第十讲 函数的概念 讲义-2024-2025学年高一上学期暑假高中数学预科

2024-07-18
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普通

资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教A版必修第一册
年级 高一
章节 3.1.1 函数的概念
类型 教案-讲义
知识点 -
使用场景 寒暑假-暑假
学年 2024-2025
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 DOCX
文件大小 990 KB
发布时间 2024-07-18
更新时间 2024-08-11
作者 j oy
品牌系列 -
审核时间 2024-07-18
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来源 学科网

内容正文:

第十讲 函数的概念 知识点梳理: 1.函数的定义 (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:A→B为从集合A到集合B的一个函数.记作y=f(x),x∈A. (2)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. 显然,值域是集合B的子集. (3)函数的三要素:定义域、对应关系、值域是函数的三要素,缺一不可. 2.区间的概念 (1)设a,b是两个实数,而且a<b.我们规定: ①满足不等式a≤x≤b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a≤x<b或a<x≤b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. 实数集R可以用区间表示为(﹣∞,+∞),“∞”读作“无穷大”,“﹣∞”读作“负无穷大”,“+∞”读作“正无穷大”. 满足x≥a,x>a,x≤b,x<b的实数x的集合,用区间分别表示为[a,+∞),(a,+∞),(﹣∞,b],(﹣∞,b). 3.函数的表示法 (1)解析法:用数学表达式表示两个变量之间的对应关系. (2)列表法:列出表格来表示两个变量之间的对应关系. (3)图象法:用图象表示两个变量之间的对应关系. 4.作函数y=f(x)图象的方法 (1)若y=f(x)是已学过的函数,则描出图象上的几个关键点,直接画出图象即可,有些可能需要根据定义域进行取舍. (2)若y=f(x)不是所学过的函数之一,则要按:①列表;②描点;③连线三个基本步骤作出y=f(x)的图象. (3)描点法作函数图象的三个步骤 ◆列表:先找出一些有代表性的自变量x的值,再计算出与这些自变量x相对应的函数值f(x),并用表格的形式表示出来. ◆描点:把第(1)步表格中的点(x,f(x))一一在平面直角坐标系中描出来. ◆连线:用光滑的曲线把这些点按自变量由小到大(或由大到小)的顺序连接起来. 5.分段函数 如果函数y=f(x),x∈A,根据自变量x在A中不同的取值范围,有着不同的对应关系,那么称这样的函数为分段函数. 6.应用函数知识解决实际问题的一般步骤 (1)阅读材料、理解题意; (2)把实际问题抽象为函数问题,并建立相应的函数模型; (3)利用函数知识对函数模型进行分析、研究,得出数学结论; (4)把数学结论(结果)应用到实际问题中,解决实际问题. 重难点解析: 1.关于函数的三要素 (1)函数的定义域即集合A,在坐标系中是横坐标x的取值范围. (2)函数的值域并不是集合B,是函数值的集合{f(x)|x∈A},在坐标系中是纵坐标的取值范围. (3)函数的对应关系f反映了自变量x的运算、对应方法,通过这种运算,对应得到唯一的函数值y. 2.区间的概念 设a,b∈R,且a<b,规定如下: 定义 名称 区间 数轴表示 {x|a≤x≤b} 闭区间 [a,b] {x|a<x<b} 开区间 (a,b) {x|a≤x<b} 半开半闭区间 [a,b) {x|a<x≤b} 半开半闭区间 (a,b] {x|x≥a} [a,+∞) {x|x>a} (a,+∞) {x|x≤b} (﹣∞,b] {x|x<b} (﹣∞,b) (1)特别地:实数集R可以用区间表示为(﹣∞,+∞),“∞”读作“无穷大”,“﹣∞”读作“负无穷大”,“+∞”读作“正无穷大”. (2)区间是数集的另一种表示方法,但并不是任何数集都能用区间表示,如集合{0},Z,Q等就不能用区间表示. 3.判断两个函数为同一个函数的条件: 同一个函数的判定只有当两个函数的定义域、值域和对应关系都相同时,两个函数才表示同一函数,但由于值域是由定义域和对应法则确定的,所以只要定义域及对应法则相同,两函数即表示同一函数. 4.求函数值域的原则及常用方法 (1)原则:①先确定相应的定义域;②再根据函数的具体形式及运算法则确定其值域. (2)常用方法 ①观察法:对于一些比较简单的函数,其值域可通过观察法得到. ②配方法:是求“二次函数”类值域的基本方法. ③换元法:运用新元代换,将所给函数化成值域易确定的函数,从而求得原函数的值域.对于f(x)=ax+b+(其中a,b,c,d为常数,且ac≠0)型的函数常用换元法. ④分离常数法:此方法主要是针对有理分式,即将有理分式转化为“反比例函数类”的形式,便于求值域. 5.函数三种表示法的几点说明 (1)解析法:变量间的对应关系明确,且要注意函数的定义域. (2)列表法:就是列出表格来表示两个变量之间的对应关系.比如我们生活中经常遇到的列车时刻表、银行的利率表等.其优点是不需要计算就可以直接看出与自变量相对应的函数值.这种表示法常常被应用到实际生产和生活中去. (3)图象法:函数图象的形状不一定是一条或几条无限长的平滑曲线,也可能是一些点、一些线段、一段曲线等,但不是任何一个图形都是函数图象. 6.画函数图象的关注点 (1)画函数图象时首先关注函数的定义域,即在定义域内作图; (2)图象是实线或实点,定义域外的部分有时可用虚线来衬托整个图象; 3)要标出某些关键点,例如图象的顶点、端点、与坐标轴的交点等.