函数性质讲义
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高中数学复习讲义 第一课时函数概念及其性质第1课 函数的概念【基础练习】1. 设有函数组:①y x =,y =y x =,y =;③y,y =;④1(0),1(0),x y x >⎧=⎨-<⎩,x y x =;⑤lg 1y x =-,lg 10xy =.其中表示同一个函数的有2. 2.设集合{02}M x x =≤≤,{02}N y y =≤≤,从M 到N 有四种对应如图所示:其中能表示为M 到N 的函数关系的有________. 3.写出下列函数定义域:(1) ()13f x x =-的定义域为______________; (2) 21()1f x x =-的定义_______; (3)1()f x x =的定义域为_________; (4)0()f x =________.4.已知三个函数:(1)()()P x y Q x =;(2)y =(*)n N ∈; (3)()log ()Q x y P x =.写出使各函数式有意义时,()P x ,()Q x 的约束条件:(1)___________________(2)______________________(3)______________________________. 5.写出下列函数值域:(1) 2()f x x x =+,{1,2,3}x ∈;值域是{2,6,12}. (2) 2()22f x x x =-+; 值域是[1,)+∞.①②③④(3) ()1f x x =+,(1,2]x ∈. 值域是(2,3].【范例解析】例 1.设有函数组:①21()1x f x x -=-,()1g x x =+;②()f x =,()g x =③()f x =()1g x x =-;④()21f x x =-,()21g t t =-.其中表示同一个函数的有 . 例2.求下列函数的定义域:①12y x =+- ②()f x =例3.求下列函数的值域:(1)242y x x =-+-,[0,3)x ∈;(2)221x y x =+()x R ∈; (3)y x =-【反馈演练】1.函数f (x )=x 21-的定义域是___________. 2.函数)34(log 1)(22-+-=x x x f 的定义域为_________________. 3. 函数21()1y x R x =∈+的值域为________________. 4.函数23y x =-+_____________. 5.函数)34(log 25.0x x y -=的定义域为_____________________.6.记函数f (x )=132++-x x 的定义域为A ,g (x )=lg [(x -a -1)(2a -x )](a <1) 的定义域为B . (1) 求A ;(2) 若B ⊆A ,求实数a 的取值范围.第2课 函数的表示方法【考点导读】1.会根据不同的需要选择恰当的方法(如图像法,列表法,解析法)表示函数.2.求解析式一般有四种情况:(1)根据某个实际问题须建立一种函数关系式;(2)给出函数特征,利用待定系数法求解析式;(3)换元法求解析式;(4)解方程组法求解析式. 【基础练习】1.设函数()23f x x =+,()35g x x =-,则(())f g x =_________;(())g f x =__________.2.设函数1()1f x x=+,2()2g x x =+,则(1)g -=_________;[(2)]f g = ;[()]f g x = .3.已知函数()f x 是一次函数,且(3)7f =,(5)1f =-,则(1)f =_____.4.设f (x )=2|1|2,||1,1, ||11x x x x--≤⎧⎪⎨>⎪+⎩,则f [f (21)]=_____________.5.如图所示的图象所表示的函数解析式为__________________________. 【范例解析】例1.已知二次函数()y f x =的最小值等于4,且(0)(2)6f f ==,求()f x 的解析式.例2.甲同学家到乙同学家的途中有一公园,甲从家到公园的距离与乙从家到公园的距离都是2km ,甲10时出发前往乙家.如图,表示甲从出发到乙家为止经过的路程y (km )与时间x (分)的关系.试写出()y f x =的函数解析式.第5题【反馈演练】1.若()2x x e e f x --=,()2x xe e g x -+=,则(2)f x =()A. 2()f x B.2[()()]f x g x + C.2()g x D. 2[()()]f x g x ⋅ 2.已知1(1)232f x x -=+,且()6f m =,则m 等于________.3. 已知函数f (x )和g (x )的图象关于原点对称,且f (x )=x 2+2x .求函数g (x )的解析式.第3课 函数的单调性【考点导读】1.理解函数单调性,最大(小)值及其几何意义;2.会运用单调性的定义判断或证明一些函数的增减性. 【基础练习】 1.下列函数中: ①1()f x x=; ②()221f x x x =++; ③()f x x =-; ④()1f x x =-.其中,在区间(0,2)上是递增函数的序号有______. 2.函数y x x =的递增区间是___ ___.3.函数y =的递减区间是__________.4.已知函数()y f x =在定义域R 上是单调减函数,且(1)(2)f a f a +>,则实数a 的取值范围__________.5.已知下列命题:①定义在R 上的函数()f x 满足(2)(1)f f >,则函数()f x 是R 上的增函数;②定义在R 上的函数()f x 满足(2)(1)f f >,则函数()f x 在R 上不是减函数;③定义在R 上的函数()f x 在区间(,0]-∞上是增函数,在区间[0,)+∞上也是增函数,则函数()f x 在R 上是增函数;④定义在R 上的函数()f x 在区间(,0]-∞上是增函数,在区间(0,)+∞上也是增函数,则函数()f x 在R 上是增函数.其中正确命题的序号有___________. 【范例解析】例 . 求证:(1)函数2()231f x x x =-+-在区间3(,]4-∞上是单调递增函数;(2)函数21()1x f x x -=+在区间(,1)-∞-和(1,)-+∞上都是单调递增函数.例2.确定函数()f x =【反馈演练】1.已知函数1()21xf x =+,则该函数在R 上单调递__ __,(填“增”“减”)值域为_________. 2.已知函数2()45f x x mx =-+在(,2)-∞-上是减函数,在(2,)-+∞上是增函数,则(1)f =_____.3. 函数y =的单调递增区间为 .4. 函数2()1f x x x =-+的单调递减区间为 .5. 已知函数1()2ax f x x +=+在区间(2,)-+∞上是增函数,求实数a 的取值范围.第4课 函数的奇偶性【考点导读】1.了解函数奇偶性的含义,能利用定义判断一些简单函数的奇偶性;2.定义域对奇偶性的影响:定义域关于原点对称是函数为奇函数或偶函数的必要但不充分条件;不具备上述对称性的,既不是奇函数,也不是偶函数. 【基础练习】1.给出4个函数:①5()5f x x x =+;②421()x f x x -=;③()25f x x =-+;④()x x f x e e -=-.其中奇函数的有_____;偶函数的有_______;既不是奇函数也不是偶函数的有________. 2. 设函数()()()xa x x x f ++=1为奇函数,则实数=a .3.下列函数中,在其定义域内既是奇函数又是减函数的是( )A .R x x y ∈-=,3B .R x x y ∈=,sinC .R x x y ∈=,D .R x x y ∈=,)21( 【范例解析】例1.判断下列函数的奇偶性:(1)2(12)()2x xf x +=; (2)()lg(f x x =;(3)221()lg lgf x x x =+; (4)()(1f x x =- (5)2()11f x x x =+-+; (6)22(0),()(0).x x x f x x x x⎧-+≥⎪=⎨<+⎪⎩例2. 已知定义在R 上的函数()f x 是奇函数,且当0x >时,2()22f x x x =-+,求函数()f x 的解析式,并指出它的单调区间.【反馈演练】1.已知定义域为R 的函数()x f 在区间()+∞,8上为减函数,且函数()8+=x f y 为偶函数,则( )A .()()76f f >B .()()96f f >C .()()97f f >D .()()107f f > 2. 在R 上定义的函数()x f 是偶函数,且()()x f x f -=2,若()x f 在区间[]2,1是减函数,则函数()x f ( )A.在区间[]1,2--上是增函数,区间[]4,3上是增函数B.在区间[]1,2--上是增函数,区间[]4,3上是减函数C.在区间[]1,2--上是减函数,区间[]4,3上是增函数D.在区间[]1,2--上是减函数,区间[]4,3上是减函数 3. 设⎭⎬⎫⎩⎨⎧-∈3,21,1,1α,则使函数αx y =的定义域为R 且为奇函数的所有α的值为_____.4.设函数))((R x x f ∈为奇函数,),2()()2(,21)1(f x f x f f +=+=则=)5(f ________. 5.若函数)(x f 是定义在R 上的偶函数,在]0,(-∞上是减函数,且0)2(=f ,则使得0)(<x f 的x 的取值范围是 .6. 已知函数21()ax f x bx c+=+(,,)a b c Z ∈是奇函数.又(1)2f =,(2)3f <,求a ,b ,c 的值;【真题演练】1(2012福建7).设函数⎩⎨⎧=为无理数为有理数x x x D ,0,1)(,则下列结论错误的是( )A .)(x D 的值域为}1,0{B .)(x D 是偶函数C .)(xD 不是周期函数 D .)(x D 不是单调函数 2.(2012广东4). 下列函数中,在区间(0,)+∞上为增函数的是( )()A ln(2)y x =+ ()B y = ()C ()x y 1=2()D y x x1=+3.陕西2. 下列函数中,既是奇函数又是增函数的为( )A .1y x =+B .3x y -=C .1y x=D .||y x x = 4.上海9.已知2)(x x f y +=是奇函数,且1)1(=f ,若2)()(+=x f x g ,则=-)1(g .5、(2012年高考江苏卷5) 函数()f x =的定义域为 ▲ .6、(2012年高考上海卷理科7)已知函数||)(a x e x f -=(a 为常数).若)(x f 在区间),1[+∞上是增函数,则a 的取值范围是 .7.(2012年高考上海卷理科9)已知2)(x x f y +=是奇函数,且1)1(=f ,若2)()(+=x f x g ,则=-)1(g .。
函数四大性质综合讲义1.函数的单调性(1)单调函数的定义自左向右看图象是上升的自左向右看图象是下降的单调区间的定义如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.2.函数的最值3.(一)对称轴1.概念:如果一个函数的图像沿着一条直线对折,直线两侧的图像能够完全重合,则称函数具备对称性中的轴对称,该直线称为函数的对称轴。
