内容正文:
2026高考数学一轮专题讲义与课时精练
第06讲 函数的概念及其表示
【基础回顾】
知识点1.函数的概念
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,记作y=f(x),x∈A.
知识点2.函数的三要素
(1)函数的三要素:定义域、对应关系、值域.
(2)如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,即相同的自变量对应的函数值也相同,那么这两个函数是同一个函数.
知识点3.函数的表示法
表示函数的常用方法有解析法、图象法和列表法.
知识点4.分段函数
若函数在其定义域的不同子集上,因对应关系不同而分别用几个不同的式子来表示,这种函数称为分段函数.
知识点5 函数定义域
1.求函数 的定义域
2. 抽象函数定义域
原则: (1)定义域一定是 的范围; (2)同一对应法则下的括号内整体范围一样.
① 已知 的定义域是 ,求 的定义域
解不等式 ,其解集就是 的定义域.
② 已知 的定义域是 ,求 的定义域
利用 求 的值域,该值域就是 的定义域.
③已知 的定义域是 ,求 的定义域
利用 先求出 的值域 ,然后解不等式 ,其解集就是 的定义域.
知识点6 函数值域
主要方法有:图像法,换元法,分离常数法,判别式法,单调性法等
【必备知识】
1.直线x=a与函数y=f(x)的图象至多有1个交点:在定义域内画竖线,最多和图像有一个交点.
2.在函数的定义中,非空实数集A,B,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.
题型一 函数的概念
函数的含义及判断两个函数是同一个函数的方法
(1)函数概念中有两个要求:①A,B是非空的实数集;②集合A中的每个元素在集合B中有且只有一个元素与之对应.
(2)两个函数满足定义域和对应关系相同时,才是同一个函数.
【例题精讲】
1.下列从集合A到集合B的对应关系中,y是x的函数的是( )
A.A=B=R,对应关系
B.A=B=R,对应关系
C.A=B=[0,+∞),对应关系
D.A=B=[0,+∞),对应关系f:x→y2=x
【答案】C
【解答】解:对于A,的定义域为{x|x≠0},
又A=R,不满足题意,
即A不合题意;
对于B,的定义域为{x|x≥0},
又A=R,不满足题意,
即B不合题意;
对于C,当时,当A=[0,+∞)时,B=[0,+∞),满足题意,
即C符合题意;
对于D,当y2=x时,当x=1时,y=±1,不满足题意,即D不合题意.
故选:C.
2.如图所示各图中反映了变量y是x的函数是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:根据函数的概念,对于任意的x都有唯一的y与之对应,故A,B,C错误,D正确.
故选:D.
3.下列各组函数是同一个函数的是( )
A.
B.f(x)=x﹣1与
C.f(x)=x2与
D.
【答案】D
【解答】解:对于选项A,f(x)定义域为(﹣∞,﹣1]∪[1,+∞),g(x)定义域为[1,+∞),故选项A不是同一函数;
对于选项B,f(x)定义域为R,g(x)定义域为{x∈R|x≠0},故选项B不是同一函数;
对于选项C,f(x)定义域为R,g(x)定义域为[0,+∞),故选项C不是同一函数;
对于选项D,f(x)与g(t)定义域都是(0,+∞),且对应法则相同,故选项D是同一函数.
故选:D.
(多选)4.下列命题正确的是( )
A.命题“∀x,y∈R,x2+y2≥0”的否定是“∃x,y∉R,x2+y2<0”
B.与y=|x|是同一个函数
C.函数的值域为
D.若函数f(x+1)的定义域为[1,4],则函数f(x)的定义域为[2,5]
【答案】BD
【解答】解:对于选项A,命题“∀x,y∈R,x2+y2≥0”的否定是“∃x,y∈R,x2+y2<0”,故选项A错误;
对于选项B,函数与y=|x|的定义域为x∈R,
且,所以两个函数是同一个函数,故选项B正确;
对于选项C,函数的定义域为[1,+∞),
函数,令,则t≥0,
所以,
所以函数的值域为[1,+∞),故选项C错误;
对于选项D,若函数f(x+1)的定义域为[1,4],可得2≤x+1≤5,
则函数f(x)的定义域为[2,5],故选项D正确.
故选:BD.
(多选)5.设A=[0,2],B=[0,2],下列选项能表示从集合A到集合B的函数关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解答】解:根据函数的定义知,对于数集A中的任意一个元素,在数集B中都有唯一确定的元素和它对应,
则满足从集合A到集合B的函数关系,
由此判断选项A、D满足,选项B中的自变量范围为[0,1],不是[0,2],选项B错误;
选项C中,因变量的取值范围是[0,3],不是[0,2]的子集,选项C错误.
故选:AD.
题型二 函数的解析式
函数解析式的求法
(1) 代入法
① 由 求复合函数
② 由 等求
(2)凑配法【整体替换法,适用于 等类型. 】
(3)换元法【如 . 换元与凑配可以交替使用,如 等类型. 】
( 4 ) 待定系数法
告知函数类型或给出函数图象,就要设出该函数表达式,如 是一次函数,则可设 ; ①利用条件得恒等式,由对应项的系数相等完成;②或利用条件得方程组,然后解方程组即可.
