高一数学必修一重难点讲解Word文档格式.doc
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配方法是求二次函数值域最基本的方法之一。
例3.求函数的值域。
将函数配方得:
由二次函数的性质可知:
当x=1时,,当时,
[4,8]
3.判别式法
例4.求函数的值域。
原函数化为关于x的一元二次方程
(1)当时,
解得:
(2)当y=1时,,而
故函数的值域为
例5.求函数的值域。
两边平方整理得:
(1)
但此时的函数的定义域由,得
由,仅保证关于x的方程:
在实数集R有实根,而不能确保其实根在区间[0,2]上,即不能确保方程
(1)有实根,由求出的范围可能比y的实际范围大,故不能确定此函数的值域为。
可以采取如下方法进一步确定原函数的值域。
代入方程
(1)
即当时,
原函数的值域为:
注:
由判别式法来判断函数的值域时,若原函数的定义域不是实数集时,应综合函数的定义域,将扩大的部分剔除。
4.反函数法
直接求函数的值域困难时,可以通过求其原函数的定义域来确定原函数的值域。
例6.求函数值域。
由原函数式可得:
则其反函数为:
,其定义域为:
故所求函数的值域为:
5.函数有界性法
直接求函数的值域困难时,可以利用已学过函数的有界性,反客为主来确定函数的值域。
例7.求函数的值域。
故所求函数的值域为
例8.求函数的值域。
,可化为:
即
6.函数单调性法
例9.求函数的值域。
令
则在[2,10]上都是增函数
所以在[2,10]上是增函数
当x=2时,
当x=10时,
例10.求函数的值域。
原函数可化为:
令,显然在上为无上界的增函数
所以,在上也为无上界的增函数
所以当x=1时,有最小值,原函数有最大值
显然,故原函数的值域为
7.换元法
通过简单的换元把一个函数变为简单函数,其题型特征是函数解析式含有根式或三角函数公式模型,换元法是数学方法中几种最主要方法之一,在求函数的值域中同样发挥作用。
例11.求函数的值域。
令,
则
又,由二次函数的性质可知
当时,
例12.求函数的值域。
因
故可令
例13.求函数的值域。
原函数可变形为:
可令,则有
而此时有意义。
例14.求函数,的值域。
令,则
由
且
可得:
∴当时,,当时,
故所求函数的值域为。
例15.求函数的值域。
由,可得
8.数形结合法
其题型是函数解析式具有明显的某种几何意义,如两点的距离公式直线斜率等等,这类题目若运用数形结合法,往往会更加简单,一目了然,赏心悦目。
例16.求函数的值域。
原函数可化简得:
上式可以看成数轴上点P(x)到定点A
(2),间的距离之和。
由上图可知,当点P在线段AB上时,
当点P在线段AB的延长线或反向延长线上时,
例17.求函数的值域。
上式可看成x轴上的点到两定点的距离之和,
由图可知当点P为线段与x轴的交点时,,
例18.求函数的值域。
将函数变形为:
上式可看成定点A(3,2)到点P(x,0)的距离与定点到点的距离之差。
即:
由图可知:
(1)当点P在x轴上且不是直线AB与x轴的交点时,如点,则构成,根据三角形两边之差小于第三边,有
(2)当点P恰好为直线AB与x轴的交点时,有
综上所述,可知函数的值域为:
由例17,18可知,求两距离之和时,要将函数式变形,使A、B两点在x轴的两侧,而求两距离之差时,则要使A,B两点在x轴的同侧。
如:
例17的A,B两点坐标分别为:
(3,2),,在x轴的同侧;
例18的A,B两点坐标分别为(3,2),,在x轴的同侧。
9.不等式法
利用基本不等式,求函数的最值,其题型特征解析式是和式时要求积为定值,解析式是积时要求和为定值,不过有时需要用到拆项、添项和两边平方等技巧。
例19.求函数的值域。
原函数变形为:
当且仅当
即当时,等号成立
故原函数的值域为:
例20.求函数的值域。
当且仅当,即当时,等号成立。
由可得:
10.一一映射法
原理:
因为在定义域上x与y是一一对应的。
故两个变量中,若知道一个变量范围,就可以求另一个变量范围。
例21.求函数的值域。
∵定义域为
由得
故或
解得
11.多种方法综合运用
例22.求函数的值域。
(1)当时,,当且仅当t=1,即时取等号,所以
(2)当t=0时,y=0。
综上所述,函数的值域为:
先换元,后用不等式法
例23.求函数的值域。
∴当时,
此时都存在,故函数的值域为
此题先用换元法,后用配方法,然后再运用的有界性。
总之,在具体求某个函数的值域时,首先要仔细、认真观察其题型特征,然后再选择恰当的方法,一般优先考虑直接法,函数单调性法和基本不等式法,然后才考虑用其他各种特殊方法。