要分清这些关键点是实心点还是空心点. 7.分段函数的特点 (1)分段函数是一个函数,并非几个函数. (2)分段函数的定义域是各段定义域的并集. (3)分段函数的值域是各段值域的并集. (4)分段函数的图象要分段来画. 8.应用函数知识解决实际问题的关键是如何根据题意将实际问题抽象、转化成数学问题,然后通过求解数学问题,最后解决实际问题,这也是数学建模思想在实际问题中的具体应用. 例题讲解: 题型1 函数的定义 【例1】(多选)下列两个集合间的对应中,是A到B的函数的有(  ) A.A={﹣1,0,1},B={﹣1,0,1},f:A中的数的平方 B.A={0,1},B={﹣1,0,1},f:A中的数的开方 C.A=Z,B=Q,f:A中的数的倒数 D.A={1,2,3,4},B={2,4,6,8},f:A中的数的2倍 【例2】(多选)下列式子中,能表示y是x的函数关系有(  ) A.x=y2+1 B.y=x2+1 C.x﹣y=0 D. 【例3】已知集合,,,,下列对应关系中从到的函数为   A. B. C. D. 题型2 求函数的定义域 【例4】函数的定义域为    . 【例5】函数的定义域为    . 【例6】函数的定义域是    . 题型3 函数的值域 【例7】函数,2,的值域为   A., B.,3, C., D.,4, 【例8】函数,,的值域为   A., B., C., D., 【例9】求下列函数的值域. (1) ,,; (2). 题型4 判断函数是否为同一个函数 【例10】下列各组函数表示同一函数的是(  ) A.f(x)=与f(x)=()2 B.f(x)=与g(t)=|t| C.y=与y=• D.f(x)=x﹣1与g(x)=﹣1 【例11】下面各组函数中是同一函数的是   A., B., C., D., 【例12】边长为的正方形面积关于的函数为(a),则下列函数中与(a)是同一函数的为   A. B. C. D. 题型5 区间 【例13】已知区间,,则实数的取值范围是   A. B. C. D. 【例14】下列区间与集合{x|x<﹣2或x≥0}相对应的是(  ) A.(﹣2,0) B.(﹣∞,﹣2]∪[0,+∞) C.(﹣∞,﹣2)∪[0,+∞) D.(﹣∞,﹣2]∪(0,+∞) 【例15】用区间表示数集{x|2<x≤4}=   . 题型6 函数的表示法 【例16】某同学到长城旅游,他租自行车由宾馆骑行前往长城,前进了,觉得有点累,休息后沿原路返回.想起“不到长城非好汉”,便调转车头继续前进.则该同学离起点的距离与时间的图象大致为   A. B. C. D. 【例17】下列图象中可以表示以M={x|0≤x≤1}为定义域,N={y|0≤y≤1}为值域的函数图象是(  ) A. B. C. D. 【例18】已知函数用列表法表示如表,若,则可取   1 2 3 4 5 2 3 4 2 3 A.2 B.3 C.4 D.5 题型7 求函数解析式 【例19】已知f(+1)=x+2,则f(x)的解析式为(  ) A.f(x)=x2﹣1 B.f(x)=x2﹣1(x>1) C.f(x)=x2﹣1(x≥1) D.f(x)=x2﹣1(x≥0) 【例20】已知函数,则的解析式是  . 【例21】(1)已知f(+1)=x+2,求f(x)解析式 (2)已知f(x)+2f(﹣x)=2x+1,求f(x)解析式 (3)若f(x)是二次函数,且满足f(0)=0,f(x+1)=f(x)+x+1,求f(x)解析式. 题型8 画函数图象 【例22】已知函数. (1)在给出的坐标系中画出函数f(x)的图象; (2)求f(﹣5)+f(2)的值; (3)根据图象写出函数的定义域和值域. 【例23】已知函数f(x)的解析式f. (1)求f(f()); (2)若f(a)=2,求a的值; (3)画出f(x)的图象,并写出函数f(x)的值域(直接写出结果即可). 【例24】已知函数f(x)=|x﹣1|+1. (1)用分段函数的形式表示f(x); (2)画出f(x)的图象; (3)求函数f(x)的值域. 题型9 分段函数 【例25】已知函数,则=(  ) A. B. C. D. 【例26】已知函数f(x)=,求f(f(﹣1))的值(  ) A.45 B.﹣45 C.﹣5 D.5 【例27】已知函数f(x)=. (1)分别求f(﹣1),f(0.5),的值; (2)画出函数f(x)的图象; (3)求出函数f(x)的定义域及值域. 解题梳理: 1.判断一个对应关系是否为函数的方法 (1)根据函数的概念判断 (2)根据图形判断 ①任取一条垂直于x轴的直线l; ②在定义域内平行移动直线l; ③若直线l与图形有且只有一个交点,则是函数;若在定义域内没有交点或有两个或两个以上的交点,则不是函数. 2.求函数的定义域 (1)根据函数的解析式求定义域时,常有以下几种情况: ①如果解析式是整式,那么定义域为R;如果解析式是分式,那么定义域是使分母不为零的一切实数的集合; ②如果解析式是二次根式,那么定义域是使根号内的式子大于或等于0的全体实数的集合; ③如果解析式由几个部分的数学式子构成,那么定义域是使各部分式子都有意义的实数集; ④对于应用问题、几何问题中的函数定义域,要考虑到自变量的实际意义和几何意义. (2)求定义域时要将结果写成集合或区间形式. 3.函数求值的方法 (1)求f(a):已知f(x)时,只需用a替换f(x)中的x即得f(a)的值; (2)求f(g(a)):已知f(x)与g(x),求f(g(a))的值应遵循由里往外的原则. 4.函数解析式的求法 求函数解析式,关键是对基本方法的掌握,常用方法有配凑法、换元法、待定系数法、解方程(组)法、赋值法等. (1)配凑法:将形如f(g(x))的函数的表达式配凑为关于g(x)的表达式,并整体将g(x)用x代换,即可求出函数f(x)的解析式.