内容正文:
专题3.1 函数
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识导图】 2
【知识清单】 2
【考点分类剖析】 5
考点一:求函数的定义域 5
考点二:相等函数 5
考点三:分段函数 6
考点四:函数的单调性 7
考点五:函数的奇偶性 9
【考纲要求】
(1)函数的概念:理解用集合语言和对应关系定义的函数概念。
(2)函数的表示方法:理解函数表示的解析法、列表法和图像法;理解分段函数的概念。
(3)函数的单调性和奇偶性:理解函数单调性的定义与几何特征;初步掌握函数单调性的判定方法;了解函数奇偶性的定义、几何特征及判定方法。
(4)函数应用举例:掌握从实际问题中抽象出分段函数模型解决简单实际问题的方法。
【考向预测】
1.判断两个函数是否同一函数
2.常见函数的定义域的求法
3.分段函数及应用
4. 判断函数的单调性
5. 判断函数的奇偶性
6. 分段函数的简单实际问题
【知识导图】
【知识清单】
1. 函数的概念
一般地,设𝐷是非空数集,对于𝐷中的每一个𝑥,按照某个确定的对应法则𝑓,都有唯一确定的值𝑦和它对应,那么就称𝑦为𝑥的函数,记作𝑦=𝑓(𝑥),𝑥∈𝐷.
其中, 𝑥称为自变量, 𝑥的取值范围𝐷称为函数的定义域.
当𝑥_0∈ 𝐷时,与𝑥_0相对应的值𝑦_0称为函数在点𝑥_0处的函数值,记作
𝑦0=𝑓(𝑥0).
函数值的集合{𝑦|𝑦=𝑓(𝑥),𝑥∈𝐷}称为函数的值域.
2. 函数的有关性质
(1)函数的三要素:定义域、值域、对应法则.
(2)函数的表示法:解析法、图象法、列表法.
(3)两个函数只有当定义域和对应法则都分别相同时,这两个函数才相同.
3. 分段函数
在一个函数的定义域中,对于自变量x的不同取值范围,有着不同的对应关系,这样的函数叫分段函数,分段函数是一个函数而不是几个函数.
4. 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I,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数
图象描述
自左向右看图象是上升的
自左向右看图象是下降的
2.单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做函数y=f(x)的单调区间
5. 函数的奇偶性
偶函数
奇函数
定义
如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x
都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数
都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数
图象
特征
关于y轴对称
关于原点对称
6. 二次函数
(1)解析式:
一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0).
顶点式:f(x)=a(x-h)2+k(a≠0).
两根式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0).
(2)图象和性质
解析式
f(x)=ax2+bx+c(a>0)
f(x)=ax2+bx+c(a<0)
图象
定义域
(-∞,+∞)
(-∞,+∞)
值域
[,+∞)
(-∞,]
单调性
在x∈(-∞,-)上是减函数,
在x∈[-,+∞) 上是增函数
在x∈ (-∞,-)上是增函数,
在x∈[-,+∞)上是减函数
最值
当x=-时,y有最小值
当x=-时,y有最大值
奇偶性
当b=0时为偶函数
顶点
(-,)
对称性
图象关于直线x=-成轴对称图形
【考点分类剖析】
考点一:求函数的定义域
例1.函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
例2.函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【变式探究】1. 函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
2. 函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
考点二:相等函数
例1.下列各组函数表示同一函数的是( )
A. B.
C. D.
例2.下列各组函数是同一个函数的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【变式探究】1.下列函数中与是同一个函数的是( )
A. B.
C. D.
2.下列各组函数表示同一函数的是( )
A. B.
C. D.
考点三:分段函数
例1.已知函数则的值为( )
A. B. C.9 D.
例2.已知函数,则( )
A. B.3 C. D.10
例3.某旅游旺地出租车的费用按下列规则制定:
①行程在3以内的(含3),车费10元;
②行程在3以上且不超过10的,前3车费10元,以后每增加1车费增加2元(不足1的按1计算);
③行程超过10,则超过的部分每公里车费3元(不足1的按1计算).
小明某天乘坐该地的出租车,共花费39元,那么他的行程大约为( )
A.13 B.14 C.15 D.16
【变式探究】1. 已知函数的值为( )
A. B.0 C.2 D.4
2. 已知函数,则( )
A.8 B. C. D.
