例1 求下列函数的定义域: ①
f (x ) =
1x -2
;②
f (x ) =3x +2
;③
f (x ) =x +1+
12-x
.
解析式y =
f (x ) ,而没有指明它的定义域,那么函数的定义域就是指
能使这个式子有意义的实数x
解:①∵x-2=0,即x=2时,分式而x
≠2时,分式
1x -2
1x -2
无意义,
有意义,∴这个函数的定义域是{x |x ≠2}.
23
②∵3x+2
-23
3x +23x +2
无意义, 才有意义,
时,根式
-23
∴这个函数的定义域是{x |x ≥
}.
时,根式
x +1
③∵当x +1≥0且2-x ≠0,即x ≥
12-x
-1且x ≠2和分式
同时有意义,
∴这个函数的定义域是{x |x ≥
-1且x ≠2
}
⇒
⎧x ≥-1
⎨x ≠2⎩
另解:要使函数有意义,必须:
⎧x +1≥0
⎨
⎩2-x ≠0
∴这个函数的定义域是: {x |x ≥-1且x ≠2}
强调:解题时要注意书写过程,注意紧扣函数定义域的含义. 由本例可知,求函数的定义域就是根据使函数式有意义的条件,布列自变量应满足的不等式或不等式组,解不等式或不等式组就得到所求的函数的定义域.
例2 已知函数f (x ) =3x 2-5x+2,求f(3), f(-2
), f(a+1).
解:f(3)=3×32-5×3+2=14; f(-2
)=3×(-
2
) 2-5×(-
2
)+2=8+5
2
;
f(a+1)=3(a+1) 2-5(a+1)+2=3a2+a.
例3下列函数中哪个与函数y =x 是同一个函数?
⑴y =(
x
);⑵y =
2
3
x
3
;⑶y =
x
2
解:⑴y =是;
⑵y =3
数;
⑶y =
x
2
x
)=x (x ≥0), y ≥0,定义域不同且值域不同,不
2
x
3
=x (x ∈R ), y ∈R ,定义域值域都相同,是同一个函
=|x |=⎨
⎧x , x ≥0⎩-x x
, y ≥0例4 下列各组中的两个函数是否为相同的函数?
①y ②y ③f
1
==
(x +3)(x -5)
x +3x +1
x -1
2
y 2=x -
(定义域不同)
(定义域不同)
1
y 2=
(x +1)(x -1)
1
(x ) =(2x -5)
f 2(x ) =2x -5 (x
(定义域、值域都不同)
f (1) =2; f (-1) =0; f (0) =πf {f [f (-1)]}=π+1
例1已知
⎧0
⎪
f (x ) =⎨π
⎪x +1⎩
(x =0) ⇒(x >0)
例2已知f (x )=x 2-1 g (x )= 解:f [g (x )]=(
x +1求f [g (x )]
x +1)2-1=x +2
x
例3 求下列函数的定义域: ①f (x ) =
4-x
2
-1 ②f (x ) =
x -3x -4x +1-2
2
③
f (x ) =
11+
11+
1x
④f (x ) =
(x +1)
x -x
⑤y =
x -2+3+
1
3x +7
≥1
解:①要使函数有意义,必须:4-x 2 ∴函数f (x ) =
4-x
2
即: [-
,
3
-≤x ≤3
-1的定义域为: ]
⎧x 2-3x -4≥0⎧x ≥-4或x ≤-1
②要使函数有意义,必须:⎨ ⇒⎨
⎩x ≠-3且x ≠1⎩x +1-2≠0
⇒x >-3或-3
∴定义域为:{ x|x >-3或-3
⎧x ≠0
⎪⎪
1
③要使函数有意义,必须: ⎪1+≠0 ⇒ ⎨
x ⎪
⎪1+1≠0
1⎪
1+⎩
x
1
∴函数的定义域为:{x |x ∈R 且x ≠0, -1, -
2
⎧x ≠0⎪
⎨x ≠-1
1⎪x ≠-⎩
2
④要使函数有意义,必须:
⎧x +1≠0
⎨
x -x ≠0⎩
⎧x ≠-1
⇒⎨ ⎩x
∴定义域为:{x |x
7
7
⎧x -2+3≥0⎨
⎩3x +7≠0
x ∈R ⎧⎪
7⇒⎨
x ≠-⎪3⎩
3
即 x- ∴定义域为:{x |x ≠-7
3
3
例4 若函数y =ax
2
-ax +
1a
的定义域是R ,求实数a 的取值范
解:∵定义域是R, ∴ax
2
-ax +
1a
≥0恒成立,
a >0⎧⎪
∴等价于⎨∆=a 2-4a ⋅1≤0⇒0
⎪a ⎩
例5 若函数
y =f (x +
14
) ⋅f (x -
14
y =f (x )
的定义域为[-1,1],求函数
) 解:要使函数有意义,必须:
1⎧-1≤x +≤1⎪4⇒⎨
1
⎪-1≤x -≤1
4⎩
⎧
⎪-⎨⎪-⎩
543
4⇒-3≤x ≤3544≤x ≤44
1
≤x ≤
3
∴函数y
=f (x +
14
) ⋅f (x -
33⎫⎧
) 的定义域为:⎨x |-≤x ≤⎬444⎭⎩
求用解析式y=f(x)表示的函数的定义域时,常有以下几种情况: ①若f(x)是整式,则函数的定义域是实数集R ;
②若f(x)是分式,则函数的定义域是使分母不等于0的实数集; ③若f(x)是二次根式,则函数的定义域是使根号内的式子大于或等于0的实数集合;
④若f(x)是由几个部分的数学式子构成的,则函数的定义域是使各部分式子都有意义的实数集合;
⑤若f(x)是由实际问题抽象出来的函数,则函数的定义域应符合实际问题.
例6 已知f(x)满足2f (x ) +∵已知2f (x ) +
1
f () =3x x
1
f () =3x x
,求f (x ) ;
①,
x
f (x ) =
3x
将①中x 换成得2f (1) +
x
x
1
②,
x
①×2-②得3f (x ) =6x -3 ∴f (x ) =2x -1. 例7 设二次函数f (x ) 满足f (x +2) =
f (2-x ) 且f (x ) =0的两实根平方
和为10,图象过点(0,3),求f (x ) 的解析式.
解:设f (x ) =ax
2
+bx +c (a ≠0)
,
∵图象过点(0,3),∴有f(0)=c=3,故c=3; 又∵f(x)满足f (x +2) =∴得对称轴x=2且x 即-
b 2a
=2
21
f (2-x ) 且f (x ) =0的两实根平方和为10,
+x 2
2
=(x 1+x 2) -2x 1x 2=10,
2
且
b a
22
-
6a
=10
,∴a=1,b=-4,∴f (x ) =x
2
-4x +3
四、练习:
1.设f (x ) 的定义域是[-3,
2
],求函数f (
x -2≤2
2
x -2) -3≤解:要使函数有意义,必须: 得: -1≤
x ≤2+2
∵
x
≥0 ∴
0≤x ≤2+
0≤x ≤6+42
∴ 函数f (x -2) 的定域义为:x |0≤x ≤6+42
{}
2.已知f(x)是一次函数, 且f[f(x)]=4x-1, 求f(x)解:设f(x)=kx+b则 k(kx+b)+b=4x-1
2
⎧k =4
⇒则⎨
⎩(k +1) b =-1
k =2⎧⎪
⎨b =-1⎪3⎩
或
⎧k =-2
⎨
⎩b =1
∴f (x ) =2x -或f (x ) =-2x +1
3
1
3.若f (
x +1)=x +2x
, 求 解法一(换元法):令t=
2
x +1则
2
x=t2-1, t≥1代入原式有
f (t ) =(t -1) +2(t -1) =t -1
x -1
2
∴f (x ) =
(x ≥1)
x =(x +1) -1
2
2
解法二(定义法):x +2
∴f (
x +1) =(x +1) -1 x +1≥1
∴f (x ) =
x -1
2
(x≥1)
例1 判断下列对应是否映射?有没有对应法则?
a e b f c g d d (是) (不是) (是) 例2下列各组映射是否同一映射?
e d b f b b f
c g c c g
例3判断下列两个对应是否是集合A 到集合B 的映射?
(1)设A={1,2,3,4},B={3,4,5,6,7,8,9},
对应法则f
(2)设A =
*
:x →2x +1
N , B ={0, 1},对应法则f :x →x 除以2得的余数
(3)A =
N
,B ={0, 1, 2},f
:x →x 被3除所得的余数
(4)设X
={1, 2, 3, 4},Y ={1,
111
, , f :x →x 取倒数234
(5)A ={x |x >2, x ∈N },B =
N
,f
:x →小于x 的最大质数
例1某种笔记本每个5元,买 x ∈{1,2,3,4}个笔记本的钱数记为y (元),试写出以x 为自变量的函数y 的解析式,并画出这个函数的解:这个函数的定义域集合是{1,2,3,4},函数的解析式为 y=5x,x ∈{1,2,3,4}.
它的图象由4个孤立点A (1, 5) B (2, 10) (4, 20) C (3, 15) D
例2 国内投寄信函(外埠),每封信函不超过20g 付邮资80分,超过20g 而不超过40g 付邮资160分,依次类推,每封x g(0
⎧80, x ∈(0, 20],
⎪
160, x ∈(20, 40],⎪⎪
y =⎨240, x ∈(40, 60], ⎪320, x ∈(60, 80],⎪⎪⎩400, x ∈(80, 100].
x ≤100
,函数的解析式为
这个函数的图象是5条线段(不包括左端点),都平行于x 轴,如图所示.
例3 画出函数y=|x|=⎨
⎧x ⎩-x
x ≥0, x
的图象.
解:这个函数的图象是两条射线,分别是第一象限和第二象限的角平分线,如图所示.
说明:①再次说明函数图象的多样性;
②从例4和例5看到,有些函数在它的定义域中,对于自变量x 的不同取值范围,对应法则不同,这样的函数通常称为
分段函数. 注意分段函数是一个函数,而不是几个函数.
③注意:并不是每一个函数都能作出它的图象,如狄利克雷(Dirichlet )函数D(x)=⎨
⎧1,x 是有理数,⎩0,x 是无理数.
, 我们就作不出它的图象.
