      求解$\frac{x}{x-1}>0$,则$x\in(-\infty,0)\cup(1,+\infty)$,即$D=(-\infty,0)\cup(1,+\infty)$。

    2. 2025虹口一模 设$a>0$且$a\neq1$,则函数$y=2+\log_ax$图像恒过的定点为______

      $y=\log_ax$过定点$(1,0)$,此函数将其向上平移$2$,故过定点$(1,2)$。

  5. 奇偶性判定

    1. 检查$D$是否关于原点对称。

    2. 检查$f(x)=\pm f(x)$是否成立(定义)。

      对非奇非偶函数的证明可以举反例。

    3. 偶$\pm$偶=偶,奇$\times$偶=奇,偶$\times$偶=偶

  6. 奇偶性的性质

    若奇函数$y=f(x)$在$x=0$上有定义,则$f(0)=0$。

    证明时需注意:1.要在$x=0$上有定义;2.$f(0)=0$是$f(x)$为奇函数的必要非充分条件。

  7. 有条件$f(x+T)=f(x)$的,可知$f(x)$存在周期性,$T$为函数的一个周期,但不一定是最小正周期。

    有条件$f(x+a)=f(b-x)$的,$f(x)$图像关于$x=\frac{a+b}2$对称。

  8. 单调性

    1. $\forall x_1<x_2\in D$,
      1. 若$f(x_1)\leq f(x_2)$,则$f(x)$为$D$上的增函数。

        $f(x_1)<f(x_2)$,则$f(x)$在$D$上严格增。

      2. 反之减函数、严格减(偷懒不写了)。

    2. 复合函数的单调性:同增异减。
  9. 零点存在性定理:

    当$y=f(x)$在$D=[a,b]$上连续,$f(a)\times f(b)<0$,则$f(x)$在$[a,b]$上至少存在一个实数$c$,使得$f(c)=0$。

    $c$是$f(x)$的一个零点。(零点是$(c,0)$!!!!!)

  10. 三角函数

    1. 对于$f(x)=\sin x$,$D=R$,$f(x)\in[-1,1]$,$T_{\min}=2\pi$,在$[2k\pi-\frac\pi2,2k\pi+\frac\pi2]$上增,在$[2k\pi+\frac\pi2,2k\pi+\frac32\pi]$上减,奇函数,对称轴$x=k\pi+\frac\pi2$,对称中心$(k\pi,0)$。
    2. 对于$f(x)=\cos x$,$D=R$,$f(x)\in[-1,1]$,$T_{\min}=2\pi$,在$[2k\pi-\pi,2k\pi]$上增,在$[2k\pi,2k\pi+\pi]$上减,偶函数,对称轴$x=k\pi$,对称中心$(k\pi+\frac\pi2,0)$。
    3. 对于$f(x)=\tan x$,$D={x|x\neq k\pi+\frac\pi2,k\in Z}$,$f(x)\in R$,$T_{\min}=\pi$,在$(k\pi-\frac\pi2,k\pi+\frac\pi2)$上增,无减区间,奇函数,无对称轴,对称中心$(\frac{k\pi}{2},0)$。
    4. 对于$y=A\sin(\omega x+\varphi)$,$A$是振幅,$\omega$是圆频率,$\varphi$是初始相位。
    5. 辅助角公式$a\sin x+b\cos x=\sqrt{a^2+b^2}\sin(x+\arctan\frac ba)$。

    eg:

    1. 2025虹口一模 对$f(x)=\sin\omega x,x>0$,当$T_{min}=2\pi$时,求$y=f(x)+\cos x$在$[0,\frac\pi2]$上的最大值。

      $T=\frac{2\pi}{\omega}=2\pi\Rightarrow\omega=1$,

      $y=\sin x+\cos x=\sqrt2\sin(x+\frac\pi4)$。

      所以$x+\frac\pi4\in[\frac\pi4,\frac34\pi]$。

      当$x+\frac\pi4=\frac\pi2$时,$x=\frac\pi4$,$y_{\max}=2$。

  11. 分段函数

    看着解就行了()。

    eg:

    1. 2025虹口一模 已知$f(x)=\begin{cases}x^2-x,x\geq0\\f(-x),x<0\end{cases}$,则$f(x)\leq6$的解集为______

      分别针对$x\geq0$时和$x<0$时求解。

      当$x\geq0$时,$f(x)\leq6\Rightarrow x\in[0,3]$。

      当$x<0$时,$f(x)\leq6\Rightarrow x\in[-3,0)$

      两个解集取并,答案为$[-3,3]$。