内容正文:
第09讲 函数的概念及其表示
【人教A版】
模块一
函数的概念
1.函数的概念
(1)一般地,设A,B是非空的实数集,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中都有唯一确定的数y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(function),记作y=f(x),x∈A.
(2)函数的四个特征:
①非空性:A,B必须为非空数集,定义域或值域为空集的函数是不存在的.
②任意性:即定义域中的每一个元素都有函数值.
③单值性:每一个自变量有且仅有唯一的函数值与之对应.
④方向性:函数是一个从定义域到值域的对应关系,如果改变这个对应方向,那么新的对应所确定
的关系就不一定是函数关系.
2.函数的三要素
(1)定义域:函数的定义域是自变量的取值范围.
(2)值域:与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域(range).
(3)对应关系:对应关系f是函数的核心,它是对自变量x实施“对应操作”的“程序”或者“方法”.
3.求给定解析式的函数定义域的方法
求给定解析式的函数的定义域,其实质就是以函数解析式中所含式子(运算)有意义为准则,列出不等式或不等式组求解;对于实际问题,定义域应使实际问题有意义.
4.求抽象函数定义域的方法
(1)若已知函数f(x)的定义域为[a,b],则复合函数f[g(x)]的定义域可由不等式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.
5.求函数值域的一般方法
(1)分离常数法;
(2)配方法;
(3)不等式法;
(4)单调性法;
(5)换元法;
(6)数形结合法.
【题型1 函数关系的判断】
【例1】(25-26高一上·河南郑州·阶段练习)下列从集合到集合的对应关系中,是的函数的是( )
A.,对应关系
B.,对应关系
C.,对应关系
D.,对应关系
【变式1.1】(24-25高一上·山东潍坊·期中)已知集合,,若,,则下列对应关系为上的一个函数的是( )
A. B. C. D.
【变式1.2】(25-26高一上·北京·阶段练习)下列图形可以表示函数图象的是( )
A. B.
C. D.
【变式1.3】(24-25高一上·湖北武汉·阶段练习)集合,下列不能表示从A到B的函数的是( )
A. B.
C. D.
【题型2 具体函数的定义域】
【例2】(25-26高一上·北京·阶段练习)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【变式2.1】(25-26高一上·陕西西安·阶段练习)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【变式2.2】(24-25高三下·云南昭通·期中)函数的定义域为( )
A.或 B.或
C. D.
【变式2.3】(25-26高一上·全国·课前预习)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【题型3 抽象、复合函数的定义域】
【例3】(25-26高一上·四川成都·阶段练习)若函数的定义域是,则函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【变式3.1】(25-26高一上·四川南充·阶段练习)已知函数的定义域是,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【变式3.2】(24-25高二下·吉林·期末)已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【变式3.3】(24-25高一上·陕西咸阳·期中)已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【题型4 求函数的值域】
【例4】(24-25高一上·江苏苏州·期中)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【变式4.1】(24-25高一上·浙江·阶段练习)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【变式4.2】(24-25高一上·浙江·期中)已知函数,则该函数的值域是( )
A. B. C. D.
【变式4.3】(24-25高一上·江西南昌·期中)已知函数,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
【题型5 由函数的定义域或值域求参数】
【例5】(24-25高一上·四川成都·期中)函数的定义域为,则( )
A.2 B.-2 C.-1 D.1
【变式5.1】(24-25高一上·北京·阶段练习)已知函数在上的值域为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式5.2】(24-25高一上·江西赣州·期中)已知函数.
(1)若的定义域为,求的取值范围;
(2)若的值域为,求的取值范围.
【变式5.3】(24-25高三上·天津河西·期中)已知函数.
(1)当时,求的值域;
(2)若的定义域为,求实数的值;
(3)若的定义域为,求实数的取值范围.
【题型6 求函数值或由函数值求参】
【例6】(24-25高二下·河南商丘·期末)已知,则( )
A.31 B.17 C.15 D.7
【变式6.1】(24-25高二下·江西宜春·阶段练习)已知函数的定义域为R,且,若,则( )
A.-2024 B.-2023 C.4049 D.4050
【变式6.2】(24-25高一上·安徽亳州·阶段练习)已知函数,
(1)当时,求的值;
(2)当时,求x的值.
【变式6.3】(24-25高一上·江苏镇江·阶段练习)已知数.
(1)求函数的定义域
(2)求;
(3)已知,求的值.
模块二
函数的相等
1.函数的相等
同一函数:只有当两个函数的定义域和对应关系都分别相同时,这两个函数才相等,即是同一个函数.
2.区间的概念
设a,b是两个实数,而且a<b.我们规定:
(1)满足不等式的实数x的集合叫做闭区间,表示为[a,b];
(2)满足不等式a<x<b的实数x的集合叫做开区间,表示为(a,b);
(3)满足不等式或的实数x的集合叫做半开半闭区间,分别表示为[a,b),(a,b].
这里的实数a与b都叫做相应区间的端点.