例4作出分段函数y =
x -1+x +2
的图像
解:根据“零点分段法”去掉绝对值符号,即:
⎧-(2x +1) ⎪
3y =x -1+x +2=⎨
⎪2x +1⎩
x ≤-2
-21
y
作出图像如下 例5作出函数y 列表描点:
=x +
1x
的图象
x
1.直接法:利用常见函数的值域来求
一次函数y=ax+b(a≠0) 的定义域为R ,值域为R ; 反比例函数y =
k x
2
(k ≠0) 的定义域为{x|x≠0},值域为{y|y≠0};
二次函数f (x ) =ax
+bx +c (a ≠0)
的定义域为R ,
2
2
当a>0时,值域为{y |y ≥(4ac -b ) };当a
4a
4a
例1.求下列函数的值域
① y=3x+2(-1≤x ≤1) ②f (x ) =2+③y =
x x +1
4-x
④y
=x +
解:①∵-1≤x ≤1,∴-3≤3x ≤3,
∴-1≤3x+2≤5,即-1≤y ≤5,∴值域是[-1,5] ②∵
4-x ∈[0, +∞)
∴f (x ) ∈[2, +∞) 即函数f (x ) =2+
4-x
的值域是 { y| y≥
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③y = ∵
1x +1
x x +1
=
x +1-1x +1
=1-
1x +1
≠0
∴y ≠1
即函数的值域是 { y| y∈R 且y ≠1}(此法亦称分离常数法④当x>0,∴y
=x +
1x
=(
1-x
x -
1x
) +2≥2,
2
当x
=-(-x +
) =-(-x -
1-x
) -2≤-2
2
∴值域是(-∞, -2] [2,+∞). (此法也称为配方法) 函数y
=x +
1x
的图像为:
2.二次函数比区间上的值
(最值) :
例2 求下列函数的最大最小值与值域:
①y =x ②y =③y =x
2
域
值、
-4x +1
;
x -4x +1, x ∈[3, 4];
22
-4x +1, x ∈[0, 1]; ④y =
2
x -4x +1, x ∈[0, 5];
2
解:∵y =x
2
-4x +1=(x -2) -3
,∴顶点为(2,-3),顶点横坐标为2.
①∵抛物线的开口向上,函数的定义域R , ∴x=2时,ymin=-3 ,无最大值;函数的值域是{y|y≥-3 }.
②∵顶点横坐标2∈[3,4],
当x=3时,y= -2;x=4时,y=1;
∴在[3,4]上,y min =-2,y max =1;值域为[-2,1].
③∵顶点横坐标2∈[0,1],当x=0时,y=1;x=1时,y=-2, ∴在[0,1]上,y min =-2,y max =1;值域为[-2,1].
④∵顶点横坐标2∈ [0,5],当x=0时,y=1;x=2时,y=-3, x=5时,y=6,
∴在[0,1]上,y min =-3,y max =6;值域为[-3,6]. 注:对于二次函数f (x ) =ax ⑴若定义域为R 时, ①当a>0时,则当x =-②当a
b 2a b 2a
2
+bx +c (a ≠0)
,
时,其最小值y 时,其最大值y
min
=
(4ac -b )
4a (4ac -b )
4a
2
2
; .
max
=
⑵若定义域为x ∈ [a,b],则应首先判定其顶点横坐标x0是否属于区间[a,b].
①若x 0∈[a,b],则f (x 0) 是函数的最小值(a>0)时或最大值(a
②若x 0∉[a,b],则[a,b]是在f (x ) 的单调区间内,只需比较f (a ), f (b )
的大小即可决定函数的最大(小)值.
注:①若给定区间不是闭区间,则可能得不到最大(小)值;
②当顶点横坐标是字母时,则应根据其对应区间特别是区间两端点的位置关系进行讨论.
3.判别式法(△法):
判别式法一般用于分式函数,其分子或分母只能为二次式,解题中要注意二次项系数是否为0例3.求函数y =
x -5x +6x +x -6
2
2
的值域
方法一:去分母得 (y-1) x 2+(y+5)x-6y -6=0 ① 当 y ≠1时 ∵x ∈R ∴△=(y+5)2+4(y-1) ×6(y+1)≥0 由此得 (5y+1)2≥检验
y =-
15
时
-x =-
15
+565
=2)
(代入①求根)
15
2⋅(-
∵2 ∉ 定义域 { x| x≠2且 x ≠3} ∴y ≠再检验 y=1 代入①求得 x=2 ∴y ≠1 综上所述,函数y =
x -5x +6x +x -6
22
-
的值域为 { y| y≠1且 y ≠-}
5
(x -2)(x -3) (x -2)(x +3)
=x -3x +3
=1-
6x -3
1
方法二:把已知函数化为函数y = 由此可得 y ≠1
(x≠2)
∵ x=2时 ∴函数y =
y =-
2
15
即
y ≠-
15
1
x -5x +6x +x -6
2
的值域为 { y| y≠1且 y ≠-5
说明:此法是利用方程思想来处理函数问题,一般称判别式法. 判别式法一般用于分式函数,其分子或分母只能为二次式. 解题中要注意二次项系数是否为0的讨论.
4.换元法
例4.求函数y =2x +4解:设 代入得
t =
-x
-x
的值域
则 t ≥0 x=1-t 2
2
2
2
y =f (t ) =2⋅(1-t ) +4t =-2t +4t +2=-2(t -1) +4
∵t ≥0 ∴y ≤4 5.分段函数
例5.求函数y=|x+1|+|x-2|的值域. 解法1:将函数化为分段函数形式:
⎧-2x +1(x
y =⎨3(-1≤x
象可知,函数的值域是{y|y≥3}.
解法2:∵函数y=|x+1|+|x-2|表示数轴上的动点x 到两定点-1,2的距离之和,∴易见y 的最小值是3,∴函数的值域是[3,+∞]. 如图
两法均采用“数形结合”,利用几何性质求解,称为几何法或图象法.
说明:以上是求函数值域常用的一些方法(观察法、配方法、判别式法、图象法、换元法等),随着知识的不断学习和经验的不断积累,还有如不等式法、三角代换法等. 有的题可以用多种方法求解,有的题用某种方法求解比较简捷,同学们要通过不断实践,熟悉和掌
握各种解法,并在解题中尽量采用简捷解法.
例1 如图6是定义在闭区间5]上的函数y =说出y =
f (x ) 的图象,根据
[-5,图象
以及在f (x ) 的单调区间,
f (x ) 是增函
每一数还
单调区间上,函数y =是减函数.
解:函数y =5],其中y =
f (x ) 的单调区间有[-5,-2) ,[-2,1) ,[1,3) ,[3,
f (x ) 在区间[-5,-2) ,[1,3) 上是减函数,在区间[-2,1) ,
[3,5]上是增函数.
说明:函数的单调性是对某个区间而言的,对于单独的一点,由于它的函数值是唯一确定的常数,因而没有增减变化,所以不存在单调性问题;另外,中学阶段研究的主要是连续函数或分段连续函数,对于闭区间上的连续函数来说,只要在开区间上单调,它在闭区间上也就单调,因此,在考虑它的单调区间时,包括不包括端点都可以;还要注意,对于在某些点上不连续的函数,单调区间不包括不连续点.
例2 证明函数f (x ) =3x +2在R 上是增函数. 证明:设x 1, x 2是R 上的任意两个实数,且x 1
f (x 1) -f (x 2) =(3x 1+2)-(3x 2
+2)=3(x 1-x 2),
f (x 1)
由x 1
例3 证明函数f (x ) =
1x
在(0,+∞) 上是减函数.
证明:设x 1, x 2是(0,+∞) 上的任意两个实数,且x 1
1x 1
-
1x 2
=
x 2-x 1x 1x 2
,
∞) ,得x 1x 2
>0,
f (x 2)
又由x 10 ,于是f (x 1) -f (x 2) >0,即f (x 1) > ∴f (x ) =
1x
在(0,+ ∞) 上是减函数.
x -2ax +3在(-2,2)内的单调性.
2
2
2
例4.讨论函数f(x)=解:∵f(x)=x
2
-2ax +3=(x-a)
2
+3-a
,对称轴x =a
∴若a ≤-2, 则f(x)=若-2
若a ≥2, 则f(x)=
x -2ax +3在(-2,2)内是增函数;
2
x -2ax +3
在(-2,a)内是减函数, 在[a,2]内是增函
x -2ax +3在(-2,2)内是减函数.
2
1.函数单调性的证明 例1.判断并证明函数f (x ) =证明:设x 1
f(x1) -f(x2) =x 1-x 2=(x1-x 2)(x1+x 1x 2+x 2)
3
2
2
2
x
3
的单调性
∵x 1
1
-x 2
,x
21
+x 1x 2+x 2=(x 1+
2
x 22
) +
2
3x 24
2
>0,
1
) -f(x2)
x
3
即f(x
1
)
(注:关键f(x
1
) -f(x2)
∴f (x ) =
在R 上是增函数.
2.复合函数单调性的判断 对于函数y =
f (u ) 和u =g (x )
,如果u =
g (x )
在区间(a , b ) 上是具有单
上也具有单调
调性,当x ∈(a , b ) 时,u ∈(m , n ) ,且y =性,则复合函数y =
f (u ) 在区间(m , n )
f (g (x )) 在区间(a , b ) 具有单调性的规律见下表:
以上规律还可总结为:“同向得增,异向得减”或“同增异减”. 证明:①设x 1, x 2∈(a , b ) ,且x 1
g (x ) 在(a , b ) 上是增函数,
x 2
∴g (x 1)
g (x 2) ,且g (x 1), g (x 2) ∈(m , n )
f (u ) 在(m , n ) 上是增函数,∴f (g (x 1))
f (g (x )) 在区间(a , b ) .
所以复合函数y =
②设x 1, x 2∈(a , b ) ,且x 1
x 2,∵u =g (x )
在(a , b ) 上是增函数,
g (x 2) ,且g (x 1), g (x 2) ∈(m , n )
f (u ) 在(m , n ) 上是减函数,∴f (g (x 1)) >g ((x 2))
f (g (x )) 在区间(a , b ) .
所以复合函数y =
③设x 1, x 2∈(a , b ) ,且x 1
x 2,∵u =g (x )
在(a , b ) 上是减函数,
∴g (x 1) >∵y =
g (x 2) ,且g (x 1), g (x 2) ∈(m , n )
f (u ) 在(m , n ) 上是增函数,∴f (g (x 1)) >g ((x 2))
f (g (x )) 在区间(a , b ) .
所以复合函数y =
④设x 1, x 2∈(a , b ) ,且x 1∵y =
x 2,∵u =g (x )
在(a , b ) 上是减函数,
g (x 2) ,且g (x 1), g (x 2) ∈(m , n )
f (u ) 在(m , n ) 上是减函数,∴f (g (x 1))
f (g (x )) 在区间(a , b ) .
所以复合函数y =
例2.求函数y =8+2(2-x 2) -(2-x 2) 2的值域,并写出其单调区间
解:题设函数由y =8+2u -u 2和u =2-x 2复合而成的复合函数, 函数u =2-x 2的值域是(-∞, 2], 在
y =8+2u -u =9-(u -1)
2
2
(-∞, 2]上的值域是(-∞, 9].
故函数y =8+2(2-x 2) -(2-x 2) 2的值域是(-∞, 9].
