内容正文:
3.1 函数的概念及其表示
3.1.1 函数的概念
课程标准 素养解读
1.在初中用变量之间的依赖关系描述函数的基础上,用集合语言和对应
关系刻画函数,建立完整的函数概念
2.体会集合语言和对应关系在刻画函数概念中的作用
3.了解构成函数的要素及同一个函数的概念,能求简单函数的定义域和
值域
1.通过对函数概念的理
解,提升数学抽象素养
2.通过求简单函数的定义
域,提升数学运算素养
[情境引入]
比萨斜塔是意大利的标志性建筑,更是世界
建筑史上的一大奇迹.比萨斜塔位于比萨城北面
的一个名字叫奇迹广场上.奇迹广场的大片草坪
上有一组宗教建筑,它们是比萨大教堂、洗礼堂、
比萨斜塔和墓园.它们的外墙面均为乳白色大理
石砌成,各自相对独立但又形成统一的罗马式建
筑风格.1987年12月,奇迹广场(包括大教堂、洗
礼堂、比萨斜塔和墓园)被联合国教科文组织列
入«世界文化遗产».比萨斜塔位于大教堂后面右
侧,它从地面到塔顶高55米,直径16米,总重约
14453吨.塔 身 向 东 南 方 向 倾 斜,倾 斜 角 度
3.99度.
某物体从比萨斜塔的塔顶自由下落,物体下
落的高度h(m)与所用时间t(s)的平方成正比,这
个规律用数学式子可以描述为h=12gt
2,其中g
取9.8m/s2.
[问题] 物体下落的高度h(m)是所用时间
t(s)的函数吗?
[知识梳理]
[知识点一] 函数的概念
1.函数的定义:设A、B 是 ,如果
按照某种 对应关系f,使对于集合
A 中的 一个数x,在集合B 中都有
确定的数f(x)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 .
2.函数的定义域:函数y=f(x)中,x是自变量,
叫做函数的定义域.
3.函数的值域:函数y=f(x)中,与x的值相对应
的y值叫做函数值, 叫做函
数的值域.显然,值域是集合B的 .
75
第三章 函数的概念与性质
1.对于函数f:A→B,值域一定是集合B
吗? 为什么?
2.对应关系f必须是一个解析式的形式吗? 为
什么?
3.有人认为“y=f(x)”表示的是“y等于f与x
的乘积”,这种看法对吗?
4.f(x)与f(a)有何区别与联系?
[知识点二] 区间的概念
1.区间的概念:设a,b是两个实数,而且a<b.
定义 名称 符号 数轴表示
{x|a≤x≤b} 闭区间 [a,b]
{x|a<x<b} 开区间 (a,b)
{x|a≤x<b} 左闭右开区间 [a,b)
{x|a<x≤b} 左开右闭区间 (a,b]
2.无穷区间表示
定义 R {x|x≥a} {x|x>a} {x|x≤a}{x|x<a}
符号 (-∞,+∞) [a,+∞) (a,+∞) (-∞,a] (-∞,a)
3.特殊区间的表示
定义 区间 数轴表示
{x|x≥a}
{x|x>a}
{x|x≤b}
{x|x<b}
5.区间是数集的另一种表示方法,那么
任何数集都能用区间表示吗?
6.“∞”是数吗? 以“-∞”或“+∞”作为区间一
端时,这一端可以是中括号吗?
[知识点三] 函数三要素及函数相等
1.函数三要素: 、 和 .
2.函数相等:由于函数的值域是由 和
确定的,如果两个函数的 相
同,并且 完全一致,就称这两个函数
相等.
7.函数有定义域、对应关系和值域三要
素,为什么判断两个函数是否是同一个函数,
只看定义域和对应关系?
8.定义域和值域分别相同的两个函数是同一个
函数吗?
[预习自测]
1.已知集合M={x|0≤x≤2},N={y|0≤y≤2},
那么下面的4个图形中,能表示从集合M 到集
合N 的函数图象的个数为 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.函数f(x)= 2x
2
1-x
+(2x-1)0 的定义域为
( )
A.-∞,12
æ
è
ç
ö
ø
÷ B.12
,1
æ
è
ç
ö
ø
÷
C.-12
,1
2
æ
è
ç
ö
ø
÷ D.-∞,12
æ
è
ç
ö
ø
÷∪ 12
,1
æ
è
ç
ö
ø
÷
3.给出下列三组函数,其中表示同一个函数的是
(填序号).
