📚 高中六科 · 通关手册

函数图像总图册 13 类函数 · 15 张手绘图

所有图都是现场用 SVG 画的,不是贴图。每张图后面跟一张「定义域 / 值域 / 周期 / 单调性 / 奇偶性 / 过定点」六项表——这六项就是高考对函数图像的全部考法。做题时先问自己这六个问题,答案一出来,图就能默画出来。

图例:━ 紫色实线 = 函数图像;┈ 灰色虚线 = 坐标轴以外的辅助线(渐近线、值域边界);红色只用来标关键点。

0. 拿到一个函数,先问六个问题

问题怎么看出来典型陷阱
定义域是什么看横轴:曲线在哪些 x 上有图分母≠0、真数>0、偶次根号内≥0、tan 的 x≠π/2+kπ
值域是什么看纵轴:曲线最高、最低到哪图像要「顶到」边界才算取到,如 y=aˣ 只到 0 不到 0
周期是多少看曲线是否重复自己tan 的周期是 π 不是 2π;|sin x| 的周期是 π
单调性看曲线往上走还是往下走单调区间不能写并集!y=1/x 在整段上不是减函数
奇偶性看对称:关于原点↔奇,关于 y 轴↔偶定义域不对称就一定非奇非偶,先看定义域
过哪个定点代入特殊值,如 x=0、x=1指数函数恒过 (0,1),对数函数恒过 (1,0),别记反

💡 默画图像的口诀:定域 → 定界 → 定形 → 定点。先知道曲线能站在哪,再知道它最高最低到哪,再看走势,最后标一个过得到的点。四步走完,图不会画错。

一、三角函数:sin / cos / tan

这三张图必须能闭眼默画。高考里三角函数图像题,要么考平移伸缩,要么考单调区间,要么考最值——三样都建立在「图像长什么样」上。

x y O π/2 π 2π −π 1 −1
y = sin x
项目y = sin x 的结论记忆抓手
定义域R全体实数,图像左右无限延伸
值域[−1, 1]波峰 1、波谷 −1,两张虚线之间
周期T = 2π波形每 2π 重复一次
单调性增:[−π2+2kπ, π2+2kπ];减:[π2+2kπ, 3π2+2kπ],k∈Z从一个波谷升到波峰,再降回去
奇偶性奇函数(关于原点对称)sin(−x) = −sin x
过定点过原点 (0,0),零点为 (kπ, 0);最高点 (π2+2kπ, 1)五点作图:0→0,π/2→1,π→0,3π/2→−1,2π→0

⚠️ 单调区间一定要带 2kπ,否则只是「一个周期上的单调性」;写成开区间、闭区间在高考里都给分,但同一份卷子要统一。

x y O π/2 π 2π 1 −1 (0,1)
y = cos x
项目y = cos x 的结论记忆抓手
定义域R同 sin,左右无限
值域[−1, 1]振幅与 sin 相同
周期T = 2π与 sin 相同
单调性增:[−π+2kπ, 2kπ];减:[2kπ, π+2kπ],k∈Z从波谷 (−π, −1) 升到 (0, 1)
奇偶性偶函数(关于 y 轴对称)cos(−x) = cos x
过定点过 (0,1) 为最高点;零点 (π2+kπ, 0)口诀「余弦过点 (0,1)」

💡 cos 就是 sin 左移 π/2:cos x = sin(x + π/2)。记一张图就等于记两张,图上验证一下:sin 的波峰在 π/2,cos 的波峰在 0,正好往左挪了 π/2。

x y O −π/2 π/2 π −π
y = tan x(灰虚线为渐近线)
项目y = tan x 的结论记忆抓手
定义域{x | x ≠ π/2 + kπ, k ∈ Z}渐近线处「断开」,取不到
值域R每一支都从 −∞ 涨到 +∞
周期T = π不是 2π!这是最常错的地方
单调性在每个 (kπ−π2, kπ+π2) 内递増只能说「在每一支上」,整体不是增函数
奇偶性奇函数(关于原点对称)tan(−x) = −tan x
过定点过原点 (0,0),零点 (kπ, 0);渐近线 x = π2+kπ直线 y=x 与它在原点相切?不,只是都过原点

