●课程标准
一、函数概念
①通过丰富实例,进一步体会函数是描述变量之间的依赖关系的重要数学模型,在此基础上学习用集合与对应的语言来刻画函数,体会对应关系在刻画函数概念中的作用;了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域和值域;了解映射的概念.
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通过具体实例,了解简单的分段函数,并能简单应用.
④通过已学过的函数特别是二次函数,理解函数的单调性、最大(小)值及其几何意义;结合具体函数,了解奇偶性的含义.
⑤学会运用函数图象理解和研究函数的性质.(非常关键)
知识归纳
1.映射
(1)映射的概念:设A、B是两个非空集合,如果按照某种对应关系f,对于集合A中的 一个元素x,在集合B中都有 的元素y与它对应,这样的对应关系叫做从集合A到集合B的映射,记作f:A→B.
(2)象和原象:给定一个集合A到B的映射,且a∈A,b∈B,如果元素a和元素b对应,那么我们把元素b叫做元素a的象,元素a叫做元素b的原象.
任意
惟一确定
2.函数
(1)传统定义:如果在某个变化过程中有两个变量x、y,对于x在某个范围内的每一个确定的值,按照某种对应法则f,y都有惟一确定的值和它对应,那么y就是x的函数,记为y=f(x).
(2)近代定义:设A、B是两个非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的 ,在集合B中都有 的数f(x)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,其中x的取值范围A叫函数的 , 叫函数的值域,值域是 的子集(详细定义见教材)
(3)函数的表示法有:
解析法、列表法、图象法.
理解函数概念还必须注意以下几点:
①集合A、B都是非空的数的集合.
②必需有一个对应关系f:A→B
③A中任意对应B中惟一
注意:若两个函数的定义域、对应法则分别相同,称这两个函数相等.例如:与函数y=x(x≥0)是同一函数的是
④函数的定义域是自变量x的取值范围,是函数的一个重要组成部分.同一个对应法则,由于定义域不相同,函数的图象与性质一般也不相同.
⑤函数的图象可以是一条或几条平滑的曲线,但必须是一个变量x只有唯一一个变量y与其对应.
⑥对于以x为自变量的函数,f(a)的含义与f(x)的含义不同.f(a)表示自变量x=a时所得的函数值,它是一个常量;f(x)是x的函数,通常它是一个变量例如: f(x)=2x+1
(3)实际问题或几何问题给出的函数的定义域:这类问题除要考虑函数解析式有意义外,还应考虑使实际问题或几何问题有意义.
(4)如果函数是由几个部分的数学式子构成的,那么函数的定义域是使各部分式子都有意义的实数集合(即各部分的交集).
4.函数的值域
(1)函数值域的定义
在函数y=f(x)中,与自变量x的值对应的y的值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域.
(2)确定函数值域的原则
①当函数y=f(x)用表格给出时,函数的值域是指表格中y的值的集合.
②当函数y=f(x)的图象给出时,函数的值域是指图象在y轴上的投影对应的y的值的集合.
③当函数y=f(x)用解析式给出时,函数的值域由函数的定义域及其对应法则惟一确定.
(4)求函数值域的方法
求函数的值域是高中数学的难点,它没有固定的方法和模式.常用的方法有:
①直接法——从自变量x的范围出发,通过观察和代数运算推出y=f(x)的取值范围;
②配方法——配方法是求“二次型函数”值域的基本方法,形如F(x)=af 2(x)+bf(x)+c的函数的值域问题,均可使用配方法.
⑦单调性法——根据函数在定义域(或定义域的某个子集)上的单调性求出函数的值域.
⑧求导法——当一个函数在定义域上可导时,可根据其导数求最值;
⑨数形结合法——当一个函数图象可作时,通过图象可求其值域和最值;或利用函数所表示的几何意义,借助于几何方法求出函数的值域.
重点难点
重点:①函数的概念.
②函数的定义域、值域.
③分段函数.
难点:复合函数及分段函数.值域及求法
误区警示
1.映射的定义是有方向性的,即从集合A到B与集合B到A的映射是两个不同的映射.
2.判断两个函数是否为相等函数,关键看定义域和对应法则是否都相同.
3.复合函数求定义域时,因不能深刻理解函数定义域的意义而致误,常见的是把已知f(x)的定义域求f(g(x))的定义域与已知f[g(x)]的定义域求f(x)的定义域混淆.
4.解题过程中忽视定义域的限制作用致误(如对数函数)
5.不要忽视实际问题的实际意义的限制作用.
6.换元法求解析式或函数值域,换元后易漏掉考虑新元的取值范围.
7.判别式法求值域对端点要进行检验.
8.利用均值不等式求值域时,要注意必须满足已知条件和不等式一端是常数,等号能成立,还要注意符号.