【题型7 判断两个函数是否相等】
【例7】(25-26高一上·山东·阶段练习)下列各选项中的两个函数为同一函数的是( )
A.和
B.和
C.和
D.和
【变式7.1】(25-26高一上·辽宁朝阳·开学考试)下列两个函数是相同函数的有( )
A.与
B.与
C.
D.与
【变式7.2】(25-26高三上·海南省直辖县级单位·阶段练习)下列各组函数是同一个函数的是( )
A.与 B.与
C.与 D.,
【变式7.3】(25-26高一上·甘肃天水·阶段练习)下面各组函数中表示同一个函数的是( )
A. B.
C. D.
模块三
函数的表示法
1.函数的表示法
函数的三种表示法:解析法、列表法和图象法.
(1)解析法:就是用数学表达式表示两个变量之间的对应关系;
(2)列表法:就是列出表格来表示两个变量之间的对应关系;
(3)图象法:就是用图象表示两个变量之间的对应关系.
2.抽象函数与复合函数
(1)抽象函数的概念:没有给出具体解析式的函数,称为抽象函数.
(2)复合函数的概念:若函数y=f(t)的定义域为A,函数t=g(x)的定义域为D,值域为C,则当CA时,称函数y=f(g(x))为f(t)与g(x)在D上的复合函数,其中t叫做中间变量,t=g(x)叫做内层函数,y=f(t)叫做外层函数.
【题型8 函数的表示法】
【例8】(24-25高一上·北京·期中)某学校要召开学生代表大会,规定各班每10人推选1名代表,当各班人数除以10的余数大于5时再增选1名代表.那么各班可推选的代表人数与该班人数之间的函数关系用取整函数(表示不大于的最大整数)可以表示为( )
A. B. C. D.
【变式8.1】(24-25高一上·内蒙古包头·期末)我离开家不久,发现自己把作业本忘在家里了,于是返回家里找到了作业本再上学.下列哪一个图象与这件事吻合得最好?( )
A. B.
C. D.
【变式8.2】(24-25高三上·江苏南通·开学考试)已知函数,则( )
A. B.
C. D.
【变式8.3】(25-26高一上·全国·课前预习)根据列表中的数据选择合适的模型,则( )
1
2
3
4
5
2
0
A. B.
C. D.
【题型9 函数解析式的求解】
【例9】(24-25高一上·福建福州·期中)若函数是二次函数,满足,则=( )
A. B. C. D.
【变式9.1】(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)已知,则函数的解析式为( )
A. B.
C. D.
【变式9.2】(25-26高一上·全国·课堂例题)求下列函数的解析式
(1)已知是一次函数,且,求的解析式;
(2)已知是二次函数,且满足.
【变式9.3】(25-26高一上·全国·课堂例题)求下列函数的解析式.
(1)已知,求;
(2)已知,求;
(3)已知,求.
【题型10 分段函数及其应用】
【例10】(24-25高一上·吉林·阶段练习)已知函数,则( )
A. B.4 C. D.8
【变式10.1】(24-25高一上·全国·课后作业)已知函数若,则( )
A. B. C.1 D.4
【变式10.2】(24-25高一上·广东惠州·期中)已知函数.
(1)求,,的值;
(2)若,求的值;
(3)作出函数的大致图象,并求时,的值域.
【变式10.3】(25-26高一上·内蒙古赤峰·阶段练习)已知函数
(1)画出函数的图象;
(2)求函数的定义域及值域;
(3)若,求的值;
(4)求的值.
一、单选题
1.(25-26高一上·浙江·阶段练习)设集合,则下列图象能表示从集合到集合的函数关系的有( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高一上·浙江·阶段练习)已知函数的定义域是,则函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一上·山东淄博·阶段练习)设函数,若,则( )
A.或2 B.或3 C.2 D.或2或3
4.(2025高一·全国·专题练习)下列函数中,值域是的是( )
A. B.()
C.() D.
5.(24-25高一上·四川广安·开学考试)清代诗人高鼎在《村居》中写道:“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”.在儿童从学校放学回到家,再到田野这段时间内,下列图象中能大致刻画儿童离家距离与时间关系的是( )
A. B.
C. D.
6.(25-26高一上·四川成都·阶段练习)下面各组函数中是同一函数的是( )
A.,
B.与
C.,
D.与
7.(25-26高一上·湖北武汉·阶段练习)已知函数,则( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高二下·江苏淮安·阶段练习)若函数,满足,且,则( )
A.5 B.6 C.7 D.8
二、多选题
9.(24-25高一上·河南郑州·期中)下列图形中是以x为自变量,y为因变量的函数的图象是( )
A. B.
C. D.
10.(25-26高一上·黑龙江牡丹江·阶段练习)下列各组函数表示同一个函数的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
11.(25-26高一上·广东佛山·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.已知,则
B.已知,则
C.已知一次函数满足,则
D.定义在R上的函数满足,则
三、填空题
12.(25-26高一上·广东东莞·阶段练习)函数的定义域是 .
13.(24-25高二下·广西南宁·期末)若,则函数的值域为 .
14.(25-26高一上·四川绵阳·阶段练习)已知函数,则不等式的解集为 .
四、解答题
15.(24-25高一上·广西玉林·期中)根据以下要求求取定义域与值域
(1)已知的定义域为,求的定义域.