3.已知某停车场规定:停车时间在3小时内,车主需交费5元,若停车超过3小时,每多停1小时,车主要多交3元,不足1小时按1小时计算.一辆汽车在该停车场停了7小时20分钟,在离开时车主应交的停车费为( )
A.16元 B.18元 C.20元 D.22元
考点四:函数的单调性
例1.如图是函数的图象,其定义域为,则函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
例2.已知函数,.若成立,则下列论断中正确的是( )
A.函数在上一定是增函数;
B.函数在上一定不是增函数;
C.函数在上可能是减函数;
D.函数在上不可能是减函数.
例3.函数的增区间是( )
A. B. C.[-1,3] D.
例4.函数的最大值是( )
A. B.0 C.4 D.2
【变式探究】1.已知函数在上的图像如图,则函数单调递增区间为( )
A. B. C. D.
2.下列函数在上单调递减的是( )
A. B. C. D.
3.若函数,的图象如图所示,则该函数的最大值、最小值分别为( )
A., B., C., D.,
考点五:函数的奇偶性
例1.下列函数是偶函数的是( )
A. B.
C. D.
例2.下列函数中,是偶函数且在上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【变式探究】1. 下列函数是奇函数的是( )
A. B. C. D.
2. 下列函数中,在其定义域内既是奇函数又是减函数的是( )
A. B.
C. D.
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专题3.1 函数
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识导图】 2
【知识清单】 2
【考点分类剖析】 5
考点一:求函数的定义域 5
考点二:相等函数 6
考点三:分段函数 8
考点四:函数的单调性 10
考点五:函数的奇偶性 13
【考纲要求】
(1)函数的概念:理解用集合语言和对应关系定义的函数概念。
(2)函数的表示方法:理解函数表示的解析法、列表法和图像法;理解分段函数的概念。
(3)函数的单调性和奇偶性:理解函数单调性的定义与几何特征;初步掌握函数单调性的判定方法;了解函数奇偶性的定义、几何特征及判定方法。
(4)函数应用举例:掌握从实际问题中抽象出分段函数模型解决简单实际问题的方法。
【考向预测】
1.判断两个函数是否同一函数
2.常见函数的定义域的求法
3.分段函数及应用
4. 判断函数的单调性
5. 判断函数的奇偶性
6. 分段函数的简单实际问题
【知识导图】
【知识清单】
1. 函数的概念
一般地,设𝐷是非空数集,对于𝐷中的每一个𝑥,按照某个确定的对应法则𝑓,都有唯一确定的值𝑦和它对应,那么就称𝑦为𝑥的函数,记作𝑦=𝑓(𝑥),𝑥∈𝐷.
其中, 𝑥称为自变量, 𝑥的取值范围𝐷称为函数的定义域.
当𝑥_0∈ 𝐷时,与𝑥_0相对应的值𝑦_0称为函数在点𝑥_0处的函数值,记作
𝑦0=𝑓(𝑥0).
函数值的集合{𝑦|𝑦=𝑓(𝑥),𝑥∈𝐷}称为函数的值域.
2. 函数的有关性质
(1)函数的三要素:定义域、值域、对应法则.
(2)函数的表示法:解析法、图象法、列表法.
(3)两个函数只有当定义域和对应法则都分别相同时,这两个函数才相同.
3. 分段函数
在一个函数的定义域中,对于自变量x的不同取值范围,有着不同的对应关系,这样的函数叫分段函数,分段函数是一个函数而不是几个函数.
4. 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I,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数
图象描述
自左向右看图象是上升的
自左向右看图象是下降的
2.单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做函数y=f(x)的单调区间
5. 函数的奇偶性
偶函数
奇函数
定义
如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x
都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数
都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数
图象
特征
关于y轴对称
关于原点对称
6. 二次函数
(1)解析式:
一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0).
顶点式:f(x)=a(x-h)2+k(a≠0).
两根式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0).