9.熟练掌握求函数值域的几种常用方法,要注意这些方法分别适用于哪些类型的函数.
一、定义法
用数学概念的基本定义解决相关问题的方法,称之为定义法.利用定义解题的关键是把握住定义的本质特征.
[例1] 已知函数f(x)的定义域为[-1,5],在同一直角坐标系下,函数y=f(x)的图象与直线x=a(a为实数常数)的交点个数为 ( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.0个或1个
解析:∵f(x)的定义域为[-1,5],当a∈[-1,5]时,直线x=a与函数y=f(x)的图象必有一个交点,当a∉[-1,5]时,直线x=a与函数y=f(x)的图象无交点.
根据函数的定义知,函数是一个特殊的映射,即对于定义域[-1,5]中的任何一个元素,在其值域中有唯一确定的元素与之对应,故直线x=a与y=f(x)的图象至多有一个交点.选D.
答案:D
二、求函数解析式常用的方法
1.换元法
[例2] 已知f(1-cosx)=sin2x,求f(x).
解析:令t=1-cosx,则cosx=1-t
∴sin2x=1-cos2x=1-(1-t)2=-t2+2t
∴f(x)=-x2+2x,但t=1-cosx∈[0,2]
∴f(x)=-x2+2x x∈[0,2](注意新的变量的取值范围).
答案:C
总结评述:已知f(g(x))是关于x的函数,即f[g(x)]=F(x),求f(x)的解析式,通常令g(x)=t,由此能解出x=φ(t).将x=φ(t)代入f[g(x)]中,求得f(t)的解析式,再用x替换t,便得f(x)的解析式.注意,换元后要确定新元t的取值范围.
2.待定系数法
若已知函数类型,则可用此法.
[例4] 设二次函数f(x)满足f(x+2)=f(2-x),且f(x)=0的两实根平方和为10,图象过点(0,3),求f(x)的解析式.
解析:设=ax2+bx+c(a≠0)
由知,该函数的图象关于直线x=2对称(通常函数满足 f(a+x)=f(b-x) 时,有f(x)图象关于直线x=a+b/2对称)
点评:充分抓住已知条件式的结构特征,运用x取值的任意性获得②式是解决此题的关键.
若已知2f(x)-f(-x)=2x-1,你会求f(x)吗?
4.赋值法
此类解法的依据是:如果一个函数关系式中的变量对某个范围内的一切值都成立,则对该范围内的某些特殊值必成立,结合题设条件的结构特点,给变量适当取值,从而使问题简单化、具体化,从而获解.
[例6] 已知函数f(x)满足f(0)=1,f(a-b)=f(a)-b(2a-b+1)(a、b∈R),求f(x).
解析:解法1:令a=0,则f(-b)=f(0)-b(-b+1)=1+b(b-1)=b2-b+1
再令-b=x得,f(x)=x2+x+1.
解法2:令b=a,则1=f(0)=f(a)-a(2a-a+1)=f(a)-a(a+1),
∴f(a)=a(a+1)+1=a2+a+1,即f(x)=x2+x+1.
5.转化法
已知f(x)在某个区间上的表达式及f(x)具有某种性质(如奇偶性、对称性等),求f(x)在另一个区间上的表达式,常用转化法求解.
[例7] 已知函数f(x)的定义域是R,且f(x)= f(x+2).当
x∈ [-2,-1]时, f(x)= x2 ,则当x∈ [2, 3]时, 求f(x)的解析式
分析:本题中函数的定义域为R,且分子、分母中至少有一个为关于x的二次式,所以可用判别式法;但注意到分子为x的一次式,可在x≠0时,分子、分母同除以x,用均值定理去求解;导数法更具有一般性.
答案:B
总结评述:当一个函数的对应法则和定义域确定后,其值域随之得到确定,所以两个函数当且仅当定义域和对应法则分别相同时为相等函数.
答案:B
已知函数f(x)、g(x)分别由下表给出
则f[g(1)]的值为________;满足f[g(x)]>g[f(x)]的x的值是________.
解析:f[g(1)]=f(3)=1.
故f[g(x)]>g[f(x)]的解为x=2.
答案:1;2
A.1 B.2
C.3 D.4
分析:依据分段函数的定义,当x<6时,f(x)=f(x+3),当x≥6时,f(x)=log2x,依次递推可求出f(-1).
解析:f(-1)=f(2)=f(5)=f(8)=log28=3,选C.
答案:C
分析:可依据y=f(-x)与y=f(x)的图象关于y轴对称,及y=f(2-x)可由y=f(-x)的图象向右平移两个单位得到来求解,也可直接求出y=f(2-x)的解析式取特值验证.
