一、 知识清单
1.映射:设非空数集A,B,若对集合A中任一元素a,在集合B中有唯一元素b与之对应,则称从A到B的对应为映射,记为f:A→B,f表示对应法则,b=f(a)。若A中不同元素的象也不同,且B中每一个元素都有原象与之对应,则称从A到B的映射为一一映射。
2.函数定义:函数就是定义在非空数集A,B上的映射,此时称数集A为定义域,象集C={f(x)|x∈A}为值域。
3.函数的三要素:定义域,值域,对应法则. 从逻辑上讲,定义域,对应法则决定了值域,是两个最基本的因素。
4.函数定义域的求法:列出使函数有意义的自变量的不等关系式,求解即可求得函数的定义域.常涉及到的依据为:①分母不为0;②偶次根式中被开方数不小于0;③对数的真数大于0,底数大于零且不等于1;④零指数幂的底数不等于零;⑤实际问题要考虑实际意义等.
注:求函数定义域是通过解关于自变量的不等式(组)来实现的。函数定义域是研究函数性质的基础和前提。函数对应法则通常表现为表格,解析式和图象。
5.函数值域的求法:①配方法(二次或四次);②判别式法;③反函数法(反解法);④换元法(代数换元法);⑤不等式法;⑥单调函数法.
注:⑴求函数值域是函数中常见问题,在初等数学范围内,直接法的途径有单调性,基本不等式及几何意义,间接法的途径为函数与方程的思想,表现为△法,反函数法等,在高等数学范围内,用导数法求某些函数最值(极值)更加方便.
⑵常用函数的值域,这是求其他复杂函数值域的基础。
① 函数 的值域为R;
② 二次函数
当 时值域是 ,当 时值域是 ];
③ 反比例函数 的值域为 ;
④ 指数函数 的值域为 ;
⑤ 对数函数 的值域为R;
⑥ 函数 的值域为[-1,1];
⑦ 函数 , 的值域为R;
二、 课前练习
1.若 , ,则 到 的映射有 个, 到 的映射有 个;若 , , 则 到 的一一映射有 个。
2. 设集合A和集合B都是自然数集合N,映射 把集合A中的元素 映射到集合B中的元素 ,则在映射 下,象20的原象是 ( )
(A)2 (B)3 (C)4 (D)5
3.已知扇形的周长为20,半径为 ,扇形面积为 ,则 ;定义域为 。
4. 求函数 的定义域.
5. 若函数 的定义域为[-1,1],求函数 的定义域。
6.已知 (x¹0), 求 .
7. 求函数 的值域.
8. 下列函数中值域为 的是( )
(A) (B) (C) (D)
三、 典型例题
EG1、A={1,2,3,4,5},B={6,7,8}从集合A到B的映射中满足f(1)≤f(2)≤f(3)≤f(4)≤f(5)的映射有 个。
变式1、若f :y=3x+1是从集合A={1,2,3,k}到集合B={4,7,a4,a2+3a}的一个映射,求自然数a、k的值及集合A、B.
变式2、集合M={a,b,c},N={-1,0,1},映射f:M→N满足f(a)+f(b)+f(c)=0,那么映射f:M→N的个数是多少?
EG2、设函数 , ,求函数 的定义域.
变式1: 函数 的定义域是
A. B. C. D.
变式2:设 ,则 的定义域为
A. B. C. D.
函数值域
求函数值域是函数中的重要问题之一,在后续课程的学习中也有许多应用,求函数的值域要涉及多种数学思想方法和函数、方程、不等式等到相关知识,求函数值域是函数学习的一个难点,为此本文介绍几种常见的求法.
一、用非负数的性质
例1 求下列函数的值域:y=-3x2+2;
变式:y=5+2 (x≥-1).
二. 分离常数法
对某些分式函数,可通过分离常数法,化成部分分式来求值域.
例2 求下列函数的值域:y=
变式2、y= .
三、利用函数单调性
已知函数在某区间上具有单调性,那么利用单调性求值域是一种简单的方法.
例3 求函数y=3x- 的值域.
四、利用判别式
特殊地,对于可以化为关于x的二次方程a(y)x2+b(y)x+c(y)=0的函数y=f(x),可利用 .
例4 求函数y = 的最值.
