内容正文:
第2课时 函数概念的综合应用
素养目标 思维导图
1.了解构成函数的要素(数学抽象).
2.能求简单函数的定义域(数学运算).
课前自主学习
问题:某种商品的单价是5元,买x(x∈{1,2,3,4,5})件该商品需要y元.
(1)问题中买商品的件数x与花费的钱数y这两个变量之间存在什么关系?
(2)其中x,y的对应关系若可用y=f(x)来表示,其中x取哪些值,y取哪些值?
(3)f(2)等于多少?f(3)呢?f(a)呢?
(4)f(x)与f(a)是否相同?为什么?
提示:(1)函数关系.每一个x值都唯一对应着一个确定的y值.
(2)x的取值为1,2,3,4,5;y的取值为5,10,15,20,25.
(3)f(2)=10,f(3)=15.若a∈{1,2,3,4,5},则f(a)对应y的一个值,否则无法表示.
(4)不同.f(x)表示y是x的函数,其中f为对应关系;而f(a)表示函数f(x)当自变量x取a时的一个函数值.
【核心概念】
区间的概念及表示
设a,b是两个实数,且a<b,则有下表:
定义 名称 符号 数轴表示
{x|a≤x≤b} 闭区间 [a,b]
{x|a<x<b} 开区间 (a,b)
{x|a≤x<b} 半开半闭区间 [a,b)
{x|a<x≤b} 半开半闭区间 (a,b]
实数集R可以用区间表示为(-∞,+∞),
“∞”读作“无穷大”.如:
符号 定义
[a,+∞) {x|x≥a}
(a,+∞) {x|x>a}
(-∞,a] {x|x≤a}
(-∞,a) {x|x<a}
课堂合作探究
探究点一 函数定义域
【典例1】(1)求下列函数的定义域:
①f(x)=; ②f(x)=; ③f(x)=; ④f(x)=.
【思维导引】根据分母不等于零,二次根式大于等于零等,来分析此题,即可得到我们所需要的答案.
【解析】①要使有意义,只需x-4≠0,即x≠4.所以函数f(x)=的定义域为{x∈R|x≠4}.
②因为对于x∈R的任何一个值,f(x)=都有意义,所以f(x)=的定义域为R.
③要使有意义,只需x2-3x+2≠0,即x≠1且x≠2.
所以函数f(x)=的定义域为{x∈R|x≠1且x≠2}.
④要使有意义,只需所以x≤4且x≠1.所以函数f(x)=的定义域为{x∈R|x≤4且x≠1}.
(2)(一题多问)
已知f(x)=,回答下列问题.
①求f(x)的定义域;
②求y=的定义域;
③求函数g(x)=的定义域;
④求h(x)=f(2x)+的定义域.
【问题解读】①由函数有意义列出不等式组求解;
②③④利用抽象函数和具体函数的定义域求解.
【解析】①要使f(x)=有意义,则需,解得x≤1且x≠0,
所以f(x)的定义域为{x|x<0或0<x≤1}.
②由函数f(x)的定义域为{x|x<0或0<x≤1}得
解得x<0或0<x≤,
故y=的定义域为(-∞,0)∪(0,].
③由函数f(x)的定义域为{x|x<0或0<x≤1},对于函数g(x)=,
则有,
解得x<-2或-2<x<-或-<x≤0.
因此,函数g(x)的定义域为(-∞,-2)∪(-2,-)∪(-,0].
④由函数f(x)的定义域为{x|x<0或0<x≤1}得解得-3≤x<0或0<x≤,故h(x)=f(2x)+的定义域为[-3,0)∪(0,].
【题后反思】函数的定义域一定要用集合或区间的形式表示.
【类题通法】要使函数有意义,应有:
(1)分式的分母不为0;
(2)偶次根下非负;
(3)y=x0中要求x≠0;
(4)实际问题中函数的定义域,要考虑实际意义.
【定向训练】
1.f(x)=的定义域为[3,+∞),则正实数a的取值集合为 .
【解析】因为f(x)=的定义域为[3,+∞),
所以由a2x-9≥0,可得x≥=3,又a>0,
所以a=,故正实数a的取值集合为{}.
答案:{}
2.已知函数f(x)的定义域为[0,2],则g(x)=f(x+)+f(x-)的定义域为 .
【解析】因为f(x)的定义域是[0,2],且g(x)=f(x++f(x-),
所以则
所以≤x≤,所以g(x)的定义域为[,].
答案:[,]
探究点二 求函数值
【典例2】已知函数f(x)=.
(1)求f(2)+f()的值.
(2)求证:f(x)+f()是定值.
(3)求2f(1)+f(2)+f()+f(3)+f()+…+f(2 024)+f()的值.
【思维导引】(1)根据函数解析式代入运算可得解;
(2)根据函数解析式列式运算可得证;
(3)由(2)的结论,结合运算即可得解.
【解析】(1)因为f(x)=,
所以f(2)+f()==5×()=5.
(2)f(x)+f()===5×=5为定值.
(3)由(2)可知,f(x)+f()=5,f(1)==,所以2f(1)+f(2)+f()+f(3)+f()+…+f(2 024)+
f()=[f(1)+f(1)]+[f(2)+f()]+[f(3)+f()]+…+[f(2 024)+f()]=5×2 024=10 120.