对于函数的单调性,不难知二次函数y =8+2u -u 2在区间(-∞, 1) 上是减函数,在区间[1, +∞) 上是增函数;
二次函数u =2-x 区间(-∞, 0) 上是减函数,在区间[0, +∞) 上是增函2
当u ∈(-∞, 1) 时,2-x 2∈(-∞, 1) ,即2-x 2当u ∈[1, +∞) 时,2-x 2∈[1, +∞) ,即2-x 2
1. ≥1,-1≤x ≤1.
因此,本题应在四个区间(-∞, -1) ,[-1, 0) ,[0, 1) ,[1, +∞) ① 当x ∈(-∞, -1) 时,u
=2-x ∈(-∞, 1)
2
,
而u =2-x 2在(-∞, -1) 上是增函数,y =8+2u -u 2在(-∞, 1) 上是增函数,所以,函数y =8+2(2-x 2) -(2-x 2) 2在区间(-∞, -1) ②当x ∈[-1, 0) 时,u =2-x ∈[1, +∞) ,
2
2
而u =2-x 2在[-1, 0) 上是增函数, y =8+2u -u 在[1, +∞) 上是减函数,
所以,函数y =8+2(2-x 2) -(2-x 2) 2在区间[-1, 0) ③当x ∈[0, 1) 时,u
=2-x ∈(1, +∞)
2
,
而u =2-x 2在[0, 1) 上是减函数,y =8+2u -u 2在(1, +∞) 上是减函数, 所以,函数y =8+2(2-x 2) -(2-x 2) 2在区间[0, 1) ④当x ∈[1, +∞) 时,u =2-x ∈(-∞, 1],
2
而u =2-x 2在[1, +∞) 上是增函数,y =8+2u -u 2在(-∞, 1]上是减函数,所以,函数y =8+2(2-x 2) -(2-x 2) 2在区间[1, +∞) 综上所述,函数y =8+2(2-x 2) -(2-x 2) 2在区间(-∞, -1) 、[0, 1) 上是增函数;在区间[-1, 0) 、(-∞, 1]另外,本题给出的复合函数是偶函数,在讨论具有奇偶性的函数的单调性时,应注意应用其奇函数或偶函数的性质,以使解题过程简
例1某种放射性物质不断变化为其他物质,每经过1年剩留的这种物质是原来的84%,画出这种物质的剩留量随时间变化的图象,并从图象上求出经过多少年,剩量留是原来的一半(结果保留1个有效分析:通过恰当假设,将剩留量y 表示成经过年数x 的函数,并解:设这种物质量初的质量是1,经过x 年,剩留量是经过1年,剩留量y=1×84%=0.841;
经过2年,剩留量y=1×84%=0.842;
„„
一般地,经过x 年,剩留量 y=0.84x
根据这个函数关系式可以列表如下:
用描点法画出指数函数y=0.84xy=0.5只需x ≈4.
答:约经过4
例2 (课本第81页)比较下列各题中两个值的大小: ①1. 72. 5,1. 73; ②0. 8-0. 1,0. 8-0. 2; ③1. 70. 3,0. 93. 1 解:利用函数单调性
①1. 72. 5与1. 73的底数是1.7,它们看成函数 y=1. 7x ,当x=2.5和3时的值;因为1.7>1,所以函数y=1. 7x 在R
可以函数是增
函数,而2.5
②0. 8
-0. 1
与0. 8
-0. 2
的底数是0.8,它
x
们
可以看成函数 y=0. 8,当x=-0.1和-0.2时的函数值;因为0
以
函数y=
0. 8
x
在R 是减函数,而
-0.1>-0.2,所以,0. 8-0. 1
③在下面个数之间的横线上填上适当的不等号或等号:1. 70. 3>1;
0. 9
3. 1
0. 93. 1
小结:对同底数幂大小的比较用的是指数函数的单调性,必须要明确所给的两个值是哪个指数函数的两个函数值;对不同底数是幂的大小的比较可以与中间值进行比较
.
例1求下列函数的定义域、值域: ⑴y =0. 4x -1 ⑵y =3
1
5x -1
⑶y
=2+x
分析:此题要利用指数函数的定义域、值域,并结合指数函数的量x 解(1)由x-1≠0得x ≠1
1 所以,所求函数定义域为{x|x≠1} x -1
≠0
由 ,得y ≠
所以,所求函数值域为{y|y>0且y ≠说明:对于值域的求解,在向学生解释时,可以令
1x -1
≠t
,考察
指数函数y=0. 4t , (2)由5x-1≥0得x ≥
1
1
所以,所求函数定义域为{x|x ≥5
由 5x -1≥0得y ≥1
所以,所求函数值域为{y|y≥(3)所求函数定义域为由2x >0可得2x 所以,所求函数值域为通过此例题的训练,学会利用指数函数的定义域、值域去求解指数形式的复合函数的定义域、值域,还应注意书写步骤与格式的规范
1⎫
例2求函数y =⎛ ⎪
⎝2⎭
x -2x
2
解:设x 1
y 2y 1
⎛1⎫
⎪⎝2⎭⎛1⎫ ⎪⎝2⎭
x 2-2x 2
2
=
x 1-2x 1
2
⎛1⎫= ⎪⎝2⎭
x 2-x 1-2x 2+2x 1
12
⎛1⎫= ⎪⎝2⎭
(x 2-x 1)(x 2+x 1-2)
∵x 10
当x 1, x 2∈(-∞, 1]时,x 1+x 2-2
y 2y 1
>1 ∴y 2>y 1 当x 1, x 2∈[1, +∞)时,x 1+x 2-2>0 这时(x 2-x 1)(x 2+x 1-2) >0 即
y 2y 1
1⎫设:u =x 2-2x 则:y =⎛ ⎪
⎝2⎭
u
u
1⎫
对任意的1
⎝2⎭
是减函数
∴y 1
⎛1⎫
y 2 ∴y = ⎪
⎝2⎭
x -2x
2
在[1, +∞) 1⎫
对任意的x 1u 2,又∵y =⎛ ⎪
⎝2⎭
u
是减函数
∴
⎛1⎫
y 1
⎝2⎭
x -2x
2
在[1, +∞) 引申:求函数y =⎛
1⎫
⎪2⎝⎭
x -2x
2
的值域 (0
小结:复合函数单调性的判断(见第8课时) 例3设a 是实数,f (x ) =a -
22+1
x
(x ∈R )
试证明对于任意a, f (x ) 为增函数;
分析:此题虽形式较为复杂,但应严格按照单调性、奇偶性的定(1)证明:设x 1, x 2∈R, 且x 1
f (x 1) -f (x 2) =(a -
22
x 1x 1
则
=2
x
+1
) -(a -
x 2
22
x 2
+1)
2
2
+1
-
22
x 1
=
2(2(2
x 1
-2
x
)
+1)(2
2
+1)
由于指数函数 y=2x 在R 上是增函数, 且x 1
2x 1
即
1
2x 1-2x
2
又由2x >0得2x +1>0, 2x +1>0 所以f (x 1) -
f (x 2)
即f (x 1)
因为此结论与a 取值无关,所以对于a 取任意实数,f (x ) 为增函评述:上述证明过程中,在对差式正负判断时,利用了指数函数例1(课本第82页 例2)用计算机作出的图像,并在同一坐标系下作出下列函数的图象,并指出它们与指数函数y=2x 的图象的关系,
⑴y=2x +1与y=2x +2. ⑵y=2x -1与y=2x -2. 解:⑴作出图像,显示出函数数据表
y=2x 向左函数
比较函数y=2x +1、y=2x +2与的关系:将指数函数y=2的图象
x
平行移动1个单位长度,就得到y=2的图象,将指数函数y=2
x +1
x
的图
象向左平行移动2个单位长度,就得到函数y=2x +2⑵作出图像,显示出函数数据表
的
关
比较函数y=2x -1、y=2x -2与y=2x 系:将指数函数y=2的图象向
x
右平行
数
移动1个单位长度,就得到函y=2的图象,将指数函数y=2
x -1
x
的图象
向右平行移动2个单位长度,就得到函数y=2x -2小结:⑴ y=2x -m 与y=2x 的关系:当m>0时,将指数函数y=2x 的图象向右平行移动m
个单位长度,就得到函数y=2x -m 的图象;当m
数y=2x -m 例2 ⑴已知函数
⎛1⎫y = ⎪
⎝2⎭
x
用计算器或计算机
作出函数图像,求定义域、值域,并探讨
⎛1⎫y = ⎪
⎝2⎭
x
⎛1⎫y = ⎪
⎝2⎭
x
与
⎧⎛1⎫x
⎪, x ≥0
解:y =⎪ 定义域:x ∈R 值域:0
⎪2x , x
关系:将
⎛1⎫y = ⎪
⎝2⎭
x
⎛1⎫y = ⎪
⎝2⎭
x
的图像y 轴右侧的部分翻折到y 轴左侧的到
的图像,关于y 轴对称.
x -1
1⎫
⑵已知函数 y =⎛ ⎪
⎝2⎭
用计算器或计算机作出函数图像,求定义
x -1
x -1
1⎫⎛1⎫
域、值域,并探讨y =⎛ ⎪与y = ⎪
⎝2⎭
⎝2⎭
x -1
解:
⎧⎛1⎫
⎪ ⎪, x ≥1y =⎨⎝2⎭
⎪2x -1, x
y ≤1
定义域:x ∈值域:0
1⎫
关系:将y =⎛ ⎪
⎝2⎭
x -1
(x>1)的图像在直线x=1右侧的部分翻折到
直线x=1
1⎫
左侧得到y =⎛ ⎪
⎝2⎭
x -1
的图像,是关于直线x=1对称
⑵推广:对于有些复合函数的图象,则常用基本函数图象+变换方法作出:
基本函数图象+变换:即把我们熟知的基本函数图象,通过平移、作其对称图等方法,得到我们所要求作的复合函数的图象,如上例,这种方法我们遇到的有以下几种形式:
以上是在高一阶段我们看到的几种函数图象的变换,但随着知识的增加,还会有许多较复杂的变换,以后再作研究.
例3探讨函数y =a x 和y =a -x (a >0且a ≠1) 的图象的关系,并证明关
于y 证:设P(x 1, y 1) 是函数y =a x (a >0且a ≠1) 的图象上任意一点 则y 1=a x 而P(x 1, y 1) 关于y 轴的对称点Q 是(-x 1, y 11
∴ y 1
=a
x 1
=a
-(-x 1)
即Q 在函数y =a -x 由于P 是任意取的, 所以y =a x 上任一点关于y 轴的对称点都在
y =a
-x
同理可证:y =a -x 图象上任意一点也一定在函数y =a x 的图象上
∴ 函数y =a x 和y =a -x 的图象关于y 例4 已知函数 y =2+2
2
x -x
求函数
解:作出函数图像,观察分析讨论,教师引导、整理
定义域为由y =
2+2
2
x -x
得 22x
-2y ⋅2+1=0
x
≥1
∵x ∈R, ∴△≥0, 即 4y 2-4≥0, ∴y 2
y ≥1
, 又∵y >0,∴
例1已知函数f (x ) 的定义域是[0,1],则函数f (x 2) 的定义域是________.
