内容正文:
第二章 函数的概念与基本初等函数
2.1 函数的概念及其表示
5A>!
1.了解构成函数的要素,能求简单函数的定义域.
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,理解函数图象
的作用.
3.通过具体实例,了解简单的分段函数,并能简单应用.
AMc
-
-@)
1.函数的概念
(1)函数的定义
一般地,设A,B 是 ,如果对于
集合A 中的 ,按照某种确定的
对应关系f,在集合B 中都有
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.
F 直线x=a(a是常数)与函数y=f(x)的
图象有0个或1个交点.
(2)函数的三要素
函数由 、 和对应关系三个
要素 构 成.在 函 数y =f(x),x ∈ A 中,
范围(即数集A)称为这个
函数的 , 组成的集合
{f(x)|x ∈A}称为函数的值域.
2.函数的表示法
解析法 图象法 列表法
用解析式表示两
个变量之间的对
应关系
用图象表示两个
变量之间的对应
关系
列出表格来表示
两个变量之间的
对应关系
3.分段函数
若函数在其定义域内,对于定义域内的不同
取值区间,有着不同的 ,这样的函数
叫做 .
" 关于分段函数的3个注意点
(1)分段函数虽然由几个部分构成,但它表示同一
个函数.
(2)分段函数的定义域是各段定义域的并集,值域
是各段值域的并集.
(3)各段函数的定义域不可以相交.
-"
1.判断下列命题是否正确,正确的在括号内画
“√”,错误的画“×”.
(1)函数f(x)=x2-2x 与g(t)=t2-2t是
同一个函数. ( )
(2)若两个函数的定义域与值域相同,则这两
个函数是同一个函数. ( )
(3)函数f(x)的图象与直线x=1最多有一
个交点. ( )
(4)分段函数是由两个或几个函数组成的.
( )
(5)函数y=|x|与函数y=(x)2表示同一
个函数. ( )
022
@第二章 函数的概念与基本初等函数
2.(教材改编题)已知函数f(x)=
f(x-1),x>0,
-ln(x+e)+2,x≤0, 则f(2 024)= .
3.(教材改编题)已知函数f(x)的定义域是
(-1,3),则函数y=f(x+1)-lg(x-1)的
定义域是 .
4.(教材改编题)已知f
1
x = 1x+1,则f(x)的
解析式为 .
5.(多选题)下列各组函数不是同一个函数的是
( )
A.f(x)= x2-4 与 g(x)= x-2·
x+2
B.f(x)=|
x|
x
与g(x)=
1,x ≥0
-1,x <0
C.f(x)=x+2与g(t)=
3
t3 +2
D.f(x)=
x2-1
x-1
与g(x)=x+1
A
/c5%1@
考点1 函数的定义域
【例1】 (1)(2023·山东济南联考)函数f(x)=
1-4x2+ln(3x-1)的定义域为 .
(2)已知函数y=f(x)的定义域为[-8,1],则
函数g(x)=f
(2x+1)
x+2
的定义域为 .
1.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.
几种常见函数的定义域:
(1)f(x)为分式型函数时,定义域为使分母不
为零的实数集合.
(2)f(x)为偶次根式型函数时,定义域为使被
开方式非负的实数集合.
(3)f(x)为对数式时,函数的定义域是使真数
为正数、底数为正且不为1的实数集合.
(4)若f(x)=x0,则定义域为{x|x ≠0}.
(5)f(x)为指数式时,函数的定义域是使底数
大于0且不等于1的实数集合.
2.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.
3.定义域是一个集合,要用集合或区间表示,若
用区间表示数集,不能用“或”连接,而应该用并集符
号“∪”连接.
【对点训练1】 (1)函数y=
lg
x
4-x2
的定义域
为 .
(2)已知函数f(2x-1)的定义域为[0,1],则
f(2x+1)
log2(x+1)
的定义域为 .
考点2 求函数的解析式
【例2】 (1)已知函数f(x)满足f(2x +1)=
4x2+3,则f(x)= .
