高一数学必修一典型题例

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

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

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⎩

⎧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

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

-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

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

可以看成函数 y=0. 8,当x=-0.1和-0.2时的函数值;因为0

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

=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

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

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

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

⎧⎛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)

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

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

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⎩

⎧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

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

-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

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

可以看成函数 y=0. 8,当x=-0.1和-0.2时的函数值;因为0

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

=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

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

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

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

⎧⎛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)

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


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