内容正文:
第09讲 函数概念及其表示
基●础●知●识
一、函数的定义及概念
1、函数的定义:设是两个非空数集,
如果按照某种确定的对应关系,使对于集合中的任意一个数,
在集合中都有唯一确定的数和它对应,
称为从集合到集合的一个函数,记作:
【注意】函数的本质含义:定义域内的任意一个值,必须有且仅有唯一的值与之对应.
(1)特殊性:定义的集合必须是两个非空数集;
(2)任意性:中任意一个数都要考虑到;
(3)唯一性:每一个自变量都在中有唯一的值与之对应;
(4)方向性:
2、函数的有关概念
(1)函数的定义域、值域:
在函数中,叫做自变量,的取值范围叫做函数的定义域;
与的值相对应的值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域.
(2)函数的三要素:定义域、对应关系和值域.
(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.
3、同一个函数
两个函数定义域相同,对应关系相同,则称为同一个函数.
二、区间及相关概念
1、一般区间的表示:设是两个实数,而且,我们规定:这里的实数叫做区间的端点.
在用区间表示连续的数集时,包含端点的那一端用中括号表示,不包含端点的那一端用小括号表示
定义
名称
符号
数轴表示
闭区间
开区间
半开半闭区间
半开半闭区间
2、实数集
可以用区间表示为,“"读作“无穷大”,
“”读作“负无穷大”,“”读作“正无穷大”.
3、特殊区间的表示
定义
符号
数轴表示
三、求函数的定义域的依据
函数的定义域是指使函数有意义的自变量的取值范围
1、分式的分母不能为零.
2、偶次方根的被开方数必须大于等于零,即(其中)中,奇次方根的被开方数取全体实数,即(其中)中,.
3、零次幂的底数不能为零,即中.
4、如果函数是一些简单函数通过四则运算复合而成的,那么它的定义域是各个简单函数定义域的交集.
【注意】定义域用集合或区间表示,若用区间表示熟记,不能用“或”连接,而应用并集符号“$⋃"连接.
题●型●破●译
题型01 函数关系的判断
【典例01】下列图形可作为函数图象的是( )
A. B.
B. C. D.
【变式01】设集合,,那么下面的个图形中,能表示集合到集合的函数关系的有( )
A.①②③④ B.①②③ C.②③ D.②
【变式02】下列各图中,可能是函数的图象的是( )
A. B.
C. D.
题型02 具体函数定义域
【典例01】函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【变式01】函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
【变式02】函数的定义域为( )
A. B. C. D.
题型03 判断函数是否相等
【典例01】下列各组函数表示同一函数的是( )
A., B.,
C., D.,
【变式01】下列四组函数中,是同一个函数的是( )
A., B.,
C., D.,
【变式02】下列表示为同一个函数的是( )
A., B.,
C., D.,
题型04求函数值
【典例01】已知,则( )
A. B. C. D.4
【变式01】已知函数,则( )
A. B. C. D.
【变式02】若函数,则( )
A.2 B.0 C.12 D.20
题型05 抽象函数定义域
【典例01】已知定义域为,则的定义域为( )
A. B.
C. D.
【变式01】若函数定义域为,则函数的定义域为()
A. B. C. D.
【变式02】已知函数的定义域为,则函数的定义域是( )
A. B. C. D.
题型06 求函数解析式
【典例01】若函数是一次函数,并且满足,则的解析式为( )
A. B. C. D.
【典例02】已知函数,则( )
A. B.
C. D.
【典例03】定义在上的函数 满足,则 的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【变式01】若函数是二次函数,满足,则=( )
A. B. C. D.
【变式02】已知函数,则( )
A. B.
C. D.
【变式03】已知函数满足,则( )
A. B. C. D.
题型07 分段函数求值
【典例01】设函数,则( )
A. B. C. D.
【变式01】已知函数,则( )
A.15 B.5 C. D.21
【变式02】已知函数则的值为( )
A. B. C. D.
题型08分段函数值求参数
【典例01】已知函数,若,则的值是( )
A.1 B. C. D.1或
【变式01】设,若,则等于( )
A. B. C.或 D.
【变式02】已知函数若,则的值是( )
A.1 B. C. D.
