内容正文:
第二章 函 数
§2 函 数
2.1 函数概念
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第1课时 函数概念(一)
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目
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课前案·自主学习
01
02
CONTENTS
03
课堂案·互动探究
课后案·学业评价
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课前案·自主学习
01
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导学 函数概念
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每一个
唯一确定
对应关系
y=f(x),x∈A
A
函数值
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课堂案·互动探究
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课后案·学业评价
03
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学业标准
素养目标
1.理解函数的概念,了解构成函数的要素.(难点)
2.能求简单函数的定义域、值域.(重点)
3.会判断两个函数是否为同一函数.
1.通过对函数概念的理解提升数学抽象等核心素养.
2.通过求函数的定义域、值域提升逻辑推理,数学运算等核心素养.
初中我们学习过哪些函数?你能说出函数描述了几个变量之间的关系?它们分别是什么变量?
[提示] 初中学过正比例函数,一次函数、反比例函数和二次函数;函数描述了两个变量之间的关系,一个是自变量,另一个是因变量.
因变量y与自变量x之间是怎样的依赖关系?
[提示] 因变量y随自变量x的变化而变化.
任何两个集合之间都可以建立函数关系吗?
[提示] 不一定.只有非空数集之间才能建立函数关系.
◎结论形成
函数的定义:给定实数集R中的两个非空数集A和B,如果存在一个对应关系f,使对于集合A中的________数x,在集合B中都有__________的数y与之对应,那么就把__________f叫作定义在集合A上的一个函数,记作_____________.其中集合___叫作函数的定义域,x叫作自变量,与x值对应的y值叫作_______,集合{f(x)|x∈A}叫作函数的值域.
[提醒] (1)集合A,B是非空数集,值域C⊆B.
(2)函数的定义中强调“三性”:任意性、存在性、唯一性.
(3)函数符号“y=f(x)”是数学符号之一,不表示y等于f与x的乘积,f(x)不一定是解析式,还可以是图象或表格,或其他的对应关系.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)“y=f(x)”表示的是“y等于f与x的乘积”.( )
(2)根据函数的定义,定义域中的任何一个x可以对应着值域中不同的y. ( )
(3)在函数的定义中,集合B是函数的值域.( )
(4)在研究函数时,除用符号f(x)外,还可用g(x),F(x),G(x)等来表示函数.( )
解析 (1)f(x)是一个符号,“y=f(x)”是“y是x的函数”的数学表示.
(2)根据函数的定义,对于定义域中的任何一个x,在值域中都有唯一的y与之对应.
(3)在函数的定义中,函数的值域是集合B的子集.
(4)同一个题中,为了区别不同的函数,常采用g(x),F(x),G(x)等来表示函数.
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√
2.函数y=x2-2x的定义域为{0,1,2,3},则其函数值不可能是( )
A.4
B.3
C.0
D.-1
解析 x=0时,y=0;x=1时,y=-1;x=2时,y=0;x=3时,y=3.
答案 A
3.已知f(x)=eq \f(x-1,x+1),则f(2)=( )
A.1
B.eq \f(1,2)
C.eq \f(1,3)
D.eq \f(1,4)
答案 C
4.(北京卷)函数f(x)=eq \f(1,x)+eq \r(1-x)的定义域是______________.
解析 依题意eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x≠0,,1-x≥0,))解得x∈(-∞,0)∪(0,1].
答案 (-∞,0)∪(0,1]
题型一 函数的概念 eq \a\vs4\al(自练悟通)
1.设M={x|-2≤x≤2},N={y|0≤y≤2},函数y=f(x)的定义域为M,值域为N,对于下列四个图象,不可作为函数y=f(x)的图象的是( )
解析 由函数定义可知,任意作一条直线x=a,则与函数的图象至多有一个交点,结合选项可知C中图象不表示y是x的函数.
答案 C
2.判断下列对应是不是从集合A到集合B的函数.
(1)A=N,B=N+,对应法则f:对集合A中的元素取绝对值与B中元素对应;
(2)A={-1,1,2,-2},B={1,4},对应法则f:x→y=x2,x∈A,y∈B;
(3)A={-1,1,2,-2},B={1,2,4},对应法则f:x→y=x2,x∈A,y∈B;
(4)A={三角形},B={x|x>0},对应法则f:对A中元素求面积与B中元素对应.
解析 (1)对于A中的元素0,在f的作用下得0,但0不属于B,即A中的元素0在B中没有元素与之对应,所以不是函数.
(2)对于A中的元素±1,在f的作用下与B中的1对应,A中的元素±2,在f的作用下与B中的4对应,所以满足A中的任一元素与B中唯一元素对应,是“多对一”的对应,故是函数.
(3)对于A中的任一元素,在对应关系f的作用下,B中都有唯一的元素与之对应,如±1对应1,±2对应4,所以是函数.
(4)集合A不是数集,故不是函数.
判断对应关系是否为函数的步骤
(1)判断A,B是否为非空数集.
(2)判断A中任一元素在B中是否有唯一的元素与之对应.满足上述两条,则该对应关系是函数关系.
题型二 求函数的定义域
(教材例2提升)求下列函数的定义域.
(1)y=3-eq \f(1,2)x;
(2)y=eq \f(x+10,\r(x+2));
(3)y=eq \f(\r(5-x),|x|-3);
(4)f(x)=eq \f(\r(x+1),\r(-x2-3x+4)).
