高一初等函数定义域值域
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第二章函数的概念与基本初等函数Ⅰ第一节函数及其表示一、基础知识1.函数与映射的概念2.函数的有关概念(1)函数的定义域、值域:在函数y=f(x),x∈A中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.求函数定义域的策略(1)确定函数的定义域常从解析式本身有意义,或从实际出发.(2)如果函数y=f(x)是用表格给出,则表格中x的集合即为定义域.(3)如果函数y=f(x)是用图象给出,则图象在x轴上的投影所覆盖的x的集合即为定义域.(2)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.(3)相等函数:如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,则这两个函数相等,这是判断两函数相等的依据.两函数值域与对应关系相同时,两函数不一定相同.(4)函数的表示法:表示函数的常用方法有:解析法、图象法、列表法.3.分段函数若函数在其定义域内,对于定义域内的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数通常叫做分段函数.关于分段函数的3个注意(1)分段函数虽然由几个部分构成,但它表示同一个函数.(2)分段函数的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集.(3)各段函数的定义域不可以相交.考点一 函数的定义域[典例] (1)(2019·长春质检)函数y =ln1-x x +1+1x的定义域是( ) A .[-1,0)∪(0,1) B .[-1,0)∪(0,1] C .(-1,0)∪(0,1]D .(-1,0)∪(0,1)(2)已知函数f (x )的定义域为(-1,0),则函数f (2x +1)的定义域为( ) A .(-1,1) B.⎝⎛⎭⎫-1,-12 C .(-1,0)D.⎝⎛⎭⎫12,1[解析] (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧1-x >0,x +1>0,x ≠0,解得-1<x <0或0<x <1.所以原函数的定义域为(-1,0)∪(0,1).(2)令u =2x +1,由f (x )的定义域为(-1,0),可知-1<u <0,即-1<2x +1<0, 得-1<x <-12.[答案] (1)D (2)B [解题技法]1.使函数解析式有意义的一般准则(1)分式中的分母不为0; (2)偶次根式的被开方数非负; (3)y =x 0要求x ≠0;(4)对数式中的真数大于0,底数大于0且不等于1; (5)正切函数y =tan x ,x ≠k π+π2(k ∈Z);(6)实际问题中除考虑函数解析式有意义外,还应考虑实际问题本身的要求. 2.抽象函数的定义域问题(1)若已知函数f (x )的定义域为[a ,b ],其复合函数f (g (x ))的定义域由不等式a ≤g (x )≤b 求出;(2)若已知函数f (g (x ))的定义域为[a ,b ],则f (x )的定义域为g (x )在x ∈[a ,b ]上的值域. [题组训练] 1.函数f (x )=1lnx +1+4-x 2的定义域为( ) A .[-2,0)∪(0,2] B .(-1,0)∪(0,2] C .[-2,2]D .(-1,2]解析:选B 由⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,ln x +1≠0,4-x 2≥0,得-1<x ≤2,且x ≠0.2.若函数y =f (x )的定义域是[1,2 019],则函数g (x )=f x +1x -1的定义域是________________.解析:因为y =f (x )的定义域是[1,2 019],所以若g (x )有意义,应满足⎩⎪⎨⎪⎧1≤x +1≤2 019,x -1≠0,所以0≤x ≤2 018,且x ≠1.因此g (x )的定义域是{x |0≤x ≤2 018,且x ≠1}. 答案:{x |0≤x ≤2 018,且x ≠1}考点二 求函数的解析式[典例] (1)已知二次函数f (2x +1)=4x 2-6x +5,求f (x ); (2)已知函数f (x )满足f (-x )+2f (x )=2x ,求f (x ). [解] (1)法一:待定系数法因为f (x )是二次函数,所以设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则f (2x +1)=a (2x +1)2+b (2x +1)+c =4ax 2+(4a +2b )x +a +b +c .因为f (2x +1)=4x 2-6x +5, 所以⎩⎪⎨⎪⎧4a =4,4a +2b =-6,a +b +c =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-5,c =9,所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R). 法二:换元法令2x +1=t (t ∈R),则x =t -12,所以f (t )=4⎝⎛⎭⎫t -122-6·t -12+5=t 2-5t +9(t ∈R),所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R). 法三:配凑法因为f (2x +1)=4x 2-6x +5=(2x +1)2-10x +4=(2x +1)2-5(2x +1)+9, 所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R).(2)解方程组法由f (-x )+2f (x )=2x , ① 得f (x )+2f (-x )=2-x ,② ①×2-②,得3f (x )=2x +1-2-x . 即f (x )=2x +1-2-x3.故f (x )的解析式是f (x )=2x +1-2-x3(x ∈R).[解题技法] 求函数解析式的4种方法及适用条件 (1)待定系数法先设出含有待定系数的解析式,再利用恒等式的性质,或将已知条件代入,建立方程(组),通过解方程(组)求出相应的待定系数.(2)换元法对于形如y =f (g (x ))的函数解析式,令t =g (x ),从中求出x =φ(t ),然后代入表达式求出f (t ),再将t 换成x ,得到f (x )的解析式,要注意新元的取值范围.(3)配凑法由已知条件f (g (x ))=F (x ),可将F (x )改写成关于g (x )的表达式,然后以x 替代g (x ),便得f (x )的解析式.(4)解方程组法已知关于f (x )与f ⎝⎛⎭⎫1x 或f (-x )的表达式,可根据已知条件再构造出另外一个等式组成方程组,通过解方程组求出f (x ).[提醒] 由于函数的解析式相同,定义域不同,则为不相同的函数,因此求函数的解析式时,如果定义域不是R ,一定要注明函数的定义域.[题组训练]1.[口诀第2句]已知f (x )是二次函数,且f (0)=0,f (x +1)=f (x )+x +1,则f (x )=________________.解析:设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 由f (0)=0,知c =0,f (x )=ax 2+bx . 又由f (x +1)=f (x )+x +1,得a (x +1)2+b (x +1)=ax 2+bx +x +1, 即ax 2+(2a +b )x +a +b =ax 2+(b +1)x +1,所以⎩⎪⎨⎪⎧2a +b =b +1,a +b =1,解得a =b =12.所以f (x )=12x 2+12x (x ∈R).答案:12x 2+12x (x ∈R)2.[口诀第3句]已知f ⎝⎛⎭⎫2x +1=lg x ,则f (x )=________________.解析:令2x +1=t ,得x =2t -1,则f (t )=lg 2t -1,又x >0,所以t >1,故f (x )的解析式是f (x )=lg2x -1(x >1). 答案:lg2x -1(x >1) 3.[口诀第4句]已知f (x )满足2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,则f (x )=________. 解析:∵2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,①把①中的x 换成1x ,得2f ⎝⎛⎭⎫1x +f (x )=3x.② 联立①②可得⎩⎨⎧2f x +f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,2f ⎝⎛⎭⎫1x +f x =3x,解此方程组可得f (x )=2x -1x(x ≠0).答案:2x -1x (x ≠0)考点三 分段函数考法(一) 求函数值[典例] (2019·石家庄模拟)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3x ,x >0,a x +b ,x ≤0(0<a <1),且f (-2)=5,f (-1)=3,则f (f (-3))=( )A .-2B .2C .3D .-3[解析] 由题意得,f (-2)=a -2+b =5,①f (-1)=a -1+b =3,②联立①②,结合0<a <1,得a =12,b =1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3x ,x >0,⎝⎛⎭⎫12x +1,x ≤0,则f (-3)=⎝⎛⎭⎫12-3+1=9,f (f (-3))=f (9)=log 39=2. [答案] B[解题技法] 求分段函数的函数值的策略(1)求分段函数的函数值时,要先确定要求值的自变量属于哪一区间,然后代入该区间对应的解析式求值;(2)当出现f (f (a ))的形式时,应从内到外依次求值;(3)当自变量的值所在区间不确定时,要分类讨论,分类标准应参照分段函数不同段的端点.考法(二) 求参数或自变量的值(或范围)[典例] (2018·全国卷Ⅰ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤0,1,x >0,则满足f (x +1)<f (2x )的x 的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(0,+∞)C .(-1,0)D .(-∞,0)[解析] 法一:分类讨论法①当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x ≤0,即x ≤-1时,f (x +1)<f (2x ),即为2-(x +1)<2-2x,即-(x +1)<-2x ,解得x <1. 因此不等式的解集为(-∞,-1].②当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x >0时,不等式组无解.③当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x ≤0,即-1<x ≤0时,f (x +1)<f (2x ),即为1<2-2x,解得x <0.因此不等式的解集为(-1,0).④当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x >0,即x >0时,f (x +1)=1,f (2x )=1,不合题意.综上,不等式f (x +1)<f (2x )的解集为(-∞,0). 法二:数形结合法∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤0,1,x >0,∴函数f (x )的图象如图所示. 结合图象知,要使f (x +1)<f (2x ), 则需⎩⎪⎨⎪⎧x +1<0,2x <0,2x <x +1或⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥0,2x <0, ∴x <0,故选D. [答案] D[解题技法]已知函数值(或范围)求自变量的值(或范围)的方法(1)根据每一段的解析式分别求解,但要注意检验所求自变量的值(或范围)是否符合相应段的自变量的取值范围,最后将各段的结果合起来(求并集)即可;(2)如果分段函数的图象易得,也可以画出函数图象后结合图象求解.[题组训练]1.设f (x )=⎩⎨⎧x ,0<x <1,2x -1,x ≥1,若f (a )=f (a +1),则f ⎝⎛⎭⎫1a =( ) A .2 B .4 C .6D .8解析:选C 当0<a <1时,a +1>1,f (a )=a ,f (a +1)=2(a +1-1)=2a , ∵f (a )=f (a +1),∴a =2a , 解得a =14或a =0(舍去).∴f ⎝⎛⎭⎫1a =f (4)=2×(4-1)=6.当a ≥1时,a +1≥2,f (a )=2(a -1),f (a +1)=2(a +1-1)=2a , ∵f (a )=f (a +1),∴2(a -1)=2a ,无解. 综上,f ⎝⎛⎭⎫1a =6.2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x ≤1,f x -1,x >1,则f (f (3))=________.解析:由题意,得f (3)=f (2)=f (1)=21=2, ∴f (f (3))=f (2)=2. 答案:23.(2017·全国卷Ⅰ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≤0,2x ,x >0,则满足f (x )+f ⎝⎛⎭⎫x -12>1的x 的取值范围是________.解析:由题意知,可对不等式分x ≤0,0<x ≤12,x >12讨论.①当x ≤0时,原不等式为x +1+x +12>1,解得x >-14,故-14<x ≤0.②当0<x ≤12时,原不等式为2x +x +12>1,显然成立.③当x >12时,原不等式为2x +2x -12>1,显然成立.综上可知,所求x 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-14,+∞. 答案:⎝⎛⎭⎫-14,+∞ 4.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x -7,x <0,x ,x ≥0,若f (a )<1,则实数a 的取值范围是____________.解析:若a <0,则f (a )<1⇔⎝⎛⎭⎫12a-7<1⇔⎝⎛⎭⎫12a <8,解得a >-3,故-3<a <0; 若a ≥0,则f (a )<1⇔a <1,解得a <1,故0≤a <1. 综上可得-3<a <1. 答案:(-3,1)[课时跟踪检测]1.下列所给图象是函数图象的个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:选B ①中当x >0时,每一个x 的值对应两个不同的y 值,因此不是函数图象;②中当x =x 0时,y 的值有两个,因此不是函数图象;③④中每一个x 的值对应唯一的y 值,因此是函数图象.故选B.2.函数f (x )=2x -1+1x -2的定义域为( ) A .[0,2)B .(2,+∞)C .[0,2)∪(2,+∞)D .(-∞,2)∪(2,+∞)解析:选C 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2x -1≥0,x -2≠0,解得x ≥0,且x ≠2.3.已知f ⎝⎛⎭⎫12x -1=2x -5,且f (a )=6,则a 等于( ) A.74 B .-74C.43D .-43解析:选A 令t =12x -1,则x =2t +2,f (t )=2(2t +2)-5=4t -1,则4a -1=6,解得a =74.4.(2019·贵阳检测)下列函数中,同一个函数的定义域与值域相同的是( ) A .y =x -1 B .y =ln x C .y =13x -1D .y =x +1x -1解析:选D 对于A ,定义域为[1,+∞),值域为[0,+∞),不满足题意;对于B ,定义域为(0,+∞),值域为R ,不满足题意;对于C ,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),值域为(-∞,-1)∪(0,+∞),不满足题意;对于D ,y =x +1x -1=1+2x -1,定义域为(-∞,1)∪(1,+∞),值域也是(-∞,1)∪(1,+∞).5.(2018·福建期末)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x +a ,x >0,4x -2-1,x ≤0.若f (a )=3,则f (a -2)=( )A .-1516B .3C .-6364或3D .-1516或3解析:选A 当a >0时,若f (a )=3,则log 2a +a =3,解得a =2(满足a >0);当a ≤0时,若f (a )=3,则4a -2-1=3,解得a =3,不满足a ≤0,所以舍去.于是,可得a =2.故f (a -2)=f (0)=4-2-1=-1516.6.已知函数y =f (2x -1)的定义域是[0,1],则函数f 2x +1log 2x +1的定义域是( )A .[1,2]B .(-1,1] C.⎣⎡⎦⎤-12,0 D .(-1,0)解析:选D 由f (2x -1)的定义域是[0,1], 得0≤x ≤1,故-1≤2x -1≤1, ∴f (x )的定义域是[-1,1], ∴要使函数f 2x +1log 2x +1有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧-1≤2x +1≤1,x +1>0,x +1≠1,解得-1<x <0.7.下列函数中,不满足f (2 018x )=2 018f (x )的是( ) A .f (x )=|x | B .f (x )=x -|x | C .f (x )=x +2D .f (x )=-2x解析:选C 若f (x )=|x |,则f (2 018x )=|2 018x |=2 018|x |=2 018f (x );若f (x )=x -|x |,则f (2 018x )=2 018x -|2 018x |=2 018(x -|x |)=2 018f (x );若f (x )=x +2,则f (2 018x )=2 018x +2,而2 018f (x )=2 018x +2 018×2,故f (x )=x +2不满足f (2 018x )=2 018f (x );若f (x )=-2x ,则f (2 018x )=-2×2 018x =2 018×(-2x )=2 018f (x ).故选C.8.已知具有性质:f ⎝⎛⎭⎫1x =-f (x )的函数,我们称为满足“倒负”变换的函数,下列函数: ①f (x )=x -1x ;②f (x )=x +1x ;③f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x ,0<x <1,0,x =1,-1x ,x >1.