内容正文:
第二章 函 数
第一节 函数及其表示
课标解读
1.了解构成函数的要素,能求简单函数的定义域.
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.
知识点一 函数的有关概念
概念
一般地,给定两个非空实数集A与B,以及对应关系f,如果对于集合A中的每一个实数x,在集合B中都有唯一确定的实数y与x对应,则称f为定义在集合A上的一个函数
三要
素
对应关系
f
定义域
x的取值范围A
值域
函数值的集合{y|y=f(x),x∈A}
知识点二 函数的表示方法
函数的表示方法有三种,分别为解析法、列表法和图象法.同一个函数可以用不同的方法表示.
知识点三 分段函数
1.定义:若函数在其定义域内,对于自变量的不同取值区间,有不同的对应方式,这样的函数称其为分段函数.
2.分段函数的相关结论
(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.
(1)分式函数中分母不等于零.
(2)偶次根式函数的被开方式大于或等于0.
(3)一次函数、二次函数的定义域均为R.
(4)y=x0的定义域是{x|x≠0}.
(5)y=ax(a>0且a≠1),y=sin x,y=cos x的定义域均为R.
(6)y=logax(a>0且a≠1)的定义域为(0,+∞).
(7)y=tan x的定义域为{x|x≠kπ+,k∈Z}.
一、辨析正误(在括号内打“√”或“×”)
(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)f(x)=+ 是一个函数.( × )
(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.( × )
(5)函数y=f(x)的图象可以是一条封闭的曲线.( × )
二、版本互鉴
1.(多选)(湘教版必修第一册P75 T1改编)设集合M={x|0≤x≤2},N={y|0≤y≤2},那么下列四个图形中,能表示集合M到集合N的函数关系的有( )
答案:BC
2.(人教A版必修第一册P66 例3改编)下面函数中,与函数y=x+1是同一个函数的是( )
A.y= B.y=+1
C.y=+1 D.y=+1
答案:B
3.(人教A版必修第一册P73 T6改编)已知二次函数f(x)满足f(0)=0,f(1)=1,f(2)=6,则f(x)=________.
答案:2x2-x
4.(苏教版必修第一册P107 T6改编)函数f(x)=+ 的定义域是________.
答案:(-4,4]
5.(湘教版必修第一册P75 T2改编)已知函数f(x)=则f(3)+f(-3)f()的值为________.
答案:1+2
考点 函数的定义域(自悟通)
1.(2024·安徽合肥一中质检)已知函数f(x)=+log2(2-x),则函数f(x)的定义域为( )
A.(-3,2) B.[-3,2)
C.(-3,2] D.[-3,2]
A 解析:对于函数f(x)=+log2(2-x),有解得-3<x<2,
所以函数f(x)的定义域为(-3,2).
2.(2024·黑龙江佳木斯联合体调研)若函数f(2x-1)的定义域为[-1,1],则函数y=的定义域为( )
A.(-1,2] B.[0,2]
C.[-1,2] D.(1,2]
D 解析:由函数f(2x-1)的定义域为[-1,1],即-1≤x≤1,得-3≤2x-1≤1,
因此由函数y=有意义,得解得1<x≤2,
所以函数y=的定义域为(1,2].
3.(2025·山东济南检测)已知函数f(x)的定义域为(-1,0),则函数f(2x-2)的定义域为________.
答案:(,1) 解析:∵函数f(x)的定义域为(-1,0),
∴-1<2x-2<0,解得<x<1.
∴函数f(2x-2)的定义域为(,1).
1.根据具体的函数解析式求定义域的策略
已知解析式的函数,其定义域是使解析式有意义的自变量的取值集合,求解时只要根据函数解析式列出自变量满足的不等式(组),得出不等式(组)的解集即可.
2.求抽象函数的定义域的策略
(1)若已知函数f(x)的定义域为[a,b],则复合函数f(g(x))的定义域由不等式a≤g(x)≤b求出;
(2)若已知函数f(g(x))的定义域为[a,b],则f(x)的定义域为g(x)在x∈[a,b]上的值域.
考点 求函数解析式(自悟通)
1.(2025·河北石家庄二中模拟)已知f(x+1)=ln x,则f(x)=( )
A.ln (x+1) B.ln (x-1)
C.ln |x-1| D.ln (1-x)
B 解析:方法一(换元法) 因为f(x+1)=ln x,
所以x>0,令t=x+1(t>1),则x=t-1,
所以f(t)=ln (t-1),所以f(x)=ln (x-1).
