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Practice练习题

Function Transformations and Composition函数变换与复合

Practice Questions · SAT · AP-Feeder · ON / BC / AB Provincial Styles练习题集 · SAT 风格 · AP 衔接 · 安大略 / 不列颠哥伦比亚 / 阿尔伯塔省考风格

EASY MEDIUM HARD 🇺🇸 US 🇨🇦 ON 🇨🇦 BC 🇨🇦 AB SAT-style MCQSAT 风格选择题 AP-feeder FRQAP 衔接简答题 ON Provincial-style安大略省考风格 BC Provincial-style卑诗省考风格 Honors荣誉级


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PART I  ·  SHORT RESPONSE第一部分  ·  短答题SAT-style MCQ + ON/BC short answer · 18 marksSAT 风格选择题 + 安/卑省考短答 · 共 18 分

Section A · Short ResponseA 部分 · 短答题

Mix of multiple-choice and short-answer items. For MCQs, circle the letter; show enough work in the margin that a marker could verify. For short-answer items, name the parameter you are reading ($a$, $b$, $h$, or $k$) before you commit. No calculator on Q1–Q5.本节包含选择题与短答题。选择题请圈出字母答案,并在空白处写下足以让阅卷人核对的过程。短答题在动笔前先点名所读的参数($a$、$b$、$h$ 或 $k$)。Q1–Q5 不可使用计算器。

Q1EASY 🇺🇸 US SAT-style MCQSAT 风格选择题 §1 Shifts平移 · HSF-BF.B.3 [3 marks][3 分]

The graph of $y = f(x + 4) - 5$ is obtained from the graph of $y = f(x)$ by which transformation?$y = f(x + 4) - 5$ 的图像是由 $y = f(x)$ 的图像经过下列哪种变换得到的?

  1. (A) Shift right $4$ units and up $5$ units向右平移 $4$ 个单位,向上平移 $5$ 个单位
  2. (B) Shift right $4$ units and down $5$ units向右平移 $4$ 个单位,向下平移 $5$ 个单位
  3. (C) Shift left $4$ units and up $5$ units向左平移 $4$ 个单位,向上平移 $5$ 个单位
  4. (D) Shift left $4$ units and down $5$ units向左平移 $4$ 个单位,向下平移 $5$ 个单位
Q2EASY 🇺🇸 US SAT-style MCQSAT 风格选择题 §3 Reflections反射 · HSF-BF.B.3 [3 marks][3 分]

The point $(-3, 5)$ lies on the graph of $y = f(x)$. What is the corresponding point on the graph of $y = f(-x)$?点 $(-3, 5)$ 在 $y = f(x)$ 的图像上。该点在 $y = f(-x)$ 图像上的对应点是?

  1. (A) $(-3, -5)$
  2. (B) $(3, -5)$
  3. (C) $(3, 5)$
  4. (D) $(-5, -3)$
Q3MEDIUM 🇺🇸 US SAT-style MCQSAT 风格选择题 §5 Even / Odd / Neither偶 / 奇 / 非奇非偶 · HSF-BF.B.3 [3 marks][3 分]

Which of the following functions is odd?下列哪个函数是奇函数

  1. (A) $f(x) = x^{2} + 1$
  2. (B) $f(x) = x^{3} - 4x$
  3. (C) $f(x) = x^{3} + 2$
  4. (D) $f(x) = |x|$
Q4MEDIUM 🇨🇦 ON ON Provincial-style安大略省考风格 §2 Stretches (b-inside reversal)伸缩($b$ 在内部反向作用) · MCR3U A1.5 [4 marks][4 分]

The point $(8, 3)$ lies on the graph of $y = f(x)$.点 $(8, 3)$ 在 $y = f(x)$ 的图像上。

(a) State the corresponding point on the graph of $y = f(4 x)$, and identify whether this is a horizontal stretch or a horizontal compression.写出该点在 $y = f(4 x)$ 图像上的对应点,并判别这是水平伸还是水平压缩。 [2]
(b) State the corresponding point on the graph of $y = \tfrac{1}{2} f(x)$, and identify the vertical transformation.写出该点在 $y = \tfrac{1}{2} f(x)$ 图像上的对应点,并指明竖直方向的变换。 [2]
Q5MEDIUM 🇨🇦 BC 🇨🇦 AB BC Provincial-style卑诗省考风格 §1 + §3 Coordinate Rules坐标变换规则 · BC PC 12 / AB Math 30-1 RF 2.1, 5.1 [5 marks][5 分]

