内容正文:
专题2
函数与基本初等函数
1
第6讲 函数的概念及其表示
目
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课标要求
夯基固本
考点探究
01
03
02
课标要求
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夯基固本
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实数集
任意一个
唯一
y=f(x),x∈A
定义域
值域
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定义域
值域
对应关系
解析式
图象
表格
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对应关系
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夯基固本
常用结论
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并集
并集
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夯基固本
热身练习
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B
2
3
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B
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A
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A
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0或2
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考点探究
探究点1
探究点2
探究点3
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探究点1 函数定义域的意义及求法
(0,1)∪(1,2]∪[3,+∞)
探究点1
探究点2
探究点3
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探究点1
探究点2
探究点3
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C
探究点1
探究点2
探究点3
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探究点1
探究点2
探究点3
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规律与技巧
探究点1
探究点2
探究点3
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规律与技巧
探究点1
探究点2
探究点3
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变式探究
(1,2)
探究点1
探究点2
探究点3
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探究点1
探究点2
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变式探究
(-∞,-6]∪[2,+∞)
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探究点1
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探究点2 函数的表示
f(x)=x2-x+1
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A
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D
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规律与技巧
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变式探究
D
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变式探究
1-log3x(答案不唯一)
探究点1
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变式探究
ABC
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探究点2
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探究点3 分段函数
2
探究点1
探究点2
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探究点1
探究点2
探究点3
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B
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探究点2
探究点3
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探究点1
探究点2
探究点3
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1
(-∞,-)∪(,+∞)
探究点1
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规律与技巧
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变式探究
C
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变式探究
D
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探究点2
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探究点1
探究点2
探究点3
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1.了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域.
2.在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图象法、列表法、解析法)表示函数.
3.了解简单的分段函数,并能简单应用.
1.函数的概念
(1)一般地,设A,B是非空的________,如果对于集合A中的________数x,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,记作____________,其中x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的________;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的________.
(2)函数有三个要素:__________、__________和__________.
2.函数的表示
解析法,就是用__________表示两个变量之间的对应关系.
图象法,就是用__________表示两个变量之间的对应关系.
列表法,就是列出__________来表示两个变量之间的对应关系.
3.分段函数
分段函数的定义:在定义域的不同部分,有不同的____________的函数称为分段函数.
分段函数的定义域等于各段函数的定义域的__________,其值域等于各段函数的值域的__________.
1.函数y=f(x)的图象与直线x=1的交点( )
A.至少1个
B.至多1个
C.仅有1个
D.有0个、1个或多个
解析:若1不在函数f(x)的定义域内,y=f(x)的图象与直线x=1没有交点;若1在函数f(x)的定义域内,y=f(x)的图象与直线x=1有1个交点,故选B.
2.(教材母题必修复习参考题3T1改编)函数f(x)= eq \f(2x+1,\r(3-x))-(x+3)0的定义域是( )
A.(-∞,-3)∪(3,+∞)
B.(-∞,-3)∪(-3,3)
C.(-∞,-3)
D.(-∞,3)
解析:由函数解析式有意义,得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(3-x>0,,x+3≠0,))
解得x<3且x≠-3,
所以函数的定义域为(-∞,-3)∪(-3,3).故选B.
3.已知函数f(2x+1)=6x+5,则f(x)的解析式是( )
A.f(x)=3x+2
B.f(x)=3x+1
C.f(x)=3x-1
D.f(x)=3x+4
解析:(方法1)令2x+1=t,则x= eq \f(t-1,2),
所以f(t)=6× eq \f(t-1,2)+5=3t+2,所以f(x)=3x+2.故选A.
(方法2)因为f(2x+1)=3(2x+1)+2,所以f(x)=3x+2.