( 5 ) 解方程组法
① 与 ,或 与 ; 【前者 ,后者 】
②一奇一偶函数 与 ;
③ 与 ,或 与 ; 【前者 ,后者
方法: 将原方程中的变量进行变量替换得新方程, 联立原方程解方程组!
(6)图象变换法【根据变换过程、对称关系、相关关系等用代入法求曲线(或轨迹)方程. 】
(7)赋值法【对两个变量交替使用特殊值带入. 】
【例题精讲】
1.已知函数f(x)的定义域为R,对任意x∈R均满足:2f(x)﹣f(﹣x)=4x+1,则函数f(x)解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:对任意x∈R均满足:2f(x)﹣f(﹣x)=4x+1①,
将x换成﹣x,有2f(﹣x)﹣f(x)=﹣4x+1②,
①×2+②得:3f(x)=4x+3,即.
故选:A.
2.已知f(x﹣1)=x2+x﹣2,则函数f(x+1)的解析式为( )
A.f(x+1)=x2+5x+1 B.f(x+1)=x2+3x
C.f(x+1)=x2+5x+4 D.f(x+1)=x2+3x+6
【答案】C
【解答】解:令x﹣1=t,得x=t+1,
可得f(t)=(t+1)2+(t+1)﹣2=t2+3t,
即f(x)=x2+3x,
则f(x+1)=(x+1)2+3(x+1)=x2+2x+1+3x+3=x2+5x+4.
故选:C.
3.已知二次函数f(x)满足f(x+1)=f(x)+2x,且f(1)=2,则f(x)的解析式是( )
A.f(x)=x2﹣x+2 B.f(x)=x2+x+2
C.f(x)=x2﹣x+1 D.f(x)=x2+x+1
【答案】A
【解答】解:已知二次函数f(x)满足f(x+1)=f(x)+2x,且f(1)=2,
设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),则f(x+1)=a(x+1)2+b(x+1)+c,
由f(x+1)=f(x)+2x,得a(x+1)2+b(x+1)+c=ax2+bx+c+2x,
化简得(2a+b)x+a+b=(b+2)x,
∴,解得 ,
由f(1)=2,得c=2,
故f(x)=x2﹣x+2.
故选:A.
4.已知,则f(x)=( )
A.x2+2 B.x2﹣2
C. D.x2+2(|x|≥2)
【答案】D
【解答】解:设,当x>0时,t≥2,当x<0时,t≤﹣2,所以|t|≥2,
由)2+2,得f(t)=t2+2,|t|≥2,
所以f(x)=x2+2,|x|≥2.
故选:D.
5.已知函数f(x)的定义域为R,且对∀x∈R,f(x)+xf(﹣x)=x2,则f(3)=( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【解答】解:已知函数f(x)的定义域为R,且对∀x∈R,f(x)+xf(﹣x)=x2,
分别令x=3和x=﹣3得到:
,解得:.
故选:B.
题型三 分段函数
分段函数求值问题的解题思路
(1)求函数值:当出现f(f(a))的形式时,应从内到外依次求值.
(2)求自变量的值:先假设所求的值在分段函数定义区间的各段上,然后求出相应自变量的值,切记要代入检验.
【例题精讲】
1.已知函数,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解答】解:∵已知函数,
∴
1
故选:B.
2.已知函数y,若f(a)=10,则a的值是( )
A.3或﹣3 B.﹣3或5 C.﹣3 D.3或﹣3或5
【答案】B
【解答】解:若a≤0,则f(a)=a2+1=10
∴a=﹣3(a=3舍去)
若a>0,则f(a)=2a=10
∴a=5
综上可得,a=5或a=﹣3
故选:B.
3.函数,满足f(x)>1的x的取值范围( )
A.(﹣1,1) B.(﹣1,+∞)
C.{x|x>0或x<﹣2} D.{x|x>1或x<﹣1}
【答案】D
【解答】解:当x≤0时,f(x)>1 即 2﹣x﹣1>1,2﹣x>2=21,∴﹣x>1,x<﹣1,
当x>0时,f(x)>1 即 1,x>1,
综上,x<﹣1 或 x>1,
故选:D.
(多选)4.已知函数,下列关于函数f(x)的结论正确的是( )
A.f(x)的定义域是R
B.f(x)的值域是(﹣∞,5)
C.若f(x)=3,则
D.f(x)的图象与直线y=2有一个交点
【答案】BCD
【解答】解:对A,f(x)的定义域是(﹣∞,2),故A错误;
对B,当x≤﹣1时,x+2≤1,
当﹣1<x<2时,0≤x2<4,1≤x2+1<5,
所以f(x)的值域是(﹣∞,5),故B正确;
对C,由B选项的分析可知,若f(x)=3,
则,解得,故C正确;
对D,画出f(x)的图象如下图所示,由图可知,故D正确.