⚠️ 三处必错:① 周期写成 2π;② 单调区间写成「在 R 上递增」;③ 定义域漏掉 kπ。tan 的图像是「一间一间房间」,中间隔着渐近线的墙,永远不能翻墙说整体单调。

二、二次、三次、根式、绝对值、反比例

这五张是「基本功图」。解析几何里到处是它们的影子,尤其抛物线、绝对值、反比例,换元之后都是它们。

x y O 顶点 (0,0) 开口向上 a > 0
y = x²(a > 0 的抛物线)
项目y = x²(一般式 y = ax²+bx+c, a>0)
定义域R
值域[0, +∞);一般式 [4ac−b²4a, +∞)
周期无(不是周期函数)
单调性减区间 (−∞, 0];增区间 [0, +∞)。一般式以 x = −b/(2a) 为界
奇偶性偶函数,关于 y 轴对称(一般式:bx=0 时才关于 y 轴对称)
过定点顶点 (0,0);一般式顶点 (−b2a, 4ac−b²4a),与 y 轴交于 (0,c)
x y O 第一象限上升 第三象限
y = x³
项目y = x³ 的结论
定义域R
值域R
周期无
单调性在 R 上单调递增(整个定义域,没有断开)
奇偶性奇函数,关于原点对称
过定点(0,0)(同时是拐点、对称中心);还过 (1,1)、(−1,−1)
x y O x < 0 处无图
y = √x
项目y = √x 的结论
定义域[0, +∞)(偶次根号内必须 ≥ 0)
值域[0, +∞)
周期无
单调性在 [0, +∞) 上单调递增,但增长越来越慢(图像越来越平)
奇偶性非奇非偶(定义域不关于原点对称)
过定点(0,0)、(1,1)、(4,2)、(9,3)
x y O 对称轴 x = 0
y = |x|
项目y = |x| 的结论
定义域R
值域[0, +∞)
周期无
单调性减区间 (−∞, 0];增区间 [0, +∞)
奇偶性偶函数,图像关于 y 轴对称
过定点(0,0) 是折点(最低点),此处不可导

💡 把 y = |x| 看成两条射线拼起来:y = x (x ≥ 0)、y = −x (x < 0)。含绝对值的题,第一件事永远是分类去绝对值,分界点就是绝对值里等于 0 的地方。

x y O y = 1/x, x > 0 y = 1/x, x < 0
y = 1/x(双曲线两支,坐标轴即渐近线)
项目y = 1/x(即 y = k/x, k>0)的结论
定义域{x | x ≠ 0}
值域{y | y ≠ 0}
周期无
单调性在 (−∞,0) 和 (0,+∞) 上分别单调递减,k<0 时分别递增。不能写成在定义域上递减
奇偶性奇函数,关于原点对称
过定点过 (1,1)、(−1,−1)(k=1 时);无 y 轴交点、无 x 轴交点;渐近线 x=0、y=0

三、指数函数与对数函数(两种情况必须分清)

底数 a 决定一切:a>1 一起涨,0<a<1 一起跌;而 aˣ 与 logₐx 关于直线 y=x 对称(互为反函数)。这两张图是「比较大小」题的命根子。

x y O (0,1) y = aˣ 越往左越贴近 x 轴
y = aˣ(a > 1)
x y O (0,1) y = aˣ (0 < a < 1)
y = aˣ(0 < a < 1)
项目a > 10 < a < 1
定义域RR
值域(0, +∞)(0, +∞)
周期无无
单调性在 R 上单调递增在 R 上单调递减
奇偶性非奇非偶非奇非偶
过定点(0,1)(0,1)
渐近线x 轴(y=0),左端无限贴近但取不到x 轴(y=0),右端无限贴近但取不到
x y O (1,0) y = logₐx
y = logₐx(a > 1,y 轴为渐近线)
x y O (1,0) y = logₐx (0 < a < 1)
y = logₐx(0 < a < 1)
项目a > 10 < a < 1
定义域(0, +∞)(0, +∞)
值域RR
周期无无
单调性在 (0,+∞) 上单调递增在 (0,+∞) 上单调递减
奇偶性非奇非偶(定义域不对称)非奇非偶
过定点(1,0)(1,0)
渐近线y 轴(x=0),向下无限贴近y 轴(x=0),向上无限贴近