①f(x)=x,g(x)=x
2
x
;
②f(x)=2x+1,g(x)=2x-1;
③f(x)=x,g(x)=
3
x3.
85
数学必修第一册
函数概念的理解
[例1]下列对应关系是否为A到B的函数?
(1)A=R,B={x|x≥0},f:x→y=|x|;
(2)A=R,B=R,f:x→y=1x
;
(3)A=R,B=Z,f:x→y= x;
(4)A=[-2,2],B={1},f:x→y=1.
[思路点拨] 依据函数的概念判断.
1.判断对应关系是否为函数的2个条件
(1)A,B必须是非空数集.
(2)A中任意一元素在B中有且只有一个元
素与之对应.
对应关系是“一对一”或“多对一”的是函
数关系,“一对多”的不是函数关系.
2.根据图形判断是否为函数的方法
(1)任取一条垂直于x轴的直线l.
(2)在定义域内平行移动直线l.
(3)若l与图形有且只有一个交点,则是函数;
若在定义域内没有交点或有两个或两个
以上的交点,则不是函数.
如图所示:
1.下列对应关系是集合A到B的函数的是( )
A.A=R,B={x|x>0},f:x→y= x
B.A=R,B=R,f:x→y= x
C.A={2},B={- 2,2},f:x→y2=x
D.A={x|-1≤x≤1},B={0},f:x→y=0
判定函数相等
[例2]下列各组函数:
①f(x)=x
2-x
x
,g(x)=x-1;
②f(x)= xx
,g(x)=x
x
;
③f(x)= x+1 1-x,g(x)= 1-x2;
④f(x)= (x+3)2,g(x)=x+3;
⑤汽车匀速运动时,路程与时间的函数关系
f(t)=80t(0≤t≤5)与一次函数g(x)=
80x(0≤x≤5).
其中表示相等函数的是 (填上
所有正确的序号).
[思路点拨] 判断是否为相等函数,关键
是看对应关系和定义域是否一致.
(1)如何判断两个函数是否相等?
①判断定义域是否相等;
②判断对应关系是否相等;
③结论:如果①和②都肯定,则两个
函数相等;如果①和②中有一个否
定,则两个函数不等.
(2)判断两个函数是否相等的注意事项:
①如果两个函数的定义域和值域分别
相同,那么这两个函数不一定相等,如
f(x)=x2+1与g(x)=|x+1|,两个函
数的定义域、值域分别相同,但它们的
对应法则不同,因此它们不是相等
函数.
②因为函数是两个数集之间的对应
关系,所以至于用什么字母表示自变
量、因变量和对应关系是无关紧要
的,如f(x)=3x+4与f(t)=3t+4
表示相等的函数.
[变式训练]
2.判断下列各组函数是否是相等函数.
(1)f(x)=x2-x+1,g(t)=t2-t+1;
(2)f(x)= x-1 x+1,g(x)= x2-1.
95
第三章 函数的概念与性质
求函数的定义域
[例3]求下列函数的定义域.
(1)f(x)= x-1 4-x+2;
(2)f(x)= x+3+ 1x+2.
[思路点拨] 求函数的定义域,就是求使
函数解析式有意义的自变量的取值范围.
定义域的求法
(1)如果f(x)是整式,那么函数的定义域
是实数集R;
(2)如果f(x)是分式,那么函数的定义域
是使分母不为0的实数的集合;
(3)如果f(x)为偶次根式,那么函数的定
义域是使根号内的式子大于或等于0
的实数的集合;
(4)如果f(x)是由几个部分的数学式子构
成的,那么函数的定义域是使各部分式
子都有意义的实数的集合.
(5)如果函数有实际背景,那么除符合上述
要求外,还要符合实际情况.
函数定义域要用集合或区间形式表示,这
一点初学者易忽视.