解:由0≤x 2≤1, 解得-1≤x ≤1 ∴f (x 2) 的定义域为[-1,1]. 评述:针对题目中函数关系抽象的特点,可将f (x ) 具体化,能有助于对问题的理解与判断. 设f (x ) =这时,f (x 2) =
x (1-x )
2
2
x (1-x )
, 它的定义域是[0,1],
的定义域是[-1,1],由此可见,列举实
例是处理抽象函数有关问题的有效方法.
例2若函数f(x)=x2+bx+c对任意实数x 都有f(2+x)=f(2-x),那么( )
A.f(2)<f(1)<f(4) B.f(1)<f(2)<f(4) C.f(2)<f(4)<f(1) D.f(4)<f(2)<f(1)分析:此题解决的关键是将函数的对称语言转化为对称轴方程. 解:由f(2+x)=f(2-x)可知:函数f(x)的对称轴为x=2,由二次函数f(x)开口方向向,可得f(2)最小,又f(4)=f(2+2)=f(2-2)=f(0) 在x <2时,y=f(x)为减函数
∵0<1<2,∴f(0)>f(1)>f(2) 即f(2)<f(1)<通过此题可将对称语言推广如下:
(1)若对任意实数x, 都有f(a+x)=f(a-x)成立,则x=a是函数f(x)的对称轴
(2)若对任意实数x, 都有f(a+x)=f(b-x)成立,则x=的对称轴.
例3求f(x)=x2-2ax+2在[2,4]上的最大值和最小值. 解:先求最小值.
因为f(x)的对称轴是x=a,可分以下三种情况:
(1)当a <2时,f(x)在[2,4]上为增函数,所以f(x)min=f(2)=6-4a;
(2)当2≤a <4时,f(a)为最小值,f(x)min=2-a2;
(3)当a >4时,f(x)在[2,4]上为减函数,所以f(x)min=f(4)=18-8a
⎧6-4a , (a
2
综上所述:f(x)min=⎪⎨2-a , (2≤a
⎪18-8a , (a >2) ⎩
a +b 2
是f(x)
中
较
大
者
:
最大值为f(2)与f(4)
f(2)-f(4)=(6-4a)-(18-8a)=12+4a
(1)当a ≥3时,f(2)≥f(4),则f(x)max=f(2)=6-4a;
(2)当a <3时,f(2)<f(4),则f(x)max=f(4)=18-8a. 故f(x)max=⎨
⎧6-4a , (a ≥3) ⎩8-8a , (a
评述:本题属于二次函数在给定区间上的最值问题,由于二次函数的系数含有参数,对称轴是变动的,属于“轴动区间定”,由于图象开口向上,所以求最小值要根据对称轴x=a与区间[2,4]的位置关系,分三种情况讨论;最大值在端点取得时,只须比较f(2)与f(4)的大小,按两种情况讨论即可,实质上是讨论对称轴位于区间中点的左、右两种情况.
例4函数f(x)=x2-bx+c,满足对于任何x ∈R 都有f(1+x)=f(1-x),且f(0)=3,则f(bx ) 与f(cx ) 的大小关系是( ) A.f(bx ) ≤f(cx ) B.f(bx ) ≥f(cx ) C.f(bx ) <f(cx ) D.f(bx ) >f(cx )
分析:由对称语言f(1+x)=f(1-x)可以确定函数对称轴,从而确定b 值,再由f(0)=3,可确定c 值,然后结合b x ,c x 的大小关系及二次函数的单调区间使问题得以解决. 解:∵f(1+x)=f(1-x)∴f(x)的对称轴x=-∴b=2,又f(0)=3,∴c=3,
-b 2
=1
∴f(x)=x2(1)当x >0时,1<2x <3x , 且f(x)在[1,+∞) 上是增函数 所以f(2x ) <f(3x ), 即f(bx ) <f(cx (2)当x <0时,1>2x >3x , 且f(x)在(-∞,1)上是减函数,所以f(2x ) <f(3x ) ,即f(bx ) <f(cx (3)当x=0时,2x =3x =1
则f(2x )=f(3x ), 即f(bx )=f(cx ) 综上所述,f(bx ) ≤f(cx ). 答案:A 一、选择题
1、设集合A 和集合B 都是自然数集合N ,映射f 中的元素n 映射到集合B 中的元素2n 象是
(A )2 (B )3 (C )4 (D )5 2、已知不等式为(A )-
12
≤x
1
:A →B
把集合A
+n ,则在映射f 下,象20的原
13
≤3
12
x
,则x 的取值范围 (C )R (D )
12≤x
13
(B )
≤x
3、函数y =2x -1在定义域上的单调性为 (A )在(-∞, 1)上是增函数,在(1, +∞)上是增函数 (B )减函数
(C )在(-∞, 1)上是减增函数,在(1, +∞)上是减函数 (D )增函数
4、函数f (x ) =则
(A )A B =B (B )A ⊆B (C )A B =B (D )A =B 5、(不做)若函数f (x ) 的图象经过(0, -1) ,那么f (x +4) 的反函数图象经过点
(A)(4, -1) (B)(-1, -4) (C)(-4, -1) (D)(1, -4) 6、下列式子或表格 ①y =
-a
x
1+x 1-x
的定义域为A ,函数y =f [f (x )]的定义域为B ,
+log a (x -1)(a >1)
②y =2x ,其中x ∈{0, 1, 2, 3}, y ∈{0, 2, 4} ③x 2
+y
2
=1 ④x 2+y
2
=1(y ≥0)
其中表示
y
是x 的函数的是
(A )①②③④⑤ (B )②③⑤ (C )③④ (D )④⑤ 7、(不做)已知函数y =函数y =
f (x ) 的反函数f
-1
那么(x ) 的定义域为[0, 1],
f (x +m )(m ∈R ) 的值域是
(A )[-m , 1-m ] (B )[-1, 0] (C )[0, 1] (D )R 8、已知函数f (x ) =ax 2
围是 (A )a ≤
3
+(a -a ) x +1在(-∞, -1]上递增,则a
3
的取值范
(B )-
3≤a ≤
2
3
(C )0
2
3
(D )-3≤a
9、已知二次函数
f (x ) =ax +(a +b ) x +c
的图像开口向上,且
f (0) =1,f (1) =0,则实数b
取值范围是
, 0)
(A) (-∞, -
34
] (B) [-
34
(C) [0, +∞) (D) (-∞, -1)
≠1) 的图象必经过点
10、函数y =a x -2+1(a >0,且a
(A)(0,1) (B)(1,1) (C) (2, 0) (D) (2,2) 11、下列函数中值域为(0,+∞)的是
1
(A) (C)
y =52-x
(B)
x
⎛1⎫
y = ⎪
⎝3⎭
1-x
x
y =
⎛1⎫
⎪-1 ⎝2⎭
(D)
y =-2
12、甲乙二人同时从A 地赶往B 地,甲先骑自行车到中点改为跑步,而乙则是先跑步到中点改为骑自行车,最后两人同时到达B 地,
又知甲骑自行车比乙骑自行车的速度快,并且二人骑车速度均比跑步A 地的距离S 与所用时间t 的函数关系可用图象
表示,则下列给出的四个函数图象中,甲、乙各人的图象只可能是 (A)甲是图①,乙是图② (B)甲是图①,乙是图④ (C)甲是图③,乙是图② (D)甲是图③,乙是图④ 二、填空题: 13、0. 064
-13
⎛4⎫3
- -⎪+(-2)⎝5⎭
[]
-
43
1
+16
-0. 75
+0. 012=________
14、设f (x )=4x
-2
x +1
,则f -1(0)=________(不做)
15、函数y =mx ___________ 16、若点(2,
14
) 既在函数y =2
ax +b
+1(x ∈R ), 与y =
x 2
-n (n ∈R ) 互为反函数的充要条件是
的图象上,又在它的反函数的图象
上,则a =__________________,b 1
17、若-1
a
,则3,a ,a 3由大到小的顺序是a
3
三、解答题:
⎛1⎫
y = ⎪18、求函数
⎝2⎭
1+2x -x
2
19、曙光公司为了打开某种新产品的销路,决定进行广告促销,在一年内,预计年销量Q (万件)与广告费x (万元)之间的函数关系式是Q=
3x +1x +1
(x ≥0)
3万元,每生产1
万件此产品仍需投入32万元,若每件售价是“年平均每件成本的150%”与“年平均每件所占广告费的50%”将年利润y (万元)表示为年广告费x 万元的函数,并判断当年广告费投入100万元时,该公司是亏损还是盈利?
函数复习小结-基本训练题参考答案:
1.C 2.A 3.C 4.B 5.B 6.D 7.C 8.D 9.D 10.D 11.B 12.B
13. 1.7875 14. 1 15. m=2,n=-
21
97
4
16 a =-,b =7
解:由已知(2,
14
) 在反函数的图象上,则(
14
, 2) ⎧12a +b
=2⎪11
以原函数经过点(2, ) 和(, 2) ⎨4
144a +b ⎪4
⎩2=2
⎧2a +b =-2
,所以⎪⎨1
⎪a +b =1⎩4
,
9⎧a =-⎪7
解得⎪⎨
⎪b =4⎪7⎩
1
17.
3
a
>a
3
>a 3
1
1
3
解:因为3a
1
>0,a 3
1
3
,且由-1
,既
-a
3
a
,所以a
1
3
>a 3
因此318.
>a >a 3
t
2
1⎫解:(1)令t =1+2x -x ,则y =⎛ ⎪
⎝2⎭⎛1⎫⎛1⎫
y = ⎪≥ ⎪=
⎝2⎭⎝2⎭
t
2
,而t
=-(x -1) +2≤2
2
所以
1,+∞既所求的函数的值域是⎡⎢ (2) 函数y =⎛
1⎫
⎪⎝2⎭
1+2x -x
2
⎣4
在(-∞,1]上是减函数;在(1,+∞)19. 解:设每年投入x 万元,年销量为Q 每件产品的年平均成本为32
x +3Q
=
3x +1x +1
万件,
,
年平均每件所占广告费为,
Q
销售价为 32+
⎝⎛
3⎫31x x +9
⎪⋅+⋅=48+⎪
Q ⎭22Q 2Q
⎡⎛⎣⎝
年利润为y =Q ⎢
48+ =50-⎛
32
x +9⎫⎛3⎫⎤x +3
⎪ ⎪-32+-x =16Q +-x ⎪ ⎪⎥2Q ⎭⎝Q ⎭⎦2
⎝x +1
+
x +1⎫
⎪2⎭
当x=100时,明显故该公司投入100
例1 求下列函数的定义域: ①
f (x ) =
1x -2
;②
f (x ) =3x +2
;③
f (x ) =x +1+
12-x
.