如由f(x+1)=(x+1)2可得f(x)=x2. (2)换元法:将函数f(g(x))中的g(x)用t表示,则可求得x关于t的表达式,并将最终结果中的t用x代换,即可求得函数f(x)的解析式. (3)待定系数法:将已知类型的函数以确定的形式表达,并利用已知条件求出其中的参数,从而得到函数的解析式. 一次函数解析式为y=ax+b(a≠0),二次函数解析式为y=ax2+bx+c(a≠0). (4)解方程(组)法:采用解方程或方程组的方法,消去不需要的函数式子,得到f(x)的表达式,这种方法也称为消去法. (5)赋值法:利用恒等式将特殊值代入,求出特定函数的解析式.这种方法灵活性强,必须针对不同的类型选取不同的特殊值. 5.求函数值域的方法 (1)观察法:对于一些比较简单的函数,其值域可通过观察得到. (2)配方法:此方法是求“二次函数类”值域的基本方法,即把函数通过配方转化为能直接看出其值域的方法. (3)图象法:利用已知一次函数、二次函数或反比例函数的图象写出函数的值域. (4)分离常数法:此方法主要是针对有理分式,即将有理分式转化为“反比例函数类”的形式,便于求值域. (5)换元法:对于一些无理函数(如y=ax±b±),通过换元把它们转化为有理函数,然后利用有理函数求值域的方法,间接地求解原函数的值域. 6.分段函数 (1)分段函数求值的方法 ①先确定要求值的自变量属于哪一段区间. ②然后代入该段的解析式求值.当出现f(f(x0))的形式时,应从内到外依次求值. (2)已知分段函数的函数值求对应的自变量的值,可分段利用函数解析式求得自变量的值,但应注意检验函数解析式的适用范围,也可先判断每一段上的函数值的范围,确定解析式再求解. (3)若分段函数的自变量含参数,要考虑自变量整体的取值属于哪个范围,从而根据对应的解析式整体代入,转化为方程或不等式问题. 变式练习: 1.下列哪一组函数相等(  ) A.f(x)=x与g(x)= B. C. D.f(x)=x2与g(x)= 2.下列各组函数表示同一函数的是(  ) A.f(x)=x+1,g(x)= B.f(x)=1,g(x)=x0 C. D.f(x)=g(t)=|t| 3.若函数y=的定义域为R,则实数m的取值范围是(  ) A.(0,] B.(0,) C.[0,] D.[0,) 4.可以表示以x为自变量的函数图象是(  ) A. B. C. D. 5.已知函数f(x)=则f(3)的值是(  ) A.1 B.2 C.8 D.9 6.函数y=的定义域为(  ) A.(﹣∞,2) B.(2,+∞) C.(﹣∞,﹣2]∪[2,+∞) D.(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞) 7.已知f(x)是一次函数,2f(2)﹣3f(1)=5,2f(0)﹣f(﹣1)=1,则f(x)=(  ) A.3x+2 B.3x﹣2 C.2x+3 D.2x﹣3 8.已知四组函数: ①f(x)=x,g(x)=()2; ②f(x)=x,g(x)=; ③f(n)=2n﹣1,g(n)=2n+1(n∈N); ④f(x)=x2﹣2x﹣1,g(t)=t2﹣2t﹣1. 其中是同一函数的(  ) A.没有 B.仅有② C.②④ D.②③④ 9.已知函数f(x)的定义域A={x|0≤x≤2},值域B={y|1≤y≤2},下列选项能表示f(x)的图象的是(  ) A. B. C. D. 10.下列函数中,对任意x,不满足2f(x)=f(2x)的是(  ) A.f(x)=|x| B.f(x)=﹣2x C.f(x)=x﹣|x| D.f(x)=x﹣1 (多选)11.给出下列四个对应,其中构成函数的是(  ) A. B. C. D. (多选)12.下列各组函数是同一函数的是(  ) A.f(x)=2x与g(x)= B.f(x)=与f(x)= C.f(x)=2x2+1与g(t)=2t2+1 D.f(x)=x与g(x)= (多选)13.下列两个集合间的对应中,是A到B的函数的有(  ) A.A={﹣1,0,1},B={﹣1,0,1},f:A中的数的平方 B.A={0,1},B={﹣1,0,1},f:A中的数的开方 C.A=Z,B=Q,f:A中的数的倒数 D.A={1,2,3,4},B={2,4,6,8},f:A中的数的2倍 (多选)14.如图中所示的四个容器高度都相同,将水从容器顶部一个孔中以相同的速度注入其中,注满为止,选项中对应的图象显示该容器中水面的高度h和时间t之间的关系,其中正确的有(  ) A. B. C. D. 15.已知f(x)+2f(﹣x)=x2+2x,则f(x)的解析式为   . 16.函数y=的定义域为R,则实数k的取值范围为    . 17.已知函数的定义域为[﹣3,6],则a+b=   . 18.已知f(2x+1)=x2﹣2x,则f(3)=   . 19.函数y=的定义域为   .(用区间表示) 20.已知函数f(x)=,若f(f(0))=4a,则实数a=   . 21.给定函数f(x)=﹣x+1,g(x)=(x﹣1)2,x∈R. (1)画出函数f(x),g(x)的图象; (2)∀x∈R,用m(x)表示f(x),g(x)中的较小者,记为m(x)=min{f(x),g(x)},请分别用图象法和解析法表示函数m(x). 22.已知函数 求:(1)画出函数f(x)简图(不必列表);(2)求f(f(3))的值; (3)当﹣4≤x<3时,求f(x)取值的集合. 23.某市“招手即停”公共汽车的票价按下列规则制定: (1)5公里以内(含5公里),票价2元; (2)5公里以上,每增加5公里,票价增加1元(不足5公里的按5公里计算).如果某条线路的总里程为20公里,请根据题意,写出票价与里程之间的函数解析式,并画出函数的图象. 24.给定函数f(x)=x+1,g(x)=(x+1)2,x∈R. (1)在同一坐标系中画出函数f(x),g(x)的图象; (2)对任意实数x,用M(x)表示f(x),g(x)中的较大者,记为M(x)=max{f(x),g(x)}. 请分别用图象法和解析法表示函数M(x). 25.已知函数f(x)=. (1)求f(2)+f(),f(3)+f()的值; (2)求证f(x)+f()是定值. 答案与解析 例题讲解: 题型1 函数的定义 【例1】(多选)下列两个集合间的对应中,是A到B的函数的有(  ) A.A={﹣1,0,1},B={﹣1,0,1},f:A中的数的平方 B.A={0,1},B={﹣1,0,1},f:A中的数的开方 C.A=Z,B=Q,f:A中的数的倒数 D.A={1,2,3,4},B={2,4,6,8},f:A中的数的2倍 【答案】AD 【分析】根据函数的定义分别进行判断即可. 【解答】解:A={﹣1,0,1},B={﹣1,0,1},f:A中的数的平方;满足函数的定义,A正确, A={0,1},B={﹣1,0,1},f:A中的数的开方;不是函数关系,∵(±1)2=1,∴1有2个对应元素,不满足唯一性,不是函数关系.B不正确, A=Z,B=Q,f:A中的数的倒数;不是函数关系,∵0的倒数不存在,∴0没有对应元素,不是函数关系.C不正确, A={1,2,3,4},B={2,4,6,8},f:A中的数的2倍,即m=2n,其中n∈A,m∈B,故是A到B的函数,D正确, 故选:AD. 【例2】(多选)下列式子中,能表示y是x的函数关系有(  ) A.x=y2+1 B.y=x2+1 C.x﹣y=0 D. 【答案】BCD 【分析】利用函数的定义:对于定义域中的每个x值,都有唯一确定的y值与之对应,逐一判断即可. 【解答】解:选项A中,x=5时,可以有y=±2与之对应,故y不是x的函数关系, 选项B中,对应实数集中的每个x值,都有唯一确定的y=x2+1的值与之对应,故y是x的函数关系, 选项C中,对应实数集中的每个x值,都有唯一确定的y=x的值与之对应,故y是x的函数关系, 选项D中,对应非负实数集中的每个x值,都有唯一确定的y=x2的值与之对应,故y是x的函数关系. 故选:BCD. 【例3】已知集合,,,,下列对应关系中从到的函数为   A. B. C. D. 【答案】 【分析】结合函数的值域和定义域之间的关系,根据函数的定义分别进行判断即可. 【解答】解:对于,在对于关系中,当时,,则集合中没有元素和对应,不是从集合到集合的函数,故错误, 对于,在对于关系中,当时,,则集合中没有元素和对应,不是从集合到集合的函数,故错误, 对于,在对于关系中,当时,,则集合中没有元素和对应,不是从集合到集合的函数,故错误, 对于,在对于关系中,因为,,所以,,,且则集合中任意一个元素在集合中都有唯一的元素与之对应,满足函数的定义,是从集合到集合的函数,故正确. 故选:. 题型2 求函数的定义域 【例4】函数的定义域为  (﹣∞,0)∪(0,1] . 【答案】(﹣∞,0)∪(0,1]. 【分析】根据函数的解析式,列出使函数解析式有意义的不等式组,求出解集即可. 【解答】解:要使函数有意义,则,得,即x≤1且x≠0, 即函数的定义域为(﹣∞,0)∪(0,1]. 故答案为:(﹣∞,0)∪(0,1]. 【例5】函数的定义域为  [﹣4,1)∪(1,4] . 【答案】[﹣4,1)∪(1,4]. 【分析】求出使得函数有意义的自变量的取值范围即可. 【解答】解:若函数有意义,需满足,∴﹣4≤x≤4,且x≠1, 则函数的定义域为:[﹣4,1)∪(1,4]. 故函数的定义域为:[﹣4,1)∪(1,4]. 【例6】函数的定义域是  [﹣1,1)∪(1,+∞) . 【答案】[﹣1,1)∪(1,+∞). 【分析】根据二次根式的性质求出函数的定义域即可. 【解答】解:由题意得: ,解得:x≥﹣1且x≠1, 故函数的定义域是[﹣1,1)∪(1,+∞), 故答案为:[﹣1,1)∪(1,+∞). 题型3 函数的值域 【例7】函数,2,的值域为   A., B.,3, C., D.,4, 【答案】 【分析】把的值代入解析式计算即可得答案. 【解答】解:时,, 当时,, 当时,, 故,2,的值域为,3,. 故选:. 【例8】函数,,的值域为   A., B., C., D., 【答案】 【分析】根据二次函数的性质求值域即可. 【解答】解:由,,,故(1), 又,(4),所以函数在,的值域为,. 故选:. 【例9】求下列函数的值域. (1),,; (2). 【答案】(1),; (2),,. 【分析】(1)利用的单调性可求得答案; (2)由,可求得其值域. 【解答】解:(1)为增函数, 当,时,,; (2), 的值域为,,. 题型4 判断函数是否为同一个函数 【例10】下列各组函数表示同一函数的是(  ) A.f(x)=与f(x)=()2 B.f(x)=与g(t)=|t| C.y=与y=• D.f(x)=x﹣1与g(x)=﹣1 【答案】B 【分析】根据两函数的定义域相同,对应关系也相同,即可判断两个函数是同一函数. 【解答】解:对于A,函数f(x)==|x|的定义域为R,函数f(x)==x的定义域为[0,+∞),两函数的定义域不同,不是同一函数; 对于B,函数f(x)=的定义域为R,函数g(t)=|t|=的定义域为R,两函数的定义域相同,对应关系也相同,是同一函数; 对于C,函数y=的定义域为(﹣∞,﹣1]∪[1,+∞),函数y=•=的定义域为[1,+∞),两函数的定义域不同,不是同一函数; 对于D,函数f(x)=x﹣1的定义域为R,函数g(x)=﹣1=x﹣1的定义域为(﹣∞,0)∪(0,+∞),两函数的定义域不同,不是同一函数. 故选:B. 【例11】下面各组函数中是同一函数的是   A., B., C., D., 【答案】 【分析】根据两个函数的定义域相同,对应关系也相同,判断它们是同一函数即可. 【解答】解::两函数定义域不同,不是同一函数; :两函数的对应关系关系不同,不是同一函数; :两函数的定义域不同,不是同一函数; :两函数定义域,对应关系相同,值域也相同,是同一函数. 故选:. 【例12】边长为的正方形面积关于的函数为(a),则下列函数中与(a)是同一函数的为   A. B. C. D. 【答案】 【分析】先求出(a),再根据两个函数的定义域相同,对应关系也相同,判断它们是同一函数即可. 【解答】解:由题意可知,(a), 对于,函数的定义域为,与(a)的定义域不同,所以不是同一个函数,故错误; 对于,函数的定义域为,与(a)的定义域不同,所以不是同一个函数,故错误; 对于,函数与(a)的定义域不同,所以不是同一个函数,故错误; 对于,函数与(a)的定义域相同,对应关系也相同,所以是同一个函数,故正确. 故选:. 题型5 区间 【例13】已知区间,,则实数的取值范围是   A. B. C. D. 【答案】 【分析】由区间的定义列式即可求得结果. 【解答】解:由题意可知,,解得. 故选:. 【例14】下列区间与集合{x|x<﹣2或x≥0}相对应的是(  ) A.(﹣2,0) B.(﹣∞,﹣2]∪[0,+∞) C.(﹣∞,﹣2)∪[0,+∞) D.(﹣∞,﹣2]∪(0,+∞) 【答案】C 【分析】由题意,利用区间的定义,得出结论. 【解答】解:集合{x|x<﹣2或x≥0}相对应的区间为(﹣∞,﹣2)∪[0,+∞), 故选:C. 【例15】用区间表示数集{x|2<x≤4}= (2,4] . 【答案】见试题解答内容 【分析】根据区间的定义,可得答案. 【解答】解:数集{x|2<x≤4}=(2,4], 故答案为:(2,4] 题型6 函数的表示法 【例16】某同学到长城旅游,他租自行车由宾馆骑行前往长城,前进了,觉得有点累,休息后沿原路返回.想起“不到长城非好汉”,便调转车头继续前进.则该同学离起点的距离与时间的图象大致为   A. B. C. D. 【答案】 【分析】根据该同学在行进过程中的前进方式的不同确定函数图象即可. 【解答】解:第一段时间,该生骑车为直线方程形式,单调递增.第二段实际休息,此时距离起点的距离不变,此时休息期间为常数,然后原路返回,此时距离减小,为递减函数,然后调转车头继续前进,此时距离逐步增加,所以图象合适. 故选:. 【例17】下列图象中可以表示以M={x|0≤x≤1}为定义域,N={y|0≤y≤1}为值域的函数图象是(  ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】根据题意,依次分析选项中的图象,综合即可得答案. 【解答】解:根据题意,依次分析选项: 对于A,其对应函数的值域不是N={y|0≤y≤1},A错误; 对于B,图象中存在一部分与x轴垂直,该图象不是函数的图象,B错误; 对于C,其对应函数的定义域为M={x|0≤x≤1},值域是N={y|0≤y≤1},C正确; 对于D,其对应函数的定义域不是M={x|0≤x≤1},D错误; 故选:C. 【例18】已知函数用列表法表示如表,若,则可取   1 2 3 4 5 2 3 4 2 3 A.2 B.3 C.4 D.5 【答案】 【分析】由已知表格,分别判断,2,3,4,5时是否满足方程即可. 【解答】解:结合表格可知,当时,(1),则(1)(2), 当时,(2),(2)(3); 当时,(3),(3)(4),此时满足题意; 当时,(4),(4)(2),此时满足题意; 当时,(5),(5)(3),此时满足题意. 故选:. 题型7 求函数解析式 【例19】已知f(+1)=x+2,则f(x)的解析式为(  ) A.f(x)=x2﹣1 B.f(x)=x2﹣1(x>1) C.f(x)=x2﹣1(x≥1) D.f(x)=x2﹣1(x≥0) 【答案】C 【分析】利用配凑法直接求解即可. 【解答】解:f(+1)=x+2=(+1)2﹣1, 所以f(x)=x2﹣1(x≥1). 故选:C. 【例20】已知函数,则的解析式是  . 【分析】利用换元法即可得出. 【解答】解:令,则, , . 故答案为. 【例21】(1)已知f(+1)=x+2,求f(x)解析式 (2)已知f(x)+2f(﹣x)=2x+1,求f(x)解析式 (3)若f(x)是二次函数,且满足f(0)=0,f(x+1)=f(x)+x+1,求f(x)解析式. 【答案】见试题解答内容 【分析】(1)用换元法,设+1=t,用t表示,求出f(t),即得f(x); (2)用换元法,由f(x)+2f(﹣x)=2x+1①,得f(﹣x)+2f(x)=﹣2x+1②;由①、②求出f(x)即可; (3)用待定系数法,设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),分别求出a、b、c即可. 【解答】解:(1)∵f(+1)=x+2, 设+1=t(t≥1), ∴=t﹣1, ∴f(t)=(t﹣1)2+2(t﹣1)=t2﹣1(t≥1), 即f(x)=x2﹣1(x≥1); (2)∵f(x)+2f(﹣x)=2x+1①, ∴f(﹣x)+2f(x)=﹣2x+1②; ∴②×2﹣①得,3f(x)=﹣6x+1, ∴f(x)=﹣2x+; (3)设f(x)=ax2+bx+c(a≠0), ∵f(0)=0,∴c=0; 又∵f(x+1)=f(x)+x+1, ∴a(x+1)2+b(x+1)=ax2+bx+x+1; 即, 解得a=b=; ∴f(x)=x2+x. 题型8 画函数图象 【例22】已知函数. (1)在给出的坐标系中画出函数f(x)的图象; (2)求f(﹣5)+f(2)的值; (3)根据图象写出函数的定义域和值域. 【答案】(1)作图见解析; (2)5; (3)定义域为R,值域为[0,+∞). 【分析】(1)利用二次函数的图象与常数图象的特征即可画出函数图象; (2)根据函数解析式直接求解; (3)根据函数图象求解即可. 【解答】解:(1)利用二次函数的图象与常数图象的特征, 画出分段函数的图象,如图所示: (2)因为, 所以f(﹣5)=1,f(2)=22=4, 所以f(﹣5)+f(2)=5; (3)由条件知,函数f(x)的定义域为R, 由函数的图象知, 当x≥0时,f(x)=x2的值域为[0,+∞), 当x<0时,f(x)=1, 所以f(x)的值域为[0,+∞). 【例23】已知函数f(x)的解析式f. (1)求f(f()); (2)若f(a)=2,求a的值; (3)画出f(x)的图象,并写出函数f(x)的值域(直接写出结果即可). 【答案】(1)f(f())=3; (2)a=﹣1或3; (3)图象见解析,函数f(x)的值域为(﹣∞,6]. 【分析】(1)根据分段函数的性质,先求f()的值,即可得出答案; (2)根据分段函数的性质,分类讨论即可得出答案; (3)根据分段函数的性质,即可作出函数图象,由图象可知函数值域. 【解答】解:(1)∵f,∴f()=+5=, ∴f(f())=f()=﹣2×+8=﹣3; (2)∵f,f(a)=2, ∴或或,解得a=﹣1或a=3, 故a=﹣1或3; (3)作出函数f(x),如右图所示: 由图象得,f(x)的最大值为f(1)=6,故函数f(x)的值域为(﹣∞,6]. 【例24】已知函数f(x)=|x﹣1|+1. (1)用分段函数的形式表示f(x); (2)画出f(x)的图象; (3)求函数f(x)的值域. 【答案】(1)f(x)=;(2);(3)[1,+∞). 【分析】(1)分段去掉绝对值符号即可;(2)根据解析式画函数图象;(3)根据图象可得函数的值域. 【解答】解:(1)函数的分段表示形式为f(x)=; (2)图象由两条射线组成,图象如图所示: (3)观察图象可得函数的值域为[1,+∞). 题型9 分段函数 【例25】已知函数,则=(  ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】由>1,得=﹣=. 【解答】解:∵函数, ∴=﹣=. 【例26】已知函数f(x)=,求f(f(﹣1))的值(  ) A.45 B.﹣45 C.﹣5 D.5 【答案】A 【分析】由题意,利用分段函数求函数的值. 【解答】解:∵函数f(x)=,∴f(﹣1)=﹣1×(﹣5)=5, ∴f(f(﹣1))=f(5)=5×9=45, 故选:A. 【例27】已知函数f(x)=. (1)分别求f(﹣1),f(0.5),的值; (2)画出函数f(x)的图象; (3)求出函数f(x)的定义域及值域. 【答案】(1)f(﹣1)=1,f(0.5)=,=2;(2)图象见解析;(3)[﹣2,2];[0,4]. 【分析】分段函数的问题,分段解决即可. 【解答】解:(1)因为f(x)=. 所以f(﹣1)=1,f(0.5)=,=2; (2)函数f(x)的图象如图所示: (3)求出函数f(x)的定义域为[﹣2,2], x=4,y=4,由图象可得值域为:[0,4]. 变式练习: 1.下列哪一组函数相等(  ) A.f(x)=x与g(x)= B. C. D.f(x)=x2与g(x)= 【答案】D 【分析】判断函数是否相等要看两个方面,对应关系与定义域. 【解答】解:f(x)=x的定义域为R,g(x)=的定义域为{x|x≠0},故不相等; f(x)=x2的定义域为R,g(x)=()4的定义域为[0,+∞),故不相等; f(x)=|x|的定义域为R,g(x)=()2的定义域为[0,+∞),故不相等; f(x)=x2与g(x)=的定义域及对应关系都相同,故相等; 故选:D. 2.下列各组函数表示同一函数的是(  ) A.f(x)=x+1,g(x)= B.f(x)=1,g(x)=x0 C. D.f(x)=g(t)=|t| 【答案】D 【分析】要判断两个函数是否是同一个函数,需要从三个方面来分析,即定义域,对应法则和值域,观察四个选项结果有三个的定义域不同,只有选D. 【解答】解:要判断两个函数是否是同一个函数,需要从三个方面来分析, 即定义域,对应法则和值域, A选项两个函数的定义域不同, B选项两个函数的定义域不同, C选项两个函数的定义域不同, 故选:D. 3.若函数y=的定义域为R,则实数m的取值范围是(  ) A.(0,] B.(0,) C.[0,] D.[0,) 【答案】D 【分析】由函数y=的定义域为R,则对于任意x∈R,有mx2+4mx+3恒不等于0成立,然后分m=0和m≠0讨论求解.当m≠0时需要分母所对应方程的判别式小于0. 【解答】解:∵y=的定义域为R, 当m=0,∴mx2+4mx+3=3满足题意; 当m≠0时,由Δ=16m2﹣12m<0, 解得0<m<. 综上,当0≤m<,即m∈[0,)时,函数y=的定义域为R. 故选:D. 4.可以表示以x为自变量的函数图象是(  ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】由函数的定义可知,每一个x有且只有一个函数值与之对应. 【解答】解:由函数的定义可知, 每一个x有且只有一个函数值与之对应, 故选:C. 5.已知函数f(x)=则f(3)的值是(  ) A.1 B.2 C.8 D.9 【答案】A 【分析】结合已知函数解析式,可把x=3直接代入即可求解. 【解答】解由题意可得,f(3)=3﹣2=1. 故选:A. 6.函数y=的定义域为(  ) A.(﹣∞,2) B.(2,+∞) C.(﹣∞,﹣2]∪[2,+∞) D.(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞) 【答案】D 【分析】依题意,直接接不等式x2﹣4>0,即可求得定义域. 【解答】解:依题意,x2﹣4>0,解得x<﹣2或x>2, ∴函数的定义域为(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞). 故选:D. 7.已知f(x)是一次函数,2f(2)﹣3f(1)=5,2f(0)﹣f(﹣1)=1,则f(x)=(  ) A.3x+2 B.3x﹣2 C.2x+3 D.2x﹣3 【答案】B 【分析】根据f(x)是一次函数,可设出f(x)的解析式,然后将已知条件代入,运用待定系数法求解即可. 【解答】解:∵f(x)是一次函数, ∴可设f(x)=kx+b(k≠0), 又∵2f(2)﹣3f(1)=5,2f(0)﹣f(﹣1)=1,则有: ,解得:, ∴f(x)=3x﹣2. 故选:B. 8.已知四组函数: ①f(x)=x,g(x)=()2; ②f(x)=x,g(x)=; ③f(n)=2n﹣1,g(n)=2n+1(n∈N); ④f(x)=x2﹣2x﹣1,g(t)=t2﹣2t﹣1. 其中是同一函数的(  ) A.没有 B.仅有② C.②④ D.