The graph of $y = \sqrt{x}$ is transformed in three independent ways. For each transformed graph, state the image equation and give the image of the parent-graph point $(4, 2)$.$y = \sqrt{x}$ 的图像分别进行三次独立的变换。对每个变换后的图像,写出其方程,并给出母函数图像上点 $(4, 2)$ 的像。

(a) Shift the graph $3$ units to the right and $1$ unit down.将图像向右平移 $3$ 个单位、向下平移 $1$ 个单位。 [2]
(b) Reflect the graph over the $x$-axis.将图像关于 $x$ 轴反射。 [2]
(c) Reflect the graph over the $y$-axis (note: the resulting graph is no longer the principal $\sqrt{x}$).将图像关于 $y$ 轴反射(注意:所得图像已不再是主值 $\sqrt{x}$)。 [1]
PART II  ·  EXTENDED RESPONSE第二部分  ·  简答题AP-feeder FRQ + honors · 35 marksAP 衔接简答题 + 荣誉级 · 共 35 分

Section B · Extended ResponseB 部分 · 简答题

Show every algebraic step. For master-form reads, factor the $b$ out of the bracket before you state $h$. For composition, write the inner-then-outer substitution explicitly. For inverses, use the swap-and-solve method and state any domain restriction. No calculator on Q6–Q9 unless noted.每一步代数运算都要写出。读取一般形式时,请在写出 $h$ 之前先把 $b$ 提到括号外。对函数复合,要明确写出"先内后外"的代入过程。对反函数,使用"互换求解"法(swap-and-solve)并写出任何定义域的限制条件。除特别说明外,Q6–Q9 不可使用计算器。

Q6MEDIUM 🇺🇸 US AP-feeder FRQAP 衔接简答题 §4 Master Form一般形式 · HSF-BF.B.3 [8 marks][8 分]

Consider the function $y = -2 f\bigl(\tfrac{1}{3}(x - 6)\bigr) + 4$, where $f$ is a given parent function.考虑函数 $y = -2 f\bigl(\tfrac{1}{3}(x - 6)\bigr) + 4$,其中 $f$ 是给定的母函数。

(a) Identify the four master-form parameters $a$, $b$, $h$, $k$.写出一般形式中的四个参数 $a$、$b$、$h$、$k$。 [2]
(b) Describe in words the four geometric transformations applied to $y = f(x)$, in the correct order of operations (horizontal first, then vertical).用文字描述施加于 $y = f(x)$ 的四种几何变换,并按正确的操作顺序排列(先水平后竖直)。 [4]
(c) The point $(3, 1)$ lies on $y = f(x)$. Find its image on the transformed graph.点 $(3, 1)$ 在 $y = f(x)$ 的图像上。求该点在变换后图像上的像。 [2]
Q7HARD 🇨🇦 ON ON Provincial-style安大略省考风格 §4 Master Form, b-Factor-Out一般形式,提取 $b$ · MCR3U A1.8 [9 marks][9 分]

Consider the transformed function $y = f(2 x - 10) + 3$, where $f$ is a parent function.考虑变换后的函数 $y = f(2 x - 10) + 3$,其中 $f$ 为母函数。

(a) Rewrite $y = f(2 x - 10) + 3$ in master form $y = a f(b(x - h)) + k$ by factoring the $b$ out of the bracket. State $a$, $b$, $h$, $k$.通过将 $b$ 提到括号外,把 $y = f(2 x - 10) + 3$ 改写为一般形式 $y = a f(b(x - h)) + k$。写出 $a$、$b$、$h$、$k$。 [3]
(b) List the four transformations applied to $y = f(x)$, in order of operations. Be explicit about whether the horizontal compression precedes or follows the horizontal shift, and explain why.按操作顺序列出施加于 $y = f(x)$ 的四种变换。明确说明水平压缩是发生在水平平移之前还是之后,并解释原因。 [3]
(c) The parent graph passes through $(0, 0)$, $(2, 4)$, and $(4, 0)$. Find the images of these three points on the transformed graph.母函数图像过 $(0, 0)$、$(2, 4)$ 和 $(4, 0)$。求这三点在变换后图像上的像。 [3]
Q8MEDIUM 🇨🇦 BC 🇨🇦 AB BC Provincial-style卑诗省考风格 §7 Inverses (swap-and-solve)反函数(互换求解法) · AB Math 30-1 RF 6.1–6.5 [9 marks][9 分]

Let $f(x) = 3 x - 5$ and $g(x) = (x - 1)^{2} + 2$.设 $f(x) = 3 x - 5$,$g(x) = (x - 1)^{2} + 2$。

