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例4、已知函數y=f(x)是定義在R上的周期函數,周期T=5,函數y=f(x)(-1≤x≤1)是奇函數.又知y=f(x)在[0,1]上是一次函數,在[1,4]上是二次函數,且在x=2時函數取得最小值-5.
①證明:f(1)+f(4)=0;②求y=f(x),x∈[1,4]的解析式;③求y=f(x)在[4,9]上的解析式.
分析:①根據函數以5為周期的性質知:f(4)=f(4-5)=f(-1),在根據函數為奇函數知f(1)=-f(-1)=-f(4)即證
②根據二次函數的特點利用待定系數法設出二次函數的解析式f(x)=a(x-2)2-5(a>0),將①的結論代入即可求解
③根據函數y=f(x)(-1≤x≤1)是奇函數.知f(0)=0,又知y=f(x)在[0,1]上是一次函數,利用待定系數法設函數解析式為:f(x)=kx(-1≤x≤1)得到函數y=f(x)=-3x(-1≤x≤1),在利用函數的周期性即可求解
解答:解:①∵f(x)是以5為周期的周期函數
∴f(4)=f(4-5)=f(-1)
∵y=f(x)(-1≤x≤1)是奇函數
∴f(1)=-f(-1)=-f(4)
∴f(1)+f(4)=0.
    ②當x∈[1,4]時,由題意可設f(x)=a(x-2)2-5(a>0)
    由f(1)+f(4)=0得a(1-2)2-5+a(4-2)2-5=0
∴a=2
∴f(x)=2(x-2)2-5(1≤x≤4)
   ③∵y=f(x)(-1≤x≤1)是奇函數
∴f(0)=0
∵y=f(x)在[0,1]上是一次函數
∴可設f(x)=kx(0≤x≤1),而f(1)=2(1-2)2-5=-3
∴k=-3
∴當0≤x≤1時,f(x)=-3x
     從而當-1≤x<0時,f(x)=-f(-x)=-3x
     故-1≤x≤1時,f(x)=-3x
∴當4≤x≤6時,有-1≤x-5≤1
∴f(x)=f(x-5)=-3(x-5)=-3x+15
    當6<x≤9時,1<x-5≤4,
∴f(x)=f(x-5)=2[(x-5)-2]2-5=2(x-7)2-5
f(x)=
-3x+15  4≤x≤6
2(x-7)2-5  6<x≤9
點評:本題考查了二次函數的性質,函數的周期性、奇偶性,函數解析式的求解及常用方法,屬于基礎題.
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