内容正文:
第05讲 函数的概念及表示
【考纲要求】
1. 理解函数的概念,会求函数值;
2. 理解函数三要素,会求函数定义域、对应关系及值域;
3. 理解分段函数的概念;
1.函数的有关概念
概念
一般地,设A,B是非空的 ,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 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。
三要素
对应关系
y=f(x),x∈A
定义域
的取值范围
值域
与x的值相对应的y的值的集合 ____ _
2.相同函数
一般地,如果两个函数的 相同,并且 完全一致,我们就称这两个函数是同一个函数.
3.函数定义域、值域、解析式
(1)函数的三要素: 、 、 .
(2)函数的表示法:常用方法有 、图象法和 .
(3)求定义域的方法:当函数是以解析式的形式给出时,其定义域就是使函数解析式有意义的自变量的取值的集合.具体地讲,就是考虑:
① 不为零;
② 的被开方数、式大于或等于零;
③ 的底数不为零;
④ 的真数必须大于零;
注意:求函数的定义域,一般是转化为解不等式或不等式组的问题,注意定义域是一个集合,其结果必须用集合或区间来表示.
(5)求函数值域的常用方法:①单调性法;②配方法;③分离常数法;④换元法;⑤图象法、配凑法等.
(6)求解析式的常用方法:①待定系数法;②换元法;③方程(组)法等.
4.分段函数
(1)一般地,分段函数就是在函数定义域内,对于自变量x的不同取值范围,有着 的函数.
(2)分段函数是一个函数,其定义域、值域分别是各段函数的定义域、值域的 ;各段函数的定义域的交集是 .
注意:作分段函数图象时,应分别作出每一段的图象.
5.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.
考点一 函数的概念
例1:下列图象表示函数图象的是( )
A.B.C.D.
变式1:下列各曲线表示的y与x之间的关系中,y不是x的函数的是( )
变式2:给定的下列四个式子中,能确定是的函数的是( )
① ②
③ ④ .
① ② ③ .④
例2:下列函数中与函数为同一函数的是( )
A. B. C. D.
变式1:下列函数中,与函数是同一个函数的是( )
A. B. C. D.
考点二 函数的定义域
例1:函数的定义域是( )
A.[-1,+∞) B.(-1,1)∪(1,+∞) C.(1,+∞) D.[-1,1)∪(1,+∞)
变式:函数的定义域为( )
A. B. C. D.
例2:函数f(x)=lg(x-2)+的定义域是( )
A.(2,+∞) B.(2,3) C.(3,+∞) D.(2,3)∪(3,+∞)
变式:函数的定义域是( )
A. B. C. D.
考点三 求函数值
例1:已知,则( )
A.4 B.2 C.-2 D.-4
变式:已知,则( )
A.15 B.21 C.3 D.0
例2:已知函数f(x)=x+,
(1)求f(x)的定义域;
(2)求f(-1),f(2)的值;
(3)当a≠-1时,求f(a+1)的值.
变式:已知函数
(1) 求函数的定义域.
(2)求的值.
(3)当a>0时,求f(a),f(a-1)的值.
考点四 函数值域
例1:求下列函数的值域:
(1)y=x2-2x+3,x∈[0,3); (2); (3)。
变式1:函数在区间上的值域为( )
A. B. C. D.
变式2:函数y=,则该函数的值域为 .
变式3:函数在上的值域为 .
考点五 函数解析式
例1:(待定系数法)已知一次函数满足条件,则函数的解析式为 .
变式:已知f(x)是一次函数且3f(x+1)-2f(x-1)=2x+17,求f(x)的解析式;
例2:(待定系数法)已知函数是二次函数,若,求的解析式.
例3:(配凑法)已知f(x-1)=x2+4x-5,则f(x)的解析式是( )
A.f(x)=x2+6x B.f(x)=x2+8x+7
C.f(x)=x2+2x-3 D.f(x)=x2+6x-10
变式:已知求的解析式.
例4:( 换元法)已知f()=x-1,则f(x)=________.
变式1:已知求.
变式2:已知f(1-sin x)=cos2x,求f(x)的解析式;
例5:(方程组法)已知f(x)满足2f(x)+f(-x)=3x,求f(x)的解析式.
变式:设满足求的解析式.
考点六 相同函数
例1:下列各组函数中表示的函数不同的是 ( )
.
.
变式:下列各组函数表示同一个函数的是( )
A.y=x-1与y= B.y=x-1与y=-
C.y=2与y=2x D.y=与v=
考点七 分段函数、复合函数
例1:若函数,则的值为( )
A. B. C. D.
变式:设函数,则的值为
变式2::函数的值域是( )
A.R B. C. D.
例2:设函数,若,则 .
变式:已知函数,若,则的值是 .