(2)求下列函数的值域
①;
②;
③;
16.(24-25高一·江苏·课后作业)试判断下列各组函数是否表示同一个函数.
(1)与;
(2)与;
(3)与 ;
(4),与,.
17.(25-26高一上·山东泰安·阶段练习)求下列函数的解析式.
(1)已知,求;
(2)已知为二次函数,且,求.
18.(25-26高一上·黑龙江牡丹江·阶段练习)已知
(1)求的值;
(2)若,求的值;
(3)解不等式.
19.(2025高三下·浙江·学业考试)如果一个函数的值域与其定义域相同,则称该函数为“同域函数”.已知函数的定义域为且.
(Ⅰ)若,,求的定义域;
(Ⅱ)当时,若为“同域函数”,求实数的值;
(Ⅲ)若存在实数且,使得为“同域函数”,求实数的取值范围.
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第09讲 函数的概念及其表示
【人教A版】
模块一
函数的概念
1.函数的概念
(1)一般地,设A,B是非空的实数集,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中都有唯一确定的数y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(function),记作y=f(x),x∈A.
(2)函数的四个特征:
①非空性:A,B必须为非空数集,定义域或值域为空集的函数是不存在的.
②任意性:即定义域中的每一个元素都有函数值.
③单值性:每一个自变量有且仅有唯一的函数值与之对应.
④方向性:函数是一个从定义域到值域的对应关系,如果改变这个对应方向,那么新的对应所确定
的关系就不一定是函数关系.
2.函数的三要素
(1)定义域:函数的定义域是自变量的取值范围.
(2)值域:与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域(range).
(3)对应关系:对应关系f是函数的核心,它是对自变量x实施“对应操作”的“程序”或者“方法”.
3.求给定解析式的函数定义域的方法
求给定解析式的函数的定义域,其实质就是以函数解析式中所含式子(运算)有意义为准则,列出不等式或不等式组求解;对于实际问题,定义域应使实际问题有意义.
4.求抽象函数定义域的方法
(1)若已知函数f(x)的定义域为[a,b],则复合函数f[g(x)]的定义域可由不等式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.
5.求函数值域的一般方法
(1)分离常数法;
(2)配方法;
(3)不等式法;
(4)单调性法;
(5)换元法;
(6)数形结合法.
【题型1 函数关系的判断】
【例1】(25-26高一上·河南郑州·阶段练习)下列从集合到集合的对应关系中,是的函数的是( )
A.,对应关系
B.,对应关系
C.,对应关系
D.,对应关系
【答案】C
【解题思路】根据函数的定义逐一判断即可.
【解答过程】对于A,因为,但是没有意义,0在中无对应的元素,A不符合题意;
对于B,因为对于任意一个实数,当时,无意义,B不符合题意;
对于C,任意一个实数,,因此同时满足任意性和唯一性,C符合题意;
对于D,当时,,不满足函数值的唯一性,D不符合题意.
故选:C.
【变式1.1】(24-25高一上·山东潍坊·期中)已知集合,,若,,则下列对应关系为上的一个函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】依题意,A中的任意一个数,通过对应关系在B中都有唯一的数与之对应,据此逐项检验即可.
【解答过程】由函数的定义可知,要使应关系能构成从A到B的函数,
须满足:对集合A中的任意一个数,通过对应关系在集合B中都有唯一的数与之对应,
对于A选项,当时,,故不能构成函数;
对于B选项,当时,,故不能构成函数;
对于C选项,当时,,故不能构成函数;
对于D选项,集合A中的任意一个数,通过对应关系在集合B中都有唯一的数与之对应,故能构成函数.
故选:D.
【变式1.2】(25-26高一上·北京·阶段练习)下列图形可以表示函数图象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】根据函数概念一个只能对应一个,逐项判断即可.
【解答过程】由图象可知C符合,ABD都出现一个对应多个的情况,
所以C对,ABD错误.
故选:C.
【变式1.3】(24-25高一上·湖北武汉·阶段练习)集合,下列不能表示从A到B的函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】ABD选项,求出值域均为集合的子集,且对每一个,有唯一确定的与其对应;C选项,求出值域不是集合的子集,故C不能表示从A到B的函数.
【解答过程】A选项,,当时,,
且对每一个,有唯一确定的与其对应,故A能表示从A到B的函数;
B选项,,当时,,
且对每一个,有唯一确定的与其对应,故B能表示从A到B的函数;
C选项,,当时,,故C不能表示从A到B的函数;
D选项,,当时,,
且对每一个,有唯一确定的与其对应,故D能表示从A到B的函数;
故选:C.
【题型2 具体函数的定义域】
【例2】(25-26高一上·北京·阶段练习)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】根据条件列不等式组求函数定义域.
【解答过程】要使函数有意义,则 且.
所以所求函数的定义域为.
故选:C.
【变式2.1】(25-26高一上·陕西西安·阶段练习)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】利用给定函数有意义,列出不等式组求出定义域.
【解答过程】由函数有意义,得,解得或,
所以所求定义域为.
故选:B.