题●型●巩●固
1.下列从集合到集合的对应关系,其中是的函数的是( )
A.,对应关系
B.,对应关系
C.,对应关系
D.,对应关系
2.下列从集合到集合的对应中不是函数的是( )
A. B. C. D.
3.函数的定义域为( )
A. B. C. D.(3,4)
4.函数的定义域是( )
A. B. C. D.
5.下列四组函数中,表示同一个函数的一组是( )
A. B.
C. D.
6.下列各组函数是同一个函数的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
7.若,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
8.已知,则( )
A. B. C.3 D.
9.已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A.且 B.且
C.且 D.且
10.已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
11.已知函数是一次函数,且,则( )
A.11 B.9 C.7 D.5
12.设为一次函数,且.若,则的解析式为( )
A.或 B.
C. D.
13.若函数,则( )
A. B. C. D.
14.已知函数,则的解析式为( )
A. B.
C. D.
15.已知函数的定义域为,且,则( )
A. B. C. D.
16.已知函数满足,则( ).
A. B.
C. D.
17.若函数满足关系式,则( )
A. B. C. D.
18.已知函数,则( )
A. B. C. D.
19.已知函数.若.则实数的值为( )
A.-1 B.1 C.-2 D.2
20.已知函数若,则( )
A.-1 B.0 C. D.1
21.设函数,若,则( )
A.0或2 B.0或3 C.2 D.0或2或3
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第09讲 函数概念及其表示
基●础●知●识
一、函数的定义及概念
1、函数的定义:设是两个非空数集,
如果按照某种确定的对应关系,使对于集合中的任意一个数,
在集合中都有唯一确定的数和它对应,
称为从集合到集合的一个函数,记作:
【注意】函数的本质含义:定义域内的任意一个值,必须有且仅有唯一的值与之对应.
(1)特殊性:定义的集合必须是两个非空数集;
(2)任意性:中任意一个数都要考虑到;
(3)唯一性:每一个自变量都在中有唯一的值与之对应;
(4)方向性:
2、函数的有关概念
(1)函数的定义域、值域:
在函数中,叫做自变量,的取值范围叫做函数的定义域;
与的值相对应的值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域.
(2)函数的三要素:定义域、对应关系和值域.
(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.
3、同一个函数
两个函数定义域相同,对应关系相同,则称为同一个函数.
二、区间及相关概念
1、一般区间的表示:设是两个实数,而且,我们规定:这里的实数叫做区间的端点.
在用区间表示连续的数集时,包含端点的那一端用中括号表示,不包含端点的那一端用小括号表示
定义
名称
符号
数轴表示
闭区间
开区间
半开半闭区间
半开半闭区间
2、实数集
可以用区间表示为,“"读作“无穷大”,
“”读作“负无穷大”,“”读作“正无穷大”.
3、特殊区间的表示
定义
符号
数轴表示
三、求函数的定义域的依据
函数的定义域是指使函数有意义的自变量的取值范围
1、分式的分母不能为零.
2、偶次方根的被开方数必须大于等于零,即(其中)中,奇次方根的被开方数取全体实数,即(其中)中,.
3、零次幂的底数不能为零,即中.
4、如果函数是一些简单函数通过四则运算复合而成的,那么它的定义域是各个简单函数定义域的交集.
【注意】定义域用集合或区间表示,若用区间表示熟记,不能用“或”连接,而应用并集符号“$⋃"连接.
题●型●破●译
题型01 函数关系的判断
【典例01】下列图形可作为函数图象的是( )
A. B.
B. C. D.
【答案】C
【知识点】函数关系的判断
【分析】根据函数的定义即可判断.
【详解】对于C,满足函数的定义,所以可以作为函数的图象,
对于A、B、D均存在使得一个对应两个及两个以上的值,不符合函数的定义,所以不能作为函数的图象.
故选:C.
【变式01】设集合,,那么下面的个图形中,能表示集合到集合的函数关系的有( )
A.①②③④ B.①②③ C.②③ D.②
【答案】C
【知识点】函数关系的判断
【分析】由函数的定义逐项判断即可.
【详解】由题意知,函数的定义域为,值域为,
对于①中,函数的定义域不是集合,所以①不正确;
对于②中,函数的定义域为集合,值域为集合,能表示集合到集合且以集合为值域的函数关系,所以②正确;
对于③中,集合的每个元素在集合N中都有唯一函数值对应,所以③正确;
对于④中,集合中的元素在集合中对应两个函数值,不符合函数的定义,所以④不正确.