(2)设函数f(x)是单调递增的一次函数,满足
f(f(x))=16x+5,则f(x)= .
(3)已知函数f(x)的定义域为R,对任意x∈R
均满 足:2f(x)-f(-x)=3x +1,则
f(x)= .
023
hhh
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)配凑法:由已知条件f(g(x))=F(x),可
将F(x)改写成关于g(x)的解析式,然后以x 替代
g(x),便得f(x)的解析式.
(4)构 造 法:已 知 关 于 f(x)与 f
1
x 或
f(-x)的解析式,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).
【对点训练2】 (1)(2023·湖南长沙模拟)已知
函 数 f
4
x+1 =2x2 -3x,则 f(2)=
.
(2)若f(x)满足2f(x)+f(-x)=3x,则
f(x)= .
考点3 分段函数
命题角度1 分段函数求值问题
【例3】 (1)已知函数f(x)=
log2x,x >0,
3x,x ≤0, 则
ff
1
4 = .
(2)已 知 函 数 f(x)=
x2+6,x ≤0,
2x-1,x >0, 若
f(x)=15,则x 的值为 .
关于分段函数求值问题的解题思路
(1)求函数值:先确定要求值的自变量属于哪一
段区间,然 后 代 入 该 段 的 解 析 式 求 值,当 出 现
f(f(a))的形式时,应从内到外依次求值.
(2)求自变量的值:先假设所求的值在分段函数
定义区间的各段上,然后求出相应自变量的值,切记
要代入检验.
【对点训练3】 已知函数f(x)=
x2+1,x <1,
2x,x ≥1, 若f(a)=10,则实数a的值
是 .
命题角度2 分段函数与方程、不等式问题
【例4】 (1)已 知 f(x)=
2x,x <0,
a+3x,x ≥0, 若
f(f(1))= f(- 1), 则 实 数 a 的 值
为 .
(2)设函数f(x)=
2-x,x ≤0,
1,x >0, 则满足f(x+
1)<f(2x)的x 的取值范围是 .
已知函数值或函数的取值范围求自变量的值或
范围时,应根据每一段的解析式分别求解,但要注意
检验所求自变量的值或范围是否符合相应段的自变
量的取值范围.尤其要注意,当分段函数的自变量范
围不确定时,应分类讨论.
【对点训练4】 (1)(2023·山东潍坊一中模拟)
设函数f(x)=
x2-1,x≥2,
log2x,0<x<2, 若f(m)=
3,则f
5
2-m = .
(2)已知函数f(x)=
x2+x,x ≥0,
-3x,x <0, 若
a[f(a)-f(-a)]>0,则实数a的取值范
围为 .
024
@第二章 函数的概念与基本初等函数
考点4 求函数的值域
【例5】 求下列函数的值域.
(1)y=
4x-2
2x+1
;
(2)y=x+ 2x-1;
(3)y=
x2+7x+10
x+1
(x >-1).
求值域的方法
(1)分离常数法或反解法,形如y=
af(x)+b
cf(x)+d
(ac≠0)(f(x)为常见的基本初等函数)的函数常
用分离常数法或反解法(即用y 表示f(x),然后借
助f(x)的取值范围求y 的取值范围).
(2)换元法,形如y=ax±b± cx±d,通过换
元将它们转化为有理函数,通过求有理函数的值域
间接求原函数的值域.若函数的解析式可以看作是
一个关于基本初等函数的二次式,可以考虑换元法,
但是要注意换元后新元的取值范围.对比较复杂的
函数可通过换元转化为熟悉的函数,再用相应的方
法求值域.
(3)基本不等式法,先对解析式变形,使之具备
“一正二定三相等”的条件后,用基本不等式求出
值域.
(4)单调性法,先确定函数的单调性,再由单调
性求值域.
【对点训练5】 求下列函数的值域:
(1)y=
2x -1
2x +1
;
(2)y=2x+ 1-x.
>Fe2
“同域函数”与“同族函数”
同域函数:若一个函数的定义域与值域均
为[m,n],则称该函数为[m,n]上的“同域函
数”,[m,n]称为同域区间.