复合函数
一、复合函数的概念
如果y是u的函数,而u是x的函数,即y=f(u),u=g(x),那么y关于x的函数y=f[g(x)]叫做函数f与g的复合函数,u叫做中间变量。
注意:
复合函数并不是一类新的函数,它只是反映某些函数在结构方面的某种特点,因此,根据复合函数结构,将它折成几个简单的函数时,应从外到里一层一层地拆,注意不要漏层。
另外,在研究有关复合函数的问题时,要注意复合函数的存在条件,即当且仅当g(x)的值域与f(u)的定义域的交集非空时,它们的复合函数才有意义,否则这样的复合函数不存在。
例:
f(x+1)=(x+1)可以拆成y=f(u)=u2,u=g(x),g(x)=x+1,即可以看成f(u)=u2与g(x)=x+1两个函数复合而成。
(1)若f(x)的定义域为a≤x≤b,则f[g(x)]中的a≤g(x)≤b,从中解得x的范围,即为f[g(x)]的定义域。
例1、y=f(x)的定义域为[0,1],求f(2x+1)的定义域。
答案:
[-1/2,0]
例2、已知f(x)的定义域为(0,1),求f(x2)的定义域。
[-1,1]
(2)若f[g(x)]的定义域为(m,n)则由m<
x<
n确定出g(x)的范围即为f(x)的定义域。
例3、已知函数f(2x+1)的定义域为(0,1),求f(x)的定义域。
答案:
[1,3]
(3)由f[g(x)]的定义域,求得f(x)的定义域后,再求f[h(x)]的定义域。
例4、已知f(x+1)的定义域为[-2,3],求f(2x2–2)的定义域。
[-√3/2,-√3]∪[√3/2,√3]
三、求复合函数的解析式。
1、待定系数法:
在已知函数解析式的构造时,可用待定系数法。
例1设是一次函数,且,求
设,则
2、配凑法:
已知复合函数的表达式,求的解析式,的表达式容易配成的运算形式时,常用配凑法。
但要注意所求函数的定义域不是原复合函数的定义域,而是的值域。
例2已知,求的解析式
,
3、换元法:
已知复合函数的表达式时,还可以用换元法求的解析式。
与配凑法一样,要注意所换元的定义域的变化。
例3已知,求
令,则,
复合函数单调性相关定理
1、引理1已知函数y=f[g(x)].若u=g(x)在区间(a,b)上是增函数,其值域为(c,d),又函数y=f(u)在区间(c,d)上是增函数,那么,原复合函数y=f[g(x)]在区间(a,b)上是增函数
证明在区间(a,b)内任取两个数x1,x2,使a<x1<x2<b.
因为u=g(x)在区间(a,b)上是增函数,所以g(x1)<g(x2),记u1=g(x1),u2=g(x2)即u1<u2,且u1,u2∈(c,d).
因为函数y=f(u)在区间(c,d)上是增函数,所以f(u1)<f(u2),即f[g(x1)]<f[f(x2)],
故函数y=f[g(x)]在区间(a,b)上是增函数.
2、引理2已知函数y=f[g(x)].若u=g(x)在区间(a,b)上是减函数,其值域为(c,d),又函数y=f(u)在区间(c,d)上是减函数,那么,复合函数y=f[g(x)]在区间(a,b)上是增函数.
证明在区间(a,b)内任取两个数x1,x2,使a<x1<x2<b.
因为函数u=g(x)在区间(a,b)上是减函数,所以g(x1)>g(x2),记u1=g(x1),u2=g(x2)即u1>u2,且u1,u2∈(c,d).因为函数y=f(u)在区间(c,d)上是减函数,所以f(u1)<f(u2),即f[g(x1)]<f[f(x2)],故函数y=f[g(x)]在区间(a,b)上是增函数.
3、总结 同增异减
函数奇偶性的判定方法
1.定义域判定法
例1 判定的奇偶性.(非奇非偶)
2.定义判定法f(x)与f(-x)关系
例2 判断的奇偶性.(偶)
3.等价形式判定法
例3 判定的奇偶性.(奇)
评注:
常用等价变形形式有:
若或,则为奇函数;
若或,则为偶函数(其中).
4.性质判定法
例4 若,是奇函数,是偶函数,试判定的奇偶性.
在两个函数(常函数除外)的公共定义域关于原点对称的前提下:
①两个偶函数的和、差、积都是偶函数;
②两个奇函数的和、差是奇函数,积是偶函数;
③一个奇函数与一个偶函数的积是奇函数.
5、练习
(1).(★★★★)函数f(x)在R上为增函数,则y=f(|x+1|)的一个单调递减区间是_(-∞,-1
(2)(★★★★★)若函数f(x)=ax3+bx2+cx+d满足f(0)=f(x1)=f(x2)=0(