故选:C.
【变式02】下列各图中,可能是函数的图象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】函数关系的判断
【分析】根据函数的定义,可得答案.
【详解】因为函数图象要满足对于定义域内任意一个x都有唯一的y与其相对应,
因此可知A,B,C不符合,D符合.
故选:D.
题型02 具体函数定义域
【典例01】函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】具体函数的定义域
【详解】因为,所以的取值范围是,则定义域为:.
【变式01】函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】具体函数的定义域
【分析】根据函数解析式存在的意义列不等式组求解即可.
【详解】由,解得或,
故的定义域是.
故选:B
【变式02】函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】具体函数的定义域
【分析】由解析式有意义列出不等式,解得函数定义域.
【详解】由题可知且,
所以函数的定义域为.
故选:D.
题型03 判断函数是否相等
【典例01】下列各组函数表示同一函数的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【知识点】判断两个函数是否相等、具体函数的定义域
【详解】对于A,的定义域为,的定义域为,所以不表示同一函数,A错误;
对于B,的定义域为,的定义域为,所以不表示同一函数,B错误;
对于C,的定义域为,的定义域为,所以不表示同一函数,C错误;
对于D,的定义域为,的定义域为,,
所以表示同一函数,D正确.
【变式01】下列四组函数中,是同一个函数的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【知识点】判断两个函数是否相等
【分析】利用相同函数的定义逐项判断即得.
【详解】对于A,函数的定义域为R,的定义域为,A不是;
对于B,函数与的定义域均为R,且,即对应法则相同,B是;
对于C,函数的定义域为R,的定义域为,C不是;
对于D,函数的定义域为R,的定义域为,D不是.
故选:B
【变式02】下列表示为同一个函数的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【知识点】判断两个函数是否相等、具体函数的定义域
【分析】利用相同函数的定义逐项判断得解.
【详解】对于A,函数的定义域为R,函数的定义域为,A不是;
对于B,函数与的定义域都为R,且对应法则相同,B是;
对于C,函数的值域为,函数的值域为R,C不是;
对于D,函数的定义域为R,函数的定义域为,D不是.
故选:B
题型04求函数值
【典例01】已知,则( )
A. B. C. D.4
【答案】A
【知识点】求函数值
【分析】根据函数的表达式求得正确答案.
【详解】依题意,.
故选:A
【变式01】已知函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】求函数值
【分析】令,得,带入计算即可得解.
【详解】,
令,得,
.
故选:C.
【变式02】若函数,则( )
A.2 B.0 C.12 D.20
【答案】A
【知识点】求函数值
【分析】令,得,进而代值计算即可.
【详解】令,得,则.
故选:A
题型05 抽象函数定义域
【典例01】已知定义域为,则的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】抽象函数的定义域、复合函数的定义域
【分析】根据复合函数定义域的求法求解即可.
【详解】设,则可化为.
因为定义域为,即,则中的,
即,解得.
所以的定义域为.
【变式01】若函数定义域为,则函数的定义域为()
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】具体函数的定义域、抽象函数的定义域
【分析】需同时满足内层函数的定义域要求和分母不为零两个条件.
【详解】已知的定义域为,则.
对于,则,解得:.
又因为,即:.
所以函数的定义域.
【变式02】已知函数的定义域为,则函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】抽象函数的定义域
【分析】由抽象函数定义域可得即可求解.
【详解】令,
∵函数的定义域为,
,即,
解得,
所以函数的定义域是.
故选:B.
题型06 求函数解析式
【典例01】若函数是一次函数,并且满足,则的解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】已知函数类型求解析式、已知f(g(x))求解析式
【分析】利用换元法可求答案.
【详解】令,则,
即为,
所以.
故选:C.
【典例02】已知函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】已知f(g(x))求解析式
【分析】利用换元法,令,,代入化简即可求解.
【详解】令,则,因为,所以,
由,可得,
所以.
【典例03】定义在上的函数 满足,则 的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【答案】B
【知识点】求函数值、求抽象函数的解析式、函数方程组法求解析式
【分析】根据,想到令得到关于与的方程组,解方程组得到抽象函数的解析式,进而可求函数值.