其中满足“倒负”变换的函数是( ) A .①② B .①③ C .②③D .①解析:选B 对于①,f (x )=x -1x ,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x-x =-f (x ),满足题意;对于②,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x +x=f (x ),不满足题意;对于③,f ⎝⎛⎭⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧ 1x ,0<1x <1,0,1x =1,-x ,1x >1,即f ⎝⎛⎭⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧ 1x ,x >1,0,x =1,-x ,0<x <1,故f ⎝⎛⎭⎫1x =-f (x ),满足题意.综上可知,满足“倒负”变换的函数是①③. 9.(2019·青岛模拟)函数y =ln ⎝⎛⎭⎫1+1x +1-x 2的定义域为________. 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧ 1+1x >0,1-x 2≥0⇒⎩⎪⎨⎪⎧x <-1或x >0,-1≤x ≤1⇒0<x ≤1. 所以该函数的定义域为(0,1].答案:(0,1]10.(2019·益阳、湘潭调研)若函数f (x )=⎩⎨⎧ lg 1-x ,x <0,-2x ,x ≥0,则f (f (-9))=________. 解析:∵函数f (x )=⎩⎨⎧ lg 1-x ,x <0,-2x ,x ≥0,∴f (-9)=lg 10=1,∴f (f (-9))=f (1)=-2. 答案:-211.(2018·张掖一诊)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x >0,x +1,x ≤0,若f (a )+f (1)=0,则实数a 的值等于________.解析:∵f (1)=2,且f (1)+f (a )=0,∴f (a )=-2<0,故a ≤0. 依题知a +1=-2,解得a =-3.答案:-312.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 12x +1,x ≤0,-x -12,x >0,使f (x )≥-1成立的x 的取值范围是________. 解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤0,12x +1≥-1或⎩⎪⎨⎪⎧ x >0,-x -12≥-1,解得-4≤x ≤0或0<x ≤2,故所求x 的取值范围是[-4,2].答案:[-4,2]13.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax +b ,x <0,2x ,x ≥0,且f (-2)=3,f (-1)=f (1). (1)求函数f (x )的解析式;(2)在如图所示的直角坐标系中画出f (x )的图象.解:(1)由f (-2)=3,f (-1)=f (1),得⎩⎪⎨⎪⎧ -2a +b =3,-a +b =2, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =-1,b =1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +1,x <0,2x ,x ≥0. (2)函数f (x )的图象如图所示.。
高一函数知识点总结及例题高一函数知识点总结及例题:1. 函数的定义与性质:- 函数的定义:函数是一种对应关系,每个自变量对应唯一的因变量。
- 定义域和值域:函数的定义域是自变量的取值范围,值域是函数的所有可能的因变量值的集合。
- 奇偶性:奇函数的图像以原点对称,即满足$f(-x)=-f(x)$;偶函数的图像以y轴对称,即满足$f(-x)=f(x)$。
- 单调性:递增函数的图像从左到右逐渐升高;递减函数的图像从左到右逐渐降低。
例题:给定函数$f(x)=2x^2+3x-1$,求其定义域和值域。
解答:由于函数是多项式函数,所以定义域为全体实数。
接下来求值域,可以求出函数的导函数$f'(x)=4x+3$,根据导函数的单调性可以判断函数的增减性。
导函数的系数为正数4,所以原函数是递增函数。
考虑到函数是二次函数,开口向上,所以函数的最小值就是导数的零点,即$x=-\frac{3}{4}$。
将$x=-\frac{3}{4}$代入函数中,得到最小值为$f(-\frac{3}{4}) = -\frac{7}{8}$。
所以值域为$[-\frac{7}{8},+\infty)$。
2. 基本初等函数:- 线性函数:$f(x)=kx+b$,k为斜率,b为截距。
- 幂函数:$f(x)=x^a$,a为常数,当a>0时,函数递增;当a<0时,函数递减。
- 指数函数:$f(x)=a^x$,a为常数,a>1时,函数递增;0<a<1时,函数递减。
- 对数函数:$f(x)=\log_a x$,a为常数,a>1时,函数递增;0<a<1时,函数递减。
- 三角函数:正弦函数、余弦函数、正切函数等。
例题:已知函数$f(x)=2^x-3$,求解方程$f(x)=0$的解。
解答:将$f(x)$置0得到方程$2^x-3=0$,移项得$2^x=3$。
由指数函数的性质可知,$x=\log_2 3$。
高一数学知识点全部归纳总结大全数学是一门重要的学科,也是高中阶段学习的核心科目之一。
在高一学年,学生们将接触到许多数学知识点,这些知识点对于他们后续的学习起着至关重要的作用。
为了帮助广大高一学生更好地理解和掌握数学知识,在这里我将对高一数学知识点进行归纳总结。
以下是高一数学知识点的全部梳理:一、函数与导数1. 函数的定义与性质函数的概念、自变量、因变量、定义域、值域等函数的奇偶性、周期性函数的可导性与连续性等2. 初等函数幂函数、指数函数、对数函数、三角函数及其性质等3. 导数与微分导数的概念与求导法则函数的单调性与凹凸性函数的极值与最值等二、平面解析几何1. 点、线、面的位置关系平行、垂直、共面等概念及判定方法2. 直线与圆的性质直线的斜率与截距圆的标准方程与一般方程切线与法线方程等3. 向量的概念与运算向量的加减法、数量积、向量积等三、三角函数与解三角形1. 三角函数的基本概念正弦、余弦、正切等的定义与性质2. 角度与弧度制角度与弧度的换算关系3. 解三角形已知三边、已知两边一角、已知两角一边的三角形解法四、数列与数列求和1. 等差数列与等比数列等差数列的通项公式、前n项和公式等比数列的通项公式、前n项和公式2. 递推关系与递推公式递推关系的求解与应用3. 等差中项与等比中项等差中项、等比中项的求解与应用五、平面向量与解几何问题1. 平行四边形法则与平行向量性质平行四边形法则的应用平行向量的性质与判定方法2. 向量的数量积与投影数量积与投影的定义与性质3. 点与直线的距离与位置关系点到直线的距离公式与应用直线与直线的位置关系判定方法六、概率论与数理统计1. 随机事件与概率基本概念与计算方法2. 条件概率与独立事件条件概率与乘法公式独立事件的概念与判定方法3. 数理统计的概念与应用样本与总体的区别与联系统计指标的计算与应用以上就是高一数学知识点的全部归纳总结。
希望这些内容能够对高一学生的学习有所帮助,让大家更好地掌握数学知识,提高数学水平。
高一函数入门基础知识
高一函数入门基础知识包括函数的定义、函数的表示方法、函数的性质、函数的定义域和值域等。
以下是具体的介绍:
1. 函数的定义:函数是一种数学概念,用来描述两个变量之间的关系。
函数的定义通常包括自变量和因变量两个部分,自变量是函数的输入值,因变量是函数的输出值。
函数可以表示为y=f(x),其中x是自变量,y是因变量,f表示一种对应关系,称为函数关系。
2. 函数的表示方法:函数的表示方法有两种,一种是解析法,即用数学表达式表示函数关系;另一种是图表法,即用图形表示函数关系。
在高一函数入门中,我们主要学习解析法,通过给定的函数表达式来理解函数关系。
3. 函数的性质:函数的性质包括单调性、奇偶性、周期性等。
单调性是指函数在某一段区间内单调递增或单调递减;奇偶性是指函数是否具有对称性;周期性是指函数是否存在周期性变化。
4. 函数的定义域和值域:函数的定义域是指自变量的取值范围,值域是指因变量的取值范围。
在高一函数入门中,我们需要掌握如何求函数的定义域和值域,以及理解定义域和值域的概念。
5. 初等函数:初等函数是指常见的函数类型,如一次函数、二次函数、幂函数、对数函数等。
高一函数入门中,我们需要掌握这些函数的表达式、性质和图像。
总之,高一函数入门基础知识是学习函数的基础,需要掌握函数的定义、表示方法、性质、定义域和值域等概念,同时熟悉常见的初等函数的表达式、性质和图像。
1 函数的定义域和值域要点梳理1.常见基本初等函数的定义域(1)函数y =a x (a >0且a ≠1)、y =sin x 、y =cos x 的定义域是R(2) y =log a x 的定义域是{x |x >0}或(0,+∞),y =tan x 的定义域是{x |x ≠kπ+π2,k ∈Z }. 求定义域方法:①分式中的分母不为0;②偶次根式的被开方数非负;③y =x 0要求x ≠0;④对数式中的真数大于0,底数大于0且不等于1.2.基本初等函数的值域(1)y =kx +b (k ≠0)的值域是R .(2)y =ax 2+bx +c (a ≠0)的值域是:当a >0时,值域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫yy ≥4ac -b 24a ;当a <0时,值域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫yy ≤4ac -b 24a .(3)y =k x (k ≠0)的值域是{y |y ≠0}.(4)y =a x (a >0且a ≠1)的值域是{y |y >0}.(5)y =log a x (a >0且a ≠1)的值域是R .(6)y =sin x ,y =cos x 的值域是[-1,1].(7)y =tan x 的值域是R .求值域方法:(1)观察法:一些简单函数,通过观察法求值域.(2)配方法:“二次函数类”用配方法求值域.(3)换元法:形如y =ax +b ±cx +d (a ,b ,c ,d 均为常数,且a ≠0)的函数常用换元法求值域,形如y =ax +a -bx 2的函数用三角函数代换求值域.(4)分离常数法:形如y =cx +d ax +b(a ≠0)的函数可用此法求值域.(5)单调性法:函数单调性的变化是求最值和值域的依据,根据函数的单调区间判断其增减性进而求最值和值域.(6)数形结合法,(7)导数法,(8)利用基本不等式典型例题求函数的定义域例1、函数f (x )=1-2x +1x +3的定义域为________. 例2、函数f (x )=x 22-x-lg(x -1)的定义域是________. 例3、函数f (x )=2x +12x 2-x -1的定义域是________. 求函数的值域例4、求下列函数的值域.(1)y =x 2+2x (x ∈[0,3]); (2)y =1-x 21+x 2; (3)y =x +4x(x <0);(4)f (x )=x -1-2x (5)y =log 3x +log x 3-1(x >1).例5、若函数f (x )= 2x 2+2ax -a -1的定义域为R ,则a 的取值范围。
第二节函数的定义域和值域[知识能否忆起]1.常见基本初等函数的定义域 (1)分式函数中分母不等于零.(2)偶次根式函数被开方式大于或等于0. (3)一次函数、二次函数的定义域均为R. (4)y =a x,y =sin x ,y =cos x ,定义域均为R.(5)y =tan x 的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫xx ≠k π+π2,k ∈Z .(6)函数f (x )=x 0的定义域为{x |x ≠0}.(7)实际问题中的函数定义域,除了使函数的解析式有意义外,还要考虑实际问题对函数自变量的制约.2.基本初等函数的值域 (1)y =kx +b (k ≠0)的值域是R.(2)y =ax 2+bx +c (a ≠0)的值域是:当a >0时,值域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫yy ≥4ac -b 24a ;当a <0时,值域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫yy ≤4ac -b 24a . (3)y =k x(k ≠0)的值域是{y |y ≠0}. (4)y =a x(a >0且a ≠1)的值域是{y |y >0}. (5)y =log a x (a >0且a ≠1)的值域是R. (6)y =sin x ,y =cos x 的值域是[-1,1]. (7)y =tan x 的值域是R.[小题能否全取]1.(教材习题改编)若f (x )=x 2-2x ,x ∈[-2,4],则f (x )的值域为( ) A .[-1,8] B .[-1,16] C .[-2,8]D .[-2,4]答案:A 2.函数y =1x 2+2的值域为( ) A .R解析:选D ∵x 2+2≥2,∴0<1x 2+2≤12.∴0<y ≤12. 3.(2012·山东高考)函数f (x )=1ln?x +1?+ 4-x 2的定义域为( )A .[-2,0)∪(0,2]B .(-1,0)∪(0,2]C .[-2,2]D .(-1,2]解析:选B x 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,x +1≠1,4-x 2≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧x >-1,x ≠0,-2≤x ≤2.解得-1<x <0或0<x ≤2.4.(教材习题改编)函数f (x )=x -4|x |-5的定义域为________.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧x -4≥0,|x |-5≠0,得x ≥4且x ≠5.答案:{x |x ≥4,且x ≠5}5.(教材习题改编)若x 有意义,则函数y =x 2+3x -5的值域是________. 解析:∵x 有意义,∴x ≥0.又y =x 2+3x -5=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +322-94-5,∴当x =0时,y min =-5. 答案:[-5,+∞)函数的最值与值域的关系函数的最值与函数的值域是关联的,求出了函数的值域也就能确定函数的最值情况,但只确定了函数的最大(小)值,未必能求出函数的值域.[注意] 求函数的值域,不但要重视对应关系的作用,而且还要特别注意函数定义域.求函数的定义域典题导入[例1] (1)(2012·大连模拟)求函数f (x )=lg?x 2-2x ?9-x 2的定义域; (2)已知函数f (2x)的定义域是[-1,1],求f (x )的定义域.[自主解答] (1)要使该函数有意义,需要⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x >0,9-x 2>0,则有⎩⎪⎨⎪⎧x <0或x >2,-3<x <3,解得-3<x <0或2<x <3,所以所求函数的定义域为(-3,0)∪(2,3). (2)∵f (2x)的定义域为[-1,1], 即-1≤x ≤1,∴12≤2x≤2,故f (x )的定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2.若本例(2)条件变为:函数f (x )的定义域是[-1,1],求f (log 2x )的定义域. 解:∵函数f (x )的定义域是[-1,1], ∴-1≤x ≤1,∴-1≤log 2x ≤1,∴12≤x ≤2.故f (log 2x )的定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2. 由题悟法简单函数定义域的类型及求法(1)已知函数的解析式,则构造使解析式有意义的不等式(组)求解. (2)对实际问题:由实际意义及使解析式有意义构成的不等式(组)求解. (3)对抽象函数:①若已知函数f (x )的定义域为[a ,b ],则函数f (g (x ))的定义域由不等式a ≤g (x )≤b 求出; ②若已知函数f (g (x ))的定义域为[a ,b ],则f (x )的定义域为g (x )在x ∈[a ,b ]时的值域.以题试法1.(1)函数y =2x -x2ln?2x -1?的定义域是________.(2)(2013·沈阳质检)若函数y =f (x )的定义域为[-3,5],则函数g (x )=f (x +1)+f (x -2)的定义域是( )A .[-2,3]B .[-1,3]C .[-1,4]D .[-3,5]解析:(1)由⎩⎪⎨⎪⎧2x -x 2≥0,ln?2x -1?≠0,2x -1>0,得⎩⎪⎨⎪⎧0≤x ≤2,x ≠1,x >12.所以函数的定义域为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1∪(1,2].(2)由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧-3≤x +1≤5,-3≤x -2≤5,解不等式组可得-1≤x ≤4. 所以函数g (x )的定义域为[-1,4].答案:(1)⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1∪(1,2] (2)C 求已知函数的值域典题导入[例2] 求下列函数的值域. (1)y =x 2+2x (x ∈[0,3]); (2)y =1-x 21+x 2;(3)y =x +4x(x <0);(4)f (x )=x -1-2x . [自主解答] (1)(配方法)y =x 2+2x =(x +1)2-1,∵y =(x +1)2-1在[0,3]上为增函数, ∴0≤y ≤15,即函数y =x 2+2x (x ∈[0,3])的值域为[0,15]. (2)y =1-x 21+x 2=21+x 2-1,∵1+x 2≥1,∴0<21+x2≤2.∴-1<21+x 2-1≤1.即y ∈(-1,1].∴函数的值域为(-1,1].(3)∵x <0,∴x +4x=-⎝ ⎛⎭⎪⎫-x -4x ≤-4,当且仅当x =-2时等号成立. ∴y ∈(-∞,-4].∴函数的值域为(-∞,-4].(4)法一:(换元法)令1-2x =t ,则t ≥0且x =1-t22,于是y =1-t 22-t =-12(t +1)2+1,由于t ≥0,所以y ≤12,故函数的值域是⎝⎛⎦⎥⎤-∞,12.