内容正文:
函数的基本性质综合性较强,应用起来灵活多变,且渗透性很高,是高考的热点和难点.高考命题常以基本初等函数为载体,考查函数性质的应用,常以选择题或填空题的形式出现,难度中等.
(2024·新高考Ⅰ卷T6)已知函数f (x)=在R上单调递增,则a的取值范围是( )
A.(-∞,0] B.[-1,0]
C.[-1,1] D.[0,+∞)
[阅读与思考] 因为函数f (x)在R 上单调递增,且当x<0时,f (x)=-x2-2ax-a,所以f (x)=-2ax-a在(-∞,0)上单调递增,所以-=-a≥0,即a≤0;当x≥0时,f (x)=ex+ln (x+1),所以函数f (x)在[0,+∞)上单调递增.若函数f (x)在R上单调递增,则-a≤f (0)=e0+ln 1=1,即a≥-1.
综上,实数a的取值范围是[-1,0].故选B.
归纳总结:根据函数单调性构建参数满足的不等式(组)是解答本题的关键.对于分段函数,要注意衔接点的取值.
本题源自北师大版教材必修第一册P73复习题二C组T3.教材原题与真题实质都是以分段函数为载体,考查利用函数单调性求参数的取值(范围).求解方法完全一样,都是根据单调性构建参数满足的不等式组,不同之处在于教材原题中当x≥0时,f (x)=-x+3a,为一次函数;而真题中,当x≥0时f (x)=ex+ln (x+1),为指对复合函数,难度稍高于教材.
试题评价:本题以判断函数单调性的方法为素材,考查学生的逻辑推理能力,运算能力.在学习中,我们应遵循教育规律,突出数学本质,夯实基础,回归课标,重视教材和课本基本概念的学习理念.
附:(北师大版必修第一册复习题二P73C组T3)已知函数f (x)=在定义域R上是减函数,求实数a的取值范围.
[听课记录]
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.在实际情景中,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.
考点一 函数的概念
概念
一般地,设A,B是______,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_______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
定义域
x的取值范围A
对应
关系
y=f (x),x∈A
值域
与x的值相对应的y值的集合___________
提醒: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)为对数式时,函数的定义域是真数为正数、底数为正且不为1的实数集合.
(4)若f (x)=x0,则定义域为{x|x≠0}.
(5)正切函数y=tan x的定义域为.
[典例1] (1)已知集合A={x|0≤x≤4},集合B={x|0≤x≤2},如图所示的图象能建立从集合A到集合B的函数关系的是( )
A B
C D
(2)已知函数f (x+1)的定义域为(-5,0),则f (2x-1)的定义域为( )
A.(-4,1) B.
C.(-9,1) D.
(3)(人教A版必修第一册P65例2改编)函数f (x)=+(x-1)0的定义域为____________.
[听课记录]
反思领悟 本例(1)考查对函数概念的理解,关键在于集合A中任意一个数x在集合B中都有唯一确定的数y与之对应;本例(2)中,f (x+1)的定义域为(-5,0),则由-5<x<0得到x+1∈(-4,1),就是f (x)的定义域;进而由-4<2x-1<1解得x∈即为f (2x-1)的定义域;本例(3)特别要注意(x-1)0中x-1≠0.
巩固迁移1 (1)若函数f (x)=的定义域为M,则M=( )
A.[2,+∞) B.(3,+∞)
C.[2,3) D.[2,3)∪(3,+∞)
(2)若函数f (x)的定义域为[-2,4],则y=的定义域为( )
A.(1,8] B.[-4,1)∪(1,8]
C.(1,2] D.[-1,1)∪(1,2]
(3)已知函数f (x)=的定义域为R,则实数a的取值范围是( )
A.[0,2] B.[0,8)
C.(0,8] D.(0,8)
考点二 同一个函数
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.
[典例2] (2025·深圳坪山区模拟)下列各组函数是同一个函数的是( )
A.y=与y=1
B.y=与y=x-1
C.y=与y=x
D.y=与y=x
[听课记录]
反思领悟 只有定义域和对应关系(化简之后的解析式)都相同的两个函数才是同一个函数.
巩固迁移2 下列选项中是同一个函数的是( )
A.y=x0-1与y=0
B.y=·与y=
C.y=x与z=
D.y=x2+x与y=
考点三 函数解析式
[典例3] 求下列函数的解析式.
(1)已知f =ln x,求f (x);
(2)已知f =x4+,求f (x);
(3)已知f (x)是一次函数,且满足3f (x+1)-2f (x-1)=2x+17,求f (x);
(4)已知f (x)满足2f (x)+f (-x)=3x,求f (x).
[听课记录]
反思领悟 本例(1)用的“换元法”,关键令+1=t,要注意换元前后自变量范围的变化;本例(2)用的“配凑法”,关键是发现x4+=-2;本例(3)用的“待定系数法”,已知函数类型,均可用此法;本例(4)用的“解方程组法”,关键是用-x替换已知式中的x,构造出另外一个等式,通过解方程组求出f (x).
提醒:定义域不要漏写.
巩固迁移3 (1)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)=________.
考点四 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.分段函数表示的是一个函数.
提醒:(1)分段函数虽由几个部分组成,但它表示的是一个函数.
(2)分段函数的定义域等于各段函数的定义域的并集,值域等于各段函数的值域的并集.
[典例4] (1)已知函数f (x)=那么f (3)的值是( )
A.8 B.7
C.6 D.5
(2)已知a∈R,函数f (x)=若f (f ())=3,则a=________.
