内容正文:
3.1 函数的概念及其表示
第三章 函数的概念与性质
第二课时:函数的表示
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目录
contents
1
函数的表示法
2
抽象函数与复合函数
3
提分训练
课程导入
01.购物场景:表达笔记本单价5元,数量m,总价y。用式子直接关联:y=5m,精准刻画数量与总价的线性依赖关系。
02.气温场景:以时间为横轴、气温为纵轴绘制24小时变化图,用曲线的起伏形态,动态展示温度随时间的连续变化过程。
函数应该怎么表示?
新知探究
1. 函数的的表示法
函数的三种表示法:解析法、列表法和图象法:
(1)解析法:
定义本质:用数学解析式精准刻画两个变量间的对应法则
标准范式:y=f(x)——自变量x到因变量y的确定性映射
核心特征:每一个x值,通过解析式都能找到唯一确定的y值与之对应
优势劣势分析:
优势:数值计算绝对精准,便于推导单调性、奇偶性等深层性质;劣势:无法直观呈现变化趋势,且并非所有函数都能写出解析式,需结合图像法互补理解。
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(2)列表法:
定义:通过列出表格来清晰呈现自变量与函数值之间的对应关系,是函数表示的基础方法之一。
优点:直观易懂,可直接查阅对应数值,无需繁琐计算;对离散型数据的展示尤为便捷,对比清晰。
缺点:仅能列出有限个点,无法全面反映函数的整体变化规律;难以通过表格直接推导函数的数学性质与趋势。
核心点睛
列表法是理解函数对应关系的“直观窗口”,适合展示具体、有限的函数值;在实际应用中,需结合解析法(公式)与图像法,才能全方位剖析函数的特征与规律。
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(3)图象法:
定义:利用坐标系中的曲线或直线,直观刻画两个变量之间的对应关系,是函数的三种表示方法之一。
优势:直观形象,易于观察,能一眼看清变化趋势、对称性与最值特征。
局限:精度有限 ,绘制复杂,数值读取多为近似值,复杂函数作图难度较高。
核心点睛
图像法是“数形结合”思想的直观体现,虽不具备解析法的精确计算能力,却是分析函数性质、解决实际问题的重要工具,常与解析式法、列表法结合使用。
新知探究
核心结论
1. 互补性:三种方法无绝对优劣,需根据问题灵活选择,互为补充。
2. 数形结合:解析法重“数”的精确,图像法重“形”的直观,两者结合是解决函数问题的核心思想。
表示法 特点解析(优/缺) 核心适用场景
解析法 优:精准严密,便于公式推导与运算;
缺:抽象不直观,并非所有函数都有解析式。 函数性质理论研究、复杂数值计算与证明
列表法 优:数据直观,查询特定值极其便捷;
缺:数据有限,难以反映整体变化规律。 离散数据统计展示、工程参数查表与核对
图像法 优:直观展示变化趋势与形态特征;
缺:难以获取精确值,复杂图像绘制难。 观察单调性/最值、函数定性分析与预测
三种表示法对比总结:
小试牛刀
例1:甲、乙两人在一次赛跑中,从同一地点出发,路程S与时间t的函数关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲比乙先出发 B.乙比甲跑的路程多
C.甲、乙两人的速度相同 D.甲比乙先到达终点
D
小试牛刀
【分析】根据图象法表示函数,观察甲,乙的出发时间相同;路程S相同;到达时间不同,速度不同来判断即可.
【解析】
解:从图中直线的看出:K甲>K乙;S甲=S乙;
甲、乙同时出发,跑了相同的路程,甲先与乙到达.
故选:D.