2.常见函数的对称轴①常数函数:既是轴对称又是中心对称,其中直线上的所有点均为它的对称中心,与该直线相垂直的直线均为它的对称轴②一次函数:既是轴对称又是中心对称,其中直线上的所有点均为它的对称中心,与该直线相垂直的直线均为它的对称轴③二次函数:是轴对称,不是中心对称,其对称轴方程为x=-b/(2a)④反比例函数:既是轴对称又是中心对称,其中原点为它的对称中心,y=x与y=-x均为它的对称轴⑤指数函数:既不是轴对称,也不是中心对称⑥对数函数:既不是轴对称,也不是中心对称⑦幂函数:显然幂函数中的奇函数是中心对称,对称中心是原点;幂函数中的偶函数是轴对称,对称轴是y轴;而其他的幂函数不具备对称性⑧正弦函数:既是轴对称又是中心对称,其中(kπ,0)是它的对称中心,x=kπ+π/2是它的对称轴⑨正弦型函数:正弦型函数y=Asin(ωx+φ)既是轴对称又是中心对称,只需从ωx+φ=kπ中解出x,就是它的对称中心的横坐标,纵坐标当然为零;只需从ωx+φ=kπ+π/2中解出x,就是它的对称轴;需要注意的是如果图像向上向下平移,对称轴不会改变,但对称中心的纵坐标会跟着变化⑩余弦函数:既是轴对称又是中心对称,其中x=kπ是它的对称轴,(kπ+π/2,0)是它的对称中心⑾正切函数:不是轴对称,但是是中心对称,其中(kπ/2,0)是它的对称中心,容易犯错误的是可能有的同学会误以为对称中心只是(kπ,0)⑿对号函数:对号函数y=x+a/x(其中a>0)因为是奇函数所以是中心对称,原点是它的对称中心。
题型七函数的基本性质(复习讲义)【考点总结|典例分析】考点01一次函数一、正比例函数的概念一般地,形如y=kx(k是常数,k≠0)的函数,叫做正比例函数,其中k叫做正比例系数.二、一次函数1.一次函数的定义一般地,形如y=kx+b(k,b为常数,且k≠0)的函数叫做x的一次函数.特别地,当一次函数y=kx+b中的b=0时,y=kx(k是常数,k≠0).这时, y叫做x的正比例函数.2.一次函数的一般形式一次函数的一般形式为y=kx+b,其中k,b为常数,k≠0.一次函数的一般形式的结构特征:(1)k≠0,(2)x的次数是1;(3)常数b可以为任意实数.3.注意(1)正比例函数是一次函数,但一次函数不一定是正比例函数.(2)一般情况下,一次函数的自变量的取值范围是全体实数.(3)判断一个函数是不是一次函数,就是判断它是否能化成y=kx+b(k≠0)的形式.三、一次函数的图象及性质1.正比例函数的图象特征与性质正比例函数y=kx(k≠0)的图象是经过原点(0,0)的一条直线.2.一次函数的图象特征与性质(1)一次函数的图象≠0)的关系在直线y=kx+b(k≠0)中,令y=0,则x=bk,即直线y=kx+b与x轴交于(–bk,0).①当–bk>0时,即k,b异号时,直线与x轴交于正半轴.②当–bk=0,即b=0时,直线经过原点.③当–bk<0,即k,b同号时,直线与x轴交于负半轴.4.两直线y=k1x+b1(k1≠0)与y=k2x+b2(k2≠0)的位置关系:①当k1=k2,b1≠b2,两直线平行;②当k1=k2,b1=b2,两直线重合;③当k1≠k2,b1=b2,两直线交于y轴上一点;④当k1·k2=–1时,两直线垂直.四、待定系数法1.定义:先设出函数解析式,再根据条件确定解析式中未知数的系数,从而得出函数解析式的方法叫做待定系数法.2.待定系数法求正比例函数解析式的一般步骤(1)设含有待定系数的函数解析式为y=kx(k≠0).(2)把已知条件(自变量与函数的对应值)代入解析式,得到关于系数k的一元一次方程.(3)解方程,求出待定系数k.(4)将求得的待定系数k的值代入解析式.3.待定系数法求一次函数解析式的一般步骤(1)设出含有待定系数k、b的函数解析式y=kx+b.(2)把两个已知条件(自变量与函数的对应值)代入解析式,得到关于系数k,b的二元一次方程组.(3)解二元一次方程组,求出k,b.(4)将求得的k,b的值代入解析式.1.已知在平面直角坐标系xOy中,直线y=2x+2和直线y=23x+2分别交x轴于点A和点B.则下列直线中,与x轴的交点不在线段AB上的直线是()A.y=x+2 B.y x+2 C.y=4x+2 D.y=3x+22.如图,在平面直角坐标系中,直线l 1:y=与x 轴,y 轴分别交于点A 和点B ,直线l 2:y=kx (k ≠0)与直线l 1在第一象限交于点C .若∠BOC=∠BCO ,则k 的值为( )A B C D .3.如图,在平面直角坐标系中,点A ,C 分别在x 轴、y 轴上,四边形ABCO 是边长为4的正方形,点D 为AB 的中点,点P 为OB 上的一个动点,连接DP ,AP ,当点P 满足DP+AP 的值最小时,直线AP 的解析式为_____.4.如图,在平面直角坐标系中,直线3y x =-+过点(5,)A m 且与y 轴交于点B ,把点A 向左平移2个单位,再向上平移4个单位,得到点C .过点C 且与2y x =平行的直线交y 轴于点D .(1)求直线CD 的解析式;(2)直线AB 与CD 交于点E ,将直线CD 沿EB 方向平移,平移到经过点B 的位置结束,求直线CD 在平移过程中与x 轴交点的横坐标的取值范围.考点02反比例函数 一、反比例函数的概念1.反比例函数的概念:一般地,函数ky x=(k 是常数,k ≠0)叫做反比例函数.反比例函数的解析式也可以写成1y kx -=的形式.自变量x 的取值范围是x ≠0的一切实数,函数的取值范围也是一切非零实数. 2.反比例函数ky x=(k 是常数,k ≠0)中x ,y 的取值范围 自变量x 和函数值y 的取值范围都是不等于0的任意实数. 二、反比例函数的图象和性质 1.反比例函数的图象与性质(1)图象:反比例函数的图象是双曲线,它有两个分支,这两个分支分别位于第一、三象限,或第二、四象限.由于反比例函数中自变量x ≠0,函数y ≠0,所以,它的图象与x 轴、y 轴都没有交点,即双曲线的两个分支无限接近坐标轴,但永远达不到坐标轴.(2)性质:当k>0时,函数图象的两个分支分别在第一、三象限,在每个象限内,y 随x 的增大而减小.当k<0时,函数图象的两个分支分别在第二、四象限,在每个象限内,y 随x 的增大而增大.2.反比例函数图象的对称性反比例函数的图象既是轴对称图形,又是中心对称图形,其对称轴为直线y=x和y=x,对称中心为原点.3.注意(1)画反比例函数图象应多取一些点,描点越多,图象越准确,连线时,要注意用平滑的曲线连接各点.(2)随着|x|的增大,双曲线逐渐向坐标轴靠近,但永不与坐标轴相交,因为反比例函数kyx=中x≠0且y≠0.(3)反比例函数的图象不是连续的,因此在谈到反比例函数的增减性时,都是在各自象限内的增减情况.当k>0时,在每一象限(第一、三象限)内y随x的增大而减小,但不能笼统地说当k>0时,y随x的增大而减小.同样,当k<0时,也不能笼统地说y随x的增大而增大.三、反比例函数解析式的确定1.待定系数法:确定解析式的方法仍是待定系数法,由于在反比例函数kyx=中,只有一个待定系数,因此只需要一对对应值或图象上的一个点的坐标,即可求出k的值,从而确定其解析式.2.待定系数法求反比例函数解析式的一般步骤(1)设反比例函数解析式为kyx=(k≠0);(2)把已知一对x,y的值代入解析式,得到一个关于待定系数k的方程;(3)解这个方程求出待定系数k;(4)将所求得的待定系数k的值代回所设的函数解析式.四、反比例函数中|k|的几何意义1.反比例函数图象中有关图形的面积2.涉及三角形的面积型当一次函数与反比例函数结合时,可通过面积作和或作差的形式来求解. (1)正比例函数与一次函数所围成的三角形面积.如图①,S △ABC =2S △ACO =|k|;(2)如图②,已知一次函数与反比例函数ky x=交于A 、B 两点,且一次函数与x 轴交于点C ,则S △AOB =S △AOC +S △BOC =1||2A OC y ⋅+1||2B OC y ⋅=1(||||)2A B OC y y ⋅+; (3)如图③,已知反比例函数ky x=的图象上的两点,其坐标分别为()A A x y ,,()B B x y ,,C 为AB 延长线与x 轴的交点,则S △AOB =S △AOC –S △BOC =1||2A OC y ⋅–1||2B OC y ⋅=1(||||)2A B OC y y ⋅-.1.反比例函数经过点,则下列说法错误..的是( ) A .B .函数图象分布在第一、三象限C .当时,随的增大而增大D .当时,随的增大而减小2.一次函数与反比例函数在同一坐标系中的图象可能是( )ky x=(2,1)2k =0x >y x 0x >y x y ax a =-(0)ay a x=≠A .B .C .D .3.如图,平行四边形的顶点在轴的正半轴上,点在对角线上,反比例函数的图像经过、两点.已知平行四边形的面积是,则点的坐标为( )A .B .C .D . 4.如图,点,点都在反比例函数的图象上,过点分别向轴、轴作垂线,垂足分别为点,.连接,,.若四边形的面积记作,的面积记作,则( )A .B .C .D .5.如图,直线与反比例函数的图象交于A ,B 两点,已知点A 的坐标为,的面积为8.(1)填空:反比例函数的关系式为_________________;(2)求直线的函数关系式;(3)动点P 在y 轴上运动,当线段与之差最大时,求点P 的坐标.OABC A x ()3,2D OB ()0,0k y k x x =>>C D OABC 152B 84,3⎛⎫ ⎪⎝⎭9,32⎛⎫ ⎪⎝⎭105,3⎛⎫⎪⎝⎭2416,55⎛⎫⎪⎝⎭(,1)P m (-2,)Q n 4y x=P x y M N OP OQ PQ OMPN 1S POQ △2S 12:2:3S S =12:1:1S S =12:4:3S S =12:5:3S S =AB (0)k y x x =>()6,1AOB AB PA PB6.如图,一次函数的图象与反比例函数的图象相交于,两点.(1)求一次函数和反比例函数的表达式;(2)直线交轴于点,点是轴上的点,若的面积是,求点的坐标.考点03二次函数一、二次函数的概念:一般地,形如y=ax 2+bx+c (a ,b ,c 是常数,a ≠0)的函数,叫做二次函数.二、二次函数解析式的三种形式(1)一般式:y=ax 2+bx+c (a ,b ,c 为常数,a ≠0).(2)顶点式:y=a (x –h )2+k (a ,h ,k 为常数,a ≠0),顶点坐标是(h ,k ). (3)交点式:y=a (x –x 1)(x –x 2),其中x 1,x 2是二次函数与x 轴的交点的横坐标,a ≠0.三、二次函数的图象及性质 1.二次函数的图象与性质y kx b =+my x=()1,2A (),1B n -AB x C P x ACP △4P开口向上开口向下四、抛物线的平移1.将抛物线解析式化成顶点式y=a(x–h) 2+k,顶点坐标为(h,k).2.保持y=ax2的形状不变,将其顶点平移到(h,k)处,具体平移方法如下:3.注意二次函数平移遵循“上加下减,左加右减”的原则,据此,可以直接由解析式中常数的加或减求出变化后的解析式;二次函数图象的平移可看作顶点间的平移,可根据顶点之间的平移求出变化后的解析式.五、二次函数与一元二次方程的关系1.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),当y=0时,就变成了一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)2.ax2+bx+c=0(a≠0)的解是抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交点的横坐标.(1)b2–4ac>0⇔方程有两个不相等的实数根,抛物线与x轴有两个交点;(2)b2–4ac=0⇔方程有两个相等的实数根,抛物线与x轴有且只有一个交点;(3)b2–4ac<0⇔方程没有实数根,抛物线与x轴没有交点.1.如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象的对称轴为直线x=﹣1,下列结论:①abc<0;②3a<﹣c;③若m为任意实数,则有a﹣bm≤am2+b;④若图象经过点(﹣3,﹣2),方程ax2+bx+c+2=0的两根为x1,x2(|x1|<|x2|),则2x1﹣x2=5.其中正确的结论的个数是()A.4个B.3个C.2个D.1个2.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=1,与y轴交于点B(0,﹣2),点A(﹣1,m)在抛物线上,则下列结论中错误的是()A.ab<0 B.一元二次方程ax2+bx+c=0的正实数根在2和3之间C .a =23m + D .点P 1(t ,y 1),P 2(t+1,y 2)在抛物线上,当实数t >13时,y 1<y 2 3.二次函数y=x 2的图象平移后经过点(2,0),则下列平移方法正确的是( )A .向左平移2个单位,向下平移2个单位B .向左平移1个单位,向上平移2个单位C .向右平移1个单位,向下平移1个单位D .向右平移2个单位,向上平移1个单位4.下列关于二次函数22()1y x m m =--++(m 为常数)的结论,①该函数的图象与函数2y x =-的图象形状相同;②该函数的图象一定经过点(0,1);③当0x >时,y 随x 的增大而减小;④该函数的图象的顶点在函数21y x =+的图像上,其中所有正确的结论序号是__________.5.二次函数y =ax 2+bx+c 的图象如图所示,下列结论:①ab >0;②a+b ﹣1=0;③a >1;④关于x 的一元二次方程ax 2+bx+c =0的一个根为1,另一个根为﹣1a.其中正确结论的序号是_____.6.已知抛物线22232(0)y ax ax a a =--+≠.(1)求这条抛物线的对称轴;(2)若该抛物线的顶点在x 轴上,求其解析式;7.已知抛物线与轴有两个不同的交点.(1)求的取值范围;(2)若抛物线224y x x c =-+x c经过点和点,试比较与的大小,并说明理由.224y x x c =-+()2,A m ()3,B n m n。