同族函数:若一系列函数的解析式和值域相
同,但其定义域不同,则称这些函数为“同族函数”.
【题目呈现】 (1)对于函数f(x),若存在
区间A=[m,n]使得{y|y=f(x),x∈A}=
A,则称函数f(x)为“同域函数”,区间A 为函
数f(x)的一个“同域区间”.给出下列四个
函数:
①f(x)=cos
π
2x
;②f(x)=x2 -1;
③f(x)=|x2-1|;④f(x)=log2(x-1).
存在“同域区间”的“同域函数”的序号是
( )
A.①② B.①②③
C.②③ D.①②④
(2)若一系列函数的解析式和值域相同,但
其定义域不同,则称这些函数为“同族函数”,请
写出一个与函数y=x2,x ∈ [0,2]为“同族函
数”的函数: .
025
hhh
2"
1.(多选题)若一系列函数的解析式和值域相
同,但定义域不同,则称这些函数为“同族函
数”,例如函数y=x2,x ∈ [1,2]与函数y=
x2,x ∈ [-2,-1]就是“同族函数”.下列可
用来构造同族函数的有 ( )
A.y=|x|-2
024 B.y=x
1
2
C.y=x2-x D.y=
x2-2
024
x
2.若一系列函数的解析式相同,值域相同,但其
定义域不同,则称这些函数为“同族函数”,那
么函数解析式为f(x)=x2,值域为{0,1}的
“同族函数”共有 个.
3.(2024·山东德州高三期中)如果一个函数的
定义域与值域均为[m,n],则称该函数为[m,
n]上的同域函数,[m,n]称为同域区间.已知
函数f(x)= ax2-2ax+b+1在区间[1,
3]上是同域函数.
(1)函数f(x)的解析式是 ;
(2)若函数g(x)=k- f(x)-
3
2
(k≥0)
在x≤0时存在同域区间,则实数k的取值范
围是 .
学习至此,请完成课时作业6
2.2 函数的单调性与最值
5A>!
1.借助函数图象,会用符号语言表达函数的单调性、最大值、最小值.
2.理解函数的单调性、最大值、最小值的作用和实际意义.
AMc
-
-@)
1.函数的单调性
(1)单调函数的定义
增函数 减函数
定
义
一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果对于定义域
D 内某个区间I上的任意两个自变量的值x1,x2
当x1 <x2 时,都有
,那么就称函数f(x)
在区间I上 .
特别地,当函数f(x)在
它的定义域上
时,我们就称它是增函数
当x1 <x2 时,都有
,那么就称函数f(x)
在区间I上 .
特别地,当函数f(x)在
它的定义域上
时,我们就称它是减函数
图
象
描
述
自左向右看图象是 自左向右看图象是
(2)单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间I上 或
,那么就说函数y=f(x)在这一区
间具有(严格的)单调性, 叫做y=
f(x)的单调区间.
2.函数的最值
前提
设函数y=f(x)的定义域为D,如果存在实数
M 满足
条件
(1)∀x∈D,都有
.
(2)∃x0∈D,使得
(1)∀x∈D,都有
.
(2)∃x0∈D,使得
结论 M 为最大值 M 为最小值
常用结论与知识拓展
函数单调性的等价定义
设任意x1,x2 ∈D(x1 ≠x2),则
(1)f
(x1)-f(x2)
x1-x2
>0(或(x1-x2)[f(x1)-
f(x2)]>0)⇔f(x)在D 上单调递增.
026
hhh
时,不等式x2-(2a+1)x+2a<0的
解集为{x|1<x<2a},则3<2a≤
4,解得32 <a≤2
;当2a=1,即a=
1
2
时,不等式x2-(2a+1)x+2a<
0无解,所以a =
1
2
不符 合 题 意;当
2a<1,即a<
1
2
时,不等式x2-(2a+
1)x+2a<0的解集为{x|2a<x<1},
则-2≤2a<-1,解得-1≤a<-
1
2.
综上,a的取值范围是 a -1≤a<-12
或
3
2 <a≤2 .