故选:BCD.
(多选)5.已知函数,则下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解答】解:因为的图象如图所示,D符合题意;
A:y=f(x﹣1)的图象可右y=f(x)的图象向右平移1个单位,A符合题意;
B:y=f(|x|),B选项不符合题意;
C;y=f(﹣x)的图象与y=f(x)的图象关于y轴对称,C符合题意.
故选:ACD.
题型四 函数的定义域:
求实体函数定义域,抽象函数的定义域及已知定义域求参等。
【例题精讲】
1.函数的定义域为( )
A.(99,100) B.[99,100] C.(﹣∞,100] D.[99,+∞)
【答案】B
【解答】解:函数,
则,解得99≤x≤100,
故f(x)定义域为[99,100].
故选:B.
2.已知函数的定义域为R,求实数a的取值集合( )
A.(0,2) B.[0,2] C.(0,2] D.[0,2)
【答案】B
【解答】解:函数的定义域为R,
所以对x∈R恒成立,
当a=0时,不等式为,满足题意;
当a≠0时,,解得:0<a≤2,
综上所述:a∈[0,2].
故选:B.
3.已知函数,则函数f(x2)的定义域为( )
A.(﹣∞,4)∪(4,5)
B.[﹣5,4)∪(4,5]
C.
D.
【答案】D
【解答】解:由题意可得,,则满足,解得,且x≠±2,
所以函数f(x2)的定义域为.
故选:D.
(多选)4.若函数的定义域为R,则实数m可以是( )
A.0 B.3 C.6 D.8
【答案】ABC
【解答】解:函数的定义域为R,
则对任意x∈R,2mx2﹣mx+1>0恒成立,
当m=0时,则1>0恒成立,
当m≠0时,则,
解得0<m<8,
综上所述,实数m取值范围是[0,8).
故选:ABC.
(多选)5.下列说法正确的是( )
A.若函数f(x)的定义域为[0,2],则函数f(2x)的定义域为[0,1]
B.的最大值为
C.的图象关于(﹣2,1)成中心对称
D.函数的减区间是(﹣∞,2)
【答案】AC
【解答】解:选项A,函数f(x)的定义域为[0,2],由0≤2x≤2,解得0≤x≤1,
所以函数f(2x)的定义域为[0,1],故选项A正确.
选项B,,因为﹣x2+1≤1,所以由指数函数的单调性可得,
所以当x=0时函数取得的最小值为,故选项B不正确.
选项C,因为的对称中心为(0,0),将函数的图象向左平移2个单位,
再向上平移1个单位得到,对称中心为(﹣2,1),故选项C正确.
选项D,y=x2﹣4x﹣5为开口向上的二次函数,且x2﹣4x﹣5>0时,解得x<﹣1或x>5,
所以当x<﹣1时,y=x2﹣4x﹣5单调递减,当x>5时,y=x2﹣4x﹣5单调递增,
结合对数函数的单调性可知函数的减区间是(﹣∞,﹣1),故选项D错误.
故选:AC.
题型五 函数的值域
主要方法有:图像法,换元法,分离常数法,判别式法,单调性法等
【例题精讲】
1.已知a,b∈R,定义运算“⊗”,,设f(x)=x2⊗2x,x∈(1,3),则f(x)的值域是( )
A.(1,9) B.[1,9) C.(2,9) D.[2,9)
【答案】C
【解答】解:由题意得,
1<x≤2时,f(x)=2x∈(2,4],
2<x<3时,f(x)=x2∈(4,9),
所以f(x)的值域为(2,9).
故选:C.
2.函数的值域为( )
A. B. C.(﹣∞,﹣2] D.
【答案】D
【解答】解:令,则x=t2+1,t≥0,
则,
故当时,函数取得最大值,
所以的值域为.
故选:D.
3.高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有数学王子的美誉,他和牛顿,阿基米德并列为世界三大数学家,并用其姓名命名的“高斯函数”为y=[x],其中[x]表示不超过x的最大整数,例如[﹣3.15]=﹣4,[2.1]=2,已知函数,令函数g(x)=[f(x)],则g(x)的值域为( )
A.(﹣1,1) B.{0,1} C.{﹣1,0} D.{﹣1,0,1}
【答案】C
【解答】解:由题意可知,,
令t=x2+1(t≥1),则(t≥1),
∵,
∴,即﹣1≤f(t)<1,
∴﹣1≤f(x)<1,
又∵g(x)=[f(x)],
∴当﹣1≤f(x)<0时,g(x)=﹣1,
当0≤f(x)<1时,g(x)=0,
综上可知,g(x)的值域为{﹣1,0}.
故选:C.
