高一的孩子们要期中考试了,有学习好的童鞋问了下面这样一道题. 的确有一定难度.我们来作一个全面的分析. 为研究函数在[-4,-2)上的最小值,我们需要研究函数在这一区间上的解析式. 题中没有直接给出,而是通过给定函数在[0,2)上的解析式和一个函数方程间接给出. 关键的问题在于如何正确、清晰地理解和运用函数方程. 从形式上看,我们可以这样通俗地理解它:自变量每增加2个单位,函数值会翻倍. 既然题中给出函数在[0,2)上的解析式,按照上面的理解,我们能够求出函数在[-2,0)上的解析式,更进一步,我们能够求出函数在[-4,-2)上的解析式. 注意到函数f(x)在[0,2)上为分段函数,可以预见函数在[-4,-2)上也为分段函数. 先求函数在[-4,-3)上的解析式. 这种求解析式的方法,称为间接法,我也把它戏称为“曲线救国”. 再来求函数在[-3,-2)上的解析式. 两个区间上求解解析式的方法一样,都是从所求区间按照函数方程的形式变换到已知区间,然后间接求解. 现在,我们对函数的解析式一目了然了. 因为函数为分段函数,为确定函数的最小值,我们采用数形结合的思想,尝试着画出函数的草图. 第1段函数为二次函数,开口向上,与x轴的交点为(-4,0),(-3,0)我们很容易得到下面的函数图象. 第2段函数的图象较难获得,我们通过基本函数变换的手段得到它. 我们依次画出如下函数的图象. 先画以1/2为底的指数函数. 再画y=(1/2)^(IxI)的图象.把x换做IxI的变换规律是:y轴右侧的图象保持不变,左侧擦去,然后把y轴右侧图象关于y轴对称过来. 接着画y=(1/2)^(Ix+5/2I)的图象.由x换做x+5/2的变换规律是:把上述函数图象整体向左平移5/2个单位. 进一步,我们画y=(1/4)*(1/2)^Ix+5/2I的图象.这个变换比较容易,只需要把上图横坐标不变,纵坐标缩小为原来的1/4即可. 最后,我们把上图关于x轴作对称变换,就得到了y=-(1/4)*(1/2)^Ix+5/2I的图象啦. 累死我了,终于画出了目标函数的草图.我们把定义域在[-3,-2)对应的部分图象画成实线. 下面,我们把两段函数的图象画在同一个坐标系中,判断在何处取得最小值,以及最小值为多少. 由图象可作下面的分析. 下面解不等式. 解题体会: 1.要掌握由函数方程求解析式的常规步骤; 2.要熟悉函数图象的变换规律; 3.数形结合思想常用于解选择题的难题. |
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