Функции и их свойства

«Подготовка к ЕГЭ: функции и их свойства»

Эта тематика очень широко представлена как в части 1, так и в части 2 вариантов ЕГЭ предыдущих лет: от трёх до пяти заданий. Даже некоторые задания на преобразование выражений или решение уравнений сформулированы так, что в условии есть слово «функция». Некоторые типы задач стабильно присутствуют в вариантах ЕГЭ, некоторые – несколько реже.

Одно задание – «картинка»: по графику производной функции следует получить информацию о самой функции. Это простая («полуустная») задача. Она есть абсолютно во всех вариантах, и нет оснований предполагать, что её не будет в вариантах ЕГЭ в дальнейшем. Весьма распространены задачи на множество значений и, несколько реже, на область определения функций.

Как правило, есть задание, связанное с простейшим исследованием свойств функции: возрастание, точки экстремума, ограниченность и т.п. Характерной особенностью является возможность решения таких задач без использования производной.

• В заданиях на нахождение области определения функции, заданной аналитически, чаще всего встречаются композиции функции вида y = f ( t ), где t = g ( x ). Область определения функций y можно найти как пересечение областей определения функций f ( x ) и g ( x ). Например , задание 1: найти область определения функции . Решение : областью определения функции
• является промежуток , поэтому область определения функции можно найти из неравенства -2
• Ответ: (-2; 2).

Существует несколько приёмов нахождения множеств значений функций, заданных аналитически. Рассмотрим их на примерах.

Приём 1. Нахождение множества значений функции по её графику.

Для этого надо спроектировать все точки графика на ось Oy . Полученный промежуток и будет множеством значений функции.

Приём 2. Нахождение множества значений функции с помощью производной.

Приём 3. Последовательное нахождение множества значений функций, входящих в данную композицию функций ( приём пошагового нахождения множества значений функции). Например,

Задание 2 (С2): найти множество значений функции

Решение: 1).

2). Так как функция y = lg t непрерывная и при неограниченном увеличении аргумента неограниченно возрастает, то

Значит,

3). Так как функция - непрерывна и убывает на промежутке то

• Ответ:

• Приём 4. Выражение x через y . Заменяем нахождение множества значений данной функции нахождением области определения функции, обратной к данной. Например,
• задание 3: найти множество значений
• функции
• Решение: выразим x через y :

• 1-й случай . Если y -1=0, то уравнение

корней не имеет. Получили, что функция y

не принимает значения, равного 1.

2-й случай . Если y -1 ≠ 0, то

Так как

то

Решая это неравенство методом интервалов,

получим

Ответ:

• Приём 5. Упрощение формулы, задающей дробно-рациональную функцию. Например, задание 4. Найти множество значений функции
• Решение: Области определения функций
• различны (отличаются одной точкой x =0). Найдем значение функции

и

в точке x = 0: y (0) = - 4 .

Множества значений функции

и

• будут совпадать, если из множества значений последней функции исключить значение y = -4.
• Ответ:

Приём 6. Нахождение множества значений квадратичных функций (с помощью нахождения вершины параболы и установления характера поведения её ветвей).

• Приём 7. Введение вспомогательного угла для нахождения множества значений некоторых тригонометрических функций. Данный приём применяется для нахождения множества значений функции вида

y = asinx + bcosx или y= asin(px) + bcos(px), если

а ≠ 0 и b ≠ 0.

Рассмотрим ещё несколько заданий из части В, где используются свойства функций.

• Задание 6. Функция y = f ( x ) определена на всей числовой прямой и является периодической с периодом 5.

При -1 ≤ 4 она задаётся формулой f ( x ) =

Найдите значение выражения 5 f (15) - 2 f (-7).

• Решение. Представим число 15 в виде nT + a , где Т = 5 – период функции,

n Z , a , тогда по определению периодической функции

f (15) = f ( a ). Так как 15 = 3∙5 + 0, то f (15) = f (0). Поскольку на промежутке -1

f ( x ) = , то f (0) = .

Итак, f (15) = 1. Аналогично получаем: f (-7) = f (-2 ∙ 5 + 3) = f (3)

=

Следовательно, 5 f(15) – 2f(0-7) = 5∙1 - 2∙(-2) = 9 .

Ответ: 9.

• Задание 7. Найдите наибольшее целое значение функции

Решение. Пусть cosx = t , где -1 ≤ t ≤ 1. Тогда подкоренное выражение принимает вид Преобразуем этот многочлен, выделив полный квадрат двучлена:

• Функция непрерывна и при
• -1 ≤ t ≤ 1 принимает все значения из промежутка . Следовательно, функция z = принимает все значения из промежутка

• Значит наибольшее целое значение функции

, равно 9 .

Ответ : 9.

Задачи третьей части блока «Функции» в экзаменационных материалах отличаются, как правило, от задач частей 1 и 2 сочетанием в условии различных элементарных функций. Различны и применяемые при решении методы. Объединяет их всё же использование функционального подхода, т.е. исследование свойств функции, полученной из основных элементарных функций. Например, присутствие в уравнении различных типов элементарных функций есть весьма надёжный признак того, что методы тождественных преобразований, замен переменных, упрощение выражений и т.п. сами по себе не приведут к ответу.

Задание 8. лежат числа 13, 15, 17,

но не лежат числа 3, 5, 7.

Решение1)по определению логарифма

в том и только том случае, если .

При а=1 область определения пуста.

Рассмотрим два случая

2) 0a убывает и поэтому

Так как Значит,

Но в этом промежутке лежат все положительные числа и , в частности, числа 3,5,7. Поэтому такие а не удовлетворяют условию

1. Тогда показательная функция с основанием а возрастает и поэтому Так как a 1, то a -10. Значит, В этом промежутке лежат числа 13,15,17, только тогда, когда его левый конец меньше 13. А для того, чтобы в нем не было чисел 3,5,7 нужно, чтобы левый конец был не меньше 7. " width="640"

3) a 1. Тогда показательная функция с основанием а возрастает и поэтому

Так как a 1, то a -10. Значит,

В этом промежутке лежат числа 13,15,17, только тогда, когда его левый конец меньше 13. А для того, чтобы в нем не было чисел 3,5,7 нужно, чтобы левый конец был не меньше 7.

1: Ответ: " width="640"

4) Получаем двойное неравенство на параметр a 1:

Ответ: