内容正文:
第09讲 函数的概念及其表示
【人教A版2019】
·模块一 函数的概念
·模块二 函数的相等
·模块三 函数的表示法
·模块四 课后作业
模块一
函数的概念
1.函数的概念
(1)一般地,设A,B是非空的实数集,如果对于集合A中的任意一个数x,按照某种确定的对应关系f,在集合B中都有唯一确定的数y和它对应,那么就称f:AB为从集合A到集合B的一个函数(function),记作y=f(x),xA.
(2)函数的四个特征:
①非空性:A,B必须为非空数集,定义域或值域为空集的函数是不存在的.
②任意性:即定义域中的每一个元素都有函数值.
③单值性:每一个自变量有且仅有唯一的函数值与之对应.
④方向性:函数是一个从定义域到值域的对应关系,如果改变这个对应方向,那么新的对应所确定
的关系就不一定是函数关系.
2.函数的三要素
(1)定义域:函数的定义域是自变量的取值范围.
(2)值域:与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|xA}叫做函数的值域(range).
(3)对应关系:对应关系f是函数的核心,它是对自变量x实施“对应操作”的“程序”或者“方法”.
3.求给定解析式的函数定义域的方法
求给定解析式的函数的定义域,其实质就是以函数解析式中所含式子(运算)有意义为准则,列出不等式或不等式组求解;对于实际问题,定义域应使实际问题有意义.
4.求抽象函数定义域的方法
(1)若已知函数f(x)的定义域为[a,b],则复合函数f[g(x)]的定义域可由不等式a≤g(x)≤b求出.
(2)若已知函数f[g(x)]的定义域为[a,b],则f(x)的定义域为g(x)在x∈[a,b]上的值域.
5.求函数值域的一般方法
(1)分离常数法;
(2)配方法;
(3)不等式法;
(4)单调性法;
(5)换元法;
(6)数形结合法;
【考点1 函数的概念的理解】
【例1.1】(23-24高一上·四川资阳·期中)图中给出的四个对应关系,其中构成函数的是( )
A.② B.①④ C.②④ D.③④
【例1.2】(23-24高一上·安徽淮南·期中)设,给出下列四个图形,其中能表示从集合M到集合N的函数关系的是( )
A. B.
C. D.
【变式1.1】(23-24高一上·全国·课后作业)下列说法正确的是( )
A.函数的定义域和值域可以是空集
B.函数的定义域和值域一定是数集
C.函数值域中每一个数在定义域中一定只有一个数与之对应
D.函数的定义域和值域确定后,函数的对应关系也就确定了
【变式1.2】(23-24高一上·江苏徐州·期中)已知,,下列对应关系不能作为从到的函数的是( )
A. B.
C. D.
【考点2 求函数的定义域】
【例2.1】(23-24高一上·北京·期中)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【例2.2】(23-24高一上·甘肃白银·期末)已知函数的定义域是,则的定义域是( )
A. B. C. D.
【变式2.1】(23-24高一上·山东·期中)若函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【变式2.2】(23-24高一上·山西·期中)若函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【考点3 求函数的值域】
【例3.1】(23-24高一上·北京·期中)函数,的值域是( )
A. B. C. D.
【例3.2】(23-24高一上·北京·期中)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【变式3.1】(23-24高一上·山西太原·阶段练习)函数的值域是( )
A. B. C. D.
【变式3.2】(23-24高一上·江苏南京·期中)下列函数中,值域是的是( )
A. B.
C. D.
【考点4 由函数的定义域或值域求参数】
【例4.1】(23-24高一上·陕西西安·期中)已知函数的定义域为R,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【例4.2】(23-24高一上·全国·课后作业)若函数在区间上有意义,则实数a的可能取值是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
【变式4.1】(23-24高一上·吉林长春·阶段练习)若函数的定义域、值域都为,则实数满足( )
A.或 B.
C.且 D.
【变式4.2】(2024·全国·一模)函数的定义域为,值域为,则的取值范围是( )
A.[0,4] B.[4,6] C.[2,6] D.[2,4]
【考点5 求函数值或由函数值求参】
【例5.1】(23-24高一上·新疆·期中)已知函数,则( )
A. B. C.1 D.
【例5.2】(23-24高一上·全国·期末)函数的定义域为,若,,则( )
A.1 B. C. D.
【变式5.1】(23-24高一上·辽宁沈阳·期中)已知函数,若,则a的值为( )
A. B. C. D.
【变式5.2】(23-24高一上·北京海淀·期中)已知函数,,下表列出了时各函数的取值,则( )
x
m
8
4
n
A., B.,
C., D.,
模块二
函数的相等
1.函数的相等
同一函数:只有当两个函数的定义域和对应关系都分别相同时,这两个函数才相等,即是同一个函数.
2.区间的概念
设a,b是两个实数,而且a<b.我们规定:
(1)满足不等式的实数x的集合叫做闭区间,表示为[a,b];
(2)满足不等式a<x<b的实数x的集合叫做开区间,表示为(a,b);
(3)满足不等式或的实数x的集合叫做半开半闭区间,分别表示为[a,b),(a,b].
这里的实数a与b都叫做相应区间的端点.
【考点1 判断两个函数是否相等】
【例1.1】(23-24高一上·浙江杭州·期中)下列函数中,与函数是同一函数的是( )
A. B.
C. D.
【例1.2】(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)下列各组函数是同一个函数的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【变式1.1】(23-24高一上·北京东城·期中)下列各组函数中,两个函数相等的是 ( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【变式1.2】(23-24高一上·上海闵行·阶段练习)下列四组函数中,与表示同一函数是( )
A., B.,
C., D.,
模块三
函数的表示法
1.函数的表示法
函数的三种表示法:解析法、列表法和图象法.
(1)解析法:就是用数学表达式表示两个变量之间的对应关系;
(2)列表法:就是列出表格来表示两个变量之间的对应关系;
(3)图象法:就是用图象表示两个变量之间的对应关系.
2.抽象函数与复合函数
(1)抽象函数的概念:没有给出具体解析式的函数,称为抽象函数.
(2)复合函数的概念:若函数y=f(t)的定义域为A,函数t=g(x)的定义域为D,值域为C,则当CA时,称函数y=f(g(x))为f(t)与g(x)在D上的复合函数,其中t叫做中间变量,t=g(x)叫做内层函数,y=f(t)叫做外层函数.
【考点1 函数的表示法】
【例1.1】(23-24高一上·河北沧州·期中)已知函数的对应关系如下表,函数的图象如下图所示,则( )
0
1
4
2
6
9
A.2 B.6 C.9 D.0
【例1.2】(23-24高一上·北京房山·期中)小明离开家去学校上学,刚开始步行一段时间后感觉要迟到,改为跑步完成余下的路程.在下图中纵轴表示离学校的距离,横轴表示出发后的时间,则下面四个图形中较符合该学生走法的是( )
A. B.
C. D.
【变式1.1】(22-23高一上·湖南·期中)已知函数的对应关系如表所示,函数的图象是如图所示,则的值为( )
1
2
3
4
3
-1
A.-1 B.0 C.3 D.4
【变式1.2】(23-24高一上·黑龙江哈尔滨·期中)中国清朝数学家李善兰在859年翻译《代数学》中首次将“function”译做“函数”,沿用至今,为什么这么翻译,书中解释说“凡此变数中函彼变数者,则此为彼之函数”,这个解释说明了函数的内涵:只要有一个法则,使得取值范围中的每一个值x,有一个确定的y和它对应就行了,不管这个对应的法则是公式、图象、表格还是其它形式,函数由下表给出,则的值为( )
1
2
3
A.1 B.2 C.3 D.4
【考点2 函数解析式的求解】
【例2.1】(2024高一·全国·专题练习)二次函数的图象的顶点为,对称轴为y轴,则二次函数的解析式可以为( )
A. B.
C. D.
【例2.2】(23-24高一上·云南·期中)若函数,则( )
A. B.
C. D.
【变式2.1】(2024高二上·新疆·学业考试)已知,则的解析式可取为( )
A. B.
C. D.
【变式2.2】(23-24高一上·天津南开·期中)已知,则函数的表达式为( )
A. B.
C. D.
【考点3 分段函数】
【例3.1】(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段练习)已知函数,则( )
A.2 B.1 C.0 D.-1
【例3.2】(23-24高一上·江苏连云港·期中)函数的值域是( )
A. B. C. D.
【变式3.1】(2023·全国·模拟预测)设,若,则( )
A.14 B.16 C.2 D.6
【变式3.2】(23-24高一上·安徽阜阳·期中)已知函数,若值域为,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
模块四
课后作业
一、单选题
1.(23-24高一上·安徽马鞍山·期中)下列各组函数中,表示同一个函数的是( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高一上·安徽合肥·期中)函数的值域为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高一上·北京·期中)设,则=( )
A.3 B.5 C.-1 D.1
5.(23-24高一上·北京·期中)若函数的定义域为,值域为,那么函数的图象可能是( )
A. B.
C. D.
6.(23-24高三上·西藏林芝·期末)已知是定义在上的函数且,当时,,则( )
A. B.0 C.4 D.8
7.(2024·辽宁沈阳·一模)已知函数,若且,则它的图象可能是( )
A. B.
C. D.
8.(22-23高二下·安徽亳州·期末)已知,则=( ).
A. B.
C. D.
二、多选题
9.(23-24高一上·山西·期中)已知一次函数满足,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
10.(23-24高一上·广东江门·期中)已知函数,则下列正确的是( )
A. B.
C. D.的值域为
三、填空题
11.(23-24高一上·北京·期中)函数的定义域是 .
12.(23-24高一上·广东茂名·阶段练习)已知,则函数的值域为 .
四、解答题
13.(23-24高一上·新疆·期中)求下列函数的定义域
(1)
(2)
(3)
14.(23-24高一上·宁夏固原·阶段练习)已知函数.
(1)若,求的值;
(2)求函数的值域.
15.(23-24高一上·北京·期中)已知函数的图象如图所示,其中y轴的左侧为一条线段,右侧为某抛物线的一段.
(1)写出函数的解析式、定义域和值域;
(2)求,的值.
16.(23-24高一上·江苏无锡·阶段练习)已知函数满足,函数满足.
(1)求函数和的解析式;
(2)求函数的值域.
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第09讲 函数的概念及其表示
【人教A版2019】
·模块一 函数的概念
·模块二 函数的相等
·模块三 函数的表示法
·模块四 课后作业
模块一
函数的概念
1.函数的概念
(1)一般地,设A,B是非空的实数集,如果对于集合A中的任意一个数x,按照某种确定的对应关系f,在集合B中都有唯一确定的数y和它对应,那么就称f:AB为从集合A到集合B的一个函数(function),记作y=f(x),xA.
(2)函数的四个特征:
①非空性:A,B必须为非空数集,定义域或值域为空集的函数是不存在的.
②任意性:即定义域中的每一个元素都有函数值.
③单值性:每一个自变量有且仅有唯一的函数值与之对应.
④方向性:函数是一个从定义域到值域的对应关系,如果改变这个对应方向,那么新的对应所确定
的关系就不一定是函数关系.
2.函数的三要素
(1)定义域:函数的定义域是自变量的取值范围.
(2)值域:与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|xA}叫做函数的值域(range).
(3)对应关系:对应关系f是函数的核心,它是对自变量x实施“对应操作”的“程序”或者“方法”.
3.求给定解析式的函数定义域的方法
求给定解析式的函数的定义域,其实质就是以函数解析式中所含式子(运算)有意义为准则,列出不等式或不等式组求解;对于实际问题,定义域应使实际问题有意义.
4.求抽象函数定义域的方法
(1)若已知函数f(x)的定义域为[a,b],则复合函数f[g(x)]的定义域可由不等式a≤g(x)≤b求出.
(2)若已知函数f[g(x)]的定义域为[a,b],则f(x)的定义域为g(x)在x∈[a,b]上的值域.
5.求函数值域的一般方法
(1)分离常数法;
(2)配方法;
(3)不等式法;
(4)单调性法;
(5)换元法;
(6)数形结合法;
【考点1 函数的概念的理解】
【例1.1】(23-24高一上·四川资阳·期中)图中给出的四个对应关系,其中构成函数的是( )
A.② B.①④ C.②④ D.③④
【解题思路】根据函数的定义判断即可.
【解答过程】根据函数的定义,每个都有一个对应的唯一确定的函数值,
故只有③④符合条件.
故选:D.
【例1.2】(23-24高一上·安徽淮南·期中)设,给出下列四个图形,其中能表示从集合M到集合N的函数关系的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】逐项分析定义域和值域的对应情况,由此判断出结果.
【解答过程】对于A:定义域为,定义域是的真子集,故错误;
对于B:定义域为,值域为,且图像也满足函数定义,故正确;
对于C:不满足“从定义域中任意取一个有唯一的与之对应”,故错误;
对于D:定义域为,定义域是的真子集,故错误;
故选:B.
【变式1.1】(23-24高一上·全国·课后作业)下列说法正确的是( )
A.函数的定义域和值域可以是空集
B.函数的定义域和值域一定是数集
C.函数值域中每一个数在定义域中一定只有一个数与之对应
D.函数的定义域和值域确定后,函数的对应关系也就确定了
【解题思路】根据函数定义域和值域为非空数集可知AB正误;通过反例可说明CD错误.
【解答过程】对于AB,函数的定义域和值域均为非空数集,A错误,B正确;
对于C,函数中,,即值域中的数字在定义域中有两个数字与之对应,C错误;
对于D,函数与的定义域和值域均相同,但对应关系不相同,D错误.
故选:B.
【变式1.2】(23-24高一上·江苏徐州·期中)已知,,下列对应关系不能作为从到的函数的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据给定条件,利用函数的定义判断即可.
【解答过程】对于A,对于集合的元素分别对应着中的唯一元素,A能;
对于B,对于集合的元素分别对应着中的唯一元素,B能;
对于C,对于集合的元素,在中没有元素与之对应,C不能;
对于D,对于集合的元素分别对应着中的唯一元素,D能.
故选:C.
【考点2 求函数的定义域】
【例2.1】(23-24高一上·北京·期中)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据分母不为零且偶次方根的被开方数非负得到不等式,解得即可.
【解答过程】对于函数,则,解得,
所以函数的定义域为.
故选:C.
【例2.2】(23-24高一上·甘肃白银·期末)已知函数的定义域是,则的定义域是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据抽象函数定义域之间的关系即可得到结论.
【解答过程】因为函数的定义域是,
所以,解得,
故函数的定义域是.
故选:A.
【变式2.1】(23-24高一上·山东·期中)若函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【解题思路】由函数定义域的概念及复合函数定义域的求解方法运算求解即可.
【解答过程】∵函数的定义域为,
∴要使函数有意义,
则有,解得,
∴,即函数的定义域为.
故选:D.
【变式2.2】(23-24高一上·山西·期中)若函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【解题思路】先求出抽象函数的定义域,然后求复合函数的定义域即可得解.
【解答过程】若函数的定义域为,
则,即的定义域为,
所以的定义域满足,解得
所以函数的定义域为.
故选:B.
【考点3 求函数的值域】
【例3.1】(23-24高一上·北京·期中)函数,的值域是( )
A. B. C. D.
【解题思路】求出函数的对称轴,结合二次函数的单调性和对称性进行求解即可.
【解答过程】,对称轴为,,
函数在上单调递减,在上单调递增,
,由对称性可得,
所以函数的值域是.
故选:D.
【例3.2】(23-24高一上·北京·期中)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据反比例函数的性质即可求出函数的值域.
【解答过程】因为,
所以,
故函数的值域为,
故选:
【变式3.1】(23-24高一上·山西太原·阶段练习)函数的值域是( )
A. B. C. D.
【解题思路】先求出定义域,进而根号下配方求出值域.
【解答过程】令得,,故定义域为,
.
故选:A.
【变式3.2】(23-24高一上·江苏南京·期中)下列函数中,值域是的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据值域的定义结合函数解析式逐项分析判断.
【解答过程】对于选项A:当时,,即值域有0,故A错误;
对于选项B,因为,即值域没有1,故B错误;
对于选项C:函数的定义域为,所以函数值域不连续,故C错误.
对于选项D:因为的取值范围是,所以函数的值域为,故D正确.
故选:D.
【考点4 由函数的定义域或值域求参数】
【例4.1】(23-24高一上·陕西西安·期中)已知函数的定义域为R,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】利用题给条件列出关于的不等式,解之即可求得实数的取值范围.
【解答过程】由题意得对任意恒成立,
当时,不等式可化为,其解集不是R,不符合题意;
当时,由该不等式恒成立可得
,解之得,
综上,实数的取值范围是
故选:A.
【例4.2】(23-24高一上·全国·课后作业)若函数在区间上有意义,则实数a的可能取值是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
【解题思路】分,,,求出不等式的解,即可得出答案.
【解答过程】当时,
由可得,或,在区间上有意义,满足;
当时,
函数,显然在区间上有意义,满足题意;
当时,
由可得,或,
要使函数在区间上有意义,则应有,
所以,,所以.
综上所述,.
故选:A.
【变式4.1】(23-24高一上·吉林长春·阶段练习)若函数的定义域、值域都为,则实数满足( )
A.或 B.
C.且 D.
【解题思路】根据题意表示一次函数,可得出系数的特征,即可求出结论.
【解答过程】若,表示二次函数,值域不为,不合题意.
所以为一次函数,解得.
故选:D.
【变式4.2】(2024·全国·一模)函数的定义域为,值域为,则的取值范围是( )
A.[0,4] B.[4,6] C.[2,6] D.[2,4]
【解题思路】因为函数的图象开口朝上,由 ,结合二次函数的图象和性质可得的取值范围.
【解答过程】函数的图象是开口朝上,
且以直线为对称轴的抛物线,
故,
函数的定义域为,值域为,
所以,
即的取值范围是,
故选D.
【考点5 求函数值或由函数值求参】
【例5.1】(23-24高一上·新疆·期中)已知函数,则( )
A. B. C.1 D.
【解题思路】代入解析式求值即可.
【解答过程】由,得.
故选:C.
【例5.2】(23-24高一上·全国·期末)函数的定义域为,若,,则( )
A.1 B. C. D.
【解题思路】利用赋值法求值即可.
【解答过程】因为,,
所以令,得,得,
所以令,得,得.
故选:C.
【变式5.1】(23-24高一上·辽宁沈阳·期中)已知函数,若,则a的值为( )
A. B. C. D.
【解题思路】通过解方程求得的值.
【解答过程】由,得,解得.
故选:A.
【变式5.2】(23-24高一上·北京海淀·期中)已知函数,,下表列出了时各函数的取值,则( )
x
m
8
4
n
A., B.,
C., D.,
【解题思路】根据表格列出关于等式并解出,代入求出即可.
【解答过程】由表知,,,解得,
所以,
所以.
故选:B.
模块二
函数的相等
1.函数的相等
同一函数:只有当两个函数的定义域和对应关系都分别相同时,这两个函数才相等,即是同一个函数.
2.区间的概念
设a,b是两个实数,而且a<b.我们规定:
(1)满足不等式的实数x的集合叫做闭区间,表示为[a,b];
(2)满足不等式a<x<b的实数x的集合叫做开区间,表示为(a,b);
(3)满足不等式或的实数x的集合叫做半开半闭区间,分别表示为[a,b),(a,b].
这里的实数a与b都叫做相应区间的端点.
【考点1 判断两个函数是否相等】
【例1.1】(23-24高一上·浙江杭州·期中)下列函数中,与函数是同一函数的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据同一函数满足定义域与解析式相同判断即可.