对点训练5:(1)[1,2)
解析:不等式化为2ax2-(a+4)x+
2<0,即(2x-1)(ax-2)<0,a=0
时,不等式的解集为 x x>
1
2 ,有无
数个整数解,不合题意;a<0时,不等式
的解集为 x x> 12 或x< 2a ,有
无数个 整 数 解,不 合 题 意;a >0时,
2
a >0
,a=4时,不等式无实数解,不
合题意;0<
2
a <
1
2
时,不等式的解
集为 x 2a <x <
1
2 ,无 整 数 解,
不合题意;2
a >
1
2
时,不等式的解集
为 x 12 <x <
2
a ,因 此 有1<
2
a ≤2
,解得1≤a<2.
(2)[-3,2)
解析:由 x2 -x -2>0,得 (x -
2)(x+1)>0,得x<-1或x>2,所
以x2-x -2>0的 解 集 为(- ∞,
-1)∪ (2,+ ∞).由 2x2 + (5+
2k)x+5k<0,得 x+52 (x+k)<
0,当-k<-
5
2
,即k>
5
2
时,得-k<
x <-
5
2
,所 以2x2 + (5+2k)x +
5k<0的解集为 -k,-52 ,此解集
中不 含 -2,不 符 合 题 意;当 -k =
-
5
2
,即k =
5
2
时, x + 52 (x +
k)<0化 为 x + 52
2
<0,所 以
2x2+(5+2k)x+5k<0的解集为空
集,不符合题意;当-k>-
5
2
,即k<
5
2
时,得-
5
2 <x<-k
,所以2x2+
(5+2k)x+5k<0的解集为 - 52,
-k ,因为不等式组
x2-x-2>0,
2x2+(5+2k)x+5k<0 的解集中
所含整数解只有-2,所以-2<-k≤
3,得 -3≤k<2.
例6:(-∞,-1)∪ (3,+∞)
解析:不等式x2+px>4x+p-3可
化为(x-1)p+x2-4x+3>0,
由已知可 得[(x -1)p +x2 -4x +
3]min >0(0≤p≤4),
令f(p)= (x -1)p +x2 -4x +
3(0≤p≤4),可得
f(0)=x2-4x+3>0,
f(4)=4(x-1)+x2-4x+3>0,
∴x <-1或x >3.
对点训练6:{x|x <-1或x >3}
解析:由t2-4≤0,得-2≤t≤2,所
以 -1≤1-t≤3.不等式x2+tx-
t>2x-1对-2≤t≤2恒成立,即不
等式x2+(t-2)x+1-t>0对-2≤
t≤ 2恒 成 立,即 不 等 式 (x +t-
1)(x-1)>0对-2≤t≤2恒成立,
所以只需 x-1>0,
x+t-1>0 或
x-1<0,
x+t-1<0 对-2≤t≤2恒成立,
所以只需 x >1,
x >1-t 或 x <1,x <1-t
对 -2≤t≤2恒成立.
因为 -1≤1-t≤3,所以x >3或
x <-1.
例7:-∞,
3
3
解析:当x ∈ (0,2]时,不等式可化为
ax+
3a
x <2.
当a =0时,不等式为
0<2,满足题意;当a>0时,不等式化
为x+
3
x <
2
a
,则2
a >x +
3
x ≥
2 x·3x =23
,当且仅当x = 3
时取等号.要使x+
3
x <
2
a
有解,只
需
2
a > x+
3
x min 即 可,即 2a >
23,a<
3
3
,故0<a<
3
3
;当a<0
时,x+
3
x >
2
a
在(0,2]上恒成立.综
上 所 述, 实 数 a 的 取 值 范 围
是 -∞,
3
3 .
对点训练7:(-∞,6)
解析:由题意,可转化为存在x ∈ [1,
3],使m<
6
x2-x+1
成立.因为函数
y =
6
x2-x+1
=
6
x-
1
2
2
+
3
4
在[1,3]上 的 最 大 值 为6,所 以 只 需
m < 6 即 可,故 m 的 取 值 范 围 是
(-∞,6).
