内容正文:
数学·必修·第一册(苏教)
第5章
函数概念与性质
5.1 函数的概念和图象
第二课时 函数的图象
横坐标
函数值f(x0)
{(x,f(x))|x∈A}
{(x,y)|y=f(x),x∈A}
列表
描点
连线
直线
抛物线
向上
向下
课下培优巩固练(二十一)
1.函数的图象
将自变量的一个值x0作为_________,相应的__________________作为纵坐标,就得到坐标平面上的一个点(x0,f(x0)).当自变量取遍函数定义域A中的每一个值时,就得到一系列这样的点.所有这些点组成的集合(点集)为____________________,即_______________________________,所有这些点组成的图形就是函数y=f(x)的图象.
2.作图、识图与用图
(1)画函数图象常用的方法是描点作图,其步骤是______、______、______.
(2)正比例函数与一次函数的图象是一条______,反比例函数的图象是双曲线,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象是_________,开口方向由a值符号决定,a>0时,
图象开口______,a<0时,图象开口______,对称轴为x=________.
- eq \f(b,2a)
微点拔:1.函数图象不可以关于x轴对称,如果关于x轴对称,则在定义域内一定存在一个自变量x0,有两个值和x0相对应,不符合函数的定义.
2.函数y=f(x),x∈A的图象与直线x=m(垂直于x轴的直线)的交点有0个或1个.
【基点小试】
1.下列坐标系中的曲线或直线,能作为函数y=f(x)的图象的有________.(填序号)
解析:能作为函数的图象,必须符合函数的定义,即定义域内的每一个x只能有唯一的y与x对应,故②④可以,①③不可以.
答案:②④
2.画出函数f(x)=x2-2x(-1≤x≤2)的简图并指出值域.
解:f(x)图象的简图如图所示.
观察f(x)的图象可知,f(x)图象上所有点的纵坐标的取值范围是[-1,3],即f(x)的值域是[-1,3].
题型一 作函数的图象
例1.作出下列函数的图象,并求函数的值域.
(1)y=3-x(|x|∈N*且|x|<3);
(2)y=x2-2x+2(-1≤x<2).
解:(1)∵|x|∈N*且|x|<3,∴定义域为{-2,-1,1,2},∴图象为直线y=3-x上的4个孤立点,如图.
由图象可知,值域为{5,4,2,1};
(2)y=x2-2x+2=(x-1)2+1(x∈[-1,2)),故函数图象为二次函数y=(x-1)2+1图象上在区间[-1,2)上的部分,如图,
x=1时,y=1;x=-1时,y=5,∴函数的值域为[1,5].
【母题探究】 (变条件)将例1(2)中的定义域改为[0,3),函数的图象与值域变成怎样了?
解:图象变成函数y=(x-1)2+1在[0,3)上的部分图象,如图.
∵x=1时,y=1;x=3时,y=5.∴值域变为[1,5).
[总结] 函数图象的画法
1.画函数的图象,需首先关注函数的定义域.定义域决定了函数的图象是一系列点、连续的线或是其中的部分.
2.描点作图,要找出关键“点”,再连线.如一次函数的图象描出端点或与坐标轴的交点,两点连线即得;二次函数的图象描出端点或与坐标轴的交点、顶点,连线即得.连线时还需标注端点的虚实.
3.函数的图象能体现函数的定义域、值域.这就是数形结合思想.
【练一练】
1.画出下列函数的图象:
(1)y=x+1(x≤0);
(2)y=x2-2x(x>1或x<-1).
解:(1)y=x+1(x≤0)表示一条射线,图象如图①.
(2)y=x2-2x=(x-1)2-1(x>1或x<-1)是抛物线y=x2-2x去掉-1≤x≤1之间的部分后剩余曲线,如图②.
题型二 函数图象的应用
例2.若方程-x2+3x-m=3-x在x∈(0,3)内有唯一解,求实数m的取值范围.
解:原方程变形为x2-4x+4=1-m,即(x-2)2=1-m,设曲线y1=(x-2)2,x∈(0,3)和直线y2=1-m,图象如图所示,由图可知:
①当1-m=0时,有唯一解,m=1;
②当1≤1-m<4时,有唯一解,即-3<m≤0,∴m=1或-3<m≤0.
(此题也可设曲线y1=-(x-2)2+1,x∈(0,3)和直线y2=m后画出图象求解)
[总结] 1.函数图象较形象直观的反映了函数的对称性,函数的值域及函数值随自变量变化而变化的趋势.
2.常借助函数图象求解以下几类问题
(1)比较函数值的大小;
(2)求函数的值域;
(3)分析两函数图象交点个数;
(4)求解不等式或参数范围.
【练一练】
2.已知函数f(x)=-x2+2x+3的图象如图所示,据图回答以下问题:
(1)比较f(-2),f(0),f(3)的大小;
(2)求f(x)在[-1,2]上的值域;
(3)求f(x)与y=x的交点个数;
(4)若关于x的方程f(x)=k在[-1,2]内仅有一个实根,求k的取值范围.
解:(1)由题图可得f(-2)=-5,f(0)=3,f(3)=0,∴f(-2)<f(3)<f(0).
(2)当x∈[-1,2]时,f(-1)=0,f(1)=4,f(2)=3,∴f(x)∈[0,4].
(3)在图象上作出直线y=x的图象,如图所示,观察可得,f(x)与y=x有两个交点.
(4)原方程可变形为:-x2+2x+3=k,进而转化为函数y=-x2+2x+3,x∈[-1,2]和函数y=k图象的交点个数问题,移动y=k易知0≤k<3或k=4时,只有一个交点.∴0≤k<3或k=4.
题型三 利用图象的平移变换作函数的图象
例3.用平移图象的方式作出y=2+ eq \f(1,x-1) 的图象,并说明函数y=2+ eq \f(1,x-1) 的值域.
解:从图象可以看出y=2+ eq \f(1,x-1) 的值域为(-∞,2)∪(2,+∞).
[总结] 函数图象的平移变换
(1)左右平移:a>0时,y=f(x)的图象向左平移a个单位到y=f(x+a)的图象;a>0时,y=f(x)的图象向右平移a个单位得到y=f(x-a)的图象.
(2)上下平移:b>0时,y=f(x)的图象向上平移b个单位得到y=f(x)+b的图象;b>0时,y=f(x)的图象向下平移b个单位得到y=f(x)-b的图象.
【练一练】
3.已知函数y= eq \f(1,x) ,将其图象向左平移a(a>0)个单位,再向下平移b(b>0)个单位后图象过坐标原点,则ab的值为________.
解析:y= eq \f(1,x)
eq \o(――→,\s\up17(向左平移a个单位)) >y= eq \f(1,x+a)
eq \o(――→,\s\up17(向下平移b个单位)) y= eq \f(1,x+a) -b过(0,0),故 eq \f(1,a) -b=0,∴1-ab=0,∴ab=1.
答案:1
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