解析式y =
f (x ) ,而没有指明它的定义域,那么函数的定义域就是指
能使这个式子有意义的实数x
解:①∵x-2=0,即x=2时,分式而x
≠2时,分式
1x -2
1x -2
无意义,
有意义,∴这个函数的定义域是{x |x ≠2}.
23
②∵3x+2
-23
3x +23x +2
无意义, 才有意义,
时,根式
-23
∴这个函数的定义域是{x |x ≥
}.
时,根式
x +1
③∵当x +1≥0且2-x ≠0,即x ≥
12-x
-1且x ≠2和分式
同时有意义,
∴这个函数的定义域是{x |x ≥
-1且x ≠2
}
⇒
⎧x ≥-1
⎨x ≠2⎩
另解:要使函数有意义,必须:
⎧x +1≥0
⎨
⎩2-x ≠0
∴这个函数的定义域是: {x |x ≥-1且x ≠2}
强调:解题时要注意书写过程,注意紧扣函数定义域的含义. 由本例可知,求函数的定义域就是根据使函数式有意义的条件,布列自变量应满足的不等式或不等式组,解不等式或不等式组就得到所求的函数的定义域.
例2 已知函数f (x ) =3x 2-5x+2,求f(3), f(-2
), f(a+1).
解:f(3)=3×32-5×3+2=14; f(-2
)=3×(-
2
) 2-5×(-
2
)+2=8+5
2
;
f(a+1)=3(a+1) 2-5(a+1)+2=3a2+a.
例3下列函数中哪个与函数y =x 是同一个函数?
⑴y =(
x
);⑵y =
2
3
x
3
;⑶y =
x
2
解:⑴y =是;
⑵y =3
数;
⑶y =
x
2
x
)=x (x ≥0), y ≥0,定义域不同且值域不同,不
2
x
3
=x (x ∈R ), y ∈R ,定义域值域都相同,是同一个函
=|x |=⎨
⎧x , x ≥0⎩-x x
, y ≥0例4 下列各组中的两个函数是否为相同的函数?
①y ②y ③f
1
==
(x +3)(x -5)
x +3x +1
x -1
2
y 2=x -
(定义域不同)
(定义域不同)
1
y 2=
(x +1)(x -1)
1
(x ) =(2x -5)
f 2(x ) =2x -5 (x
(定义域、值域都不同)
f (1) =2; f (-1) =0; f (0) =πf {f [f (-1)]}=π+1
例1已知
⎧0
⎪
f (x ) =⎨π
⎪x +1⎩
(x =0) ⇒(x >0)
例2已知f (x )=x 2-1 g (x )= 解:f [g (x )]=(
x +1求f [g (x )]
x +1)2-1=x +2
x
例3 求下列函数的定义域: ①f (x ) =
4-x
2
-1 ②f (x ) =
x -3x -4x +1-2
2
③
f (x ) =
11+
11+
1x
④f (x ) =
(x +1)
x -x
⑤y =
x -2+3+
1
3x +7
≥1
解:①要使函数有意义,必须:4-x 2 ∴函数f (x ) =
4-x
2
即: [-
,
3
-≤x ≤3
-1的定义域为: ]
⎧x 2-3x -4≥0⎧x ≥-4或x ≤-1
②要使函数有意义,必须:⎨ ⇒⎨
⎩x ≠-3且x ≠1⎩x +1-2≠0
⇒x >-3或-3
∴定义域为:{ x|x >-3或-3
⎧x ≠0
⎪⎪
1
③要使函数有意义,必须: ⎪1+≠0 ⇒ ⎨
x ⎪
⎪1+1≠0
1⎪
1+⎩
x
1
∴函数的定义域为:{x |x ∈R 且x ≠0, -1, -
2
⎧x ≠0⎪
⎨x ≠-1
1⎪x ≠-⎩
2
④要使函数有意义,必须:
⎧x +1≠0
⎨
x -x ≠0⎩
⎧x ≠-1
⇒⎨ ⎩x
∴定义域为:{x |x
7
7
⎧x -2+3≥0⎨
⎩3x +7≠0
x ∈R ⎧⎪
7⇒⎨
x ≠-⎪3⎩
3
即 x- ∴定义域为:{x |x ≠-7
3
3
例4 若函数y =ax
2
-ax +
1a
的定义域是R ,求实数a 的取值范
解:∵定义域是R, ∴ax
2
-ax +
1a
≥0恒成立,
a >0⎧⎪
∴等价于⎨∆=a 2-4a ⋅1≤0⇒0
⎪a ⎩
例5 若函数
y =f (x +
14
) ⋅f (x -
14
y =f (x )
的定义域为[-1,1],求函数
) 解:要使函数有意义,必须:
1⎧-1≤x +≤1⎪4⇒⎨
1
⎪-1≤x -≤1
4⎩
⎧
⎪-⎨⎪-⎩
543
4⇒-3≤x ≤3544≤x ≤44
1
≤x ≤
3
∴函数y
=f (x +
14
) ⋅f (x -
33⎫⎧
) 的定义域为:⎨x |-≤x ≤⎬444⎭⎩
求用解析式y=f(x)表示的函数的定义域时,常有以下几种情况: ①若f(x)是整式,则函数的定义域是实数集R ;
②若f(x)是分式,则函数的定义域是使分母不等于0的实数集; ③若f(x)是二次根式,则函数的定义域是使根号内的式子大于或等于0的实数集合;
④若f(x)是由几个部分的数学式子构成的,则函数的定义域是使各部分式子都有意义的实数集合;
⑤若f(x)是由实际问题抽象出来的函数,则函数的定义域应符合实际问题.
例6 已知f(x)满足2f (x ) +∵已知2f (x ) +
1
f () =3x x
1
f () =3x x
,求f (x ) ;
①,
x
f (x ) =
3x
将①中x 换成得2f (1) +
x
x
1
②,
x
①×2-②得3f (x ) =6x -3 ∴f (x ) =2x -1. 例7 设二次函数f (x ) 满足f (x +2) =
f (2-x ) 且f (x ) =0的两实根平方
和为10,图象过点(0,3),求f (x ) 的解析式.
解:设f (x ) =ax
2
+bx +c (a ≠0)
,
∵图象过点(0,3),∴有f(0)=c=3,故c=3; 又∵f(x)满足f (x +2) =∴得对称轴x=2且x 即-
b 2a
=2
21
f (2-x ) 且f (x ) =0的两实根平方和为10,
+x 2
2
=(x 1+x 2) -2x 1x 2=10,
2
且
b a
22
-
6a
=10
,∴a=1,b=-4,∴f (x ) =x
2
-4x +3
四、练习:
1.设f (x ) 的定义域是[-3,
2
],求函数f (
x -2≤2
2
x -2) -3≤解:要使函数有意义,必须: 得: -1≤
x ≤2+2
∵
x
≥0 ∴
0≤x ≤2+
0≤x ≤6+42
∴ 函数f (x -2) 的定域义为:x |0≤x ≤6+42
{}
2.已知f(x)是一次函数, 且f[f(x)]=4x-1, 求f(x)解:设f(x)=kx+b则 k(kx+b)+b=4x-1
2
⎧k =4
⇒则⎨
⎩(k +1) b =-1
k =2⎧⎪
⎨b =-1⎪3⎩
或
⎧k =-2
⎨
⎩b =1
∴f (x ) =2x -或f (x ) =-2x +1
3
1
3.若f (
x +1)=x +2x
, 求 解法一(换元法):令t=
2
x +1则
2
x=t2-1, t≥1代入原式有
f (t ) =(t -1) +2(t -1) =t -1
x -1
2
∴f (x ) =
(x ≥1)
x =(x +1) -1
2
2
解法二(定义法):x +2
∴f (
x +1) =(x +1) -1 x +1≥1
∴f (x ) =
x -1
2
(x≥1)
例1 判断下列对应是否映射?有没有对应法则?
a e b f c g d d (是) (不是) (是) 例2下列各组映射是否同一映射?
e d b f b b f
c g c c g
例3判断下列两个对应是否是集合A 到集合B 的映射?
(1)设A={1,2,3,4},B={3,4,5,6,7,8,9},
对应法则f
(2)设A =
*
:x →2x +1
N , B ={0, 1},对应法则f :x →x 除以2得的余数
(3)A =
N
,B ={0, 1, 2},f
:x →x 被3除所得的余数
(4)设X
={1, 2, 3, 4},Y ={1,
111
, , f :x →x 取倒数234
(5)A ={x |x >2, x ∈N },B =
N
,f
:x →小于x 的最大质数
例1某种笔记本每个5元,买 x ∈{1,2,3,4}个笔记本的钱数记为y (元),试写出以x 为自变量的函数y 的解析式,并画出这个函数的解:这个函数的定义域集合是{1,2,3,4},函数的解析式为 y=5x,x ∈{1,2,3,4}.
它的图象由4个孤立点A (1, 5) B (2, 10) (4, 20) C (3, 15) D
例2 国内投寄信函(外埠),每封信函不超过20g 付邮资80分,超过20g 而不超过40g 付邮资160分,依次类推,每封x g(0
⎧80, x ∈(0, 20],
⎪
160, x ∈(20, 40],⎪⎪
y =⎨240, x ∈(40, 60], ⎪320, x ∈(60, 80],⎪⎪⎩400, x ∈(80, 100].
x ≤100
,函数的解析式为
这个函数的图象是5条线段(不包括左端点),都平行于x 轴,如图所示.
例3 画出函数y=|x|=⎨
⎧x ⎩-x
x ≥0, x
的图象.
解:这个函数的图象是两条射线,分别是第一象限和第二象限的角平分线,如图所示.
说明:①再次说明函数图象的多样性;
②从例4和例5看到,有些函数在它的定义域中,对于自变量x 的不同取值范围,对应法则不同,这样的函数通常称为
分段函数. 注意分段函数是一个函数,而不是几个函数.
③注意:并不是每一个函数都能作出它的图象,如狄利克雷(Dirichlet )函数D(x)=⎨
⎧1,x 是有理数,⎩0,x 是无理数.
, 我们就作不出它的图象.
