内容正文:
函数的概念及表示
一、知识梳理
1. 函数的有关概念
函数的概念
一般地,设 是非空的实数集,如果对于集合 中的任意一个数 ,按照某种确定的对应关系 ,在集合 中都有唯一确定的数 和它对应,那么就称 为从集合 到集合 的一个函数
函数的记法
叫做自变量,与 的值相对应的 值叫做函数值
定义域
的取值范围 叫做函数 的定义域
值域
函数值的集合 叫做函数的值域
提醒 直线 ( 为常数) 与函数 的图象有 0 或 1 个交点.
2. 函数的三要素:定义域,对应关系,值域
1.若判断两个函数是不是同一个函数,只要看定义域与对应关系是否完全相同即可. 尽管有的两个函数的值域和对应关系相同,但两个函数仍不是同一个函数,例如,函数 与函数 , .
2. 判断两个函数是不是同一个函数时,若解析式可以化简,则要注意化简过程的等价性.
3. 函数的常用表示方法: 解析法、图象法、列表法
4. 分段函数
若函数在其定义域内,对于自变量 的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数称为分段函数.
提醒 分段函数是一个函数,而不是几个函数,分段函数的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集.
二、练习题
1. 判断正误.(对的打“√”,错的打“×”)
(1)对于函数 ,其值域是集合 . ( )
(2)两个函数的定义域和值域分别对应相同就表示同一个函数. ( )
(3)函数 的图象与直线 最多有一个交点. ( )
2. 已知 ,若 ,则 的值为___.
3. 函数 的定义域是___.
4. 已知 则 ___.
题型一 函数的定义域
角度 1 求给定解析式的函数的定义域
以函数解析式中所含式子 (运算) 有意义为准则, 列出不等式或不等式组求解. 对于实际问题,定义域应使实际问题有意义.
5. 若函数 的定义域为集合 ,则 ( )
A. B. C. D.
角度 2 求抽象函数定义域的方法
1. 若函数 的定义域为 ,则复合函数 的定义域由 求出;
2. 若函数 的定义域为 ,则 的定义域为 在 上的值域.
6. 若函数 的定义域为 ,则函数 的定义域为 ( )
A. B. C. D.
7. 已知函数 的定义域为 ,则函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
8. 若函数 的定义域为 , 则 的定义域为 ( )
A. B. C. D.
题型二 函数的解析式
函数解析式的求法
1.待定系数法.若已知函数的类型(如一次函数、 二次函数等), 则可用待定系数法.
2. 换元法.主要适用于求解: 已知 的解析式,求函数 的解析式. 其求解的步骤如下: (1) 先令 ,求出 的取值范围;
(2)反解出 ,用含 的代数式表示 ;
(3)将 中的 换为用 来表示,可求得 的解析式,从而求得 .
3. 配凑法. 由已知条件 ,可将 改写成关于 的表达式,然后以 替代 ,便得 的解析式.
4. 方程组法.主要适用于: 已知 与 、 等之间的关系,求 解析式. 例如: 若条件是关于 与 的方程式, 把 替代 得到第二个式子,与原式联立,通过解方程组的方法,求出 的解析式.
5. 赋值法. 是关于 两个变量的方程式, 可对变量赋值求出 .
9. (1)已知 是二次函数,且满足 ,则 ___.
(2)若 ,则 的解析式为 ___.
10. 方程组法 已知函数 对不为 0 的实数 均满足 ,则 的解析式为___.
11. 赋值法 已知 对任意实数 恒成立,且 , 则 的解析式为___.
题型三 分段函数的解题策略
角度 1 分段函数的求值问题
1. 已知自变量求函数值:判断自变量所在区间, 然后代入对应的解析式.
2. 已知函数值求自变量:根据自变量 的取值范围选择解析式,利用函数值列方程求解.
12. 设 则 的值为 ( )
A. 9 B. 11 C. 28 D. 14
13. 函数 当 时,实数 ___.
角度 2 与分段函数有关的方程或不等式问题
根据分段函数中自变量取值范围的界定, 代入相应的解析式求解.
14. 已知 则使 成立的 的取值范围是 ( )
A. B. C. D.
15. 已知 若 ,则 的值为 ___.
角度 3 分段函数值域的求法
1. 根据自变量的不同范围,求出每段函数的值域,每段函数的值域的并集就是函数的值域.