💡 反函数对称:aˣ 与 logₐx 的图像关于直线 y = x 对称。所以「过 (0,1)」与「过 (1,0)」是一一对应的——千万别把两个定点互换记混。

四、圆锥曲线:椭圆 / 双曲线 / 抛物线

三张图靠「一个定义 + 一个离心率」撑起来。椭圆是「到两焦点距离之和为定值 2a」,双曲线是「距离之差的绝对值为 2a」,抛物线是「到焦点与到准线距离相等」。

x y O −a a b −b F₁ F₂ x²/a² + y²/b² = 1
椭圆 x²/a² + y²/b² = 1(a > b > 0)
项目椭圆 x²/a² + y²/b² = 1(a > b > 0)
定义域[−a, a]
值域[−b, b]
周期无(是封闭曲线,但不是周期函数图像)
单调性上半支:增 [−a,0],减 [0,a];下半支相反。整体不单调
奇偶性 / 对称性不是 y=f(x) 的函数,不讨论奇偶;曲线关于 x 轴、y 轴、原点都对称
过定点 / 关键点顶点 (±a,0)、(0,±b);焦点 (±c,0),c² = a² − b²;离心率 e = c/a ∈ (0,1)

⚠️ 焦点在 y 轴时是 y²/a² + x²/b² = 1,此时 a 是半长轴,永远 a > b > 0、c² = a² − b²。判断焦点在哪:看分母谁大,大的那个方向就是焦点所在轴。

x y O −a a y = (b/a)x y = −(b/a)x
双曲线 x²/a² − y²/b² = 1(灰虚线为渐近线)
项目双曲线 x²/a² − y²/b² = 1 的结论
定义域(−∞, −a] ∪ [a, +∞)
值域R
周期无
单调性右支:减 (−∞,0]、增 [0,+∞)(以 x 轴为分界,上下各半支);左支对称
奇偶性 / 对称性不是 y=f(x) 的函数,不讨论奇偶;曲线关于 x 轴、y 轴、原点都对称
过定点 / 关键点顶点 (±a,0);焦点 (±c,0),c² = a² + b²;渐近线 y = ±bax;离心率 e = c/a > 1

⚠️ 双曲线的 c² = a² + b²,椭圆的 c² = a² − b²——这是最高频的一处笔误。渐近线斜率是 ±b/a,别写成 ±a/b。若焦点在 y 轴(y²/a² − x²/b² = 1),渐近线变成 y = ±abx。

x y O F y² = 2px (p > 0) 开口向右
抛物线 y² = 2px(p > 0)
项目抛物线 y² = 2px(p > 0)的结论
定义域[0, +∞)(开口向右,x 不取负)
值域R
周期无
单调性上半支(y>0)增;下半支(y<0)减。按 x 讨论:在 [0,+∞) 上不单调
奇偶性 / 对称性不是 y=f(x) 的函数,不讨论奇偶;曲线关于 x 轴对称
过定点 / 关键点顶点 (0,0);焦点 (p2, 0);准线 x = −p2;离心率 e = 1;通径长 2p

💡 抛物线定义:到焦点 F 的距离 = 到准线 l 的距离。焦半径 |PF| = x₀ + p/2,这是圆锥曲线大题里省时间的关键公式。四种开口方向:y²=2px(右)、y²=−2px(左)、x²=2py(上)、x²=−2py(下)。

五、特殊角三角函数值表(背下来,考试不推)

角度弧度sincostan
0°0010
30°π612√32√33
45°π4√22√221
60°π3√3212√3
90°π210不存在
120°2π3√32−12−√3
135°3π4√22−√22−1
150°5π612−√32−√33
180°π0−10
270°3π2−10不存在
360°2π010

💡 记忆法:把 0°、30°、45°、60°、90° 的 sin 值写成 √0/2, √1/2, √2/2, √3/2, √4/2;cos 值把它倒过来写;tan = sin/cos,分母为 0 时不存在(90°、270°)。