②③④ 【答案】C 【分析】分别判断两个函数的定义域和对应法则是否一致,否则不是同一函数. 【解答】解:①f(x)的定义域为R,而g(x)的定义域为[0,+∞),所以定义域不同,所以①不是同一函数. ②.f(x)的定义域为R,而g(x)的定义域为R,所以定义域相同,对应法则相同,所以②是同一函数. ③.因为g(n)=2n+1(n∈N)的定义域和f(n)的定义域不相同,所以③不是同一函数. ④两个函数的定义域相同,对应法则相同,所以④是同一函数. 故选:C. 9.已知函数f(x)的定义域A={x|0≤x≤2},值域B={y|1≤y≤2},下列选项能表示f(x)的图象的是(  ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】根据函数的定义,我们根据唯一性可判断C答案表示的不是函数的图象,而由函数的图象我们易判断出A、B、D三个函数图象对应函数的定义域和值域,进而可以判定答案 【解答】解:C表示的不是函数的图象,因为其不函数定义中B中有唯一的元素和A中元素对应; A、B表示的图象是函数,其值域为B={y|0≤y≤2},故也不满足要求; D表示的图象是函数,其定义域A={x|0≤x≤2},值域B={y|1≤y≤2},故满足要求; 故选:D. 10.下列函数中,对任意x,不满足2f(x)=f(2x)的是(  ) A.f(x)=|x| B.f(x)=﹣2x C.f(x)=x﹣|x| D.f(x)=x﹣1 【答案】D 【分析】根据选项中所给的解析式逐个验证即可. 【解答】解:选项D中,2f(x)=2x﹣2≠f(2x)=2x﹣1, 选项A、B、C中函数,均满足2f(x)=f(2x). 故选:D. (多选)11.给出下列四个对应,其中构成函数的是(  ) A. B. C. D. 【答案】AD 【分析】根据函数的定义即可判断选项是否正确. 【解答】解:根据函数的定义可得AD正确,而C是一对多,B是定义域内3没有对应,不符合函数的定义, 故选:AD. (多选)12.下列各组函数是同一函数的是(  ) A.f(x)=2x与g(x)= B.f(x)=与f(x)= C.f(x)=2x2+1与g(t)=2t2+1 D.f(x)=x与g(x)= 【答案】BCD 【分析】由题意利用函数的三要素,判断得出结论. 【解答】解:由于f(x)=2x的值域为R,而g(x)=的值域为[0,+∞),它们的值域不一样,故它们不是同一个函数; 由于 f(x)=与f(x)=具有相同的定义域、值域、对应关系,故它们是同一个函数; 由于f(x)=2x2+1与g(t)=2t2+1具有相同的定义域、值域、对应关系,故它们是同一个函数; 由于f(x)=x与g(x)= 具有相同的定义域、值域、对应关系,故它们是同一个函数, 故选:BCD. (多选)13.下列两个集合间的对应中,是A到B的函数的有(  ) A.A={﹣1,0,1},B={﹣1,0,1},f:A中的数的平方 B.A={0,1},B={﹣1,0,1},f:A中的数的开方 C.A=Z,B=Q,f:A中的数的倒数 D.A={1,2,3,4},B={2,4,6,8},f:A中的数的2倍 【答案】AD 【分析】根据函数的定义分别进行判断即可. 【解答】解:A={﹣1,0,1},B={﹣1,0,1},f:A中的数的平方;满足函数的定义,A正确, A={0,1},B={﹣1,0,1},f:A中的数的开方;不是函数关系,∵(±1)2=1,∴1有2个对应元素,不满足唯一性,不是函数关系.B不正确, A=Z,B=Q,f:A中的数的倒数;不是函数关系,∵0的倒数不存在,∴0没有对应元素,不是函数关系.C不正确, A={1,2,3,4},B={2,4,6,8},f:A中的数的2倍,即m=2n,其中n∈A,m∈B,故是A到B的函数,D正确, 故选:AD. (多选)14.如图中所示的四个容器高度都相同,将水从容器顶部一个孔中以相同的速度注入其中,注满为止,选项中对应的图象显示该容器中水面的高度h和时间t之间的关系,其中正确的有(  ) A. B. C. D. 【答案】BCD 【分析】由几何体的结构和题意知,容器轴截面的面积由大变小,容器中水面的高度h随时间t的变化增加变快,反之变慢,再由图象的平缓与陡峭变化得答案. 【解答】解:A、因为正方体的底面积是定值,故水面高度的增加是均匀的,即图象是直线型的,故A错误; B、因为几何体轴截面的面积下面小上面大,且相同的时间内注入的水量相同,所以下面的高度增加的快,上面增加的慢,即图象应越来越平缓,故B正确; C、球是个对称的几何体,下半球轴截面的面积由小变大,所以水的高度增加的越来越慢;上半球恰相反,所以水的高度增加的越来越快,则图象先陡峭再平缓再陡峭,故C正确; D、图中几何体的轴截面的面积由大变小再变大,所以水的高度增加的由慢到快再到慢,则图象先平缓再变陡再平缓,故D正确. 故选:BCD. 15.已知f(x)+2f(﹣x)=x2+2x,则f(x)的解析式为 f(x)=x2﹣2x . 【答案】见试题解答内容 【分析】由f(x)+2f(﹣x)=x2+2x,f(﹣x)+2f(x)=x2﹣2x,联立可求. 【解答】解:因为f(x)+2f(﹣x)=x2+2x, 所以f(﹣x)+2f(x)=x2﹣2x, 联立可得,f(x)=x2﹣2x. 故答案为:f(x)=x2﹣2x. 16.函数y=的定义域为R,则实数k的取值范围为  [0,4] . 【答案】[0,4]. 【分析】根据题意可得出kx2﹣2kx+4≥0恒成立,显然k=0时,满足题意;k≠0时,可得出Δ=4k2﹣16k≤0,解出k的范围,这样即可得出k的取值范围. 【解答】解:函数y=的定义域为R等价于kx2﹣2kx+4≥0恒成立, 当k=0时,显然成立;当k≠0时,由Δ=4k2﹣16k≤0,得0<k≤4, 综上,实数k的取值范围为[0,4]. 故答案为:[0,4]. 17.已知函数的定义域为[﹣3,6],则a+b= 2 . 【答案】2. 【分析】根据函数的定义域知不等式ax2+bx+18≥0的解集,再利用根与系数的关系求出a、b的值. 