法二:(单调性法)f (x )的定义域为⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,12容易判断f (x )为增函数,所以f (x )≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=12,即函数的值域是⎝⎛⎦⎥⎤-∞,12.由题悟法求函数值域常用的方法(1)配方法,多适用于二次型或可转化为二次型的函数(例(1)). (2)换元法(例(4)). (3)基本不等式法(例(3)). (4)单调性法(例(4)). (5)分离常数法(例(2)).[注意] 求值域时一定要注意定义域的使用,同时求值域的方法多种多样,要适当选择.以题试法2.(1)函数y =x -3x +1的值域为________. (2)(2012·海口模拟)在实数的原有运算中,我们定义新运算“⊕”如下:当a ≥b 时,a ⊕b =a ;当a <b 时,a ⊕b =b 2.设函数f (x )=(1⊕x )x -(2⊕x ),x ∈[-2,2],则函数f (x )的值域为________.解析:(1)y =x -3x +1=x +1-4x +1=1-4x +1, 因为4x +1≠0,所以1-4x +1≠1, 即函数的值域是{y |y ∈R ,y ≠1}.(2)由题意知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -2,x ∈[-2,1],x 3-2,x ∈?1,2],当x ∈[-2,1]时,f (x )∈[-4,-1]; 当x ∈(1,2]时,f (x )∈(-1,6], 即当x ∈[-2,2]时,f (x )∈[-4,6].答案:(1){y |y ∈R ,y ≠1} (2)[-4,6]与函数定义域、值域有关的参数问题典题导入[例3] (2012·合肥模拟)若函数f (x )= 2x 2+2ax -a -1的定义域为R ,则a 的取值范围为________.[自主解答] 函数f (x )的定义域为R ,所以2x 2+2ax -a -1≥0对x ∈R 恒成立,即2x 2+2ax -a ≥1,x 2+2ax -a ≥0恒成立,因此有Δ=(2a )2+4a ≤0,解得-1≤a ≤0. [答案] [-1,0]由题悟法求解定义域为R 或值域为R 的函数问题时,都是依据题意,对问题进行转化,转化为不等式恒成立问题进行解决,而解决不等式恒成立问题,一是利用判别式法,二是利用分离参数法,有时还可利用数形结合法.以题试法3.(2012·烟台模拟)已知函数f (x )=4|x |+2-1的定义域是[a ,b ](a ,b ∈Z),值域是[0,1],则满足条件的整数数对(a ,b )共有________个.解析:由0≤4|x |+2-1≤1,即1≤4|x |+2≤2,得0≤|x |≤2,满足整数数对的有(-2,0),(-2,1),(-2,2),(0,2),(-1,2)共5个.答案:5函数的值域由函数的定义域和对应关系完全 确定,但因函数千变万化,形式各异,值域的求 法也各式各样,因此求函数的值域就存在一定的 困难,解题时,若方法适当,能起到事半功倍的 作用.求函数值域的常用方法有配方法、换元法、 分离常数法、基本不等式法、单调性法(以上例2 都已讲解)、判别式法、数形结合法等.1.数形结合法利用函数所表示的几何意义,借助于图象的直观性来求函数的值域,是一种常见的方法,如何将给定函数转化为我们熟悉的模型是解答此类问题的关键.[典例1] 对a ,b ∈R ,记max|a ,b |=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≥b ,b ,a <b .函数f (x )=max||x +1|,|x -2||(x ∈R)的值域是________.[解析] f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x +1|,x ≥12,|x -2|,x <12,由图象知函数的值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞.[答案] ⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞[题后悟道] 利用函数所表示的几何意义求值域(最值),通常转化为以下两种类型: (1)直线的斜率:yx 可看作点(x ,y )与(0,0)连线的斜率;y -bx -a可看作点(x ,y )与点(a ,b )连线的斜率. (2)两点间的距离: ?x -x 1?2+?y -y 1?2可看作点(x ,y )与点(x 1,y 1)之间的距离. 针对训练1.函数y =?x +3?2+16+?x -5?2+4的值域为________. 解析:函数y =f (x )的几何意义为:平面内一点P (x,0)到两点A (-3,4)和B (5,2)距离之和.由平面几何知识,找出B 关于x 轴的对称点B ′(5,-2).连接AB ′交x 轴于一点P 即为所求的点,最小值y =|AB ′|=82+62=10.即函数的值域为[10,+∞). 答案:[10,+∞) 2.判别式法对于形如y =a 1x 2+b 1x +c 1a 2x 2+b 2x +c 2(a 1,a 2不同时为零)的函数求值域,通常把其转化成关于x 的一元二次方程,由判别式Δ≥0,求得y 的取值范围,即为原函数的值域.[典例2] 函数y =x 2-xx 2-x +1的值域为________.[解析] 法一:(配方法) ∵y =1-1x 2-x +1,又x 2-x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34≥34,∴0<1x 2-x +1≤43,∴-13≤y <1.∴函数的值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-13,1.法二:(判别式法)由y =x 2-xx 2-x +1,x ∈R ,得(y -1)x 2+(1-y )x +y =0. ∵y =1时,x ∈?,∴y ≠1.又∵x ∈R ,∴Δ=(1-y )2-4y (y -1)≥0, ∴-13≤y <1.∴函数的值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-13,1. [答案] ⎣⎢⎡⎭⎪⎫-13,1 [题后悟道] 本题解法二利用了判别式法,利用判别式法首先把函数转化为一个系数含有y 的二次方程a (y )x 2+b (y )x +c (y )=0,则在a (y )≠0时,若x ∈R ,则Δ≥0,从而确定函数的最值;再检验a (y )=0时对应的x 的值是否在函数定义域内,以决定a (y )=0时y 的值的取舍.针对训练2.已知函数y =mx 2+43x +nx 2+1的最大值为7,最小值为-1,则m +n 的值为( )A .-1B .4C .6D .7解析:选C 函数式可变形为(y -m )x 2-43x +(y -n )=0,x ∈R ,由已知得y -m ≠0,所以Δ=(-43)2-4(y -m )·(y -n )≥0,即y 2-(m +n )y +(mn -12)≤0,①由题意,知不等式①的解集为[-1,7],则-1、7是方程y 2-(m +n )y +(mn -12)=0的两根,代入得⎩⎪⎨⎪⎧1+?m +n ?+mn -12=0,49-7?m +n ?+mn -12=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =5,n =1或⎩⎪⎨⎪⎧m =1,n =5.所以m +n =6.求解函数的值域要根据函数解析式的特点选择恰当的方法,准确记忆常见函数的值域,熟练掌握各种类型函数值域的求法,除前面介绍的几种方法外,还有单调性法、导数法(以后还要讲解).1.函数y =13x -2+lg(2x -1)的定义域是( )解析:选C 由⎩⎪⎨⎪⎧3x -2>0,2x -1>0得x >23.2.(2012·汕头一测)已知集合A 是函数f (x )=1-x 2+x 2-1x的定义域,集合B 是其值域,则A ∪B的子集的个数为( )A .4B .6C .8D .16解析:选C 要使函数f (x )的解析式有意义,则需⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2≥0,x 2-1≥0,x ≠0,解得x =1或x =-1,所以函数的定义域A ={-1,1}.而f (1)=f (-1)=0,故函数的值域B ={0},所以A ∪B ={1,-1,0},其子集的个数为23=8.3.下列图形中可以表示以M ={x |0≤x ≤1}为定义域,以N ={y |0≤y ≤1}为值域的函数的图象是( )解析:选C 由题意知,自变量的取值范围是[0,1],函数值的取值范围也是[0,1],故可排除A 、B ;再结合函数的定义,可知对于集合M 中的任意x ,N 中都有唯一的元素与之对应,故排除D.4.(2013·长沙模拟)下列函数中,值域是(0,+∞)的是( ) A .y =x 2-2x +1 B .y =x +2x +1(x ∈(0,+∞)) C .y =1x 2+2x +1(x ∈N)D .y =1|x +1|解析:选D 选项A 中y 可等于零;选项B 中y 显然大于1;选项C 中x ∈N ,值域不是(0,+∞);选项D 中|x +1|>0,故y >0.5.已知等腰△ABC 周长为10,则底边长y 关于腰长x 的函数关系为y =10-2x ,则函数的定义域为( ) A .RB .{x |x >0}C .{x |0<x <5}解析:选C 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x >0,10-2x >0,即0<x <5.6.函数y =2x -1的定义域是(-∞,1)∪[2,5),则其值域是( ) A .(-∞,0)∪⎝ ⎛⎦⎥⎤12,2B .(-∞,2]∪[2,+∞)D .(0,+∞)解析:选A ∵x ∈(-∞,1)∪[2,5), 故x -1∈(-∞,0)∪[1,4), ∴2x -1∈(-∞,0)∪⎝ ⎛⎦⎥⎤12,2. 7.(2013·安阳4月模拟)函数y =x +1+x -1?0lg?2-x ?的定义域是________.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥0,x -1≠0,2-x >0,2-x ≠1得⎩⎪⎨⎪⎧x ≥-1,x ≠1,x <2,则⎩⎪⎨⎪⎧-1≤x <2,x ≠1,所以定义域是{x |-1≤x <1,或1<x <2}.答案:{x |-1≤x <1,或1<x <2}8.函数y =x -x (x ≥0)的最大值为________. 解析:y =x -x =-(x )2+x =-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+14,即y max =14.答案:149.(2012·太原模考)已知函数f (x )的定义域为[0,1],值域为[1,2],则函数f (x +2)的定义域为____________,值域为__________.解析:由已知可得x +2∈[0,1],故x ∈[-2,-1],所以函数f (x +2)的定义域为[-2,-1].函数f (x )的图象向左平移2个单位得到函数f (x +2)的图象,所以值域不发生变化,所以函数f (x +2)的值域仍为[1,2].答案:[-2,-1] [1,2] 10.求下列函数的值域.(1)y =1-x2x +5;(2)y =2x -1-13-4x .解:(1)y =1-x2x +5=-12?2x +5?+722x +5=-12+722x +5, 因为722x +5≠0,所以y ≠-12, 所以函数y =1-x 2x +5的值域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫y |y ≠-12. (2)法一:(换元法)设13-4x =t ,则t ≥0,x =13-t 24, 于是y =g (t )=2·13-t 24-1-t =-12t 2-t +112=-12(t +1)2+6, 显然函数g (t )在[0,+∞)上是单调递减函数,所以g (t )≤g (0)=112, 因此函数的值域是⎝⎛⎦⎥⎤-∞,112. 法二:(单调性法)函数定义域是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≤134, 当自变量x 增大时,2x -1增大,13-4x 减小,所以2x -1-13-4x 增大,因此函数f (x )=2x -1-13-4x 在其定义域上是单调递增函数,所以当x =134时,函数取得最大值f ⎝ ⎛⎭⎪⎫134=112, 故函数的值域是⎝⎛⎦⎥⎤-∞,112. 11.若函数f (x )=12x 2-x +a 的定义域和值域均为[1,b ](b >1),求a 、b 的值. 解:∵f (x )=12(x -1)2+a -12,∴其对称轴为x =1. 即[1,b ]为f (x )的单调递增区间.∴f (x )min =f (1)=a -12=1① f (x )max =f (b )=12b 2-b +a =b ②由①②解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =32,b =3. 12.(2013·宝鸡模拟)已知函数g (x )=x +1, h (x )=1x +3,x ∈(-3,a ],其中a 为常数且a >0,令函数f (x )=g (x )·h (x ).(1)求函数f (x )的表达式,并求其定义域;(2)当a =14时,求函数f (x )的值域. 解:(1)f (x )=x +1x +3,x ∈[0,a ](a >0). (2)函数f (x )的定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,14, 令x +1=t ,则x =(t -1)2,t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,32, f (x )=F (t )=t t 2-2t +4=1t +4t-2, 当t =4t 时,t =±2?⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,32,又t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,32时,t +4t 单调递减,F (t )单调递增,F (t )∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,613. 即函数f (x )的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,613.1.函数y =2--x 2+4x 的值域是( )A .[-2,2]B .[1,2]C .[0,2]D .[-2,2] 解析:选C -x 2+4x =-(x -2)2+4≤4,0≤-x 2+4x ≤2,-2≤--x 2+4x ≤0,0≤2--x 2+4x ≤2,所以0≤y ≤2.2.定义区间[x 1,x 2](x 1<x 2)的长度为x 2-x 1,已知函数f (x )=|log 12x |的定义域为[a ,b ],值域为[0,2],则区间[a ,b ]的长度的最大值与最小值的差为________.解析:由函数f (x )=|log 12x |的图象和值域为[0,2]知,当a =14时,b ∈[1,4];当b =4时,a ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,1,所以区间[a ,b ]的长度的最大值为4-14=154,最小值为1-14=34.所以区间长度的最大值与最小值的差为154-34=3. 答案:3 3.运货卡车以每小时x 千米的速度匀速行驶130千米(50≤x ≤100)(单位:千米/小时).假设汽油的价格是每升2元,而汽车每小时耗油⎝ ⎛⎭⎪⎫2+x 2360升,司机的工资是每小时14元. (1)求这次行车总费用y 关于x 的表达式;(2)当x 为何值时,这次行车的总费用最低,并求出最低费用的值.解:(1)行车所用时间为t =130x (h), y =130x ×2×⎝ ⎛⎭⎪⎫2+x 2360+14×130x ,x ∈[50,100]. 所以,这次行车总费用y 关于x 的表达式是 y =2 340x +1318x ,x ∈[50,100]. (2)y =2 340x +1318x ≥2610,当且仅当2 340x =1318x , 即x =1810时,上述不等式中等号成立.当x =1810时,这次行车的总费用最低,最低费用为2610元.1.已知函数f (x )=2x +4-x ,则函数f (x )的值域为( )A .[2,4]B .[0,2 5 ]C .[4,2 5 ]D .[2,2 5 ] 解析:选D ∵x ∈[0,4],∴可令x =4cos 2θ,θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2, 则y =2·2cos θ+2sin θ=25sin(θ+φ),tan φ=2.又0≤θ≤π2,φ≤θ+φ≤π2+φ, 故cos φ≤sin(θ+φ)≤1,而cos φ=15, ∴2≤y ≤2 5.2.若函数f (x )= ?a 2-1?x 2+?a -1?x +2a +1的定义域为R ,求实数a 的取值范围. 解:由函数的定义域为R ,可知对x ∈R ,f (x )恒有意义,即对x ∈R ,(a 2-1)x 2+(a -1)x +2a +1≥0恒成立.①当a 2-1=0,即a =1(a =-1舍去)时,有1≥0,对x ∈R 恒成立,故a =1符合题意; ②当a 2-1≠0,即a ≠±1时,则有 ⎩⎪⎨⎪⎧ a 2-1>0,Δ=?a -1?2-4?a 2-1?×2a +1≤0,解得1<a ≤9.综上,可得实数a 的取值范围是[1,9].。
高一数学必修一函数知识点分析1、函数:设A、B为非空集合,如果按照某个特定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数,写作y=f(x),x∈A,其中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域,与x相对应的y的值叫做函数值,函数值的集合B={f(x)∣x∈A }叫做函数的值域。
⑴ 若x处于分母位置,则分母x不能为0。
⑵ 偶次方根的被开方数不小于0。
⑶ 对数式的真数必须大于0。
⑷ 指数对数式的底,不得为1,且必须大于0。
⑸ 指数为0时,底数不得为0。
⑹ 如果函数是由一些基本函数通过四则运算结合而成的,那么,它的定义域是各个部分都有意义的x值组成的集合。
⑺ 实际问题中的函数的定义域还要保证实际问题有意义。
3、相同函数⑴ 表达式相同:与表示自变量和函数值的字母无关。
⑵ 定义域一致,对应法则一致。
4、函数值域的求法⑴ 观察法:适用于初等函数及一些简单的由初等函数通过四则运算得到的函数。
⑵ 图像法:适用于易于画出函数图像的函数已经分段函数。
⑶ 配方法:主要用于二次函数,配方成 y=(x-a)2+b 的形式。
⑷ 代换法:主要用于由已知值域的函数推测未知函数的值域。
5、函数图像的变换⑴ 平移变换:在x轴上的变换在x上就行加减,在y轴上的变换在y上进行加减。