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第3讲一次函数的图象和性质(1)学习目标:学会用图表描述变量的变化规律,会准确地画出函数图象,结合函数图象,能体会出函数的变化情况学习重点:函数的图象学习难点:函数图象的画法学习过程引入:信息1:下图是一张心电图,信息2:下图是自动测温仪记录的图象,他反映了北京的春季某天气温T如何随时间的变化二变化,你从图象中得到了什么信息?问题:正方形的边长x与面积S的函数关系为S=x2,你能想到更直观地表示S与x 的关系的方法吗?一般地,对于一个函数,如果把自变量与函数的每对对应诃子分别作为点的横、纵坐标,那么坐标平面内由这些点组成的图形,就是这个函数的图象(graph).•已经知道了形如y=•kx•(k•是常数, k ≠0 )的函数,•叫做正比例函数,其中k 叫做比例系数.那么正比例函数的图象有什么特征呢?范例:例1.画出下列正比例函数的图象,并进行比较,寻找两个函数图象的相同点与不同点,考虑两个函数的变化规律.1.y=2x 2.y=—2x2.y=列表表示几组对应值:y3.两个图象的共同点:都是经过原点的直线.不同点:函数y=2x 的图象从左向右呈上升状态,即随着x 的增大y 也增大;经过第一、三象限.函数y=—2x 的图象从左向右呈下降状态,即随x 增大y 反而减小;•经过第二、四象限. 1比较可以看出:两个图象都是经过原点的直线.函数y=x•的图象从左向右上升,经过一、三象限,即随x增大y也增大;函数y=—x•的图象从左向右下降,经过二、四象限,即随x增大y反而减小.归纳:正比例函数图象的规律:正比例函数y=kx(k是常数,k≠0)的图象是一条经过原点的直线.•当x〉0时,图象经过一、三象限,从左向右上升,即随x的增大y也增大;当k〈0时,•图象经过二、四象限,从左向右下降,即随x增大y反而减小.正是由于正比例函数y=kx(k是常数,k≠0)的图象是一条直线,•我们可以称它为直线y=kx.思考:经过原点与点(1,k)的直线是哪个函数的图象?画正比例函数的图象时,•怎样画最简单?为什么?经过原点与点(1,k)的直线是函数y=kx的图象.画正比例函数图象时,只需在原点外再确定一个点,即找出一组满足函数关系式的对应数值即可,如(1,k).因为两点可以确定一条直线.Ⅲ.练习用你认为最简单的方法画出下列函数图象:1.y=x 2.y=-3x练习1、某函数具有下面的性质:(1).它的图象是经过原点的一条直线.(2).y随x增大反而减小.121232请你举出一个满足上述条件的函数,写出解析式,画出图象.2。
高考中的函数一、知识要点1.函数的定义域用集合或区间表示,在求解函数问题时,必须树立“定义域”优先的原则。
① 分式的分母不为零;② 偶次方根的被开方数大于或等于零;③ 对数的真数大于零,底数大于零且不等于1;④ 零次幂的底数不为零;⑤ 三角函数中的正切},2|{,tan Z k k x x x y ∈+≠=ππ,余切},|{,cot Z k k x x x y ∈≠=π;⑥ 已知函数)(x f 的定义域D ,求函数)]([x g f 的定义域,只需D x g ∈)(。
2.函数的值域是指函数值的集合,用集合或区间表示。
①)0(≠+=k b kx y 的值域为R ;②)0(2≠++=a c bx ax y 的值域为:0>a 时),44[2+∞-∈a b ac y ,0<a 时]44,(2a b ac y --∞∈;③)0(≠=k xk y 的值域为}0,|{≠∈y R y y ;④)1,0(≠>=a a a y x 的值域为),0(+∞;⑤)1,0(log ≠>=a a x y a 的值域为R ;⑥x y s in =,x y cos =,x y tan =的值域分别为R ],1,1[],1,1[--。
3.求函数值域或最大(小)值的常用方法:①分析观察法;②配方法;③换元法;④不等式法;⑤反函数法;⑥分离常数法;⑦判别式法;⑧利用函数的单调性;⑨数形结合法。
4.函数的单调性:设函数)(x f 的定义域为I ,如果对于定义域I 内的某个区间D 上的任意两个自变量的值21,x x ,当21x x <时,都有))()()(()(2121x f x f x f x f ><或,那么就说函数)(x f 在区间D 上是增函数(或减函数),函数)(x f 在区间D 上具有单调性,区间D 为函数)(x f 的单调区间。
5.函数单调性的判定:① 定义法;② 导数法;③ 图象法;④ 复合函数同增异减。
第三章单元《函数的概念与性质》作业设计课标要求本单元的学习,可以帮助学生建立完整的函数概念,不仅把函数理解为刻画变量之间依赖关系的数学语言和工具,也把函数理解为实数集合之间的对应关系;能用代数运算和函数图象揭示函数的主要性质;在现实问题中,能利用函数构建模型,解决问题.内容包括:函数概念、函数性质、*[1]函数的形成与发展.(1)函数概念①在初中用变量之间的依赖关系描述函数的基础上,用集合语言和对应关系刻画函数,建立完整的函数概念(参见案例2),体会集合语言和对应关系在刻画函数概念中的作用。
了解构成函数的要素,能求简单函数的定义域。
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,理解函数图象的作用。
③通过具体实例,了解简单的分段函数,并能简单应用。
(2)函数性质①借助函数图象,会用符号语言表达函数的单调性、最大值、最小值,理解它们的作用和实际意义。
②结合具体函数,了解奇偶性的概念和几何意义。
③结合三角函数,了解周期性的概念和几何意义。
内容分析本节课位于人教A版高中数学教材必修一的第三章的第二节本节是这一章重要环节。
是函数这一主线之下的重要内容,具有承上启下的重要作用。
本章我们用集合的语言与对应关系进一步描述了函数概念,与初中的函数定义相比较,突出了函数概念的本质:两个数集之间的一种确定的对应关系;明确了函数的三个构成要素:定义域、对应关系和值域;引入了函数符号:y=f(x).与初中基于变量关系的函数定义相比,本章基于两个实数集之间对应关系的函数定义,抽象层次显然提高了。
在今后的学习中我们会逐渐体会到这种函数定义的必要性,例如,在这种定义下,不同的函数可以进行加、减、乘、除等运算,从而使函数研究的内容和应用的范围得到扩展。
函数是描述变量之间依赖关系的重要数学模型。
函数的表示方法主要有解析法、图象法、列表法等.在解决问题时,面对不同的需要,选择恰当的方法表示函数是很重要的。
函数的性质综合讲义一、函数的单调性 1.定义一般地,设函数f (x )的定义域为I ,如果对于定义域I 内某个区间D 上的任意两个自变量x 1,x 2,当x 1<x 2时,都有f (x 1)<f (x 2),那么就说函数f (x )在区间D 上是增函数;当x 1<x 2时,都有f (x 1)>f (x 2),那么就说函数f (x )在区间D 上是减函数.2.单调区间若函数f (x )在区间D 上是增函数或减函数,则称函数f (x )在这一区间具有(严格的)单调性,区间D 叫做y =f (x )的单调区间.单调区间只能用区间表示,不能用集合或不等式表示;如有多个单调区间应分别写,不能用符号“∪”联结,也不能用“或”联结,只能用“和”或“,”连结. 3.定义变式设任意x 1,x 2∈[a ,b ]且x 1≠x 2,那么 ①⇔f (x )在[a ,b ]上是增函数;⇔f (x )在[a ,b ]上是减函数.②(x 1﹣x 2)[f (x 1)﹣f (x 2)]>0⇔f (x )在[a ,b ]上是增函数; (x 1﹣x 2)[f (x 1)﹣f (x 2)]<0⇔f (x )在[a ,b ]上是减函数. 4.函数单调性的证明步骤(1)取值:设1x ,2x 是所研究的区间内的任意两个值,且12.x x < (2)作差:()()12f x f x -(3)变形:将()()12f x f x -通过因式分解、配方、通分、有理化等方法变形为有利于判断它的符号的形式.(4)判断符号 (5)结论5.函数单调性的常见结论(1)函数y =-f (x )与函数y =f (x )的单调性相反;(2)函数f (x )与函数f (x )+c (c 为常数)具有相同的单调性; (3)当c >0时,函数y =cf (x )与函数y =f (x )的单调性相同;当c <0时,函数y =cf (x )与函数y =f (x )的单调性相反; (4)若f (x )≠0,则函数f (x )与()1f x 具有相反的单调性;(5)若()0f x ≥,函数()f x 具有相同的单调性;(6)若()f x ,()g x 具有相同的单调性,则()()f x g x +与()f x ,()g x 具有相同的单调性;(7)若()f x ,()g x 具有相反的单调性,则()()f x g x -与()f x 具有相同(与()g x 具有相反)的单调性; 考点一、函数单调性的判断例1、下列四个函数中,在(0,+∞)上为增函数的是( )A .f (x )=3-xB .f (x )=x 2-3xC .f (x )=-1x +1D .f (x )=-|x |解析:选C 当x >0时,f (x )=3-x 为减函数;当x ∈),(230时,f (x )=x 2-3x 为减函数, 当x ∈),(∞+23时,f (x )=x 2-3x 为增函数;当x ∈(0,+∞)时,f (x )=-1x +1为增函数;当x ∈(0,+∞)时,f (x )=-|x |为减函数.例2、试讨论函数f (x )=axx -1(a ≠0)在(-1,1)上的单调性.解:法一(定义法):设-1<x 1<x 2<1,f (x )=a)(111-+-x x =a )(111-+x ,f (x 1)-f (x 2)=a )(1111-+x -a )(1112-+x =a (x 2-x 1)(x 1-1)(x 2-1),由于-1<x 1<x 2<1,所以x 2-x 1>0,x 1-1<0,x 2-1<0,故当a >0时,f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2),函数f (x )在(-1,1)上递减;当a <0时,f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2),函数f (x )在(-1,1)上递增.