2.結(jié)合具體函數(shù),了解奇偶性的含義;
1.通過已學(xué)過的函數(shù)特別是二次函數(shù),理解函數(shù)的單調(diào)性、最大(小)值及其幾何意義;
3.求函數(shù)值域的各種方法
函數(shù)的值域是由其對應(yīng)法則和定義域共同決定的。其類型依解析式的特點(diǎn)分可分三類:(1)求常見函數(shù)值域;(2)求由常見函數(shù)復(fù)合而成的函數(shù)的值域;(3)求由常見函數(shù)作某些“運(yùn)算”而得函數(shù)的值域。
①直接法:利用常見函數(shù)的值域來求
一次函數(shù)y=ax+b(a0)的定義域?yàn)镽,值域?yàn)镽;
反比例函數(shù)的定義域?yàn)閧x|x0},值域?yàn)閧y|y0};
二次函數(shù)的定義域?yàn)镽,
當(dāng)a>0時(shí),值域?yàn)閧};
當(dāng)a<0時(shí),值域?yàn)閧}。
②配方法:轉(zhuǎn)化為二次函數(shù),利用二次函數(shù)的特征來求值;常轉(zhuǎn)化為型如:的形式;
③分式轉(zhuǎn)化法(或改為“分離常數(shù)法”)
④換元法:通過變量代換轉(zhuǎn)化為能求值域的函數(shù),化歸思想;
⑤三角有界法:轉(zhuǎn)化為只含正弦、余弦的函數(shù),運(yùn)用三角函數(shù)有界性來求值域;
⑥基本不等式法:轉(zhuǎn)化成型如:,利用平均值不等式公式來求值域;
⑦單調(diào)性法:函數(shù)為單調(diào)函數(shù),可根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求值域。
⑧數(shù)形結(jié)合:根據(jù)函數(shù)的幾何圖形,利用數(shù)型結(jié)合的方法來求值域。
2.求函數(shù)定義域一般有三類問題:
(1)給出函數(shù)解析式的:函數(shù)的定義域是使解析式有意義的自變量的取值集合;
(2)實(shí)際問題:函數(shù)的定義域的求解除要考慮解析式有意義外,還應(yīng)考慮使實(shí)際問題有意義;
(3)已知的定義域求的定義域或已知的定義域求的定義域:
①掌握基本初等函數(shù)(尤其是分式函數(shù)、無理函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、三角函數(shù))的定義域;
②若已知的定義域,其復(fù)合函數(shù)的定義域應(yīng)由解出。
“函數(shù)”是數(shù)學(xué)中最重要的概念之一,學(xué)習(xí)函數(shù)的概念首先要掌握函數(shù)三要素的基本內(nèi)容與方法。由給定函數(shù)解析式求其定義域這類問題的代表,實(shí)際上是求使給定式有意義的x的取值范圍它依賴于對各種式的認(rèn)識與解不等式技能的熟練。
1.求函數(shù)解析式的題型有:
(1)已知函數(shù)類型,求函數(shù)的解析式:待定系數(shù)法;
(2)已知求或已知求:換元法、配湊法;
(3)已知函數(shù)圖像,求函數(shù)解析式;
(4)滿足某個(gè)等式,這個(gè)等式除外還有其他未知量,需構(gòu)造另個(gè)等式:解方程組法;
(5)應(yīng)用題求函數(shù)解析式常用方法有待定系數(shù)法等。
題型1:函數(shù)概念
例1.(1)設(shè)函數(shù)
(2)(2001上海理,1)設(shè)函數(shù)f(x)=,則滿足f(x)=的x值為 。
解:(1)這是分段函數(shù)與復(fù)合函數(shù)式的變換問題,需要反復(fù)進(jìn)行數(shù)值代換,
=
=
(2)當(dāng)x∈(-∞,1,值域應(yīng)為[,+∞],
當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí)值域應(yīng)為(0,+∞),
∴y=,y∈(0,+∞),
∴此時(shí)x∈(1,+∞),
∴l(xiāng)og81x=,x=81=3。
點(diǎn)評:討論了函數(shù)的解析式的一些常用的變換技巧(賦值、變量代換、換元等等),這都是函數(shù)學(xué)習(xí)的常用基本功。
變式題:(2006山東 文2)設(shè)( )
A.0 B.1 C.2 D.3
解:選項(xiàng)為C。
例2.(2006安徽 文理15)
(1)函數(shù)對于任意實(shí)數(shù)滿足條件,若則__ ________;
(2)函數(shù)對于任意實(shí)數(shù)滿足條件,若則__________。
解:(1)由得,
所以,則。
(2)由得,所以,則。
點(diǎn)評:通過對抽象函數(shù)的限制條件,變量換元得到函數(shù)解析式,考察學(xué)生的邏輯思維能力。
題型二:判斷兩個(gè)函數(shù)是否相同
例3.試判斷以下各組函數(shù)是否表示同一函數(shù)?