[解析] (1)函数y=3-eq \f(1,2)x的定义域为R.
(2)由于0的零次幂无意义,故x+1≠0,即x≠-1.
又x+2>0,即x>-2,
所以函数y=eq \f(x+10,\r(x+2))的定义域为
{x|x>-2,且x≠-1}.
(3)要使函数有意义,自变量x的取值必须满足
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(5-x≥0,,|x|-3≠0,))解得x≤5,且x≠±3,所以函数y=eq \f(\r(5-x),|x|-3)的定义域为{x|x≤5,且x≠±3}.
(4)要使函数f(x)有意义,
则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x+1≥0,,-x2-3x+4>0,))
即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x≥-1,,x+4x-1<0,))
解不等式组得-1≤x<1.
因此函数f(x)的定义域为{x|-1≤x<1}.
[素养聚焦] 通过求函数的定义域,把数学运算等核心素养体现在解题过程中.
求函数定义域的步骤
[触类旁通]
1.求下列函数的定义域.
(1)f(x)=2x+3;
(2)f(x)=eq \r(x-1)·eq \r(4-x)+2;
(3)求函数y=eq \r(2x+3)-eq \f(1,\r(2-x2))+eq \f(1,x)的定义域.
解析 (1)函数f(x)=2x+3的定义域为R.
(2)要使函数有意义,需满足eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x-1≥0,,4-x≥0,))解得1≤x≤4.所以函数f(x)=eq \r(x-1)· eq \r(4-x)+2的定义域为{x|1≤x≤4}.
(3)要使函数有意义,当且仅当eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(2x+3≥0,,2-x2>0,,x≠0,))
解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x≥-\f(3,2),,-\r(2)<x<\r(2),,x≠0,))即-eq \r(2)<x<eq \r(2)且x≠0,
故所求函数的定义域为(-eq \r(2),0)∪(0,eq \r(2)).
题型三 函数对应关系的应用 eq \a\vs4\al(一题多变)
已知f(x)=eq \f(1,2-x)(x∈R,x≠2),g(x)=x+4(x∈R).
(1)求f(1),g(1)的值;
(2)求f(g(x)).
[解析] (1)f(1)=eq \f(1,2-1)=1,g(1)=1+4=5.
(2)f(g(x))=f(x+4)=eq \f(1,2-x+4)=eq \f(1,-2-x)=-eq \f(1,x+2)(x∈R,且x≠-2).
[母题变式]
1.(变结论)在本例条件下,求g(f(1))的值及f(2x+1)的表达式.
解析 g(f(1))=g(1)=1+4=5.
f(2x+1)=eq \f(1,2-2x+1)=-eq \f(1,2x-1)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x∈R且x≠\f(1,2))).
2.(变条件、变结论)若将本例g(x)的定义域改为{0,1,2,3},求g(x)的值.
解析 因为g(x)=x+4,x∈{0,1,2,3},
所以g(0)=4,g(1)=5,g(2)=6,g(3)=7.
所以g(x)的值为4,5,6,7.
函数求值的方法及关注点
(1)方法
①求f(a):已知f(x)的解析式时,只需用a替换解析式中的x即得f(a)的值.
②求f(g(a)):已知f(x)与g(x),求f(g(a))的值应遵循由里往外的原则.
(2)关注点
用来替换解析式中x的数a必须是函数定义域内的值,否则函数无意义.
[触类旁通]
2.已知函数f(x)=eq \f(3-x2,1+x2),g(x)=eq \f(1,x).
(1)求f(3),f(4),f(g(3))及f(g(4))的值;
(2)求f(g(x)),并证明f(x)+f(g(x))为常数.
解析 (1)f(3)=eq \f(3-32,1+32)=-eq \f(3,5),
f(4)=eq \f(3-42,1+42)=-eq \f(13,17),
f(g(3))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))=eq \f(3-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))2,1+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))2)=eq \f(13,5),
f(g(4))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))=eq \f(3-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))2,1+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))2)=eq \f(47,17).
(2)因为f(x)=eq \f(3-x2,1+x2),则
f(g(x))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x)))=eq \f(3-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x)))2,1+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x)))2)=eq \f(3x2-1,x2+1),
所以f(x)+f(g(x))=eq \f(3-x2,1+x2)+eq \f(3x2-1,x2+1)=eq \f(3-x2+3x2-1,1+x2)=eq \f(21+x2,1+x2)=2,为常数.
[缜密思维提能区] 易错辨析
因代数式变形不等价而致错
[典例] 求函数y=eq \f(x2-x-2,x2+x-6)的定义域.
[错解] 因为y=eq \f(x-2x+1,x-2x+3))=eq \f(x+1,x+3),要使函数有意义,则x≠-3.
故函数的定义域为{x|x≠-3}.
[正解] 要使函数有意义,必须使x2+x-6≠0,
即(x-2)(x+3)≠0,所以x-2≠0且x+3≠0,
即x≠2且x≠-3.
故所求函数的定义域为{x|x≠2,且x≠-3}.
[纠错心得] (1)求函数的定义域时,不可对原表达式化简变形.
(2)注意思维的全面性,定义域常从被开方数是否有意义,分母是否为零等角度列不等式(组)求解.
知识落实
技法强化
1.函数的概念.
2.定义域,函数值.
1.函数的判定要注意y的值“存在且唯一”是关键.
2.求定义域时,x的值使函数的表达式每一部分都有意义,考虑要全面;对于实际问题要具体问题具体分析.
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