方法二(配凑法) f(x+1)=ln x=ln [(x+1)-1],
所以f(t)=ln (t-1),即f(x)=ln (x-1)(x>1).
2.若f(x)为二次函数且f(0)=3,f(x+2)-f(x)=4x+2,则f(x)的解析式为________________________________________________________________________.
答案:f(x)=x2-x+3 解析:(待定系数法) 设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),
又f(0)=c=3,所以f(x)=ax2+bx+3,
所以f(x+2)-f(x)=a(x+2)2+b(x+2)+3-(ax2+bx+3)=4ax+4a+2b=4x+2.
所以解得
所以f(x)的解析式为f(x)=x2-x+3.
3.已知函数f(x)满足2f(x)+f(-x)=2x,则f(x)的解析式为________.
答案:f(x)=2x 解析:(解方程组法) 因为2f(x)+f(-x)=2x,①
将x换成-x得2f(-x)+f(x)=-2x,②
由①②消去f(-x),得3f(x)=6x,所以f(x)=2x.
求函数解析式的三种常用方法
待定系
数法
当函数的特征已经确定时,一般用待定系数法来确定函数解析式
换元法
如果给定复合函数的解析式,求外函数解析式,通常用换元法将内函数先换元,然后求出外函数的解析式
解方程
组法
如果给定两个函数的关系式,可以通过变量代换建立方程组,再通过方程组求出函数解析式
考点3 分段函数(精研通)
考法1 分段函数求值问题
【例1】 (1)设f(x)=则f(f(1))的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
(2)(2024·山西金科大联考质检)设函数f(x)=则f(f(4))=( )
A.-2 B.-9 C.-10 D.-11
(1)B (2)B 解析:(1)因为f(1)=22-1=3,所以f(f(1))=f(3)=log28=3.
(2)由解析式可得f(4)=f(4-1)=f(3)=f(2)=f(1)=f(0)=f(-1)=-2,
所以f(f(4))=f(-2)=(-2)3-1=-9.
求分段函数的函数值的方法
先确定要求值的自变量的取值属于哪一段区间,然后代入该段的解析式求值.当出现f(f(a))的形式时,应从内到外依次求值.
考法2 与方程结合问题
【例2】 (1)(2025·江苏南京模拟)函数f(x)=若f(a)=5,则a=________.
(2)已知a∈R,函数f(x)=若f(f())=3,则a=________.
答案:(1)-3 (2)2 解析:(1)由题意可知,当a>0时,f(a)=-a2=5无解;当a≤0时,f(a)=a2+2a+2=5,解得a=-3或a=1(舍去),所以a=-3.
(2)由题意得f()=()2-4=2,
∴f(f())=f(2)=|2-3|+a=3,解得a=2.
(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.
(2024·北京第六十六中学检测)函数f(x)=则不等式f(x2)<f(5x-4)的解集为________.
答案:(1,4) 解析:
根据题意,作出函数f(x)的图象如图所示,
由函数f(x)的图象可知,函数f(x)在R上单调递增,
所以f(x2)<f(5x-4)等价于x2<5x-4,解得1<x<4,
所以不等式的解集为(1,4).
考法3 与不等式结合问题
【例3】 (2023·重庆育才中学模拟预测)已知函数f(x)=若f(x)+f(x-1)>5,则x的取值范围是________.
答案:(2,+∞) 解析:由f(x)=当x-1<x≤0,即x≤0时,得x+x-1>5,解得x>3,此时x无解;
当x-1≤0<x,即0<x≤1时,得x2+x-1>5,解得x>2或x<-3,此时x无解;
当0<x-1<x,即x>1时,得x2+(x-1)2>5,解得x>2或x<-1,此时x>2.
综上所述,x的取值范围是(2,+∞).
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.
1.已知函数f(x)=若f (a)-f (-a)>0,则实数a的取值范围为________.
答案:(-2,0)∪(2,+∞) 解析:当a=0时,显然不成立.当a>0时,不等式f (a)-f (-a)>0可化为a2+a-3a>0,解得a>2.当a<0时,不等式f (a)-f (-a)>0可化为-a2-2a>0,解得-2<a<0.综上所述,实数a的取值范围为(-2,0)∪(2,+∞).
2.若函数f(x)=是R上的减函数,求实数a的取值范围.
解:由题意得①-a≤1解得a≥-1;
②2-3a<0,解得a>;
③当x=1时,-1-2a+2≤2-3a+1,解得a≤2.
综上所述,实数a的取值范围为<a≤2.
[分级练(7)见P280]
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