内容正文:
专题03 函数
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考点预测
· 会求函数的定义域,函数值
· 判断函数的单调性
· 判断函数奇偶性
· 解决函数的实际应用问题
要点自测
1.函数的有关概念
函数的定义
设A,B是非空的实数集,如果对于集合A中任意一个数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
函数的记法
,
定义域
x叫做自变量,x的取值范围A的集合叫做函数的定义域
值域
函数值y的集合叫做函数的值域
2.相同函数
一般地,函数的三要素: ,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、解析式的求法
(1)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对数函数的真数要大于零,以及我们在后面学习时碰到的所有有意义的限制条件.
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.
(2)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数形结合法;⑤换元法;⑥不等式法;⑦图象法等.
(3)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.
(3)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.
6.函数的单调性
(1)函数单调性的定义
一般地,设函数f(x)的定义域为I:
①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 .
②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 .
(2)单调性与单调区间
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y=f(x)的 .
(3)函数的最值
最大值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足:①对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;
②存在x0∈I,使得f(x0)=M.那么,我们称M是函数y=f(x)的最大值.
最小值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数N满足:①对于任意的x∈I,都有f(x)≥N;
②存在x0∈I,使得f(x0)=N.那么我们称N是函数y=f(x)的最小值.
7.函数的奇偶性
(1)偶函数的定义
一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有 ,那么函数f(x)就叫做偶函数.
(2)奇函数的定义
一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有 ,那么函数f(x)就叫做奇函数.
(3)奇、偶函数的图象特征
偶函数的图象关于 对称;奇函数的图象关于 对称.
(4)具有奇偶性函数的定义域的特点
具有奇偶性函数的定义域关于 ,即“定义域关于原点对称”是“一个函数具有奇偶性”的 条件.
(5)奇、偶函数的“运算”(共同定义域上)
奇±奇= ,偶±偶= ,奇×奇= ,偶×偶= ,奇×偶= .
(6)函数奇偶性与单调性之间的关系
(1)若函数f(x)为奇函数,且在[a,b]上为增(减)函数,则f(x)在[-b,-a]上为 ;
(2)若函数f(x)为偶函数,且在[a,b]上为增(减)函数,则f(x)在[-b,-a]上为 .
考点突破
考点1 函数的概念
【例1】下列四组函数中,与表示同一个函数的是( )
A. B.
C. D.
【突破训练】下列函数与表示同一函数的是( )
A. B. C. D.
考点2 函数的定义域
【例2】函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【突破训练】函数的定义域为( )
A. B. C. D.
考点3 分段函数求值问题
【例3】设函数,则( )
A.-4 B.-2 C.0 D.2
【突破训练】已知函数,则( )
A.33 B.34 C.35 D.36
考点4 求函数解析式
【例4】已知二次函数满足,且,则的解析式是( )
A. B.
C. D.
【突破训练】已知一次函数满足,则( )
A.4 B.2 C.1 D.0
考点5 函数的性质
【例5】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.(,且)
【突破训练】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.
【例6】已知函数为奇函数,且当时,,则( )
A. B. C.-3 D.3
【突破训练】已知是定义在上的奇函数,则( )
A. B.0 C.1 D.2
考点6 函数实际应用
【例7】如图所示,已知边长为8米的正方形钢板有一个角被锈蚀,其中AE=4米,CD=6米.为了合理利用这块钢板,将在五边形ABCDE内截取一个矩形块BNPM,使点P在边DE上.
(1)设MP=x米,PN=y米,将y表示成x的函数,求该函数的解析式及定义域;
(2)求矩形BNPM面积的最大值.
【突破训练】如图,用长为的铝合金材料做一个如图所示的窗框,其中三个,
(1)若,用含有x的式子表示的长,并求出x的取值范围;
(2)求窗框的面积y关于x的解析式,并求出面积的最大值.
【例8】某商场销售一批名牌衬衫,平均每天可售出20件,每件盈利40元,为了扩大销售,增加盈利,尽快减少库存,商店决定采取适当降价措施.经调查发现,每件衬衫每降价5元,商场平均每天多售出10件.求:
(1)若商场平均每天盈利1200元,每件衬衫应降价多少元?
(2)每件衬衫降价多少元时,商场平均每天盈利最多?