【详解】因为,①
令,可得.②
①②得,所以.所以.
故选:B.
【变式01】若函数是二次函数,满足,则=( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】已知函数类型求解析式、求二次函数的解析式
【分析】利用待定系数法,由题意建立方程组,可得答案.
【详解】设(),由,则,
由,则,
整理可得,则,解得,
所以.
故选:B.
【变式02】已知函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】已知f(g(x))求解析式
【分析】利用换元法求解析式.
【详解】令,则,
因为,所以.
由,可得,
∴.
故选:B.
【变式03】已知函数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】函数方程组法求解析式
【分析】利用方程组法求解出的解析式.
【详解】因为,所以,
两式联立可得,
故选:D.
题型07 分段函数求值
【典例01】设函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求分段函数解析式或求函数的值
【详解】因为函数,
.
【变式01】已知函数,则( )
A.15 B.5 C. D.21
【答案】A
【知识点】求分段函数解析式或求函数的值
【分析】根据分段函数解析式直接求解.
【详解】因为函数,所以.
【变式02】已知函数则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】求分段函数解析式或求函数的值
【分析】根据分段函数的定义,先判断自变量所在的区间,再代入对应的表达式逐步计算.
【详解】因为,所以代入,得,
因为,所以代入,得,
将代入,得.
故选:C.
题型08分段函数值求参数
【典例01】已知函数,若,则的值是( )
A.1 B. C. D.1或
【答案】D
【知识点】已知分段函数的值求参数或自变量
【分析】根据分段函数的定义,分与两种情况讨论即可求解.
【详解】当时,,得到,负根舍去;
当时,,得到,符合题意;
综上所述,或.
故选:D
【变式01】设,若,则等于( )
A. B. C.或 D.
【答案】A
【知识点】已知分段函数的值求参数或自变量
【分析】分、、三种情况解方程即可.
【详解】当时,由,解得(舍去),
当时,由,可得,解得(舍去)或,
当时,由,可得(舍去),
综上所述,.
故选:A.
【变式02】已知函数若,则的值是( )
A.1 B. C. D.
【答案】A
【知识点】已知分段函数的值求参数或自变量
【分析】由,再分和两种情况,代入解方程即可.
【详解】当时,,解得或(舍),
当时,,解得(舍).
故选:A.
题●型●巩●固
1.
下列从集合到集合的对应关系,其中是的函数的是( )
A.,对应关系
B.,对应关系
C.,对应关系
D.,对应关系
【答案】B
【知识点】函数关系的判断
【分析】根据函数的定义逐一判断即可.
【详解】对于A,因为,但是没有意义,故A错误;
对于B,因为对于任意一个实数,都有唯一确定的实数与其对应,符合函数的定义,故B正确;
对于C,显然,此时,有两个不同的实数与之对应,不满足唯一性,故C错误;
对于D,因为集合是自然数集,,但是,所以不是的函数,故D错误.
故选:B.
2.
下列从集合到集合的对应中不是函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】函数关系的判断
【详解】选项D中,对于集合中的元素1,在集合中有两个元素4和5与之对应,不符合函数的定义.
3.
函数的定义域为( )
A. B. C. D.(3,4)
【答案】C
【知识点】具体函数的定义域
【分析】根据二次根式有意义的条件得出被开方数大于或等于0,再解一元二次不等式即可.
【详解】要使有意义,只需,即,
解得或,所以函数的定义域为.
故选:C
4.
函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】具体函数的定义域
【分析】根据题意结合分式、根式的意义列式求解即可.
【详解】令,解得且,
所以函数的定义域是.
故选:A.
5. 下列四组函数中,表示同一个函数的一组是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】判断两个函数是否相等、具体函数的定义域
【分析】根据同一函数的定义,分别逐一求解、验证定义域和对应法则是否相同,即可得到结论.
【详解】对于A中,函数的定义域为,函数的定义域为,定义域不相同,所以不是同一个函数;
对于B中,函数和的定义域都是,对应法则相同,所以是同一个函数;
对于C中,函数的定义域为,函数的定义域为,定义域不相同,所以不是同一个函数;
对于D中,函数的定义域为,的定义域为,定义域不相同,所以不是同一个函数.