2. 借助函数的图象,确定函数的值域,解含有参数的值域问题常用此法.
16. 已知函数 在 上的值域为 ,则实数 的取值范围是___.
17. 已知函数 若函数 的值域为 ,则实数 的取值范围是 ___.
考点 1 函数的概念及表示
18. 下列函数中,其定义域和值域分别与函数 的定义域和值域相同的是 ( )
A. B. C. D.
19. 已知函数 的定义域为 ,且当 时, ,则下列结论中一定正确的是 ( )
A. B. C. D.
20. 函数 的定义域是___.
21. 函数 的定义域是___.
22. 函数 的定义域为___.
23. 已知函数 . 若 ,则 ___.
考点 2 分段函数
24. 设函数 则满足 的 的取值范围是 ( )
A. B. C. D.
25. 已知 ,函数 若 ,则 ___.
基础强化
26. 已知 5,且 ,则 ( )
A. 3 B. C. 1 D.
27. 下列四组函数中 与 是同一个函数的是 ( )
A. B.
C. D.
28. 若函数 的值域是 ,则函数 的值域是 ( )
A. B. C. D.
29. 已知函数 的定义域为 ,则 的定义域为 ( )
A. B. C. D.
30. 已知定义在 上的函数 满足 ,且 ,则 ( )
A. 2 B. 0 C. -2 D. -4
31. 已知函数 则不等式 的解集为 ( )
A. B. C. D.
32. 若函数 的定义域为 ,则 的定义域为 ( )
A. B. C. D.
33. 若函数 的值域为 ,则 的取值范围是 ( )
A. B. C. D.
34. (多选) 下列命题中,正确的是 ( )
A. 函数 与 表示同一个函数 B. 函数 与 是同一个函数
C. 函数 的图象与直线 至多有一个交点 D. 函数 ,则
35. (多选) 已知函数 则( )
A. B. 若 ,则 或
C. 函数 在 上单调递减 D. 函数 在 上的值域为
36. 已知 则 ___.
37. 若函数 的定义域为 ,则实数 ___,实数 的取值范围是___.
38. 函数 ,则 的定义域是___.
39. 已知函数 满足 ,则 的解析式可以是___. (写出满足条件的一个解析式即可)
40. 若函数 的定义域和值域的交集为空集,则正数 的取值范围是___.
41. 已知 是定义在 上的函数, ,且对于任意 都有 , 若 ,则 ___.
参考答案与解析
1. 填
2. 填 1
3. 填
4. 填 -1
5. 选 D. 由已知得 解得 且 ,故 , 3) . 故选 D.
6. 选 A. 因为函数 的定义域为 ,所以 , 解得 ,所以函数 的定义域为 . 故选 A.
7. 选 B. 由函数 的定义域为 知 . 因此函数 的定义域为 .
在函数 中, ,解得 ,故选 B.
8. 选 D. 由题意得 解得 且 1.故选 D.
9. 填
解析 (1) 由 是二次函数设 , 由 ,得 .
由 ,得 ,整理得 ,则有 解得 所以 .
(2)解法一:换元法 令 ,则 . 所以
所以函数 的解析式为 .
解法二: 配凑法 . 因为 ,所以函数 的解析式为 .
10. 填
解析 由 ①,得 ②,由 ①×2-②得 ,所以 .
11. 填
解析 令 ,则 ,因为 ,所以 ,所以 .
12. 选 B. 11. 故选 B.
13. 填 8
解析 令 ,当 时, ,解得 或 (舍去),当 时, ,解得 (舍去),因此 ,所以 ,当 时, ,故 无解,舍去, 当 时, ,解得 ,符合题意. 综上所述, .
14. 选 A. 当 时, ,不等式 可化为 ,解得 ,又 ,所以 ; 当 时, ,不等式 可化为 ,解得 ,又 ,所以 . 综上,使不等式 成立的 的取值范围是 . 故选 A.
15. 填
解析 可化为 解得 或 因此 . 故实数 的值为 .
16. 填
解析 的图象如图, 由 ,解得 (舍) 或 ,
所以函数 在 上的值域为 ,则实数 的取值范围是 .
17. 填
解析 在同一平面直角坐标系中,作出函数 与 的图象,如图. 结合图象可知要使 的值域为 ,则有 解得 . 因此答案为 .
