专题地图 › 函数综合
一试训练题
F2解答题函数综合
已知定义在 R 上的函数 f(x),g(x) 恒满足:
f(x+y)=f(x)g(y)+f(y)g(x),g(x+y)=g(x)g(y)−f(x)f(y),f(0)=g(1)=0,f(1)=g(0)=1.
(1)求证:函数 f(x),g(x) 都是周期函数。
(2)如果 f2(x)+g2(x)=1,求证:f(x) 是奇函数,g(x) 是偶函数。
作答
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
解析
提示
先把一个输入固定在已知函数值的位置,查看两函数平移后如何互换。
思路
判断奇偶性时再使用互为相反数的两个输入,把问题化为两元一次方程;用平方和整体消元,避免除去可能为零的单个函数值。
解答
(1)令 y=1,得
f(x+1)=g(x),g(x+1)=−f(x).
所以 f(x+2)=−f(x)、g(x+2)=−g(x),再平移 2 即得
f(x+4)=f(x),g(x+4)=g(x).
故两函数都是周期函数。
(2)令 y=−x,记 u=f(x),v=g(x),A=f(−x),B=g(−x),得到
vA+uB=0,−uA+vB=1.
第一式乘 v 减去第二式乘 u,得 (u2+v2)A=−u;第一式乘 u 加上第二式乘 v,得 (u2+v2)B=v。
因 u2+v2=1,有 A=−u,B=v,即
f(−x)=−f(x),g(−x)=g(x).
所以 f 是奇函数,g 是偶函数。
复核
由平移一步的互换关系可算得 f(2)=0,g(2)=−1;再平移两步回到 f(4)=0,g(4)=1,与周期一致。第二问的消元只使用 f(x)2+g(x)2=1,所以在 f(x)=0 或 g(x)=0 的输入上仍合法,尤其覆盖0和正负1这些特殊点。
方法总结
成对函数的加法关系可以先靠特殊输入形成有限互换循环,再把循环合成为周期。相反输入形成的线性方程应按整体行列或平方和消元;分别除以某个未知函数值会丢掉零点情形。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
给定0和1的值直接提示两次特殊代入,四步循环与相反输入方程组均可沿常规运算完成。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:函数方程的赋值与化简、沿函数关系把一组值连起来
专题卡:只求几个点的函数值:沿着变换走,回到起点就列方程、两个变量的函数等式:代特殊值,解出函数,再代回