内容正文:
第一节 函数的概念及其表示
第二章 函数的概念、性质与基本初等函数
课件使用说明
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[学习要求] 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,理解函数图象的应用. 3.了解简单的分段函数,并能
简单应用.
必备知识 自主梳理
内容索引
关键能力 重点探究
课时作业 巩固提升
必备知识 自主梳理
[知识梳理]
知识点一 函数的概念
1. 函数的定义
给定实数集R中的两个 A 和 B ,如果存在一个对应关系 f ,
使对于集合 A 中的 ,在集合 B 中都有 的数 y 和它对应,那么就把对应关系 f 称为定义在集合 A 上的一个函数,记作 y =
f ( x ), x ∈ A .
非空数集
每一个数 x
唯一确定
2. 函数的定义域、值域
在 y = f ( x ), x ∈ A 中,集合 A 称为函数的定义域, x 称为自变量,与 x
值对应的 y 值称为函数值,集合{ f | x ∈ A }称为函数的值域.
3. 函数的三要素
、 和对应关系.
4. 表示函数的常用方法
、 和解析式法.
定义域
值域
列表法
图象法
知识点二 分段函数
若函数在其定义域的不同子集上,因对应关系不同而分别用几个不同的
式子来表示,这种函数称为分段函数.
[小题诊断]
1. (多选)下列各组函数是同一个函数的是( AC )
A. f ( x )= x 2-2 x -1与 g ( s )= s 2-2 s -1
B. f ( x )= 与 g ( x )= x
C. f ( x )= 与 g ( x )=
D. f ( x )= x 与 g ( x )=
A中两函数定义域相同,对应关系相同,所以是同一个函数;B中对应
关系不同;C中两函数的定义域、对应关系相同,所以是同一个函数;
D中对应关系不同.
AC
2. 如图所示,函数 y =| x +1|的图象是( B )
因为 x =-1时, y =0,所以排除A,C;又因为 x =-2时, y =1>0,
所以排除D.
B
3. (2024·河北石家庄模拟)函数 g ( x )= 的定义域为( B )
A. (-2,0)∪(0,1]
B. [-2,0)∪(0,1]
C. (-1,0)∪(0,1]
D. [-1,0)∪(0,2]
由题意得即
解得-2≤ x ≤1且 x ≠0,因此,函数 g ( x )的定义域为[-2,0)∪(0,1].
B
4. (2024·湖南长沙检测)已知函数 f ( x )=则 f =( D )
A. -1 B. 2
C. D.
D
关键能力 重点探究
考点一 函数的定义域问题
(1)(2024·山东烟台期末)函数 y = 的定义域为( C )
A. [-2,2] B. (-1,2]
C. (-1,0)∪(0,2] D. (-1,1)∪(1,2]
由已知可得即
因此,函数 y = 的定义域为(-1,0)∪(0,2].
C
例1
(2)函数 f ( x )= +log3(3+2 x - x 2)的定义域为 .
要使函数有意义,则 解得1≤ x <3,所以函数的定义
域为[1,3).
1. 根据具体的函数解析式求定义域的策略
已知解析式的函数,其定义域是使解析式有意义的自变量的取值集合,求解时只要根据函数解析式列出自变量满足的不等式(组),得出不等式(组)的解集即可.
2. 求抽象函数的定义域的策略
(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.
方法总结
1. 函数 f ( x )= ·lg 的定义域是( C )
A. [1,2] B. [2,+∞)
C. [1,2) D. (1,2]
根据函数 f ( x )的解析式,有解得1≤ x <2,
所以函数 f ( x )的定义域为[1,2).
C
跟踪训练
2. 已知函数 f ( x )的定义域是[-1,1],求 f + f ( x -1)的定义域.
解:由 f ( x )的定义域为[-1,1],
∴解得0≤ x ≤2,
即 f + f ( x -1)的定义域为[0,2].
考点二 求函数的解析式
求下列函数的解析式:
例2
(1)已知 f ( x )是一次函数且3 f ( x +1)-2 f ( x -1)=2 x +17,求 f ( x )的解析式;
[解] 由 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 ]=2 x +17,即 ax +(5 a + b )=2 x +17,
∴解得
∴ f ( x )的解析式是 f ( x )=2 x +7.