⑵ 伸缩变换:在x前加上系数。
⑶ 对称变换:高中阶段不作要求。
6、映射:设A、B是两个非空集合,如果按某一个确定的对应法则f,使对于A中的任意仪的元素x,在集合B中都有唯一的确定的y与之对应,那么就称对应f:A→B为从集合A到集合B的映射。
⑴ 集合A中的每一个元素,在集合B中都有象,并且象是唯一的。
⑵ 集合A中的不同元素,在集合B中对应的象可以是同一个。
⑶ 不要求集合B中的每一个元素在集合A中都有原象。
7、分段函数⑴ 在定义域的不同部分上有不同的解析式表达式。
⑵ 各部分自变量和函数值的取值范围不同。
函数的值域与表示知识集结知识元常见的求函数值域类型知识讲解一、定义函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.A是函数的定义域.二、求函数值域的常用方法(1)公式法:适用于一次函数、二次函数、反比例函数及以后要学的基本初等函数,形如(且分式不可约)的值域为.(2)图象法:适用于能画出图象的函数,如,.(3)不等式性质法(包含观察法、配方法、分离常数法、有界法):适用于解析式中只出现“一个”或通过变形化成只能出现“一个”函数,如:,等.(4)换元法:适用于无理式中含有自变量的函数,如等.(5)判别式:适用于形如(,不全为零且分式不可约)的函数.(6)方程思想(包括判别式法、反解法):适用于可解出的解析式函数,如等.例题精讲常见的求函数值域类型例1.函数f(x)=x+1,x∈{﹣1,1,2}的值域是()A.0,2,3B.0≤y≤3C.{0,2,3}D.[0,3]例2.函数y=的定义域是(﹣∞,1)∪[2,5),则其值域是()A.(﹣∞,0)∪(,2]B.(﹣∞,2]C.(﹣∞,)∪[2,+∞)D.(0,+∞)例3.函数y=的值域是()A.(﹣∞,1)∪(1,+∞)B.(﹣∞,0)∪(0,+∞)C.(﹣∞,)∪(,+∞)D.(﹣∞,)∪(,+∞)例4.函数的值域是.备选题库知识讲解本题库作为知识点“函数的值域”的题目补充.例题精讲备选题库例1.函的值域是()A.R B.[-1,1]C.{-1,1}D.{-1,0,1}例2.函数y=的值域是()A.[0,+∞)B.[0,4]C.[0,4)D.(0,4)例3.函数的值域为()A.[-1,+∞)B.[0,+∞)C.(-1,+∞)D.(0,+∞)例4.已知,则函数f(x)=log2x的值域是()A.[-3,-2]B.[-2,3]C.[-3,3]D.[-2,2]例5.函数y=2+1的值域为()A.[0,+∞)B.[1,+∞)C.[2,+∞)D.例6.已知函数f(x)=-,则函数f(x)的值域为()A.[-3,0]B.[0,3]C.[-3,3]D.[3,12]例7.下列哪个函数的定义域与函数f(x)=()x的值域相同()A.y=|x|B.y=C.y=x+D.y=lnx例8.定义函数f(x)={x∙{x}},其中{x}表示不小于x的最小整数,如{1.5}=2,{-2.5}=-2,当x∈(0,n],n∈N*时,函数f(x)的值域为A n,记集合A n中元素的个数为a n,则a n=()A.n B.C.D.图象法知识讲解1.图象法在坐标平面中用曲线的表示出函数关系.即图象上的任意点的坐标满足函数的关系式,反之满足函数关系的点都在图象上.这种由图形表示函数的方法叫作图象法.2.函数图象的作法步骤①列表;②.描点;③.连线.注意:一般情况下,函数需要同解变形后,结合函数的定义域,通过函数的对应法则,列出表格,然后在直角坐标系中,准确描点,然后连线(平滑曲线)例题精讲图象法例1.若a+b=0,则直线y=ax+b的图象可能是()A.B.C.D.例2.若一次函数y=ax+b的图象经过二、三、四象限,则二次函数y=ax2+bx的图象可能是()A.B.C.D.例3.甲、乙两人在一次赛跑中,从同一地点出发,路程S与时间t的函数关系如图所示,则下列说法正确的是()A.甲比乙先出发B.乙比甲跑的路程多C.甲、乙两人的速度相同D.甲比乙先到达终点例4.已知函数f(x)=x2﹣2x,则下列各点中不在函数图象上的是()A.(1,﹣1)B.(﹣1,3)C.(2,0)D.(﹣2,6)例5.可作为函数y=f(x)的图象的是()A.B.C.D.图象的平移变换知识讲解一、变换作图法设,.例题精讲图象的平移变换例1.已知函数f(x)的图象关于直线x=1对称,如图所示,则满足等式f(a﹣1)=f(5)的实数a的值为.例2.已知反比例函数y=的图象如图所示,则二次函数y=2kx2﹣4x+k2的图象大致为()A.B.C.D.例3.若函数y=f(x)的图象如图①所示,则图②对应函数的解析式可以表示为()A.y=f(|x|)B.y=|f(x)|C.y=f(﹣|x|)D.y=﹣f(|x|)例4.函数y=f(x)的图象是两条直线的一部分(如图所示),其定义域为[﹣1,0)∪(0,1],则不等式f(x)﹣f(﹣x)>﹣1的解集为.例5.将y=f(x)的图象的横坐标伸长为原来的3倍,纵坐标缩短为原来的,则所得函数的解析式为()A.y=3f(3x)B.C.D.函数的解析式知识讲解一、解析法:用解析式把把x与y的对应关系表述出来,y=f(x);这种方法叫做解析法.注意:函数的三种表示方法间具有互补性,因此在实际研究问题时,通常是三种方法交替使用,例如在研究用解析式表示的某一函数的性质时,可以根据解析式画出函数图象,数形结合更清晰、直观,如何画函数图象?列表法,通常取其自变量的部分值,根据解析式算出相应的函数值,列表显示其数值的对应关系,再根据表格,在平面直角坐标系中描点,形成该函数的图象.二、求函数解析式的常用方法1.配凑法:原函数的表达式为,t是关于x的式子,要求的解析式,这是要把通过变形、整理,使其变为只含t与常数的式子,然后将t换成x,即可以得到的解析式,这种方法叫做配凑法.2.换元法:解题时,把某个式子看做整体,用一个新的变量取代替它,从而使问题简化,这种方法叫做配凑法.3.待定系数法:已知的函数类型,要求的解析式时,可根据类型先设出函数解析式,再将对应值代入,利用恒等式原理求出待定系数即可.4.解方程组法(或消元法):在已知式子中,含有关于两个不同变量的函数,而这两个变量有着某种关系,这时就要依据两个变量的关系,建立一个新的关于两个变量的式子,由两个式子建立方程组,通过解方程组消去一个变量,得到目标变量的解析式,这种方法叫做解方程组法(或消元法).5.赋值法:如果一个函数关系式中的变量对某个范围内的一切值都成立,结合题设条件的结构特点,给变量适当赋值,从而使问题简单化、具体化.例题精讲函数的解析式例1.若函数,,则f(x)+g(x)=.例2.已知a,b为常数,若f(x)=x2+4x+3,f(ax+b)=x2+10x+24,则5a﹣b =.例3.已知f(x)=2x+3,g(x+2)=f(x),则g(x)等于()A.2x+1B.2x﹣1C.2x﹣3D.2x+7例4.已知g(x)=1﹣2x,f[g(x)]=(x≠0),则f()等于()A.15B.1C.3D.30例5.已知f(x+1)=2x2+1,则f(x﹣1)=.构造函数知识讲解例题精讲分段函数知识讲解1.定义分段函数是定义在不同区间上解析式也不相同的函数.若函数在定义域的不同子集上的对应法则不同,可用几个式子来表示函数,这种形式的函数叫分段函数.已知一个分段函数在某一区间上的解析式,求此函数在另一区间上的解析式,这是分段函数中最常见的问题.1.学习分段函数的注意事项(1)分段函数是一个函数,而不是几个函数;(2)处理分段函数问题时,要首先确定自变量的取值属于哪一范围,然后选取相应的对应关系.要注意写解析式是各自端点的开闭,做到不重复、不遗漏.(3)分段函数的定义域是各段定义域的并集,分段函数的值域是分别求出各段上值域的并集;分段函数的最大(小)值则是分别在没端上求出最大(小)值,然后取各个最大(小)值中的最大(小)值.例题精讲分段函数例1.设f(x)=,则f(5)的值为()A.10B.11C.12D.13例2.函数,其中P、M为实数集R的两个非空子集,又规定A={y|y =f(x),x∈P},B={y|y=f(x),x∈M},给出下列三个判断:①若P∩M=Φ,则A∩B=Φ;②若P∪M=R,则A∪B=R;③若P∪M≠R,则A∪B≠R.其中错误的判断是(只需填写序号).例3.已知函数f(x)=则f(f(5))=()A.0B.-2C.-1D.1例4.设f(x)=,则f(5)的值为()A.10B.11C.12D.例5.设函数f(x)=,若互不相等的实数x1,x2,x3满足f(x1)=f (x2)=f(x3),则x1+x2+x3的取值范围是()A.(]B.()C.(]D.()列表法知识讲解1.列表法:通过列出自变量与对应的函数值的表来表达函数关系的方法叫列表法.例题精讲列表法例1.设f,g都是由A到A的映射,其对应法则如下表(从上到下):表1映射f的对应法则原象1234象3421表2映射g的对应法则原象1234象4312则与f[g(1)]相同的是()A.g[f(1)]B.g[f(2)]C.g[f(3)]D.g[f(4)]例2.已知函数f(x),g(x)分别由表给出,则f(g(1))=.x123 f(x)213 g(x)321例3.已知函数分别由下表给出x123f(x)131x123g(x)321则f(g(1))=.备选题库知识讲解本题库作为知识点“函数的表示方法”的题目补充.例题精讲备选题库例1.直线l1:y=kx+b和直线l2:(k≠0,b≠0)在同一坐标系中,两直线的图形应为()A.B.C.D.例2.函数f(x)=ln|x|-|x|的图象为()A.B.C.D.例3.二次函数y=ax2+bx+c(x∈R)的部分对应值如表:则不等式ax2+bx+c>0的解集是()A.(-∞,-6)∪(-6,+∞)B.(-∞,-2)∪(3,+∞)C.(-2,3)D.(-6,+∞)例4.已知函数f(x)=x2+bx,若函数y=f(f(x))的最小值与函数y=f(x)的最小值相等,则实数b的取值范围是______________。
二、函数的有关概念1.函数的概念:设A、B是非空的数集,如果按照某个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数.记作: y=f(x),x∈A.其中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)| x∈A }叫做函数的值域.注意:1.定义域:能使函数式有意义的实数x的集合称为函数的定义域。
求函数的定义域时列不等式组的主要依据是:(1)分式的分母不等于零;(2)偶次方根的被开方数不小于零;(3)对数式的真数必须大于零;(4)指数、对数式的底必须大于零且不等于1.(5)如果函数是由一些基本函数通过四则运算结合而成的.那么,它的定义域是使各部分都有意义的x的值组成的集合.(6)指数为零底不可以等于零,(7)实际问题中的函数的定义域还要保证实际问题有意义.相同函数的判断方法:①表达式相同(与表示自变量和函数值的字母无关);②定义域一致 (两点必须同时具备)(见课本21页相关例2)2.值域 : 先考虑其定义域(1)观察法(2)配方法(3)代换法3. 函数图象知识归纳(1)定义:在平面直角坐标系中,以函数y=f(x) , (x∈A)中的x为横坐标,函数值y为纵坐标的点P(x,y)的集合C,叫做函数y=f(x),(x ∈A)的图象.C上每一点的坐标(x,y)均满足函数关系y=f(x),反过来,以满足y=f(x)的每一组有序实数对x、y为坐标的点(x,y),均在C上 .(2) 画法A、描点法:B、图象变换法常用变换方法有三种1)平移变换2)伸缩变换3)对称变换4.区间的概念(1)区间的分类:开区间、闭区间、半开半闭区间(2)无穷区间(3)区间的数轴表示.5.映射一般地,设A、B是两个非空的集合,如果按某一个确定的对应法则f,使对于集合A中的任意一个元素x,在集合B中都有唯一确定的元素y与之对应,那么就称对应f:A→B为从集合A到集合B的一个映射。
专题06 函数的定义域、值域函数的定义域作为函数的要素之一,是研究函数的基础,函数的定义域问题也是高考的热点.函数的值域(最值)也是高考中的一个重要考点,并且值域(最值)问题通常会渗透在各类题目之中,成为解题过程的一部分.【重点知识回眸】1.函数的有关概念 (1)函数的定义域、值域:在函数y =f (x ),x ∈A 中,x 叫做自变量,x 的取值范围A 叫做函数的定义域;与x 的值相对应的y 值叫做函数值,函数值的集合{f (x )|x ∈A }叫做函数的值域.显然,值域是集合B 的子集.(2)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.(3)相等函数:如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,则这两个函数相等,这是判断两函数相等的依据. (4)函数的表示法表示函数的常用方法有:解析法、图象法、列表法.提醒:两个函数的值域和对应关系相同,但两个函数不一定相同,例如,函数f (x )=|x |,x ∈[0,2]与函数f (x )=|x |,x ∈[-2,0]. 2.分段函数若函数在其定义域内,对于定义域内的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数通常叫做分段函数.分段函数虽然由几部分组成,但它表示的是一个函数.提醒:分段函数是一个函数,而不是几个函数,分段函数的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集. 3.常见函数定义域的求法类型x 满足的条件2()nf x (n ∈N *) f (x )≥0 21()n f x (n ∈N *)f (x )有意义 1()f x 与[f (x )]0 f (x )≠0 log a f (x )(a >0且a ≠1) f (x )>0 a f (x )(a >0且a ≠1)f (x )有意义 tan[f (x )]f (x )≠π2+k π,k ∈Z四则运算组成的函数 各个函数定义域的交集实际问题使实际问题有意义4.①若()y f x =的定义域为(),a b ,则不等式()a g x b <<的解集即为函数()()y f g x =的定义域;②若()()y f g x =的定义域为(),a b ,则函数()g x 在(),a b 上的的值域即为函数()y f x =的定义域.5.常见函数的值域:在处理常见函数的值域时,通常可以通过数形结合,利用函数图像将值域解出,熟练处理常见函数的值域也便于将复杂的解析式通过变形与换元向常见函数进行化归.(1)一次函数(y kx b =+):一次函数为单调函数,图像为一条直线,所以可利用边界点来确定值域.(2)二次函数(2y ax bx c =++),给定区间.二次函数的图像为抛物线,通常可进行配方确定函数的对称轴,然后利用图像进行求解.(关键点:①抛物线开口方向,②顶点是否在区间内).(3)反比例函数:1y x=(1)图像关于原点中心对称(2)当,0x y →+∞→ ,当,0x y →-∞→. (4)对勾函数:()0ay x a x=+> ① 解析式特点:x 的系数为1;0a >注:因为此类函数的值域与a 相关,求a 的值时要先保证x 的系数为1,再去确定a 的值 例:42y x x =+,并不能直接确定4a =,而是先要变形为22y x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,再求得2a =② 极值点:,x a x a ==③ 极值点坐标:(,2,,2a a a a --④ 定义域:()(),00,-∞+∞⑤ 自然定义域下的值域:(),22,a a ⎡-∞-+∞⎣(5)函数:()0ay x a x=-> 注意与对勾函数进行对比① 解析式特点:x 的系数为1;0a > ② 函数的零点:x a =③ 值域:R(5)指数函数(xy a =):其函数图像分为1a >与01a <<两种情况,可根据图像求得值域,在自然定义域下的值域为()0,+∞(6)对数函数(log a y x =)其函数图像分为1a >与01a <<两种情况,可根据图像求得值域,在自然定义域下的值域为()0,+∞(7)三角函数的有界性,如sin [1,1],x ∈-cos [1,1]x ∈-. 6.函数值域问题处理策略 (1)换元法:① ()()(),log ,sin f x a y ay f x y f x ===⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦:此类问题在求值域时可先确定()f x 的范围,再求出函数的范围.② ()()(),log ,sin x a y f a y f x y f x ===:此类函数可利用换元将解析式转为()y f t =的形式,然后求值域即可.③形如y ax b cx d =++(2)均值不等式法:特别注意“一正、二定、三相等”.(3)判别式法:若原函数的定义域不是实数集时,应结合函数的定义域,将扩大的部分剔除.(4)分离常数法:一般地, ① ax by cx d+=+:换元→分离常数→反比例函数模型② 2ax bx c y dx e ++=+:换元→分离常数→ay x x=±模型③ 2dx ey ax bx c+=++:同时除以分子:21y ax bx c dx e=+++→②的模型④ 22ax bx cy dx ex f++=++:分离常数→③的模型(5)单调性性质法:利用函数的单调性(6)导数法:利用导数与函数的连续性求图复杂函数的极值和最值, 然后求出值域 (7)数形结合法【典型考题解析】热点一 已知函数解析式求定义域【典例1】(广东·高考真题(文))函数f (x )=11x-+lg(1+x )的定义域是( )A .(-∞,-1)B .(1,+∞)C .(-1,1)∪(1,+∞)D .(-∞,+∞)【答案】C 【解析】根据函数解析式建立不等关系即可求出函数定义域. 【详解】 因为f (x )=11x-+lg(1+x ), 所以需满足1010x x -≠⎧⎨+>⎩,解得1x >-且1x ≠,所以函数的定义域为(-1,1)∪(1,+∞), 故选:C【典例2】(山东·高考真题(文))函数21()4ln(1)f x x x =-+( )A .[-2,0)∪(0,2]B .(-1,0)∪(0,2]C .[-2,2]D .(-1,2]【答案】B 【解析】 【详解】x 满足2101140x x x +>⎧⎪+≠⎨⎪-≥⎩,即1022x x x >-⎧⎪≠⎨⎪-≤≤⎩. 解得-1<x <0或0<x ≤,选B.【典例3】(2019·江苏·高考真题)函数276y x x =+-_____. 【答案】[1,7]-. 【解析】 【分析】由题意得到关于x 的不等式,解不等式可得函数的定义域. 【详解】由已知得2760x x +-≥, 即2670x x --≤ 解得17x -≤≤, 故函数的定义域为[1,7]-.【典例4】(2022·北京·高考真题)函数1()1f x x x=-_________. 【答案】()(],00,1-∞⋃【解析】 【分析】根据偶次方根的被开方数非负、分母不为零得到方程组,解得即可; 【详解】 解:因为()11f x x x =-100x x -≥⎧⎨≠⎩,解得1x ≤且0x ≠,故函数的定义域为()(],00,1-∞⋃; 故答案为:()(],00,1-∞⋃ 【总结提升】已知函数的具体解析式求定义域的方法(1)简单函数的定义域:若f(x)是由一些基本初等函数通过四则运算构成的,则它的定义域为各基本初等函数的定义域的交集.