【解答过程】对A,的定义域为,的定义域为,故A错误;
对B,,故B错误;
对C,的定义域为,故C错误;
对D,,故D正确.
故选:D.
【例1.2】(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)下列各组函数是同一个函数的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【解题思路】
根据相同函数的定义,依次判断选项即可.
【解答过程】A:函数和的定义域为R,解析式一样,故A符合题意;
B:函数与的定义域为R,解析式不一样,故B不符合题意;
C:函数的定义域为,的定义域为R,解析式一样,故C不符合题意;
D:函数的定义域为,的定义域为R,解析式不一样,故D不符合题意.
故选:A.
【变式1.1】(23-24高一上·北京东城·期中)下列各组函数中,两个函数相等的是 ( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【解题思路】判断两个函数是否相等,只需看定义域和对应法则是否都相同,由此即可逐一判断每一个选项.
【解答过程】对于A,与定义域都是全体实数,且,故A满足题意;
对于B,的定义域是非负实数,的定义域是全体实数,故B不满足题意;
对于C,的定义域是全体实数,的定义域是非负实数,故C不满足题意;
对于D,的定义域是全体实数,的定义域是不为0的全体实数,故D不满足题意.
故选:A.
【变式1.2】(23-24高一上·上海闵行·阶段练习)下列四组函数中,与表示同一函数是( )
A., B.,
C., D.,
【解题思路】对于ABC而言,说明两函数的定义域不同即可排除,对于D而言由绝对值的定义可以得到两函数的定义域、对应法则一样,由此即可得解.
【解答过程】对于A,,的定义域分别为,故A不符题意;
对于B;,的定义域分别为,故B不符题意;
对于C,,的定义域分别为,故C不符题意;
对于D,因为,其定义域、对应法则都是一样的,故D符合题意.
故选:D.
模块三
函数的表示法
1.函数的表示法
函数的三种表示法:解析法、列表法和图象法.
(1)解析法:就是用数学表达式表示两个变量之间的对应关系;
(2)列表法:就是列出表格来表示两个变量之间的对应关系;
(3)图象法:就是用图象表示两个变量之间的对应关系.
2.抽象函数与复合函数
(1)抽象函数的概念:没有给出具体解析式的函数,称为抽象函数.
(2)复合函数的概念:若函数y=f(t)的定义域为A,函数t=g(x)的定义域为D,值域为C,则当CA时,称函数y=f(g(x))为f(t)与g(x)在D上的复合函数,其中t叫做中间变量,t=g(x)叫做内层函数,y=f(t)叫做外层函数.
【考点1 函数的表示法】
【例1.1】(23-24高一上·河北沧州·期中)已知函数的对应关系如下表,函数的图象如下图所示,则( )
0
1
4
2
6
9
A.2 B.6 C.9 D.0
【解题思路】根据函数图象求得,再根据对应关系表即可求解的值.
【解答过程】由图可知,
由表格可知.
故选:
【例1.2】(23-24高一上·北京房山·期中)小明离开家去学校上学,刚开始步行一段时间后感觉要迟到,改为跑步完成余下的路程.在下图中纵轴表示离学校的距离,横轴表示出发后的时间,则下面四个图形中较符合该学生走法的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据题意进行排除和判断即可.
【解答过程】因为纵轴表示离学校的距离,横轴表示出发后的时间,
且小明离开家去学校上学,所以纵坐标随横坐标增加而减少,故排除C和D;
由题意得,图象斜率的绝对值先小后大,故排除B.
故选:A.
【变式1.1】(22-23高一上·湖南·期中)已知函数的对应关系如表所示,函数的图象是如图所示,则的值为( )
1
2
3
4
3
-1
A.-1 B.0 C.3 D.4
【解题思路】根据函数的定义及图表计算即可.
【解答过程】由图象可知,而由表格可知,所以.
故选:A.