(多选)4.已知函数f(x)=x,下面有关结论正确的有( )
A.定义域为(﹣∞,0)∪(0,+∞)
B.值域为(﹣∞,﹣4]∪[4,+∞)
C.在(﹣2,0)∪(0,2)上单调递减
D.图象关于原点对称
【答案】ABD
【解答】解:因为f(x)=x,所以定义域为{x|x≠0},A正确;
显然f(﹣x)=﹣f(x),且定义域关于原点对称,所以f(x)是奇函数,D正确;
当x>0时,4,当且仅当x=2时取等号,结合该函数为奇函数,所以值域为(﹣∞,﹣4]∪[4,+∞),B正确;
因为f(﹣1)=﹣5<f(1)=5,所以C错误.
故选:ABD.
(多选)5.若函数f(x)在区间[a,b]上值域为[ka,kb],则称[a,b]为f(x)的“k倍增区间”,则( )
A.若[0,b]为f(x)=x2的“1倍增区间”,则b=1
B.函数存在“1倍增区间”
C.若函数存在“1倍增区间”,则m的取值范围是
D.二次函数存在“2倍增区间”
【答案】ACD
【解答】解:对于A,由题意知,[0,b]为f(x)=x2的单调递区间,函数值域为[0,b2],
若[0,b]为f(x)=x2的“1倍增区间”,则b=b2,则b=1或b=0 (舍去),选项A正确;
对于B,函数f(x)=1中x的取值范围是(﹣∞,0)∪(0,+∞),
若f(x)=1存在“1倍增区间”[a,b](a<b),则必有a<b<0或0<a<b,
又因为函数在区间(﹣∞,0),(0,+∞)上递减,
则,即,解得 ,不符合a<b<0或0<a<b,选项B错误;
对于C,因为函数f(x)=m在[1,+∞)上单调递减,
若存在“1倍增区间”[a,b](1≤a<b),
则,即,
两式作差得a﹣b,即(a﹣b)()=(a﹣1)﹣(b﹣1)=a﹣b,
又1≤a<b,所以1,故01,
所以m=aa+1,设t,t∈[0,1),则m=t2﹣t+2,
即t∈[0,)是t2﹣t+2﹣m=0的一个根;
同理t∈(,1]也是t2﹣t+2﹣m=0的一个根,
即t2﹣t+2﹣m=0在区间[0,1]上有两个不相等的实数根,
只需,解得m≤2,选项C正确;
对于D,若函数f(x)x2+x存在“2倍增区间”,
设定义域为[a,b],值域为[2a,2b],
当a<b≤1 时,函数在定义域上单调递增,则,
则a,b是方程x2+x=2x的两个不相等的实数根,解得x=0或x=﹣2,
所以存在定义域为[﹣2,0]使得值域为[﹣4,0],选项D正确.
故选:ACD.
课时精练
一.选择题(共8小题)
1.以下一定是y关于x的函数的是( )
A. B.y2=x﹣1(x>1)
C. D.
【答案】D
【解答】解:在A选项中,当x>0时,一个x对应两个y,与函数的概念不符;
在B选项中,当x>1时,一个x对应两个y,与函数的概念不符;
在C选项中,当x>0时,一个x对应两个y,与函数的概念不符;
在D选项中,当x≠0时,一个x对应一个y,与函数的概念相符.
故选:D.
2.下列四组函数中,同组的两个函数是相同函数的是( )
A.y=x与 B.y=|x|与
C.y=x与y=elnx D.y=x与
【答案】D
【解答】解:根据题意,依次分析选项:
对于A,y=x,其定义域为R,y=()﹣1,其定义域为{x|x≠0},故两个函数不是相同函数;
对于B,y=|x|,其定义域为R,y=()2,其定义域为{x|x≥0},故两个函数不是相同函数;
对于C,y=x,其定义域为R,y=elnx,其定义域为{x|x>0},故两个函数不是相同函数;
对于D,y=x,其定义域为R,yx,其定义域为R,故两个函数是相同函数;
故选:D.
3.若函数f(x)的定义域为[0,8],则函数的定义域为( )
A.(1,16) B.(1,16] C.(1,4) D.(1,4]
【答案】D
【解答】解:函数f(x)的定义域为[0,8],函数有意义,等价于,解得1<x≤4,
故函数g(x)的定义域为(1,4].
故选:D.
4.已知函数f(2x+1)=3x﹣1,则f(2)=( )
A.﹣3 B.﹣1 C.2 D.5
【答案】B
【解答】解:根据题意,函数f(2x+1)=3x﹣1,
令x=0,可得f(1+1)=0﹣1=﹣1,即f(2)=﹣1.
故选:B.
5.对任意实数x规定y取4﹣x,x+1,(5﹣x)三个值中的最小值,则函数y( )
A.有最大值2,最小值1 B.有最大值2,无最小值
C.有最大值1,无最小值 D.无最大值,无最小值
【答案】B
【解答】解:根据题意:y
∴当x≤1时,y≤2
当1<x<3时,1<y<2
当x≥3时,y≤1
∴有最大值2,无最小值
故选:B.