【突破训练】我国是最早发明火箭的国家,制作火箭模型、模拟火箭升空是青少年喜爱的一项科技活动.已知学校航模组设计制作的火箭,它的升空高度与飞行时间满足函数表达式.如果火箭在点火升空到最高点时打开降落伞.
(1)求点火后,该火箭的高度是多少?
(2)求火箭点火后多少时间降落伞将打开?这时该火箭的高度是多少?
模拟演练
一、单选题
1.下列函数与是同一个函数的是( )
A. B.
C. D.
2.函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
3.已知函数,且,则( )
A.3 B. C.17 D.
4.设函数则等于( )
A.1 B.5 C.2 D.
5.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.
6.下列函数中,在其定义域上是减函数的是( )
A. B.
C. D.
7.函数,的值域为( )
A. B. C. D.
8.下列函数中,是偶函数且在上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
9.奇函数满足当,则的值为( )
A.8 B.5 C.2 D.-1
10.若为偶函数,则( )
A.0 B.5 C.7 D.9
二、填空题
11.函数的定义域为 .
12.已知函数,则 .
13.函数 的单调增区间为 .
14.设,若,则 .
15.若函数,是偶函数,则的值为 .
三.解答题
16.某汽车清洗店,清洗一辆汽车定价20元时每天能清洗45辆,定价25元时每天能清洗30辆,假设清洗汽车辆数(辆)与定价(元)(取整数)是一次函数关系(清洗每辆汽车成本忽略不计).
(1)求与之间的函数表达式;
(2)若清洗一辆汽车定价不低于15元且不超过50元,且该汽车清洗店每天需支付电费、水费和员工工资共计200元,问:定价为多少时,该汽车清洗店每天获利最大?
17.已知,在中,,两直角边,的和为,设.
(1)求的面积关于的函数表达式及的取值范围.
(2)当时,求的值.
$$
专题03 函数
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考点预测
· 会求函数的定义域,函数值
· 判断函数的单调性
· 判断函数奇偶性
· 解决函数的实际应用问题
要点自测
1.函数的有关概念
函数的定义
设A,B是非空的实数集,如果对于集合A中任意一个数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
函数的记法
,
定义域
x叫做自变量,x的取值范围A的集合叫做函数的定义域
值域
函数值y的集合叫做函数的值域
2.相同函数
一般地,函数的三要素:定义域,对应关系与值域,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、解析式的求法
(1)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对数函数的真数要大于零,以及我们在后面学习时碰到的所有有意义的限制条件.
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.
(2)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数形结合法;⑤换元法;⑥不等式法;⑦图象法等.
(3)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.
(3)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.
6.函数的单调性
(1)函数单调性的定义
一般地,设函数f(x)的定义域为I:
①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.
②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上是减函数.
(2)单调性与单调区间
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y=f(x)的单调区间.
(3)函数的最值
最大值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足:①对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;
②存在x0∈I,使得f(x0)=M.那么,我们称M是函数y=f(x)的最大值.
最小值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数N满足:①对于任意的x∈I,都有f(x)≥N;
②存在x0∈I,使得f(x0)=N.那么我们称N是函数y=f(x)的最小值.
7.函数的奇偶性
(1)偶函数的定义
一般地,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)就叫做偶函数.
(2)奇函数的定义
一般地,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)就叫做奇函数.
(3)奇、偶函数的图象特征
偶函数的图象关于y轴对称;奇函数的图象关于原点对称.
(4)具有奇偶性函数的定义域的特点
具有奇偶性函数的定义域关于原点对称,即“定义域关于原点对称”是“一个函数具有奇偶性”的 必要不充分条件.
(5)奇、偶函数的“运算”(共同定义域上)
奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.
(6)函数奇偶性与单调性之间的关系
(1)若函数f(x)为奇函数,且在[a,b]上为增(减)函数,则f(x)在[-b,-a]上为增(减)函数;
(2)若函数f(x)为偶函数,且在[a,b]上为增(减)函数,则f(x)在[-b,-a]上为减(增)函数.
考点突破
考点1 函数的概念
【例1】下列四组函数中,与表示同一个函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】对于A,,对应法则不同,故A错误;
对于B,的定义域分别为,定义域不同,故B错误;
对于C,的定义域分别为,定义域不同,故C错误;
对于D,的定义域均为,且,即对应法则相同,故D正确.
故选:D.