解析:由函数y=f(x)的图象关于y轴对称得到y=f(-x)的图象,再把y=f(-x)的图象向右平移2个单位得到y=f(2-x)的图象,故选A.
答案:A
答案:C
解析:当x<1时,f(x)≥1⇔(x+1)2≥1⇔x≤-2或x≥0,∴x≤-2或0≤x<1.
答案:A
答案:D
点评:f(x)在R上是增函数,a的取值不仅要保证f(x)在(-∞,1)上和[1,+∞)上都是增函数,还要保证x1<1,x2≥1时,有f(x1)
解析:f(3)=f(2)-f(1)=f(1)-f(0)-f(1)=-f(0)=-log24=-2.
答案:B
答案:{x|2≤x<4且x≠3}
答案:(-2,-1)∪(1,2)
答案:C
答案:B
[例6] 用长为l的铁丝弯成下部为矩形,上部为半圆形的框架(如图),若矩形底部长为2x,求此框架围成的面积y与x的函数关系式,并指出其定义域.
总结评述:求由实际问题确定函数的定义域时,除考虑函数的解析式有意义外,还要考虑使实际问题有意义.如本题使函数解析式有意义的x的取值范围是x∈R,但实际问题的意义是矩形的边长为正数,而边长是用变量x表示的,这就是实际问题对变量的制约.
这类函数与几何结合的小综合题,考查数形结合的能力和思维的严密性以及解决实际问题的能力,符合新课改的要求.
分析:甲、乙共买60本,若甲买n本,则乙买(60-n)本,由C(n)的定义和n∈N*找出n的取值范围和分界点,然后确定其解析式,在每一段上求得最值后,比较得出结果.
解析:设甲买n本书,则乙买(60-n)本(不妨设甲买的书少于或等于乙买的书),
则n≤30,n∈N*.
①当1≤n≤11且n∈N*时,49≤60-n≤59,
出版公司赚的钱数f(n)=12n+10(60-n)-5×60
=2n+300;
②当12≤n≤24且n∈N*时,36≤60-n≤48,
出版公司赚的钱数
f(n)=12n+11(60-n)-5×60=n+360;
③当25≤n≤30且n∈N*时,30≤60-n≤35,
出版公司赚的钱数
f(n)=11×60-5×60=360.
∴当1≤n≤11时,302≤f(n)≤322;
当12≤n≤24时,372≤f(n)≤384;
当25≤n≤30时,f(n)=360.
故出版公司最少能赚302元,最多能赚384元.
一、选择题
1.汽车经过启动、加速行驶、匀速行驶、减速行驶之后停车,若把这一过程中汽车的行驶路程s看作时间t的函数,其图象可能是 ( )
[答案] A
[解析] 要注意y=s(t)在某一点的导数就是曲线在该点处的斜率,即为在该点处的速度,可知选A.
[答案] C
[答案] B
[答案] C
[点评] 这类题目解决的基本方法通过分析变化趋势或者一些特殊的点,采用排除法;或求函数解析式.
二、填空题
5.(2010·山东潍坊)已知函数f(x)=2x的反函数是y=g(x),令h(x)=g(1-|x|),则关于函数h(x)有下列命题:
①h(x)的定义域是(-1,1);
②h(x)是奇函数;
③h(x)的最大值为0;
④h(x)在(-1,0)上为增函数.
其中正确命题的序号为________.(注:将所有正确命题的序号都填上)
[答案] ①③④
[解析] 由已知得,g(x)=log2x,∴h(x)=log2(1-|x|),∴1-|x|>0,∴-1
∵y=x+1在(-1,0)为增函数,∴h(x)=log2(x+1)在(-1,0)上也为增函数,综上知①③④正确.
[答案] (-∞,0]
7.若集合M={-1,0,1},N={-2,-1,0,1,2},从M到N的映射f满足:对每个x∈M,恒使x+f(x)是偶数,则映射f有________个.
[答案] 12
[解析] 当x=-1时,f(x)可以取-1、1;当x=1时,f(x)可以取-1、1;当x=0时,f(x)可以取-2、0、2.
1.设M={a,b,c},N={-1,0,1},从M到N的映射f满足f(a)>f(b)≥f(c),试确定这样的映射f的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
[答案] D
[解析] 可根据f(a)>f(b)≥f(c)列表
故符合条件的映射共有4个.
[答案] A
[答案] B
[解析] f(1)=1,
当a≥0时,f(a)=ea-1,∴1+ea-1=2,
∴a=1,
当-1
[答案] C
5.(2010·北京东城区)已知点P在直线x+y+5=0上,点Q在抛物线y2=2x上,则|PQ|的最小值等于________.
[点评] 抽象函数关系讨论性质,主要用赋值法解决.