内容正文:
第二章 函数的概念与性质
第1课时 函数的概念及其表示
梳理·必备知识
1.非空的实数集 任意 唯一确定
2.(1)定义域 对应关系 值域 (2)定义域 对应关系
3.解析法 图象法 列表法
4.(2)并集
激活·基本技能
一、(1)× (2)× (3)× (4)×
二、1.A [f(f(-1))=f(2)=16.故选A.]
2.B [函数f(x)=|x-1|=结合选项可知,选项B正确.故选B.]
3.AC [f(x)=与g(x)=x的值域不同;f(x)=x与g(x)==|x|的对应关系不同,故BD错误,AC正确.]
4.(-∞,0)∪(0,+∞) 1 [要使函数f(x)有意义,必须使x≠0,
故f(x)的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞).
由f(a)=2得a+=2,解得a=1.]
考点一
典例1 (1)C (2) [(1)因为函数y=f(x)的定义域为[0,4],函数y=+(x-2)0有意义,所以
解得1<x<2或2<x≤3,
所以函数y=+(x-2)0的定义域是(1,2)∪(2,3].故选C.
(2)由题意可得
解得
即<x<2.
故函数y=.]
跟进训练
1.(1)B (2)A [(1)由函数f(x)=的定义域为R,可得kx2+kx+1>0恒成立,
可得k=0或解得0<k<4,
综上,常数k的取值范围为[0,4).
故选B.
(2)∵函数y=f(x+1)的定义域为[-2,3],
∴x∈[-2,3],则x+1∈[-1,4],
即函数f(x)的定义域为[-1,4],
∴-1≤2x-1≤4,解得0≤x≤,
∴函数y=f(2x-1)的定义域为.
故选A.]
考点二
典例2 解:(1)(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].
(2)(配凑法、换元法)∵f=x2+-2,
令t=x+,当x>0时,t≥2=2,当且仅当x=1时取等号,
当x<0时,t=-≤-2,
当且仅当x=-1时取等号,
∴f(t)=t2-2,t∈(-∞,-2]∪[2,+∞),
∴f(x)=x2-2,x∈(-∞,-2]∪[2,+∞).
(3)(待定系数法)设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),由f(0)=2,得c=2,
f(x+1)-f(x)=a(x+1)2+b(x+1)+2-ax2-bx-2=x-1,即2ax+a+b=x-1,
所以
所以f(x)=x2-x+2.
(4)(解方程组法)∵2f(x)+f(-x)=3x,①
令x=-x代入①,
得2f(-x)+f(x)=-3x,②
由①②解得f(x)=3x.
跟进训练
2.(1)x2-4x+3(x≥1) (2)-x-
(3)4x+1 [(1)法一(换元法):令t=+1,则t≥1,x=(t-1)2,
代入原式有f(t)=(t-1)2-2(t-1)=t2-4t+3,所以f(x)=x2-4x+3(x≥1).
法二(配凑法、换元法):f(+1)=x+2+1-4-4+3=(+1)2-4(+1)+3,因为+1≥1,所以f(x)=x2-4x+3(x≥1).
(2)因为f(x)-2f=2x,①
以代替①中的x,得f-2f(x)=,②
①+②×2得-3f(x)=2x+,
所以f(x)=-x-.
(3)∵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=-(不合题意,舍去),∴f(x)=4x+1.]
考点三
考向1 典例3 (1)D (2)2 [(1)函数f(x)=
所以f=2f=2=1.故选D.
(2)因为>2,所以f()=6-4=2,
所以f(f())=f(2)=1+a=3,解得a=2.]
考向2 典例4 (1)D (2)(-∞,e-1] [(1)由分段函数的定义知,f(x)的定义域是(-1,+∞),所以a>0.
①当0<a<1时,-1<a-1<0,则f(a)=f(a-1)可化为2a=,解得a=,所以f=f(4)=8.
②当a≥1时,a-1≥0,则f(a)=f(a-1)可化为2a=2(a-1),方程无解.故选D.
(2)当x≤0时,f(x)=x+1≤1得x≤0,所以x≤0.
当x>0时,f(x)=ln(x+1)≤1,得-1<x≤e-1,所以0<x≤e-1,综上,f(x)≤1的解集为(-∞,e-1].]
跟进训练
3.(1)D (2)B [(1)令f(a)=t,则f(t)=2,可得t=0或t=1,
当t=0时,即f(a)=0,显然a≤0,
因此a+2=0⇒a=-2,
当t=1时,即f(a)=1,显然a≤0,
因此a+2=1⇒a=-1,
综上所述,a=-2或-1.
(2)当a>2,x>2时,f(x)=x|x-a|-2a2=
当2<x<a时,f(x)=-x2+ax-2a2,此时Δ=a2-4×2a2=-7a2<0,
所以f(x)<0,不满足当x>2时,f(x)>0,故a>2不符合题意;
当0<a≤2,x>2时,f(x)=x|x-a|-2a2=x2-ax-2a2=(x-2a)(x+a)>0,解得x>2a,
由于x>2时,f(x)>0,故2a≤2,解得0<a≤1;
当a=0,x>2时,f(x)=x2>0恒成立,符合题意;
当a<0,x>2时,f(x)=x|x-a|-2a2=x2-ax-2a2=(x-2a)(x+a)>0,解得x>-a,
由于x>2时,f(x)>0,故-a≤2,解得-2≤a<0.
综上,-2≤a≤1.
故选B.]
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第1课时 函数的概念及其表示
[考试要求] 1.了解构成函数的要素,会求简单函数的定义域和值域.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.3.了解简单的分段函数,并能简单应用.