(1)f(x)=,g(x)=;
(2)f(x)=,g(x)=
(3)f(x)=,g(x)=()2n-1(n∈N*);
(4)f(x)=,g(x)=;
(5)f(x)=x2-2x-1,g(t)=t2-2t-1。
解:(1)由于f(x)==|x|,g(x)==x,故它們的值域及對應(yīng)法則都不相同,所以它們不是同一函數(shù);
(2)由于函數(shù)f(x)=的定義域?yàn)?-∞,0)∪(0,+∞),而g(x)=的定義域?yàn)镽,所以它們不是同一函數(shù);
(3)由于當(dāng)n∈N*時(shí),2n±1為奇數(shù),
∴f(x)==x,g(x)=()2n-1=x,它們的定義域、值域及對應(yīng)法則都相同,所以它們是同一函數(shù);
(4)由于函數(shù)f(x)=的定義域?yàn)閧x|x≥0},而g(x)=的定義域?yàn)閧x|x≤-1或x≥0},它們的定義域不同,所以它們不是同一函數(shù);
(5)函數(shù)的定義域、值域和對應(yīng)法則都相同,所以它們是同一函數(shù)。
點(diǎn)評:對于兩個(gè)函數(shù)y=f(x)和y=g(x),當(dāng)且僅當(dāng)它們的定義域、值域、對應(yīng)法則都相同時(shí),y=f(x)和y=g(x)才表示同一函數(shù)若兩個(gè)函數(shù)表示同一函數(shù),則它們的圖象完全相同,反之亦然。
(1)第(5)小題易錯判斷成它們是不同的函數(shù),原因是對函數(shù)的概念理解不透要知道,在函數(shù)的定義域及對應(yīng)法則f不變的條件下,自變量變換字母,以至變換成其他字母的表達(dá)式,這對于函數(shù)本身并無影響,比如f(x)=x2+1,f(t)=t2+1,f(u+1)=(u+1)2+1都可視為同一函數(shù)。(2)對于兩個(gè)函數(shù)來講,只要函數(shù)的三要素中有一要素不相同,則這兩個(gè)函數(shù)就不可能是同一函數(shù)。
題型三:函數(shù)定義域問題
例4.求下述函數(shù)的定義域:
(1);
(2)
解:(1),解得函數(shù)定義域?yàn)?sub>.