(2)已知 f (1- sin x )= cos 2 x ,求 f ( x )的解析式;
[解] 设1- sin x = t , t ∈ ,则 sin x =1- t ,
∵ f (1- sin x )= cos 2 x =1- sin 2 x ,
∴ f ( t )=1-(1- t )2=2 t - t 2, t ∈ ,
故 f ( x )=2 x - x 2, x ∈ .
(3)已知 f = x 2+ ,求 f ( x )的解析式;
[解] ∵ f = x 2+ = -2,
由对勾型函数 y = x + 的性质可得,其值域为 ∪ ,
∴ f ( x )= x 2-2, x ∈ ∪ .
(4)已知 f ( x )满足2 f ( x )+ f (- x )=3 x ,求 f ( x )的解析式.
[解] ∵2 f ( x )+ f (- x )=3 x ,①
∴将 x 用- x 替换,得2 f (- x )+ f ( x )=-3 x ,②
由①②解得 f ( x )=3 x .
方法总结
求函数解析式的方法
待定系数法 若已知函数的类型(如一次函数、二次函数),可用待定
系数法
配凑法 由已知条件 f ( g ( x ))= F ( x ),可将 F ( x )改写成关于 g ( x )
的表达式,然后以 x 替代 g ( x ),便得 f ( x )的表达式
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
解方程组法 已知关于 f ( x )与 f ( )或 f (- x )等的表达式,可根据已知
条件再构造出另外一个等式组成方程组,通过解方程组
求出 f ( x )
3. (2024·黑龙江哈尔滨模拟)已知 f =lg x ,则 f ( x )的解析式为
.
令 +1= t ( t >1),则 x = ,
所以 f ( t )=lg ( t >1),
所以 f ( x )=lg ( x >1).
f ( x )=lg ( x >1)
跟踪训练
4. 已知 y = f ( x )是二次函数,若方程 f ( x )=0有两个相等实根,且 f '( x )=
2 x +2,则 f ( x )= .
设 f ( x )= ax 2+ bx + c ( a ≠0),
则 f '( x )=2 ax + b ,∴2 ax + b =2 x +2,
则 a =1, b =2,∴ f ( x )= x 2+2 x + c .
又 f ( x )=0有两个相等实根,
∴ x 2+2 x + c =0有两个相等实根,
∴Δ=4-4 c =0,解得 c =1.
故 f ( x )= x 2+2 x +1.
x 2+2 x +1
5. 已知函数 f ( x )对任意的 x 都有 f ( x )-2 f (- x )=2 x ,则 f ( x )= .
∵ f ( x )-2 f (- x )=2 x ,①
∴ f (- x )-2 f ( x )=-2 x ,②
由①+②×2得 f ( x )= x .
x
考点三 分段函数
◉角度(一) 求值(值域)问题
(2023·上海卷)已知函数 f ( x )=则 f ( x )的值域为
.
当 x >0时, f ( x )=2 x 单调递增, f ( x )>1;当 x 0时, f ( x )=1.故 f ( x )的
值域为[1,+∞).
[1,+∞)
例3
分段函数的求值(值域)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
函数值域、最值:先求每一段的最值、值域,再比较大小.总之解题
时,分段函数需分段处理、分类讨论.
方法总结
◉角度(二) 分段函数与方程、不等式问题
(1)已知函数 f ( x )=则不等式 f ( x +1)<1的解集为( B )
B
例4
A. (1,7) B. (0,7)
C. (1,8) D. (-∞,7)
当 x +11,即 x 0时,e2-( x +1)<1,即e1- x <1,∴1- x <0,∴ x >1.
又∵ x 0,∴无解.
当 x +1>1,即 x >0时,lg( x +1+2)<1,
∴lg( x +3)<1,∴0< x +3<10,
∴-3< x <7.又∵ x >0,∴0< x <7.
(2)(2024·河北唐山模拟)设函数 f ( x )=若 f ( a )=0,则 a =
.