(2)复合函数的定义域:先由外层函数的定义域确定内层函数的值域,从而确定对应的内层函数自变量的取值范围,还需要确定内层函数的定义域,两者取交集即可. 热点二 求抽象函数的定义域【典例5】(全国·高考真题(理))已知()f x 的定义域为(1,0)-,则函数(21)f x +的定义域为 ( ) A .(1,1)- B .1(1,)2--C .(1,0)-D .1(,1)2【答案】B 【解析】 【详解】试题分析:因为函数()f x 的定义域为(1,0)-,故函数(21)f x +有意义只需-1210x <+<即可,解得1-1-2x <<,选B .【典例6】(2023·全国·高三专题练习)已知函数()31f x +的定义域为[]1,7,求函数()f x 的定义域. 【答案】[]4,22 【解析】 【分析】根据复合函数定义域的性质进行求解即可. 【详解】因为()31f x +的定义域为[]1,7,所以17x ≤≤,所以43122x ≤+≤.令31x t +=,则422t ≤≤.即()f t 中,[]4,22t ∈. 故()f x 的定义域为[]4,22.【典例7】(2022·全国·高三专题练习)已知函数(1)y f x +=的定义域为112⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,,则函数2(log )y f x =的定义域为( )A .(0,)+∞B .(0,1)C .22⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .2⎡⎤⎣⎦,【答案】D 【解析】 【分析】根据(1)y f x +=的定义域可知1122x ≤+≤,故21log 22x ≤≤,即可求出答案. 【详解】解:∵函数(1)y f x +=的定义域为112⎡⎤-⎢⎥⎣⎦, ∴112x -≤≤,1122x ≤+≤∴函数2(log )y f x =中,21log 22x ≤≤ 24x ≤≤所以函数2(log )y f x =的定义域为2,]. 故选:D 【总结提升】(1)若已知函数f (x )的定义域为[a ,b ],则复合函数f (g (x ))的定义域由a ≤g (x )≤b 求出. (2)若已知函数f (g (x ))的定义域为[a ,b ],则f (x )的定义域为g (x )在x ∈[a ,b ]时的值域. 热点三 求函数的值域(最值)【典例8】(江西·高考真题(理))若函数()y f x =的值域是1[,3]2,则函数1()()()F x f x f x =+的值域是( ) A .1[,3]2B .10[2,]3 C .510[,]23D .10[3,]3【答案】B 【解析】 【详解】试题分析:设()f x =t,则1,32t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,从而()F x 的值域就是函数11,,32y t t t ⎡⎤=+∈⎢⎥⎣⎦的值域,由“勾函数”的图象可知,102()3F x ≤≤,故选B .【典例9】(2023·全国·高三专题练习)已知函数()y f x =的定义域是R ,值域为[]1,2,则下列四个函数①()21y f x =-;①()21y f x =-;①()12f x y -=;①()2log 11y f x =++,其中值域也为[]1,2的函数个数是( ) A .4 B .3 C .2 D .1【答案】B 【解析】 【分析】求出①②③④中各函数的值域,即可得出合适的选项. 【详解】对于①,因为()12f x ≤≤,则()[]211,3y f x =-∈,①不满足条件;对于②,对于函数()21y f x =-,21x -∈R ,则函数()21y f x =-的值域为[]1,2,②满足条件;对于③,因为()12f x ≤≤,则()[]1,221f x y -∈=,③满足条件; 对于④,因为()12f x ≤≤,()[]11,2f x +∈,则()[]2log 111,2y f x =++∈,④满足条件. 故选:B.【典例10】(2023·全国·高三专题练习)已知函数2()(2)sin(1)1xf x x x x x =--+-在[1,1)-(1,3]⋃上的最大值为M ,最小值为N ,则M N +=( )A .1B .2C .3D .4【答案】B 【解析】 【分析】令1x t -=,()f x 转化为()21sin sin 1g t t t t t =+-+,令()21sin sin h t t t t t=+-,根据奇偶性的定义,可判断()h t 的奇偶性,根据奇偶性,可得()h t 在(][2,0)0,2-⋃最大值与最小值之和为0,分析即可得答案. 【详解】由21()[(1)1]sin(1)11f x x x x =---++- 令1x t -=,因为[1,1)(1,3]x ∈-⋃,所以(][2,0)0,2t ∈-⋃;那么()f x 转化为()21sin sin 1g t t t t t =+-+,(][2,0)0,2t ∈-⋃,令()21sin sin h t t t t t=+-,(][2,0)0,2t ∈-⋃,则()()()()()()2211sin sin sin sin h t t t t t t t h t t t ⎛⎫-=--+--=-+-=- ⎪-⎝⎭,所以()h t 是奇函数可得()h t 的最大值与最小值之和为0, 那么()g t 的最大值与最小值之和为2. 故选:B .【典例11】(2022·河南·郑州四中高三阶段练习(文))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”的美誉,用其名字命名的“高斯函数”: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,也称取整函数,例如:[]1.32-=-,[]3.43=,已知()11313x f x =-+,则函数()y f x ⎡⎤=⎣⎦的值域为______. 【答案】{}1,0- 【解析】 【分析】根据指数函数的性质分析()f x 的值域,进而得到()y f x ⎡⎤=⎣⎦的值域即可 【详解】 ∵()11313x f x =-+,()30,x∈+∞, ∴令30x t =>,则()()1112,1333f x g t t ⎛⎫==-∈- ⎪+⎝⎭故函数()()y f x g t ==⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦的值域为{}1,0-, 故答案为:{}1,0-【典例12】(2023·全国·高三专题练习)函数()21f x x x =+-________;函数24y x x =-________.【答案】 2 22,2⎡⎤-⎣⎦【解析】 【分析】()f x 1x t -换元后化为二次函数可得最大值,函数24y x x =-2cos ([0,])x θθπ=∈,然后利用两角和的余弦公式化函数为一个角的一个三角函数形式,再由余弦函数的性质得取值范围. 【详解】(1)1x -t (t ≥0),所以x =1-t 2.所以y =f (x )=x 1x --t 2+2t =-t 2+2t +1=-(t -1)2+2.所以当t =1即x =0时,y max =f (x )max =2. (2)由4-x 2≥0,得-2≤x ≤2, 所以设x =2cos θ(θ∈[0,π]),则y =2cos θ244cos θ-θ-2sin θ2()4πθ+,因为5[,]444πππθ+∈, 所以cos ()4πθ+∈2⎡-⎢⎣⎦,所以y ∈[-22].故答案为:2;[2,2]-.【典例13】(2023·河南·洛宁县第一高级中学一模(文))已知函数()211122f x x x =++. (1)求()f x 的图像在点()()22f ,处的切线方程; (2)求()f x 在1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的值域.【答案】(1) 7420x y --=; (2)[]2,3. 【解析】 【分析】对于第一小问,把点()()22f ,代入函数解析式,得切点坐标,通过函数求导,得到过切点的切线的斜率,根据直线的点斜式方程,求切线方程.对于第二小问,解不等式()0f x '>,得函数增区间,解不等式()0f x '<,得函数减区间,结合1,22x ⎡∈⎤⎢⎥⎣⎦,确定函数单调性,求得最值,进而得值域.(1) 因为()211122f x x x =++,所以()21f x x x '=-,所以()23f =,()724f '=, 故所求切线方程为()7324y x -=-,即7420x y --=. (2)由(1)知()()()2322111x x x x f x x x -++-'==,1,22x ⎡∈⎤⎢⎥⎣⎦. 令()0f x '>,得12x <≤;令()0f x '<,得112x ≤<.所以()f x 在1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,在[]1,2上单调递增,所以()()min 12f x f ==. 又12128f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()23f =,所以()23f x ≤≤,即()f x 在1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的值域为[]2,3.热点四 求参数的值或取值范围【典例14】(2023·全国·高三专题练习)设a R ∈,函数()2229,1163,1x ax x f x x a x x ⎧-+≤⎪=⎨+->⎪⎩,若()f x 的最小值为()1f ,则实数a 的取值范围为( ) A .[]1,2 B .[]1,3 C .[]0,2 D .[]2,3【答案】A 【解析】 【分析】当1x >时,结合不等式求得其最小值为123a -,当1x ≤时,()()229f x x a a =-+-,根据函数()f x 的最小值为()1f ,列出不等式组,即可求解. 【详解】 当1x >时,22231688883333123x a x a x a a x x x x x+-=++-≥⨯⨯=-, 当且仅当28x x=时,等号成立; 即当1x >时,函数()f x 的最小值为123a -,当1x ≤时,()()222299f x x ax x a a =-+=-+-,要使得函数()f x 的最小值为()1f ,则满足()11102123a f a a ≥⎧⎨=-≤-⎩,解得12a ≤≤,即实数a 的取值范围是[]1,2. 故选:A.【典例15】(2022·全国·高三专题练习)已知函数()221f x ax x =++R ,则实数a 的取值范围是__. 【答案】[1,+∞) 【解析】 【分析】等价于ax 2+2x +1≥0恒成立,再对a 分类讨论得解. 【详解】解:函数()221f x ax x ++R , 即为ax 2+2x +1≥0恒成立, 若a =0,则2x +1≥0不恒成立; 当a >0,∆=4﹣4a ≤0, 解得a ≥1;当a <0,ax 2+2x +1≥0不恒成立. 综上可得,a 的取值范围是[1,+∞). 故答案为:[1,+∞).【典例16】(2016·北京·高考真题(理))设函数33,(){2,x x x af x x x a -≤=->. ①若0a =,则()f x 的最大值为____________________; ②若()f x 无最大值,则实数a 的取值范围是_________________. 【答案】2 (,1)-∞- 【解析】 【分析】试题分析:如图,作出函数3()3g x x x =-与直线 2y x =-的图象,它们的交点是(1,2),(0,0),(1,2)A O B --,由 2'()33g x x =-,知1x =是函数 ()g x 的极小值点,①当0a =时, 33,0(){2,0x x x f x x x -≤=->,由图象可知()f x 的最大值是 (1)2f -=;②由图象知当1a ≥-时, ()f x 有最大值(1)2f -=;只有当 1a <-时,332a a a -<-,()f x 无最大值,所以所求 a 的取值范围是(,1)-∞-.【精选精练】1.(2023·全国·高三专题练习)若集合-1|2M x y x ==⎧⎨⎩,{}2|N y y x -==,则( )A .M N ⋂=∅B .M N ⊆C .N M ⊆D .M =N【答案】B 【解析】 【分析】利用集合间的基本关系来进行运算即可. 【详解】集合M 表示函数21y x =-2x -1>0,解得12x >.集合N 表示函数2y x 的值域,值域为()0,∞+,故选:B.2.(2022·全国·高三专题练习)下列函数中,其定义域和值域分别与函数lg 10x y =的定义域和值域相同的是( ) A .y =x B .y =lg xC .y =2xD .y x【答案】D 【解析】 【分析】求出函数lg 10x y =的定义域和值域,对选项逐一判断即可. 【详解】因函数lg 10x y =的定义域和值域均为()0,∞+, 对于A ,y x =的定义域和值域均为R ,故A 错误;对于B ,lg y x =的定义域和值域分别为()0,,R +∞,故B 错误; 对于C ,2y x =的定义域和值域均为R ,故C 错误;对于D ,y x=定义域和值域均为()0,∞+,故D 正确; 故选:D .3.(2022·全国·高三专题练习)若函数()21f x ax ax =-+R ,则a 的范围是( ) A .()0,4 B .[)0,4 C .(]0,4 D .[]0,4【答案】D 【解析】 【分析】分0a =、0a >、0a <讨论即可求解. 【详解】若()f x 的定义域为R ,则当0a =时,()1f x =满足题意;当0a ≠时,20Δ40a a a >⎧⎨=-≤⎩,解得:04a <≤; 当0a <时,无法满足定义域为R . 综上所述:04a ≤≤,D 正确. 故选:D4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()f x 的定义域为[]0,1,值域为[]1,2,那么函数()2f x +的定义域和值域分别是( )A .[]0,1,[]1,2B .[]2,3,[]3,4C .[]2,1--,[]1,2D .[]1,2-,[]3,4【答案】C 【解析】 【分析】由[]20,1x +∈可求出函数的定义域,由于()2y f x =+的图象是由()y f x =的图象向左平移2个单位得到,所以其值域不变,从而可得答案 【详解】令[]20,1x +∈得[]2,1x ∈--,即为函数()2y f x =+的定义域, 而将函数()y f x =的图象向左平移2个单位即得()2y f x =+的图象, 故其值域不变. 故选:C .5.(2022·江西·高三阶段练习(文))函数()s 2π2inxf x x =+在[0,1]上的值域为( ) A .[1,2] B .[1,3] C .[2,3] D .[2,4]【答案】B 【解析】 【分析】根据指数函数与正弦函数的单调性可得函数()f x 在上单调递增,从而可求()f x 的值域. 【详解】解:易知函数()s 2π2inxf x x =+在[0,1]上单调递增,且(0)1f =,(1)3f =, 所以()f x 在[0,1]上的值域为[1,3]. 故选:B .6.(2022·全国·高三专题练习)已知(12)3,1()ln ,1a x a x f x x x -+<⎧=⎨≥⎩的值域为R ,那么a 的取值范围是( ) A .(﹣∞,﹣1] B .(﹣1,12)C .[﹣1,12)D .(0,1)【答案】C 【解析】 【分析】先求出ln ,1y x x =≥的值域,然后确定(12)3,1y a x a x =-+<的值域所包含的集合,利用一次函数性质可得. 【详解】当x ≥1时,f (x )=ln x ,其值域为[0,+∞),那么当x <1时,f (x )=(1﹣2a )x +3a 的值域包括(﹣∞,0), ∴1﹣2a >0,且f (1)=(1﹣2a )+3a ≥0, 解得:12a <,且a ≥﹣1. 故选:C.7.(2023·全国·高三专题练习)函数f (x 2sin 12x π- )A .54,433k k πππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦ (k ∈Z ) B .154,433k k ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦ (k ∈Z )C .54,466k k πππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦(k ∈Z ) D .154,466k k ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦(k ∈Z )【答案】B 【解析】 【分析】由题意可得2sin 102x π-≥,然后利用正弦函数的性质求解即可【详解】 由题意,得2sin 102x π-≥,1sin22x π≥, 所以522,Z 626k x k k πππππ≤+≤≤+∈, 解得1544,Z 33k x k k +≤≤+∈,所以函数的定义域为()154,4Z 33k k k ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦,故选:B8.(2023·山西大同·高三阶段练习)函数6()e 1||1x mxf x x =+++的最大值为M ,最小值为N ,则M N +=( ) A .3 B .4C .6D .与m 值有关【答案】C 【解析】 【分析】利用分离常数法对函数的式子变形,结合函数奇函数的定义及奇函数最值的性质即可求解. 【详解】由题意可知,()3e 16()3e 1||1e 1||1x x x mx mxf x x x =+=--+++++, 设()()3e 1e 1||1x x mxg x x =--+++,则()g x 的定义域为(),-∞+∞, 所以()()()()()3e 13e 1e 1||1e 1||1x x xx m x mx g x g x x x --⎡⎤-⎢⎥-=-+=--+=-+-+++⎢⎥⎣⎦--, 所以()g x 为奇函数, 所以()()max min 0g x g x +=,所以()()()()max min max min 336f x f x M N g x g x +=+=+++=, 故选:C.9.(2022·江苏南京·高三开学考试)已知函数()()()()5sin sin ,99f x x x g x f f x ππ⎛⎫⎛⎫=++-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则()g x 的最大值为( )A 2B 3C .32D .2【答案】B 【解析】 【分析】 记9t x π=+,()()33sin 2f x h t t t ==+,由三角函数的性质即可求出()g x 的最大值. 【详解】 记9t x π=+,则()()33sin sin sin 32f x h t t t t t π⎛⎫==++= ⎪⎝⎭, 所以()3sin 3,36h t t π⎛⎫⎡=+∈- ⎪⎣⎝⎭, 33π>,所以()()f f x 3故选:B.10.