内容正文:
第1节 函数的概念及其表示
强基础•固本增分
知识梳理
概念 一般地,设A,B是非空的 ,如果对于集合A中的
,按照某种确定的对应关系f,在集合B中都有 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
三要素 对应关系 y=f(x),x∈A
定义域 的取值范围A
值域 与x的值对应的y值的集合{f(x)|x∈A}
同一个函数 如果两个函数的 相同, 完全一致,那么这两个函数是同一个函数
实数集
任意一个数x
唯一
x
定义域
对应关系
1.函数的概念
[教材知识深化]
函数概念中的两个允许,两个不允许.
(1)不允许“一对多”,允许“多对一”.
(2)不允许A中存在“闲置”的元素,允许B中有“闲置”的元素.
微思考 定义域与值域相同的两个函数是同一个函数吗?值域与对应关系相同的两个函数是同一个函数吗?
提示 定义域与值域相同的两个函数不一定是同一个函数,例如f(x)=2x与g(x)=-2x;值域与对应关系相同的两个函数不一定是同一个函数,例如f(x)=x2(x≥0)与g(x)=x2(x≤0).
2.函数的表示方法
表示函数的常用方法有 、图象法、列表法.
微思考 直线x=a(a为常数)与函数f(x)的图象的交点个数是多少?
3.分段函数
如果一个函数,在其定义域内,对于自变量的不同取值区间,有不同的对应方式,则称其为分段函数.
解析法
提示 直线x=a(a为常数)与函数f(x)的图象的交点个数是1或0.若设f(x)的定义域为D,则当a∈D时,有1个交点,当a∉D时,有0个交点.
[教材知识深化]
1.分段函数的定义域是各段区间的并集,值域是各段值域的并集;
2.分段函数定义域的各段区间的交集一定是空集;
3.解析式中含有绝对值的函数一般都可以化为分段函数;
4.分段函数的图象中,横坐标相同的地方不能有两个或两个以上的点.
连线高考
1.函数f(x)=的定义域是 .
(-∞,0)∪(0,1]
解析 函数的定义域满足即x∈(-∞,0)∪(0,1].
2.已知函数f(x)=则f(3)= .
解析 因为f(x)=故f(3)=
研考点•精准突破
考点一 函数的定义域(多考向探究预测)
考向1 具体函数的定义域
例1 函数f(x)=的定义域为( )
A.(-∞,0] B.(-∞,1)
C.[0,1) D.[0,+∞)
A
解析 函数f(x)=有意义,等价于解得x≤0,
故函数f(x)的定义域为(-∞,0].故选A.
考点一
考点二
考点三
[对点训练1]函数f(x)=的定义域为( )
A.(-)
B.(-∞,-)∪(,+∞)
C.[-]
D.(-,0)∪(0,)
D
解析 ∵函数f(x)=,
∴解得-<x<0或0<x<,即x∈(-,0)∪(0,).故选D.
考点一
考点二
考点三
考向2 抽象函数的定义域
例2(1)若函数y=f(x)的定义域为[0,4],则函数y=的定义域为( )
A.[-,1)∪(1,] B.[-,1)
C.(1,] D.(1,9]
A
解析 因为函数y=f(x)的定义域为[0,4],所以解得-x<1或1<x,故函数y=的定义域为[-,1)∪(1,],故选A.
考点一
考点二
考点三
(2)已知函数f(2x-1)的定义域为(-1,2),则函数f(1-x)的定义域为( )
A.(-,1) B.(-1,)
C.(-2,4) D.(-2,1)
C
解析 函数f(2x-1)的定义域为(-1,2),所以-1<x<2,-2<2x<4,-3<2x-1<3,所以f(x)的定义域为(-3,3),对于函数f(1-x),由-3<1-x<3,得-2<x<4,所以函数f(1-x)的定义域为(-2,4).故选C.
考点一
考点二
考点三
[对点训练2]已知函数y=f(x-1)的定义域为(1,5),则函数y=f(x2)的定义域为
( )
A.(-2,0) B.(0,2)
C.(-2,2) D.(-2,0)∪(0,2)
D
解析 因为函数y=f(x-1)的定义域为(1,5),所以x-1∈(0,4),则由函数y=f(x2)可知0<x2<4,解得-2<x<0或0<x<2,函数y=f(x2)的定义域为(-2,0)∪(0,2).故选D.
考点一
考点二
考点三
考点二 函数的解析式
例3(1)已知f(+1)=x+2,则f(x)=( )
A.x2-1(x≥0) B.+1(x≥1)
C.x2-1(x≥1) D.-1(x≥0)
C
解析 已知f(+1)=x+2,则f(+1)=()2+2+1-1=(+1)2-1.
令t=+1(t≥1),则f(t)=t2-1(t≥1),所以f(x)=x2-1(x≥1).
考点一
考点二
考点三
(2)设函数f(x)是单调递增的一次函数,且满足f(f(x))=16x+5,则f(x)=( )
A.-4x- B.4x-
C.4x-1 D.4x+1
D
解析 因为f(x)是单调递增的一次函数,所以设f(x)=ax+b,a>0,
故f(f(x))=a(ax+b)+b=a2x+ab+b=16x+5,
所以解得(不合题意,舍去).因此,f(x)=4x+1.
考点一
考点二
考点三
(3)已知f(x)在(0,+∞)内是减函数,且f(x)+f(y)=f(xy)+1对任意的x∈(0,+∞)都成立,写出一个满足以上特征的函数f(x)= .