6.下列图象中,函数的部分图象有可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:因为,所以定义域为{x|x},
又f(﹣x)f(x),所以f(x)为奇函数,图象关于原点对称,排除C、D;
0<x时,f(x)<0,故B错误,A正确.
故选:A.
7.已知函数的定义域为R,则实数a的取值范围是( )
A.0≤a≤8 B.0≤a<8 C.0<a≤8 D.0<a<8
【答案】B
【解答】解:因为函数定义域为R,所以ax2+ax+2≠0在x∈R上恒成立,
当a=0时,ax2+ax+2=2≠0满足要求,
当a≠0时,要满足Δ=a2﹣8a<0,解得:0<a<8,
综上:0≤a<8.
故选:B.
8.已知函数的定义域为R,则实数m的取值范围是( )
A. B.[﹣1,3]
C. D.[﹣∞,﹣1]∪[3,+∞)
【答案】B
【解答】解:∵函数的定义域为R,
∴(2m+3)x2+2mx+1≥0对任意x∈R恒成立,
当2m+3=0,即m时,不成立;
当2m+3≠0,即m时,则,解得﹣1≤m≤3.
∴实数m的取值范围是[﹣1,3].
故选:B.
二.多选题(共3小题)
(多选)9.设函数,,则( )
A.函数y=f(x)•g(x)为奇函数
B.f(2x)=2f(x)•g(x)
C.函数的值域为(﹣1,1)
D.函数在其定义域上为增函数
【答案】ABC
【解答】解:函数,,
则y=h(x)=f(x)•g(x),
其定义域为R,且h(﹣x)h(﹣x),
则函数y=f(x)•g(x)为奇函数,故A正确;
f(2x)2•2f(x)•g(x),故B正确;
y,
∵1+32x>1,∴02,可得y=1∈(﹣1,1),故C正确;
y1,当x>0时该函数单调递减,故D错误.
故选:ABC.
(多选)10.定义,若函数f(x)=min{x2﹣3x+3,﹣|x﹣3|+3},且f(x)在区间[m,n]上的值域为,则区间[m,n]的长度可以是( )
A.1 B. C. D.
【答案】ABC
【解答】解:在同一坐标系内作出f(x)的图象如图,
可得f(x)=min{x2﹣3x+3,﹣|x﹣3|+3},
其中A(1,1),B(3,3),
因为f(x)在区间[m,n]上的值域为,
令,解得,即,
,解得或(舍去),即,
令,即,
令,解得,即,
令,解得,即,
因为,,
所以[m,n]的长度的最小值为1,[m,n]的长度最大值为.
故选:ABC.
(多选)11.下列选项中正确的有( )
A.“a<b”是“”的必要不充分条件
B.与表示同一函数
C.函数的值域为(﹣∞,4]
D.定义在R上的函数f(x)满足2f(x)﹣f(﹣x)=x+1,则
【答案】CD
【解答】解:当a<b时,不一定成立,即充分性不成立,
当时,a<b不一定成立.即必要性不成立,A错误;
f(x)的定义域为{x|x≠0},g(x)的定义域为R,不是同一函数,B错误;
令t,则x=1﹣t2,t≥0,
则f(x)=2x+4可化为y=2﹣2t2+4t,y≥0,
结合二次函数的性质可知,当t=1时,函数有最大值4,即值域为(﹣∞,4],C正确;
因为2f(x)﹣f(﹣x)=x+1,
所以2f(﹣x)﹣f(x)=﹣x+1,解得f(x),D正确.
故选:CD.
三.填空题(共3小题)
12.函数的值域为R,则实数a的取值范围是 .
【答案】.
【解答】解:若使得函数的值域为R,
只需满足函数f(x)=ax2+x+a的值域取遍大于0的所有数即可.
当a=0时,y=log2024x,符合题意,
当a≠0时,只需满足即可,解得,
综上所述,a的取值范围是.
故答案为:.
13.已知函数若,则f(x)的值域是 [,2] ;若函数f(x)的值域是,则实数m的取值范围是 [,1] .
【答案】;.
【解答】解:当时,函数为,
画出函数图象:
由图可知,当时,函数有最小值,
当x=﹣2或x=2时,函数有最大值f(x)max=2,则函数的值域为;
当函数的值域为,由函数图象可知,
当且仅当时,函数值,可得,
又由x2+x=2得x=﹣2或x=1,结合图象可得m≤1,
综上所述,,即m的范围为.
故答案为:;.
14.函数f(x),则f()的值是 .
【答案】见试题解答内容
【解答】解:当x>1时,f(x)=x2﹣x﹣3,则 f(3)=32﹣3﹣3=3,
∴,
当x≤1时,f(x)=1﹣x2,
∴f()=f()=1.
故答案为:.
四.解答题(共5小题)
15.(1)已知,求f(x)的解析式;
(2)已知f(x)是二次函数,且f(0)=0,f(x+1)=f(x)+x+1,求f(x)的解析式;
(3)已知函数f(x)满足f(﹣x)+2f(x)=2x,求f(x)的解析式.
