本题导读
本题考查含绝对值复合函数的图象识别。核心意图在于测试学生利用零点分段法去掉绝对值符号、将复杂函数转化为熟悉的分段初等函数,并结合图象的对称性与边界特殊点的值进行快速筛选排除的能力。
📌【题干】
Question
(2002年上海卷(理)) 函数 , 的大致图象是()
🔍【思路分析】
破题导航
- 第一步逻辑(零点分段化简):根据绝对值内部的零点 ,将定义域 划分为 与 两个区间,分别去掉绝对值符号,化简为不含绝对值的分段函数表达式。
- 第二步逻辑(分析单侧图象特征):在 时, 。由于在此区间内 且 ,两个递增或正向函数叠加, 保持单调递增,且各点数值均大于等于 0。
- 第三步逻辑(特殊点代入排除):计算区间端点 和 处的函数值。根据 且 ,结合各选项图象在端点处的纵坐标进行比对排除。
✅【答案】
Success
A
✍【详细解析】
Abstract
根据绝对值的定义,将函数 在定义域 上化为分段函数:
第一步:分析右侧区间 的图象
- 当 时, ,图象过原点 。
- 当 时, 。 即当右端点 时,纵坐标 。
- 对 求导分析单调性: 。 因为 ,所以 。 这说明该段函数在 上是严格单调递增的,图象没有波动或极值点。 观察选项,A、B、C、D 在第一象限均呈现单调递增至 的趋势,无法直接排除。
第二步:分析左侧区间 的图象并代入特殊点
- 当 时,代入对应的解析式 : 即左端点坐标必须为 。
- 观察 B 选项:当 时,图象对应的纵坐标 ,与计算结果 不符,排除 B。
第三步:精确判定左侧区间的凹凸性与波动性 对左侧解析式 求导分析: 因为 (在左侧开区间内 不持续为1),所以: 这说明函数在左侧区间 上同样是严格单调递增的。
- 观察 D 选项:在 的区域内,图象出现了明显的波浪状起伏(有极值点,即导数有变号零点),这与 恒单调递增的代数事实不符,排除 D。
- 比较 A 选项与 C 选项在 区域的弯曲方向(凹凸性): 对 求二阶导数: 当 时,由正弦函数的性质可知 ,说明曲线在该段是凹向下的(上凸)。 或者通过取特殊中点进行值域夹逼: 取 代入: 而连结 与 的割线中点纵坐标为 。 由于 ,说明函数图象在左侧应当位于割线的上方(即曲线向上凸起)。
C 选项的左侧图象完全塌陷在割线下方(下凸, ),不符合要求。 A 选项的左侧图象关于直线单调上凸,与代数性质完全吻合。
正确答案:A
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:绝对值的分段退化;利用一阶导数与二阶导数确定图象的单调性与凹凸性。
- 核心方法:特殊点排除法、导数工具判定法。
- 避坑指南:
- 奇偶性直觉陷阱:部分学生容易由于看到 含有绝对值而盲目认为整个函数具有某种对称性(如偶函数),从而误选了关于 轴对称的 B 选项。需要注意, 是奇函数,而 是偶函数,奇函数与偶函数的代数和属于非奇非偶函数,图象不具备关于坐标轴或原点的对称性。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:本题为上海高考理科数学的第十五题,属于经典的“根据解析式选图象”的定性与定量双重考查题型。
- 结论推广: 对于所有形如 类型的函数图象: 其在右侧 区域的解析式表现为直线与原函数的直接叠加 ;在左侧 区域的解析式表现为 。 若 本身为偶函数(如本题的 或者是 的变体),则左侧退化为 。这类图形的宏观趋势依然受线性项 控制整体斜向上升,但局部的凸凹性会因为负号的引入而与右侧产生相反的反转映射。通过“抓两端端点、求一阶导看极值、求二阶导看凹凸”的三步分析法,可快速判断高难度复合函数的选图题。
🔗【关联脉络】
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