4.下列四组函数,表示同一函数的是( )
A.f(x)=|x+1|,g(x)= eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x+1,x≥-1,,-x-1,x<-1))
B.f(x)= eq \r(x2),g(x)=x
C.f(x)=x,g(x)= eq \f(x2,x)
D.f(x)= eq \r(x2-4),g(x)= eq \r(x+2)· eq \r(x-2)
解析:对于A,f(x)=|x+1|= eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x+1,x≥-1,,-x-1,x<-1,))
与g(x)= eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x+1,x≥-1,,-x-1,x<-1))的定义域相同,
对应关系也相同,是同一函数,A正确;
对于B,f(x)= eq \r(x2)=|x|,与g(x)=x的对应关系不同,
所以不是同一函数,B错误;
对于C,f(x)=x的定义域为R,g(x)= eq \f(x2,x)=x的定义域为{x|x≠0},两个函数的定义域不同,所以不是同一函数,C错误;
对于D,f(x)= eq \r(x2-4)的定义域为(-∞,-2]∪[2,+∞),g(x)= eq \r(x+2)· eq \r(x-2)的定义域为{x|x≥2},
两个函数的定义域不同,所以不是同一函数,D错误.故选A.
5.已知函数f(x)= eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(-x+4,x≤0,,x2,x>0,))若f(m)=4,则m=________.
解析:由题意可得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(m≤0,,-m+4=4,))或 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(m>0,,m2=4,))
所以m=0或m=2.
【例1】(1)函数f(x)= eq \r(x2-5x+6)+ eq \f((x-1)0,\r(x+|x|))的定义域是_____________________________.
解析:(1)由函数解析式有意义,得
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x2-5x+6≥0,,x-1≠0,,x+|x|>0))⇒ eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x≥3或x≤2,,x≠1,,x>0))
⇒0<x<1或1<x≤2或x≥3,
故函数的定义域是(0,1)∪(1,2]∪[3,+∞).
【例1】(2)已知函数f(x+1)的定义域是[1,7],则函数h(x)=f(2x)+ eq \r(9-x2)的定义域是( )
A.[4,16]
B.(-∞,1]∪[3,+∞)
C.[1,3]
D.[3,4]
解析:(2)函数f(x+1)的定义域是[1,7],
则2≤x+1≤8,因此在f(2x)中,2≤2x≤8.
函数h(x)=f(2x)+ eq \r(9-x2)的解析式有意义,
必有 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(2≤2x≤8,,9-x2≥0,))解得1≤x≤3,
所以函数h(x)的定义域是[1,3].故选C.
函数定义域的求解策略
(1)已知函数解析式:构造使解析式有意义的不等式(组)求解.
(2)实际问题:有实际意义及使解析式有意义的不等式(组)求解.
(3)抽象函数
①若已知函数f(x)的定义域为[a,b],则复合函数f(g(x))的定义域由不等式a≤g(x)≤b求出.
②若已知函数f(g(x))的定义域为[a,b],则f(x)的定义域为g(x)在x∈[a,b]上的值域.
1.函数f(x)= eq \f(3x,\r(x-1))+ln (2x-x2)的定义域是__________.
解析:要使函数有意义,则 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x-1>0,,2x-x2>0,))
解得1<x<2.所以函数f(x)的定义域是(1,2).
2.若函数f(x)= eq \r(|x+2|+|x-m|-4)的定义域为R,则实数m的取值范围是____________________.
解析:由题意得|x+2|+|x-m|≥4恒成立,
由于|x+2|+|x-m|≥|-2-m|=|2+m|,
当x在-2和m之间(包括-2和m)时取等号,
所以(|x+2|+|x-m|)min=|2+m|.
所以|2+m|≥4,所以2+m≥4或2+m≤-4,
即m≥2或m≤-6,
故实数m的取值范围是(-∞,-6]∪[2,+∞).
【例2】(1)已知f(x)是二次函数,且满足f(0)=1,f(x+1)-f(x)=2x,则f(x)的解析式是________________.
解析:(1)令f(x)=ax2+bx+c(a≠0),
因为f(0)=1,所以c=1,则f(x)=ax2+bx+1.