变式: ;
五、利用数形结合
数形结合是解数学问题的重要思想方法之一,求函数值域时其运用也不例外.
例5 若(x+ )(y- )=0,求x-y的最大、最小值.
变式:函数 的值域 .
六、利用换元法求值域
有时直接求函数值域有困难,我们可通过换元法转化为容易求值域的问题考虑.
例6 求函数y=2x-5+ 的值域.
变式:求函数 的值域
七、利用反函数求值域
因函数y=f(x)的值域就是反函数y=f-1(x)的定义域,故某些时候可用此法求反函数的值域.
例7 求函数y= (x>0)的值域.
变式:函数 y= 的值域是 由ex= >0,得值域为(-∞,-1)∪(2,+∞);
八、利用已知函数的有界性.
例8 求函数y= 的值域.
变式:求下列函数的值域
(1)
(2) ;
函数解析式
一、定义法:
例1:设 ,求 .
变式1:设 ,求 .
变式2:设 ,求 .
变式3:设 .
二、待定系数法:
例2:已知 ,求 .
变式1、已知 是一次函数,且满足 ,求 ;
三、换元(或代换)法:
例3:已知 求 .
变式1:设 ,求 .
变式2:若 求 .
变式3:设 ,求 。
四、微积分法:
例4:设 ,求 .
四、 实战训练
1、(07安徽文7)图中的图象所表示的函数的解析式为
(A) (0≤x≤2)
(B) (0≤x≤2)
(C) (0≤x≤2)
(D) (0≤x≤2)
2、(07陕西文2)函数 的定义域为
(A)[0,1] (B)(-1,1)
(C)[-1,1] (D)(-∞,-1)∪(1,+∞)
3、(07山东文13)设函数 则 .
4、(07北京文14)已知函数 , 分别由下表给出
则 的值为 ;当 时, .
5、(07北京理14)已知函数 , 分别由下表给出
则 的值为 ;满足 的 的值是 .
6、(07上海理1)函数 的定义域为
7、(07湖北文理15)为了预防流感,某学校对教室用药熏消毒法进行消毒.已知药物释放过程中,室内每立方米空气中的含药量 (毫克)与时间 (小时)成正比;
药物释放完毕后,
与 的函数关系式为 ( 为常数),如图所示.
据图中提供的信息,回答下列问题:
(I)从药物释放开始,每立方米空气中的含药量 (毫克)与时间 (小时)之间的函数关系式为 ;
(II)据测定,当空气中每立方米的含药量降低到 毫克以下时,学生方可进教室,那么, 药物释放开始,至少需要经过 小时后,学生才能回到教室.
8、(07浙江文11)函数 的值域是______________.
9.(08北京模拟)若函数 的定义域、值域都是闭区间[2,2b],则b的
为 。
10 (08北京模拟)对于任意实数 , ,定义 设函数
,则函数 的最大值是__________ .
11.(08北京模拟)已知函数 的定义域是 ,值域是 ,那么满足条件的整数数对 共有 ( )
(A)2个 (B)3个 (C) 5个 (D)无数个
12.(08全国)函数 的定义域为( )
A. B.
C. D.
13.(08四川)设定义在 上的函数 满足 ,若 ,则 ( )
(A) (B) (C) (D)
14.(08江西)若函数 的值域是 ,则函数 的值域是
A. B. C. D.
15.(08湖北)函数 的定义域为
A. B.
C. D.
16.(08陕西)定义在 上的函数 满足 ( ), ,则 等于( )
A.2 B.3 C.6 D.9
17.(08重庆)已知函数y= 的最大值为M,最小值为m,则 的值为
(A) (B) (C) (D)
18.(08安徽)函数 的定义域为 .
19.(08湖南卷14)已知函数 若a>0,则 的定义域是 ;
20.(07陕西)设函数f(x)= 其中a为实数.
(Ⅰ)若f(x)的定义域为R,求a的取值范围;
(Ⅱ)当f(x)的定义域为R时,求f(x)的单减区间.
21.(07北京)如图,有一块半椭圆形钢板,其半轴长为 ,短半轴长为 ,计划将此钢板切割成等腰梯形的形状,下底 是半椭圆的短轴,上底 的端点在椭圆上,记 ,梯形面积为 .
(I)求面积 以 为自变量的函数式,并写出其定义域;
(II)求面积 的最大值.
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