(a) Determine $f^{-1}(x)$ using the swap-and-solve method. State its domain and range.用互换求解法(swap-and-solve)求 $f^{-1}(x)$,并写出其定义域与值域。 [3]
(b) Verify algebraically that $f(f^{-1}(x)) = x$ for all $x$ in the domain of $f^{-1}$.用代数方法验证:对 $f^{-1}$ 定义域内的所有 $x$,都有 $f(f^{-1}(x)) = x$。 [2]
(c) Explain why $g$ does not have an inverse on its natural domain. State a domain restriction for $g$ that produces a one-to-one function, and find $g^{-1}(x)$ on that restricted domain.解释为何 $g$ 在其自然定义域上不存在反函数。给出使 $g$ 成为一一对应函数的一个定义域限制,并在该受限定义域上求 $g^{-1}(x)$。 [4]
Q9HARDHonors荣誉级 🇺🇸 US 🇨🇦 ON AP-feeder FRQAP 衔接简答题 §6 Composition函数复合 · HSF-BF.A.1.c (+) / MHF4U Strand C [9 marks][9 分]

Let $f(x) = \sqrt{x - 1}$ and $g(x) = x^{2} - 5$.设 $f(x) = \sqrt{x - 1}$,$g(x) = x^{2} - 5$。

(a) Compute $(f \circ g)(3)$ and $(g \circ f)(10)$. Show the inner-then-outer substitution explicitly.计算 $(f \circ g)(3)$ 与 $(g \circ f)(10)$,并明确写出"先内后外"的代入过程。 [2]
(b) Find an explicit formula for $(f \circ g)(x)$, and state its domain. (Hint: the domain restriction is "the inner output must be a legal input to the outer".)写出 $(f \circ g)(x)$ 的显式表达式,并说明其定义域。(提示:定义域的限制条件是"内函数的输出必须是外函数允许的输入"。) [3]
(c) Find an explicit formula for $(g \circ f)(x)$, and state its domain.写出 $(g \circ f)(x)$ 的显式表达式,并说明其定义域。 [2]
(d) Demonstrate by counter-example that composition is not commutative: produce an input $x$ for which $(f \circ g)(x) \ne (g \circ f)(x)$.举反例说明函数复合不满足交换律:给出一个 $x$,使 $(f \circ g)(x) \ne (g \circ f)(x)$。 [2]
PART III  ·  MODELING / APPLIED第三部分  ·  建模与应用Universal · 28 marks通用题型 · 共 28 分

Section C · Modeling and ApplicationsC 部分 · 建模与应用

Name your variables (with units) before writing equations. Set up your model, solve, and conclude with a one-sentence answer in context. Calculator permitted throughout Part III.在写方程前,先定义变量名(含单位)。建立模型、求解,并以一句结合情境的话作答。第三部分全程可用计算器。

Q10MEDIUM 🇺🇸 US AP-feeder FRQAP 衔接简答题 §4 Master Form on $\sqrt{x}$$\sqrt{x}$ 上的一般形式 · HSF-BF.B.3 [9 marks][9 分]

Let $f(x) = \sqrt{x}$ (the parent square-root function), and define $T(x) = 2 \sqrt{x - 3} + 1$.设 $f(x) = \sqrt{x}$(母平方根函数),并定义 $T(x) = 2 \sqrt{x - 3} + 1$。

(a) Express $T(x)$ in master form $y = a f(b(x - h)) + k$, and state $a$, $b$, $h$, $k$.将 $T(x)$ 写成一般形式 $y = a f(b(x - h)) + k$,并写出 $a$、$b$、$h$、$k$。 [2]
(b) List the geometric transformations applied to $f$, in order of operations.按操作顺序列出施加于 $f$ 的几何变换。 [2]
(c) State the domain and the range of $T$ in interval notation. Justify your answer by tracking the parent's domain and range through each transformation.用区间记号写出 $T$ 的定义域与值域。逐步追踪母函数的定义域与值域经过每次变换后的变化,以此为答案提供依据。 [3]
(d) The parent function passes through $(0, 0)$, $(1, 1)$, and $(4, 2)$. Find the images of these three points on the graph of $T$.母函数图像过 $(0, 0)$、$(1, 1)$ 与 $(4, 2)$。求这三点在 $T$ 的图像上的像。 [2]
Q11MEDIUM 🇨🇦 ON ON Provincial-style安大略省考风格 §6 + §7 Composition + Inverse复合 + 反函数 · MCR3U A1.4 / MHF4U C [9 marks][9 分]