【类题通法】
求函数值的方法
(1)替换:求函数值时,只需将f(x)中的x用对应的值(包括值在定义域内的代数式)替换后进行计算即可.
(2)原则:求f(f(x))时,应遵循由里到外的原则.
【定向训练】
1.已知函数f(x)=(x≠-1且x≠0).
(1)求f(2)+f()的值;
(2)求证:f(x)+f()是定值.
【解析】(1)已知f(x)=,代入计算可得f(2)+f()===1.
(2)f(x)=,f(x)+f()===1(x≠-1且x≠0).
2.已知函数f(x)=x2+1,x∈R.
(1)分别计算f(1)-f(-1),f(2)-f(-2),f(3)-f(-3)的值.
(2)由(1)你发现了什么结论?并加以证明.
【解析】(1)f(1)-f(-1)=(12+1)-[(-1)2+1]=2-2=0;f(2)-f(-2)=(22+1)-[(-2)2+1]=5-5=0;
f(3)-f(-3)=(32+1)-[(-3)2+1]=10-10=0.
(2)由(1)可发现结论:对任意x∈R,有f(x)-f(-x)=0.证明如下:因为f(-x)=(-x)2+1=
x2+1=f(x),所以对任意x∈R,总有f(x)-f(-x)=0.
探究点三 判断是否为同一个函数
【典例3】(多选题)下列各选项给出的两个函数中,表示同一个函数的有( )
A.f(x)=x与g(x)= B.f(t)=|t-1|与g(x)=|x-1|
C.f(x)=与g(x)=-x D.f(x)=与g(x)=x-1
【思维导引】对于两个函数,只要定义域相同,对应关系相同,则两函数为同一个函数.
【解析】选BC.对于A:f(x),g(x)定义域都为R,但f(x)=x,g(x)=|x|,对应关系不同,故不是同一个函数;对于B:f(t)=|t-1|定义域为R,g(x)=|x-1|定义域为R,定义域相同,对应关系也相同,故为同一个函数;对于C:f(x)=定义域为x≤0,且可化简为f(x)=-x,函数g(x)=-x·定义域为x≤0,两函数定义域相同,对应关系相同,故为同一个函数;对于D:f(x)=的定义域为x≠-1,g(x)=x-1的定义域为R,定义域不同,故不是同一个函数.
【类题通法】判断同一个函数的方法与注意点
(1)方法:先求定义域,若定义域不同,则不相同;若定义域相同,再化简函数的解析式,看对应关系是否相同.
(2)两个注意点:
①函数的表示:与变量用什么字母表示无关;
②解析式的化简:在化简解析式时,必须是等价变形.
【定向训练】
1.下列各组函数表示同一个函数的是( )
A.f(x)=x-2,g(x)= B.f(x)=,g(x)=1
C.f(x)=x2-2x-1,g(t)=t2-2t-1 D.f(x)=,g(x)=
【解析】选C.选项A中f(x)的定义域为R,g(x)的定义域为{x|x≠-2},故定义域不同,因此不是同一个函数;选项B中f(x)的定义域为{x|x≠0},
g(x)的定义域为R,故定义域不同,因此不是同一个函数;选项D中f(x)的定义域为R,g(x)的定义域为{x|x≠1},定义域不同,因此不是同一个函数;而C选项只是表示变量的字母不一样,表示同一个函数.
2.在下列函数中,与函数y=是同一个函数的为( )
A.y= B.y= C.y= D.y=
【解析】选A.函数y=的定义域是R,函数式化简为y=x,y=的定义域是R,函数式可化简为y=x,是同一个函数,
y=的定义域是{x|x≠1},不是同一个函数,
y=的定义域是R,函数式可化简为y=|x|,对应关系不相同,不是同一个函数,
y=的定义域是{x|x≠0},不是同一个函数.
课堂练习
1.函数f(x)=(x∈R)的值域是( )
A.(0,1) B.(0,1] C.[0,1) D.[0,1]
【解析】选B.由于x∈R,所以x2+1≥1,0<≤1,即0<y≤1.
2.(多选题)下列四组函数中,表示同一个函数的是( )
A.f(x)=|x|,g(x)=()2 B.f(x)=2x,g(x)=
C.f(x)=x,g(x)= D.f(x)=1-x2,g(t)=(1+t)(1-t)
【解析】选CD.函数f(x)=|x|的定义域为R,g(x)=()2的定义域为[0,+∞),定义域不同,不是同一个函数;函数f(x)=2x的定义域为R,g(x)=的定义域为{x|x≠0},定义域不同,不是同一个函数;f(x)=x,g(x)==x,两函数为同一个函数;D.定义域和对应关系都相同,是同一个函数.
√
√
√
3.函数f(x)=的定义域为 .
【解析】由题意得-x2+10x-21≥0,
所以x2-10x+21≤0,即(x-3)(x-7)≤0,
解得3≤x≤7.
答案:{x|3≤x≤7}
4.已知区间(4p-1,2p+1),则p的取值范围为 .
【解析】由题意,得4p-1<2p+1,
所以p<1.
答案:(-∞,1)
5.若f(x)=,且f(a)=2,则a= .
【解析】由f(a)==2,得a=2或a=.
答案:2或
谢 谢
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