【突破训练】下列函数与表示同一函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】易知函数的定义域为,值域为,
对于A,函数的定义域为,不合题意;
对于B,函数的定义域为,值域为,符合题意,
对于C,函数的定义域为,不合题意;
对于D,函数,对应法则不同,不合题意.
故选:B
考点2 函数的定义域
【例2】函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由函数,则,解得.
则定义域是.
故选:C.
【突破训练】函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】要使函数有意义,必须满足,解得,
所以函数的定义域为.
故选:B.
考点3 分段函数求值问题
【例3】设函数,则( )
A.-4 B.-2 C.0 D.2
【答案】B
【详解】.
故选:B.
【突破训练】已知函数,则( )
A.33 B.34 C.35 D.36
【答案】C
【详解】由于,
所以.
故选:C
考点4 求函数解析式
【例4】已知二次函数满足,且,则的解析式是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设,则,
由,得,
化简得,
,解得 ,
由,得,
故.
故选:A
【突破训练】已知一次函数满足,则( )
A.4 B.2 C.1 D.0
【答案】B
【详解】设,则由,得,
即,则,得,
则,所以.
故选:B
考点5 函数的性质
【例5】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.(,且)
【答案】B
【详解】对于A,是偶函数,故排除;
对于B,在其定义域内既是奇函数又是减函数,故符合;
对于C,是非奇非偶函数,故排除;
对于D,(,且)在定义域内不是减函数,故排除.
故选:B.
【突破训练】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
【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
【例6】已知函数为奇函数,且当时,,则( )
A. B. C.-3 D.3
【答案】C
【详解】由题意可知,因为函数是奇函数,所以.
故选:C.
【突破训练】已知是定义在上的奇函数,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】B
【详解】因为是定义在上的奇函数,
所以,即.
故选:B.
考点6 函数实际应用
【例7】如图所示,已知边长为8米的正方形钢板有一个角被锈蚀,其中AE=4米,CD=6米.为了合理利用这块钢板,将在五边形ABCDE内截取一个矩形块BNPM,使点P在边DE上.
(1)设MP=x米,PN=y米,将y表示成x的函数,求该函数的解析式及定义域;
(2)求矩形BNPM面积的最大值.
【答案】(1);(2)48.
【详解】解 (1)如图所示,延长NP交AF于点Q,
所以PQ=8-y,EQ=x-4.
在中, ,所以.
所以,定义域为.
(2)设矩形BNPM的面积为S,
则,开口向下,且对称轴为,则在上单调递增,所以当x=8时,S取最大值48,所以矩形BNPM面积的最大值为48.
【突破训练】如图,用长为的铝合金材料做一个如图所示的窗框,其中三个,
(1)若,用含有x的式子表示的长,并求出x的取值范围;
(2)求窗框的面积y关于x的解析式,并求出面积的最大值.
【答案】(1),(2),最大面积为
【详解】(1)解:设,
∵∴,
∵则,即∴∴,
∵窗框的周长为∴∴
∵∴∴,
(2)解:依题意,
∴当时,取得最大值
【例8】某商场销售一批名牌衬衫,平均每天可售出20件,每件盈利40元,为了扩大销售,增加盈利,尽快减少库存,商店决定采取适当降价措施.经调查发现,每件衬衫每降价5元,商场平均每天多售出10件.求:
(1)若商场平均每天盈利1200元,每件衬衫应降价多少元?
(2)每件衬衫降价多少元时,商场平均每天盈利最多?
【答案】(1)每件衬衫应降价20元;
(2)当每件衬衫降价15元时,专卖店每天获得的利润最大,最大利润是1250元.
(2)用“配方法”即可求出的最大值,即可得到每件衬衫降价多少元.
【详解】(1)解:设每件衬衫降价元,商场平均每天盈利元,
则,
当时,,
解得,,
经检验,,都是原方程的解,但要尽快减少库存,
所以,
答:每件衬衫应降价20元;
(2)解:,
当时,的最大值为1250,
答:当每件衬衫降价15元时,专卖店每天获得的利润最大,最大利润是1250元.
【突破训练】我国是最早发明火箭的国家,制作火箭模型、模拟火箭升空是青少年喜爱的一项科技活动.已知学校航模组设计制作的火箭,它的升空高度与飞行时间满足函数表达式.如果火箭在点火升空到最高点时打开降落伞.
