函数的值域:
函数的定义域是使函数有意义的自变量x 的取值集合,而值域是函数值y 的集合. 函数的值域是由其对应法则和定义域共同决定的。其类型依解析式的特点分可分三类:(1)求常见函数值域;(2)求由常见函数复合而成的函数的值域;(3)求由常见函数作某些“运算”而得函数的值域。
①直接法:利用常见函数的值域来求;
(1)一次函数y =kx +b(k≠0) 的定义域为 R ;值域为 R . (2)反比例函数y =
k x
(k ≠0) 的定义域为≠0},值域为{y |y ≠0};
(3)二次函数f (x ) =ax 2+bx +c (a ≠0) 的定义域为R ,
当a >0时,值域为{y |y ≥
4ac -b 4a
2
};
2
当a
4a
②配方法:转化为二次函数,利用二次函数的特征来求值;常转化为型如:
f (x ) =ax
2
+bx +c , x ∈(m , n ) 的形式;
d bx +c
③分式转化法(或改为“分离常数法”):爸原式化成y =a +的形式;
④换元法:通过变量代换转化为能求值域的函数,化归思想;
⑤判别式法:将函数视为关于自变量的二次方程,利用判别式求函数值的范围,常用于一些“分式”函数、“无理”函数等,使用此法要特别注意自变量的取值范围;
⑥数形结合:根据函数的几何图形,利用数型结合的方法来求值域; ⑦单调性法:函数为单调函数,可根据函数的单调性求值域; ⑧逆求法(反求法):通过反解,用y 来表示x ,再由x 的取值范围,通过解不等式,得出y 的取值范围;常用来解,型如:y =
ax +b
cx +d
k
9基本不等式法:转化成型如:y =x + ○ (k >0) ,利用平均值不等式公式来求值域;
x
, x ∈(m , n ) ;
10三角有界法:转化为只含正弦、余弦的函数,运用三角函数有界性来求值域. ○
【例】求下列函数的值域:
(1)y =3x -x +2; (2)y =
2
3x +1x -2
2
; (3
)y =x +
(4)y =|x -1|+|x +4|; (5)y =
2x -x +2x +x +1
22
; (6
)y = ;
(7
)y =x + (8)y =
2x -x +12x -1
(x >
12
) ; (9)y =
1-sin x 2-cos x
解:(1)(配方法) y =3x 2-x +2=3(x -[2312, +∞) 16
) +
2
2312
≥
2312
, ∴y =3x 2-x +2的值域为
改题:求函数y =3x 2-x +2,x ∈[1,3]的值域
解:(利用函数的单调性)函数y =3x 2-x +2在x ∈[1,3]上单调增, ∴当x =1时,原函数有最小值为4;当x =3时,原函数有最大值为26∴函数y =3x 2-x +2,x ∈[1,3]的值域为[4,26]
(2)(法一)分离变量法:y ∵
7x -2
≠0
=
3x +1x -2
=
3(x -2) +7
x -2
=3+
7x -2
,
,∴3+
7x -2
=
≠3
, ∴函数y =的反函数为y
=
3x +1x -2
x -3
的值域为{y ∈R |y ≠3}
(法二)反函数法:y ∴原函数y =
3x +1x -2
3x +1x -2
2x +1
,其定义域为{x ∈R |x ≠3},
的值域为{y ∈R |y ≠3}
(3)换元法(代数换元法)
:设t =
≥0,则x =1-t 2,
∴原函数可化为y =1-t 2+4t =-(t -2) 2+5(t ≥0) ,∴y ≤5, ∴原函数值域为(-∞, 5]
说明:总
结y =a x +y =ax +b +
2
型d 值域,变形
:y =ax +b +
2
或
⎧-2x -3⎪
y =|x -1|+|x +4|=⎨5
⎪2x +3⎩
(x ≤-4) (-4
(4)数形结合法:,
∴y ≥5, ∴函数值域为[5,+∞) (5)判别式法:∵x +x +1>0恒成立,∴函数的定义域为R 2
由y =
2x -x +2x +x +1
2
2
得:(y -2) x +(y +1) x +y -2=0 ①
2
①当y -2=0即y =2时,①即3x +0=0,∴x =0∈R
②当y -2≠0即y ≠2时,∵x ∈R 时方程(y -2) x +(y +1) x +y -2=0恒有实根, ∴ =(y +1) -4⨯(y -2) ≥0,∴1≤y ≤5且y ≠2, ∴原函数的值域为[1,5]
2
2
2
(6)求复合函数的值域: 设μ=-x 2-6x -5(μ≥0),则原函数可化为y
=又∵μ=-x 2-6x -5=-(x +3) 2+4≤4, ∴0≤
μ≤4[0,2],
∴y =
[0,2]
(7)三角换元法: ∵1-x 2≥0⇒-1≤x ≤1,∴设x =cos α, α∈[0,π],
则y =cos α+sin α=
π
4
2
α+
π
4
) , ∵α∈[0,π],∴α+
π4
∈[
π5π4, 4
],
∴sin(α+) ∈[-,
∴α+
π
4
) ∈[-,
∴原函数的值域为[-1
(8)不等式法:y
=
2x -x +12x -1
2
=
x (2x -1) +12x -1
=x +
12x -1
=x -
12
+
x -
12
+
12
,
112
≥∵x >
12
,∴x -
12
1
>
0,∴x -
12
+
2x -
当且仅当x -
12
=
2x -
12
时,即x =
1+2
∴y ≥12
,
∴原函数的值域为12
, +∞)
(9)(法一)方程法:原函数可化为:sin x -y cos x =1-2y ,
∴x -ϕ) =1-2y (其
中cos ϕ=
sin ϕ=
),
∴sin(x -ϕ) =
[-1,1],
4
4
, ∴原函数的值域为[0,]
33
∴|1-2y |≤3y -4y ≤0,∴0≤y ≤【练习1】:
2
2
(1)求函数y =-x -2x +3(-5≤x ≤-2) 的值域. ; (2)求函数y =
5x -14x +2
2
的值域. ;
(3)求函数y =
2x -2x +3x -x +1
2
2
的值域. ; (4)求函数y =
2x -2x +3x -x +1
2
的
值域.