(2022·广东·石门高级中学高二阶段练习)函数()12cos f x x x x =+-的最小值为( ) A .1ππ B .22ππC .-1D .0【答案】C 【解析】 【分析】根据题意得到()f x 为偶函数,由0x ≥时,()12cos f x x x x =+-,利用导数求得函数的的单调区间,进而求得函数的最小值. 【详解】由题意,函数()12cos f x x x x =+-的定义域为R ,关于原点对称,且满足()()()1122cos cos f x x x x x x x f x -=-+---=+-=,所以()f x 为偶函数,当0x ≥时,()12cos f x x x x =+-, 可得()1sin 11022f x x xx=≥'+>,()f x 在单调递增,又由()f x 为偶函数,所以()f x 在(),0∞-单调递减,[)0,∞+单调递增, 所以()()min 01f x f ==-. 故选:C. 二、多选题11.(2023·全国·高三专题练习)已知函数122()log (2)log (4)f x x x =--+,则下列结论中正确的是( )A .函数()f x 的定义域是[4,2]-B .函数(1)=-y f x 是偶函数C .函数()f x 在区间[1,2)-上是减函数D .函数()f x 的图象关于直线1x =-对称 【答案】BD 【解析】 【分析】求出函数定义域为(4,2)-,A 选项错误;利用定义证明函数(1)=-y f x 是偶函数,B 选项正确;函数()f x 在区间[)1,2-上是增函数,故C 选项错误;可以证明f (x )的图象关于直线1x =-对称,故D 选项正确. 【详解】解:函数()()()()()1222log 2log 4log 24f x x x x x ⎡⎤=--+=--+⎣⎦, 由20,40x x ->+>可得42x -<<,故函数定义域为(4,2)-,A 选项错误;()()()21log 33y f x x x ⎡⎤=-=--+⎣⎦的定义域为()3,3-,设()()()2log 33,g x x x ⎡⎤=--+⎣⎦所以()()()()2log 33,g x x x g x ⎡⎤-=-+-+=⎣⎦即()1y f x =-是偶函数,B 选项正确;()()()()222log 24log 28f x x x x x ⎡⎤=--+=---+⎣⎦()22log 19x ⎡⎤=--++⎣⎦()212log 19x ⎡⎤=-++⎣⎦,当[)1,2x ∈-时,()219t x =-++是减函数,外层12log y t =也是减函数,所以函数()f x 在区间[)1,2-上是增函数,故C 选项错误;由()()()()22log 42=f x x x f x ⎡⎤--=-+-⎣⎦,可得f (x )的图象关于直线1x =-对称,故D 选项正确. 故选:BD 三、双空题12.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()ln ,1e 2,1xx b x f x x +>⎧=⎨-≤⎩,若(e)3(0)f f =-,则b =_____,函数()f x 的值域为____. 【答案】 2 (][)2,e 22,--+∞【解析】【分析】根据(e)3(0)f f =-可解得b 的值,代入分段函数,结合对数函数及指数函数的值域求解分段函数的值域即可. 【详解】由(e)3(0)f f =-得13(1)b +=-⨯-,即2b =,即函数()ln 2,1e 2,1xx x f x x +>⎧=⎨-≤⎩, 当1x >时,ln 22y x =+>;当1x ≤时,(]e 22,e 2xy =-∈--.故函数()f x 的值域为(][)2,e 22,--+∞.故答案为:2;(][)2,e 22,--+∞.13.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()121x f x a =+-为奇函数,则实数a =__,函数f (x )在[1,3]上的值域为__. 【答案】 1293,142⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】 【分析】由()f x 是定义在(﹣∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数可得f (﹣x )=﹣f (x ),代入可求出实数a ;再判断数f (x )在[1,3]上单调性,即可求出答案. 【详解】解:∵f (x )是(﹣∞,0)∪(0,+∞)上是奇函数, ∴f (﹣x )=﹣f (x ), 即121x -+-a121x =---a , 即212xx+-a 121x=---a , 则2a 121221121212x x xx x x=--=-=----1, 则a 12=, 则f (x )11212x =+-在[1,3]为减函数, 则f (3)≤f (x )≤f (1), 即914≤f (x )32≤, 即函数的值域为[914,32],故答案为:12;[914,32] 四、填空题14.(2022·全国·高三专题练习)函数()02lg 2112x y x x x -=++-的定义域是________.【答案】(3,1)(1,2)--⋃- 【解析】 【分析】要使该函数表达式有意义,只需20x ->,2120x x +->,10x +≠同时成立,解不等式即可求出结果. 【详解】 函数()02lg 2112x y x x x -=++-的解析式有意义,由22012010x x x x ->⎧⎪+->⎨⎪+≠⎩,即2341x x x <⎧⎪-<<⎨⎪≠-⎩,所以31x -<<-或12x -<<, 故该函数的定义域为(3,1)(1,2)--⋃-. 故答案为:(3,1)(1,2)--⋃-15.(2022·上海闵行·二模)已知函数()()41log 42x f x m x =+-的定义域为R ,且对任意实数a ,都满足()()f a f a ≥-,则实数m =___________;【答案】1 【解析】 【分析】根据条件得到()()f a f a =-,即()()41log 42xf x m x =+-为偶函数,根据()()f x f x -=列出方程,求出实数m 的值. 【详解】因为()()41log 42xf x m x =+-的定义域为R ,所以40x m +>恒成立, 故0m ≥,又因为对任意实数a ,都满足()()f a f a ≥-, 则对于实数a -,都满足()()f a f a -≥, 所以()()f a f a =-,所以()()41log 42x f x m x =+-为偶函数, 从而()()4411log 4log 422x x m x m x -++=+-, 化简得:()()4110x m --=,要想对任意x ,上式均成立,则10m -=,解得:1m =故答案为:116.(2022·上海市嘉定区第二中学模拟预测)已知函数()y f x =是定义域为R 的奇函数,且当0x <时,()1a f x x x=++.若函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3,则实数a 的值为________.【答案】3【解析】【分析】根据已知条件及奇函数的定义求出当0x <时函数的解析式,再利用函数的单调性对a 进行分类讨论,确定单调性即可求解.【详解】由题意可知,因为0x >,所以0x -<, 所以()1a f x x x -=--+, 因为函数()f x 是定义域为R 的奇函数,所以()()1a f x f x x x=--=+-. 因为函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3当0a ≤时,由函数的性质知,函数()f x 在[)3,+∞上单调递增;当3x =时,()f x 取得最小值为(3)23a f =+, 因为函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3,所以233a +=,解得3a =(舍), 当09a <≤时,由函数的性质知,函数()f x 在[)3,+∞上单调递增;当3x =时,()f x 取得最小值为(3)23a f =+, 因为函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3,所以233a +=,解得3a =, 当9a >时,由对勾函数的性质知,函数()f x 在),a ⎡+∞⎣上单调递增;在(a 上单调递减; 当x a =()f x 取得最小值为(11f a a a a ==,因为函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3,所以213a =,解得1a =(舍), 综上,实数a 的值为3.故答案为:3.17.(2022·北京·清华附中模拟预测)已知函数()()2ln ,1,1x a x f x x a x +≥⎧⎪=⎨+<⎪⎩,下列说法正确的是___________.①当0a ≥时,()f x 的值域为[0,)+∞;②a ∀∈R ,()f x 有最小值;③R a ∃∈,()f x 在(0,)+∞上单调递增:④若方程1f x有唯一解,则a 的取值范围是(,2)-∞-.【答案】①②【解析】【分析】由分段函数解析式,讨论参数a ,结合二次函数、对数函数的性质研究()f x 的单调性、最值及对应值域,利用函数()f x 与1y =的交点情况判断参数范围.【详解】由2()y x a =+的对称轴x a =-,当1a >-时,则1x a =-<,且(,)a -∞-上递减,(,1)a -上递增,值域为[0,)+∞, 当1a =-时,则(,1)-∞上递减,值域为[0,)+∞,当1a <-时,则1x a =->,(,1)-∞上递减,值域为2((1),)a ++∞,对于ln y x a =+在[1,)+∞上递增,且值域为[,)a +∞,综上,0a ≥时()f x 的值域为[0,)+∞,①正确;当0a ≥时()f x 最小值为0,当0a <时()f x 最小值为a ,②正确;由211|(1)|ln1x x y a y a a ===+>=+=恒成立,故在(0,)+∞上不可能递增,③错误; 要使1f x 有唯一解,当1a <-时,在[1,)+∞上必有一个解,此时只需2(1)1a +≥,即2a ≤-;当1a =-时,在R 上有两个解,不合题设;当1a >-时,在(,)a -∞-上必有一个解,此时()211{1a a +≤>,无解.所以④错误.故答案为:①② 18.(2022·全国·高三专题练习)已知函数f (x )()221mx m x m =--+-的值域是[0,+∞),则实数m 的取值范围是__. 【答案】230⎡⎢⎣⎦, 【解析】【分析】将m 分为000m m m =><,, 三种情况讨论:当0m =时,()210f x x - 满足条件;当0m <时,由二次函数知开口向下,不满足条件;当0m >时,只需二次函数的0∆≥即可,解出m 的取值范围,综上得m 的取值范围.【详解】解:当0m =时,()()22121f x mx m x m x =--+--[0,+∞),满足条件;令()()221g x mx m x m =--+- ,()()0g x ≥当m <0时,()g x 的图象开口向下,故f (x )的值域不会是[0,+∞),不满足条件;当m >0时,()g x 的图象开口向上,只需()2210mx m x m --+-=的0∆≥,即(m ﹣2)2﹣4m (m ﹣1)≥0, ∴2323m ≤≤,又0m > ,所以230m <≤ 综上,230m ≤≤∴实数m 的取值范围是:230⎡⎢⎣⎦,, 故答案为:230⎡⎢⎣⎦,.。
高一数学函数的定义域与值域试题答案及解析1.已知函数的定义域为,的定义域为,则A.B.C.D.【答案】D【解析】函数的定义域M=,的定义域为N=;则【考点】函数的定义域2.函数的值域是()A.[0,12]B.[-,12]C.[-,12]D.[,12]【答案】B.【解析】因为函数,所以,当时,;当时,;所以函数的值域为.故应选B.【考点】二次函数的性质.3.已知函数的定义域为,则函数的定义域为()A.(-,-1)B.(-1,-)C.(-5,-3)D.(-2,-)【答案】B.【解析】因为函数的定义域为,即,所以,所以函数的定义域为,所以,即,所以函数的定义域为.故选B.【考点】函数的定义域及其求法.4.已知函数在时取得最大值4.(1)求的最小正周期;(2)求的解析式;(3)若,求的值域.【答案】(1);(2);(3).【解析】(1)直接利用正弦函数的周期公式,求f(x)的最小正周期;(2)利用函数的最值求出A,通过函数经过的特殊点,求出φ,然后求f(x)的解析式;(3)通过,求出相位的范围,利用正弦函数的值域直接求f(x)的值域..试题解析:解:(1),(3)时,的值域为【考点】1.由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式;2.三角函数的周期性及其求法.5.函数的定义域是 ( )A.B.C.D.【答案】D【解析】要使函数式有意义,则.【考点】本题考查函数的定义域即使函数式有意义的自变量的取值范围.6. (1)求不等式的解集:.(2)求函数的定义域:.【答案】(1);(2).【解析】(1)首先将首项系数化为正数,然后分解因式,进而可求得不等式的解集;(2)首先根据根式要有意义建立不等式,然后通过解分式不等式可求得结果.试题解析:(1)∵,∴,∴,∴或,∴原不等式的解集为.(2)要使函数有意义,须,解得或,∴函数的定义域是.【考点】1.一元二次不等式的解法;2.函数定义域.7.函数的定义域是.【答案】【解析】要是此函数有意义,所以有,所以定义域为【考点】(1)函数定义域的求法,(2)偶次根号下被开方数大于等于0,对数中真数大于08.计算:(2)已知函数,求它的定义域和值域。
●高考明方向了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域和值域.★备考知考情定义域是函数的灵魂,高考中考查的定义域多以选择、填空形式出现,难度不大;有时也在解答题的某一小问当中进行考查;值域是定义域与对应法则的必然产物,值域的考查往往与最值联系在一起,三种题型都有,难度中等.一、知识梳理《名师一号》P13知识点一常见基本初等函数的定义域注意:1、研究函数问题必须遵循“定义域优先”的原则!!!2、定义域必须写成集合或区间的形式!!!(1)分式函数中分母不等于零(2)偶次根式函数被开方式大于或等于0(3)一次函数、二次函数的定义域均为R(4)y =a x (a >0且a ≠1),y =sin x ,y =cos x 的定义域均为R(5)y =log a x (a >0且a ≠1)的定义域为(0,+∞)(6)函数f (x )=x 0的定义域为{x |x ≠0}(7)实际问题中的函数定义域,除了使函数的解析式有意 义外,还要考虑实际问题对函数自变量的制约. (补充)三角函数中的正切函数y =tan x 定义域为{|,,}2∈≠+∈x x R x k k Z ππ如果函数是由几个部分的数学式子构成的,那么函数的定义域是使各部分式子都有意义的实数集合.知识点二 基本初等函数的值域注意:(1)y =kx +b (k ≠0)的值域是R .(2)y =ax 2+bx +c (a ≠0)的值域是:当a >0时,值域为{y |y ≥4ac -b 24a}; 当a <0时,值域为{y |y ≤4ac -b 24a} (3)y =kx(k ≠0)的值域是{y |y ≠0} (4)y =a x (a >0且a ≠1)的值域是{y |y >0}(5)y =log a x (a >0且a ≠1)的值域是R .(补充)三角函数中正弦函数y =sin x ,余弦函数y =cos x 的值域均为[]1,1- 正切函数y =tan x 值域为R《名师一号》P15知识点二 函数的最值注意:《名师一号》P16 问题探究 问题3函数最值与函数值域有何关系?函数的最小值与最大值分别是函数值域中的最小元素与最大元素;任何一个函数,其值域必定存在,但其最值不一定存在.1、温故知新P11 知识辨析1(2) 函数21=+x y x 的值域为11,,22⎛⎫⎛⎫-∞+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭( )答案:正确2、温故知新P11 第4题函数(]()1122,,222,,2--⎧-∈-∞⎪=⎨-∈-∞⎪⎩x x x y x 的值域为( ) 3.,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭A ().,0-∞B 3.,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭C (].2,0-D答案:D注意:牢记基本函数的值域3、温故知新P11 第6题函数()=y f x 的值域是[]1,3,则函数()()123=-+F x f x 的值域是( )[].5,1--A [].2,0-B [].6,2--C [].1,3D答案:A注意:图像左右平移没有改变函数的值域二、例题分析:(一)函数的定义域1.据解析式求定义域例1. (1)《名师一号》P13 对点自测1(2014·山东) 函数()=f x 为( )A.⎝⎛⎭⎪⎪⎫0,12 B .(2,+∞) C.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫0,12∪(2,+∞) D.⎝⎛⎦⎥⎥⎤0,12∪[2,+∞)解析 要使函数有意义,应有(log 2x )2>1,且x >0, 即log 2x >1或log 2x <-1,解得x >2或0<x <12. 所以函数f (x )的定义域为⎝⎛⎭⎪⎪⎫0,12∪(2,+∞). 例1. (2)《名师一号》P14 高频考点 例1(1) 函数f (x )=1-2x +1x +3的定义域为( ) A .(-3,0] B .(-3,1]C .(-∞,-3)∪(-3,0]D .(-∞,-3)∪(-3,1]解析:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 1-2x ≥0,x +3>0,解得-3<x ≤0.注意:《名师一号》P14 高频考点 例1 规律方法(1) 求函数的定义域,其实质就是以函数解析式所含运算有意义为准则,列出不等式或不等式组,然后求出它们的解集.函数的定义域一定要用集合或区间表示例2. (补充)若函数2()lg(21)f x ax x =++的定义域为R则实数a 的取值范围是 ;答案:()1,+∞变式:2()lg(21)=++f x ax ax ?练习:(补充)若函数27()43kx f x kx kx +=++的定义域为R 则实数k 的取值范围是 ;答案:30,4⎡⎫⎪⎢⎣⎭2.求复合函数的定义域例3.(1)《名师一号》P14 高频考点 例1(2)(2015·北京模拟)已知函数y =f (x )的定义域为[0,4],则函数y =f (2x )-ln(x -1)的定义域为( )A .[1,2]B .(1,2]C .[1,8]D .(1,8]解析:由已知函数y =f (x )的定义域为[0,4]. 则使函数y =f (2x )-ln(x -1)有意义,需⎩⎪⎨⎪⎧ 0≤2x ≤4,x -1>0,解得1<x ≤2,所以定义域为(1,2].例3. (2)《名师一号》P13 对点自测2已知函数f (x )=1x +1,则函数f (f (x ))的定义域是( )A .{x |x ≠-1}B .{x |x ≠-2}C .{x |x ≠-1且x ≠-2}D .{x |x ≠-1或x ≠-2}解析 ⎩⎪⎨⎪⎧ x ≠-1,1x +1+1≠0,解得x ≠-1且x ≠-2.注意:《名师一号》P14 高频考点 例1 规律方法(2) (P13 问题探究 问题1 类型二)已知f (x )的定义域是[a ,b ],求f [g (x )]的定义域, 是指满足a ≤g (x )≤b 的x 的取值范围,而已知f [g (x )]的定义域是[a ,b ],指的是x ∈[a ,b ].例4.(补充)已知2(1)f x +的定义域是[]0,1,求()f x 的定义域。