法二(导数法):f ′(x )=(ax )′(x -1)-ax (x -1)′(x -1)2=a (x -1)-ax (x -1)2=-a(x -1)2.当a >0时,f ′(x )<0,函数f (x )在(-1,1)上递减;当a <0时,f ′(x )>0,函数f (x )在(-1,1)上递增. 例3、判断函数y =x +2x +1在(-1,+∞)上的单调性.解:法一:任取x 1,x 2∈(-1,+∞),且x 1<x 2,则y 1-y 2=x 1+2x 1+1-x 2+2x 2+1=x 2-x 1(x 1+1)(x 2+1).∵x 1>-1,x 2>-1,∴x 1+1>0,x 2+1>0,又x 1<x 2,∴x 2-x 1>0,∴x 2-x 1(x 1+1)(x 2+1)>0,即y 1-y 2>0.∴y 1>y 2,∴函数y =x +2x +1在(-1,+∞)上单调递减. 法二:y =x +2x +1=1+1x +1.∵y =x +1在(-1,+∞)上是增函数,∴y =1x +1在(-1,+∞)上是减函数,∴y =1+1x +1在(-1,+∞)上是减函数.即函数y =x +2x +1在(-1,+∞)上单调递减.考点二、求函数的单调区间 例4、求下列函数的单调区间:(1)y =-x 2+2|x |+1; (2)y =log 12(x 2-3x +2).解:(1)由于y =⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x +1,x ≥0,-x 2-2x +1,x <0,即y =⎩⎪⎨⎪⎧-(x -1)2+2,x ≥0,-(x +1)2+2,x <0. 画出函数图象如图所示,单调递增区间为(-∞,-1]和[0,1],单调递减区间为[-1,0]和[1,+∞).(2)令u =x 2-3x +2,则原函数可以看作y =log 12u 与u =x 2-3x +2的复合函数.令u =x 2-3x +2>0,则x <1或x >2.∴函数y =log 12(x 2-3x +2)的定义域为(-∞,1)∪(2,+∞).又u =x 2-3x +2的对称轴x =32,且开口向上.∴u =x 2-3x +2在(-∞,1)上是单调减函数,在(2,+∞)上是单调增函数.而y =log 12u 在(0,+∞)上是单调减函数,∴y =log 12(x 2-3x +2)的单调递减区间为(2,+∞),单调递增区间为(-∞,1). 考点三、函数单调性的应用常见的命题角度有: (1)求函数的值域或最值;(2)比较两个函数值或两个自变量的大小; (3)解函数不等式;(4)利用单调性求参数的取值范围或值. 角度一:求函数的值域或最值例4、函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x ,x ≥1,-x 2+2,x <1的最大值为________.解析:当x ≥1时,函数f (x )=1x 为减函数,所以f (x )在x =1处取得最大值,为f (1)=1;当x <1时,易知函数f (x )=-x 2+2在x =0处取得最大值,为f (0)=2.故函数f (x )的最大值为2. 角度二:比较两个函数值或两个自变量的大小例5、已知函数f (x )的图象关于直线x =1对称,当x 2>x 1>1时,[f (x 2)-f (x 1)](x 2-x 1)<0恒成立,设a =)21-(f ,b =f (2),c =f (e),则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .c >a >b B .c >b >a C .a >c >bD .b >a >c解析:选D 因f (x )的图象关于直线x =1对称.由此可得)21-(f =)25(f .由x 2>x 1>1时,[f (x 2)-f (x 1)](x 2-x 1)<0恒成立,知f (x )在(1,+∞)上单调递减.∵1<2<52<e ,∴f (2)>)25(f >f (e),∴b >a >c .角度三:解函数不等式例6、已知函数f (x )为R 上的减函数,则满足)1(xf <f (1)的实数x 的取值范围是( ) A .(-1,1) B .(0,1) C .(-1,0)∪(0,1) D .(-∞,-1)∪(1,+∞) 解析:选C 由f (x )为R 上的减函数且)1(x f <f (1),得⎩⎪⎨⎪⎧⎪⎪⎪⎪1x >1,x ≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧|x |<1,x ≠0.∴-1<x <0或0<x <1.故选C.角度四:利用单调性求参数的取值范围或值例7、已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(a -2)x -1,x ≤1,log ax ,x >1,若f (x )在(-∞,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围为________.解析:要使函数f (x )在R 上单调递增,则有⎩⎪⎨⎪⎧a >1,a -2>0,f (1)≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧a >1,a >2,a -2-1≤0,解得2<a ≤3,即实数a 的取值范围是(2,3].二、函数的最值1.最大值:一般地,设函数y =f (x )的定义域为I ,如果存在实数M 满足: (1)对于任意的x ∈I ,都有f (x )≤M ;(2)存在0x I ∈,使得()0f x M =.那么,我们称M 是函数y =f (x )的最大值. 2.最小值:一般地,设函数y =f (x )的定义域为I ,如果存在实数M 满足: (1)对于任意的x ∈I ,都有f (x )≥M ;(2)存在0x I ∈,使得()0f x M =.那么,我们称M 是函数y =f (x )的最小值.例1、若函数f (x )=1x 在区间[2,a ]上的最大值与最小值的和为34,则a =________.解析:由f (x )=1x 的图象知,f (x )=1x 在(0,+∞)上是减函数,∵[2,a ]⊆(0,+∞),∴f (x )=1x 在[2,a ]上也是减函数,∴f (x )m ax =f (2)=12,f (x )min =f (a )=1a ,∴12+1a =34,∴a =4.例2、函数f (x )=2x -1在[-2,0]上的最大值与最小值之差为________.解析:易知f (x )在[-2,0]上是减函数,∴f (x )m ax -f (x )min =f (-2)-f (0)=-23-(-2)=43.例3、函数y =x -x (x ≥0)的最大值为________.解析:令t =x ,则t ≥0,所以y =t -t 2=-221-t )(+14,结合图象知,当t =12,即x =14时,y m ax =14.三、函数的奇偶性 1.奇函数定义如果函数f (x )的定义域关于原点对称,且定义域内任意一个x ,都有f (﹣x )=﹣f(x ),那么函数f (x )就叫做奇函数,其图象特点是关于(0,0)对称. 2.偶函数定义如果函数f (x )的定义域关于原点对称,且定义域内任意一个x ,都有f (﹣x )=f (x ),那么函数f (x )就叫做偶函数,其图象特点是关于y 轴对称 3.判断奇偶性的方法 (1)定义法首先必须考虑函数的定义域,如果函数的定义域不关于原点对称,则函数一定是非奇非偶函数函数;如果函数的定义域关于原点对称,则继续求()f x -;最后比较()f x -和()f x 的关系,如果有()()f x f x -=,则函数是偶函数,如果有()()f x f x -=-,则函数是奇函数,否则是非奇非偶函数. (2)图象法(3)性质法①设f (x ),g (x )的定义域分别是 D 1,D 2,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.②复合函数的奇偶性可概括为“同奇则奇,一偶则偶”. 4.函数奇偶性的函数特征 (1)奇函数的图象特征奇函数的图象关于原点对称,其特点是f (x )=m 时,f (﹣x )=﹣m . (2)偶函数的图象特征偶函数的图象关于y 轴对称,它的特点是当f (x )=n 时,f (﹣x )=n .(3)由函数图象的对称性可知:奇函数的定义域关于原点对称的部分其单调性一致,而偶函 数的单调性相反. 考点一、函数奇偶性的判断 例1、判断下列函数的奇偶性:(1)f (x )=1-x 2+x 2-1; (2)f (x )=3-2x +2x -3;(3)f (x )=3x-3-x; (4)f (x )=4-x 2|x +3|-3; (5)(易错题)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x >0,x 2-x ,x <0.解:(1)∵由⎩⎪⎨⎪⎧x 2-1≥0,1-x 2≥0,得x =±1,∴f (x )的定义域为{-1,1}.又f (1)+f (-1)=0,f (1)-f (-1)=0,即f (x )=±f (-x ).∴f (x )既是奇函数又是偶函数.(2)∵函数f (x )=3-2x +2x -3的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫32,不关于坐标原点对称,∴函数f (x )既不是奇函数,也不是偶函数.(3)∵f (x )的定义域为R ,∴f (-x )=3-x -3x =-(3x -3-x )=-f (x ),所以f (x )为奇函数.(4)∵由⎩⎪⎨⎪⎧4-x 2≥0,|x +3|-3≠0,得-2≤x ≤2且x ≠0.∴f (x )的定义域为[-2,0)∪(0,2],∴f (x )=4-x 2|x +3|-3=4-x 2(x +3)-3=4-x 2x ,∴f (-x )=-f (x ),∴f (x )是奇函数.(5)易知函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,又当x >0时,f (x )=x 2+x , 则当x <0时,-x >0,故f (-x )=x 2-x =f (x );当x <0时,f (x )=x 2-x ,则当x >0时,-x <0, 故f (-x )=x 2+x =f (x ),故原函数是偶函数.例2、如果f (x )是定义在R 上的奇函数,那么下列函数中,一定为偶函数的是( )A .y =x +f (x )B .y =xf (x )C .y =x 2+f (x )D .y =x 2f (x )解析:∵f (x )是奇函数,∴f (﹣x )=﹣f (x ).对于A ,g (﹣x )=﹣x +f (﹣x )=﹣x ﹣f (x )=﹣g (x ),∴y =x +f (x )是奇函数.对于B ,g (﹣x )=﹣xf (﹣x )=xf (x )=g (x ),∴y =xf (x )是偶函数.对于C ,g (﹣x )=(﹣x )2+f (﹣x )=x 2﹣f (x ), ∴y =x 2+f (x )为非奇非偶函数,对于D ,g (﹣x )=(﹣x )2f (﹣x )=﹣x 2f (x )=﹣g (x ),∴y =x 2f (x )是奇函数.故选B .考点二、函数奇偶性的应用例3、已知f (x )=ax 2+bx +3a +b 是偶函数,且其定义域为[a ﹣1,2a ],则a = ,b = .解析:∵定义域应关于原点对称,故有a ﹣1=﹣2a ,得a =.又∵f (﹣x )=f (x )恒成立,即:ax2+bx+3a+b=ax2﹣bx+3a+b∴b=0.故答案为:,0例4、已知函数f(x)=ax3+bx+1,若f(a)=8,则f(﹣a)=.解析:∵函数f(x)=ax3+bx+1,∴f(﹣x)=a(﹣x)3+b(﹣x)+1=﹣ax3﹣bx+1,∴f(﹣x)+f(x)=2,∴f(﹣a)+f(a)=2.