【变式2.2】(24-25高三下·云南昭通·期中)函数的定义域为( )
A.或 B.或
C. D.
【答案】C
【解题思路】根据二次根号下非负结合分式不等式的解法可求函数的定义域.
【解答过程】由,可得,
即,解得,
即函数的定义域为,
故选:C.
【变式2.3】(25-26高一上·全国·课前预习)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】根据函数有意义,列出不等式组即可.
【解答过程】由题可得且,则且,
故函数的定义域为.
故选:B.
【题型3 抽象、复合函数的定义域】
【例3】(25-26高一上·四川成都·阶段练习)若函数的定义域是,则函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】首先根据抽象函数定义域问题得的定义域为,再结合,解出即可.
【解答过程】因为,则,
则的定义域为,则,解得,
则函数的定义域为.
故选:B.
【变式3.1】(25-26高一上·四川南充·阶段练习)已知函数的定义域是,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】根据的定义域,求出的定义域,再据此确定的定义域.
【解答过程】已知函数的定义域为,,
则的取值范围为,即的定义域为.
对于函数,由 ,
因此,函数的定义域为.
故选:D.
【变式3.2】(24-25高二下·吉林·期末)已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】先求出的定义域,再结合,从而可求解.
【解答过程】由函数的定义域为,
有意义,则得,解得,
有意义,需满足且,即且,
所以函数的定义域为.
故选:B.
【变式3.3】(24-25高一上·陕西咸阳·期中)已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】根据给定条件,利用抽象函数的定义域,结合复合函数定义域列式求解即得.
【解答过程】由函数的定义域为,得,则,
即的定义域为,在函数中,由,解得,
所以所求函数的定义域为.
故选:A.
【题型4 求函数的值域】
【例4】(24-25高一上·江苏苏州·期中)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】令,,可得,利用函数单调性求值域.
【解答过程】令,,则,
所以函数,函数在上单调递增,
时,有最小值,
所以函数的值域为.
故选:C.
【变式4.1】(24-25高一上·浙江·阶段练习)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】分离参数后,利用二次函数的性质求解最值,即可结合不等式的性质求解.
【解答过程】由可得,
由于函数,所以,
故,
故选:B.
【变式4.2】(24-25高一上·浙江·期中)已知函数,则该函数的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】首先求出函数的定义域,令,将两边平方,求出取值范围,再由,即可求出的取值范围.
【解答过程】令,则,解得,
所以函数的定义域为,
则,因为,所以,
所以,则,所以,
显然,所以,即该函数的值域为.
故选:D.
【变式4.3】(24-25高一上·江西南昌·期中)已知函数,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】利用换元法及二次函数的性质计算可得.
【解答过程】令,则,,
则,
令,,
则,所以函数的值域为.
故选:B.
【题型5 由函数的定义域或值域求参数】
【例5】(24-25高一上·四川成都·期中)函数的定义域为,则( )
A.2 B.-2 C.-1 D.1
【答案】A
【解题思路】根据定义域知不等式的解集,再由不等式解集得出对应方程的根,即可得解.
【解答过程】因为的定义域为,
所以的解集为,
得 ,解得,,故.
故选:A.
【变式5.1】(24-25高一上·北京·阶段练习)已知函数在上的值域为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】令,求出相应的的值,即可画出的图象,数形结合求出的最值,即可得解.
【解答过程】由,即,解得或,
所以,
当时,,所以,
当时,令,即,解得,,
则的图象如下所示:
因为函数在上的值域为,
当,(或,)时取得最小值,
即;
当,时取得最大值,
即;
所以的取值范围是.
故选:D.
【变式5.2】(24-25高一上·江西赣州·期中)已知函数.
(1)若的定义域为,求的取值范围;
(2)若的值域为,求的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【解题思路】(1)由定义域为即可知不等式对恒成立,对进行分类讨论即可;
(2)由的值域为可知函数的值域包括,限定的取值即可求得结果.
【解答过程】(1)因为的定义域为,
所以对恒成立.
当时,不恒成立,不合题意.
当时,由题意可得,
解得.
综上可知的取值范固为.
(2)设函数的值域为.
因为的值域为,所以.
当时,的值域为,满足题意.
当时,由题意知,解得.
故的取值范围为.
【变式5.3】(24-25高三上·天津河西·期中)已知函数.
(1)当时,求的值域;
(2)若的定义域为,求实数的值;
(3)若的定义域为,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)2
(3).
【解题思路】(1)配方求解值域;
(2)得到-2和1是方程的两个根,由韦达定理求解;
(3)考虑,和时,结合开口方向和根的判别式得到不等式,求出实数的取值范围.
【解答过程】(1)当时,,
所以的值域为.
(2)因为的定义域为,
所以-2和1是方程的两个根,
故,解得,检验符合,故,.
(3)当时,,定义域为,符合题意;
当时,,定义域不为,不符合题意;
当时,由题意,在上恒成立,
令,解得,
综上所述,实数的取值范围.
【题型6 求函数值或由函数值求参】
【例6】(24-25高二下·河南商丘·期末)已知,则( )
A.31 B.17 C.15 D.7
【答案】A
【解题思路】令,求出,然后代入解析式中即可求出的值.