[答案](1)配方法:[-12,3];(2)分离常量法:⎨y y ∈R , 且y ≠
⎩⎧
5⎫
⎬; 4⎭
(3)判别式法: 2,
⎝
⎛
10⎤⎡15⎫
;(4)换元法:, +∞⎪。 ⎢83⎥⎦⎣⎭
【练习2】:
(1)求函数y =-x -4x +6在[1, 5)上的值域. ;(2)求函数y =
2
x -4x +32x -x -1
2
2
的值域和
y =
x -x x -x +1
2
2
值域. ;
x +2x +3x +6
2
(3)求函数y =
y =x +
的值域. ; (4)求函数y =6x +1+23x -1的值域和
2x +1值域.
[答案](1)配方法:[2, 11); (2)分离常量法:⎨y y ∈R , 且y ≠
⎩
⎧12
, 且y ≠-
2⎫
⎬;3⎭
⎡1⎫
; ⎢-3, 1⎪
⎣⎭
(3)判别式法:⎢-
⎣
⎡
11⎤⎡1⎫
, ⎥; (4)换元法:[3, +∞);⎢-, +∞⎪。 53⎦⎣2⎭
函数的值域:
函数的定义域是使函数有意义的自变量x 的取值集合,而值域是函数值y 的集合. 函数的值域是由其对应法则和定义域共同决定的。其类型依解析式的特点分可分三类:(1)求常见函数值域;(2)求由常见函数复合而成的函数的值域;(3)求由常见函数作某些“运算”而得函数的值域。
①直接法:利用常见函数的值域来求;
(1)一次函数y =kx +b(k≠0) 的定义域为 R ;值域为 R . (2)反比例函数y =
k x
(k ≠0) 的定义域为≠0},值域为{y |y ≠0};
(3)二次函数f (x ) =ax 2+bx +c (a ≠0) 的定义域为R ,
当a >0时,值域为{y |y ≥
4ac -b 4a
2
};
2
当a
4a
②配方法:转化为二次函数,利用二次函数的特征来求值;常转化为型如:
f (x ) =ax
2
+bx +c , x ∈(m , n ) 的形式;
d bx +c
③分式转化法(或改为“分离常数法”):爸原式化成y =a +的形式;
④换元法:通过变量代换转化为能求值域的函数,化归思想;
⑤判别式法:将函数视为关于自变量的二次方程,利用判别式求函数值的范围,常用于一些“分式”函数、“无理”函数等,使用此法要特别注意自变量的取值范围;
⑥数形结合:根据函数的几何图形,利用数型结合的方法来求值域; ⑦单调性法:函数为单调函数,可根据函数的单调性求值域; ⑧逆求法(反求法):通过反解,用y 来表示x ,再由x 的取值范围,通过解不等式,得出y 的取值范围;常用来解,型如:y =
ax +b
cx +d
k
9基本不等式法:转化成型如:y =x + ○ (k >0) ,利用平均值不等式公式来求值域;
x
, x ∈(m , n ) ;
10三角有界法:转化为只含正弦、余弦的函数,运用三角函数有界性来求值域. ○
【例】求下列函数的值域:
(1)y =3x -x +2; (2)y =
2
3x +1x -2
2
; (3
)y =x +
(4)y =|x -1|+|x +4|; (5)y =
2x -x +2x +x +1
22
; (6
)y = ;
(7
)y =x + (8)y =
2x -x +12x -1
(x >
12
) ; (9)y =
1-sin x 2-cos x
解:(1)(配方法) y =3x 2-x +2=3(x -[2312, +∞) 16
) +
2
2312
≥
2312
, ∴y =3x 2-x +2的值域为
改题:求函数y =3x 2-x +2,x ∈[1,3]的值域
解:(利用函数的单调性)函数y =3x 2-x +2在x ∈[1,3]上单调增, ∴当x =1时,原函数有最小值为4;当x =3时,原函数有最大值为26∴函数y =3x 2-x +2,x ∈[1,3]的值域为[4,26]
(2)(法一)分离变量法:y ∵
7x -2
≠0
=
3x +1x -2
=
3(x -2) +7
x -2
=3+
7x -2
,
,∴3+
7x -2
=
≠3
, ∴函数y =的反函数为y
=