【解答】解:函数的定义域为[﹣3,6], 所以不等式ax2+bx+18≥0的解集为[﹣3,6], 所以﹣3和6是方程ax2+bx+18=0的两实数根, 由根与系数的关系知,, 解得a=﹣1,b=3, 所以a+b=2. 故答案为:2. 18.已知f(2x+1)=x2﹣2x,则f(3)= ﹣1 . 【答案】见试题解答内容 【分析】【方法一】利用换元法求出f(x)的解析式,再计算f(3)的值. 【方法二】根据题意,令2x+1=3,求出x=1,再计算f(3)的值. 【解答】解:【方法一】∵f(2x+1)=x2﹣2x, 设2x+1=t,则x=, ∴f(t)=﹣2×=t2﹣t+, ∴f(3)=×32﹣×3+=﹣1. 【方法二】∵f(2x+1)=x2﹣2x, 令2x+1=3,解得x=1, ∴f(3)=12﹣2×1=﹣1. 故答案为:﹣1. 19.函数y=的定义域为  .(用区间表示) 【答案】见试题解答内容 【分析】根据函数的解析式,列出使函数解析式有意义的不等式组,求出解集即可. 【解答】解:因为函数有意义当且仅当,解得, ∴﹣2≤x≤3,且x, ∴函数的定义域为:, 故答案为:. 20.已知函数f(x)=,若f(f(0))=4a,则实数a= 2 . 【答案】见试题解答内容 【分析】本题利用分段函数的特点,先求f(0),再求f(2),最后得到关于a的方程并解之得即可. 【解答】解:∵函数f(x)= ∴f(0)=2,f(2)=4+2a=4a, 解得a=2. 故答案为2 21.给定函数f(x)=﹣x+1,g(x)=(x﹣1)2,x∈R. (1)画出函数f(x),g(x)的图象; (2)∀x∈R,用m(x)表示f(x),g(x)中的较小者,记为m(x)=min{f(x),g(x)},请分别用图象法和解析法表示函数m(x). 【答案】见试题解答内容 【分析】(1)利用一次函数和二次函数的图象关系进行作图. (2)利用图象法以及作差法进行求解即可. 【解答】解:(1)两个函数的对应图象如图: (2)图象法:由图象知当x≤0或x≥1时,f(x)≤g(x),此时m(x)=min{f(x),g(x)}=f(x), 当0<x<1时,f(x)>g(x),此时m(x)=min{f(x),g(x)}=g(x), 解析法: g(x)﹣f(x)=(x﹣1)2﹣(﹣x+1)=(x﹣1)2+(x﹣1)=x(x﹣1), 由g(x)﹣f(x)=x(x﹣1)≥0得x≥1或x≤0,此时g(x)≥f(x), 由g(x)﹣f(x)=x(x﹣1)<0得0<x<1,此时g(x)<f(x), 则m(x)=min{f(x),g(x)}=. 22.已知函数 求:(1)画出函数f(x)简图(不必列表); (2)求f(f(3))的值; (3)当﹣4≤x<3时,求f(x)取值的集合. 【答案】见试题解答内容 【分析】(1)根据分段函数的表达式,画出函数f(x)简图即可; (2)利用分段函数直接代入求f(f(3))的值; (3)当﹣4≤x<3时,求f(x)的值域即可. 【解答】解:(1)由分段函数可知,函数f(x)简图为: (2)∵f(3)=4﹣32=4﹣9=﹣5, ∴f(f(3))=f(﹣5)=1﹣2(﹣5)=1+10=11; (3)当﹣4≤x<0时,1<f(x)≤9, 当x=0时,f(0)=2, 当0<x<3时,﹣5<f(x)<4, 综上:﹣5<f(x)≤9. 23.某市“招手即停”公共汽车的票价按下列规则制定: (1)5公里以内(含5公里),票价2元; (2)5公里以上,每增加5公里,票价增加1元(不足5公里的按5公里计算).如果某条线路的总里程为20公里,请根据题意,写出票价与里程之间的函数解析式,并画出函数的图象. 【答案】见试题解答内容 【分析】根据规则制定,可知函数为分段函数,从而可得函数解析式,并可画出函数的图象. 【解答】解:设票价为y元,里程为x公里,则根据题意,某空调汽车运行路线中有21个汽车站(首位各一个),那么汽车行驶的里程约为20公里,所以自变量x的取值范围是(0,20]. 由空调汽车票价制定的规定,可得到以下函数的解析式:y= 根据这个函数解析式,可画出函数图象,如下图所示: 24.给定函数f(x)=x+1,g(x)=(x+1)2,x∈R. (1)在同一坐标系中画出函数f(x),g(x)的图象; (2)对任意实数x,用M(x)表示f(x),g(x)中的较大者,记为M(x)=max{f(x),g(x)}. 请分别用图象法和解析法表示函数M(x). 【答案】见试题解答内容 【分析】(1)在同一坐标系中画出函数f(x),g(x)的图象(图1).函数M(x)的图象图2. (2)由图1中函数取值情况,结合函数M(x)的定义,可得函数M(x)的图象(图2).由x+1=(x+1)2,解得x,即可得出. 【解答】解:(1)在同一坐标系中画出函数f(x),g(x)的图象(图1) 图1 函数f(x),g(x)的图象 图2 函数M(x)的图象 (2)由图1中函数取值情况,结合函数M(x)的定义,可得函数M(x)的图象(图2).由x+1=(x+1)2,得x(x+1)=0,解得x=﹣1,或x=0. 结合图2,得出函数M(x)=. 25.已知函数f(x)=. (1)求f(2)+f(),f(3)+f()的值; (2)求证f(x)+f()是定值. 【答案】见试题解答内容 【分析】(1)利用函数表达式,能求出f(2)+f(),f(3)+f()的值. (2)由f(x)=,利用函数性质能证明f(x)+f()是定值1. 【解答】解:(1)∵函数f(x)=, ∴f(2)+f()===1, f(3)+f()===1. 证明:(2)∵f(x)=, ∴f(x)+f()===1. ∴f(x)+f()是定值1. 1 学科网(北京)股份有限公司 $$

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第十讲  函数的概念 讲义-2024-2025学年高一上学期暑假高中数学预科
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