巧用绝对值的性质解函数题

祝均林

我们知道,绝对值有多个性质,如1. |a| ≥ 0 ;2.|a+ b|≤|a|+|b|(a,b∈R);3.|x|<a⇔-a<x<a,|x|>a⇔x<-a 或 x< a;4.如果两个数的绝对值相等,那么这两个数相等或互为相反数.这些性质是解答函数问题的重要工具.很多函数问题常与绝对值相结合,侧重于考查函数的解析式、定义域、值域、性质以及绝对值的性质.在解答函数问题时,灵活运用绝对值的性质可有效避免因分类讨论带来的麻烦,达到化繁为简的目的.

一、判断函数的奇偶性

对于分段函数或含有绝对值的函数式,在判断其单调性时,我们可利用绝对值的性质:如果两个数的绝对值相等,那么这两个数相等或互为相反数,来构造绝对值或含有绝对值的函数式,再根据函数奇偶性的定义去分析和判断.若 f (x) = f (-x) ,则函数为偶函数;若 f (x) = -f (-x) ,则函数为奇函数.

例1.已知函数 f (x) = ìíîx2( ) x - 1 ( ) x ≥ 0 , -x2( ) x + 1 ( ) x < 0 ,试判断其奇偶性.

解:函数 f (x) = ìíîx2( ) x - 1 ( ) x ≥ 0 , -x2( ) x + 1 ( ) x < 0 ,等价于 f (x) = x2(| x| - 1)(x ∈ R) ,而 f (-x) = (-x)2(|-x| - 1) = x2(| x| - 1) = f (x) ,即 f (x) = f (-x) ,

所以函数 f (x) = ìíîx2( ) x - 1 ( ) x ≥ 0 , -x2( ) x + 1 ( ) x < 0 ,是偶函数.

该函数为分段函数,且两个区间段上的函数式的结构类似,于是根据绝对值的性质1和4,构造绝对值式,这样便能快速得出 f (x) = f (-x) ,從而判断出函数的奇偶性.一般地,函数 f (x) 是偶函数的充要条件为:
f (x)=f (|x|) .

二、求参数的取值范围

对于含有参数的函数不等式问题,我们可根据函数的对称性和偶函数的性质,构造含有绝对值的函数式,这样便能将函数问题转化为解绝对值不等式问题,利用绝对值的性质3来解题.

例 2.已知函数 f (x) 在 [-2,2] 上为偶函数,且在[0,2] 上单调递减,若 f (1 - m) < f (m) ,求实数 m 的取值范围.

分析:由于该函数为偶函数,所以可假设 f (x)= f (|x|) ,那么函数在两个对称的区间上具有相反的单调性,由此便可去掉函数符号“ f ”,建立含有绝对值的不等式,解不等式即可求得参数的取值范围.

解:因为 f x为偶函数,因此 f1- m <fm ,

又因为函数 f x在0, 2上为减函数,

解得:- 1≤ m <,

因此,实数m 的取值范围为- 1,.

利用绝对值对的性质来求参数的取值范围,能有效回避对参数的分类讨论,使得解题的过程变得更加简明.

三、求函数的单调区间

求函数的单调区间,需重点研究函数的解析式.对于较为复杂的函数式,可把函数式进行适当的变形,将其转化对称区间上具有相同结构的函数式,然后根据绝对值的性质构造绝对值式,这样就能轻易地判定出它们的单调性,求出函数的单调区间.

例3.已知函数fx=8+2x - x2,gx=f2- x2,下列说法正确的是().

A. gx在区间-2, 0上单调递增

B. gx在区间0, 2上单调递增

C. gx在区间-1, 0上单调递减

D. gx在区间0, 1上单调递减

解:由题意可得,f x=8 +2x - x2= -x -12+9,

又因为gx=f2- x2,所以gx=-2- x2-12+9= -x2- 12+9=-x2- 12+9,

因此gx和hx=-x2- 12的单调区间相同,

而hx在-1, 0上单调递减,即gx在区间-1, 0上单调递减,

故正确答案为C选项.

我们先将函数式变形,根据绝对值的性质1将函数式转化为含有绝对值的式子,再根据二次函数的性质判断出其单调性,进而求得函数的单调区间.

总之,在解答分段函数、偶函数以及函数式较为复杂的函数问题时,我们可先在不同区间上寻找结构类似的函数式,抓住偶函数的特性,构造出含有绝对值的函数式,再利用绝对值的性质来解题.

(作者单位:江苏省靖江市第一高级中学)

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