【答案】(1),x∈(1,+∞).
(2),x∈R.
(3),x∈R.
【解答】解:(1)(换元法)令,得,
代入得,又x>0,所以t>1,
故f(x)的解析式是,x∈(1,+∞).
(2)(待定系数法)设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),
由f(0)=0,知c=0,f(x)=ax2+bx,
又由f(x+1)=f(x)+x+1,
得a(x+1)2+b(x+1)=ax2+bx+x+1,
即ax2+(2a+b)x+a+b=ax2+(b+1)x+1,
所以解得.
所以,x∈R.
(3)(解方程组法)由f(﹣x)+2f(x)=2x,①
得f(x)+2f(﹣x)=2﹣x,②
①×2﹣②,得3f(x)=2x+1﹣2﹣x.
即.
故f(x)的解析式是,x∈R.
16.已知二次函数f(x)满足f(x+1)﹣f(x)=2x,f(0)=1.
(1)求f(x)的解析式;
(2)∀x∈[﹣1,3],f(x)+m>0恒成立,求m的取值范围.
【答案】(1)f(x)=x2﹣x+1;
(2){m|}.
【解答】解:(1)设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),
则a(x+1)2﹣ax2+b(x+1)﹣bx+c﹣c=2x⇒2ax+a+b=2x,则a=1,b=﹣1;
f(0)=1⇒c=1,则f(x)=x2﹣x+1;
(2)∀x∈[﹣1,3],f(x)+m>0恒成立⇒m>[﹣(x2﹣x+1)]max.
,
当时取等号,故.
即m的取值范围为{m|}.
17.已知函数.
(1)若f(x)的定义域为R,求m的取值范围;
(2)若f(x)的值域为R,求m的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【解答】解:(1)函数f(x)的定义域为R,则mx2+x+2>0在R上恒成立.
当m=0时,x+2>0在R上不恒成立,不符合题意;
当m≠0时,有,解得.
综上,m的取值范围为.
(2)函数f(x)的值域为R,
则y=mx2+x+2的值域必须包含(0,+∞).
当m=0时,则y=x+2的值域包含(0,+∞),符合题意;
当m≠0时,有,解得.
综上,m的取值范围为.
18.求下列问题.
(1)求,x∈[3,5]的值域;
(2)函数的最大值为 2 ;
【答案】(1);
(2)2.
【解答】解:(1)函数,
因为函数在[3,5]单调递减,
故函数在[3,5]上单调递增,
∴,,故所求函数的值域是.
(2)设,所以x=1﹣t2.
所以.
所以当t=1,即x=0时,ymax=f(0)=2.
故答案为:2.
19.已知函数.
(1)判断f(x)在区间[2,+∞)上的单调性,并证明你的判断;
(2)设函数,若f(x)在区间[2,4]上的值域为A,g(x)在区间[2,8]上的值域为B,且A⊆B,求实数a的取值范围.
【答案】(1)单调递增,证明见解析;
(2)[6,7].
【解答】解:(1)函数f(x)在区间[2,+∞)上的单调递增,证明如下:
任取2≤x1<x2,则,
0,
所以f(x2)﹣f(x1)>0,即f(x2)>f(x1),
所以函数f(x)在区间[2,+∞)上的单调递增.
(2)由(1)可知f(x)在区间[2,4]上的值域为A=[4,5],
因为函数单调递减,
所以g(x)在区间[2,8]上的值域为B=[a﹣3,a﹣1],
因为A⊆B,所以a﹣3≤4<5≤a﹣1⇒6≤a≤7.
所以满足题意的实数a的取值范围为[6,7].
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$2026高考数学一轮专题讲义与课时精练
第06讲 函数的概念及其表示
【基础回顾】
知识点1.函数的概念
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,记作y=f(x),x∈A.
知识点2.函数的三要素
(1)函数的三要素:定义域、对应关系、值域.
(2)如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,即相同的自变量对应的函数值也相同,那么这两个函数是同一个函数.
知识点3.函数的表示法
表示函数的常用方法有解析法、图象法和列表法.
知识点4.分段函数
若函数在其定义域的不同子集上,因对应关系不同而分别用几个不同的式子来表示,这种函数称为分段函数.
知识点5 函数定义域
1.求函数 的定义域
2. 抽象函数定义域
原则: (1)定义域一定是 的范围; (2)同一对应法则下的括号内整体范围一样.
① 已知 的定义域是 ,求 的定义域
解不等式 ,其解集就是 的定义域.
② 已知 的定义域是 ,求 的定义域
利用 求 的值域,该值域就是 的定义域.
③已知 的定义域是 ,求 的定义域
利用 先求出 的值域 ,然后解不等式 ,其解集就是 的定义域.
知识点6 函数值域
主要方法有:图像法,换元法,分离常数法,判别式法,单调性法等
【必备知识】
1.直线x=a与函数y=f(x)的图象至多有1个交点:在定义域内画竖线,最多和图像有一个交点.