∵f(a)=8,∴f(a)=﹣6.故答案为﹣6.例5、定义在(﹣1,1)上的奇函数f(x)=,则常数m=,n=.解析:因为函数f(x)是定义在(﹣1,1)上的奇函数,所以必定有f(0)=⇒m=0,此时f(x)=,函数f(x)是定义在(﹣1,1)上的奇函数得到f(﹣x)=﹣f (x),即=⇒n=0.故答案为:m=0,n=0.例6、已知函数f(x)=+a是奇函数,则实数a=.解析:因为已知函数的定义域为R,并且是奇函数,所以f(0)=0,即,即+a=0,解得a=﹣;故答案为:.例7、设f(x)是R上的奇函数,且当x∈(0,+∞)时,f(x)=x(1+)+1,则f (x)表达式为.解析:设x<0,则﹣x>0,∴=﹣f(x),f(x)=x(1﹣)﹣1,又∵f(x)是R上的奇函数∴当x=0时,f(0)=0.故答案为:.例8、已知函数y=f(x)为R上的奇函数,当x>0时,,求f(x)在R上的解析式.解析:当x<0时,﹣x>0,∵f(x)为奇函数∴f(﹣x)=﹣f(x)∴∴当x=0时∵f(﹣x)=﹣f(x)∴f(﹣0)=﹣f(0)∴f(0)=0∴例9、已知f(x)是R上的奇函数,且当x∈(0,+∞)时,,则f(x)的解析式为.解析:设x∈(﹣∞,0),则﹣x∈(0,+∞)∴f(﹣x)=﹣x(1+)=﹣x(1﹣)∵f(x)是R上的奇函数,∴f(﹣x)=﹣f(x)=﹣x(1﹣)即f(x)=x(1﹣)而f(0)=0综上所述f(x)的解析式为故答案为例10、设f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,并且f(x)﹣g(x)=x2﹣x,求f(x),g(x).解析:f(x)为奇函数,∴f(﹣x)=﹣f(x);g(x)为偶函数,∴g(﹣x)=g(x).f(x)﹣g(x)=x2﹣x∴f(﹣x)﹣g(﹣x)=x2+x从而﹣f(x)﹣g(x)=x2+x,即f(x)+g(x)=﹣x2﹣x,⇒例11、、定义在R上的函数y=f(x),对任意x1,x2都有f(x1+x2)=f(x1)+f(x2),判断函数y=f(x)的奇偶性并证明.解析:f(x)为奇函数∵定义在R上的函数y=f(x),对任意x1,x2都有f(x1+x2)=f(x1)+f(x2),∴令x1=x2=0,有f(0+0)=f(0)+f(0).解得f(0)=0.令x1=﹣x,x2=x,有f(﹣x+x)=f(﹣x)+f(x)=0,∴f(﹣x)=﹣f(x).∴f(x)为奇函数.例12、已知函数f(x)满足f(x+y)+f(x﹣y)=2f(x)•f(y)(x∈R,y∈R),且f (0)≠0,试证明f(x)是偶函数.解析:证明:令x=y=0∵f(x+y)+f(x﹣y)=2f(x)•f(y)∴f(0)+f(0)=2f(0)•f(0)∵f(0)≠0,∴f(0)=1令x=0∵f(x+y)+f(x﹣y)=2f(x)•f(y)∴f(y)+f(﹣y)=2f(0)•f(y)∴f(﹣y)=f(y)即f(x)是偶函数四、函数的周期性1.周期函数对于函数y=f(x),如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的任何值时,都有f(x+T)=f(x),那么就称函数y=f(x)为周期函数,称T为这个函数的周期.2.最小正周期如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小的正数就叫做f(x)的最小正周期.3.周期性3个常用结论(1)若f(x+a)=-f(x),则T=2a,(2)若f(x+a)=1f x,则T=2a,(3)若f(x+a)=-1f x,则T=2a(a>0).例1、设f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意实数x,恒有f(x+2)=-f(x),当x∈[0,2]时,f(x)=2x-x2.(1)求证:f(x)是周期函数;(2)计算f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 018).解:(1)证明:∵f (x +2)=-f (x ),∴f (x +4)=-f (x +2)=f (x ).∴f (x )是周期为4的周期函数. (2)∵f (0)=0,f (1)=1,f (2)=0,f (3)=-f (1)=-1.又f (x )是周期为4的周期函数,∴f (0)+f (1)+f (2)+f (3)=f (4)+f (5)+f (6)+f (7)=…=f (2 012)+f (2 013)+f (2 014)+f (2 015)=0.∴f (0)+f (1)+f (2)+…+f (2 018)=f (2 016)+f (2 017)+f (2 018)=f (0)+f (1)+f (2)=1.例2、已知定义在R 上的函数满足f (x +2)=-1f (x ),x ∈(0,2]时,f (x )=2x -1.则f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 017)的值为________.解析:∵f (x +2)=-1f (x ),∴f (x +4)=-1f (x +2)=f (x ),∴函数y =f (x )的周期T =4.又x ∈(0,2]时,f (x )=2x -1,∴f (1)=1,f (2)=3,f (3)=-1f (1)=-1,f (4)=-1f (2)=-13.∴f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 017)=504[f (1)+f (2)+f (3)+f (4)]+f (504×4+1)=504)(31-1-31++1=1 345.五、性质的综合 常见的命题角度有:(1)奇偶性的应用; (2)单调性与奇偶性结合;(3)周期性与奇偶性结合; (4)单调性、奇偶性与周期性结合.角度一:奇偶性的应用例1.函数y =f (x )是R 上的奇函数,当x <0时,f (x )=2x ,则当x >0时,f (x )=( ) A .-2x B .2-xC .-2-x D .2x解析:选C x >0时,-x <0,∵x <0时,f (x )=2x ,∴当x >0时,f (-x )=2-x .∵f (x )是R 上的奇函数,∴当x >0时,f (x )=-f (-x )=-2-x .故选C.角度二:单调性与奇偶性结合例2.已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增.若实数a 满足f (2|a-1|)>f (-2),则a 的取值范围是( )A.),(21-∞ B.),(),(∞+⋃∞2321- C.),(2321 D.),(∞+23解析:选C 因为f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增,所以f (-x )=f (x ),且f (x )在(0,+∞)上单调递减.由f (2|a -1|)>f (-2),f (-2)=f (2),可得2|a -1|<2,即|a -1|<12,所以12<a <32.角度三:周期性与奇偶性结合例3.已知f (x )是定义在R 上以3为周期的偶函数,若f (1)<1,f (5)=2a -3a +1,则实数a 的取值范围是( )A .(-1,4)B .(-2,1)C .(-1,2)D .(-1,0)解析:选A 因为函数f (x )是定义在R 上以3为周期的偶函数,所以f (5)=f (-1)=f (1),即2a -3a +1<1,化简得(a -4)(a +1)<0,解得-1<a <4,故选A.角度四:单调性、奇偶性与周期性结合例4.已知定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x -4)=-f (x ),且在区间[0,2]上是增函数,则( )A .f (-25)<f (11)<f (80)B .f (80)<f (11)<f (-25)C .f (11)<f (80)<f (-25)D .f (-25)<f (80)<f (11)解析:选D 因为f (x )满足f (x -4)=-f (x ),所以f (x -8)=f (x ),所以函数f (x )是以8为周期的周期函数,则f (-25)=f (-1),f (80)=f (0),f (11)=f (3).由f (x )是定义在R 上的奇函数,且满足f (x -4)=-f (x ),得f (11)=f (3)=-f (-1)=f (1).因为f (x )在区间[0,2]上是增函数,f (x )在R 上是奇函数,所以f (x )在区间[-2,2]上是增函数,所以f (-1)<f (0)<f (1),即f (-25)<f (80)<f (11).例5.已知f (x )在R 上是奇函数,且满足f (x +4)=f (x ),当x ∈(0,2)时,f (x )=2x 2,则f (7)=( ) A .2 B .-2 C .-98 D .98解析:选B 因为f (x +4)=f (x ),所以函数f (x )的周期T =4,又f (x )在R 上是奇函数,所以f (7)=f (-1)=-f (1)=-2.例6.已知偶函数f (x )对于任意x ∈R 都有f (x +1)=-f (x ),且f (x )在区间[0,1]上是递增的,则f (-6.5),f (-1),f (0)的大小关系是( )A .f (0)<f (-6.5)<f (-1)B .f (-6.5)<f (0)<f (-1)C .f (-1)<f (-6.5)<f (0)D .f (-1)<f (0)<f (-6.5)解析:选A 由f (x +1)=-f (x ),得f (x +2)=-f (x +1)=f (x ),∴函数f (x )的周期是2.∵函数f (x )为偶函数,∴f (-6.5)=f (-0.5)=f (0.5),f (-1)=f (1).∵f (x )在区间[0,1]上是单调递增的,∴f (0)<f (0.5)<f (1),即f (0)<f (-6.5)<f (-1).例7.设f (x )是定义在R 上周期为4的奇函数,若在区间[-2,0)∪(0,2]上,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax +b ,-2≤x <0,ax -1,0<x ≤2,则f (2 018)=________.解析:设0<x ≤2,则-2≤-x <0,f (-x )=-ax +b .f (x )是定义在R 上周期为4的奇函数,所以f (-x )=-f (x )=-ax +1=-ax +b ,所以b =1.而f (-2)=f (-2+4)=f (2),所以-2a +1=2a -1,解得a =12,所以f (2 018)=f (2)=2×12-1=0.。
第3讲函数得基本性质(2)一、函数的单调性与最值知识梳理1.函数的单调性(是一个局部概念)(1)单调性定义(2)单调区间的定义【例】1.已知函数()()()2511x ax x f x a x x⎧---≤⎪=⎨>⎪⎩是R 上的增函数,则a 的取值范围是() A.30a -≤< B.32a -≤≤- C.2a ≤- D.0a <注:单调区间之间用“,”或“和”。
定义域的区间之间用“ ”(3).判断函数单调性的方法步骤:取值→作差→变形→定号→下结论【例】2.证明函数3)(x x f =在R 为增函数。
2.函数的最值(是一个整体含义)【考点分析】考点一求函数的单调区间【例1】(1)求下列函数的单调区间:1||22++-=x x y ;(2)已知函数()f x 为R 上的减函数,则满足1<(1)f f x ⎛⎫⎪⎝⎭的实数的取值范围是()A.(-1,1) B.(0,1) C.(-1,0)(0,1) D.(-,1)(1,)∞-+∞ ►归纳提升函数单调区间的求法(1)函数的单调区间是函数定义域的子区间,所以求解函数的单调区间,必须先求出函数的定义域。
对于基本初等函数的单调区间可以直接利用已知结论求解,如二次函数、对数函数、指数函数等。