题目呈现:解:令f(x)=x2+(m-3)x+m,
(1)由题意得
Δ=(m-3)2-4m≥0,
3-m>0,
m>0,
解得0<m ≤1.
(2)若方程x2+(m-3)x+m =0的
一个 根 大 于 1,一 个 根 小 于 1,则
f(1)=2m-2<0,解得m <1.
(3)若方程x2+(m-3)x+m =0的
一个根在(-2,0)内,另一个根在(0,4)
内,则
f(-2)= -m+10>0,
f(0)=m <0,
f(4)=5m+4>0,
解得-
4
5 <m <0.
(4)若方程x2+(m-3)x+m =0的
一个 根 小 于 2,一 个 根 大 于 4,则
f(2)=3m-2<0,
f(4)=5m+4<0, 解得m<-45.
(5)若方程x2+(m-3)x+m =0的
两个根都在(0,2)内,则
f(2)=3m-2>0,
f(0)=m >0,
0<-
m-3
2 <2
,
Δ = (m-3)2-4m ≥0,
解得2
3 <m ≤1.
素养检测:解:(1)设函数f(x)=x2+
2mx+2m+1,与x轴的交点分别在区
间(-1,0)和(1,2)内,画出示意图(如
图1),得
f(0)=2m+1<0,
f(-1)=2>0,
f(1)=4m+2<0,
f(2)=6m+5>0,
∴
m <-
1
2
,
m ∈R,
m <-
1
2
,
m >-
5
6.
∴-
5
6 <m <-
1
2.
图1
图2
(2)据抛物线与x 轴交点落在区间(0,
1)内(如图2),列不等式组
f(0)>0,
f(1)>0,
Δ≥0,
0<-m <1,
∴
m >-
1
2
,
m >-
1
2
,
m ≥1+ 2或m ≤1- 2,
-1<m <0.
∴-
1
2 <m ≤1- 2.
第二章 函数的概念与
基本初等函数
2.1 函数的概念及其表示
必备知识回顾
知识梳理
1.(1)非空的实数集 任意一个数x
唯一确定的数y
-446-
参
考
答
案
(2)定义域 值域 自变量的取值
定义域 所有函数值
3.对应关系 分段函数
基础检测
1.(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)×
2.1
解析:因为f(x)=
f(x-1),x >0,
-ln(x+e)+2,x ≤0,
所以f(2
024)=f(2
023)=
f(2
022)= … =f(1),
又f(1)=f(1-1)=f(0)=
-ln(0+e)+2= -1+2=1,
所以f(2
024)=1.
3.(1,2)
解析:因 为 函 数 f(x)的 定 义 域 是
(-1,3),所以由题意可得
-1<x+1<3,
x-1>0, 解得1<x <2.
4.f(x)=
x
x+1
(x ≠0)
解析:因为f
1
x = 1x+1,令t= 1x ,
则t ≠ 0,x =
1
t
, 所 以 f(t)=
1
1
t +1
=
t
t+1
(t≠0),所以f(x)=
x
x+1
(x ≠0).
5.ABD 对于A,由x2-4≥0,得x ≤
-2或x ≥2,所以f(x)的定义域为
(- ∞,- 2] ∪ [2,+ ∞), 由
x-2≥0,
x+2≥0, 得x≥2,所以g(x)的定
义域为[2,+∞),所以两函数的定义
域不相同,所以两函数不 是 同 一 个 函
数,故A符合题意;对于B,f(x)的定
义域为(-∞,0)∪(0,+∞),g(x)的
定义域为 R,所以两函数的定义域不相
同,所 以 两 函 数 不 是 同 一 个 函 数,故
B符合题意;对于C,f(x)的定义域为
R,g(t)的定义域为 R,g(t)=
3
t3 +
2=t+2,所以两函数的定义域相同,
对应关系也相同,所以这 两 个 函 数 是
同一个函数,故C不符合题意;对于D,
f(x) 的 定 义 域 为 (- ∞,1) ∪
(1,+∞),g(x)的定义域为R,所以两
函数的定义域不相同,所以两函数不是
同一个函数,故D符合题意.故选ABD.