[变式训练]
3.函数y= 3x-x
2
2x2-3x-2
的定义域为 ( )
A.(-∞,3] B.[0,3]
C.(0,2)∪(2,3) D.[0,2)∪(2,3]
函数值和函数的值域
[例4]已知函数f(x)=x+1x+2.
(1)求f(2);
(2)求函数f(x)的值域.
[思路点拨] 形如f(x)=ax+bcx+d
的函数在
求值域时,一般利用分离常数的方法,即在
分式的分子上构造出分母的形式以便分离
出常数来求值域.
求函数值域的原则及常用方法
(1)原则:①先确定相应的定义域;
②再根据函数的具体形式及运算确定
其值域.
(2)常用方法:
①观察法:对于一些比较简单的函数,
其值域可通过观察法得到.
②配方法:是求“二次函数”类值域的基
本方法.
③换元法:运用新元代换,将所给函数
化成值域易确定的函数,从而求得原函
数的值域.对于f(x)=ax+b+ cx+d
(其中a,b,c,d 为常数,且a≠0)型的
函数常用换元法.
④分离常数法.此方法主要是针对有理
分式,即将有理分式转化为“反比例函
数类”的形式,便于求值域.
[变式训练]
4.求下列函数的值域:
(1)y=2x+1;
(2)y=x2-4x+6,x∈[1,5);
06
数学必修第一册
1.区间(-3,2]用集合可表示为 ( )
A.{-2,-1,0,1,2} B.{x|-3<x<2}
C.{x|-3<x≤2} D.{x|-3≤x≤2}
2.下列各组函数中,表示同一个函数的是
( )
A.y=x-2和y=x
2-4
x+2
B.y=x-1和y= x2-2x+1
C.f(x)=(x-1)2 和g(x)=(x+1)2
D.f(x)=
(x)2
x
和g(x)= x(x)2
3.如图,函数f(x)的图象
是折线段ABC,其中A,
B,C三点的坐标分别为
(0,4),(2,0),(6,4),则f
(f(4))= ;不等
式f(x)<2的解集为 .
4.已知函数f(x)=2x-3,x∈{x∈N|1≤x≤
5},则函数f(x)的值域为 .
5.已知f(x)=1-x1+x
(x∈R,且x≠-1),g(x)
=x2-1(x∈R).
(1)求f(2),g(3)的值;
(2)求f(g(3))的值及f(g(x)).
学习至此,请完成配套训练
3.1.2 函数的表示法
课程标准 素养解读
1.掌握函数的三种表示法:解析法、列表法、图象
法以及各自的优缺点
2.在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的
方法表示函数
3.通过具体实例,了解简单的分段函数,并能简单应用
1.结合实例,经历函数三种表示法的抽象
过程,体会三种表示法的作用,培养学生
的数学抽象素养
2.结合实例,加深对分段函数概念的理解
及应用,提升逻辑推理、数学运算素养
[情境引入]
如 图,艾 宾 浩 斯
遗忘 曲 线 告 诉 我 们,
学习中的遗忘是有规
律的,遗 忘 的 进 程 是
不均衡的,记忆的最初阶段遗忘的速度很快,
后来就逐渐慢了,这条曲线表明了遗忘的发展
规律是“先快后慢”.
根据初中学习的知识,你能说出以上问题是什
么法表示函数的吗?
16
第三章 函数的概念与性质
当且仅当
2a2=1+b2,
a2+b
2
2=1
,
a>0,b>0,
ì
î
í
ï
ï
ïï
即
a= 32
,
b= 22
ì
î
í
ï
ï
ïï
时,
y=a 1+b2有最大值34 2.
[答案](1)8 (2)34 2
[例4] [解] y<-m+5恒成立.
即m(x2-x+1)-6<0恒成立,
∵x2-x+1=(x-12
)2+34>0
,
又m(x2-x+1)-6<0,
∴m< 6
x2-x+1
.
∵y= 6x2-x+1
= 6
(x-12
)2+34
在1≤x≤3上的最小
值为6
7
,∴只需m<67
即可.
∴m 的取值范围为{m|m<67
}.
[例5] [解] y=112(2x+160x ×2
)+96(x+160x ×3
)+
100×160=320×(x+256x
)+16000≥26240.
此时,x=256x
,即x=16时,取得最小值.