(2) ,(先對a進(jìn)行分類討論,然后對k進(jìn)行分類討論),
①當(dāng)a=0時(shí),函數(shù)定義域?yàn)?sub>;
②當(dāng)時(shí),得,
1)當(dāng)時(shí),函數(shù)定義域?yàn)?sub>,
2)當(dāng)時(shí),函數(shù)定義域?yàn)?sub>,
3)當(dāng)時(shí),函數(shù)定義域?yàn)?sub>;
③當(dāng)時(shí),得,
1)當(dāng)時(shí),函數(shù)定義域?yàn)?sub>,
2)當(dāng)時(shí),函數(shù)定義域?yàn)?sub>,
3)當(dāng)時(shí),函數(shù)定義域?yàn)?sub>。
點(diǎn)評:在這里只需要根據(jù)解析式有意義,列出不等式,但第(2)小題的解析式中含有參數(shù),要對參數(shù)的取值進(jìn)行討論,考察學(xué)生分類討論的能力。
例5.已知函數(shù)定義域?yàn)?0,2),求下列函數(shù)的定義域:
(1) ;(2)。
解:(1)由0<x<2, 得
點(diǎn)評:本例不給出f(x)的解析式,即由f(x)的定義域求函數(shù)f[g(x)]的定義域關(guān)鍵在于理解復(fù)合函數(shù)的意義,用好換元法;求函數(shù)定義域的第三種類型是一些數(shù)學(xué)問題或?qū)嶋H問題中產(chǎn)生的函數(shù)關(guān)系,求其定義域,后面還會涉及到。
變式題:已知函數(shù)f(x)=的定義域是R,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )
A.a> B.-12<a≤0 C.-12<a<0 D.a≤
解:由a=0或可得-12<a≤0,答案B。
題型四:函數(shù)值域問題
例5.求下列函數(shù)的值域:
(1);(2);(3);
(4);(5);(6);
(7);(8);(9)。
解:(1)(配方法),
∴的值域?yàn)?sub>。
改題:求函數(shù),的值域。
解:(利用函數(shù)的單調(diào)性)函數(shù)在上單調(diào)增,
∴當(dāng)時(shí),原函數(shù)有最小值為;當(dāng)時(shí),原函數(shù)有最大值為。
∴函數(shù),的值域?yàn)?sub>。
(2)求復(fù)合函數(shù)的值域:
設(shè)(),則原函數(shù)可化為。
又∵,
∴,故,
∴的值域?yàn)?sub>。
(3)(法一)反函數(shù)法:
的反函數(shù)為,其定義域?yàn)?sub>,
∴原函數(shù)的值域?yàn)?sub>。
(法二)分離變量法:,
∵,∴,
∴函數(shù)的值域?yàn)?sub>。
(4)換元法(代數(shù)換元法):設(shè),則,
∴原函數(shù)可化為,∴,
∴原函數(shù)值域?yàn)?sub>。
注:總結(jié)型值域,
變形:或
(5)三角換元法:
∵,∴設(shè),
則
∵,∴,∴,
∴,
∴原函數(shù)的值域?yàn)?sub>。
(6)數(shù)形結(jié)合法:,
∴,∴函數(shù)值域?yàn)?sub>。
(7)判別式法:∵恒成立,∴函數(shù)的定義域?yàn)?sub>。
由得: ①
①當(dāng)即時(shí),①即,∴
②當(dāng)即時(shí),∵時(shí)方程恒有實(shí)根,
∴△,
∴且,
∴原函數(shù)的值域?yàn)?sub>。
(8),
∵,∴,
∴,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),即時(shí)等號成立。
∴,
∴原函數(shù)的值域?yàn)?sub>。
(9)(法一)方程法:原函數(shù)可化為:,
∴(其中),
∴,
∴,
∴,
∴,