18. 选 D. 函数 的定义域、值域均为 ,而 的定义域均为 ,排除 的值域为 ,排除 ,故选 D.
易错警示
利用对数恒等式将函数 变为 ,将其值域认为是 是失分的主要原因.
19. 选 B. 当 时, ,因此, ,又 , ,以此类推知 ,因此 正确, 错误;取 ,可知选项 错误;不妨设 ,则 ,令 ,得 ,因此当 时, 100,选项 A 错误. 故选 B.
20. 填
解析 由题意得 解得 且 ,所以函数 的定义域为 .
21. 填
解析 要使函数 有意义,则 故 , 因此函数 的定义域为 .
22. 填
解析 由题意可得 ,即 .
所以函数 的定义域为 .
易错警示
本题易错误认为 “ ,得到 ”. 注意区分 “ ” 与 " " 的写法不同之处.
23. 填 -7
解析 且 ,.
24. 选 D. 函数 的图象如图所示,由 得 ,故选 D.
25. 填 2
解析 因为 ,所以 ,所以 ,解得 .
26. 选 C. 令 ,则 ,故 , 则 ,又 ,故 ,解得 .
27. 选 C. 对于 的定义域是 的定义域是 ,所以不是同一个函数.
对于 的定义域是 的定义域是 ,所以不是同一个函数.
对于 ,两个函数的定义域、值域、对应关系完全相同,所以是同一个函数.
对于 的定义域是 的定义域是 ,所以不是同一个函数. 故选 C.
28. 选 C. 由函数 的值域是 得 ,所以 ,所以 ,因此 ,即函数 的值域是 , 0]. 故选 C.
29. 选 C. 由函数 的定义域为 得 的定义域为 ,在函数 中, 解得 . 故选 C.
30. 选 C. 令 ,则
令 ,则 ,则 ,令 ,则 ,则 ,令 ,则 ,则 ,所以 . 故选 C.
方法技巧
“赋值”是解决抽象函数问题的常用方法, 解题时要依据条件与结论的关系, 对变量赋以适当的值.
31. 选 B. 因为
所以不等式 等价于 或
解得 或 或 ,所以不等式的解集为 . 故选 B.
32. 选 C. 因为函数 的定义域为 ,则 ,可得 ,所以函数 的定义域为 ,对于函数 ,则有 解得 ,因此,函数 的定义域为 . 故选 C.
33. 选 B. 函数 是一个复合函数,要使值域为 ,则函数 的值域要包括 0 (函数 的最小值要小于或等于 0 ).
当 时,显然不成立;当 时,则有 解得 ,所以 的取值范围是 . 故选 B.
34. 选 BC. 对于 因为两函数的定义域不相同,所以不是同一个函数,A 错误;对于 ,函数 与 的定义域相同,对应关系相同,是同一个函数, 正确;对于 ,根据函数的定义可知, 的图象与直线 至多有一个交点, 正确;对于 ,因为 ,所以 ,则 , D 错误. 故选 BC.
35. 选 BD. 函数 的图象如图所示. ,故 A 错误.
当 时, ,此时方程无解; 当 时, 或 ,故 正确.
由图象可得, 在 上单调递增,故 错误.
由图象可知当 时, , ,故 在 上的值域为 正确. 故选 BD.
36. 填
解析 , 因此 .
37. 填
解析 要使函数 有意义,则有 即 因为函数 的定义域为 ,所以 . 故答案为 .
38. 填
解析 由题意可得 解得 ,所以函数的定义域为 .
39. 填 (答案不唯一)
解析 由题意知,将函数 的图象向左平移 1 个单位长度后与将 的图象向上平移 2 个单位长度后的图象重合. 若设 (结合已知条件,可选择一次函数模型),则由 ,得 ,解得 ,所以 ,故答案为 (答案不唯一).
40. 填
解析 因为当 时, ,所以要使函数 的定义域和值域的交集为空集,则 ,当 时, 值域中有元素 0,此时不满足题意,所以 ,当 时, 的值域为 , 4), 下面分两种情况讨论:①当 时,函数 的值域为 ,要使条件满足,则 解得 ;② 当 时,函数 的值域为 ,要使条件满足,则 解得 .
综上,正数 的取值范围是 .
41. 填 11
解析 在 中,令 ,得 ,由 ,得 ,又 ,因此 ,则有 ,即 ,所以 .
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