[听课记录]
反思领悟 由于分段函数在x的不同取值范围内对应的解析式不同,所以做题时应注意函数解析式的选择.本例(1)因为3>0,所以代入f (x)=2x中;本例(2)在求解时要先内后外,即先求出f ()的值为2,再求f (f ())=f (2)=1+a.
提醒:当分段函数的自变量范围不确定时,应分类讨论.
巩固迁移4 (1)(多选)已知函数f (x)=则下列关于函数f (x)的结论正确的是( )
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)
(2)已知函数f (x)=若f (a)=4,则实数a的值是________;若f (a)≥2,则实数a的取值范围是________________.
1.(2025·长沙雨花区模拟)函数f (x)=的定义域是( )
A.[-2,2] B.(-2,2)
C.{x|x<-2,或x>2} D.{-2,2}
2.(2024·济南二模)下列四组函数,表示同一个函数的是( )
A.f (x)=x+1,g(x)=
B.f (x)=,g(x)=x
C.f (x)=|x|,g(x)=-x
D.f (x)=x+1,g(t)=t+1
3.(2024·聊城一中期中)已知函数f (x)=则f (3)+f (4)=( )
A.37 B.41
C.19 D.23
4.已知f (x)是二次函数且f (0)=2,f (x+1)-f (x)=x-1,则f (x)的解析式为________.
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第二章 函数
第1课时 函数的概念及其表示
考点一
非空的实数集 唯一确定的数y {f (x)|x∈A}
典例1 (1)D (2)B (3)∪(1,+∞) [(1)对于A,存在点使一个x与两个y对应,不符合,排除;对于B,当2<x≤4时,没有与之对应的y,不符合,排除;对于C,y的范围超出了集合B的范围,不符合,排除;对于D,满足函数关系的条件,正确.故选D.
(2)因为函数f (x+1)的定义域是(-5,0),设t=x+1,所以t∈(-4,1),则f (t)的定义域为(-4,1),所以2x-1∈(-4,1),解得x∈.故选B.
(3)要使函数f (x)=+(x-1)0有意义,则解得x>且x≠1,因此,函数f (x)的定义域为∪(1,+∞).]
巩固迁移1 (1)D (2)D (3)B [(1)由已知得解得x≥2且x≠±3,即函数f (x)=的定义域为[2,3)∪(3,+∞).故选D.
(2)由题意得解得-1≤x≤2且x≠1.故选D.
(3)因为函数定义域为R,所以ax2+ax+2≠0在x∈R上恒成立.当a=0时,ax2+ax+2=2≠0满足要求;当a≠0时,要满足Δ=a2-8a<0,解得0<a<8.综上,0≤a<8.故选B.]
考点二
定义域 对应关系
典例2 D [对于选项A:y=的定义域为{x|x≠0},函数y=1的定义域为R,故错误;
对于选项B:y==|x-1|和函数y=x-1的对应关系不同,故错误;
对于选项C:y=的定义域为{x|x≠0},函数y=x的定义域为R,故错误;
对于选项D:y==x的定义域为R,函数y=x的定义域为R,故正确.
故选D.]
巩固迁移2 C [y=x0-1的定义域为{x|x≠0},y=0的定义域为R,故A错误;
y=·的定义域为{x|x≥2},y=的定义域为{x|x≥2,或x≤-2},故B错误;
y=x,z==y,定义域、值域、对应关系均相同,故C正确;
y=x2+x的定义域为R,y=的定义域为{x|x≠0},故D错误.故选C.]
考点三
典例3 解:(1)令+1=t(t>1),
则x=,
∴f (t)=ln ,
∴f (x)=ln (x>1).
(2)∵f=x4+=-2,
令t=x2+≥2=2,当且仅当x=±1时取等号,
∴f (t)=t2-2(t≥2),
∴f (x)=x2-2(x≥2).
(3)设f (x)=ax+b(a≠0),则3f (x+1)-2f (x-1)=3ax+3a+3b-2ax+2a-2b=ax+b+5a=2x+17,∴a=2,b=7,∴f (x)=2x+7.
(4)∵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.
巩固迁移3 (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):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)因为f (x)为单调递增的一次函数,所以设f (x)=ax+b,a>0,故f (f (x))=a(ax+b)+b=a2x+ab+b=16x+5,
所以a2=16,ab+b=5,解得a=4,b=1.因此f (x)=4x+1.]
考点四
典例4 (1)A (2)2 [(1)因为函数f (x)=
所以f (3)=23=8.故选A.
(2)因为>2,所以f ()=6-4=2,
所以f (f ())=f (2)=1+a=3,解得a=2.]
巩固迁移4 (1)BC (2)-2或5 [-3,-1)∪[4,+∞) [(1)函数f (x)=
的定义域是[-2,+∞),故A错误;
当-2≤x<1时,f (x)=x2的值域为[0,4],当x≥1时,f (x)=-x+2的值域为(-∞,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)=x2=2,解得x=-,故C正确;
当-2≤x<1时,令f (x)=x2<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.故选BC.
(2)若f (a)=4,
则或
解得a=-2或a=5.
若f (a)≥2,
则或
解得-3≤a<-1或a≥4,
∴a的取值范围是[-3,-1)∪[4,+∞).]
随堂练习
1.D 2.D 3.B
4.f (x)=x2-x+2 [设f (x)=ax2+bx+c(a≠0),
由f (0)=2,得c=2,
又f (x+1)-f (x)=a(x+1)2+b(x+1)+2-ax2-bx-2=x-1,
即2ax+a+b=x-1,
∴即
∴f (x)=x2-x+2.]
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