∴原函數(shù)的值域?yàn)?sub>。
點(diǎn)評:上面討論了用初等方法求函數(shù)值域的一些常見類型與方法,在現(xiàn)行的中學(xué)數(shù)學(xué)要求中,求值域要求不高,要求較高的是求函數(shù)的最大與最小值,在后面的復(fù)習(xí)中要作詳盡的討論。
題型五:函數(shù)解析式
例6.(1)已知,求;
(2)已知,求;
(3)已知是一次函數(shù),且滿足,求;
(4)已知滿足,求。
解:(1)∵,
∴(或)。
(2)令(),則,
∴,。
(3)設(shè),
則,
∴,,
∴。
(4) ①,
把①中的換成,得 ②,
①②得,
∴。
點(diǎn)評:第(1)題用配湊法;第(2)題用換元法;第(3)題已知一次函數(shù),可用待定系數(shù)法;第(4)題用方程組法。
例7.(2006重慶理21)已知定義域?yàn)镽的函數(shù)f(x)滿足f(f(x)-x2+x)=f(x)-x2+x。
(Ⅰ)若f(2)=3,求f(1);又若f(0)=a,求f(a);
(Ⅱ)設(shè)有且僅有一個(gè)實(shí)數(shù)x0,使得f(x0)= x0。求函數(shù)f(x)的解析表達(dá)式。
解:(Ⅰ)因?yàn)閷θ我?i>x∈R,有f(f(x)-x2 + x)=f(x)-x2 +x,
所以f(f(2)-22+2)=f(2)-22+2。
又由f(2)=3,得f(3-22+2)-3-22+2,即f(1)=1。
若f(0)=a,則f(a-02+0)=a-02+0,即f(a)=a。
(Ⅱ)因?yàn)閷θ我?i>x∈R,有f(f(x))- x2 +x)=f(x)- x2 +x。
又因?yàn)橛星抑挥幸粋(gè)實(shí)數(shù)x0,使得f(x0)- x0。
所以對任意x∈R,有f(x)- x2 +x= x0.。
在上式中令x= x0,有f(x0)-x + x0= x0。
又因?yàn)?i>f(x0)- x0,所以x0-x=0,故x0=0或x0=1。
若x0=0,則f(x)- x2 +x=0,即f(x)= x2 –x。
但方程x2 –x=x有兩上不同實(shí)根,與題設(shè)條件矛質(zhì),故x2≠0。
若x2=1,則有f(x)- x2 +x=1,即f(x)= x2 –x+1。
易驗(yàn)證該函數(shù)滿足題設(shè)條件。
綜上,所求函數(shù)為f(x)= x2 –x+1(xR)。
點(diǎn)評:該題的題設(shè)條件是一個(gè)抽象函數(shù),通過應(yīng)用條件進(jìn)一步縮小函數(shù)的范圍得到函數(shù)的解析式。這需要考生有很深的函數(shù)理論功底。
題型六:函數(shù)應(yīng)用
例8.(2003北京春,理文21)某租賃公司擁有汽車100輛.當(dāng)每輛車的月租金為3000元時(shí),可全部租出。當(dāng)每輛車的月租金每增加50元時(shí),未租出的車將會增加一輛。租出的車每輛每月需要維護(hù)費(fèi)150元,未租出的車每輛每月需要維護(hù)費(fèi)50元。
(1)當(dāng)每輛車的月租金定為3600元時(shí),能租出多少輛車?
(2)當(dāng)每輛車的月租金定為多少元時(shí),租賃公司的月收益最大?最大月收益是多少?
解:(1)當(dāng)每輛車的月租金定為3600元時(shí),未租出的車輛數(shù)為:
=12,所以這時(shí)租出了88輛車。
(2)設(shè)每輛車的月租金定為x元,則租賃公司的月收益為:
f(x)=(100-)(x-150)-×50,
整理得:f(x)=-+162x-21000=-(x-4050)2+307050。
所以,當(dāng)x=4050時(shí),f(x)最大,其最大值為f(4050)=307050。
即當(dāng)每輛車的月租金定為4050元時(shí),租賃公司的月收益最大,最大收益為307050元.