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函数的表示法
2
抽象函数与复合函数
3
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2.分段函数:
定义:在函数的定义域内,若自变量x属于不同的取值范围时,对应着不同的对应法则,这样的函数就称为分段函数。
本质:它是用多个解析式“分段表达”的一个函数,而非几个独立函数的简单拼凑。
💡 核心点拨
判断分段函数的依据是“定义域的分段划分”与“对应法则的差异”,但始终要牢记:无论解析式分几段,它都是一个整体函数,定义域是各段区间的并集,值域是各段函数值的并集。
新知探究
分段函数图像特点:分段函数的图像由若干段曲线或直线拼接而成,定义域被划分成不同的区间,每个区间对应一个独立的函数解析式,本质上它是一个整体函数,而非多个函数的组合。
图像特征:各段图像仅在对应定义域区间内有效,区间的端点是连接各段图像的关键节点,决定了图像的连续性与形态
💡 画图核心要点
作图时需重点辨析定义域端点:包含该端点(等号成立)时画实心点(●),不包含该端点(等号不成立)时画空心点(○),这是确保分段函数图像绘制准确的核心细节。
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3.抽象函数:
抽象函数的概念:没有给出具体解析式的函数,称为抽象函数;它是一种“模型化”的函数,脱离了具体的表达式束缚,仅通过函数的内在规律(如运算律、单调性、奇偶性)来描述,是对函数本质属性的高度抽象。
💡 核心方法
研究抽象函数的关键在于“赋值法”:通过赋予变量特殊值(如令x=0或y=-x)推导规律,同时可借助熟悉的具体函数作为模型来辅助理解。
新知探究
赋值法:通过给抽象函数的自变量赋予特殊值,将抽象的函数关系转化为具体的等式,直接求出特定的函数值,是破解抽象函数问题的关键方法。
01.观察法则:深入分析题目给出的抽象函数运算法则,明确已知的函数关系、定义域约束及隐含条件,找准赋值的切入点。
解题步骤:
04.综合应用:结合推导出的函数性质,解决函数求值、不等式证明、参数求解等具体问题,形成完整的解题闭环。
03.推导性质:联立赋值后得到的等式,通过代数变形与推导,挖掘函数的奇偶性、周期性等核心性质,或直接计算目标函数值。
02.巧妙赋值:根据法则特征,尝试令自变量取特殊值,代入法则构建关于函数值的方程或等式。
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3.复合函数:
复合函数的概念:若函数y=f(t)的定义域为A,函数t=g(x)的定义域为D,值域为C,则当CA时,称函数y=f(g(x))为f(t)与g(x)在D上的复合函数,其中t叫做中间变量,t=g(x)叫做内层函数,y=f(t)叫做外层函数。
本质:复合函数是“函数套函数”,计算f(g(x))需遵循“先内后外”的运算逻辑。
示例:已知 f(x)=x²,g(x)=x+1,求 f(g(x))。
步骤:① 先算内层 g(x) = x + 1;② 再代入外层 f(u),得 f(g(x)) = (x + 1)²。
小试牛刀
【解析】
解:令x=y=0,可得f(0)-2f(0)=0,则f(0)=0,
令y=0,可得f(x)-2f(0)=x2+3x,
故f(x)=x2+3x.
例2、已知对任意的x,y都有f(x+y)-2f(y)=x2+2xy-y2+3x-3y,求f(x).
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函数的表示法
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抽象函数与复合函数
3
提分训练
提分训练
题型1 函数的表示法
1、小明同学乘高铁去旅游.早上他乘坐出租车从家里出发,离开家不久,发现身份证忘在家里,于是返回家中取身份证,然后乘坐出租车以更快的速度赶往高铁站,令x(单位:分钟)表示离开家的时间,y(单位:千米)表示离开家的距离,其中等待红绿灯及在家取身份证的时间忽略不计,下列图象中与上述事件吻合最好的是( )
C
提分训练
题型1 函数的表示法
【解析】
解:因为小明中途回家取身份证,
因此图象与x轴有交点(除原点外),排除A,B;
第二次坐出租车去高铁站的速度比第一次快,因此直线更陡,
结合选项知选C.
提分训练
题型1 函数的表示法
2、某同学到长城旅游,他租自行车由宾馆骑行前往长城,前进了akm,觉得有点累,休息后沿原路返回bkm(b<a),想起“不到长城非好汉”,便调转车头继续前进,则该同学离起点的距离s与时间t的图象大致为( )
A. B.
C. D.
C
提分训练
题型1 函数的表示法
【解析】
解:第一段时间,该生骑车为直线方程形式,单调递增.第二段实际休息,此时距离起点的距离不变,此时休息期间为常数,然后原路返回,此时距离减小,为递减函数,然后调转车头继续前进,此时距离逐步增加,所以图象C合适.
故选:C.
提分训练
题型2 复合函数
3、已知函数y=f(x),y=g(x)的对应关系如下表:
则f(g(1))的值为 ;满足f(g(x))>g(f(x))的x的值为 .
2
x 1 2 3
f(x) 1 3 1
x 1 2 3
g(x) 3 2 1
1
提分训练
题型2 复合函数
【解析】
解:由题表可得g(1)=3,则f(g(1))=f(3)=1.
当x=1时, f(g(1))=1,g(f(1))=g(1)=3,不满足f(g(x))>g(f(x));
当x=2时, f(g(2))=f(2)=3,g(f(2))=g(3)=1,满足f(g(x))>g(f(x));
当x=3时, f(g(3))=f(1)=1,g(f(3))=g(1)=3,不满足f(g(x))>g(f(x)).
故满足f(g(x))>g(f(x))的x的值为2.
提分训练
题型2 复合函数
4、给出函数f(x),g(x)如表,则f[g(x)]的值域为( )
A.{4,2} B.{1,3}
C.{1,2,3,4} D.以上情况都有可能
A
x 1 2 3 4
f(x) 4 3 2 1
x 1 2 3 4
g(x) 1 1 3 3
提分训练
题型2 复合函数
【解析】
解:∵当x=1或x=2时,g(1)=g(2)=1,
∴f(g(1))=f(g(2))=f(1)=4;
当x=3或x=4时,g(3)=g(4)=3,
∴f(g(3))=f(g(4))=f(3)=2.
故f[g(x)]的值域为{2,4}.
故选:A.
追求卓越
$