待定系数法


前言

当已知了函数的类型,比如一次函数(需要知道两个点的坐标)、二次函数(需要知道三个点的坐标)、指数函数(需要知道一个点的坐标)、对数函数(需要知道一个点的坐标)、幂函数(需要知道一个点的坐标)等等,我们就可以用待定系数法求解析式了。

其中三角函数中,求正弦型函数 \(f(x)=Asin(\omega x+\phi)+b\) 的解析式,也属于待定系数法;

待定系数法

  • 操作说明:适用于已知函数的类型, 比如一次函数、二次函数、指数函数、对数函数、幂函数等;

已知一次函数\(f(x)\)满足条件\(f(f(x))=x+2\),求\(f(x)\)的解析式;

分析:由于函数\(f(x)\)是一次函数,故我们可以合理的设函数\(f(x)=ax+b\)

\(f(f(x))=af(x)+b=a(ax+b)+b=a^2x+ab+b=x+2\)

故有\(a^2=2\)\(ab+b=1\)

解得\(a=1,b=1\),故所求为\(f(x)=x+1\)

如图定义在\([-1,+\infty)\)上的函数\(f(x)\)的图像由一条线段和抛物线的一部分组成,则\(f(x)\)的解析式为____________.

分析:当\(-1\leqslant x\leqslant 0\)时,设解析式为\(y=kx+b(k\neq 0)\),则\(\left\{\begin{array}{l}{-k+b=0}\\{b=1}\end{array}\right.\)

解得\(\left\{\begin{array}{l}{k=1}\\{b=1}\end{array}\right.\),即\(y=x+1\)

\(x>0\)时,设解析式为\(y=a(x-2)^2-1(a\neq 0)\),由于图像过\((4,0)\)

代入解得\(a=\cfrac{1}{4}\),即\(y=\cfrac{1}{4}(x-2)^2-1\)

综上所述,函数的解析式为\(f(x)=\left\{\begin{array}{l}{x+1,-1\leqslant x \leqslant 0}\\{\cfrac{1}{4}(x-2)^2-1,x>0}\end{array}\right.\)

已知二次函数\(f(x)\)满足\(f(2)=-1\)\(f(-1)=-1\),且\(f(x)\)的最大值是\(8\),试确定此二次函数的解析式。

法1:一般式,设\(f(x)=ax^2+bx+c(a\neq 0)\)

由题意得\(\begin{cases}4a+2b+c=-1\\a-b+c=-1\\ \cfrac{4ac-b^2}{4a}=8\end{cases}\),解得\(\begin{cases}a=-4\\b=4\\c=7\end{cases}\)

\(f(x)=-4x^2+4x+7\)

法2:顶点式,设\(f(x)=a(x-m)^2+n\),由题意得\(n=8\),又\(f(2)=f(-1)\)

故函数的对称轴是\(x=\cfrac{2+(-1)}{2}=\cfrac{1}{2}\),故\(m=\cfrac{1}{2}\)

\(y=f(x)=a(x-\cfrac{1}{2})^2+8\)

\(f(2)=-1\)\(a(2-\cfrac{1}{2})^2+8=-1\)

解得\(a=-4\),故\(f(x)=-4x^2+4x+7\)

法3:两根式(零点式),由已知\(f(x)+1=0\)的两根\(x_1=2\)\(x_2=-1\)

故可设\(f(x)+1=a(x+1)(x-2)\),即\(f(x)=ax^2-ax-2a-1\)

又函数\(f(x)_{max}=8\),即\(\cfrac{4a(-2a-1)-a^2}{4a}=8\)

解得\(a=-4\)\(a=0(舍去)\),故\(f(x)=-4x^2+4x+7\)

[2018中考数学]已知反比例函数过点\((m,m)\)和点\((2m,-1)\),求其解析式。

分析:设反比例函数的解析式为\(y=\cfrac{k}{x}(k\neq 0)\),则由反比例函数过点\((m,m)\)和点\((2m,-1)\)

可知\(k=m^2=-2m\),解得\(m=0\)(舍去)或\(m=-2\),即\(k=m^2=4\)

故反比例函数解析式为\(y=\cfrac{4}{x}\)

【2017•青岛模拟改编】设函数\(f(x)=ax-\cfrac{b}{x}\),曲线\(y=f(x)\)在点\((2,f(2))\)处的切线方程为\(7x\)\(-\)\(4y\)\(-\)\(12\)\(=0\)。求\(f(x)\)的解析式;

分析:由于点\((2,f(2))\)既在曲线上,也在切线上,故借助切线方程\(7x-4y-12=0\)可以求得\(f(2)=\cfrac{1}{2}\)

则由点\((2,\cfrac{1}{2})\)在曲线上,则有\(2a-\cfrac{b}{2}=\cfrac{1}{2}\)①;

又由于切线方程\(7x-4y-12=0\)可化为\(y=\cfrac{7}{4}x-3\),即\(k=\cfrac{7}{4}\)

\(f'(x)=a+\cfrac{b}{x^2}\),得到\(f'(2)=a+\cfrac{b}{4}=\cfrac{7}{4}\)②,

联立①②解得\(a=1,b=3\)

\(f(x)=x-\cfrac{3}{x}\)


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