例4作出分段函数y =
x -1+x +2
的图像
解:根据“零点分段法”去掉绝对值符号,即:
⎧-(2x +1) ⎪
3y =x -1+x +2=⎨
⎪2x +1⎩
x ≤-2
-21
y
作出图像如下 例5作出函数y 列表描点:
=x +
1x
的图象
x
1.直接法:利用常见函数的值域来求
一次函数y=ax+b(a≠0) 的定义域为R ,值域为R ; 反比例函数y =
k x
2
(k ≠0) 的定义域为{x|x≠0},值域为{y|y≠0};
二次函数f (x ) =ax
+bx +c (a ≠0)
的定义域为R ,
2
2
当a>0时,值域为{y |y ≥(4ac -b ) };当a
4a
4a
例1.求下列函数的值域
① y=3x+2(-1≤x ≤1) ②f (x ) =2+③y =
x x +1
4-x
④y
=x +
解:①∵-1≤x ≤1,∴-3≤3x ≤3,
∴-1≤3x+2≤5,即-1≤y ≤5,∴值域是[-1,5] ②∵
4-x ∈[0, +∞)
∴f (x ) ∈[2, +∞) 即函数f (x ) =2+
4-x
的值域是 { y| y≥
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③y = ∵
1x +1
x x +1
=
x +1-1x +1
=1-
1x +1
≠0
∴y ≠1
即函数的值域是 { y| y∈R 且y ≠1}(此法亦称分离常数法④当x>0,∴y
=x +
1x
=(
1-x
x -
1x
) +2≥2,
2
当x
=-(-x +
) =-(-x -
1-x
) -2≤-2
2
∴值域是(-∞, -2] [2,+∞). (此法也称为配方法) 函数y
=x +
1x
的图像为:
2.二次函数比区间上的值
(最值) :
例2 求下列函数的最大最小值与值域:
①y =x ②y =③y =x
2
域
值、
-4x +1
;
x -4x +1, x ∈[3, 4];
22
-4x +1, x ∈[0, 1]; ④y =
2
x -4x +1, x ∈[0, 5];
2
解:∵y =x
2
-4x +1=(x -2) -3
,∴顶点为(2,-3),顶点横坐标为2.
①∵抛物线的开口向上,函数的定义域R , ∴x=2时,ymin=-3 ,无最大值;函数的值域是{y|y≥-3 }.
②∵顶点横坐标2∈[3,4],
当x=3时,y= -2;x=4时,y=1;
∴在[3,4]上,y min =-2,y max =1;值域为[-2,1].
③∵顶点横坐标2∈[0,1],当x=0时,y=1;x=1时,y=-2, ∴在[0,1]上,y min =-2,y max =1;值域为[-2,1].
④∵顶点横坐标2∈ [0,5],当x=0时,y=1;x=2时,y=-3, x=5时,y=6,
∴在[0,1]上,y min =-3,y max =6;值域为[-3,6]. 注:对于二次函数f (x ) =ax ⑴若定义域为R 时, ①当a>0时,则当x =-②当a
b 2a b 2a
2
+bx +c (a ≠0)
,
时,其最小值y 时,其最大值y
min
=
(4ac -b )
4a (4ac -b )
4a
2
2
; .
max
=
⑵若定义域为x ∈ [a,b],则应首先判定其顶点横坐标x0是否属于区间[a,b].
①若x 0∈[a,b],则f (x 0) 是函数的最小值(a>0)时或最大值(a
②若x 0∉[a,b],则[a,b]是在f (x ) 的单调区间内,只需比较f (a ), f (b )
的大小即可决定函数的最大(小)值.
注:①若给定区间不是闭区间,则可能得不到最大(小)值;
②当顶点横坐标是字母时,则应根据其对应区间特别是区间两端点的位置关系进行讨论.
3.判别式法(△法):
判别式法一般用于分式函数,其分子或分母只能为二次式,解题中要注意二次项系数是否为0例3.求函数y =
x -5x +6x +x -6
2
2
的值域
方法一:去分母得 (y-1) x 2+(y+5)x-6y -6=0 ① 当 y ≠1时 ∵x ∈R ∴△=(y+5)2+4(y-1) ×6(y+1)≥0 由此得 (5y+1)2≥检验
y =-
15
时
-x =-
15
+565
=2)
(代入①求根)
15
2⋅(-
∵2 ∉ 定义域 { x| x≠2且 x ≠3} ∴y ≠再检验 y=1 代入①求得 x=2 ∴y ≠1 综上所述,函数y =
x -5x +6x +x -6
22
-
的值域为 { y| y≠1且 y ≠-}
5
(x -2)(x -3) (x -2)(x +3)
=x -3x +3
=1-
6x -3
1
方法二:把已知函数化为函数y = 由此可得 y ≠1
(x≠2)
∵ x=2时 ∴函数y =
y =-
2
15
即
y ≠-
15
1
x -5x +6x +x -6
2
的值域为 { y| y≠1且 y ≠-5
说明:此法是利用方程思想来处理函数问题,一般称判别式法. 判别式法一般用于分式函数,其分子或分母只能为二次式. 解题中要注意二次项系数是否为0的讨论.
4.换元法
例4.求函数y =2x +4解:设 代入得
t =
-x
-x
的值域
则 t ≥0 x=1-t 2
2
2
2
y =f (t ) =2⋅(1-t ) +4t =-2t +4t +2=-2(t -1) +4
∵t ≥0 ∴y ≤4 5.分段函数
例5.求函数y=|x+1|+|x-2|的值域. 解法1:将函数化为分段函数形式:
⎧-2x +1(x
y =⎨3(-1≤x
象可知,函数的值域是{y|y≥3}.
解法2:∵函数y=|x+1|+|x-2|表示数轴上的动点x 到两定点-1,2的距离之和,∴易见y 的最小值是3,∴函数的值域是[3,+∞]. 如图
两法均采用“数形结合”,利用几何性质求解,称为几何法或图象法.
说明:以上是求函数值域常用的一些方法(观察法、配方法、判别式法、图象法、换元法等),随着知识的不断学习和经验的不断积累,还有如不等式法、三角代换法等. 有的题可以用多种方法求解,有的题用某种方法求解比较简捷,同学们要通过不断实践,熟悉和掌
握各种解法,并在解题中尽量采用简捷解法.
例1 如图6是定义在闭区间5]上的函数y =说出y =
f (x ) 的图象,根据
[-5,图象
以及在f (x ) 的单调区间,
f (x ) 是增函
每一数还
单调区间上,函数y =是减函数.
解:函数y =5],其中y =
f (x ) 的单调区间有[-5,-2) ,[-2,1) ,[1,3) ,[3,
f (x ) 在区间[-5,-2) ,[1,3) 上是减函数,在区间[-2,1) ,
[3,5]上是增函数.
说明:函数的单调性是对某个区间而言的,对于单独的一点,由于它的函数值是唯一确定的常数,因而没有增减变化,所以不存在单调性问题;另外,中学阶段研究的主要是连续函数或分段连续函数,对于闭区间上的连续函数来说,只要在开区间上单调,它在闭区间上也就单调,因此,在考虑它的单调区间时,包括不包括端点都可以;还要注意,对于在某些点上不连续的函数,单调区间不包括不连续点.
例2 证明函数f (x ) =3x +2在R 上是增函数. 证明:设x 1, x 2是R 上的任意两个实数,且x 1
f (x 1) -f (x 2) =(3x 1+2)-(3x 2
+2)=3(x 1-x 2),
f (x 1)
由x 1
例3 证明函数f (x ) =
1x
在(0,+∞) 上是减函数.
证明:设x 1, x 2是(0,+∞) 上的任意两个实数,且x 1
1x 1
-
1x 2
=
x 2-x 1x 1x 2
,
∞) ,得x 1x 2
>0,
f (x 2)
又由x 10 ,于是f (x 1) -f (x 2) >0,即f (x 1) > ∴f (x ) =
1x
在(0,+ ∞) 上是减函数.
x -2ax +3在(-2,2)内的单调性.
2
2
2
例4.讨论函数f(x)=解:∵f(x)=x
2
-2ax +3=(x-a)
2
+3-a
,对称轴x =a
∴若a ≤-2, 则f(x)=若-2
若a ≥2, 则f(x)=
x -2ax +3在(-2,2)内是增函数;
2
x -2ax +3
在(-2,a)内是减函数, 在[a,2]内是增函
x -2ax +3在(-2,2)内是减函数.
2
1.函数单调性的证明 例1.判断并证明函数f (x ) =证明:设x 1
f(x1) -f(x2) =x 1-x 2=(x1-x 2)(x1+x 1x 2+x 2)
3
2
2
2
x
3
的单调性
∵x 1
1
-x 2
,x
21
+x 1x 2+x 2=(x 1+
2
x 22
) +
2
3x 24
2
>0,
1
) -f(x2)
x
3
即f(x
1
)
(注:关键f(x
1
) -f(x2)
∴f (x ) =
在R 上是增函数.
2.复合函数单调性的判断 对于函数y =
f (u ) 和u =g (x )
,如果u =
g (x )
在区间(a , b ) 上是具有单
上也具有单调
调性,当x ∈(a , b ) 时,u ∈(m , n ) ,且y =性,则复合函数y =
f (u ) 在区间(m , n )
f (g (x )) 在区间(a , b ) 具有单调性的规律见下表:
以上规律还可总结为:“同向得增,异向得减”或“同增异减”. 证明:①设x 1, x 2∈(a , b ) ,且x 1
g (x ) 在(a , b ) 上是增函数,
x 2
∴g (x 1)
g (x 2) ,且g (x 1), g (x 2) ∈(m , n )
f (u ) 在(m , n ) 上是增函数,∴f (g (x 1))
f (g (x )) 在区间(a , b ) .
所以复合函数y =
②设x 1, x 2∈(a , b ) ,且x 1
x 2,∵u =g (x )
在(a , b ) 上是增函数,
g (x 2) ,且g (x 1), g (x 2) ∈(m , n )
f (u ) 在(m , n ) 上是减函数,∴f (g (x 1)) >g ((x 2))
f (g (x )) 在区间(a , b ) .
所以复合函数y =
③设x 1, x 2∈(a , b ) ,且x 1
x 2,∵u =g (x )
在(a , b ) 上是减函数,
∴g (x 1) >∵y =
g (x 2) ,且g (x 1), g (x 2) ∈(m , n )
f (u ) 在(m , n ) 上是增函数,∴f (g (x 1)) >g ((x 2))
f (g (x )) 在区间(a , b ) .
所以复合函数y =
④设x 1, x 2∈(a , b ) ,且x 1∵y =
x 2,∵u =g (x )
在(a , b ) 上是减函数,
g (x 2) ,且g (x 1), g (x 2) ∈(m , n )
f (u ) 在(m , n ) 上是减函数,∴f (g (x 1))
f (g (x )) 在区间(a , b ) .
所以复合函数y =
例2.求函数y =8+2(2-x 2) -(2-x 2) 2的值域,并写出其单调区间
解:题设函数由y =8+2u -u 2和u =2-x 2复合而成的复合函数, 函数u =2-x 2的值域是(-∞, 2], 在
y =8+2u -u =9-(u -1)
2
2
(-∞, 2]上的值域是(-∞, 9].
故函数y =8+2(2-x 2) -(2-x 2) 2的值域是(-∞, 9].