點(diǎn)評:根據(jù)實(shí)際問題求函數(shù)表達(dá)式,是應(yīng)用函數(shù)知識解決實(shí)際問題的基礎(chǔ),在設(shè)定或選定變量去尋求等量關(guān)系并求得函數(shù)表達(dá)式后,還要注意函數(shù)定義域常受到實(shí)際問題本身的限制。
例9.(2006湖南 理20)對1個(gè)單位質(zhì)量的含污物體進(jìn)行清洗,清洗前其清潔度(含污物體的清潔度定義為:為,要求清洗完后的清潔度為。有兩種方案可供選擇,方案甲:一次清洗;方案乙:分兩次清洗。該物體初次清洗后受殘留水等因素影響,其質(zhì)量變?yōu)?sub>。設(shè)用單位質(zhì)量的水初次清洗后的清潔度是,用單位質(zhì)量的水第二次清洗后的清潔度是,其中是該物體初次清洗后的清潔度。
(Ⅰ)分別求出方案甲以及時(shí)方案乙的用水量,并比較哪一種方案用水量較少;
(Ⅱ)若采用方案乙, 當(dāng)為某固定值時(shí), 如何安排初次與第二次清洗的用水量,使總用水量最小? 并討論取不同數(shù)值時(shí)對最少總用水量多少的影響。
解:(Ⅰ)設(shè)方案甲與方案乙的用水量分別為x與z。
由題設(shè)有=0.99,解得x=19。
由得方案乙初次用水量為3,
第二次用水量y滿足方程: 解得y=4,故z=4+3.即兩種方案的用水量分別為19與4+3。
因?yàn)楫?dāng),故方案乙的用水量較少。
(II)設(shè)初次與第二次清洗的用水量分別為與,類似(I)得
,(*)
于是+
當(dāng)為定值時(shí),,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號成立。
此時(shí)
將代入(*)式得
故時(shí)總用水量最少,
此時(shí)第一次與第二次用水量分別為,
最少總用水量是。
當(dāng),
故T()是增函數(shù)(也可以用二次函數(shù)的單調(diào)性判斷)。這說明,隨著的值的最少總用水量, 最少總用水量最少總用水量。
點(diǎn)評:本題貼近生活。要求考生讀懂題目,迅速準(zhǔn)確建立數(shù)學(xué)模型,把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題并加以解決。該題典型代表高考的方向。
題型7:課標(biāo)創(chuàng)新題
例10.(1)設(shè),其中a、b、c、d是常數(shù)。
如果求;
(2)若不等式對滿足的所有m都成立,求x的取值范圍。
解:(1)構(gòu)造函數(shù)則故:
(2)原不等式可化為
構(gòu)造函數(shù),其圖象是一條線段。
根據(jù)題意,只須:
即
解得。
點(diǎn)評:上面兩個(gè)題目通過重新構(gòu)造函數(shù)解決了實(shí)際問題,體現(xiàn)了函數(shù)的工具作用。
8.復(fù)合函數(shù)
若y=f(u),u=g(x),xÎ(a,b),uÎ(m,n),那么y=f[g(x)]稱為復(fù)合函數(shù),u稱為中間變量,它的取值范圍是g(x)的值域。
7.分段函數(shù)
若一個(gè)函數(shù)的定義域分成了若干個(gè)子區(qū)間,而每個(gè)子區(qū)間的解析式不同,這種函數(shù)又稱分段函數(shù);
6.常用的函數(shù)表示法
(1)解析法:就是把兩個(gè)變量的函數(shù)關(guān)系,用一個(gè)等式來表示,這個(gè)等式叫做函數(shù)的解析表達(dá)式,簡稱解析式;
(2)列表法:就是列出表格來表示兩個(gè)變量的函數(shù)關(guān)系;
(3)圖象法:就是用函數(shù)圖象表示兩個(gè)變量之間的關(guān)系。
5.映射的概念
一般地,設(shè)A、B是兩個(gè)非空的集合,如果按某一個(gè)確定的對應(yīng)法則f,使對于集合A中的任意一個(gè)元素x,在集合B中都有唯一確定的元素y與之對應(yīng),那么就稱對應(yīng)f:AB為從集合A到集合B的一個(gè)映射。記作“f:AB”。
函數(shù)是建立在兩個(gè)非空數(shù)集間的一種對應(yīng),若將其中的條件“非空數(shù)集”弱化為“任意兩個(gè)非空集合”,按照某種法則可以建立起更為普通的元素之間的對應(yīng)關(guān)系,這種的對應(yīng)就叫映射。
注意:(1)這兩個(gè)集合有先后順序,A到B的射與B到A的映射是截然不同的.其中f表示具體的對應(yīng)法則,可以用漢字?jǐn)⑹觥?/p>
(2)“都有唯一”什么意思?
包含兩層意思:一是必有一個(gè);二是只有一個(gè),也就是說有且只有一個(gè)的意思。
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