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- 2021-06-16 发布
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第4讲 函数的概念及其表示法
考试要求 1.函数的概念,求简单函数的定义域和值域(B级要求);2.选择恰当的方法(如图象法、列表法、解析法)表示函数(B级要求);3.简单的分段函数及应用(A级要求).
诊 断 自 测
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)函数y=1与y=x0是同一个函数.( )
(2)与x轴垂直的直线和一个函数的图象至多有一个交点.( )
(3)函数y=-1的值域是{y|y≥1}.( )
(4)若两个函数的定义域与值域相同,则这两个函数相等.( )
解析 (1)函数y=1的定义域为R,而y=x0的定义域为{x|x≠0},其定义域不同,故不是同一函数.
(3)由于x2+1≥1,故y=-1≥0,故函数y=-1的值域是{y|y≥0}.
(4)若两个函数的定义域、对应法则均对应相同时,才是相等函数.
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
2.(2016·江苏卷)函数y=的定义域是________.
解析 要使原函数有意义,需满足3-2x-x2≥0,解得-3≤x≤1,故函数的定义域为[-3,1].
答案 [-3,1]
3.(教材改编)设f(x)=g(x)=则f(g(π))的值为________.
解析 由题意得g(π)=0,∴f(g(π))=f(0)=0.
答案 0
4.(必修1P26练习4改编)下列给出的四个对应中:
①A=B=N*,对任意的x∈A,f:x→|x-2|;
②A=R,B={y|y>0},对任意的x∈A,f:x→;
③A=B=R,对任意的x∈A,f:x→3x+2;
④A={(x,y)|x,y∈R},B=R,对任意的(x,y)∈A,f:(x,y)→x+y.
其中对应为函数的有________(填序号).
解析 ①中,当x=2时,|2-2|=0∉B,此对应不是函数;②中,x=0时,无意义,此对应不是函数;③对应是函数;④中,A是点集而不是数集,故此对应不是函数.
答案 ③
5.函数y=的定义域是(-∞,1)∪[2,5),则其值域是________.
解析 ∵x∈(-∞,1)∪[2,5),
∴x-1∈(-∞,0)∪[1,4).
当x-1∈(-∞,0)时,∈(-∞,0);
当x-1∈[1,4)时,∈.
答案 (-∞,0)∪
知 识 梳 理
1.函数与映射的概念
函数
映射
两个集合
A,B
设A,B是两个非空数集
设A,B是两个非空集合
对应关系
f:A→B
如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,
如果按某一个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意
在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应
一个元素x,在集合B中都有唯一确定的元素y与之对应
名称
称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数
称f:A→B为从集合A到集合B的一个映射
记法
函数y=f(x),x∈A
映射:f:A→B
2.函数的定义域、值域
(1)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.
(2)如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,则这两个函数为相等函数.
3.函数的表示法
表示函数的常用方法有解析法、图象法和列表法.
4.分段函数
(1)若函数在其定义域的不同子集上,因对应关系不同而分别用几个不同的式子来表示,这种函数称为分段函数.
(2)分段函数的定义域等于各段函数的定义域的并集,其值域等于各段函数的值域的并集,分段函数虽由几个部分组成,但它表示的是一个函数.
考点一 求函数的定义域
【例1】 (1)(2018·南通调研)函数f(x)=ln +x的定义域为________.
(2)若函数y=f(x)的定义域是[1,2 019],则函数g(x)=的定义域是____________.
解析 (1)要使函数f(x)有意义,应满足解得x>1,故函数f(x)=ln+x的定义域为(1,+∞).
(2)∵y=f(x)的定义域为[1,2 019],
∴g(x)有意义,应满足
∴0≤x≤2 018,且x≠1.
因此g(x)的定义域为{x|0≤x≤2 018,且x≠1}.
答案 (1)(1,+∞) (2){x|0≤x≤2 018,且x≠1}
规律方法 求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)若已知f(x)的定义域为[a,b],则f(g(x))的定义域可由a≤g(x)≤b求出;若已知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.
【训练1】 (1)(2017·苏、锡、常、镇四市二调)函数f(x)=的定义域为________.
(2)若函数f(x)=的定义域为R,则a的取值范围为________.
解析 (1)要使函数f(x)=有意义,则解得01),∴f (t)=lg ,
即f (x)=lg (x>1).
(3)由2f (x)+f =2x ①,
将x换成,则换成x,得2f +f(x)= ②,
①×2-②,得3f (x)=4x-,得f (x)=x-.
(4)∵f (x)是二次函数,
∴设f(x)=ax2+bx+c(a≠0).
由f(0)=1,得c=1.
由f (x+1)=f (x)+2x,得
a(x+1)2+b(x+1)+1=(ax2+bx+1)+2x,
整理,得(2a-2)x+(a+b)=0,
由恒等式原理,知⇒
∴f(x)=x2-x+1.
规律方法 求函数解析式的常用方法
(1)待定系数法:若已知函数的类型,可用待定系数法.
(2)换元法:已知复合函数f(g(x))的解析式,可用换元法,此时要注意新元的取值范围.
(3)构造法:已知关于f (x)与f 或f (-x)的表达式,可根据已知条件再构造出另外一个等式,通过解方程组求出f(x).
(4)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)的表达式.