对于函数的单调性,不难知二次函数y =8+2u -u 2在区间(-∞, 1) 上是减函数,在区间[1, +∞) 上是增函数;
二次函数u =2-x 区间(-∞, 0) 上是减函数,在区间[0, +∞) 上是增函2
当u ∈(-∞, 1) 时,2-x 2∈(-∞, 1) ,即2-x 2当u ∈[1, +∞) 时,2-x 2∈[1, +∞) ,即2-x 2
1. ≥1,-1≤x ≤1.
因此,本题应在四个区间(-∞, -1) ,[-1, 0) ,[0, 1) ,[1, +∞) ① 当x ∈(-∞, -1) 时,u
=2-x ∈(-∞, 1)
2
,
而u =2-x 2在(-∞, -1) 上是增函数,y =8+2u -u 2在(-∞, 1) 上是增函数,所以,函数y =8+2(2-x 2) -(2-x 2) 2在区间(-∞, -1) ②当x ∈[-1, 0) 时,u =2-x ∈[1, +∞) ,
2
2
而u =2-x 2在[-1, 0) 上是增函数, y =8+2u -u 在[1, +∞) 上是减函数,
所以,函数y =8+2(2-x 2) -(2-x 2) 2在区间[-1, 0) ③当x ∈[0, 1) 时,u
=2-x ∈(1, +∞)
2
,
而u =2-x 2在[0, 1) 上是减函数,y =8+2u -u 2在(1, +∞) 上是减函数, 所以,函数y =8+2(2-x 2) -(2-x 2) 2在区间[0, 1) ④当x ∈[1, +∞) 时,u =2-x ∈(-∞, 1],
2
而u =2-x 2在[1, +∞) 上是增函数,y =8+2u -u 2在(-∞, 1]上是减函数,所以,函数y =8+2(2-x 2) -(2-x 2) 2在区间[1, +∞) 综上所述,函数y =8+2(2-x 2) -(2-x 2) 2在区间(-∞, -1) 、[0, 1) 上是增函数;在区间[-1, 0) 、(-∞, 1]另外,本题给出的复合函数是偶函数,在讨论具有奇偶性的函数的单调性时,应注意应用其奇函数或偶函数的性质,以使解题过程简
例1某种放射性物质不断变化为其他物质,每经过1年剩留的这种物质是原来的84%,画出这种物质的剩留量随时间变化的图象,并从图象上求出经过多少年,剩量留是原来的一半(结果保留1个有效分析:通过恰当假设,将剩留量y 表示成经过年数x 的函数,并解:设这种物质量初的质量是1,经过x 年,剩留量是经过1年,剩留量y=1×84%=0.841;
经过2年,剩留量y=1×84%=0.842;
„„
一般地,经过x 年,剩留量 y=0.84x
根据这个函数关系式可以列表如下:
用描点法画出指数函数y=0.84xy=0.5只需x ≈4.
答:约经过4
例2 (课本第81页)比较下列各题中两个值的大小: ①1. 72. 5,1. 73; ②0. 8-0. 1,0. 8-0. 2; ③1. 70. 3,0. 93. 1 解:利用函数单调性
①1. 72. 5与1. 73的底数是1.7,它们看成函数 y=1. 7x ,当x=2.5和3时的值;因为1.7>1,所以函数y=1. 7x 在R
可以函数是增
函数,而2.5
②0. 8
-0. 1
与0. 8
-0. 2
的底数是0.8,它
x
们
可以看成函数 y=0. 8,当x=-0.1和-0.2时的函数值;因为0
以
函数y=
0. 8
x
在R 是减函数,而
-0.1>-0.2,所以,0. 8-0. 1
③在下面个数之间的横线上填上适当的不等号或等号:1. 70. 3>1;
0. 9
3. 1
0. 93. 1
小结:对同底数幂大小的比较用的是指数函数的单调性,必须要明确所给的两个值是哪个指数函数的两个函数值;对不同底数是幂的大小的比较可以与中间值进行比较
.
例1求下列函数的定义域、值域: ⑴y =0. 4x -1 ⑵y =3
1
5x -1
⑶y
=2+x
分析:此题要利用指数函数的定义域、值域,并结合指数函数的量x 解(1)由x-1≠0得x ≠1
1 所以,所求函数定义域为{x|x≠1} x -1
≠0
由 ,得y ≠
所以,所求函数值域为{y|y>0且y ≠说明:对于值域的求解,在向学生解释时,可以令
1x -1
≠t
,考察
指数函数y=0. 4t , (2)由5x-1≥0得x ≥
1
1
所以,所求函数定义域为{x|x ≥5
由 5x -1≥0得y ≥1
所以,所求函数值域为{y|y≥(3)所求函数定义域为由2x >0可得2x 所以,所求函数值域为通过此例题的训练,学会利用指数函数的定义域、值域去求解指数形式的复合函数的定义域、值域,还应注意书写步骤与格式的规范
1⎫
例2求函数y =⎛ ⎪
⎝2⎭
x -2x
2
解:设x 1
y 2y 1
⎛1⎫
⎪⎝2⎭⎛1⎫ ⎪⎝2⎭
x 2-2x 2
2
=
x 1-2x 1
2
⎛1⎫= ⎪⎝2⎭
x 2-x 1-2x 2+2x 1
12
⎛1⎫= ⎪⎝2⎭
(x 2-x 1)(x 2+x 1-2)
∵x 10
当x 1, x 2∈(-∞, 1]时,x 1+x 2-2
y 2y 1
>1 ∴y 2>y 1 当x 1, x 2∈[1, +∞)时,x 1+x 2-2>0 这时(x 2-x 1)(x 2+x 1-2) >0 即
y 2y 1
1⎫设:u =x 2-2x 则:y =⎛ ⎪
⎝2⎭
u
u
1⎫
对任意的1
⎝2⎭
是减函数
∴y 1
⎛1⎫
y 2 ∴y = ⎪
⎝2⎭
x -2x
2
在[1, +∞) 1⎫
对任意的x 1u 2,又∵y =⎛ ⎪
⎝2⎭
u
是减函数
∴
⎛1⎫
y 1
⎝2⎭
x -2x
2
在[1, +∞) 引申:求函数y =⎛
1⎫
⎪2⎝⎭
x -2x
2
的值域 (0
小结:复合函数单调性的判断(见第8课时) 例3设a 是实数,f (x ) =a -
22+1
x
(x ∈R )
试证明对于任意a, f (x ) 为增函数;
分析:此题虽形式较为复杂,但应严格按照单调性、奇偶性的定(1)证明:设x 1, x 2∈R, 且x 1
f (x 1) -f (x 2) =(a -
22
x 1x 1
则
=2
x
+1
) -(a -
x 2
22
x 2
+1)
2
2
+1
-
22
x 1
=
2(2(2
x 1
-2
x
)
+1)(2
2
+1)
由于指数函数 y=2x 在R 上是增函数, 且x 1
2x 1
即
1
2x 1-2x
2
又由2x >0得2x +1>0, 2x +1>0 所以f (x 1) -
f (x 2)
即f (x 1)
因为此结论与a 取值无关,所以对于a 取任意实数,f (x ) 为增函评述:上述证明过程中,在对差式正负判断时,利用了指数函数例1(课本第82页 例2)用计算机作出的图像,并在同一坐标系下作出下列函数的图象,并指出它们与指数函数y=2x 的图象的关系,
⑴y=2x +1与y=2x +2. ⑵y=2x -1与y=2x -2. 解:⑴作出图像,显示出函数数据表
y=2x 向左函数
比较函数y=2x +1、y=2x +2与的关系:将指数函数y=2的图象
x
平行移动1个单位长度,就得到y=2的图象,将指数函数y=2
x +1
x
的图
象向左平行移动2个单位长度,就得到函数y=2x +2⑵作出图像,显示出函数数据表
的
关
比较函数y=2x -1、y=2x -2与y=2x 系:将指数函数y=2的图象向
x
右平行
数
移动1个单位长度,就得到函y=2的图象,将指数函数y=2
x -1
x
的图象
向右平行移动2个单位长度,就得到函数y=2x -2小结:⑴ y=2x -m 与y=2x 的关系:当m>0时,将指数函数y=2x 的图象向右平行移动m
个单位长度,就得到函数y=2x -m 的图象;当m
数y=2x -m 例2 ⑴已知函数
⎛1⎫y = ⎪
⎝2⎭
x
用计算器或计算机
作出函数图像,求定义域、值域,并探讨
⎛1⎫y = ⎪
⎝2⎭
x
⎛1⎫y = ⎪
⎝2⎭
x
与
⎧⎛1⎫x
⎪, x ≥0
解:y =⎪ 定义域:x ∈R 值域:0
⎪2x , x
关系:将
⎛1⎫y = ⎪
⎝2⎭
x
⎛1⎫y = ⎪
⎝2⎭
x
的图像y 轴右侧的部分翻折到y 轴左侧的到
的图像,关于y 轴对称.
x -1
1⎫
⑵已知函数 y =⎛ ⎪
⎝2⎭
用计算器或计算机作出函数图像,求定义
x -1
x -1
1⎫⎛1⎫
域、值域,并探讨y =⎛ ⎪与y = ⎪
⎝2⎭
⎝2⎭
x -1
解:
⎧⎛1⎫
⎪ ⎪, x ≥1y =⎨⎝2⎭
⎪2x -1, x
y ≤1
定义域:x ∈值域:0
1⎫
关系:将y =⎛ ⎪
⎝2⎭
x -1
(x>1)的图像在直线x=1右侧的部分翻折到
直线x=1
1⎫
左侧得到y =⎛ ⎪
⎝2⎭
x -1
的图像,是关于直线x=1对称
⑵推广:对于有些复合函数的图象,则常用基本函数图象+变换方法作出:
基本函数图象+变换:即把我们熟知的基本函数图象,通过平移、作其对称图等方法,得到我们所要求作的复合函数的图象,如上例,这种方法我们遇到的有以下几种形式:
以上是在高一阶段我们看到的几种函数图象的变换,但随着知识的增加,还会有许多较复杂的变换,以后再作研究.
例3探讨函数y =a x 和y =a -x (a >0且a ≠1) 的图象的关系,并证明关
于y 证:设P(x 1, y 1) 是函数y =a x (a >0且a ≠1) 的图象上任意一点 则y 1=a x 而P(x 1, y 1) 关于y 轴的对称点Q 是(-x 1, y 11
∴ y 1
=a
x 1
=a
-(-x 1)
即Q 在函数y =a -x 由于P 是任意取的, 所以y =a x 上任一点关于y 轴的对称点都在
y =a
-x
同理可证:y =a -x 图象上任意一点也一定在函数y =a x 的图象上
∴ 函数y =a x 和y =a -x 的图象关于y 例4 已知函数 y =2+2
2
x -x
求函数
解:作出函数图像,观察分析讨论,教师引导、整理
定义域为由y =
2+2
2
x -x
得 22x
-2y ⋅2+1=0
x
≥1
∵x ∈R, ∴△≥0, 即 4y 2-4≥0, ∴y 2
y ≥1
, 又∵y >0,∴
例1已知函数f (x ) 的定义域是[0,1],则函数f (x 2) 的定义域是________.