【变式1.2】(23-24高一上·黑龙江哈尔滨·期中)中国清朝数学家李善兰在859年翻译《代数学》中首次将“function”译做“函数”,沿用至今,为什么这么翻译,书中解释说“凡此变数中函彼变数者,则此为彼之函数”,这个解释说明了函数的内涵:只要有一个法则,使得取值范围中的每一个值x,有一个确定的y和它对应就行了,不管这个对应的法则是公式、图象、表格还是其它形式,函数由下表给出,则的值为( )
1
2
3
A.1 B.2 C.3 D.4
【解题思路】先求出,从而得到的值.
【解答过程】由表格可得,故.
故选:B.
【考点2 函数解析式的求解】
【例2.1】(2024高一·全国·专题练习)二次函数的图象的顶点为,对称轴为y轴,则二次函数的解析式可以为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】设出二次函数解析式,代入点,求出解析式,判断出正确答案.
【解答过程】由题意得,设二次函数解析式为,
将代入解析式,可得,故二次函数的解析式为,
故可以为,其他均不合要求.
故选:B.
【例2.2】(23-24高一上·云南·期中)若函数,则( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据已知条件代入直接求解解析式即可.
【解答过程】因为,所以,,,.
故选:A.
【变式2.1】(2024高二上·新疆·学业考试)已知,则的解析式可取为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】利用配凑法求得的解析式.
【解答过程】由于,
所以.
故选:C.
【变式2.2】(23-24高一上·天津南开·期中)已知,则函数的表达式为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】利用配凑法先求出函数,再整体代入即可求出函数的表达式.
【解答过程】因为
所以
所以,即.
故选:C.
【考点3 分段函数】
【例3.1】(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段练习)已知函数,则( )
A.2 B.1 C.0 D.-1
【解题思路】根据分段函数解析式计算可得.
【解答过程】因为,所以,
,
所以.
故选:A.
【例3.2】(23-24高一上·江苏连云港·期中)函数的值域是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据题意,分别求得当时与当时,的值域,即可得到结果.
【解答过程】当时,,
则当时,,当时,,则;
当时,;
综上所述,.
故选:C.
【变式3.1】(2023·全国·模拟预测)设,若,则( )
A.14 B.16 C.2 D.6
【解题思路】根据的定义域可得,分和两种情况,结合题意解得,代入求解即可.
【解答过程】因为的定义域为,则,解得,
若,则,可得,不合题意;
若,则,可得,解得;
综上所述:.
所以.
故选:A.
【变式3.2】(23-24高一上·安徽阜阳·期中)已知函数,若值域为,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据分段函数的解析式、的值域、的图象来求得的取值范围.
【解答过程】当时,,
值域为当时,由,得,
由,得,解得或,
作出的图象如下图所示,
由图象可得:,即实数的取值范围是.
故选:C.
模块四
课后作业
一、单选题
1.(23-24高一上·安徽马鞍山·期中)下列各组函数中,表示同一个函数的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】利用同一个函数的条件是定义域相同,解析式也要相同,从而来作出判断.
【解答过程】选项A,解析式等价,定义域也相同,所以是同一个函数;
选项B,解析式化简后相同,但定义域不同,因为分母不能取0,所以不是同一个函数;
选项C,解析式化简后都是1,但定义域不同,因为0的0次幂没有意义,所以不是同一个函数;
选项D,解析式不同,定义域也不同,所以不是同一个函数.
故选:A.
2.(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据二次根式和分式的意义建立不等式组,解之即可求解.
【解答过程】由,解得且,
所以函数的定义域为.
故选:D.
3.(23-24高一上·安徽合肥·期中)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【解题思路】化简函数,结合,求得的取值范围,即可求解.
【解答过程】由题意,函数(),
令,则,可得,
故()的值域为.
故选:A.
4.(23-24高一上·北京·期中)设,则=( )
A.3 B.5 C.-1 D.1
【解题思路】根据分段函数的定义区间和解析式,求函数值.
【解答过程】,则.
故选:A.
5.(23-24高一上·北京·期中)若函数的定义域为,值域为,那么函数的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】
根据各选项一一判断其定义域与值域,即可得解.