(1)求点火后,该火箭的高度是多少?
(2)求火箭点火后多少时间降落伞将打开?这时该火箭的高度是多少?
【答案】(1)点火后,该火箭的高度是
(2)火箭点火后时间降落伞将打开,这时该火箭的高度是
【详解】(1)解:当时,;
答:点火后,该火箭的高度是;
(2)解:函数配方得:,
由于二次项系数为负,
则当时,火箭达到最高点为,此时降落伞打开;
答:火箭点火后时间降落伞将打开,这时该火箭的高度是.
模拟演练
一、单选题
1.下列函数与是同一个函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】函数的定义域为,
对于A,的定义域为,所以与的定义域相同,对应关系相同,
所以函数与函数是同一个函数,故A正确;
对于B,的定义域为,所以与对应关系相同,定义域不同,
所以函数与函数不是同一个函数,故B不正确;
对于C,的定义域为,所以与的定义域相同,对应关系不相同,
所以函数与函数不是同一个函数,故C不正确;
对于D,的定义域为,
所以与对应关系相同,定义域不同,
所以函数与函数不是同一个函数,故D不正确;
故选:A.
2.函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题意得,解得且.
故选:C.
3.已知函数,且,则( )
A.3 B. C.17 D.
【答案】A
【详解】在中取可得,所以,
故选:A
4.设函数则等于( )
A.1 B.5 C.2 D.
【答案】C
【详解】由解析式可得:,
所以,
故选:C
5.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
【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.
6.下列函数中,在其定义域上是减函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】的定义域是,且在上单调递增,A选项错误.
的定义域是,且在上单调递增,B选项错误.
的定义域是,且在、上单调递减,C选项错误.
的定义域是,且在上单调递减,D选项正确.
故选:D
7.函数,的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为函数是反比例函数,在上单调递减,所以,
所以值域为.
故选:D
8.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
【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.
9.奇函数满足当,则的值为( )
A.8 B.5 C.2 D.-1
【答案】D
【详解】因为,所以,
因为函数是奇函数,所以.
故选:D.
10.若为偶函数,则( )
A.0 B.5 C.7 D.9
【答案】C
【详解】由题意,
为偶函数,
∴,,
∴,解得:,
故选:C.
二、填空题
11.函数的定义域为 .
【答案】
【详解】函数的定义域满足:
,解得且,
所以函数的定义域为.
故答案为:.
12.已知函数,则 .
【答案】
【详解】由,
得,
则,
故答案为:.
13.函数 的单调增区间为 .
【答案】
【详解】由,
解得,二次函数的开口向下,对称轴为,
函数在上单调递增,
根据复合函数单调性同增异减可知,的单调递增区间是.
故答案为:
14.设,若,则 .
【答案】3
【详解】,则;
.
故答案为:3.
15.若函数,是偶函数,则的值为 .
【答案】2
【详解】因为函数,是偶函数,
所以定义域关于原点对称,所以,解得.
故答案为:.
三.解答题
16.某汽车清洗店,清洗一辆汽车定价20元时每天能清洗45辆,定价25元时每天能清洗30辆,假设清洗汽车辆数(辆)与定价(元)(取整数)是一次函数关系(清洗每辆汽车成本忽略不计).
(1)求与之间的函数表达式;
(2)若清洗一辆汽车定价不低于15元且不超过50元,且该汽车清洗店每天需支付电费、水费和员工工资共计200元,问:定价为多少时,该汽车清洗店每天获利最大?
【答案】(1)(2)17元或18元
【详解】(1)解:依题意,设与的函数关系式为
则:,
解得:
即与的函数关系式为:;
(2)解:设利润为元,
则由题意知:
∵
∴抛物线开口向下
∵,且是整数
∴或18
即当定价为17元或18元,汽车清洗店每天获利最大.
17.已知,在中,,两直角边,的和为,设.
(1)求的面积关于的函数表达式及的取值范围.
(2)当时,求的值.
【答案】(1),的取值范围是(2)1或
(1)由题意得出,再由三角形面积公式可得,结合,,即可得出的取值范围;
(2)当时,,求解即可.
【详解】(1)解:∵两直角边,的和为,设,
∴.
由三角形的面积公式,得,即,
∵,,
∴,
∴关于的函数表达式是,的取值范围是.
(2)解:当时,,
解得或.
$$