1.函数的概念
一般地,设A,B是____________,如果对于集合A中的____一个数x,按照某种确定的对应关系f ,在集合B中都有________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,记作y=f (x),x∈A.
2.同一个函数
(1)函数的三要素:______、________、____.
(2)如果两个函数的______相同,并且________完全一致,即相同的自变量对应的函数值也相同,那么这两个函数是同一个函数.
3.函数的表示法
表示函数的常用方法:______、______、______.
提醒:与x轴垂直的直线和一个函数的图象至多有1个交点.
4.分段函数
(1)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.分段函数表示的是一个函数.
(2)分段函数的定义域等于各段函数的定义域的并集,其值域等于各段函数的值域的____.
[常用结论]
1.注意以下几个特殊函数的定义域
(1)分式型函数,分母不为零的实数集合.
(2)偶次方根型函数,被开方式非负的实数集合.
(3)f (x)的解析式为对数式时,函数的定义域是真数为正数、底数为正数且不为1的实数集合.
(4)若f (x)=x0,则f (x)的定义域为{x|x≠0}.
(5)正切函数y=tan x的定义域为.
2.基本初等函数的值域
(1)y=kx+b(k≠0)的值域是R.
(2)y=ax2+bx+c(a≠0)的值域:当a>0时,值域为;当a<0时,值域为.
(3)y=(k≠0)的值域是{y|y≠0}.
(4)y=ax(a>0且a≠1)的值域是(0,+∞).
(5)y=logax(a>0且a≠1)的值域是R.
一、易错易混辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)函数y=1与y=x0是同一个函数. ( )
(2)对于函数f :A→B,其值域是集合B. ( )
(3)函数y=f (x)的图象可以是一条封闭曲线. ( )
(4)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. ( )
二、教材经典衍生
1.(人教A版必修第一册P101T7改编)设函数f (x)=则f (f (-1))=( )
A.16 B.4
C.5 D.-4
2.(人教A版必修第一册P69练习T2改编)函数f (x)=|x-1|的图象是( )
A B C D
3.(多选)(人教A版必修第一册P67练习T3改编)下列各组函数是同一个函数的是( )
A.f (x)=x2-2x-1与g(s)=s2-2s-1
B.f (x)=与g(x)=x
C.f (x)=与g(x)=
D.f (x)=x与g(x)=
4.(人教A版必修第一册P65例2改编)已知函数f (x)=x+,则f (x)的定义域为________;若f (a)=2,则a的值为________.
考点一 求函数的定义域
[典例1] (1)已知函数y=f (x)的定义域为[0,4],则函数y=+(x-2)0的定义域是( )
A.(1,5] B.(1,2)∪(2,5)
C.(1,2)∪(2,3] D.(1,3]
(2)(2025广东东莞模拟)函数y=+的定义域为________.
[听课记录]___________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
求函数的定义域的策略
(1)求给定函数的定义域:由函数解析式列出不等式(组)使解析式有意义.
(2)求抽象函数的定义域:
①若f (x)的定义域为[m,n],则在f (g(x))中,由mg(x)n解得x的取值范围即为f (g(x))的定义域.
②若f (g(x))的定义域为[m,n],则由mxn得到g(x)的取值范围,即为f (x)的定义域.
[跟进训练]
1.(1)(2025山东青岛模拟)若函数f (x)=的定义域为R,则常数k的取值范围是( )
A.(0,4) B.[0,4)
C.[0,4] D.(0,4]
(2)已知函数y=f (x+1)的定义域是[-2,3],则y=f (2x-1)的定义域是( )
A. B.[-1,4]
C.[-5,5] D.[-3,7]
考点二 求函数的解析式
[典例2] 求下列函数的解析式:
(1)已知f (1-sin x)=cos2x,求f (x)的解析式;
(2)已知f =x2+,求f (x)的解析式;
(3)已知f (x)是二次函数且f (0)=2,f (x+1)-f (x)=x-1,求f (x)的解析式;
(4)已知f (x)满足2f (x)+f (-x)=3x,求f (x)的解析式.
[听课记录]___________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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)的表达式,然后以x替代g(x),便得f (x)的解析式,注意g(x)的取值范围.
(4)解方程组法:已知关于f (x)与f 或f (-x)的表达式,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).
[跟进训练]
2.(1)(易错题)已知f (+1)=x-2,则f (x)=________.
(2)已知f (x)满足f (x)-2f =2x,则f (x)=________.
(3)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)=________.
考点三 分段函数
求值问题
[典例3] (1)(2025湖北武汉模拟)已知f (x)=则f =( )
A.2 B.
C. D.1
(2)(2021浙江高考)已知a∈R,函数f (x)=若f (f ())=3,则a=__________.
[听课记录]___________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
解方程或不等式
[典例4] (1)函数f (x)=若实数a满足f (a)=f (a-1),则f =( )
A.2 B.4
C.6 D.8
(2)(2024湖北十一校一模)已知函数f (x)=则关于x的不等式f (x)1的解集为________.
[听课记录]___________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
分段函数的几类题型及解决方法
(1)若分段函数中含有参数,则直接根据条件选择相应区间上的解析式代入求参.
(2)若是求自变量的值,则需要结合分段区间的范围对自变量进行分类讨论,再求值.
(3)涉及与分段函数有关的不等式问题,主要表现为解不等式,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.
[跟进训练]
3.(1)已知函数f (x)=若f (f (a))=2,则a等于( )
A.0或1 B.-1或1
C.0或-2 D.-2或-1
(2)(2025八省联考)已知函数f (x)=x|x-a|-2a2.若当x>2时,f (x)>0,则a的取值范围是( )
A.(-∞,1] B.[-2,1]
C.[-1,2] D.[-1,+∞)
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