例3:已知函数,部分与的对应关系如表:则( )
A. B. C. D.
变式1:已知函数的对应关系如下表所示,函数的图象是如图所示的曲线ABC,则的值为( )
x
1
2
3
2
3
0
A.3 B.0 C.1 D.2
变式2:已知f(x)= 求的值.
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第05讲 函数的概念及表示
【考纲要求】
1. 理解函数的概念,会求函数值;
2. 理解函数三要素,会求函数定义域、对应关系及值域;
3. 理解分段函数的概念;
1.函数的有关概念
概念
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。
三要素
对应关系
y=f(x),x∈A
定义域
x 的取值范围
值域
与x的值相对应的y的值的集合 _____
2.相同函数
一般地,如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,我们就称这两个函数是同一个函数.
3.函数定义域、值域、解析式
(1)函数的三要素: 定义域 、 解析式 、 值域 .
(2)函数的表示法:常用方法有 解析法 、图象法和 列表法 .
(3)求定义域的方法:当函数是以解析式的形式给出时,其定义域就是使函数解析式有意义的自变量的取值的集合.具体地讲,就是考虑:
①分母不为零;
②偶次根号的被开方数、式大于或等于零;
③零次幂的底数不为零;
④对数式的真数必须大于零;
注意:求函数的定义域,一般是转化为解不等式或不等式组的问题,注意定义域是一个集合,其结果必须用集合或区间来表示.
(5)求函数值域的常用方法:①单调性法;②配方法;③分离常数法;④换元法;⑤图象法、配凑法等.
(6)求解析式的常用方法:①待定系数法;②换元法;③方程(组)法等.
4.分段函数
(1)一般地,分段函数就是在函数定义域内,对于自变量x的不同取值范围,有着不同的对应关系的函数.
(2)分段函数是一个函数,其定义域、值域分别是各段函数的定义域、值域的并集;各段函数的定义域的交集是空集.
注意:作分段函数图象时,应分别作出每一段的图象.
5.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.
考点一 函数的概念
例1:下列图象表示函数图象的是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】A、B、D都不满足函数定义中一个与唯一的一个对应的关系,所以选C。
变式1:下列各曲线表示的y与x之间的关系中,y不是x的函数的是( )
【答案】C
【解析】根据函数意义:对任意x值,y都有唯一值与之对应,只有C不满足.
变式2:给定的下列四个式子中,能确定是的函数的是( )
① ②
③ ④ .
① ② ③ .④
【答案】C
【解析】①由得,不满足函数的定义,
比如,,所以①不是函数.
②由得,,
所以,所以②不是函数.
③由1得,满足函数的定义,所以③是函数.
④要使函数有意义,则,解得,此时不等式组无解,所以④不是函数.
例2:下列函数中与函数为同一函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】两个函数相等,则两个函数的定义域相同,对应法则相同,函数的定义域为,
对于A选项,函数的定义域为,该函数与函数不相等;
对于B选项,函数的定义域为,该函数与函数不相等;
对于C选项,函数的定义域为,且,该函数与函数不相等;
对于D选项,函数的定义域为,且,该函数与函数相等.
变式1:下列函数中,与函数是同一个函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】的定义域为,与定义域不是,A、C不合题意;,解析式与不相同,D不合题意;
选项B中函数定义域、解析式都与所给函数相同.
考点二 函数的定义域
例1:函数的定义域是( )
A.[-1,+∞) B.(-1,1)∪(1,+∞) C.(1,+∞) D.[-1,1)∪(1,+∞)
【答案】D
【解析】要使函数有意义,必须满足,解得,且,
所以函数的定义域是.
变式:函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由,解得x≥且x≠2.
∴函数的定义域为.
例2:函数f(x)=lg(x-2)+的定义域是( )
A.(2,+∞) B.(2,3) C.(3,+∞) D.(2,3)∪(3,+∞)
【答案】D
【解析】函数有意义,必须,解之得,则函数的定义域为.
变式:函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由,解得且,函数的定义域为.
考点三 求函数值
例1:已知,则( )
A.4 B.2 C.-2 D.-4
【答案】C
【解析】根据的解析式,有.
变式:已知,则( )
A.15 B.21 C.3 D.0
【答案】D
【解析】根据的解析式,有.故选:D
例2:已知函数f(x)=x+,
(1)求f(x)的定义域;
(2)求f(-1),f(2)的值;
(3)当a≠-1时,求f(a+1)的值.
【解析】(1)要使函数f(x)有意义,必须使x≠0,∴f(x)的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞).
(2)f(-1)=-1+=-2,f(2)=2+=.
(3)当a≠-1时,a+1≠0,∴f(a+1)=a+1+.
变式:已知函数
(1) 求函数的定义域.
(2)求的值.
(3)当a>0时,求f(a),f(a-1)的值.
【解析】(1)有意义的实数x的集合是{x|x≥-3},有意义的实数x的集合是{x|x≠-2},所以,这个函数的定义域就是 .