2.在函数的定义中,非空实数集A,B,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.
题型一 函数的概念
函数的含义及判断两个函数是同一个函数的方法
(1)函数概念中有两个要求:①A,B是非空的实数集;②集合A中的每个元素在集合B中有且只有一个元素与之对应.
(2)两个函数满足定义域和对应关系相同时,才是同一个函数.
【例题精讲】
1.下列从集合A到集合B的对应关系中,y是x的函数的是( )
A.A=B=R,对应关系
B.A=B=R,对应关系
C.A=B=[0,+∞),对应关系
D.A=B=[0,+∞),对应关系f:x→y2=x
2.如图所示各图中反映了变量y是x的函数是( )
A. B.
C. D.
3.下列各组函数是同一个函数的是( )
A.
B.f(x)=x﹣1与
C.f(x)=x2与
D.
(多选)4.下列命题正确的是( )
A.命题“∀x,y∈R,x2+y2≥0”的否定是“∃x,y∉R,x2+y2<0”
B.与y=|x|是同一个函数
C.函数的值域为
D.若函数f(x+1)的定义域为[1,4],则函数f(x)的定义域为[2,5]
(多选)5.设A=[0,2],B=[0,2],下列选项能表示从集合A到集合B的函数关系的是( )
A. B.
C. D.
题型二 函数的解析式
函数解析式的求法
(1) 代入法
① 由 求复合函数
② 由 等求
(2)凑配法【整体替换法,适用于 等类型. 】
(3)换元法【如 . 换元与凑配可以交替使用,如 等类型. 】
( 4 ) 待定系数法
告知函数类型或给出函数图象,就要设出该函数表达式,如 是一次函数,则可设 ; ①利用条件得恒等式,由对应项的系数相等完成;②或利用条件得方程组,然后解方程组即可.
( 5 ) 解方程组法
① 与 ,或 与 ; 【前者 ,后者 】
②一奇一偶函数 与 ;
③ 与 ,或 与 ; 【前者 ,后者
方法: 将原方程中的变量进行变量替换得新方程, 联立原方程解方程组!
(6)图象变换法【根据变换过程、对称关系、相关关系等用代入法求曲线(或轨迹)方程. 】
(7)赋值法【对两个变量交替使用特殊值带入. 】
【例题精讲】
1.已知函数f(x)的定义域为R,对任意x∈R均满足:2f(x)﹣f(﹣x)=4x+1,则函数f(x)解析式为( )
A. B.
C. D.
2.已知f(x﹣1)=x2+x﹣2,则函数f(x+1)的解析式为( )
A.f(x+1)=x2+5x+1 B.f(x+1)=x2+3x
C.f(x+1)=x2+5x+4 D.f(x+1)=x2+3x+6
3.已知二次函数f(x)满足f(x+1)=f(x)+2x,且f(1)=2,则f(x)的解析式是( )
A.f(x)=x2﹣x+2 B.f(x)=x2+x+2
C.f(x)=x2﹣x+1 D.f(x)=x2+x+1
4.已知,则f(x)=( )
A.x2+2 B.x2﹣2
C. D.x2+2(|x|≥2)
5.已知函数f(x)的定义域为R,且对∀x∈R,f(x)+xf(﹣x)=x2,则f(3)=( )
A. B. C. D.2
题型三 分段函数
分段函数求值问题的解题思路
(1)求函数值:当出现f(f(a))的形式时,应从内到外依次求值.
(2)求自变量的值:先假设所求的值在分段函数定义区间的各段上,然后求出相应自变量的值,切记要代入检验.
【例题精讲】
1.已知函数,则的值为( )
A. B. C. D.
2.已知函数y,若f(a)=10,则a的值是( )
A.3或﹣3 B.﹣3或5 C.﹣3 D.3或﹣3或5
3.函数,满足f(x)>1的x的取值范围( )
A.(﹣1,1) B.(﹣1,+∞)
C.{x|x>0或x<﹣2} D.{x|x>1或x<﹣1}
(多选)4.已知函数,下列关于函数f(x)的结论正确的是( )
A.f(x)的定义域是R
B.f(x)的值域是(﹣∞,5)
C.若f(x)=3,则
D.f(x)的图象与直线y=2有一个交点
(多选)5.已知函数,则下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
题型四 函数的定义域:
求实体函数定义域,抽象函数的定义域及已知定义域求参等。
【例题精讲】
1.函数的定义域为( )
A.(99,100) B.[99,100] C.(﹣∞,100] D.[99,+∞)
2.已知函数的定义域为R,求实数a的取值集合( )
A.(0,2) B.[0,2] C.(0,2] D.[0,2)
3.已知函数,则函数f(x2)的定义域为( )
A.(﹣∞,4)∪(4,5)
B.[﹣5,4)∪(4,5]
C.
D.