最小值为26240元.
变式训练
1.(1)解析:AD [因为a>1,所以 1a <1
,所以 A 正确;若
a+c>b,可令a=1,c=1,b=-1,则有 1a >
1
b
,故 B错
误;对于 C,可取a=12
,则a2<a,故 C错误;因为ac2>
bc2,所以c2>0,所以a>b,故 D正确.]
(2)(a
2
b +
b2
a
)- (a+b)=a
2
b -b+
b2
a -a=
a2-b2
b
+b
2-a2
a
=(a2-b2)(1b-
1
a
)
=(a2-b2)a-bab =
(a-b)2(a+b)
ab
,
因为a>0,b>0,且a≠b,
所以(a-b)2>0,a+b>0,ab>0,
所以(a
2
b+
b2
a
)-(a+b)>0,
即a
2
b+
b2
a>a+b.
2.解:(1)原不等式组可化为
x<-2或x>0,
-1<x<1,{ ,即0<x<
1,所以原不等式组的解集为{x|0<x<1}.
(2)原不等式等价于
6-2x≤x2-3x,
x2-3x<18,{
即
x2-x-6≥0,
x2-3x-18<0,{
因式分解,得
(x-3)(x+2)≥0,
(x-6)(x+3)<0,{
所以
x≤-2,或x≥3,
-3<x<6,{
所以-3<x≤-2或3≤x<6.
所以不等式的解集为{x|-3<x≤-2,或3≤x<6}.
3.解:因为x>0,y>0,且x+2y=5,
所以9
x+
2
y=
1
5
(x+2y)(9x+
2
y
)
=15
(13+18yx +
2x
y
)
≥15
(13+2 18yx
2x
y
)=5,
当且仅当
x+2y=5,
18y
x =
2x
y
,{
即
x=3,
y=1,{ 时等号成立.
所以9
x+
2
y
的最小值为5,此时x=3,y=1.
4.解:不等式x2+px>4x+p-3恒成立,即(x-1)p+
(x2-4x+3)>0,
设y=(x-1)p+(x2-4x+3)是以p 为自变量的一次
函数,则0≤p≤4时y>0恒成立,
即
(x-1)0+x2-4x+3>0,
4(x-1)+x2-4x+3>0,{
解得x>3或x<-1.
∴x的取值范围是{x|x>3,或x<-1}.
5.解:(1)依题意y=100(1-x10
)100(1+850x
);
又售价不能低于成本价,
所以100(1-x10
)-80≥0,解得x≤2,
所以y=f(x)=20(10-x)(50+8x)(0≤x≤2).
(2)20(10-x)(50+8x)≥10260,
化简得:8x2-30x+13≤0,解得12≤x≤
13
4.
又x∈{x|0≤x≤2},所以x的取值范围为12≤x≤2.
第三章 函数的概念与性质
3.1 函数的概念及其表示
3.1.1 函数的概念
课前预习学案
情境引入
提示:物体下落的高度h(m)是所用时间t(s)的函数.
知识梳理
知识点一、1.非空的数集 确定的 任意 唯一 y=f(x),x
∈A
2.x的取值范围A 3.函数值的集合{f(x)|x∈A} 子集
知识点二、3.[a,+∞) (a,+∞) (-∞,b] (-∞,b)
知识点三、1.定义域 对应关系 值域 2.定义域 对应
关系 定义域 对应关系
283
数学必修第一册
[思考]
1.提示:不一定.值域是集合 B 的子集,即{f(x)|x∈A}
⊆B.
2.提示:不一定.可以是数表,也可以是图象.
3.提示:这种看法不对.符号y=f(x)是“y是x 的函数”的
数学表示,应理解为x 是自变量,它是关系所施加的对
象;f是对应关系,它可以是一个或几个解析式,可以是
图象、表格,也可以是文字描述;y是自变量的函数,当x
允许取某一具体值时,相应的y值为与该自变量值对应
的函数值.y=f(x)仅仅是函数符号,不表示“y 等于f
与x 的乘积”.在研究函数时,除用符号f(x)外,还常用
g(x),F(x),G(x)等来表示函数.
