内容正文:
第一节 函数的概念及其表示
第二章 函数的概念、性质与基本初等函数
1. 了解构成函数的要素,体会简单函数的定义域,会根据不同的需求选择恰当的方法表示函数,理解函数图象的作用.2.了解简单的分段函数,并会简单的应用.
学习要求
必备知识 自主梳理
内容索引
关键能力 重点探究
3
必备知识 自主梳理
知识梳理
知识点一 函数的概念
知识点一 函数的概念
1.函数的定义
一般地,设A,B是 的实数集,如果对于集合A中的 一个数x,按照某种确定的对应关系f,在集合B中都有 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y=f(x),x∈A.
2.函数的定义域、值域
在函数y=f(x),x∈A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 .
非空
任意
唯一确定
定义域
值域
3.函数的三要素
、 和对应关系.
4.表示函数的常用方法
、 和解析法.
知识点一 函数的概念
定义域
值域
列表法
图象法
知识点二 分段函数
在函数的定义域内,对于自变量x的不同取值区间,有着不同的对应法则,这种函数称为分段函数.
常用结论
1.直线x=a与函数y=f(x)的图象至多有1个交点.
2.函数的定义实质是两个非空实数集A与B中的元素一对一或多对一的对应.函数的定义域为A,值域为B的子集.
3.分段函数虽然由几个部分组成,但是它表示的是一个函数.分段函数的定义域等于各段函数的定义域的并集,值域等于各段函数的值域的并集.
自我评价
1.(多选)下列各图中,能表示函数y=f(x)的图象的是( )
解析:对于A,多个x对应一个y,能表示函数;
对于B,在y轴左侧或右侧,一个x对应多个y,不能表示函数;
对于C,一个x对应一个y,能表示函数;
对于D,为不连续的点函数.
ACD
2.(多选)下列各组函数是同一个函数的是( )
A.f(x)=x2-2x-1与g(s)=s2-2s-1
B.f(x)=与g(x)=x
C.f(x)=与g(x)=
D.f(x)=x与g(x)=
AC
解析:f(x)=x2-2x-1的定义域为R,g(s)=s2-2s-1的定义域为R,定义域相同,对应关系也相同,是同一个函数,故A正确;
f(x)==-x的定义域为{x|x≤0},g(x)=x的定义域为{x|x≤0},定义域相同,对应关系不同,不是同一个函数,故B错误;
f(x)==1的定义域为{x|x≠0},g(x)==1的定义域为{x|x≠0},定义域相同,对应关系也相同,是同一个函数,故C正确;
f(x)=x的定义域为R,g(x)==|x|的定义域为R,定义域相同,对应关系不同,不是同一个函数,故D错误.
3.(人A必修第一册P101T7改编)已知f(x)=则f(f(3))= .
解析:f(f(3))=f(-|3-2|+1)=f(0)=-02+1=1.
1
4.已知f(x)是一次函数且3f(x+1)-2f(x-1)=2x+17,则f(x)的解析式为
.
解析:∵f(x)是一次函数,可设f(x)=ax+b(a≠0),
∴3[a(x+1)+b]-2[a(x-1)+b]=2x+17,
即ax+(5a+b)=2x+17,
∴
∴f(x)=2x+7(x∈R).
f(x)=2x+7(x∈R)
关键能力 重点探究
考点一 函数的概念
[例1] (1)(多选)(原创)下列说法正确的是( )
A.f(x)=与g(x)=x表示同一函数
B.函数f(x)=+log3(3+2x-x2)的定义域为(1,3)
C.f(x)=x2-2x+1与g(t)=t2-2t+1是同一个函数
D.若f(x)=|x-1|-x,则f(f())=0
AC
[解析] 对于A,函数f(x)==x的定义域为R,函数g(x)=x的定义域为R,定义域相同,对应法则相同,所以是同一个函数,故A正确;
对于B,要使函数有意义,则 解得1≤x<3,
所以函数的定义域为[1,3),故B错误;
对于C,函数f(x)=x2-2x+1与g(t)=t2-2t+1的定义域与对应关系都相同,所以两函数是同一个函数,故C正确;
对于D,由f(x)=|x-1|-x,可得f()=0,所以f(f())=f(0)=1,故D错误.
(2)(2025·北京卷)已知函数f(x)的定义域为D,则“函数f(x)的值域为R”是“对任意M∈R,存在x0∈D,使得|f(x0)|>M”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
A
[解析] 若函数f(x)的值域为R,则对任意M∈R,一定存在x1∈D,使得f(x1)=|M|+1,
取x0=x1,则|f(x0)|=|M|+1>M,充分性成立;
取f(x)=2x,D=R,则对任意M∈R,一定存在x1∈D,使得f(x1)=|M|+1,
取x0=x1,则|f(x0)|=|M|+1>M,但此时函数f(x)的值域为(0,+∞),必要性不成立.