当 a ≤0时, a 2+1≥1≠0(舍去);
当 a >0时,lg a =0,解得 a =1,故实数 a 的值为1.
1
解分段函数的方程、不等式,当自变量取值不确定时,往往要分
类讨论求解;当自变量取值确定,但分段函数中含有参数时,只需依
据自变量的情况,直接代入相应解析式求解.
方法总结
6. (2024·山东济南模拟)已知函数 f ( x )=则 f (9)=( A )
A. 2 B. 9
C. 65 D. 513
f (9)= f (9-3)= f (6)= f (3)= f (0)=20+1=2.
A
跟踪训练
7. (2024·河南郑州模拟)已知函数 f =且 f =-2,则 f =( C )
A. -16 B. 16
C. 26 D. 27
当 m1时, f =-2⇒3 m +1-1=-2⇒3 m +1=-1⇒ m ∈⌀;
当 m <1时, f =-2⇒-log3 -2=-2⇒ m =-4,
所以 f = f =32+1-1=26.
C
课时作业 巩固提升
[A组 基础保分练]
1. (2024·重庆模拟)函数 f ( x )= 的定义域是( D )
A. (0,3) B. (0,1)∪(1,3)
C. (0,3] D. (0,1)∪(1,3]
∵ f ( x )= ,∴
解得0< x <1或1< x ≤3,
故函数的定义域为(0,1)∪(1,3].
D
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2. (2024·山东潍坊模拟)存在函数 f ( x )满足:对任意 x ∈R都有( D )
A. f ( )= x 3 B. f ( sin x )= x 2
C. f ( x 2+2 x )= D. f ( )= x 2+1
对于A,令 x =1,则 f ( )= f (1)=1,令 x =-1,则 f ( )=
f (1)=-1,
不符合函数定义,A错误;
对于B,令 x =0,则 f ( sin 0)= f (0)=0,令 x =π,则 f ( sin π)= f (0)=π2,
不符合函数定义,B错误;
D
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对于C, 令 x =0,则 f (0)=0,令 x =-2,
则 f (0)=2,
不符合函数定义,C错误;
对于D, f ( )= x 2+1=| x |2+1,因为任意 x ∈R时| x |0,所以存在 x ≥0时, f ( x )= x 2+1,符合函数定义,即存在函数 f ( x )= x 2+
1( x ≥0),满足:对任意 x ∈R都有 f ( )= x 2+1,D正确.
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3. (2024·青海西宁期末)已知 f ( x )=若 f ( f (1))= f (-1),
则实数 a 的值为( B )
A. - B. -4或-
C. -4 D. 不存在
B
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当 a +30,即 a ≥-3时, f ( a +3)= a +3( a +3)=4 a +9= ,解得 a =- ,满足题意;
当 a +3<0,即 a <-3时, f ( a +3)=2 a +3= ,解得 a =-4,满
足题意.
所以 a =- 或-4.
由题意, f (1)= a +3, f (-1)= ,即 f ( a +3)= .
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4. (2024·江苏扬州模拟)已知 g ( x )= f (2 x -1)+1,且 g ( x )的定义域为
(1,4],值域为[3,+∞).设函数 f ( x )的定义域为 A ,值域为 B ,则 A ∩ B =( C )
A. ⌀ B. [4,7]
C. [2,7] D.
C
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所以 f ( x )的定义域为(1,7],值域为[2,+∞),
则 A =(1,7], B =[2,+∞),
所以 A ∩ B =[2,7].
因为 g ( x )= f (2 x -1)+1,且 g ( x )的定义域为(1,4],值域为[3,+∞),
所以 f (2 x -1)的定义域为(1,4],值域为[2,+∞).
