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- 2021-06-11 发布
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第二章 函数、导数及其应用
第4讲 函数及其表示
考纲要求
考情分析
命题趋势
1.了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域和值域;了解映射的概念.
2.在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图象法、列表法、解析法)表示函数.
3.了解简单的分段函数,并能简单应用.
2017·全国卷Ⅲ,3
2017·山东卷,9
2016·全国卷Ⅱ,10
2016·江苏卷,5
2015·全国卷Ⅰ,10
1.对函数的基本概念与定义域的考查常与指数函数、对数函数综合出题.
2.考查函数的值域及最值.
3.函数的表示方法,主要考查分段函数求值,或者研究含参数的分段函数问题.
4.函数的新定义问题,主要考查函数的综合知识,以其他知识为背景,分析后仍然用函数知识去解决,此类问题综合性比较强.
分值:5分
1.函数的概念
一般地,设A,B是两个非空的数集,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,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__.
2.函数的表示方法
(1)用数学表达式表示两个变量之间的对应关系的方法叫做__解析法__.
(2)用图象表示两个变量之间的对应关系的方法叫做__图象法__.
(3)列出表格表示两个变量之间的对应关系的方法叫做__列表法__.
3.函数的三要素
(1)函数的三要素:__定义域__、对应关系、值域.
(2)两个函数相等:如果两个函数的__定义域__相同,并且对应关系完全一致,则称这两个函数相等.
4.分段函数
若函数在定义域的不同子集上的__对应关系__不同,则这种形式的函数叫做分段函数,它是一类重要的函数.
5.映射的概念
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关系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.
6.复合函数
一般地,对于两个函数y=f(u)和u=g(x),如果通过变量u,y可以表示成x的函数,那么称这个函数为函数y=f(u)和u=g(x)的复合函数,记作y=f(g(x)),其中y=f(u)叫做复合函数y=f(g(x))的外层函数,u=g(x)叫做y=f(g(x))的内层函数.
1.思维辨析(在括号内打“√”或“×”).
(1)函数是从其定义域到值域的映射.( √ )
(2)若函数的定义域和值域相同,则这两个函数是相等函数.( × )
(3)函数f(x)=x2-x与g(t)=t2-t是同一函数.( √ )
(4)f(x)=+是一个函数.( × )
(5)A=R,B=R,对应关系f:x→y,y=,其对应是从A到B的映射.( × )
解析 (1)正确.函数是特殊的映射.
(2)错误.如函数y=x与y=x+1的定义域和值域都是R,但它们的对应关系不同,不是相等函数.
(3)正确.函数f(x)=x2-x与g(t)=t2-t的定义域和对应关系相同.
(4)错误.因为定义域为空集.
(5)错误.当x=-1时,y值不存在,所以对应不是从A到B的映射.
2.已知数集A={1,2,3,4},设f:x→y,g:x→y都是由A到A的映射,其对应关系如下表(从上到下),则与f(g(2))相同的是( B )
表1 映射f的对应关系
x
1
2
3
4
y
3
4
2
1
表2 映射g的对应关系
x
1
2
3
4
y
4
3
1
2
A.g(f(1)) B.g(f(2))
C.g(f(3)) D.g(f(4))
解析 f(g(2))=f(3)=2,g(f(2))=g(4)=2.故选B.
3.(2018·齐鲁名校协作体联考)下列各组函数中,表示同一函数的是( D )
A.f(x)=eln x,g(x)=x
B.f(x)=,g(x)=x-2
C.f(x)=,g(x)=sin x
D.f(x)=|x|,g(x)=
解析 A,B,C项的解析式相同,但定义域不同,只有D项正确.
4.已知函数f(x)=,若f(a)=3,则实数a=__10__.
解析 因为f(a)==3,所以a-1=9,即a=10.
5.设f(x)=若f(2)=4,则a的取值范围为__(-∞,2]__.
解析 因为f(2)=4,所以2∈[a,+∞),所以a≤2,则a的取值范围为(-∞,2].
一 求函数定义域
(1)求函数的定义域要从对函数的定义域的理解开始.函数的定义域是使函数解析式有意义的自变量的取值范围,认清楚自变量后,就要从使解析式有意义的角度入手了.一般来说,在高中范围内涉及的有:①开偶次方时被开方数为非负数;②分式的分母不为零;③零次幂的底数不为零;④对数的真数大于零;⑤指数、对数的底数大于零且不等于1;⑥实际问题还需要考虑使题目本身有意义;⑦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.
(2)求复合函数的定义域一般有两种情况:
①已知y=f(x)的定义域是A,求y=f(g(x))的定义域,可由g(x)∈A求出x的范围,即为y=f(g(x))的定义域;
②已知y=f(g(x))的定义域是A,求y=f(x)的定义域,可由x∈A求出g(x)的范围,即为y=f(x)的定义域.
【例1】 (1)函数f(x)=lg(3x+1)的定义域是( B )
A. B.
C. D.
(2)若函数y=f(x)的定义域是[0,2],则函数g(x)=的定义域为__[0,1)__.
解析 (1)要使函数有意义,需满足
解得-1,
f(a)=,f(a+1)=2(a+1-1)=2a.
∵f(a)=f(a+1),∴=2a,解得a=或a=0(舍去).
∴f=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,
∴2(a-1)=2a,无解.
当a=1时,a+1=2,f(1)=0,f(2)=2,不符合题意.
综上,f=6.故选C.
(2)由题意得或
解得f(a)≥-2.
由或解得a≤.
1.函数f(x)=的定义域为( A )
A.(-1,0)∪(0,2)
B.(-1,0)∪(0,+∞)
C.(-∞,-1)∪(2,+∞)
D.(-1,2)
解析 ⇒x∈(-1,0)∪(0,2).故选A.
2.(2018·内蒙古巴彦卓尔一中期中)已知函数f(x)=则f=( D )
A.4 B.-
C.-4 D.
解析 f=log3=-2,f(-2)=2-2=,所以f=.故选D.
3.(2018·重庆巴蜀中学月考)已知函数f(x)满足f(x+1)=x2+2x+3,则f(x)的解析式是 ( B )
A.f(x)=x2-2 B.f(x)=x2+2
C.f(x)=x2-2x D.f(x)=x2+2x
解析 ∵f(x+1)=x2+2x+3=(x+1)2+2,
∴f(x)=x2+2.故选B.
4.若f(x)=则f(x)的最小值是__-1__.
解析 当x≤0时,f(x)=-x,此时f(x)min=0;当x>0时,f(x)=x2-2x=(x-1)2-1,此时f(x)min=-1.综上,当x∈R时,f(x)min=-1.
错因分析:对定义域和值域的概念没有理解透彻,因而解决问题时易出错.
【例1】 已知函数f(x)=log2的定义域为R,求实数a的取值范围.
解析 f(x)的定义域为R,即对一切实数x,t=ax2+(a-1)x+的值恒大于0.
①a=0时,t=-x+的值不恒大于0;
②a≠0时,必有即
解得3,则a的取值范围是__(9,+∞)__.
解析 由已知得或解得a>9.
9.(2018·四川成都外国语学校期中)若函数f(x+1)的定义域是[-2,3],则y=的定义域是__(1,2)∪__.
解析 ∵y=f(x+1)的定义域是[-2,3],∴-1≤x+1≤4,∴f(x)的定义域是[-1,4],令-1≤2x-1≤4,解得0≤x≤,又因为所以1