(2)图象和性质
解析式
f(x)=ax2+bx+c(a>0)
f(x)=ax2+bx+c(a<0)
图象
定义域
(-∞,+∞)
(-∞,+∞)
值域
[,+∞)
(-∞,]
单调性
在x∈(-∞,-)上是减函数,
在x∈[-,+∞) 上是增函数
在x∈ (-∞,-)上是增函数,
在x∈[-,+∞)上是减函数
最值
当x=-时,y有最小值
当x=-时,y有最大值
奇偶性
当b=0时为偶函数
顶点
(-,)
对称性
图象关于直线x=-成轴对称图形
【考点分类剖析】
考点一:求函数的定义域
例1.函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据函数形式列出不等式,解出即可.
【详解】由题意得,解得,则其定义域为.
故选:A.
例2.函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据0的0次幂无意义,分母不为0和偶次根式下不小于0列出不等式组,解出即可.
【详解】要使函数有意义,需满足,解得且,
所以函数的定义域为.
故选:D.
【变式探究】1. 函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由解析式可得,求解即可.
【详解】函数 的定义域应满足:
,解得且,
故函数 的定义域为.
故选:B.
2. 函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,列出不等式,代入计算,即可得到结果.
【详解】由题意,,即,所以或,
则函数的定义域为.
故选:B
考点二:相等函数
例1.下列各组函数表示同一函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由相同函数定义可判断各选项正误;
【详解】A选项,定义域为R,定义域为,
故不是同一函数,A错误;
B选项,定义域为R,定义域为,
故不是同一函数,B错误;
C选项,定义域为R,定义域为,
故不是同一函数,C错误;
D选项,两函数定义域相同,解析式也相同,故为同一函数,故D正确.
故选:D
例2.下列各组函数是同一个函数的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【答案】A
【分析】根据定义域与对应关系判定同一函数即可.
【详解】对于A,易知两函数定义域均为R,且,
故A正确;
对于B,的定义域为,
而的定义域为,两函数定义域不同,故B错误;
对于C,的定义域为R,的定义域为,
两函数定义域不同,故C错误;
对于D,易知两函数定义域均为R,但,
故D错误.
故选:A
【变式探究】1.下列函数中与是同一个函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先求得各选项函数的定义域再化简其解析式,进而由同一个函数的定义得到正确选项.
【详解】函数,其定义域为,
的定义域为,两函数定义域不同,A不符合;
,两函数解析式不同,B不符合;
,其定义域为,两函数定义域不同,C不符合;
,其定义域为,两函数是同一个函数,D符合.
故选:D.
2.下列各组函数表示同一函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由对应关系及定义域逐项判断即可.
【详解】对于A:两函数对应关系不一样,不表示同一函数,;
对于B:,,两函数定义域不同,不表示同一函数;
对于C::,,对应关系相同且定义域相同(都是),表示同一函数;
对于D:,两函数对应关系与定义域都不相同,不表示同一函数.
故选:C
考点三:分段函数
例1.已知函数则的值为( )
A. B. C.9 D.
【答案】B
【分析】根据分段函数解析式运算求解.
【详解】,,
.
故选:B.
例2.已知函数,则( )
A. B.3 C. D.10
【答案】D
【分析】根据分段函数的定义,可得答案.
【详解】,.
故选:D.
例3.某旅游旺地出租车的费用按下列规则制定:
①行程在3以内的(含3),车费10元;
②行程在3以上且不超过10的,前3车费10元,以后每增加1车费增加2元(不足1的按1计算);
③行程超过10,则超过的部分每公里车费3元(不足1的按1计算).
小明某天乘坐该地的出租车,共花费39元,那么他的行程大约为( )
A.13 B.14 C.15 D.16
【答案】C
【分析】首先设行程为km,车费为元,得到分段函数的解析式,再根据共花费39元求解即可.
【详解】设行程为km,车费为元,
当时,,
当时,,
当时,.
小明某天乘坐该地的出租车,共花费39元,
所以,解得km.
故选:C
【变式探究】1. 已知函数的值为( )
A. B.0 C.2 D.4
【答案】D
【分析】由分段函数的性质直接计算即可;
【详解】因为,所以,
故选:D.
2. 已知函数,则( )
A.8 B. C. D.
【答案】B
【分析】利用分段函数求值.
【详解】因为函数,所以,
即,
故选:B.