六、三角函数诱导公式表

口诀:奇变偶不变,符号看象限。「奇偶」指 π/2 的奇数倍还是偶数倍;「符号」指把 α 当成锐角时,原式(原函数)所在象限的正负。

公式(k ∈ Z)sincostan
−α−sin αcos α−tan α
π − αsin α−cos α−tan α
π + α−sin α−cos αtan α
2π − α−sin αcos α−tan α
2kπ + αsin αcos αtan α
π/2 − αcos αsin αcot α
π/2 + αcos α−sin α−cot α
3π/2 − α−cos α−sin αcot α
3π/2 + α−cos αsin α−cot α
常用的两组推论: sin(α+π) = −sin α  cos(α+π2) = −sin α  tan(α+π) = tan α

⚠️ 诱导公式的符号只与原函数有关:化简 cos(π + α) 时看 cos 在第三象限的符号(负),不要看 sin。这是出错率最高的一步。

七、常见函数值域速查表

求值域就三招:看图像(本页所有图)、配方(二次型)、单调性 + 端点(一般函数)。下表按「看到什么就想什么」排列。

函数定义域值域求法提示
y = kx + b (k≠0)RR一次函数,直线走到底
y = ax² + bx + c (a>0)R[4ac−b²4a, +∞)配方,看顶点;a<0 时取 (−∞, 顶点]
y = ax+bcx+dx ≠ −d/cy ≠ a/c分离常数,反比例平移
y = x + 1x (x>0)x > 0[2, +∞)基本不等式,x=1 取等;x<0 时为 (−∞,−2]
y = √(ax+b)ax+b ≥ 0[0, +∞)根号值非负
y = aˣ (a>0, a≠1)R(0, +∞)指数为正,永远到不了 0
y = logₐx(0, +∞)R对数能取遍全体实数
y = sin x,y = cos xR[−1, 1]有界,振幅 1
y = a sin x + b cos xR[−√(a²+b²), √(a²+b²)]辅助角公式化成一个 sin
y = sin²x 或 cos²xR[0, 1]平方后非负,最大值 1
y = tan xx ≠ π/2+kπR每一支都跑遍全体实数
y = |x|R[0, +∞)绝对值非负
y = 2ˣ + 2⁻ˣR[2, +∞)令 t = 2ˣ > 0,t + 1/t ≥ 2
y = f(x) 在 [m,n] 上[m,n][最小值, 最大值]先判单调,再代端点;有极值点要比较

八、图像的平移、伸缩、翻折(一张表管住所有变换)

变换解析式图像怎么动易错点
左右平移y = f(x − a)a>0 右移 a 个单位,a<0 左移 |a| 个「左加右减」写在括号里
上下平移y = f(x) + bb>0 上移 b 个,b<0 下移写在括号外,作用在函数值上
关于 x 轴翻折y = −f(x)上下颠倒,y 变号零点不动
关于 y 轴翻折y = f(−x)左右镜像x 变号,图像左右翻转
关于原点对称y = −f(−x)旋转 180°先左右翻再上下翻
纵向伸缩y = k·f(x)k>1 拉长,0<k<1 压扁横向不变,只改高度
横向伸缩y = f(kx)0<k<1 横向拉长 1/k 倍;k>1 压缩周期变为原来的 1/|k|
右半翻左y = f(|x|)保留 y 轴右侧,再镜像到左侧左侧原有部分被扔掉
下翻上y = |f(x)|x 轴下方部分翻折到上方上方部分保持不变
例:y = sin x → 左移 π3 → y = sin(x + π3) → 横坐标压缩为 12 → y = sin(2x + π3)(周期变 π)

⚠️ 顺序陷阱:先平移再伸缩,和先伸缩再平移,结果不一样。y = sin(2x + π/3) 是 sin2x 左移 π/6(不是 π/3),因为要把 x 提出来:sin[2(x + π/6)]。

九、随堂测 · 基础 4 题

每题只有一个正确选项,点一下立刻判对错;选错了会告诉你这一个选项错在哪。

十、随堂测 · 中档 4 题

这四题考的是「六个问题」在真实题目里的用法:定义域、离心率、渐近线、平移。

十一、60 秒自测:图像默写清单

六条都能脱口而出,这一页就真的过关了。任何一条卡住,回到对应那张图,把六个问题重新答一遍。