由1< x ≤4得1<2 x -1≤7,
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5. (多选)已知函数 f ( x )=则关于函数 f ( x )的结论正确
的是( BC )
A. f ( x )的定义域为R
B. f ( x )的值域为(-∞,4]
C. 若 f ( x )=2,则 x 的值是-
D. f ( x )<1的解集为(-1,1)
BC
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函数 f ( x )=的定义域是[-2,+∞),故A错误;当-2
x <1时, f ( x )= x 2,值域为[0,4],当 x ≥1时, f ( x )=- x +2,值域为
(-∞,1],故 f ( x )的值域为(-∞,4],故B正确;当 x ≥1时,令 f ( x )=
- x +2=2,无解;当-2≤ x <1时,令 f ( x )= x 2=2,解得 x =- ,
故C正确;当-2≤ x <1时,令 f ( x )= x 2<1,解得 x ∈(-1,1),当 x ≥1
时,令 f ( x )=- x +2<1,解得 x ∈(1,+∞),故 f ( x )<1的解集为(-1,1)∪(1,+∞),故D错误.
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6. (多选)下列函数中,满足 f (18 x )=18 f ( x )的是( ABD )
A. f ( x )=| x | B. f ( x )= x -| x |
C. f ( x )= x +2 D. f ( x )=-2 x
若 f ( x )=| x |,则 f (18 x )=|18 x |=18| x |=18 f ( x );若 f ( x )= x-
| x |,则 f (18 x )=18 x -|18 x |=18( x -| x |)=18 f ( x );若 f ( x )=
x +2,则 f (18 x )=18 x +2,而18 f ( x )=18 x +18×2,故 f ( x )= x +2不满足 f (18 x )=18 f ( x );若 f ( x )=-2 x ,则 f (18 x )=-2×18 x =18×(-2 x )=18 f ( x ).
ABD
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7. (多选)已知函数 f ( x )=则使 f ( f ( x ))=1的 x 可以是
( BCD )
A. -4 B. -1
C. 1 D. 4
①当 f ( x )≤0时,由 f ( f ( x ))=2 f ( x )=1,可得 f ( x )=0,
若 x ≤0,则 f ( x )=2 x >0,此时 f ( x )=0无解,
若 x >0,则 f ( x )= =0,解得 x =1;
BCD
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②当 f ( x )>0时,由 f ( f ( x ))= =1,可得 f ( x )=2或 f ( x )= .
若 x ≤0,则 f ( x )=2 x ∈(0,1),由 f ( x )=2 x = 可得 x =-1,方程 f ( x )=2无解,
若 x >0,则由 f ( x )= = 可得 x = 或 x = ,由 f ( x )= =
2可得 x = 或 x =4.
综上所述,满足 f ( f ( x ))=1的 x 的取值集合为 .
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8. (2023·北京卷)已知函数 f ( x )=4 x +log2 x ,则 f = .
∵函数 f ( x )=4 x +log2 x ,
∴ f = +log2 =2-1=1.
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9. 已知函数 f ( x )=
(1)求 f ( f (-2))的值;
解:由函数 f ( x )=
可得 f (-2)=22=4,所以 f ( f (-2))= f (4)=4+1=5.
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(2)求不等式 f ( x )≥2的解集.
解:由不等式 f ( x )≥2,可得①
或②解①得 x ≤-1,解②得 x ≥1,
故不等式的解集为(-∞,-1]∪[1,+∞).
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10. (1)已知 f ( x +1)=2 x 2- x +3,求 f ( x );
解:令 t = x +1,则 x = t -1,
∴ f ( t )=2( t -1)2-( t -1)+3=2 t 2-4 t +2- t +1+3=2 t 2-5 t +6,
∴ f ( x )=2 x 2-5 x +6.
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(2)已知 f ( f ( x ))=4 x +9,且 f ( x )为一次函数,求 f ( x );
解:∵ f ( x )为一次函数,
∴设 f ( x )= kx + b ( k ≠0),
∴ f ( f ( x ))= f ( kx + b )= k ( kx + b )+ b = k 2 x + kb + b =4 x +9,
∴∴或
∴ f ( x )=2 x +3或 f ( x )=-2 x -9.
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(3)已知函数 f ( x )满足2 f ( x )+ f = x ,求 f ( x ).
解:∵2 f ( x )+ f = x ,①
∴2 f + f ( x )= .②
由①×2-②,得 f ( x )= x - .
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[B组 能力提升练]
11. 函数 f ( x )= +( x -1)0的定义域为( B )
A.
B. ∪(1,+∞)
C. ∪(1,+∞)
D.