由题意可知,f(x+1)-f(x)=a(x+1)2+b(x+1)+1-(ax2+bx+1)=2x,
即2ax+a+b=2x,得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(2a=2,,a+b=0,))所以 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a=1,,b=-1,))
所以f(x)=x2-x+1.
【例2】(2)若函数f(x)满足f(x)+2f( eq \f(1,x))=2x+1,则f(2)=( )
A.- eq \f(1,3)
B. eq \f(2,3)
C. eq \f(8,3)
D. eq \f(1,2)
解析:(2)因为函数f(x)满足f(x)+2f( eq \f(1,x))=2x+1, ①
所以f( eq \f(1,x))+2f(x)= eq \f(2,x)+1, ②
联立①②得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(f(x)+2f(\f(1,x))=2x+1,,f(\f(1,x))+2f(x)=\f(2,x)+1,))
解得f(x)= eq \f(4,3x)- eq \f(2x,3)+ eq \f(1,3),
所以f(2)= eq \f(4,6)- eq \f(4,3)+ eq \f(1,3)=- eq \f(1,3).故选A.
【例2】(3)(2025·浙江嘉兴月考)已知函数f(x)的定义域为R,且f(x)=x3f( eq \f(1,x))(x≠0),f(x)+f(y)+2xy=f(x+y),则f(3)=( )
A.9
B.10
C.11
D.12
解析:(3)因为f(x)+f(y)+2xy=f(x+y),
令x=y=0,则f(0)=0,
令x=1,y=-1,
则f(1)+f(-1)-2=f(0)=0.
又f(x)=x3f( eq \f(1,x)),令x=-1,
则f(-1)=0,所以f(1)=2.
又f(x)+f(y)+2xy=f(x+y),
令x=y=1,则f(2)=2f(1)+2=6,
令x=1,y=2,则f(3)=f(1)+f(2)+4
=2+6+4=12.故选D.
函数解析式的常用求法
(1)待定系数法,若已知函数类型(如一次函数、二次函数、反比例函数及其他所有形式已知的函数),可用待定系数法.
(2)换元法,已知复合函数f(g(x))的解析式,可用换元法,此时要注意新元的取值范围.
(3)方程组法,求抽象函数的解析式,往往通过变换变量构造一个方程,组成方程组,利用消元法求f(x)的解析式.
3.(2024·江苏南通二模)已知f(x)对于任意x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)·f(y),且f( eq \f(1,2))=2,则f(4)=( )
A.4
B.8
C.64
D.256
解析:由f(x+y)=f(x)·f(y),
当y=x时,有f(2x)=f 2(x).
又f( eq \f(1,2))=2,所以f(4)=f2(2)=f 4(1)=f 8( eq \f(1,2))=28=256.
故选D.
4.已知f(x)在(0,+∞)上是减函数,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)=______________________.
解析:由题意可知,f(x)+f(y)可变化为f(xy)的形式,
由此可想到对数函数,
又因为f(x)在(0,+∞)上是减函数,
且f(x)+f(y)=f(xy)+1,
所以满足条件的一个函数可取f(x)=1-log3x.
5.(多选)(2025·北京东城月考)设a为常数,f(0)= eq \f(1,2),f(x+y)=f(x)f(a-y)+f(y)f(a-x),则( )
A.f(a)= eq \f(1,2)
B.f(x)= eq \f(1,2)
C.f(x+y)=2f(x)f(y)
D.满足条件的f(x)不止一个
解析:已知f(0)= eq \f(1,2),f(x+y)=f(x)f(a-y)+f(y)f(a-x).
对于A,令x=y=0,则 eq \f(1,2)=f(0)= eq \f(1,2)f(a)+ eq \f(1,2)f(a)=f(a),
即f(a)= eq \f(1,2),A正确.