解:由0≤x 2≤1, 解得-1≤x ≤1 ∴f (x 2) 的定义域为[-1,1]. 评述:针对题目中函数关系抽象的特点,可将f (x ) 具体化,能有助于对问题的理解与判断. 设f (x ) =这时,f (x 2) =
x (1-x )
2
2
x (1-x )
, 它的定义域是[0,1],
的定义域是[-1,1],由此可见,列举实
例是处理抽象函数有关问题的有效方法.
例2若函数f(x)=x2+bx+c对任意实数x 都有f(2+x)=f(2-x),那么( )
A.f(2)<f(1)<f(4) B.f(1)<f(2)<f(4) C.f(2)<f(4)<f(1) D.f(4)<f(2)<f(1)分析:此题解决的关键是将函数的对称语言转化为对称轴方程. 解:由f(2+x)=f(2-x)可知:函数f(x)的对称轴为x=2,由二次函数f(x)开口方向向,可得f(2)最小,又f(4)=f(2+2)=f(2-2)=f(0) 在x <2时,y=f(x)为减函数
∵0<1<2,∴f(0)>f(1)>f(2) 即f(2)<f(1)<通过此题可将对称语言推广如下:
(1)若对任意实数x, 都有f(a+x)=f(a-x)成立,则x=a是函数f(x)的对称轴
(2)若对任意实数x, 都有f(a+x)=f(b-x)成立,则x=的对称轴.
例3求f(x)=x2-2ax+2在[2,4]上的最大值和最小值. 解:先求最小值.
因为f(x)的对称轴是x=a,可分以下三种情况:
(1)当a <2时,f(x)在[2,4]上为增函数,所以f(x)min=f(2)=6-4a;
(2)当2≤a <4时,f(a)为最小值,f(x)min=2-a2;
(3)当a >4时,f(x)在[2,4]上为减函数,所以f(x)min=f(4)=18-8a
⎧6-4a , (a
2
综上所述:f(x)min=⎪⎨2-a , (2≤a
⎪18-8a , (a >2) ⎩
a +b 2
是f(x)
中
较
大
者
:
最大值为f(2)与f(4)
f(2)-f(4)=(6-4a)-(18-8a)=12+4a
(1)当a ≥3时,f(2)≥f(4),则f(x)max=f(2)=6-4a;
(2)当a <3时,f(2)<f(4),则f(x)max=f(4)=18-8a. 故f(x)max=⎨
⎧6-4a , (a ≥3) ⎩8-8a , (a
评述:本题属于二次函数在给定区间上的最值问题,由于二次函数的系数含有参数,对称轴是变动的,属于“轴动区间定”,由于图象开口向上,所以求最小值要根据对称轴x=a与区间[2,4]的位置关系,分三种情况讨论;最大值在端点取得时,只须比较f(2)与f(4)的大小,按两种情况讨论即可,实质上是讨论对称轴位于区间中点的左、右两种情况.
例4函数f(x)=x2-bx+c,满足对于任何x ∈R 都有f(1+x)=f(1-x),且f(0)=3,则f(bx ) 与f(cx ) 的大小关系是( ) A.f(bx ) ≤f(cx ) B.f(bx ) ≥f(cx ) C.f(bx ) <f(cx ) D.f(bx ) >f(cx )
分析:由对称语言f(1+x)=f(1-x)可以确定函数对称轴,从而确定b 值,再由f(0)=3,可确定c 值,然后结合b x ,c x 的大小关系及二次函数的单调区间使问题得以解决. 解:∵f(1+x)=f(1-x)∴f(x)的对称轴x=-∴b=2,又f(0)=3,∴c=3,
-b 2
=1
∴f(x)=x2(1)当x >0时,1<2x <3x , 且f(x)在[1,+∞) 上是增函数 所以f(2x ) <f(3x ), 即f(bx ) <f(cx (2)当x <0时,1>2x >3x , 且f(x)在(-∞,1)上是减函数,所以f(2x ) <f(3x ) ,即f(bx ) <f(cx (3)当x=0时,2x =3x =1
则f(2x )=f(3x ), 即f(bx )=f(cx ) 综上所述,f(bx ) ≤f(cx ). 答案:A 一、选择题
1、设集合A 和集合B 都是自然数集合N ,映射f 中的元素n 映射到集合B 中的元素2n 象是
(A )2 (B )3 (C )4 (D )5 2、已知不等式为(A )-
12
≤x
1
:A →B
把集合A
+n ,则在映射f 下,象20的原
13
≤3
12
x
,则x 的取值范围 (C )R (D )
12≤x
13
(B )
≤x
3、函数y =2x -1在定义域上的单调性为 (A )在(-∞, 1)上是增函数,在(1, +∞)上是增函数 (B )减函数
(C )在(-∞, 1)上是减增函数,在(1, +∞)上是减函数 (D )增函数
4、函数f (x ) =则
(A )A B =B (B )A ⊆B (C )A B =B (D )A =B 5、(不做)若函数f (x ) 的图象经过(0, -1) ,那么f (x +4) 的反函数图象经过点
(A)(4, -1) (B)(-1, -4) (C)(-4, -1) (D)(1, -4) 6、下列式子或表格 ①y =
-a
x
1+x 1-x
的定义域为A ,函数y =f [f (x )]的定义域为B ,
+log a (x -1)(a >1)
②y =2x ,其中x ∈{0, 1, 2, 3}, y ∈{0, 2, 4} ③x 2
+y
2
=1 ④x 2+y
2
=1(y ≥0)
其中表示
y
是x 的函数的是
(A )①②③④⑤ (B )②③⑤ (C )③④ (D )④⑤ 7、(不做)已知函数y =函数y =
f (x ) 的反函数f
-1
那么(x ) 的定义域为[0, 1],
f (x +m )(m ∈R ) 的值域是
(A )[-m , 1-m ] (B )[-1, 0] (C )[0, 1] (D )R 8、已知函数f (x ) =ax 2
围是 (A )a ≤
3
+(a -a ) x +1在(-∞, -1]上递增,则a
3
的取值范
(B )-
3≤a ≤
2
3
(C )0
2
3
(D )-3≤a
9、已知二次函数
f (x ) =ax +(a +b ) x +c
的图像开口向上,且
f (0) =1,f (1) =0,则实数b
取值范围是
, 0)
(A) (-∞, -
34
] (B) [-
34
(C) [0, +∞) (D) (-∞, -1)
≠1) 的图象必经过点
10、函数y =a x -2+1(a >0,且a
(A)(0,1) (B)(1,1) (C) (2, 0) (D) (2,2) 11、下列函数中值域为(0,+∞)的是
1
(A) (C)
y =52-x
(B)
x
⎛1⎫
y = ⎪
⎝3⎭
1-x
x
y =
⎛1⎫
⎪-1 ⎝2⎭
(D)
y =-2
12、甲乙二人同时从A 地赶往B 地,甲先骑自行车到中点改为跑步,而乙则是先跑步到中点改为骑自行车,最后两人同时到达B 地,
又知甲骑自行车比乙骑自行车的速度快,并且二人骑车速度均比跑步A 地的距离S 与所用时间t 的函数关系可用图象
表示,则下列给出的四个函数图象中,甲、乙各人的图象只可能是 (A)甲是图①,乙是图② (B)甲是图①,乙是图④ (C)甲是图③,乙是图② (D)甲是图③,乙是图④ 二、填空题: 13、0. 064
-13
⎛4⎫3
- -⎪+(-2)⎝5⎭
[]
-
43
1
+16
-0. 75
+0. 012=________
14、设f (x )=4x
-2
x +1
,则f -1(0)=________(不做)
15、函数y =mx ___________ 16、若点(2,
14
) 既在函数y =2
ax +b
+1(x ∈R ), 与y =
x 2
-n (n ∈R ) 互为反函数的充要条件是
的图象上,又在它的反函数的图象
上,则a =__________________,b 1
17、若-1
a
,则3,a ,a 3由大到小的顺序是a
3
三、解答题:
⎛1⎫
y = ⎪18、求函数
⎝2⎭
1+2x -x
2
19、曙光公司为了打开某种新产品的销路,决定进行广告促销,在一年内,预计年销量Q (万件)与广告费x (万元)之间的函数关系式是Q=
3x +1x +1
(x ≥0)
3万元,每生产1
万件此产品仍需投入32万元,若每件售价是“年平均每件成本的150%”与“年平均每件所占广告费的50%”将年利润y (万元)表示为年广告费x 万元的函数,并判断当年广告费投入100万元时,该公司是亏损还是盈利?
函数复习小结-基本训练题参考答案:
1.C 2.A 3.C 4.B 5.B 6.D 7.C 8.D 9.D 10.D 11.B 12.B
13. 1.7875 14. 1 15. m=2,n=-
21
97
4
16 a =-,b =7
解:由已知(2,
14
) 在反函数的图象上,则(
14
, 2) ⎧12a +b
=2⎪11
以原函数经过点(2, ) 和(, 2) ⎨4
144a +b ⎪4
⎩2=2
⎧2a +b =-2
,所以⎪⎨1
⎪a +b =1⎩4
,
9⎧a =-⎪7
解得⎪⎨
⎪b =4⎪7⎩
1
17.
3
a
>a
3
>a 3
1
1
3
解:因为3a
1
>0,a 3
1
3
,且由-1
,既
-a
3
a
,所以a
1
3
>a 3
因此318.
>a >a 3
t
2
1⎫解:(1)令t =1+2x -x ,则y =⎛ ⎪
⎝2⎭⎛1⎫⎛1⎫
y = ⎪≥ ⎪=
⎝2⎭⎝2⎭
t
2
,而t
=-(x -1) +2≤2
2
所以
1,+∞既所求的函数的值域是⎡⎢ (2) 函数y =⎛
1⎫
⎪⎝2⎭
1+2x -x
2
⎣4
在(-∞,1]上是减函数;在(1,+∞)19. 解:设每年投入x 万元,年销量为Q 每件产品的年平均成本为32
x +3Q
=
3x +1x +1
万件,
,
年平均每件所占广告费为,
Q
销售价为 32+
⎝⎛
3⎫31x x +9
⎪⋅+⋅=48+⎪
Q ⎭22Q 2Q
⎡⎛⎣⎝
年利润为y =Q ⎢
48+ =50-⎛
32
x +9⎫⎛3⎫⎤x +3
⎪ ⎪-32+-x =16Q +-x ⎪ ⎪⎥2Q ⎭⎝Q ⎭⎦2
⎝x +1
+
x +1⎫
⎪2⎭
当x=100时,明显故该公司投入100