专题地图 › 函数的图像与性质
2018 年全国高中数学联赛一试(B 卷) · 第 7 题
F2填空题函数的图像与性质
设 f(x) 是定义在 R 上的以 2 为周期的偶函数,在区间 [1,2] 上严格递减,且满足 f(π)=1,f(2π)=0,则不等式组
{0≤x≤1,0≤f(x)≤1
的解集为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:[2π−6, 4−π]
解析
提示
严格单调性只在 [1,2] 上给出,应利用周期和偶性,把 π,2π 以及待求的 x 都归入该区间。
思路
归约后,函数值的双侧限制就等价于自变量的双侧限制。
解答
由周期为 2 及偶性,
f(π−2)=f(π)=1,f(8−2π)=f(2π−8)=f(2π)=0.
注意 1<π−2<8−2π<2。对任意 x∈[0,1],有 2−x∈[1,2],并且
f(x)=f(−x)=f(2−x).
由于 f 在 [1,2] 上严格递减,
0≤f(x)≤1⟺f(8−2π)≤f(2−x)≤f(π−2)⟺π−2≤2−x≤8−2π⟺2π−6≤x≤4−π.
且 0<2π−6<4−π<1,故解集为
[2π−6, 4−π].
复核
代入左端点得 f(2π−6)=f(2π)=0,代入右端点得 f(4−π)=f(π−4)=f(π)=1,两端均满足原来的非严格不等式。区间内的等价转化只使用严格单调性,不需要另加连续性假设。
方法总结
周期、奇偶性与单调性联用时,先把所有自变量放进同一个已知单调区间,再按函数值次序反解。严格单调不意味着所得区间一定开,端点是否保留仍由原不等号决定。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
周期与偶性把已知函数值和未知自变量归约到同一单调区间,再按非严格边界反解。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:函数平移与周期、用严格单调比较或还原
专题卡:很远处的函数值和长求和:先找周期,再移回已知段、复合函数、半边公式和周期函数:把条件换到已知的那段上解