关键能力提升
例1:(1)13
,1
2
解析:要使函数f(x)= 1-4x2 +
ln(3x-1)有意义,
则 1-4x
2 ≥0,
3x-1>0 ⇒ 13 <x ≤ 12.
∴ 函数f(x)的定义域为
1
3
,1
2 .
(2)-
9
2
,-2 ∪ (-2,0]
解析:∵f(x)的定义域为[-8,1],
∴ -8≤2x+1≤1
,
x+2≠0, 解 得 - 92 ≤
x≤0,且x≠-2.∴g(x)的定义域为
-
9
2
,-2 ∪ (-2,0].
对点训练1:(1)(0,2)
解析:由题意得 x >0
,
4-x2 >0, 解得0<
x <2,故定义域为(0,2).
(2)(-1,0)
解析:由题意知0≤x ≤1,∴-1≤
2x-1≤1,∴
-1≤2x+1≤1,
x+1>0,
x+1≠1, 解
得-1<x <0.
例2:(1)x2-2x+4
解析:令t=2x+1,则x =
t-1
2
,
所 以f(t)=4
t-1
2
2
+3=t2-2t+
4,故f(x)=x2-2x+4.
(2)4x+1
解析:∵f(x)为 单 调 递 增 的 一 次 函
数,∴ 设f(x)=ax+b(a >0),故
f(f(x))=a(ax+b)+b=a2x+
ab+b=16x+5,∴a2=16,ab+b=
5,解得a=4,b=1或a = -4,b=
-
5
3
(不合题意,舍去).因此f(x)=
4x+1.
(3)x+1
解析:由2f(x)-f(-x)=3x+1,可
得2f(-x)-f(x)= -3x+1①,
又4f(x)-2f(-x)=6x+2②,①+
② 得3f(x)=3x+3,解得f(x)=
x+1.
对点训练2:(1)-1
解析:令 4
x+1=
2,则 x =1,所 以
f(2)=f
4
1+1 =2-3= -1.
(2)3x
解析:因为2f(x)+f(-x)=3x①,
将 x 用 -x 替 换,得 2f(-x)+
f(x)= -3x②,由①②得f(x)=3x.
例3:(1)19
解析:∵ 函数f(x)=
log2x,x>0,
3x,x≤0,
∴f
1
4 =log2 14 = -2,
f f
1
4 =f(-2)=3-2 = 19.
(2)8或-3
解析:当x ≤0时,由f(x)=15,得
x2+6=15,解得x = -3或x =3
(舍去).当x>0时,由f(x)=15,得
2x-1=15,解得x=8,综上x=8或
x = -3.
对点训练3:5或-3
解析:若a <1,则f(a)=a2+1=
10,∴a= -3(a=3舍去),若a≥1,
则f(a)=2a=10,∴a =5,综上可
得,a=5或a= -3.
例4:(1)-
17
8
或-4
解析:由题意,f(1)=a+3,f(-1)=
1
2
,即f(a+3)=
1
2.
当a+3≥0,即
a≥-3时,f(a+3)=a+3(a+3)=
4a+9=
1
2
,解得a = -
17
8
,满足题
意;当a+3<0,即a<-3时,f(a+
3)=2a+3 =
1
2
,解得a= -4,满足题
意.所以a= -
17
8
或a= -4.
(2)(-∞,0)
解析:因为f(x)=
2-x,x ≤0,
1,x >0,
所以函数f(x)的图象如图所示.
由图可知,当x+1≤0且2x ≤0时,
函数f(x)为减函数,故f(x+1)<
f(2x)转化为x+1>2x.此时x ≤
-1.当 2x < 0 且 x +1 > 0 时,
f(2x)>1,f(x+1)=1,满足f(x+
1)<f(2x).此时-1<x <0.综上,
不等 式f(x +1)<f(2x)的 解 集 为
(-∞,-1]∪(-1,0)= (-∞,0).