A Canadian ski resort posts temperature in degrees Celsius and altitude in metres. Let $C(a) = 12 - 0.0065 \, a$ be the air temperature in °C at altitude $a$ metres above the base (a standard atmospheric lapse-rate model). A US visitor wants the temperature in °F. The Fahrenheit conversion is $F(c) = \tfrac{9}{5} c + 32$.某加拿大滑雪场以摄氏度公布气温,以米记录海拔。设 $C(a) = 12 - 0.0065 \, a$ 为山脚之上 $a$ 米处的气温(°C),这是标准大气递减率模型。一位美国游客想看华氏度。华氏度换算公式为 $F(c) = \tfrac{9}{5} c + 32$。

(a) Write a composite function $H(a) = (F \circ C)(a)$ giving the temperature in °F as a function of altitude in metres. Simplify to a linear expression in $a$.写出复合函数 $H(a) = (F \circ C)(a)$,用以表示华氏温度关于海拔(米)的函数。化简为关于 $a$ 的线性表达式。 [3]
(b) Use $H(a)$ to find the Fahrenheit temperature at altitude $a = 2000$ m.用 $H(a)$ 求海拔 $a = 2000$ 米处的华氏温度。 [2]
(c) Find $H^{-1}(F)$ using the swap-and-solve method; state what its output represents in context.用互换求解法求 $H^{-1}(F)$;说明其输出在情境中代表什么。 [3]
(d) Use $H^{-1}$ to find the altitude (to the nearest metre) at which the air temperature is $32^{\circ}\mathrm{F}$. Interpret in one sentence.用 $H^{-1}$ 求气温为 $32^{\circ}\mathrm{F}$ 时的海拔(精确到米)。用一句话作情境解释。 [1]
Q12HARDHonors荣誉级 🇨🇦 BC 🇺🇸 US BC Provincial-style卑诗省考风格 §4 + §7 Synthesis on a Cubic三次函数综合 · BC PC 12 / HSF-BF.B.4 [10 marks][10 分]

Let $f(x) = x^{3}$ (the parent cubic), and define $T(x) = -2(x + 1)^{3} + 4$.设 $f(x) = x^{3}$(母三次函数),并定义 $T(x) = -2(x + 1)^{3} + 4$。

(a) Express $T(x)$ in master form $y = a f(b(x - h)) + k$, and state $a$, $b$, $h$, $k$.将 $T(x)$ 写成一般形式 $y = a f(b(x - h)) + k$,并写出 $a$、$b$、$h$、$k$。 [2]
(b) Describe the four geometric transformations applied to $f$, in order.按顺序描述施加于 $f$ 的四种几何变换。 [2]
(c) The parent cubic $f(x) = x^{3}$ is a one-to-one odd function on its full domain. Explain in one or two sentences why $T$ remains one-to-one (so $T^{-1}$ exists on all of $\mathbb{R}$).母三次函数 $f(x) = x^{3}$ 在整个定义域上是一一对应的奇函数。用一两句话解释为何 $T$ 仍保持一一对应(即 $T^{-1}$ 在整个 $\mathbb{R}$ 上存在)。 [1]
(d) Find $T^{-1}(x)$ using the swap-and-solve method. State the domain and the range of $T^{-1}$.用互换求解法求 $T^{-1}(x)$,并写出 $T^{-1}$ 的定义域与值域。 [4]
(e) Verify your inverse by evaluating $T(T^{-1}(4))$.通过计算 $T(T^{-1}(4))$ 验证所求的反函数。 [1]

🇺🇸 US Common Core美国共同核心HSF-BF.A.1 · HSF-BF.B.3 · HSF-BF.B.4 · HSF-BF.A.1.c (+) for composition用于函数复合
🇨🇦 Ontario / BC安大略 / 卑诗MCR3U A1.4–A1.9 (transformations + inverses of linear/quadratic) · MHF4U Strand C (composition) · BC PC 12 Transformations (translations, stretches, reflections, inverses) + composed functions extensionMCR3U A1.4–A1.9(一次 / 二次函数的变换与反函数) · MHF4U 单元 C(函数复合) · BC PC 12 变换(平移、伸缩、反射、反函数)+ 复合函数拓展
🇨🇦 Alberta阿尔伯塔Math 30-1 RF GO 2.1–2.3 (translations) · 3.1–3.2 (stretches) · 4.1 (combined) · 5.1–5.2 (reflections) · 6.1–6.5 (inverses)Math 30-1 RF 总目标 2.1–2.3(平移) · 3.1–3.2(伸缩) · 4.1(复合变换) · 5.1–5.2(反射) · 6.1–6.5(反函数)

Full 4-column Syllabus Map lives in ../Study Guides/Unit_10_Function_Transformations_and_Composition.html.完整的四列大纲对照表见 ../Study Guides/Unit_10_Function_Transformations_and_Composition.html