(2),
(3)
因为a>0,所以有意义。
,
考点四 函数值域
例1:求下列函数的值域:
(1)y=x2-2x+3,x∈[0,3); (2); (3)。
【解析】(1)(配方法)y=x2-2x+3=(x-1)2+2,
由x∈[0,3),再结合函数的图象(如图①所示),
可得函数的值域为[2,6).
(2)(分离常数法)函数 ,显然 ≠0,∴y≠1,故函数的值域为(-∞,1)∪(1,+∞).
(3)(换元法)令,
函数化为
,即函数的值域为.
变式1:函数在区间上的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】,因此该函数的对称轴为:,因为,所以当时,函数有最小值,最小值为,而,所以最大值为,因此值域为。
变式2:函数y=,则该函数的值域为 .
【解析】y===2+,显然≠0,∴y≠2.故函数的值域为(-∞,2)∪(2,+∞).
变式3:函数在上的值域为 .
【解析】,
(本题主要是注意到了和均可或的形式,故想到换元法)
令,因为,所以,
原函数的值域等价于函数的值域,
由二次函数的性质可知,,即所求函数的值域为.
考点五 函数解析式
例1:(待定系数法)已知一次函数满足条件,则函数的解析式为 .
【答案】
【解析】设,,,
,即,
,解可得,, .
变式:已知f(x)是一次函数且3f(x+1)-2f(x-1)=2x+17,求f(x)的解析式;
【解析】∵f(x)是一次函数,可设f(x)=ax+b(a≠0),
∴3[a(x+1)+b]-2[a(x-1)+b]=2x+17.
即ax+(5a+b)=2x+17,∴解得
∴f(x)的解析式是f(x)=2x+7.
例2:(待定系数法)已知函数是二次函数,若,求的解析式.
【解析】 依题意可设,
若,且,
且
即,
,解得.;
例3:(配凑法)已知f(x-1)=x2+4x-5,则f(x)的解析式是( )
A.f(x)=x2+6x B.f(x)=x2+8x+7
C.f(x)=x2+2x-3 D.f(x)=x2+6x-10
【答案】A
【解析】因为f(x-1)=(x-1)2+6(x-1)
变式:已知求的解析式.
【解析】
(注意函数的定义域)
例4:( 换元法)已知f()=x-1,则f(x)=________.
【答案】x2-1(x≥0)
【解析】令t=,则t≥0,故x=t2,
则f(t)=t2-1,所以f(x)=x2-1(x≥0).
变式1:已知求.
【解析】令,则,
,
.
变式2:已知f(1-sin x)=cos2x,求f(x)的解析式;
【解析】(换元法)设1-sin x=t,t∈[0,2],则sin x=1-t.
∵f(1-sin x)=cos2x=1-sin2x,
∴f(t)=1-(1-t)2=2t-t2,t∈[0,2].
即f(x)=2x-x2,x∈[0,2].
例5:(方程组法)已知f(x)满足2f(x)+f(-x)=3x,求f(x)的解析式.
【解析】)∵2f(x)+f(-x)=3x,①
∴将x用-x替换,得2f(-x)+f(x)=-3x,② 由①②解得f(x)=3x.
变式:设满足求的解析式.
【解析】 ①
显然,将换成,得:②
解①②联立的方程组,得:.
考点六 相同函数
例1:下列各组函数中表示的函数不同的是 ( )
.
.
【答案】
【解析】的定义域和对应法则相同,表示同一函数,
中的定义域是,定义域为,
两个函数的定义域不相同,不是同一函数.
变式:下列各组函数表示同一个函数的是( )
A.y=x-1与y= B.y=x-1与y=-
C.y=2与y=2x D.y=与v=
【答案】 D
【解析】选项A、B、C定义域不同。
考点七 分段函数、复合函数
例1:若函数,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】∵,∴.
变式:设函数,则的值为
【解析】,=。
变式2::函数的值域是( )
A.R B. C. D.
【答案】D
【解析】当时,,;
当时,;
当时,,
根据分段函数的性质可知,的值域为,.
例2:设函数,若,则 .
【解析】由题意,得
①当时,有,解之得,
而不符合,所以;
②当时,有,解之得.
综上所述,得或.
变式:已知函数,若,则的值是 .
【答案】 或
【解析】由题意,当时,,得,
又,所以;
当时,,得,舍去.
例3:已知函数,部分与的对应关系如表:则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由表知,,则,故选:D.
变式1:已知函数的对应关系如下表所示,函数的图象是如图所示的曲线ABC,则的值为( )
x
1
2
3
2
3
0
A.3 B.0 C.1 D.2
【答案】D
【解析】由题图可知,由题表可知,故,故选:D.
变式2:已知f(x)= 求的值.
【答案】0
【解析】解:,,.
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