对点训练4:(1)-1
解析:当 m ≥2时,m2-1=3,所以
m =2或m = -2(舍去);当0<m <
2时,log2m =3,所以m =8(舍去).所
以m=2.所以f
5
2-m =f 12 =
log2
1
2 = -1.
(2)(-∞,-2)∪ (2,+∞)
解析:由题意知,a≠0,当a>0时,不
等式a[f(a)-f(-a)]>0可化为
a2+a-3a>0,解得a>2.当a<0
时,不等式a[f(a)-f(-a)]>0可
化为-a2-2a<0,解得a<-2.综上
所述,a 的取值范围为(- ∞,-2)∪
(2,+∞).
例5:解:(1)函数y=
4x-2
2x+1
的定义域为
x x ≠-
1
2 .因为y =4x-22x+1=
4x+2-4
2x+1 =
2-
4
2x+1
,所以值域为
{y|y≠2}.
(2)解法1:函数y=x+ 2x-1的
定义域为 1
2
,+∞ ,令t= 2x-1,
则x =
t2+1
2
,所以y=
t2+1
2 +t=
1
2
(t+1)2(t ≥0).因 为 函 数 y =
1
2
(t+1)2 在区间[0,+∞)上单调递
增,所以y∈
1
2
,+∞ .
解法2:函数y=x+ 2x-1的定义
域为 1
2
,+∞ ,因为函数y =x +
2x-1 在区间
1
2
,+∞ 上 单 调
递增,所以函数y =x+ 2x-1的
值域为 1
2
,+∞ .
(3)设t=x+1,因为x >-1,可得
t>0,且x =t-1,
-447-
hhh
故y =
x2+7x+10
x+1 =
(t-1)2+7(t-1)+10
t =t+
4
t +5
,
因为t+
4
t ≥4
,可得t+
4
t +5≥9
,
当且仅当t =2,即x =1时,等号
成立.
所以函数y=
x2+7x+10
x+1
(x>-1)
的值域为[9,+∞).
对点训练5:解:(1)因为y =
2x -1
2x +1
=
1-
2
2x +1
,定义域为R.
当x∈R时,2x +1>1,
1
2x +1
∈(0,
1),-
2
2x +1
∈(-2,0),所以y=1-
2
2x +1
∈ (-1,1).故值域为(-1,1).
(2)函数定义域为(- ∞,1].令t =
1-x,则t≥0且x =1-t2.此时
y=2(1-t2)+t= -2t-
1
4
2
+
17
8
,当t=
1
4
时,y取到最大值
17
8
,故函
数值域为 -∞,
17
8 .
题目呈现:(1)B ① 当x ∈ [0,1]时,
f(x)∈ [0,1],故 ① 满足题意;② 当
x ∈ [-1,0]时,f(x)∈ [-1,0],故
② 满 足 题 意;③ 当 x ∈ [0,1]时,
f(x)∈ [0,1], 故 ③ 满 足 题 意;
④∵f(x)=log2(x-1)单调递增,且
函数f(x)的定义域为(1,+∞),若存
在同域区间[m,n],则满足
log2(m-1)=m,
log2(n-1)=n, 即 m-1=2
m ,
n-1=2n,
∴m,n是方程2x -x+1=0的2个实
数根.
设g(x)=2x -x +1(x >1),则
g'(x)=2xln
2-1>0,则g(x)在
(1,+∞)上单调递增,∴2x -x+1=
0不可能有2个实数根,故④不满足题
意.故选B.
(2)y=x2,x∈[-2,1](答案不唯一)
解析:函数y =x2,x ∈ [0,2]的值域
为[0,4],因此其“同族函数”的函数解
析式可以是y=x2,x∈[-2,t](0≤
t≤2),也可以是y =x2,x ∈ [m,2]
(-2≤m ≤0)中的任意一个.
素养检测:1.ACD 函 数 y =|x |-
2
024与y=
x2-2
024
x
是偶函数,
所以可构造“同族函数”,函数y =x
1
2
在定义域[0,+∞)上为增函数,所以
不能构造“同族函数”,函数y =x2-
x,x ∈ 0,
1
2 与函数y =x2-x,
x ∈
1
2
,1 的值域相同,所以是“同
族函数”.故选ACD.