故选:B
6. 下列各组函数是同一个函数的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【答案】D
【知识点】具体函数的定义域、判断两个函数是否相等
【分析】函数相同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.
【详解】对于A,由可得,解得,则其定义域为;
由函数可得,解得,则其定义域为.
所以两函数的定义域不同,因此不是同一个函数,故A错误;
对于B,函数与函数的定义域都为,
与的对应法则不同,因此不是同一个函数,故B错误;
对于C,的定义域为,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D,的定义域为,的定义域为,
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.
7.
若,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【知识点】求函数值
【分析】先计算,再将所得结果代入求值.
【详解】因,则,则.
故选:A
8.
已知,则( )
A. B. C.3 D.
【答案】B
【知识点】求函数值
【分析】应用赋值法计算求解.
【详解】因为,令,则.
故选:B.
9.
已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A.且 B.且
C.且 D.且
【答案】B
【知识点】抽象函数的定义域、复合函数的定义域
【分析】由函数有意义的条件,结合函数的定义域即可求解.
【详解】函数的定义域为,函数有意义,
则有且,解得且,
所以函数的定义域为且.
故选:B
10.
已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】抽象函数的定义域、具体函数的定义域
【分析】应用抽象函数定义域性质求解.
【详解】由,得,
又,可得,所以函数的定义域为.
故选:C.
11.
已知函数是一次函数,且,则( )
A.11 B.9 C.7 D.5
【答案】A
【知识点】求函数值、已知函数类型求解析式
【分析】设,根据恒成立可得a,b,然后可解.
【详解】设,
则,
整理得,
所以,解,
所以,所以.
故选:A
12.
设为一次函数,且.若,则的解析式为( )
A.或 B.
C. D.
【答案】B
【知识点】已知函数类型求解析式
【分析】设,根据已知条件可得出关于、的方程组,解出这两个未知数的值,再结合可得出、的值,即可得出函数的解析式.
【详解】设,其中,则,
所以,,解得或.
当时,,此时,合乎题意;
当时,,此时,不合乎题意.
综上所述,.
故选:B.
13.
若函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】已知f(g(x))求解析式
【分析】将函数右侧表达式配方,整理为关于的完全平方形式,再替换变量得到并注明定义域.
【详解】,
所以.
故选:D.
14.
已知函数,则的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】已知f(g(x))求解析式
【分析】利用换元法求解函数解析式即可.
【详解】令,可得,由题意得,则,
因为,所以,
则,故D正确.
故选:D
15.
已知函数的定义域为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求函数值、函数方程组法求解析式
【分析】在条件式中以替代,得,代入原条件式,再令,求得答案.
【详解】由,代替,得,
,
令,得,解得.
故选:B.
16.
已知函数满足,则( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】函数方程组法求解析式
【分析】以代x,利用解方程组法求解即可.
【详解】以代x,由①,得②,
则①②,得,则.
故选:A
17.
若函数满足关系式,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】求函数值、函数方程组法求解析式
【分析】先将已知等式中的与替换,列出方程组求得函数解析式,再赋值代入计算即得.
【详解】在中,
用替换,可得:,解得,
故
故选:A.
18.
已知函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】求分段函数解析式或求函数的值
【分析】应用分段函数求解函数值.
【详解】因为函数,则.
故选:A.
19.
已知函数.若.则实数的值为( )
A.-1 B.1 C.-2 D.2
【答案】B
【知识点】求分段函数解析式或求函数的值
【分析】根据自变量所属的区间,代入相应段的解析式求值即可.
【详解】由题意可知,,解得.
故选:B
20.
已知函数若,则( )
A.-1 B.0 C. D.1
【答案】B
【知识点】分段函数的性质及应用、已知分段函数的值求参数或自变量
【分析】分类讨论求分段函数值解方程即可求解.
【详解】第一种情况:当时,
单调递减,,,方程无解.
第二种情况:当时,
单调递减,,,方程无解.
第三种情况:时,,,
,,
故选:B.
21.
设函数,若,则( )
A.0或2 B.0或3 C.2 D.0或2或3
【答案】A
【知识点】已知分段函数的值求参数或自变量
【分析】由和分别计算求解即可.
【详解】当时,,得,
当时,,得(舍去)或,
所以0或2,
故选:A
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