(2)如果是复合函数,应根据复合函数的单调性的判断方法,首先判断两个简单函数的单调性,再根据“同则增,异则减”的法则求解函数的单调区间。
强化训练1(1)设),(a -∞是函数5||42+-=x x y 的一个减区间,则实数a 的取值范围为()(2)已知函数=)(x f 1,5)3(1,2{≤+->x x a x x a,若对R 上的任意)(,2121x x x x ≠,恒有0)()(2121<--x x x f x f 成立,则a 的取值范围()考点二函数单调性的判断与证明【例2】求证:函数)0()(>+=a x a x x f ,在),[+∞a 上是增函数。
3.1.1 函数的概念最新课程标准:在初中用变量之间的依赖关系描述函数的基础上,用集合语言和对应关系刻画函数,建立完整的函数概念,体会集合语言和对应关系在刻画函数概念中的作用。
了解构成函数的要素,能求简单函数的定义域.知识点一函数的概念1.函数的概念一般地,设A,B是非空的实数集,如果对于集合A中的任意一个数x,按照某种确定的对应关系f,在集合B中都有唯一确定的数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(function),记作y=f(x),x∈A.2.函数的定义域和值域函数y=f(x)中x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域(domain);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}叫做函数的值域(range).显然,值域是集合B的子集.状元随笔对函数概念的3点说明(1)当A , B为非空实数集时,符号“ f :A→B ”表示A到B的一个函数.(2)集合A中的数具有任意性,集合B中的数具有唯一性.(3)符号“f ”表示对应关系,在不同的函数中f的具体含义不一样.知识点二区间的概念1.区间的几何表示定义名称符号数轴表示{x|a≤x≤b}闭区间[a,b]{x|a<x<b}开区间(a,b){x|a≤x<b}半开半闭区间[a,b){x|a<x≤b}半开半闭区间(a,b]2.实数集R可以用区间表示为(-∞,+∞),“∞”读作“无穷大”;“-∞”读作“负无穷大”;“+∞”读作“正无穷大”.3.无穷大的几何表示定义 符号 数轴表示{x |x ≥a } [a ,+∞) {x |x >a } (a ,+∞) {x |x ≤b } (-∞,b ] {x |x <b }(-∞,b )状元随笔 关于无穷大的2点说明 (1)“∞”是一个符号,而不是一个数.(2)以“-∞”或“+∞”为端点时,区间这一端必须是小括号. 知识点三 同一函数如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,即相同的自变量对应的函数值也相同,那么这两个函数是同一个函数. [教材解难]1.教材P 60思考根据问题1的条件,我们不能判断列车以350 km/h 运行半小时后的情况,所以上述说法不正确.显然,其原因是没有关注到t 的变化范围.2.教材P 63思考反比例函数y =kx(k ≠0)的定义域为{x |x ≠0},对应关系为“倒数的k 倍”,值域为{y |y ≠0}.反比例函数用函数定义叙述为:对于非空数集A ={x |x ≠0}中的任意一个x 值,按照对应关系f “倒数的k (k ≠0)倍”,在集合B ={y |y ≠0}中都有唯一确定的数k x和它对应,那么此时f :A →B 就是集合A 到集合B 的一个函数,记作f (x )=k x(k ≠0),x ∈A .3.教材P 66思考初中所学习的函数传统定义与高中的近代定义之间的异同点如下:不同点:传统定义从变量变化的角度,刻画两个变量之间的对应关系;而近代定义,则从集合间的对应关系来刻画两个非空数集间的对应关系.相同点:两种对应关系满足的条件是相同的,“变量x 的每一个值”以及“集合A 中的每一个数”,都有唯一一个“y 值”与之对应.[基础自测]1.下列从集合A 到集合B 的对应关系f 是函数的是( ) A .A ={-1,0,1},B ={0,1},f :A 中的数平方 B .A ={0,1},B ={-1,0,1},f :A 中的数开方 C .A =Z ,B =Q ,f :A 中的数取倒数D .A ={平行四边形},B =R ,f :求A 中平行四边形的面积解析:对B ,集合A 中的元素1对应集合B 中的元素±1,不符合函数的定义;对C ,集合A 中的元素0取倒数没有意义,在集合B 中没有元素与之对应,不符合函数的定义;对D ,A 集合不是数集,故不符合函数的定义.综上,选A.答案:A 2.函数f (x )=x -1x -2的定义域为( ) A .(1,+∞) B .[1,+∞) C .[1,2) D .[1,2)∪(2,+∞) 解析:使函数f (x )=x -1x -2有意义, 则⎩⎪⎨⎪⎧x -1≥0,x -2≠0,即x ≥1,且x ≠2.所以函数的定义域为{x |x ≥1且x ≠2}.故选D. 答案:D3.下列各组函数表示同一函数的是( )A .y =x 2-9x -3与y =x +3B .y =x 2-1与y =x -1 C .y =x 0(x ≠0)与y =1(x ≠0) D .y =x +1,x ∈Z 与y =x -1,x ∈Z解析:A 中两函数定义域不同;B 中两函数值域不同;D 中两函数对应法则不同. 答案:C4.用区间表示下列集合:(1)⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-12≤x <5=________; (2){x |x <1或2<x ≤3}=________.解析:(1)注意到包括不包括区间的端点与不等式含不含等号对应,则{x |-12≤x <5}=[-12,5). (2)注意到集合中的“或”对应区间中的“∪”,则{x |x <1或2<x ≤3}=(-∞,1)∪(2,3].答案:(1)⎣⎢⎡⎭⎪⎫-12,5 (2)(-∞,1)∪(2,3]题型一 函数的定义[经典例题]例1 根据函数的定义判断下列对应关系是否为从集合A 到集合B 的函数: (1)A ={1,2,3},B ={7,8,9},f (1)=f (2)=7,f (3)=8; (2)A ={1,2,3},B ={4,5,6},对应关系如图所示;(3)A =R ,B ={y |y >0},f :x →y =|x |;(4)A =Z ,B ={-1,1},n 为奇数时,f (n )=-1,n 为偶数时,f (n )=1. 【解析】 对于集合A 中的任意一个值,在集合B 中都有唯一的值与之对应,因此(1)(4)中对应关系f 是从集合A 到集合B 的一个函数.(2)集合A 中的元素3在集合B 中没有对应元素,且集合A 中的元素2在集合B 中有两个元素(5和6)与之对应,故所给对应关系不是集合A 到集合B 的函数.(3)A 中的元素0在B 中没有对应元素,故所给对应关系不是集合A 到集合B 的函数. 1.从本题(1)可以看出函数f(x)的定义域是非空数集A ,但值域不一定是非空数集B ,也可以是集合B 的子集.2.判断从集合A 到集合B 的对应是否为函数,一定要以函数的概念为准则,另外也要看A 中的元素是否有意义,同时,一定要注意对特殊值的分析.方法归纳(1)判断一个集合A 到集合B 的对应关系是不是函数关系的方法:①A ,B 必须都是非空数集;②A 中任意一个数在B 中必须有并且是唯一的实数和它对应.[注意] A 中元素无剩余,B 中元素允许有剩余.(2)函数的定义中“任意一个x ”与“有唯一确定的y ”说明函数中两变量x ,y 的对应关系是“一对一”或者是“多对一”,而不能是“一对多”.跟踪训练1 (1)设M ={x |0≤x ≤2},N ={y |0≤y ≤2},给出下列四个图形,其中能表示从集合M 到集合N 的函数关系的有( )A .0个B .1个C .2个D .3个 (2)下列对应是否是函数? ①x →3x,x ≠0,x ∈R ;②x →y ,其中y 2=x ,x ∈R ,y ∈R . 解析:(1)图号 正误 原因① × x =2时,在N 中无元素与之对应,不满足任意性② √ 同时满足任意性与唯一性③ × x =2时,对应元素y =3∉N ,不满足任意性 ④ ×x =1时,在N 中有两个元素与之对应,不满足唯一性(1)①x∈[0,1]取不到[1,2]. ③y∈[0,3]超出了N∈[0,2]范围.④可取一个x 值,y 有2个对应,不符合题意.(2)①是函数.因为任取一个非零实数x ,都有唯一确定的3x与之对应,符合函数定义.②不是函数.当x =1时,y =±1,即一个非零自然数x ,对应两个y 的值,不符合函数的概念.答案:(2)①是函数②不是函数 (2)关键是否符合函数定义.题型二 求函数的定义域 [经典例题] 例2 (1)函数f (x )=x +1x -1的定义域是( ) A.[-1,1)B .[-1,1)∪(1,+∞)C .[-1,+∞)D .(1,+∞)(2)求下列函数的定义域. ①y =x +2+1x 2-x -6;②y =(x -1)0|x |+x.【解析】 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥0,x -1≠0,解得x ≥-1,且x ≠1.所以所求函数的定义域为[-1,1)∪(1,+∞). 【答案】 (1)B(1)依据分式的分母不为0,二次根式的被开方数大于等于0,列不等式组求定义域. 【解析】(2)①要使函数有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧x +2≥0,x 2-x -6≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧x ≥-2,x ≠-2且x ≠3,得x >-2且x ≠3.所以所求函数的定义域为(-2,3)∪(3,+∞). ②要使函数有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧x -1≠0,|x |+x ≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧x ≠1,x >0,所以x >0且x ≠1,所以所求函数的定义域为(0,1)∪(1,+∞). 【答案】(2)见解析(2)依据分式的分母不为0,二次根式的被开方数大于等于0,0的0次幂没有意义,列不等式组求定义域.方法归纳求函数的定义域(1)要明确使各函数表达式有意义的条件是什么,函数有意义的准则一般有:①分式的分母不为0;②偶次根式的被开方数非负;③y =x 0要求x ≠0.(2)当一个函数由两个或两个以上代数式的和、差、积、商的形式构成时,定义域是使得各式子都有意义的公共部分的集合.(3)定义域是一个集合,要用集合或区间表示,若用区间表示数集,不能用“或”连接,而应该用并集符号“∪”连接.跟踪训练2 求下列函数的定义域: (1)f (x )=6x 2-3x +2;(2)f (x )=(x +1)|x |-x;(3)f (x )=2x +3-12-x+1x.解析:(1)要使函数有意义,只需x 2-3x +2≠0, 即x ≠1且x ≠2,故函数的定义域为{x |x ≠1且x ≠2}.(2)要使函数有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧x +1≠0,|x |-x >0,解得x <0且x ≠-1.所以定义域为(-∞,-1)∪(-1,0). (3)要使函数有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧2x +3≥0,2-x >0,x ≠0,解得-32≤x <2,且x ≠0.