【解答过程】令,则,
得.
故选:A.
【变式6.1】(24-25高二下·江西宜春·阶段练习)已知函数的定义域为R,且,若,则( )
A.-2024 B.-2023 C.4049 D.4050
【答案】B
【解题思路】令可得,利用即可求解.
【解答过程】令,可得,即,
所以
.
故选:B.
【变式6.2】(24-25高一上·安徽亳州·阶段练习)已知函数,
(1)当时,求的值;
(2)当时,求x的值.
【答案】(1)
(2)2
【解题思路】(1)直接代入计算函数值即可;
(2)由函数值建立方程计算即可.
【解答过程】(1)将代入解析式有:;
(2)由题意可知
即 .
【变式6.3】(24-25高一上·江苏镇江·阶段练习)已知数.
(1)求函数的定义域
(2)求;
(3)已知,求的值.
【答案】(1)或
(2),
(3)
【解题思路】(1)根据函数定义域的求法求得正确答案.
(2)根据函数的解析式求得正确答案.
(3)根据已知条件解方程来求得.
【解答过程】(1)由解析式知:,可得且,
故定义域为或,
(2),
.
(3)由,,
所以,显然在定义域内,
所以.
模块二
函数的相等
1.函数的相等
同一函数:只有当两个函数的定义域和对应关系都分别相同时,这两个函数才相等,即是同一个函数.
2.区间的概念
设a,b是两个实数,而且a<b.我们规定:
(1)满足不等式的实数x的集合叫做闭区间,表示为[a,b];
(2)满足不等式a<x<b的实数x的集合叫做开区间,表示为(a,b);
(3)满足不等式或的实数x的集合叫做半开半闭区间,分别表示为[a,b),(a,b].
这里的实数a与b都叫做相应区间的端点.
【题型7 判断两个函数是否相等】
【例7】(25-26高一上·山东·阶段练习)下列各选项中的两个函数为同一函数的是( )
A.和
B.和
C.和
D.和
【答案】B
【解题思路】利用函数三要素:定义域,对应关系,值域,可判断.
【解答过程】对于选项 A:的定义域为,而的定义域为 ,
因两函数定义域不同,故不是同一函数,故A错误;
对于选项 B:,由,得 ,故定义域为 则(当 ),
而,显然函数定义域为 ,则,
因两函数的定义域均为 ,且对任意 ,均有 .
故两函数是同一函数,即B正确;
对于选项 C:,由 ,得 或 ,即 定义域为 ,
而,由 且 ,可得 ,即 定义域为 ,
两函数定义域不同,故不是同一函数,即C错误;
对于选项 D:,由 ,得 ,即定义域为 ,
而的定义域为,即两函数的定义域不同,故不是同一函数,即D错误.
故选:B.
【变式7.1】(25-26高一上·辽宁朝阳·开学考试)下列两个函数是相同函数的有( )
A.与
B.与
C.
D.与
【答案】D
【解题思路】根据相同函数须定义域、值域、对应关系均相同,逐项判断即可.
【解答过程】对于选项的定义域为的定义域为,
两函数定义域不相同,故不是相同函数,故A错误;
对于选项的定义域是,定义域不R .
两函数定义域不相同,故不是相同函数,故B错误;
对于选项的对应关系不同,
且的值域是由不小于的奇数组成的集合,的值域为不小于1的奇数组成的集合.
故不是相同函数,故C错误;
对于选项,函数的定义域、对应关系均相同,
所以两函数是相同函数,故D正确.
故选:D.
【变式7.2】(25-26高三上·海南省直辖县级单位·阶段练习)下列各组函数是同一个函数的是( )
A.与 B.与
C.与 D.,
【答案】D
【解题思路】函数相等的充要条件是对应法则、定义域相同,由此逐一判断各个选项即可得解.
【解答过程】对于选项A:由函数可得,解得,
可知函数的定义域为;
由函数可得,解得,
可知函数的定义域为;
两个函数的定义域不同,因此不是同一个函数,故A错误.
对于选项B:函数的定义域为,函数的定义域为,
两个函数的定义域不同,因此不是同一个函数,故B错误.
对于选项C:函数的定义域为,
函数的定义域为,
两个函数的定义域不同,因此不是同一个函数,故C错误.
对于选项D:函数、的定义域均为,
且,可知定义域与对应法则均相同,因此是同一个函数,故D正确.
故选:D.
【变式7.3】(25-26高一上·甘肃天水·阶段练习)下面各组函数中表示同一个函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】求出两个函数定义域以及化简对应关系.若两个函数定义域相同且对应关系相同,则这两个函数相同,进而判断答案.
【解答过程】对于选项A:因为的定义域为R,的定义域为,
即函数定义域不相同,所以函数不是同一个函数,故A错误;
对于选项B:和的定义域均为R,
且,即函数的对应关系相同,
所以函数是同一个函数,故B正确;
对于选项C:的定义域为,的定义域为R,
即函数定义域不相同,所以函数不是同一个函数,故C错误;
对于选项D:的定义域为,的定义域为R,
所以函数不是同一个函数,故D错误;
故选:B.
