内容正文:
衔接教材 夯基固本
落实
第1节 函数的概念与表示
第二章 函 数
衔接教材 夯基固本
落实
非空实数集
任意
唯一确定
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
定义域
对应关系
列表法
图象法
定义域
对应关系
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
D
衔接教材 夯基固本
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B
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落实
衔接教材 夯基固本
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衔接教材 夯基固本
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衔接教材 夯基固本
落实
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1.能用集合语言和对应关系刻画函数,了解构成函数的要素,能求简单函数的定义域.(重点)
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,并会简单的应用.(热点)
一、函数及其要素
非空性
两个__________A,B
唯一性
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,即f:A→B
记法
y=f(x),x∈A
三要素
对应法则
f
定义域
自变量x的取值范围,即x∈A
值域
函数值的集合{f(x)|x∈A},其中与x的值相对应的y值叫做函数值
在函数的概念中集合B不一定是函数的值域,它包含了函数的值域,即值域是集合B的子集.
二、同一个函数
两个函数______相同,且________完全一致.
三、函数的表示法
常用方法:解析法、______、______.
四、分段函数
两个不同:在______的不同子集上,函数的________不同.
1.直线x=a与函数y=f(x)的图象至多有1个交点.
2.在函数的定义中,非空实数集A,B中,A即为函数的定义域,值域为B的子集.
3.分段函数虽由几个部分组成,但它表示的是一个函数.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.
一、教材典题改编
1.(苏教版必修第一册P115练习T4改编)在下列图形中,能表示函数关系y=f(x)的是( )
2.(人教A版必修第一册P66例3改编)下列函数中与函数y=x是同一个函数的是( )
A.y=( eq \r(x))2
B.u= eq \r(3,v3)
C.y= eq \r(x2)
D.m= eq \f(n2,n)
解析:函数y=( eq \r(x))2与函数m= eq \f(n2,n)和y=x的定义域不同,不是同一个函数,函数y= eq \r(x2)=|x|与y=x的解析式不同,也不是同一个函数.
3.[人教A版必修第一册P67练习T1(2)改编]函数f(x)= eq \r(1-x)+ eq \r(x+3)-1的定义域为________________.
答案:[-3,1] 解析:由 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1-x≥0,,x+3≥0,))解得-3≤x≤1,所以f(x)的定义域为[-3,1].
4.(人教A版必修第一册P65例2改编)已知函数f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\r(x+3),-3≤x≤-2,,\f(1,x+2),-2<x≤4,))则f(f(-3))=________________.
答案: eq \f(1,2) 解析:因为f(-3)= eq \r(-3+3)=0,所以f(f(-3))=f(0)= eq \f(1,2).
二、易误易混澄清
1.(忽视新元范围)已知f( eq \r(x))=x-1,则f(x)=________________.
答案:x2-1(x≥0) 解析:因为f( eq \r(x))=x-1,所以f( eq \r(x))=( eq \r(x))2-1,即f(x)=x2-1,x≥0.
2.(忽视自变量的范围)已知函数f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x2+1,x≤0,,-x+3,x>0,))则使f(x)≥2的x的取值范围为________________________.
答案:(-∞,-1]∪(0,1] 解析:当x≤0时,f(x)≥2即为x2+1≥2,解得x≤-1或x≥1,所以x≤-1;当x>0时,f(x)≥2即为-x+3≥2,解得x≤1,所以0<x≤1.综上所述,x的取值范围为(-∞,-1]∪(0,1].
考点一 函数的定义域
1.(2025·广州模拟)若函数f(x)= eq \r(1-x2)+lg (2x-1),则f(x)的定义域为( )
A.{x|x>0}
B.{x|x≤1}
C.{x|0<x≤1}
D.{x|-1≤x≤1}
解析:由 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1-x2≥0,,2x-1>0,))⇒ eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-1≤x≤1,,x>0,))⇒0<x≤1.
2.已知函数y=f(x)的定义域是[-2,3],则函数y=f(2x-1)的定义域是( )
A.[-5,5]
B.[- eq \f(1,2),2]
C.[-2,3]
D.[ eq \f(1,2),2]
解析:函数y=f(x)的定义域是[-2,3],由-2≤2x-1≤3,解得- eq \f(1,2)≤x≤2,所以函数y=f(2x-1)的定义域是[- eq \f(1,2),2].
3.(2025·武汉模拟)已知函数f(2x+1)的定义域为[-1,1),则函数f(1-x)的定义域为________________.
答案:(-2,2] 解析:由函数f(2x+1)的定义域为[-1,1),则有2x+1∈[-1,3),所以函数f(x)的定义域是[-1,3),令-1≤1-x<3,解得-2<x≤2.故函数f(1-x)的定义域为(-2,2].
1.求具体函数的定义域的思路
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.
考点二 函数的解析式
[例1] (1)已知函数f(x)是一次函数,若f(f(x))=4x+8,则f(x)=____________________.
(2)已知f( eq \r(x)+1)=x-2 eq \r(x),则f(x)=____________.
(3)已知f(x)满足2f(x)+f( eq \f(1,x))=3x-1,则f(x)=________________.
答案:(1)-2x-8或2x+ eq \f(8,3) (2)x2-4x+3(x≥1) (3)2x- eq \f(1,x)- eq \f(1,3)(x≠0) 解析:(1)设函数f(x)=ax+b(a≠0),则f(f(x))=f(ax+b)=a(ax+b)+b=a2x+(a+1)b,又f(f(x))=4x+8,所以a2x+(a+1)b=4x+8,即 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2=4,,(a+1)b=8,))解得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=-2,,b=-8))或 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=2,,b=\f(8,3),))所以f(x)=-2x-8或f(x)=2x+ eq \f(8,3).