故定义域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-32,0∪(0,2). (1)分母不为0(2)⎩⎪⎨⎪⎧偶次根式被开方数≥0(x +1)0底数不为0(3)⎩⎪⎨⎪⎧偶次根式被开方数≥0分母不为0题型三 同一函数[教材P 66例3]例3 下列函数中哪个与函数y =x 是同一个函数? (1)y =(x )2;(2)u =3v 3;(3)y =x 2; (4)m =n 2n.【解析】 (1)y =(x )2=x (x ∈{x |x ≥0}),它与函数y =x (x ∈R )虽然对应关系相同,但是定义域不相同,所以这个函数与函数y =x (x ∈R )不是同一个函数.(2)u =3v 3=v (v ∈R ),它与函数y =x (x ∈R )不仅对应关系相同,而且定义域也相同,所以这个函数与函数y =x (x ∈R )是同一个函数.(3)y =x2=|x |=⎩⎪⎨⎪⎧-x ,x <0,x ,x ≥0,它与函数y =x (x ∈R )的定义域都是实数集R ,但是当x <0时,它的对应关系与函数y =x (x ∈R )不相同.所以这个函数与函数y =x (x ∈R )不是同一个函数.(4)m =n 2n=n (n ∈{n |n ≠0}),它与函数y =x (x ∈R )的对应关系相同但定义域不相同.所以这个函数与函数y =x (x ∈R )不是同一个函数.教材反思判断同一函数的三个步骤和两个注意点(1)判断同一函数的三个步骤(2)两个注意点:①在化简解析式时,必须是等价变形; ②与用哪个字母表示无关.跟踪训练3 试判断下列函数是否为同一函数.(1)f (x )=x 2-xx,g (x )=x -1;(2)f (x )=x x ,g (x )=x x; (3)f (x )=x 2,g (x )=(x +1)2; (4)f (x )=|x |,g (x )=x 2. 解析:应关系来确定,因而只要判断定义域和对应关系是否对应相同即可.题型四 求函数的值域[经典例题] 例4 求下列函数的值域. (1)y =3-4x ,x ∈(-1,3]. (2)y =2xx +1. (3)y =x 2-4x +5,x ∈{1,2,3}. (4)y =x 2-4x +5.【解析】 (1)因为-1<x ≤3,所以-12≤-4x <4,所以-9≤3-4x <7, 所以函数y =3-4x ,x ∈(-1,3]的值域是[-9,7). (2)因为y =2x x +1=2(x +1)-2x +1=2-2x +1≠2, 所以函数y =2xx +1的值域为{y |y ∈R 且y ≠2}. (3)函数的定义域为{1,2,3}, 当x =1时,y =12-4×1+5=2,当x =2时,y =22-4×2+5=1,当x =3时,y =32-4×3+5=2, 所以这个函数的值域为{1,2},(4)因为y =x 2-4x +5=(x -2)2+1,x ∈R 时,(x -2)2+1≥1, 所以这个函数的值域为[1,+∞).状元随笔 (1)用不等式的性质先由x∈(-1,3]求-4x 的取值范围,再求3-4x 的取值范围即为所求.(2)先分离常数将函数解析式变形,再求值域. (3)将自变量x =1,2,3代入解析式求值,即可得值域. (4)先配方,然后根据任意实数的平方都是非负数求值域.方法归纳求函数值域的常用方法(1)观察法:对于一些比较简单的函数,其值域可通过观察法得到. (2)配方法:是求“二次函数”类值域的基本方法.(3)换元法:运用新元代换,将所给函数化成值域易确定的函数,从而求得原函数的值域.对于f (x )=ax +b +cx +d (其中a ,b ,c ,d 为常数,且ac ≠0)型的函数常用换元法.(4)分离常数法:此方法主要是针对有理分式,即将有理分式转化为“反比例函数类”的形式,便于求值域.跟踪训练4 求下列函数的值域: (1)y =2x +1,x ∈{1,2,3,4,5}; (2)y =x +1; (3)y =1-x21+x2;(4)y =-x 2-2x +3(-5≤x ≤-2).解析:(1)将x =1,2,3,4,5分别代入y =2x +1,计算得函数的值域为{3,5,7,9,11}. (2)因为x ≥0,所以x +1≥1, 即所求函数的值域为[1,+∞). (3)因为y =1-x 21+x 2=-1+21+x 2,所以函数的定义域为R , 因为x 2+1≥1,所以0<21+x 2≤2.所以y ∈(-1,1].所以所求函数的值域为(-1,1]. (4)y =-x 2-2x +3=-(x +1)2+4. 因为-5≤x ≤-2, 所以-4≤x +1≤-1. 所以1≤(x +1)2≤16. 所以-12≤4-(x +1)2≤3. 所以所求函数的值域为[-12,3]. (3)先分离再求值域 (4)配方法求值域一、选择题1.下列各个图形中,不可能是函数y =f (x )的图象的是( )解析:对于1个x 有无数个y 与其对应,故不是y 的函数.答案:A2.函数f (x )=x +3+(2x +3)3-2x 的定义域是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3,32B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-3,-32∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,32C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-3,32D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3,-32解析:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧x +3≥0,3-2x >0,2x +3≠0,解得-3≤x <32且x ≠-32,故选B.答案:B3.已知函数f (x )=-1,则f (2)的值为( )A .-2B .-1C .0D .不确定解析:因为函数f (x )=-1,所以不论x 取何值其函数值都等于-1,故f (2)=-1.故选B.答案:B4.下列各组函数中,表示同一函数的是( )A .y =x +1和y =x 2-1x -1B .y =x 2和y =(x )2C .f (x )=x 2和g (x )=(x +1)2D .f (x )=(x )2x 和g (x )=x(x )2解析:只有D是相同的函数,A与B中定义域不同,C是对应法则不同.答案:D二、填空题5. 用区间表示下列数集.(1){x|x≥2}=________;(2){x|3<x≤4}=________;(3){x|x>1且x≠2}=________.解析:由区间表示法知:(1)[2,+∞);(2)(3,4];(3)(1,2)∪(2,+∞).答案:(1)[2,+∞)(2)(3,4] (3)(1,2)∪(2,+∞)6.函数f(x)的图象如图所示,则f(x)的定义域为________,值域为________.解析:由f(x)的图象可知-5≤x≤5,-2≤y≤3.答案:[-5,5] [-2,3]7.若A={x|y=x+1},B={y|y=x2+1},则A∩B=________.解析:由A={x|y=x+1},B={y|y=x2+1},得A=[-1,+∞),B=[1,+∞),∴A∩B=[1,+∞).答案:[1,+∞)三、解答题8.(1)求下列函数的定义域:①y=4-x;②y=1|x|-x;③y=5-x+x-1-1x2-9;(2)将长为a的铁丝折成矩形,求矩形面积y关于一边长x的解析式,并写出此函数的定义域.解析:(1)①4-x≥0,即x≤4,故函数的定义域为{x|x≤4}.②分母|x|-x≠0, 即|x|≠x,所以x<0.故函数的定义域为{x|x<0}.③解不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ 5-x ≥0,x -1≥0,x 2-9≠0,得⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤5,x ≥1,x ≠±3.故函数的定义域是{x |1≤x ≤5,且x ≠3}.(2)设矩形一边长为x ,则另一边长为12(a -2x ), 所以y =x ·12(a -2x )=-x 2+12ax ,函数的定义域为⎩⎪⎨⎪⎧ x >012(a -2x )>0⇒0<x <a 2,定义域为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,a 2. 9.求下列各函数的值域:(1)y =x +1,x ∈{2,3,4,5,6};(2)y =x 2-4x +6;(3)y =x +2x -1. 解析:(1)因为当x 分别取2,3,4,5,6时,y =x +1分别取3,4,5,6,7, 所以函数的值域为{3,4,5,6,7}.(2)函数的定义域为R .因为y =x 2-4x +6=(x -2)2+2≥2,所以该函数的值域为[2,+∞).(3)设t =2x -1,则x =t 2+12,且t ≥0. 问题转化为求y =1+t 22+t (t ≥0)的值域. 因为y =1+t 22+t =12(t +1)2(t ≥0), 所以y 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞. 故该函数的值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞. [尖子生题库]10.(1)已知函数f (x )的定义域为[-1,5],求函数f (x -5)的定义域;(2)已知函数f (x -1)的定义域是[0,3],求函数f (x )的定义域.解析:(1)由-1≤x -5≤5,得4≤x ≤10,所以函数f (x -5)的定义域是[4,10].(2)由0≤x≤3,得-1≤x-1≤2,所以函数f(x)的定义域是[-1,2].。
3.2.1 单调性与最大(小)值最新课程标准:借助函数图象,会用符号语言表达函数的单调性、最大值、最小值,理解它们的作用和实际意义.第1课时 函数的单调性知识点一 定义域为I 的函数f (x )的单调性状元随笔 定义中的x 1,x 2有以下3个特征(1)任意性,即“任意取x 1,x 2”中“任意”二字绝不能去掉,证明时不能以特殊代替一般;(2)有大小,通常规定x 1<x 2; (3)属于同一个单调区间. 知识点二 单调性与单调区间如果函数y =f (x )在区间D 上是单调递增或单调递减,那么就说函数y =f (x )在这一区间上具有(严格的)单调性,区间D 叫做y =f (x )的单调区间.状元随笔 一个函数出现两个或者两个以上的单调区间时,不能用“∪”连接,而应该用“和”连接. 如函数y =1x 在(-∞,0)和(0,+∞)上单调递减,却不能表述为:函数y=1x 在(-∞,0)∪(0,+∞)上单调递减. [教材解难]1.教材P 77思考f (x )=|x |在(-∞,0]上单调递减,在[0,+∞)上单调递增; f (x )=-x 2在(-∞,0]上单调递增,在[0,+∞)上单调递减.2.教材P 77思考(1)不能 例如反比例函数f (x )=-1x,在(-∞,0),(0,+∞)上是单调递增的,在整个定义域上不是单调递增的.(2)函数f (x )=x 在(-∞,+∞)上是单调递增的.f (x )=x 2在(-∞,0]上是单调递减,在[0,+∞)上是单调递增的. [基础自测]1.下列说法中正确的有( )①若x 1,x 2∈I ,当x 1<x 2时,f (x 1)<f (x 2),则y =f (x )在I 上是增函数; ②函数y =x 2在R 上是增函数; ③函数y =-1x在定义域上是增函数;④y =1x的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).A .0个B .1个C .2个D .3个解析:由于①中的x 1,x 2不是任意的,因此①不正确;②③④显然不正确. 答案:A2.