模块三
函数的表示法
1.函数的表示法
函数的三种表示法:解析法、列表法和图象法.
(1)解析法:就是用数学表达式表示两个变量之间的对应关系;
(2)列表法:就是列出表格来表示两个变量之间的对应关系;
(3)图象法:就是用图象表示两个变量之间的对应关系.
2.抽象函数与复合函数
(1)抽象函数的概念:没有给出具体解析式的函数,称为抽象函数.
(2)复合函数的概念:若函数y=f(t)的定义域为A,函数t=g(x)的定义域为D,值域为C,则当CA时,称函数y=f(g(x))为f(t)与g(x)在D上的复合函数,其中t叫做中间变量,t=g(x)叫做内层函数,y=f(t)叫做外层函数.
【题型8 函数的表示法】
【例8】(24-25高一上·北京·期中)某学校要召开学生代表大会,规定各班每10人推选1名代表,当各班人数除以10的余数大于5时再增选1名代表.那么各班可推选的代表人数与该班人数之间的函数关系用取整函数(表示不大于的最大整数)可以表示为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】可分余数为和两种情况分别表示出班级人数和代表人数关系式,再推理即可判断得答案.
【解答过程】设各班人数除以10的余数为,
当时,,,,
;
当时,,,,
,
所以所求的函数关系为.
故选:B.
【变式8.1】(24-25高一上·内蒙古包头·期末)我离开家不久,发现自己把作业本忘在家里了,于是返回家里找到了作业本再上学.下列哪一个图象与这件事吻合得最好?( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解题思路】根据给定条件,由实际背景出发确定图象的特征即可得解.
【解答过程】中途返回家中,则离开家的距离先增大,后减小至0,到家找作业本,再离开家到学校,选项D吻合最好.
故选:D.
【变式8.2】(24-25高三上·江苏南通·开学考试)已知函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】根据解析式代入验证即可.
【解答过程】因为,而,
所以.
故选:C.
【变式8.3】(25-26高一上·全国·课前预习)根据列表中的数据选择合适的模型,则( )
1
2
3
4
5
2
0
A. B.
C. D.
【答案】D
【解题思路】观察表格数据,检验选项中解析式即可得解.
【解答过程】A项:,A错误;
B项:,B错误;
C项:,C错误;
D项: 满足表中的数据,D正确.
故选:D.
【题型9 函数解析式的求解】
【例9】(24-25高一上·福建福州·期中)若函数是二次函数,满足,则=( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】利用待定系数法,由题意建立方程组,可得答案.
【解答过程】设(),由,则,
由,则,
整理可得,则,解得,
所以.
故选:B.
【变式9.1】(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)已知,则函数的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】利用换元法求出,进而求出.
【解答过程】令,则,,
所以.
故选:C.
【变式9.2】(25-26高一上·全国·课堂例题)求下列函数的解析式
(1)已知是一次函数,且,求的解析式;
(2)已知是二次函数,且满足.
【答案】(1)或
(2)
【解题思路】(1)根据题意,由待定系数法代入计算,即可得到结果;
(2)利用待定系数法,即可求得答案.
【解答过程】(1)设,则,
,解得,或,
或.
(2)由题意设,
因为,所以,
因为,
所以,
所以,
所以,得,
所以.
【变式9.3】(25-26高一上·全国·课堂例题)求下列函数的解析式.
(1)已知,求;
(2)已知,求;
(3)已知,求.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解题思路】(1)利用换元法,结合已知函数解析式,即可求得;
(2)利用配凑法,结合已知函数解析式,即可求得;
(3)用替换的,得到,与原式组成方程组,解方程组即可得到的解析式.
【解答过程】(1)令,则,
于是有,
所以.
(2)函数,又的值域为,
.
(3)∵,
∴用替换上式中的,得到,
解方程组,得.
【题型10 分段函数及其应用】
【例10】(24-25高一上·吉林·阶段练习)已知函数,则( )
A. B.4 C. D.8
【答案】D
【解题思路】将自变量的值代入函数解析式,求值即可得到答案.
【解答过程】,所以,
故选:D.
【变式10.1】(24-25高一上·全国·课后作业)已知函数若,则( )
A. B. C.1 D.4
【答案】B
【解题思路】分、两种情况讨论,结合可得出关于实数的等式,即可解得实数的值
【解答过程】当时,,当时,,
因为,所以,即,所以,
所以,即,解得.
故选:.
【变式10.2】(24-25高一上·广东惠州·期中)已知函数.
(1)求,,的值;
(2)若,求的值;
(3)作出函数的大致图象,并求时,的值域.
【答案】(1),,
(2)或1或
(3)图象见解析,
【解题思路】(1)根据分段函数解析式计算可得;
(2)根据分段函数解析式,分类讨论,分别计算可得;
(3)根据函数解析式,可作出函数图象,根据函数解析式易求时,的值域.
【解答过程】(1)因为,
所以,,
.
(2)当时,,∴;
当时,,∴;
当时,,∴或(舍).