(2)方法一(换元法) 令t= eq \r(x)+1(t≥1),则x=(t-1)2,则f(t)=(t-1)2-2(t-1)=t2-4t+3,所以f(x)=x2-4x+3(x≥1).
方法二(配凑法) 因为f( eq \r(x)+1)=( eq \r(x)+1)2-4( eq \r(x)+1)+3,且 eq \r(x)+1≥1,所以f(x)=x2-4x+3(x≥1).
(3)在2f(x)+f( eq \f(1,x))=3x-1中,将x(x≠0)换成 eq \f(1,x),得2f( eq \f(1,x))+f(x)= eq \f(3,x)-1,由 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2f(x)+f(\f(1,x))=3x-1,,2f(\f(1,x))+f(x)=\f(3,x)-1,))消去f( eq \f(1,x))得f(x)=2x- eq \f(1,x)- eq \f(1,3)(x≠0).
函数解析式的求法
(1)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),得f(x)的表达式.
(2)待定系数法:若已知函数的类型(如一次函数、二次函数)可用待定系数法.
(3)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.
(4)方程思想:根据已知条件再构造出另外一个等式组成方程组,通过解方程组求出f(x).
训练1 若f( eq \f(1,x))= eq \f(x,1-x),则f(x)=________________.
答案: eq \f(1,x-1)(x≠0且x≠1) 解析:f(x)= eq \f(\f(1,x),1-\f(1,x))= eq \f(1,x-1)(x≠0且x≠1).
考点三 分段函数
考向1 分段函数求值问题
[例2] (1)已知函数f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1-x2,x≤1,,(x+2)(x-1),x>1,))则f( eq \f(1,f(2)))的值为( )
A. eq \f(8,9)
B. eq \f(15,16)
C.-15
D.18
(2)(2025·武汉模拟)已知f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\r(x),0≤x≤1,,2f(x-1),x>1,))则f( eq \f(5,4))=( )
A.2 B. eq \f(\r(5),2) C. eq \f(3,2)
D.1
解析:(1)f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1-x2,x≤1,,(x+2)(x-1),x>1,))
∴f(2)=(2+2)×(2-1)=4,∴f( eq \f(1,f(2)))=f( eq \f(1,4))=1-( eq \f(1,4))2= eq \f(15,16).
(2)函数f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\r(x),0≤x≤1,,2f(x-1),x>1,))所以f( eq \f(5,4))=2f( eq \f(1,4))=2 eq \r(\f(1,4))=1.
[变式探究] 本例变为:已知函数f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2x-3,x≥0,,-2x,x<0,))若f(m)=-1,则实数m的值为________________.
答案:1 解析:因为函数f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2x-3,x≥0,,-2x,x<0,))f(m)=-1,所以 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2m-3=-1,,m≥0))或 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-2m=-1,,m<0,))解得m=1.
考向2 分段函数与不等式(方程)
[例3] (2025·嘉兴模拟)设函数f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x2+2x,x≤0,,lg (x2+1),x>0,))若f(a)≥0,则实数a的取值范围是________________.
答案:(-∞,-2]∪[0,+∞) 解析:当a≤0时,f(a)=a2+2a,由f(a)≥0得a2+2a≥0,解得a≥0或a≤-2,又a≤0,所以得a=0或a≤-2;当a>0时,f(a)=lg (a2+1),由f(a)≥0得lg (a2+1)≥0,解得a∈R.又a>0,所以得a>0.综上可得,实数a的取值范围是(-∞,-2]∪[0,+∞).
分段函数问题的求解
(1)求值问题:先确定要求值的自变量属于哪一区间,然后代入对应的解析式求解.
(2)与方程、不等式的交汇问题:
要对不同定义区间进行分类讨论,最后注意检验结果是否适合相应的分段区间.
训练2 (1)已知函数f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2x,x<0,,a+3x,x≥0,))若f(f(1))=f(-1),则实数a的值为( )
A.- eq \f(17,8)
B.-4或- eq \f(17,8)
C.-4
D.不存在
解析:由题意知,f(1)=a+3,f(-1)= eq \f(1,2),即f(a+3)= eq \f(1,2).当a+3≥0,即a≥-3时,f(a+3)=a+3(a+3)=4a+9= eq \f(1,2),解得a=- eq \f(17,8),满足题意;当a+3<0,即a<-3时,f(a+3)=2a+3= eq \f(1,2),解得a=-4,满足题意.所以a=-4或a=- eq \f(17,8).
(2)已知函数f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x2+x,x≥0,,-3x,x<0.))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,+∞).
(3)(2024·北京东城二模)设函数f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1,|x|<1,,x2,|x|≥1,))则f(f( eq \f(1,2)))=________________,不等式f(x)<f(2x)的解集是________________.
答案:1 (-∞,- eq \f(1,2))∪( eq \f(1,2),+∞) 解析:由题意可知:f(f( eq \f(1,2)))=f(1)=1;因为f(x)<f(2x),当|2x|<1,即- eq \f(1,2)<x< eq \f(1,2)时,则|x|< eq \f(1,2)<1,可得1<1,不合题意;当 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(|2x|≥1,,|x|<1))即x∈(-1,- eq \f(1,2)]∪[ eq \f(1,2),1)时,可得1<(2x)2,解得x> eq \f(1,2)或x<- eq \f(1,2),所以x∈(-1,- eq \f(1,2))∪( eq \f(1,2),1);当|x|≥1,即x≥1或x≤-1时,则|2x|=2|x|≥2>1,可得x2<(2x)2=4x2,符合题意;综上所述,不等式f(x)<f(2x)的解集是(-∞,- eq \f(1,2))∪( eq \f(1,2),+∞).
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