第五节 函数的定义域与值域[归纳·知识整合]1.常见基本初等函数的定义域 (1)分式函数中分母不等于零.(2)偶次根式函数被开方式大于或等于0. (3)一次函数、二次函数的定义域均为R .(4)y =a x(a >0且a ≠1),y =sin x ,y =cos x ,定义域均为R . (5)y =log a x (a >0且a ≠1)的定义域为(0,+∞).(6)y =tan x 的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≠k π+π2,k ∈Z . (7)实际问题中的函数定义域,除了使函数的解析式有意义外,还要考虑实际问题对函数自变量的制约.2.基本初等函数的值域 (1)y =kx +b (k ≠0)的值域是R . (2)y =ax 2+bx +c (a ≠0)的值域是:当a >0时,值域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫y |y ≥4ac -b 24a ; 当a <0时,值域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫y |y ≤4ac -b 24a . (3)y =k x(k ≠0)的值域是{y |y ≠0}. (4)y =a x(a >0且a ≠1)的值域是{y |y >0}. (5)y =log a x (a >0且a ≠1)的值域是R . (6)y =sin x ,y =cos x 的值域是 [-1,1]. (7)y =tan x 的值域是R .[探究] 1.若函数y =f (x )的定义域和值域相同,则称函数y =f (x )是圆满函数,则函数①y =1x;②y =2x ;③y = x ;④y =x 2中是圆满函数的有哪几个2.分段函数的定义域、值域与各段上的定义域、值域之间有什么关系[自测·牛刀小试]1.(教材习题改编)函数f (x )=4-xx -1的定义域为( ) A .[-∞,4] B .[4,+∞) C .(-∞,4) D .(-∞,1)∪(1,4] 2.下表表示y 是x 的函数,则函数的值域是( )x0<x <55≤x<1010≤x<1515≤x≤20y2345 A.[2,5] B.N C.(0,20] D.{2,3,4,5}3.若f(x)=1log122x+1,则f(x)的定义域为( )D.(0,+∞)4.(教材改编题)函数y=f(x)的图象如图所示,则函数y=f(x)的定义域为________,值域为________.5.(教材改编题)若x-4有意义,则函数y=x2-6x+7的值域是________.求函数的定义域[例1] (1)(2012·山东高考)函数f(x)=ln x+1+4-x2的定义域为( ) A.[-2,0)∪(0,2] B.(-1,0)∪(0,2] C.[-2,2] D.(-1,2](2)已知函数f(x2-1)的定义域为[0,3],则函数y=f(x)的定义域为________.本例(2)改为f(x)的定义域为[0,3],求y=f(x2-1)的定义域.———————————————————简单函数定义域的类型及求法(1)已知函数的解析式,则构造使解析式有意义的不等式(组)求解.(2)对实际问题:由实际意义及使解析式有意义构成的不等式(组)求解.(3)对抽象函数:①若已知函数f(x)的定义域为[a,b],则复合函数f(g(x))的定义域由不等式a≤g(x)≤b求出.②若已知函数f(g(x))的定义域为[a,b],则f(x)的定义域为g(x)在x∈[a,b]时的值域.1.(1)(2012·江苏高考)函数f(x)=1-2log6x的定义域为________.(2)已知f(x)的定义域是[-2,4],求f(x2-3x)的定义域.[例2] (1)y =x -3x +1;(2)y =x -1-2x ;(3)y =x +4x.若将本例(3)改为“y =x -4x”,如何求解———————————————————求函数值域的基本方法(1)观察法:一些简单函数,通过观察法求值域.(2)配方法:“二次函数类”用配方法求值域.(3)换元法:形如y=ax+b±cx+d(a,b,c,d均为常数,且a≠0)的函数常用换元法求值域,形如y=ax+a-bx2的函数用三角函数代换求值域.4分离常数法:形如y=cx+dax+ba≠0的函数可用此法求值域.5单调性法:函数单调性的变化是求最值和值域的依据,根据函数的单调区间判断其增减性进而求最值和值域.6数形结合法:画出函数的图象,找出坐标的范围或分析条件的几何意义,在图上找其变化范围.2.求下列函数的值域.(1)y=x2+2x,x∈[0,3]; (2)y=x2-xx2-x+1; (3)y=log3x+log x3-1.[例3] 已知函数f(x)=ax2+bx.若至少存在一个正实数b,使得函数f(x)的定义域与值域相同,求实数a的值.———————————————————由函数的定义域或值域求参数的方法已知函数的值域求参数的值或取值范围问题,通常按求函数值域的方法求出其值域,然后依据已知信息确定其中参数的值或取值范围.3.(2013·温州模拟)若函数f (x )=1x -1在区间[a ,b ]上的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,1,则a +b =________.1种意识——定义域优先意识函数的定义域是函数的灵魂,它决定了函数的值域,并且它是研究函数性质的基础.因此,我们一定要树立函数定义域优先的意识.4个注意——求函数定义域应注意的问题(1)如果没有特别说明,函数的定义域就是能使解析式有意义的所有实数x 的集合. (2)不要对解析式进行化简变形,以免定义域变化.(3)当一个函数由两个或两个以上代数式的和、差、积、商的形式构成时,定义域是使得各式子都有意义的公共部分的集合.(4)定义域是一个集合,要用集合或区间表示,若用区间表示数集,不能用“或”连接,而应该用并集符号“∪”连接.4个准则——函数表达式有意义的准则函数表达式有意义的准则一般有:①分式中的分母不为0;②偶次根式的被开方数非负;③y =x 0要求x ≠0;④对数式中的真数大于0,底数大于0且不等于1.6种技巧——妙求函数的值域(1)当所给函数是分式的形式,且分子、分母是同次的,可考虑用分离常数法; (2)若与二次函数有关,可用配方法;(3)若函数解析式中含有根式,可考虑用换元法或单调性法; (4)当函数解析式结构与基本不等式有关,可考虑用基本不等式求解; (5)分段函数宜分段求解;(6)当函数的图象易画出时,还可借助于图象求解.易误警示——与定义域有关的易错问题[典例] (2013·福州模拟)函数f (x )=x +12x +1-1-x 的定义域为________________.[易误辨析]1.本题若将函数f (x )的解析式化简为f (x )=(x +1)-1-x 后求定义域,会误认为其定义域为(-∞,1].事实上,上述化简过程扩大了自变量x 的取值范围.2.在求函数的值域时,要特别注意函数的定义域.求函数的值域时,不但要重视对应关系的作用,而且还要特别注意定义域对值域的制约作用.[变式训练] 1.若函数f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,3,则函数F (x )=f (x )+1f x 的值域是( )2.已知函数f (x +2)=x +2x ,则函数f (x )的值域为________.一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)1.已知a 为实数,则下列函数中,定义域和值域都有可能是R 的是( )A .f (x )=x 2+a B .f (x )=ax 2+1 C .f (x )=ax 2+x +1 D .f (x )=x 2+ax +1 2.已知等腰△ABC 周长为10,则底边长y 关于腰长x 的函数关系为y =10-2x ,则函数的定义域为( )A .RB .{x |x >0}C .{x |0<x <5}3.设M ={x |-2≤x ≤2},N ={y |0≤y ≤2},函数f (x )的定义域为M ,值域为N ,则f (x )的图象可以是( )4.(2013·南昌模拟)函数y = xx -1-lg 1x的定义域为( )A .{x |x >0}B .{x |x ≥1}C .{x |x ≥1,或x <0}D .{x |0<x ≤1}5.函数y =2--x 2+4x 的值域是( )A .[-2,2]B .[1,2]C .[0,2]D .[-2, 2 ]6.设函数g (x )=x 2-2(x ∈R ),f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧gx +x +4,x <g x ,g x -x ,x ≥g x ,则f (x )的值域是( )∪(1,+∞) ∪(2,+∞)二、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分) 7.函数y =16-x -x2的定义域是________.8.设x ≥2,则函数y =x +5x +2x +1的最小值是______.9.(2013·厦门模拟)定义新运算“⊕”:当a ≥b 时,a ⊕b =a ;当a <b 时,a ⊕b =b 2.设函数f (x )=(1⊕x )x -(2⊕x ),x ∈[-2,2],则函数f (x )的值域为________.三、解答题(本大题共3小题,每小题12分,共36分)10.若函数f (x )=12x 2-x +a 的定义域和值域均为[1,b ] (b >1),求a ,b 的值.11.设O 为坐标原点,给定一个定点A (4,3),而点B (x,0)在x 轴的正半轴上移动,l (x )表示AB 的长,求函数y =xl x的值域.12.已知函数f (x )=x 2+4ax +2a +6.(1)若函数f (x )的值域为[0,+∞),求a 的值;(2)若函数f (x )的函数值均为非负数,求g (a )=2-a |a +3|的值域.1.下列函数中,与函数y =1x有相同定义域的是( )A .f (x )=ln xB .f (x )=1xC .f (x )=|x |D .f (x )=e x2.函数y =ln x +1-x 2-3x +4的定义域为( ) A .[-4,-1) B .(-4,1) C .(-1,1) D .(-1,1] 3.若函数y =f (x )的定义域为[0,2],则函数g (x )=f 2xx -1的定义域是( ) A .[0,1] B .[0,1) C .[0,1)∪(1,4]D .(0,1)4.已知函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x ,x ∈[-1,1],函数g (x )=f 2(x )-2af (x )+3的最小值为h (a ).(1)求h (a )的解析式;(2)是否存在实数m ,n 同时满足下列两个条件:①m >n >3;②当h (a )的定义域为[n ,m ]时,值域为[n 2,m 2]若存在,求出m ,n 的值;若不存在,请说明理由.[探究] 1. 提示:①y =1x 的定义域和值域都是(-∞,0)∪(0,+∞),故函数y =1x是圆满函数;②y =2x 的定义域和值域都是R ,故函数y =2x 是圆满函数;③y = x 的定义域和值域都是[0,+∞),故y = x 是圆满函数;④y =x 2的定义域为R ,值域为[0,+∞),故函数y =x 2不是圆满函数.2.提示:分段函数的定义域、值域为各段上的定义域、值域的并集.[自测·牛刀小试]1.解析:选D 要使函数f (x )=4-xx -1有意义,只需⎩⎪⎨⎪⎧4-x ≥0,x -1≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧x ≤4,x ≠1.所以函数的定义域为(-∞,1)∪(1,4].2.解析:选D 函数值只有四个数2,3,4,5,故值域为{2,3,4,5}.3.解析:选A 根据题意得log 12(2x +1)>0,即0<2x +1<1,解得-12<x <0,即x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0. 4.解析:由图象可知,函数y =f (x )的定义域为[-6,0]∪[3,7), 值域为[0,+∞).答案:[-6,0]∪[3,7) [0,+∞)5.解析:∵x -4有意义,∴x -4≥0,即x ≥4.又∵y =x 2-6x +7=(x -3)2-2,∴y min =(4-3)2-2=1-2=-1.∴其值域为[-1,+∞). 答案:[-1,+∞)[例1] [自主解答] (1)x 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,x +1≠1,4-x 2≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧x >-1,x ≠0,-2≤x ≤2.解得-1<x <0或0<x ≤2.(2)∵0≤x ≤3,∴0≤x 2≤9,-1≤x 2-1≤8. ∴函数y =f (x )的定义域为[-1,8]. [答案] (1)B (2)[-1,8]解:∵y =f (x )的定义域为[0,3],∴0≤x 2-1≤3,解得-2≤x ≤-1或1≤x ≤2,所以函数定义域为[-2,-1]∪[1,2].1.解析:(1)由1-2log 6x ≥0解得log 6x ≤12⇒0<x ≤6,故所求定义域为(0, 6 ].答案:(0, 6 ](2)∵f (x )的定义域是[-2,4],∴-2≤x 2-3x ≤4,由二次函数的图象可得,-1≤x ≤1或2≤x ≤4. ∴定义域为[-1,1]∪[2,4].[例2] [自主解答] (1)法一:(分离常数法)y =x -3x +1=x +1-4x +1=1-4x +1.因为4x +1≠0,所以1-4x +1≠1,即函数的值域是{y |y ∈R ,y ≠1}. 法二:由y =x -3x +1得yx +y =x -3. 解得x =y +31-y,所以y ≠1,即函数值域是{y |y ∈R ,y ≠1}. (2)法一:(换元法)令1-2x =t ,则t ≥0且x =1-t 22,于是y =1-t 22-t =-12(t +1)2+1,由于t ≥0,所以y ≤12,故函数的值域是⎩⎨⎧⎭⎬⎫y |y ≤12.法二:(单调性法)容易判断函数y =f (x )为增函数,而其定义域应满足1-2x ≥0,即x ≤12.所以y ≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=12,即函数的值域是⎩⎨⎧⎭⎬⎫y |y ≤12.(3)法一:(基本不等式法)当x >0时,x +4x≥2x ×4x=4, 当且仅当x =2时“=”成立;当x <0时,x +4x=-(-x -4x)≤-4,当且仅当x =-2时“=”成立. 即函数的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞).法二:(导数法)f ′(x )=1-4x 2=x 2-4x2. x ∈(-∞,-2)或x ∈(2,+∞)时,f (x )单调递增,当x ∈(-2,0)或x ∈(0,2)时,f (x )单调递减.故x =-2时,f (x )极大值=f (-2)=-4;x =2时,f (x )极小值=f (2)=4. 即函数的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞).解:易知函数y =x -4x 在(-∞,0)和(0,+∞)上都是增函数,故函数y =x -4x的值域为R .2.解:(1)(配方法)y =x 2+2x =(x +1)2-1,∵0≤x ≤3,∴1≤x +1≤4.∴1≤(x +1)2≤16. ∴0≤y ≤15,即函数y =x 2+2x (x ∈[0,3])的值域为[0,15].(2)y =x 2-x +1-1x 2-x +1=1-1x 2-x +1,∵x 2-x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34≥34,∴0<1x 2-x +1≤43,∴-13≤y <1,即值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-13,1. (3)y =log 3x +1log 3x -1,令log 3x =t ,则y =t +1t -1(t ≠0),当x >1时,t >0,y ≥2t ·1t-1=1,当且仅当t =1t即log 3x =1,x =3时,等号成立;当0<x <1时,t <0,y =-⎣⎢⎡⎦⎥⎤-t +⎝ ⎛⎭⎪⎫-1t -1≤-2-1=-3.当且仅当-t =-1t 即log 3x =-1,x =13时,等号成立.综上所述,函数的值域是(-∞,-3]∪[1,+∞).[例3] [自主解答] ①若a =0,则对于每个正数b ,f (x )=bx 的定义域和值域都是[0,+∞),故a =0满足条件;②若a >0,则对于正数b ,f (x )=ax 2+bx 的定义域为D ={x |ax 2+bx ≥0}=⎝⎛⎦⎥⎤-∞,-b a∪[0,+∞),但f (x )的值域A ⊆[0,+∞),故D ≠A ,即a >0不符合条件;③若a <0,则对于正数b ,f (x )=ax 2+bx 的定义域D =⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,-b a,由于此时f (x )max =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a =b2-a ,故f (x )的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,b2-a ,则-b a =b2-a ⇒⎩⎨⎧a <0,2-a =-a⇒a =-4. 综上所述,a 的值为0或-4.3.解析:∵由题意知x -1>0,又x ∈[a ,b ],∴a >1.则f (x )=1x -1在[a ,b ]上为减函数, 则f (a )=1a -1=1且f (b )=1b -1=13,∴a =2,b =4,a +b =6. 