2.3
解析:已知函数解析式为f(x)=x2,
值域为{0,1}的“同族函数”的定义域
可以为:{0,1},{0,-1},{0,-1,1},所
以“同族函数”共有3个.
3.(1)f(x)=
1
2x
2-x+
3
2
(2)0≤k<1-
2
2
解析:(1)易 知 a ≠0,由 f(x)=
ax2-2ax+b+1= a(x-1)2-
a +b+1,所以函数f(x)= ax2-
2ax+b+1在[1,3]上单调递增,又
函数是同域函数,得 f
(1)=1,
f(3)=3, 即
f(1)= a -2a +b+1=1,
f(3)=9a -6a +b+1=3, 解
得
a=
1
4
,
b=
1
2
,
所以f(x)=
1
2x
2-x+
3
2.
(2)由(1)得g(x)=k-
1
2x
2-x =k-
1
2
(x-1)2-
1
2
(k≥0),所以g(x)在(-∞,0]上单调
递增,设[c,d]是函数g(x)的同域区
间,得 g
(c)=c,
g(d)=d, 即
k-
1
2c
2-c =c,
k-
1
2d
2-d =d,
得x
2-2(2k-
1)x+2k2 =0在(-∞,0]上的根为c
和d,则满足
Δ = [-2(2k-1)]2-4×2k2 >0,
c+d =2(2k-1)<0,
c·d =2k2 ≥0,
k≥0,
即
k>1+
2
2
或k<1-
2
2
,
k<
1
2
,
k≥0,
解得0≤k<1-
2
2.
2.2 函数的单调性与最值
必备知识回顾
知识梳理
1.(1)f(x1)<f(x2) 单调递增 单调
递增 f(x1)>f(x2) 单调递减
单调递减 上升的 下降的
(2)单调递增 单调递减 区间I
2.f(x)≤M f(x0)=M f(x)≥M
f(x0)= M
基础检测
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2.(3,+∞)
解析:∵函数y=f(x)在R上是增函
数,且f(2m)>f(-m+9),∴由函数
单调性的定义可知2m>-m+9,解得
m > 3,∴ 实 数 m 的 取 值 范 围 是
(3,+∞).
3.单调递增区间为(-1,2),(5,+∞),单
调递减区间为(-∞,-1),(2,5)
解析:y =|-x2+4x+5|=
-x2+4x+5,x ∈ [-1,5],
x2-4x-5,x ∈ (-∞,-1)∪
(5,+∞),
画出函数图象如下:
可 得 单 调 递 增 区 间 为 (- 1,2),
(5,+ ∞),单 调 递 减 区 间 为 (- ∞,
-1),(2,5).
4.B 因为y=
1
x-1
在区间[2,3]上单
调递 减,所 以ymin =
1
3-1=
1
2.
故
选B.
5.ABD 函数f(x)= -x
1
2 = - x 在
(0,+∞)上单调递减;f(x)=2-x =
1
2
x
在 (0,+ ∞)上 单 调 递 减;
f(x)=ln
|x|,当x>0时,f(x)=
ln
x 在(0,+∞)上单调递增;f(x)=
1
x2
在 (0,+ ∞)上 单 调 递 减. 故
选ABD.
关键能力提升
例1:(1)D 解法1(排除法):取x1 = -
1,x2 = 0, 对 于 A,f(x1) = 1,
f(x2)=0,所以 A不符合题意;对于
B,f(x1)=
3
2
,f(x2)=1,所以B不
符合题意;对于C,f(x1)=1,f(x2)=
0,所以C不符合题意.故选D.
解法2(图象法):如图,在坐标系中分
别画出A,B,C,D四个选项中函数的大
致图象,即可快速直观判断D符合题
意.故选D.
(2)[1,2]
解析:f(x)=
x2-2x,x ≥2,
-x2+2x,x <2. 画
出f(x)的大致图象(如图所示),由图
知f(x)的单调递减区间是[1,2].
-448-