综上所述,m的值为或1或.
(3)函数的图象,如图所示:
当,,
当,,
综上所述:结合图象可得的值域为.
【变式10.3】(25-26高一上·内蒙古赤峰·阶段练习)已知函数
(1)画出函数的图象;
(2)求函数的定义域及值域;
(3)若,求的值;
(4)求的值.
【答案】(1)图象见解析
(2)定义域为,值域为
(3)或
(4)
【解题思路】(1)根据函数解析式画出函数图象;
(2)由解析式得到定义域,结合图象求出值域;
(3)由解析式分段计算;
(4)根据解析式由内到外依次计算即可.
【解答过程】(1)因为,所以函数的图象如下所示:
(2)因为,所以的定义域为,
由的图象可知,当时取得最大值,即,
所以的值域为;
(3)因为,
令,则或或,
解得或或,
综上可得所对应的的值为或.
(4)因为,
所以,则,,
所以.
一、单选题
1.(25-26高一上·浙江·阶段练习)设集合,则下列图象能表示从集合到集合的函数关系的有( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】根据函数关系的定义逐个判断即可.
【解答过程】A选项,集合P中的这部分在集合Q中没有元素对应,故A选项错误;
B选项,,均存在唯一与其对应,故B选项正确;
C选项,存在集合P中一个元素对应集合Q中的两个元素,故C选项错误;
D选项,集合P中的元素2对应了集合Q中的两个元素,故D选项错误;
故选:B.
2.(25-26高一上·浙江·阶段练习)已知函数的定义域是,则函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】利用函数有意义,结合抽象函数的定义列不等式式求出定义域.
【解答过程】由函数的定义域是及有意义,
得,解得,且,
所以函数的定义域为.
故选:C.
3.(25-26高一上·山东淄博·阶段练习)设函数,若,则( )
A.或2 B.或3 C.2 D.或2或3
【答案】A
【解题思路】由分段函数列方程直接求解即可.
【解答过程】因为函数,由,
所以或,解得:或.
故选:A.
4.(2025高一·全国·专题练习)下列函数中,值域是的是( )
A. B.()
C.() D.
【答案】D
【解题思路】分别求出各函数的值域即可.
【解答过程】因为,所以函数值域为,故A错误;
因为时,,故B错误;
因为时,函数的值域为集合,不是区间.故C错误;
因为,所以函数的值域为,故D正确.
故选:D.
5.(24-25高一上·四川广安·开学考试)清代诗人高鼎在《村居》中写道:“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”.在儿童从学校放学回到家,再到田野这段时间内,下列图象中能大致刻画儿童离家距离与时间关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】根据条件描述得离家距离是先减少后增加,则得到答案.
【解答过程】因为横坐标为时间,纵坐标为离家距离,
条件描述为儿童从学校放学回到家,再到田野这段时间内,
则离家距离是先减少后增加,故C正确.
故选:C.
6.(25-26高一上·四川成都·阶段练习)下面各组函数中是同一函数的是( )
A.,
B.与
C.,
D.与
【答案】B
【解题思路】结合同一函数的概念逐项判断即得.
【解答过程】对于A,函数,
所以两函数对应关系不同,故A错误;
对于B,函数和函数的定义域均为,且函数,
两函数定义域和对应法则均相同,故B正确;
对于C,两函数对应关系不同,故C错误;
对于D,函数的定义域为,函数的定义域为,
两函数定义域不同,故D错误;
故选:B.
7.(25-26高一上·湖北武汉·阶段练习)已知函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】换元法求解析式.
【解答过程】设,则,,
所以,
所以,
故选:B.
8.(24-25高二下·江苏淮安·阶段练习)若函数,满足,且,则( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】D
【解题思路】应用赋值法及方程组法计算求解.
【解答过程】令可得,所以;
令可得;
令可得,
所以,
所以,
令可得,所以,
所以.
故选:D.
二、多选题
9.(24-25高一上·河南郑州·期中)下列图形中是以x为自变量,y为因变量的函数的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解题思路】根据函数定义,结合函数图象的性质逐一判断即可.
【解答过程】由函数的定义可知,只有选项C中,当时,有二个函数值与对应,不符合函数定义,
故选:ABD.
10.(25-26高一上·黑龙江牡丹江·阶段练习)下列各组函数表示同一个函数的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【答案】BD
【解题思路】分别分析每个选项中函数的定义域和对应关系式是否相同即可.
【解答过程】对于A,函数的定义域为,而的定义域为,故A错误;
对于B,函数的定义域为,而的定义域为,
且,故B正确;
对于C,函数的定义域为,而的定义域为,故C错误;
对于D,函数的定义域为,而的定义域为,
且,故D正确.
故选:BD.
11.(25-26高一上·广东佛山·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.已知,则
B.已知,则
C.已知一次函数满足,则
D.定义在R上的函数满足,则
【答案】AD
【解题思路】对于A,用替换中的 ,求出的解析式,即可判断;对于B,由题意可得,再由,即可得的解析式,即可判断;对于C,设,根据题意求出的值,即可判断;对于D,用替换中的,由两式中消去,可得的解析式,即可判断.