答案:6 易误警示——与定义域有关的易错问题[典例] [解析] ∵要使函数f (x )=x +12x +1-1-x 有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧1-x ≥0,x +1≠0,∴⎩⎪⎨⎪⎧x ≤1,x ≠-1,∴函数f (x )的定义域为{x |x ≤1,且x ≠-1}.[答案] (-∞,-1)∪(-1,1] [变式训练]1.解析:选C 令t =f (x ),则12≤t ≤3. 易知函数g (t )=t +1t 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1上是减函数,在[1,3]上是增函数.又因为g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=52,g (1)=2,g (3)=103. 可知函数F (x )=f (x )+1f x 的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,103.2.解析:令2+x =t ,则x =(t -2)2(t ≥2).∴f (t )=(t -2)2+2(t -2)=t 2-2t (t ≥2). ∴f (x )=x 2-2x (x ≥2).∴f (x )=(x -1)2-1≥(2-1)2-1=0,即f (x )的值域为[0,+∞). 答案:[0,+∞)一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)1.解析:选C 当a =0时,f (x )=ax 2+x +1=x +1为一次函数,其定义域和值域都是R .2.解析:选D 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x >0,10-2x >0,2x >10-2x ,即52<x <5. 3.解析:选A A 中定义域是[-2,2],值域为[0,2];B 中定义域为[-2,0],值域为[0,2];C 不表示函数;D 中的值域不是[0,2].4.解析:选B 由⎩⎪⎨⎪⎧x x -1≥0,1x>0,得x ≥1.5.解析:选C ∵-x 2+4x =-(x -2)2+4≤4,0≤-x 2+4x ≤2,-2≤--x 2+4x ≤0, 0≤2--x 2+4x ≤2,∴0≤y ≤2.6.解析:选D 令x <g (x ),即x 2-x -2>0,解得x <-1或x >2;令x ≥g (x ),即x 2-x -2≤0,解得-1≤x ≤2,故函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x +2,x <-1或x >2,x 2-x -2,-1≤x ≤2.当x <-1或x >2时,函数f (x )>f (-1)=2;当-1≤x ≤2时,函数f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12≤f (x )≤f (-1),即-94≤f (x )≤0,故函数f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-94,0∪(2,+∞).二、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)7.解析:由函数解析式可知6-x -x 2>0,即x 2+x -6<0,故-3<x <2. 答案:(-3,2) 8.解析:y =[x +1+4][x +1+1]x +1,设x +1=t ,则t ≥3,那么y =t 2+5t +4t =t +4t+5,在区间[2,+∞)上此函数为增函数,所以t =3时,函数取得最小值即y min =283. 答案:2839.解析:由题意知,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -2,x ∈[-2,1],x 3-2,x ∈1,2]. 当x ∈[-2,1]时,f (x )∈[-4,-1];当x ∈(1,2]时,f (x )∈(-1,6],故当x ∈[-2,2]时,f (x )∈[-4,6].答案:[-4,6]三、解答题(本大题共3小题,每小题12分,共36分)10.解:∵f (x )=12(x -1)2+a -12,∴其对称轴为x =1,即[1,b ]为f (x )的单调递增区间.∴f (x )min =f (1)=a -12=1,① f (x )max =f (b )=12b 2-b +a =b .② 由①②解得⎩⎪⎨⎪⎧a =32,b =3.11.解:依题意有x >0,l (x )=x -42+32=x 2-8x +25,所以y =x l x =xx 2-8x +25=11-8x +25x2. 由于1-8x +25x 2=25⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -4252+925,所以1-8x +25x 2≥35,故0<y ≤53. 即函数y =x l x 的值域是⎝ ⎛⎦⎥⎤0,53. 12.解:(1)∵函数的值域为[0,+∞),∴Δ=16a 2-4(2a +6)=0⇒2a 2-a -3=0⇒a =-1或a =32. (2)∵对一切x ∈R 函数值均为非负,∴Δ=8(2a 2-a -3)≤0⇒-1≤a ≤32. ∴a +3>0.∴g (a )=2-a |a +3|=-a 2-3a +2=-⎝ ⎛⎭⎪⎫a +322+174⎝ ⎛⎭⎪⎫a ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,32.∵二次函数g (a )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,32上单调递减,∴g ⎝ ⎛⎭⎪⎫32≤g (a )≤g (-1),即-194≤g (a )≤4.∴g (a )的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-194,4.1.解析:选A 当x >0时,1x有意义,因此函数y =1x的定义域为{x |x >0}.对于A ,函数f (x )=ln x 的定义域为{x |x >0};对于B ,函数f (x )=1x的定义域为{x |x ≠0,x ∈R };对于C ,函数f (x )=|x |的定义域为R ;对于D ,函数f (x )=e x的定义域为R . 所以与函数y =1x有相同定义域的是f (x )=ln x .2.解析:选C 由⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-3x +4>0x +1>0得-1<x <1,因此该函数的定义域是(-1,1).3.解析:选B 要使g (x )有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧0≤2x ≤2,x -1≠0,解得0≤x <1.故定义域为[0,1).4.解:(1)由f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x ,x ∈[-1,1],知f (x )∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,3,令t =f (x )∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,3记g (x )=y =t 2-2at +3,则g (x )的对称轴为t =a ,故有:①当a ≤13时,g (x )的最小值h (a )=289-2a3,②当a ≥3时,g (x )的最小值h (a )=12-6a ,③当13<a <3时,g (x )的最小值h (a )=3-a2综上所述,h (a )=⎩⎪⎨⎪⎧289-2a 3,a ≤13,3-a 2,13<a <3,12-6a ,a ≥3,(2)当a ≥3时,h (a )=-6a +12,故m >n >3时,h (a )在[n ,m ]上为减函数, 所以h (a )在[n ,m ]上的值域为[h (m ),h (n )].由题意,则有⎩⎪⎨⎪⎧h m =n 2,hn =m 2,⇒⎩⎪⎨⎪⎧-6m +12=n 2,-6n +12=m 2,,两式相减得6n -6m =n 2-m 2,又m ≠n ,所以m +n =6,这与m >n >3矛盾,故不存在满足题中条件的m ,n 的值.。
海豚教育个性化教案 (内部资料,存档保存,不得外泄)海豚教育个性化教案编号:函数的定义域和值域一、知识回顾1、函数的定义域、值域:在函数y =f (x ),x ∈A 中,x 叫做自变量, 叫做函数的定义域;与x 的值对应的y 值叫做函数值, 叫做函数的值域.2、确定函数定义域的常见方法:(1)分式的 ; (2)偶次方根的 ;(3)零指数幂和负数指数幂的 ;(4)对数式的真数 ,底数 ;(5)正切函数 ;(6)实际问题 。
3、求函数值域的常见方法:(1)直接法——利用常见基本初等函数的值域:①)0(≠+=k b kx y 的值域 ②)0(≠=k xk y 的值域 ③c bx ax y ++=2的值域:0>a 时为 ; 0>a 时为 。
④x a y =的值域 ⑤x y a log =的值域⑥x y sin =,x y cos =的值域是 ⑦x y tan =的值域是(2)配方法——转化为二次函数,配成完全平方式.(3)换元法——通过变量代换转化为能求值域的函数,化归思想(4)分离常数法——适用于型如:dcx b ax y ++=的函数 (5)判别式法——适用于型如:p nx mx c bx ax y ++++=222的函数 (6)不等式法:借助于基本不等式ab b a 2≥+(a>0,b>0)求函数的值域.用不等式法求值域时,要注意基本不等式的使用条件“一正、二定、三相等”.(7)单调性法:首先确定函数的定义域,然后再根据其单调性求函数的值域。
常用到函数)0(>+=k x k x y 的单调性: 增区间为(-∞,- k ]和[k ,+∞),减区间为(-k ,0)和(0,k ).二、例题变式例1、求下列函数的定义域:(1)43--=x x y (2)1lg 4x y x -=- (3)6522+--=x x x y (4) )13lg(132++-=x xx y变式1、求下列函数的定义域:(1)x xy 513-=(2)y = (3)y =(4)y =例2、已知等腰三角形的周长为17,写出它的底边长y 与腰长x 之间的函数关系式?并指出函数的定义域。
函数复习内容:函数的定义域、值域、单调性、奇偶性、对称性、周期性、函数的综合应用 一.常见函数(基本初等函数): 1.)(为常数C C y = 2.)0(≠+=k b kx y 3.)0(2≠++=a c bx axy 4.xy 1=5.幂函数:)(Q a x y a∈=(包括前四个函数) 6.指数函数:)10(≠>=a a a y x且 7.对数函数:)10(log≠>=a a x y a 且8.三角函数:x y sin =,x y cos =,x y tan =,x y cot =,x y sec =,x y csc =由以上函数进行四则运算、复合运算得到的函数都是初等函数。
如:d cx bxax y +++=23,xx y 2log1sin +=,xxy 513+=,试着分析以上函数的构成。
二.定义域: 1.“定义域优先”的思想是研究函数的前提,在求值域、奇偶性、换元时易忽略定义域。
2.求定义域:例1求下列函数定义域:(1)2()lg (31)f x x =+ (2))25(logsin )(221x x x f -+=例2设2()lg 2x f x x+=-,则2()()2x f f x+的定义域为__________变式练习:24)2(xx f -=-,求)(x f 的定义域。
三.值域:1.①432+=xx y ②11y 22+-=xx2. ①1+=x x y ②11+-=x x y③]5,1(,14522∈-+-=x xx xy ④1sin 10sin 7sin2+++=x x x y3. ①2123y x x =++; ②22422--=x xx y4. ①12-+-=x x y ; ②y x =-5. ①)3)(cos 3(sin ++=x x y②已知直角三角形的三边之和为2,求此三角形面积S 的最大值。
③1cos 2cos --=x x y ④2sin 1cos --=x x y6.函数23x x21)x (f 2+-=的定义域和值域都是]b ,1[(b>1),求b 的值。
高一数学函数知识点归纳一、函数的概念1. 函数定义:函数是从一个数集A(定义域)到另一个数集B(值域)的映射,通常表示为y=f(x)。
2. 定义域:能够输入到函数中的所有可能的x值的集合。
3. 值域:函数输出的所有可能的y值的集合。
4. 函数图像:函数在坐标系中的图形表示。
二、函数的表示法1. 公式法:用数学公式表示函数关系,如y=2x+3。
2. 表格法:用表格列出x与y的对应值。
3. 图像法:通过函数图像直观表示函数关系。
三、函数的性质1. 单调性:函数在定义域内随着x的增加,y值单调递增或递减。
2. 奇偶性:函数f(x)如果满足f(-x)=-f(x)称为奇函数;如果满足f(-x)=f(x)称为偶函数。
3. 周期性:函数如果存在一个非零常数T,使得对于所有x,都有f(x+T)=f(x),则称函数具有周期性。
4. 有界性:函数的值域在某个区间内有限,称函数在该区间内有界。
四、基本初等函数1. 线性函数:y=kx+b(k≠0),其中k为斜率,b为截距。
2. 二次函数:y=ax^2+bx+c(a≠0),顶点形式为y=a(x-h)^2+k。
3. 幂函数:y=x^n,其中n为实数。
4. 指数函数:y=a^x(a>0,a≠1)。
5. 对数函数:y=log_a(x)(a>0,a≠1)。
6. 三角函数:正弦函数y=sin(x),余弦函数y=cos(x),正切函数y=tan(x)等。
五、函数的运算1. 函数的和差:(f±g)(x)=f(x)±g(x)。
2. 函数的乘积:(f*g)(x)=f(x)g(x)。
3. 函数的商:(f/g)(x)=f(x)/g(x)(g(x)≠0)。
六、复合函数1. 复合函数定义:如果有两个函数f(x)和g(x),那么(f∘g)(x)=f(g(x))。
2. 复合函数的运算法则:(f∘g)(x)=f(g(x)),其中g(x)≠0。
七、反函数1. 反函数定义:如果函数y=f(x)在区间I上是单调的,则存在一个函数x=f^(-1)(y),使得f(f^(-1)(y))=y。
高一数学必修一函数的概念与性质知识点总结一、内容描述高一数学必修一函数的概念与性质知识点总结涵盖了高中阶段关于函数基础概念及其性质的核心内容。
文章首先介绍了函数的基本概念,包括函数的定义、表示方法以及函数的性质等。
文章详细阐述了函数的性质,包括单调性、奇偶性、周期性以及复合函数的性质等。
文章还介绍了函数图像的画法及其与性质之间的关系,以及如何利用函数性质解决实际问题。
文章总结了函数在数学学习中的重要性,强调掌握函数概念与性质对于后续数学学习的基础作用。
通过本文的学习,学生可以更好地理解和掌握函数知识,为后续数学学习打下坚实的基础。
1. 简述函数概念的重要性函数是描述自然现象和规律的重要工具。
在物理、化学、生物等自然学科中,许多现象的变化过程都可以通过函数关系进行描述。
物理学中的运动规律、化学中的化学反应速率与浓度的关系等,都需要借助函数概念进行建模和分析。
函数是数学体系中的核心和基础。
函数连接了代数、几何、三角学等多个分支,是数学知识和方法综合运用的基础。
对函数概念的深入理解,有助于我们更好地理解和掌握数学的其它分支和领域。
函数也是解决实际问题的重要工具。
在现实生活中,很多问题的解决都需要建立数学模型,而函数作为构建数学模型的基本元素之一,能够帮助我们准确地描述问题并找到解决方案。
在经济学、统计学、工程学等领域,函数的运用非常广泛。
函数概念的重要性不言而喻。
高一学生在学习数学时,应深入理解函数的概念,掌握其性质和特点,为后续学习和解决实际问题打下坚实的基础。
2. 引出本文目的:总结函数的概念与性质本文旨在系统梳理和归纳高一数学必修一课程中函数的核心概念与基本性质。
函数是数学中的核心概念之一,具有广泛的应用领域。
在高中阶段,学生需要深入理解函数的基础定义、性质和图像特征,为后续学习奠定坚实基础。
本文的目的在于帮助学生全面总结函数的相关知识点,加深对函数概念与性质的理解,以便更好地掌握和应用函数这一重要的数学工具。
函数
例1、 已知函数f (x )=3+x +
21+x , (1) 求函数的定义域;
(2) 求f (-3),f (32)的值;
(3) 当a>0时,求f (a ),f (a-1)的值。
例2、中哪个与函数y=x 相等( )x 3
A 、y=(x )2
B 、y=33
x C 、y=2x D 、y=x x 2 例3、求下列函数的定义域
(1)f (x )=
741+x (2)f(x)=x -1+ 3+x -1
例4、已知函数f (x )=x 2+2x
(1) 求f (2),f (-2),f (2)+f (-2)的值
(2) 求f (a ),f (-a ),f (a )+f (-a )的值
例5、某种笔记本的单价是5元,买x (x ∈{1,2,3,4,5})个笔记
本需要y元,试用函数的三种表示法表示函数y=f(x)。
例6、画出函数y=|x|的函数图象。
例7、如图,把截面半径为25cm的圆形木头锯成矩形木材,如果矩形木材的一边长为xcm,面积为ycm2,把y表示为x的函数。
1、求下列函数的定义域
(1)f (x )=
43-x x (2)f (x )=2x (3)f (x )=
2
362+-x x (4)f (x )=14--x x
2、下列那组中的函数f (x )与g (x )相等
(1)f (x )=x-1,g (x )=x x 2
-1; (2)f (x )=x 2,,g (x )=(x )4 (3)f (x )=x 2,g (x )=36x
3、已知函数f (x )=3x 2-5x+2,求f (-2),f (-a ),f (a+3),f (a )+f (3)的值.
4、已知函数f (x )=6
2-+x x (1)点(3,14)在f (x )的图象上吗
(2)当x=4时,求f (x )的值;
(3)当f (x )=2,求x 的值。
5、若f (x )=x 2+bx+c ,且f (1)=0,f (3)=0,求f (-1)的值。
6、画下列函数的图象:
(1)
∈{1,2,3}.
7、求下列函数的值域
(1)y=x -1
(2)y=122+x x
函数的奇偶性
1、判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=x 4; (2)f(x)=x 5;
(2)f(x)=x+1x ; (4)f(x)=1/x 2;
2、判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=2x 4+3x 2; (2)f(x)=x 3-2x ;
(3)f(x)=(x 2+1)/x (4)f(x)=x 2+1
3、证明:
(1)函数f(x)=x 2+1在(-∞,0)上是减函数;
(2)函数f(x)=1- 1x 在(-∞,0)上是增函数;
4、已知函数f(x)=x 2-2x,g(x)=x 2-2x(x ∈[2,4].
(1)求f(x),g(x)的单调区间;
(2)求f(x),g(x)的最小值.。