3.已知某停车场规定:停车时间在3小时内,车主需交费5元,若停车超过3小时,每多停1小时,车主要多交3元,不足1小时按1小时计算.一辆汽车在该停车场停了7小时20分钟,在离开时车主应交的停车费为( )
A.16元 B.18元 C.20元 D.22元
【答案】C
【分析】根据题意按照8小时计算停车费即可.
【详解】由已知得7小时20分钟按8小时计算,
所以停车费为元.
故选:C.
考点四:函数的单调性
例1.如图是函数的图象,其定义域为,则函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据图像判断单调性,解题时需注意单调区间不能用.
【详解】若函数单调递减,则对应图象呈下降趋势,由图知,的单调递减区间为和,
故选:C.
例2.已知函数,.若成立,则下列论断中正确的是( )
A.函数在上一定是增函数;
B.函数在上一定不是增函数;
C.函数在上可能是减函数;
D.函数在上不可能是减函数.
【答案】D
【分析】根据函数单调性的定义判断即可.
【详解】因为函数,且成立,
则函数在上不可能是减函数,可能是增函数,也可能不是增函数,
如,满足,但是在上不具有单调性,
故D正确,A、B、C错误.
故选:D
例3.函数的增区间是( )
A. B. C.[-1,3] D.
【答案】B
【分析】配方写出二次函数的顶点式,从而求出函数的单调递增区间.
【详解】解:∵,
∴函数的增区间为,
故选:B.
例4.函数的最大值是( )
A. B.0 C.4 D.2
【答案】C
【解析】对函数的解析式进行配方,最后求出函数的最大值.
【详解】函数,当时,函数取得最大值4.
故选:C
【变式探究】1.已知函数在上的图像如图,则函数单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数单调性与图象的关系进行判断即可.
【详解】若函数单调递增,则对应图象为上升趋势,
由图可知:的单调递增区间为.
故选:B.
2.下列函数在上单调递减的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】逐个判断函数的单调性,即可得到结果.
【详解】对于A,函数在区间上是增函数,故A不正确;
对于B,函数在区间上是减函数,故B正确;
对于C,函数在上是增函数,故C不正确;
对于D,函数在上是增函数,故D不正确.
故选:B.
3.若函数,的图象如图所示,则该函数的最大值、最小值分别为( )
A., B., C., D.,
【答案】C
【解析】根据函数的最大值和最小值定义直接求解即可.
【详解】由题图可得,函数最大值对应图象中的最高点的纵坐标,同理,最小值对应.
故选:C
考点五:函数的奇偶性
例1.下列函数是偶函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用函数奇偶性的定义即可判断每个选项的正误.
【详解】对于A:的定义域为,且,
故为奇函数,故A错误;
对于B:的定义域为,且,
故为偶函数,故B正确;
对于C:的定义域为,且,故为非奇非偶函数,故C错误;
对于D:的定义域为,故为非奇非偶函数,故D错误.
故选:B.
例2.下列函数中,是偶函数且在上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用奇偶性的定义及函数的单调性的判断方法可得结论.
【详解】对于A,,因为,所以不是偶函数,故A错误;
对于B,,因为,所以是偶函数,
又是二次函数,对称轴为,开口向下,所以函数在上单调递减,故B错误;
对于C,,因为,所以是奇函数,故C错误;
对于D,,因为,所以是偶函数,
又时,,所以在上单调递增,故D正确.
故选:D.
【变式探究】1. 下列函数是奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用奇函数的定义,结合解析式逐一判断各选项即可.
【详解】若函数是定义域为的奇函数,则有,
对于A,因为的图象关于轴对称,所以不是奇函数,故A错误 ;
对于B,当时,,所以不是奇函数,故B错误 ;
对于C,当时,,所以不是奇函数,故C错误 ;
对于D,因为的定义域为,
又,所以是奇函数,故D正确.
故选:D.
2. 下列函数中,在其定义域内既是奇函数又是减函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的解析式判断函数性质即可判断.
【详解】A. 是偶函数,故错误;
B.是奇函数,在定义域上又是减函数,故正确;
C. 是偶函数,故错误;
D. 是奇函数,在定义域内不单调,故错误;
故选:B
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