3x +1x -2
x -3
的值域为{y ∈R |y ≠3}
(法二)反函数法:y ∴原函数y =
3x +1x -2
3x +1x -2
2x +1
,其定义域为{x ∈R |x ≠3},
的值域为{y ∈R |y ≠3}
(3)换元法(代数换元法)
:设t =
≥0,则x =1-t 2,
∴原函数可化为y =1-t 2+4t =-(t -2) 2+5(t ≥0) ,∴y ≤5, ∴原函数值域为(-∞, 5]
说明:总
结y =a x +y =ax +b +
2
型d 值域,变形
:y =ax +b +
2
或
⎧-2x -3⎪
y =|x -1|+|x +4|=⎨5
⎪2x +3⎩
(x ≤-4) (-4
(4)数形结合法:,
∴y ≥5, ∴函数值域为[5,+∞) (5)判别式法:∵x +x +1>0恒成立,∴函数的定义域为R 2
由y =
2x -x +2x +x +1
2
2
得:(y -2) x +(y +1) x +y -2=0 ①
2
①当y -2=0即y =2时,①即3x +0=0,∴x =0∈R
②当y -2≠0即y ≠2时,∵x ∈R 时方程(y -2) x +(y +1) x +y -2=0恒有实根, ∴ =(y +1) -4⨯(y -2) ≥0,∴1≤y ≤5且y ≠2, ∴原函数的值域为[1,5]
2
2
2
(6)求复合函数的值域: 设μ=-x 2-6x -5(μ≥0),则原函数可化为y
=又∵μ=-x 2-6x -5=-(x +3) 2+4≤4, ∴0≤
μ≤4[0,2],
∴y =
[0,2]
(7)三角换元法: ∵1-x 2≥0⇒-1≤x ≤1,∴设x =cos α, α∈[0,π],
则y =cos α+sin α=
π
4
2
α+
π
4
) , ∵α∈[0,π],∴α+
π4
∈[
π5π4, 4
],
∴sin(α+) ∈[-,
∴α+
π
4
) ∈[-,
∴原函数的值域为[-1
(8)不等式法:y
=
2x -x +12x -1
2
=
x (2x -1) +12x -1
=x +
12x -1
=x -
12
+
x -
12
+
12
,
112
≥∵x >
12
,∴x -
12
1
>
0,∴x -
12
+
2x -
当且仅当x -
12
=
2x -
12
时,即x =
1+2
∴y ≥12
,
∴原函数的值域为12
, +∞)
(9)(法一)方程法:原函数可化为:sin x -y cos x =1-2y ,
∴x -ϕ) =1-2y (其
中cos ϕ=
sin ϕ=
),
∴sin(x -ϕ) =
[-1,1],
4
4
, ∴原函数的值域为[0,]
33
∴|1-2y |≤3y -4y ≤0,∴0≤y ≤【练习1】:
2
2
(1)求函数y =-x -2x +3(-5≤x ≤-2) 的值域. ; (2)求函数y =
5x -14x +2
2
的值域. ;
(3)求函数y =
2x -2x +3x -x +1
2
2
的值域. ; (4)求函数y =
2x -2x +3x -x +1
2
的
值域.
[答案](1)配方法:[-12,3];(2)分离常量法:⎨y y ∈R , 且y ≠
⎩⎧
5⎫
⎬; 4⎭
(3)判别式法: 2,
⎝
⎛
10⎤⎡15⎫
;(4)换元法:, +∞⎪。 ⎢83⎥⎦⎣⎭
【练习2】:
(1)求函数y =-x -4x +6在[1, 5)上的值域. ;(2)求函数y =
2
x -4x +32x -x -1
2
2
的值域和
y =
x -x x -x +1
2
2
值域. ;
x +2x +3x +6
2
(3)求函数y =
y =x +
的值域. ; (4)求函数y =6x +1+23x -1的值域和
2x +1值域.
[答案](1)配方法:[2, 11); (2)分离常量法:⎨y y ∈R , 且y ≠
⎩
⎧12
, 且y ≠-
2⎫
⎬;3⎭
⎡1⎫
; ⎢-3, 1⎪
⎣⎭
(3)判别式法:⎢-
⎣
⎡
11⎤⎡1⎫
, ⎥; (4)换元法:[3, +∞);⎢-, +∞⎪。 53⎦⎣2⎭