4.提示:f(x)与f(a)的区别与联系:f(a)表示当x=a时,
函数f(x)的值,是一个常量,而f(x)是自变量x 的函
数,一般情况下,它是一个变量,f(a)是f(x)的一个特殊
值,如一次函数f(x)=3x+4,当x=8时,f(8)=3×8
+4=28是一个常数.
5.提示:不是任何数集都能用区间表示,如集合{0}就不能
用区间表示.
6.提示:“∞”读 作 “无 穷 大”,是 一 个 符 号,不 是 数.以
“-∞”或 “+ ∞”作 为 区 间 一 端 时,这 一 端 必 须 是 小
括号.
7.提示:由函数的定义域和对应关系可以求出函数的 值
域,所以判断两个函数是否是同一个函数,只看定义域
和对应关系即可.
8.提示:不一定,如果对应关系不同,这两个函数一定不是
同一个函数.
预习自测
1.A 2.D 3.③
课堂互动学案
[例1] [解] (1)A中的任一元素按照对应关系y=|x|,在
B中都有唯一确定的元素与之对应,故是集合A 到集合B
的函数.
(2)A中的元素0在B中没有对应元素,故不是集合A 到
集合B 的函数.
(3)A 中元素负数没有平方根,故在B 中没有对应的元
素,且 x不一定是整数,故此对应关系不是集合A 到集
合B 的函数.
(4)对于集合A 中任意一个实数x,按照对应关系f:x→
y=1,在集合B 中都有唯一一个确定的数1与它对应,
故是集合A 到集合B 的函数.
[例2] [解析]
序号 是否相等 原因
① 不等
定义域不同,f(x)定 义 域 为{x|x
≠0},g(x)定义域为 R.
② 不等
对应法则不同,f(x)= 1
x
,
g(x)= x.
③ 相等 定义域、对应关系都相同.
④ 不等 值域不同,f(x)≥0,g(x)∈R.
⑤ 相等 定义域、对应关系都相同.
[答案] ③⑤
[例3] [解] (1)要使此函数有意义,应满足
x-1≥0,
4-x≥0,{ 即
1≤x≤4,所以此函数的定义域是{x|1≤x≤4}.
(2)要使此函数有意义,则
x+3≥0,
x+2≠0{ ⇒
x≥-3,
x≠-2{ ⇒x≥-3,且x≠-2.
所以f(x)的定义域为{x|x≥-3,且x≠-2}.
[例4] [解析] (1)f(2)=2+12+2=
3
4.
(2)f(x)=x+1x+2=
x+2-1
x+2 =1-
1
x+2
,
又 1
x+2≠0
,∴1- 1x+2≠1
,
∴f(x)≠1,
即函数值域是{y|y∈R,且y≠1}.
变式训练
1.D [对于 A选项,A 中的元素0在B 中没有对应元素,
不是函数;B选项中 A 集合中负数没有平方根,不是函
数;C选项中集合A 中的元素2在集合B 中有两个元素
± 2与之对应,不是函数.D选项符合函数的概念.]
2.解:(1)虽然表示自变量的字母不同,但定义域、对应关
系均相同,因而是相等函数.
(2)∵f(x)的定义域为{x|x≥1},而g(x)的定义域为{x
|x≤-1,或x≥1},两函数的定义域不同,∴f(x)与g
(x)不是相等函数.
3.D [由题意可得
3x-x2≥0,
2x2-3x-2≠0,{ 故x∈[0,2)∪(2,
3],故选 D.]
4.解:(1)因为x∈R,所以2x+1∈R,即函
数的值域为 R.
(2)配方:y=x2-4x+6=(x-2)2+2,
因为x∈[1,5),由图所示.
所以所求函数的值域为[2,11).
随堂步步夯实
1.C 2.D
3.0 (1,4)
4.{-1,1,3,5,7}
5.解:(1)因为f(x)=1-x1+x
,
所以f(2)=1-21+2=-
1
3.
因为g(x)=x2-1,所以g(3)=32-1=8.
(2)依题意,知f(g(3))=f(8)=1-81+8=-
7
9
,
f(g(x))=1-g
(x)
1+g(x)=
1-(x2-1)
1+(x2-1)
=2-x
2
x2
(x≠0).
383
参考答案