【训练2】 (1)已知f (+1)=x+2,则f(x)=________.
(2)定义在R上的函数f (x)满足f (x+1)=2f(x).若当0≤x≤1时,f (x)=x(1-x),则当-1≤x≤0时,f(x)=________.
(3)定义在(-1,1)内的函数f(x)满足2f(x)-f(-x)=lg(x+1),则f(x)=__________.
解析 (1)令+1=t,则x=(t-1)2(t≥1),代入原式得
f(t)=(t-1)2+2(t-1)=t2-1,
所以f(x)=x2-1(x≥1).
(2)当-1≤x≤0时,0≤x+1≤1,
由已知f(x)=f(x+1)=-x(x+1).
(3)当x∈(-1,1)时,
有2f(x)-f(-x)=lg(x+1).①
将x换成-x,则-x换成x,
得2f(-x)-f(x)=lg(-x+1).②
由①②消去f(-x)得,
f(x)=lg(x+1)+lg(1-x).
答案 (1)x2-1(x≥1) (2)-x(x+1)
(3)lg(x+1)+lg(1-x)
考点三 分段函数(多维探究)
命题角度1 求分段函数的函数值
【例3-1】 (1)(2015·全国Ⅱ卷改编)设函数f(x)=则
f(-2)+f(log212)=________.
(2)(2016·江苏卷)设f(x)是定义在R上且周期为2的函数,在区间[-1,1)上,f(x)=其中a∈R.
若f =f ,则f(5a)的值是________.
解析 (1)根据分段函数的意义,f(-2)=1+log2(2+2)=1+2=3.又log212>1,
∴f(log212)=2(log212-1)=2log26=6,
因此f(-2)+f(log212)=3+6=9.
(2)由题意f =f =-+a,
f =f ==,
∴-+a=,则a=,
故f(5a)=f(3)=f(-1)=-1+=-.
答案 (1)9 (2)-
命题角度2 求分段函数中的参数
【例3-2】 (1)已知实数a≠0,函数f(x)=若f(1-a)=f(1+a),则a的值为________.
(2)设函数f(x)=则满足f(f(a))=2f(a)的a的取值范围是________.
解析 (1)当a>0时,1-a<1,1+a>1,
由f(1-a)=f(1+a)可得2-2a+a=-1-a-2a,
解得a=-,不合题意;
当a<0时,1-a>1,1+a<1,
由f(1-a)=f(1+a)可得-1+a-2a=2+2a+a,
解得a=-.
(2)由f(f(a))=2f(a)得,f(a)≥1.
当a<1时,有3a-1≥1,∴a≥,∴≤a<1.
当a≥1时,有2a≥1,∴a≥0,∴a≥1.
综上,a≥.
答案 (1)- (2)
命题角度3 分段函数与不等式结合
【例3-3】 已知函数f(x)=则满足不等式f(1-x2)>f(2x)的x
的取值范围是________.
解析 函数f(x)=的图象如图所示:
f(1-x2)>f(2x)⇔解得-11时,f(a)=-log2(a+1)=-3,
即log2(a+1)=3,解得a=7,
此时f(6-a)=f(-1)=2-2-2=-.
答案 -
一、必做题
1.(2018·苏、锡、常、镇四市调研)函数f(x)=的定义域为________.
解析 由题意得解得x>且x≠1.
所以函数的定义域为∪(1,+∞).
答案 ∪(1,+∞)
2.(2017·扬州、泰州、南通、淮安、宿迁、徐州六市联考)函数f(x)=的定义域是________.
解析 由题意得解得-2≤x≤2.
故函数的定义域为[-2,2].
答案 [-2,2]
3.(2018·扬州中 质检)函数f(x)=log2(x2+2x-3)的定义域是________.
解析 使函数f(x)有意义,x2+2x-3>0,解得x>1或x<-3,所以f(x)的定义域为(-∞,-3)∪(1,+∞).
答案 (-∞,-3)∪(1,+∞)
4.(2017·盐城中 一模)f(x)=则f =________.
解析 ∵f =log3=-2,
∴f =f(-2)==9.
答案 9
5.(2017·苏州暑假测试)已知实数m≠0,函数f(x)=若f(2-m)=f(2+m),则m的值为________.
解析 当m>0时,2-m<2,2+m>2,所以3(2-m)-m=-(2+m)-2m,所以m=8;当m<0时,2-m>2,2+m<2,所以3(2+m)-m=-(2-m)-2m,所以m=-.
答案 8或-
6.(2018·南通模拟)函数f(x)=满足f(1)+f(a)=2,则a所有可能的值为________.
解析 ∵f(1)=e1-1=1且f(1)+f(a)=2,
∴f(a)=1,当-1f(1),则实数a的取值范围是________.
解析 由f(1)=-2,则f(a)>-2.当a>0时,有2a-4>-2,则a>1;当a<0时,-a-3>-2.则a<-1.所以实数a的取值范围是a<-1或a>1.
答案 (-∞,-1)∪(1,+∞)
8.(2018·南京一模)已知函数f(x)=则不等式f(x)≥-1的解集是________.
解析 f(x)≥-1,
等价于或
解之得-4≤x≤0或00,求实数a的值.
解 (1)由题意,得f =f =f =f =f =2×+1=2.
(2)当0