(多选)4.若函数的定义域为R,则实数m可以是( )
A.0 B.3 C.6 D.8
(多选)5.下列说法正确的是( )
A.若函数f(x)的定义域为[0,2],则函数f(2x)的定义域为[0,1]
B.的最大值为
C.的图象关于(﹣2,1)成中心对称
D.函数的减区间是(﹣∞,2)
题型五 函数的值域
主要方法有:图像法,换元法,分离常数法,判别式法,单调性法等
【例题精讲】
1.已知a,b∈R,定义运算“⊗”,,设f(x)=x2⊗2x,x∈(1,3),则f(x)的值域是( )
A.(1,9) B.[1,9) C.(2,9) D.[2,9)
2.函数的值域为( )
A. B. C.(﹣∞,﹣2] D.
3.高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有数学王子的美誉,他和牛顿,阿基米德并列为世界三大数学家,并用其姓名命名的“高斯函数”为y=[x],其中[x]表示不超过x的最大整数,例如[﹣3.15]=﹣4,[2.1]=2,已知函数,令函数g(x)=[f(x)],则g(x)的值域为( )
A.(﹣1,1) B.{0,1} C.{﹣1,0} D.{﹣1,0,1}
(多选)4.已知函数f(x)=x,下面有关结论正确的有( )
A.定义域为(﹣∞,0)∪(0,+∞)
B.值域为(﹣∞,﹣4]∪[4,+∞)
C.在(﹣2,0)∪(0,2)上单调递减
D.图象关于原点对称
(多选)5.若函数f(x)在区间[a,b]上值域为[ka,kb],则称[a,b]为f(x)的“k倍增区间”,则( )
A.若[0,b]为f(x)=x2的“1倍增区间”,则b=1
B.函数存在“1倍增区间”
C.若函数存在“1倍增区间”,则m的取值范围是
D.二次函数存在“2倍增区间”
课时精练
一.选择题(共8小题)
1.以下一定是y关于x的函数的是( )
A. B.y2=x﹣1(x>1)
C. D.
2.下列四组函数中,同组的两个函数是相同函数的是( )
A.y=x与 B.y=|x|与
C.y=x与y=elnx D.y=x与
3.若函数f(x)的定义域为[0,8],则函数的定义域为( )
A.(1,16) B.(1,16] C.(1,4) D.(1,4]
4.已知函数f(2x+1)=3x﹣1,则f(2)=( )
A.﹣3 B.﹣1 C.2 D.5
5.对任意实数x规定y取4﹣x,x+1,(5﹣x)三个值中的最小值,则函数y( )
A.有最大值2,最小值1 B.有最大值2,无最小值
C.有最大值1,无最小值 D.无最大值,无最小值
6.下列图象中,函数的部分图象有可能是( )
A. B.
C. D.
7.已知函数的定义域为R,则实数a的取值范围是( )
A.0≤a≤8 B.0≤a<8 C.0<a≤8 D.0<a<8
8.已知函数的定义域为R,则实数m的取值范围是( )
A. B.[﹣1,3]
C. D.[﹣∞,﹣1]∪[3,+∞)
二.多选题(共3小题)
(多选)9.设函数,,则( )
A.函数y=f(x)•g(x)为奇函数
B.f(2x)=2f(x)•g(x)
C.函数的值域为(﹣1,1)
D.函数在其定义域上为增函数
(多选)10.定义,若函数f(x)=min{x2﹣3x+3,﹣|x﹣3|+3},且f(x)在区间[m,n]上的值域为,则区间[m,n]的长度可以是( )
A.1 B. C. D.
(多选)11.下列选项中正确的有( )
A.“a<b”是“”的必要不充分条件
B.与表示同一函数
C.函数的值域为(﹣∞,4]
D.定义在R上的函数f(x)满足2f(x)﹣f(﹣x)=x+1,则
三.填空题(共3小题)
12.函数的值域为R,则实数a的取值范围是 .
13.已知函数若,则f(x)的值域是 ;若函数f(x)的值域是,则实数m的取值范围是 .
14.函数f(x),则f()的值是 .
四.解答题(共5小题)
15.(1)已知,求f(x)的解析式;
(2)已知f(x)是二次函数,且f(0)=0,f(x+1)=f(x)+x+1,求f(x)的解析式;
(3)已知函数f(x)满足f(﹣x)+2f(x)=2x,求f(x)的解析式.
16.已知二次函数f(x)满足f(x+1)﹣f(x)=2x,f(0)=1.
(1)求f(x)的解析式;
(2)∀x∈[﹣1,3],f(x)+m>0恒成立,求m的取值范围.
17.已知函数.
(1)若f(x)的定义域为R,求m的取值范围;
(2)若f(x)的值域为R,求m的取值范围.
18.求下列问题.
(1)求,x∈[3,5]的值域;
(2)函数的最大值为 ;
19.已知函数.
(1)判断f(x)在区间[2,+∞)上的单调性,并证明你的判断;
(2)设函数,若f(x)在区间[2,4]上的值域为A,g(x)在区间[2,8]上的值域为B,且A⊆B,求实数a的取值范围.
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