1-log3x
解析 因为f(x)在(0,+∞)内是减函数,且f(x)+f(y)=f(xy)+1,
所以满足条件的函数可取f(x)=1-log3x.
考点一
考点二
考点三
(4)已知函数f(x)对于任意的x都有f(x)-2f(-x)=2x,求f(x)的解析式.
答案 f(x)=x
解 因为f(x)-2f(-x)=2x,①
所以f(-x)-2f(x)=-2x,②
由①②得f(x)=x.
考点一
考点二
考点三
[对点训练3]求下列函数的解析式:
(1)已知f(x)=x2+2x,求f(2x+1);
解 (代入法)因为f(x)=x2+2x,所以f(2x+1)=(2x+1)2+2(2x+1)=4x2+8x+3.
(2)已知f(-1)=x+2,求f(x);
解 (方法一 配凑法)因为f(-1)=(-1)2+4(-1)+3,且-1≥-1,
所以函数的解析式为f(x)=x2+4x+3(x≥-1).
(方法二 换元法)令t=-1,则t≥-1,且=t+1,所以f(t)=(t+1)2+2(t+1)=t2+4t+3(t≥-1),
故函数的解析式为f(x)=x2+4x+3(x≥-1).
考点一
考点二
考点三
(3)已知f(x)-2f()=3x+2,求f(x).
解 (解方程组法)f(x)-2f()=3x+2,①
用代换①式中的x,得f()-2f(x)=+2,②
由①②联立消去f(),得f(x)=-x--2,
故函数的解析式为f(x)=-x--2.
考点一
考点二
考点三
考点三 分段函数(多考向探究预测)
考向1 分段函数求值问题
例4(1)已知函数f(x)=满足f(π)=1,则实数m的值为( )
A. B. C.1 D.2
B
解析 由函数f(x)=
得f(π)=f()+m=f(0)+2m=sin 0+2m=1,所以m=故选B.
考点一
考点二
考点三
(2)已知函数f(x)=则f[f()]= .
解析 依题意,f()=sin(2)=-,所以f[f()]=f(-)=
考点一
考点二
考点三
[对点训练4](1)设f(x)=若f(a)=f(a+1),则f()=( )
A.2 B.4
C.6 D.8
C
解析 因为f(x)=且f(a)=f(a+1).
当0<a<1时,则1<a+1<2,由f(a)=f(a+1)可得=2a,解得a=,符合题意.
当a>1时,由f(a)=f(a+1)可得2(a-1)=2a,无解.
所以a=,f()=f(4)=2×(4-1)=6.故选C.
考点一
考点二
考点三
(2)已知函数f(x)=则f(-1)= .
0
解析 由题意知,f(-1)=f(-1+2)=f(1)=log21=0.
考点一
考点二
考点三
考向2 分段函数与方程、不等式问题
例5(1)已知函数f(x)=若f(f(a))=1,则实数a=( )
A.0 B.1
C.2 D.3
B
解析 根据题意,当a<1时,f(f(a))=f(0)=0≠1,不符合题意;当1≤a<2时, f(f(a))=f(a+1)=-ln a+1=1,解得a=1;当a=2时,f(f(a))=f(1)=2≠1,不符合题意;当a>2时,f(f(a))=f[-ln(a-1)+1]=0≠1,不符合题意.故选B.
考点一
考点二
考点三
(2)设函数f(x)=若f(a)≥0,则实数a的取值范围是
.
(-∞,-2]∪[0,+∞)
解析 当a≤0时,f(a)=a2+2a,由f(a)≥0得a2+2a≥0,解得a≥0或a≤-2,
又因为a≤0,所以得a=0或a≤-2;当a>0时,f(a)=lg(a2+1),
由f(a)≥0得lg(a2+1)≥0,解得a∈R,又因为a>0,所以得a>0.
综上可得实数a的取值范围是(-∞,-2]∪[0,+∞).
考点一
考点二
考点三
变式探究1
本例(2)中,函数解析式不变,将“f(a)≥0”改为“f(a-1)≤3”,则实数a的取值范围是 .
[-2,1+3]
解析 当a-1≤0,即a≤1时,f(a-1)=(a-1)2+2(a-1),
由f(a-1)≤3,得(a-1)2+2(a-1)≤3,解得-2≤a≤2,又因为a≤1,所以得-2≤a≤1;
当a-1>0,即a>1时,f(a-1)=lg[(a-1)2+1],
由f(a)≤3,得lg[(a-1)2+1]≤3,解得1-3a≤1+3,
又因为a>1,所以得1<a≤1+3
综上可得实数a的取值范围是[-2,1+3].
考点一
考点二
考点三
变式探究2
本例(2)中,函数解析式不变,将“f(a)≥0”改为“f(f(m))<0”,则实数m的取值范围是 .
解析 令f(m)=t,则“f(f(m))<0”即为“f(t)<0”.
当t≤0时,f(t)=t2+2t,由f(t)<0,得t2+2t<0,解得-2<t<0,
又因为t≤0,所以得-2<t<0;当t>0时,f(t)=lg(t2+1),
由f(t)<0,得lg(t2+1)<0,此不等式无解.
综上可知-2<t<0,于是有-2<f(m)<0.
当m≤0时,f(m)=m2+2m,由-2<f(m)<0,得-2<m2+2m<0,解得-2<m<0,
又因为m≤0,所以得-2<m<0;当m>0时,f(m)=lg(m2+1),
由-2<f(m)<0,得-2<lg(m2+1)<0,此不等式无解.
综上可得实数m的取值范围是(-2,0).
(-2,0)
考点一
考点二
考点三
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