所以“函数f(x)的值域为R”是“对任意M∈R,存在x0∈D,使得|f(x0)|>M”的充分不必要条件.
方法总结
1.当两个函数满足定义域和对应关系相同时,才是同一个函数.
2.求抽象函数的定义域的策略
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.
跟踪训练
1.已知f(+1)=lg x,则f(x)的定义域为 .
解析:由f (+1)=lg x可知x>0,
∴+1>1,
∴f(x)的定义域为(1,+∞).
(1,+∞)
2.已知函数f(x)的定义域是[-1,1],求f()+f(x-1)的定义域.
解:由f(x)的定义域为[-1,1],
∴
解得0≤x≤2,
即f()+f(x-1)的定义域为[0,2].
考点二 求函数的解析式
[例2] (1)已知f(1-sin x)=cos2x,求f(x)的解析式;
[解] (换元法)设1-sin x=t,t∈[0,2],
则sin x=1-t.
∵f(1-sin x)=cos2x=1-sin2x,
∴f(t)=1-(1-t)2=2t-t2,t∈[0,2].
即f(x)=2x-x2(0≤x≤2).
(2)已知f(x2+)=x4+,求f(x)的解析式;
[解] (配凑法)f(x2+)=x4+=(x2+)2-2,
又x2+≥2=2,
当且仅当x2=,即x=±1时等号成立.
设t=x2+,
则t≥2,∴f(t)=t2-2(t≥2),
∴f(x)=x2-2(x≥2).
(3)若对任意实数x,均有f(x)-2f(-x)=9x+2,求f(x)的解析式.
[解] (解方程组法)∵f(x)-2f(-x)=9x+2,①
∴f(-x)-2f(x)=9(-x)+2,②
由①+2×②得-3f(x)=-9x+6,
∴f(x)=3x-2(x∈R).
方法总结
函数解析式的求法:(1)配凑法;(2)待定系数法;(3)换元法;(4)方程组法.
跟踪训练
3.若f()=,则f(x)= .
解析:f(x)==(x≠0且x≠1).
(x≠0且x≠1)
4.f(x)满足2f(x)+f()=3x-1,则f(x)= .
解析:已知2f(x)+f()=3x-1,①
以代替①中的x(x≠0),得2f()+f(x)=-1,②
①×2-②,得3f(x)=6x--1,故f(x)=2x--(x≠0).
2x--(x≠0)
考点三 分段函数
[例3] (多选)(原创)给定函数f(x)=|x-1|,g(x)=(x-2)2-1,x∈R,∀x∈R,用m(x)表示f(x),g(x)中的最小者,记为m(x)=min{f(x),g(x)},则下列说法正确的是( )
A.m(2)=-1
B.m(x)的定义域和值域都是R
C.若m(a)=3,则a=0或a=4
D.若m(x)>1,则x∈(-∞,0)∪(2+,+∞)
AD
[解析] 由于f(1)=g(1)=0,
当x>1时,由x-1=(x-2)2-1得x=4或x=1(舍去),
∴m(x)=
如图,
∴m(2)=-1,A正确;
而m(x)值域为[-1,+∞),B错误;
当m(a)=3时,-a+1=3,a=-2或(a-2)2-1=3,∴a=4,C错误;
若m(x)=1,则-x+1=1,∴x=0或(x-2)2-1=1,∴x=2+,
∴m(x)>1的解集为(-∞,0)∪(2+,+∞),D正确.
方法总结
分段函数求值问题的解题思路
1.求函数值:当出现f(f(a))的形式时,应从内到外依次求值.
2.求自变量的值:先假设所求的值在分段函数定义区间的各段上,然后求出相应自变量的值,切记要代入检验.
跟踪训练
5.(2025·八省联考)已知函数f(x)=x|x-a|-2a2.若当x>2时,f(x)>0,则a的取值范围是( )
A.(-∞,1] B.[-2,1]
C.[-1,2] D.[-1,+∞)
解析:f(x)=当x<a时,-x2+ax-2a2<0,∴a≤2.
当x≥a时,f(x)=x2-ax-2a2=(x-2a)(x+a),在(2,+∞)上,f(x)>0.
①当a>0时,2a≤2,即0<a≤1;②当a=0时,f(x)=x2>0恒成立;③当a<0时,
-a≤2,即-2≤a<0.综上,-2≤a≤1.
B
6.(2026·山东济南模拟)已知函数f(x)=则f(9)=( )
A.2 B.9
C.65 D.513
解析:f(9)=f(9-3)=f(6)=f(3)=f(0)=20+1=2.
A
$