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文件名称:微专题4 认知几类特殊的函数.docx
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更新时间:2025-06-14
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文档摘要

认知几类特殊的函数

高考数学与高等数学知识(如高斯函数、狄利克雷函数、欧拉函数、黎曼函数等)的接轨,常以小题的形式呈现,意在考查数学抽象、逻辑推理、直观想象和数学运算等核心素养.

一、高斯函数

1.高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,用其名字命名的“高斯函数”为:设x∈R,用[x]表示不超过x的最大整数,则y=[x]称为高斯函数,例如[-2.1]=-3,[3.1]=3.已知函数f(x)=2x+11+2x,则函数y=[f(x

A.{0,1} B.(0,2)

C.(0,1) D.{-1,0,1}

解析:A法一因为f(x)=2x+11+2x=2x+1+2-21+2x=2-21+2x∈(0,2),所以当f(x)∈(0,1)时,y=[f(x)]=0;当f(x)∈[1,2)时,y=[f(x)]=1.所以函数

法二因为y=[f(x)]不可能为小数,所以排除B、C;又2x>0,所以f(x)=2x+11+2x>0,所以y=[f(x)]≠-1

2.高斯函数y=[x],也称为取整函数,[x]表示不超过x的最大整数.例如:[2.3]=2,[-1.5]=-2.则下列结论:①[-2.1]+[1]=-2;②[x]+[-x]=0;③若[x+1]=3,则x的取值范围是2≤x≤3;④当-1≤x<1时,[x+1]+[-x+1]的值为1,2.其中正确的结论有.(写出所有正确结论的序号)

答案:①④

解析:①[-2.1]+[1]=-3+1=-2,正确;②[x]+[-x]=0,错误,例如:[2.5]=2,[-2.5]=-3,2+(-3)≠0;③若[x+1]=3,则x的取值范围是2≤x<3,故错误;④当-1≤x<1时,0≤x+1<2,0<-x+1≤2,∴[x+1]=0或1,[-x+1]=0或1或2,当[x+1]=0时,[-x+1]=1或2;当[x+1]=1时,[-x+1]=1或0;∴[x+1]+[-x+1]的值为1,2,故正确.

二、狄利克雷函数

3.(2024·长安质检)已知著名的狄利克雷函数f(x)=1,x∈Q,0,x∈??RQ,其中R为实数集,Q为有理数集,若m∈

A.0 B.1

C.0或1 D.无法求

解析:B若m∈Q,则f(m)=1,所以f(f(f(m)))=f(f(1))=f(1)=1.若m∈?RQ,则f(m)=0,所以f(f(f(m)))=f(f(0))=f(1)=1.故选B.

4.(多选)(2024·济宁一模)德国著名数学家狄利克雷在数学领域成就显著,函数f(x)=1,x∈Q,0,x∈??RQ被称为狄利克雷函数

A.f(f(x))=0

B.函数f(x)是偶函数

C.任取一个不为零的有理数T,f(x+T)=f(x)对任意的x∈R恒成立

D.存在三个点A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2)),C(x3,f(x3)),使得△ABC为等边三角形

解析:BCD对于A,当x为有理数时,f(x)=1,f(f(x))=f(1)=1,A错误.对于B,若x∈Q,则-x∈Q;若x∈?RQ,则-x∈?RQ,所以无论x是有理数还是无理数,都有f(-x)=f(x),即函数f(x)为偶函数,B正确.对于C,当x为有理数时,x+T为有理数,满足f(x+T)=f(x)=1;当x为无理数时,x+T为无理数,满足f(x+T)=f(x)=0,C正确.对于D,当A,B,C三点满足A(33,0),B(0,1),C(-33,0)时,△ABC为等边三角形,D

三、黎曼函数

5.(2024·渝中模拟)黎曼函数是一个特殊的函数,由德国著名的数学家波恩哈德·黎曼发现并提出,在高等数学中有着广泛的应用,其定义为:R(x)=1

若函数f(x)是定义在R上的偶函数,且对任意x都有f(2+x)+f(x)=0,当x∈[0,1]时,f(x)=R(x),则f(lg2024)+f(30+20245)

A.15 B.

C.-25 D.-

解析:D由f(2+x)+f(x)=0?f(2+x)=-f(x)?f(x+4)=f(x),可得f(x)的周期为4,又f(x)是定义在R上的偶函数,则f(lg2024)=f(-lg2024)=f(4-lg2024)=f(lg100002024)=R(lg100002024)=0,f(30+20245)=f(2+45)=-f(45)=-R(45)=-15

6.黎曼函数是定义在[0,1]上,解析式为R(x)=1p,x=qp(p,q都是正整数,qp是既约真分数),0,x=0,1或[0,1]上的无理数的函数,若函数f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意的x,都有f(2+x)+f(2-x)=0,当x∈[0,1]

答案:-3

解析:因为f(2+x)+f(2-x)=0,所以f(2+x)=-f(2-x).因为f