对于B,令y=0,则f(x)=f(x)f(a)+f(0)f(a-x)
= eq \f(1,2)f(x)+ eq \f(1,2)f(a-x),故f(x)=f(a-x),
令x=y,则f(2x)=f(x)f(y)+f(y)f(x)
=2f(x)f(y)=2f 2(x)≥0,故f(x)非负;
令y=a-x,则f(a)=f 2(x)+f 2(a-x)
=2f 2(x)= eq \f(1,2),
解得f(x)=± eq \f(1,2),
又f(x)非负,故可得f(x)= eq \f(1,2),B正确.
对于C,由B项分析可得f(x+y)=2f(x)f(y),C正确.
对于D,由B项分析可得满足条件的f(x)只有一个,
D错误.故选ABC.
【例3】(1)(2024·全国模拟预测)设函数f(x)= eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(-2x-1,x≥1,,ax,x<1,))若f(f(2))= eq \f(1,32),则a=________.
解析:(1)函数f(x)= eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(-2x-1,x≥1,,ax,x<1,))
有f(2)=-2×2-1=-5,
则f(f(2))=f(-5)=a-5= eq \f(1,32)= eq \f(1,25),解得a=2.
【例3】(2)(2024·吉林模拟预测)已知f(x)= eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(2x-1,x<1,,\f(\r(x),2),x≥1,))若f(a)=1,则a=( )
A.1
B.4
C.1或4
D.2
解析:当a<1时,f(a)=2a-1=1,
则a-1=0,解得a=1(舍去);
当a≥1时,f(a)= eq \f(\r(a),2)=1,则 eq \r(a)=2,
解得a=4.故选B.
【例3】(3)(2024·北京东城二模)设函数f(x)= eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(1,|x|<1,,x2,|x|≥1,))则f(f( eq \f(1,2)))=________,不等式f(x)<f(2x)的解集是___________________________.
解析:(3)由题意可知,f(f( eq \f(1,2)))=f(1)=1.
因为f(x)<f(2x),
当|2x|<1,即- eq \f(1,2)<x< eq \f(1,2)时,
则|x|< eq \f(1,2)<1,可得1<1,不合题意;
当 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(|2x|≥1,,|x|<1,))即x∈(-1,- eq \f(1,2)]∪[ eq \f(1,2),1)时,
可得1<(2x)2,
解得x> eq \f(1,2)或x<- eq \f(1,2),所以x∈(-1,- eq \f(1,2))∪( eq \f(1,2),1);
当|x|≥1,即x≥1或x≤-1时,
则|2x|=2|x|≥2>1,可得x2<(2x2)=4x2,符合题意.
综上所述:
不等式f(x)<f(2x)的解集是(-∞,- eq \f(1,2))∪( eq \f(1,2),+∞).
(1)分段函数是一个函数,“分段求解”是解决分段函数的基本原则.
(2)在求分段函数的值时,一定要注意自变量的值所在的区间,再代入相应的解析式.自变量的值不确定时,要分类讨论.
6.设函数f(x)= eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x-3,x≥10,,f(f(x+4)),x<10,))则f(8)=( )
A.10
B.9
C.7
D.6
解析:因为f(x)= eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x-3,x≥10,,f(f(x+4)),x<10,))
则f(8)=f(f(12))=f(9)=f(f(13))=f(10)=7.故选C.
7.已知f(x)= eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(-x2+2x,x≥0,,x2+2x,x<0))满足f(a)<f(-a),则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-2)∪(0,2) B.(-∞,-2)∪(2,+∞)
C.(-2,0)∪(0,2)
D.(-2,0)∪(2,+∞)
解析:当a<0时,f(a)=a2+2a,f(-a)=-a2-2a,
所以f(a)<f(-a)⇔a2+2a<-a2-2a,
即a2+2a<0,解得-2<a<0;
当a≥0时,f(a)=-a2+2a,f(-a)=a2-2a,
所以f(a)<f(-a)⇔-a2+2a<a2-2a,
即a2-2a>0,解得a>2.
所以实数a的取值范围是(-2,0)∪(2,+∞).故选D.
$