【解答过程】对于A,因为,所以,故A正确;
对于B,因为,
因为,所以,故B不正确;
对于C,设,则,
所以,解得或,
所以或,故C不正确;
对于D,因为定义在上的函数满足①,
所以②,
由①+②,得,
所以,故D正确.
故选:AD.
三、填空题
12.(25-26高一上·广东东莞·阶段练习)函数的定义域是 .
【答案】
【解题思路】根据分母不为,偶次方根的被开方数非负及零指数幂的底数不为得到不等式组,解得即可.
【解答过程】对于函数,则,解得且,
所以函数的定义域是.
故答案为:.
13.(24-25高二下·广西南宁·期末)若,则函数的值域为 .
【答案】
【解题思路】化简函数解析式为,结合基本不等式可求得函数的值域.
【解答过程】因为,则,
所以
,
当且仅当时,即当时,等号成立,
因此,的值域为.
故答案为:.
14.(25-26高一上·四川绵阳·阶段练习)已知函数,则不等式的解集为 .
【答案】
【解题思路】根据分段函数分类讨论,解不等式即可得解.
【解答过程】当时,,即,
解得,
当时,,即,
解得,
综上,不等式的解集为.
故答案为:.
四、解答题
15.(24-25高一上·广西玉林·期中)根据以下要求求取定义域与值域
(1)已知的定义域为,求的定义域.
(2)求下列函数的值域
①;
②;
③;
【答案】(1);
(2)①;②;③.
【解题思路】(1)根据给定条件,利用抽象函数定义域求法求解即可.
(1)①②利用配方法,借助二次函数求出值域;③利用分式函数求值域的方法求解即得.
【解答过程】(1)在函数中,,则,
因此在函数中,,解得,
所以函数的定义域为.
(2)①函数的定义域为R,,当且仅当时取等号,
所以函数的值域为.
②函数的定义域为,
,当且仅当时取等号,
所以函数的值域为.
③函数的定义域为,,
所以函数的值域为.
16.(24-25高一·江苏·课后作业)试判断下列各组函数是否表示同一个函数.
(1)与;
(2)与;
(3)与 ;
(4),与,.
【答案】(1)不是;(2)不是;(3)是;(4)不是.
【解题思路】(1)求两个函数的定义域即可求解;
(2)根据两个函数的对应关系即可求解;
(3)求两个函数的定义域和对应关系即可求解;
(4)根据两个函数的对应关系即可求解;
【解答过程】(1)函数,定义域为,而函数的定义域为,定义域不同,所以它们不是同一个函数;
(2)因为,,对应关系不同,所以它们不是同一个函数.
(3)因为定义域为, ,两个函数的对应关系、定义域均相同,所以它们是同一个函数;
(4)因为,,,,两个函数的对应关系不同,所以它们不是同一个函数.
17.(25-26高一上·山东泰安·阶段练习)求下列函数的解析式.
(1)已知,求;
(2)已知为二次函数,且,求.
【答案】(1)
(2).
【解题思路】(1)令,求出后代入即可得;
(2)设,代入已知等式,由恒等式知识求解.
【解答过程】(1)令,则,
于是有,所以;
(2)设,
,
所以,解得,所以.
18.(25-26高一上·黑龙江牡丹江·阶段练习)已知
(1)求的值;
(2)若,求的值;
(3)解不等式.
【答案】(1)1
(2)或2
(3)
【解题思路】(1)由分段函数解析式先求,再求,
(2)分,两种情况,由结合分段函数解析式列方程求即可,
(3)分,两种情况,由结合分段函数解析式列不等式求其解集.
【解答过程】(1)因为,,
所以,因为,
所以,
(2)当时,,又,所以,
当时,,又,
所以,故,
综上,的值为或2
(3)当时,,所以,
当时,,所以,
综上,原不等式的解集为.
19.(2025高三下·浙江·学业考试)如果一个函数的值域与其定义域相同,则称该函数为“同域函数”.已知函数的定义域为且.
(Ⅰ)若,,求的定义域;
(Ⅱ)当时,若为“同域函数”,求实数的值;
(Ⅲ)若存在实数且,使得为“同域函数”,求实数的取值范围.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ);(Ⅲ).
【解题思路】(Ⅰ)当,时,解出不等式组即可;
(Ⅱ)当时,,分、两种情况讨论即可;
(Ⅲ)分、且、且三种情况讨论即可.
【解答过程】(Ⅰ)当,时,由题意知:,解得:.
∴的定义域为;
(Ⅱ)当时,,
(1)当,即时,的定义域为,值域为,
∴时,不是“同域函数”.
(2)当,即时,当且仅当时,为“同域函数”.
∴.
综上所述,的值为.
(Ⅲ)设的定义域为,值域为.
(1)当时,,此时,,,从而,
∴不是“同域函数”.
(2)当,即,
设,则的定义域.
①当,即时,的值域.
若为“同域函数”,则,
从而,,
又∵,∴的取值范围为.
②当,即时,的值域.
若为“同域函数”,则,
从而,
此时,由,可知不成立.
综上所述,的取值范围为.
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