【解答过程】对于A:函数的定义域为,但是值域不是,故A错误;
对于B:函数的定义域不是,值域为,故B错误;
对于C:函数的定义域为,值域为,故C正确;
对于D:不满足函数的定义,不是一个函数的图象,故D错误.
故选:C.
6.(23-24高三上·西藏林芝·期末)已知是定义在上的函数且,当时,,则( )
A. B.0 C.4 D.8
【解题思路】根据题意可得,代入运算即可.
【解答过程】因为,
令,可得:.
故选:A.
7.(2024·辽宁沈阳·一模)已知函数,若且,则它的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据条件确定,从而抛物线开口向上,,通过排除法得出选项.
【解答过程】由且,得,
所以函数是二次函数,图象开口向上,排除A,C;
又,所以排除B;只有D符合.
故选:D.
8.(22-23高二下·安徽亳州·期末)已知,则=( ).
A. B.
C. D.
【解题思路】利用换元法求解函数解析式,即可得答案.
【解答过程】令,则 ,则,
所以,
故选:D.
二、多选题
9.(23-24高一上·山西·期中)已知一次函数满足,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据题意,由待定系数法代入计算,即可得到结果.
【解答过程】设,则,
所以,解得或,
则或.
故选:AD.
10.(23-24高一上·广东江门·期中)已知函数,则下列正确的是( )
A. B.
C. D.的值域为
【解题思路】对于ABC:根据分段函数解析式运算求解;对于D通过特值可排除,即可得到答案.
【解答过程】对于选项A:因为,
所以,故A正确;
对于选项B,因为,所以,故B错误;
对于选项C:因为,所以,故C正确;
对于选项D:因为,故D错误;
故选:AC.
三、填空题
11.(23-24高一上·北京·期中)函数的定义域是 且 .
【解题思路】依据条件列出不等式组求解即可.
【解答过程】要使函数有意义,
只需,解得:且.
故答案为:且.
12.(23-24高一上·广东茂名·阶段练习)已知,则函数的值域为 .
【解题思路】令,换元求出函数的解析式,进而可得值域.
【解答过程】令,则
,所以函数的值域为.
故答案为:.
四、解答题
13.(23-24高一上·新疆·期中)求下列函数的定义域
(1)
(2)
(3)
【解题思路】求定义域就是求使式子有意义的实数的集合.
【解答过程】(1)要使分式有意义,则,
由任意,恒成立,
故函数的定义域为;
(2)要使式子各部分有意义,则,解得,且.
故的定义域为;
(3)要使分式有意义,则,
当时,,则在恒有意义;
当时,,则,无意义;
综上可知,的定义域为.
14.(23-24高一上·宁夏固原·阶段练习)已知函数.
(1)若,求的值;
(2)求函数的值域.
【解题思路】(1)代入解方程即可;
(2)求出二次函数最小值,再利用不等式性质求出值域即可.
【解答过程】(1)函数,
由,得,
即,所以.
(2)函数的定义域为R,
,当且仅当时取等号,
因此,
所以的值域为.
15.(23-24高一上·北京·期中)已知函数的图象如图所示,其中y轴的左侧为一条线段,右侧为某抛物线的一段.
(1)写出函数的解析式、定义域和值域;
(2)求,的值.
【解题思路】(1)根据图象结合待定系数法计算解析式,定义域和值域即可;
(2)直接根据(1)的结论计算即可.
【解答过程】(1)根据题意及图象可知:当时,可设线段解析式为,
将点代入解析式可得,即;
当时,图象为抛物线一部分,可设解析式为,
由图象可知其顶点为且过点,所以,
即,
则,
结合图象,所以的定义域为,值域为;
(2)由上可知,,
即,.
16.(23-24高一上·江苏无锡·阶段练习)已知函数满足,函数满足.
(1)求函数和的解析式;
(2)求函数的值域.
【解题思路】(1)利用换元法求出的解析式,利用解方程组法求出的解析式;
(2)利用换元法求函数的值域.
【解答过程】(1)令,即,所以,即,
因为①,②,
由①②解得,.
(2)因为,
令,
所以,
因为,所以,
所以该函数的值域为.
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