B
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由已知得解得 x > 且 x ≠1,所以函数 f ( x )的定义域为
∪(1,+∞).
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12. (2024·黑龙江大庆模拟)若一系列函数的解析式相同,值域相同,但
定义域不同,则称这些函数为“同族函数”,则函数解析式为 y = x 2+1,
值域为{1,3}的同族函数有( C )
A. 1个 B. 2个
C. 3个 D. 4个
由 x 2+1=1得 x =0,由 x 2+1=3得 x =± ,所以函数的定义域可以是
{0, },{0,- },{0, ,- }.
C
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13. (多选)(2024·山东日照模拟)设 f ( x )是定义在R上的函数,若存在两个
不相等的实数 x 1, x 2,使得 f = ,则称函数 f ( x )具
有性质 P . 那么下列函数中,具有性质 P 的函数为( ABC )
A. f ( x )=
B. f ( x )=| x 2-1|
C. f ( x )= x 3+ x
D. f ( x )=2| x |
ABC
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对于A,在函数 f ( x )的图象上取 A (-1,-1), B (0,0), C (1,1),有 f (0)= 成立,故A正确;对于B,在函数 f ( x )的图象上取 A (- ,1), B (0,1), C ( ,1),有 f (0)= 成立,故B正确;对于C,在函数 f ( x )的图象上取 A (1,2), B (0,0), C (-1,-2),有 f (0)= 成立,故C正确;对于D,因为 f ( x )=2| x |,所以 = ≥ = ≥ =
f ,又 x 1≠ x 2,所以 f < 恒成立,故D错误.
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14. (多选)已知函数 f =log2 的定义域为R,则实数 a
的取值可能是( ABC )
A. 0 B. 1
C. 2 D. 3
因为函数 f =log2 的定义域为R,所以∀ x ∈R,不等
式 ax 2-2 ax +3>0成立,
当 a =0时,3>0恒成立,则 a =0,
当 a ≠0时,必有,解得0< a <3.
综上得0≤ a <3,显然,选项A,B,C都满足,选项D不满足.
ABC
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15. 已知函数 f ( x )的定义域为(0,1), g ( x )= f ( x + c )+ f ( x - c ),当0<
c < 时,则 g ( x )的定义域为 .
要使函数有意义,
需即
因为0< c < ,所以 c < x <1- c ,即 g ( x )的定义域为( c ,1- c ).
( c ,1- c )
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[C组 高考新动向]
16. (2024·广东深圳期末)写出一个满足 f ( x + y )= f ( x )+ f ( y )+2 xy 的函
数解析式: .
在 f ( x + y )= f ( x )+ f ( y )+2 xy 中,令 x = y =0,解得 f (0)=0,
令 y =- x 得 f ( x - x )= f ( x )+ f (- x )-2 x 2,故 f ( x )+ f (- x )=2 x 2,
不妨设 f ( x )= x 2,满足要求.
f ( x )= x 2(答案不唯一)
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17. 设集合 A = , B = ,函数 f ( x )=则
f = ;若 f [ f ( t )]∈ A ,则 t 的取值范围是 .
根据题意, f ( x )=即 f ( x )=
所以 f =2 = ,故 f = f = + = ;
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①当 t ∈ A 时, f ( t )= t + ,则有 f ( t )<1,
此时 f [ f ( t )]=2(1- f ( t ))=2-2 =1-2 t ,
若 f [ f ( t )]∈ A ,则0 1-2 t < ,解得 < t ,此时 t 的取值范围为
;
根据题意,分2种情况讨论:
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②当 t ∈ B 时, f ( t )=2(1- t ),则有0 f ( t )=2(1- t ) 1,
其中当 < t 1时,0 f ( t )< ,此时 f [ f ( t )]= f ( t )+ = -2 t ,若
f [ f ( t )]∈ A ,则0 -2 t < ,解得:1< t ,舍去
当 t 时, f ( t )1,此时 f [ f ( t )]=2-2×2(1- t )=4 t -2,若
f [ f ( t )]∈ A ,则04 t -2< ,解得 t < ,此时 t 的取值为 .
综上可得: t 的取值范围为 .
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$$