函数y =(2m -1)x +b 在R 上是减函数,则( ) A .m >12 B .m <12C .m >-12D .m <-12解析:使y =(2m -1)x +b 在R 上是减函数,则2m -1<0,即m <12.答案:B3.函数y =-2x 2+3x 的单调减区间是( ) A .[0,+∞) B.(-∞,0) C.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,34 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫34,+∞ 解析:借助图象得y =-2x 2+3x 的单调减区间是⎣⎢⎡⎭⎪⎫34,+∞,故选D.答案:D4.若f(x)在R上是增函数,且f(x1)>f(x2),则x1,x2的大小关系为________.解析:∵f(x)在R上是增函数,且f(x1)>f(x2),∴x1>x2.答案:x1>x2题型一利用函数图象求单调区间[经典例题]例1 已知函数y=f(x)的图象如图所示,则该函数的减区间为( )A.(-3,1)∪(1,4) B.(-5,-3)∪(-1,1)C.(-3,-1),(1,4) D.(-5,-3),(-1,1)【解析】在某个区间上,若函数y=f(x)的图象是上升的,则该区间为增区间,若是下降的,则该区间为减区间,故该函数的减区间为(-3,-1),(1,4).【答案】 C观察图象,若图象呈上升(下降)趋势时为增(减)函数,对应的区间是增(减)区间.跟踪训练1 函数f(x)的图象如图所示,则( )A.函数f(x)在[-1,2]上是增函数B.函数f(x)在[-1,2]上是减函数C.函数f(x)在[-1,4]上是减函数D.函数f(x)在[2,4]上是增函数解析:函数单调性反映在函数图象上就是图象上升对应增函数,图象下降对应减函数,故选A.答案:A根据图象上升或下降趋势判断.题型二函数的单调性判断与证明[教材P79例3]例2 根据定义证明函数y =x +1x在区间(1,+∞)上单调递增.【证明】 ∀x 1,x 2∈(1,+∞), 且x 1<x 2,有y 1-y 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+1x 1-⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x 2=(x 1-x 2)+⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 1-1x 2=(x 1-x 2)+x 2-x 1x 1x 2=x 1-x 2x 1x 2(x 1x 2-1). 由x 1,x 2∈(1,+∞),得x 1>1,x 2>1. 所以x 1x 2>1,x 1x 2-1>0. 又由x 1<x 2,得x 1-x 2<0. 于是x 1-x 2x 1x 2(x 1x 2-1)<0, 即y 1<y 2.所以,函数y =x +1x在区间(1,+∞)上单调递增.先根据单调性的定义任取x 1,x 2∈(1,+∞),且x 1<x 2,再判断f(x 1)-f(x 2)的符号. 教材反思利用定义证明函数单调性的步骤注:作差变形是解题关键.跟踪训练2 利用单调性的定义,证明函数y =x +2x +1在(-1,+∞)上是减函数. 证明:设x 1,x 2是区间(-1,+∞)上任意两个实数且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1+2x 1+1-x 2+2x 2+1=x 2-x 1(x 1+1)(x 2+1), ∵-1<x 1<x 2,∴x 2-x 1>0,x 1+1>0,x 2+1>0. ∴x 2-x 1(x 1+1)(x 2+1)>0.即f (x 1)-f (x 2)>0,f (x 1)>f (x 2).∴y =x +2x +1在(-1,+∞)上是减函数. 利用四步证明函数的单调性.题型三 由函数的单调性求参数的取值范围[经典例题]例3 已知函数f (x )=x 2+2(a -1)x +2在区间(-∞,4]上是减函数,求实数a 的取值范围.【解析】 ∵f (x )=x 2-2(1-a )x +2=[x -(1-a )]2+2-(1-a )2, ∴f (x )的减区间是(-∞,1-a ]. ∵f (x )在(-∞,4]上是减函数,∴对称轴x =1-a 必须在直线x =4的右侧或与其重合. ∴1-a ≥4,解得a ≤-3. 故a 的取值范围为(-∞,-3].状元随笔 首先求出f(x)的单调减区间,求出f(x)的对称轴为x =1-a ,利用对称轴应在直线x =4的右侧或与其重合求解.方法归纳“函数的单调区间为I ”与“函数在区间I 上单调”的区别单调区间是一个整体概念,说函数的单调递减区间是I ,指的是函数递减的最大范围为区间I ,而函数在某一区间上单调,则指此区间是相应单调区间的子区间.所以我们在解决函数的单调性问题时,一定要仔细读题,明确条件含义.跟踪训练3 例3中,若将“函数在区间(-∞,4]上是减函数”改为“函数的单调递减区间为(-∞,4]”,则a 为何值?解析:由例3知函数f (x )的单调递减区间为(-∞,1-a ], ∴1-a =4,a =-3.求出函数的减区间,用端点值相等求出a.一、选择题1.定义在R 上的函数f (x )对任意两个不相等的实数a ,b ,总有f (a )-f (b )a -b>0,则必有( )A .函数f (x )先增后减B .f (x )是R 上的增函数C .函数f (x )先减后增D .函数f (x )是R 上的减函数 解析:由f (a )-f (b )a -b>0知,当a >b 时,f (a )>f (b );当a <b 时,f (a )<f (b ),所以函数f (x )是R 上的增函数.答案:B2.下列函数中,在(0,2)上为增函数的是( ) A .y =-3x +2 B .y =3xC .y =x 2-4x +5D .y =3x 2+8x -10解析:显然A 、B 两项在(0,2)上为减函数,排除;对C 项,函数在(-∞,2)上为减函数,也不符合题意;对D 项,函数在⎝ ⎛⎭⎪⎫-43,+∞上为增函数,所以在(0,2)上也为增函数,故选D.答案:D3.函数f (x )=x |x -2|的增区间是( ) A .(-∞,1] B .[2,+∞) C .(-∞,1],[2,+∞) D.(-∞,+∞)解析:f (x )=x |x -2|=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x ,x ≥2,2x -x 2,x <2,作出f (x )简图如下:由图象可知f (x )的增区间是(-∞,1],[2,+∞). 答案:C4.函数y =f (x )在R 上为增函数,且f (2m )>f (-m +9),则实数m 的取值范围是( ) A .(-∞,-3) B .(0,+∞)C .(3,+∞)D .(-∞,-3)∪(3,+∞)解析:因为函数y =f (x )在R 上为增函数,且f (2m )>f (-m +9),所以2m >-m +9,即m >3.答案:C 二、填空题5.如图所示为函数y =f (x ),x ∈[-4,7]的图象,则函数f (x )的单调递增区间是____________.解析:由图象知单调递增区间为[-1.5,3]和[5,6]. 答案:[-1.5,3]和[5,6]6.若f (x )在R 上是单调递减的,且f (x -2)<f (3),则x 的取值范围是________. 解析:函数的定义域为R .由条件可知,x -2>3,解得x >5. 答案:(5,+∞)7.函数y =|x 2-4x |的单调减区间为________.解析:画出函数y =|x 2-4x |的图象,由图象得单调减区间为:(-∞,0],[2,4].答案:(-∞,0],[2,4] 三、解答题8.判断并证明函数f (x )=-1x+1在(0,+∞)上的单调性.解析:函数f (x )=-1x+1在(0,+∞)上是增函数.证明如下:设x 1,x 2是(0,+∞)上的任意两个实数,且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x 1+1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x 2+1=x 1-x 2x 1x 2,由x 1,x 2∈(0,+∞),得x 1x 2>0, 又由x 1<x 2,得x 1-x 2<0, 于是f (x 1)-f (x 2)<0, 即f (x 1)<f (x 2),∴f (x )=-1x+1在(0,+∞)上是增函数.9.作出函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x -3,x ≤1,(x -2)2+3,x >1的图象,并指出函数的单调区间.解析:f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x -3,x ≤1,(x -2)2+3,x >1的图象如图所示.由图象可知:函数的单调减区间为(-∞,1]和(1,2];单调递增区间为(2,+∞). [尖子生题库]10.已知f (x )是定义在[-1,1]上的增函数,且f (x -2)<f (1-x ),求x 的取值范围. 解析:∵f (x )是定义在[-1,1]上的增函数, 且f (x -2)<f (1-x ), ∴⎩⎪⎨⎪⎧-1≤x -2≤1,-1≤1-x ≤1,x -2<1-x ,解得1≤x <32,所以x 的取值范围为1≤x <32.。
环球雅思教育学科教师讲义讲义编号: ______________ 副校长/组长签字:签字日期:【考纲说明】【趣味链接】【知识梳理】1.函数的定义:y=f(x),x∈A,其中x叫做自变量。
x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y的值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域2.函数的相等:函数的定义含有三个要素,即定义域A、值域C和对应法则f。
当函数的定义域及从定义域到值域的对应法则确定之后,函数的值域也就随之确定因此,定义域和对应法则为函数的两个基本条件,当且仅当两个函数的定义域和对应法则都分别相同时,这两个函数才是同一个函数3.映射的定义:一般地,设A、B是两个集合,如果按照某种对应关系f,对于集合A中的任何一个元素,在集合B中都有唯一的元素和它对应,那么,这样的对应(包括集合A、B,以及集合A到集合B的对应关系f)叫做集合A到集合B的映射,记作f:A→B由映射和函数的定义可知,函数是一类特殊的映射,它要求A、B非空且皆为数集4.映射的概念中象、原象的理解:(1) A中每一个元素都有象且唯一;(2)B中每一个元素不一定都有原象,不一定只一个原象5.函数的三种表示法(1)解析法:就是把两个变量的函数关系,用一个等式来表示,这个等式叫做函数的解析表达式,简称解析式(2)列表法:就是列出表格来表示两个变量的函数关系(3)图象法:就是用函数图象表示两个变量之间的关系6.求函数解析式的题型有:(1)已知函数类型,求函数的解析式:待定系数法;(2)已知()f x 求[()]f g x 或已知[()]f g x 求()f x :换元法、配凑法; (3)已知函数图像,求函数解析式;(4)()f x 满足某个等式,这个等式除()f x 外还有其他未知量,需构造另个等式解方程组法; (5)应用题求函数解析式常用方法有待定系数法等题型讲解例1(1)已知3311()f x x xx+=+,求()f x ;(配凑法) (2)已知()f x 是一次函数,且满足3(1)2(1)217f x f x x +--=+,求()f x ; (3)已知()f x 满足12()()3f x f x x+=,求()f x (方程组法) 7求函数定义域一般有三类问题:(1)给出函数解析式的:函数的定义域是使解析式有意义的自变量的取值集合;(2)实际问题:函数的定义域的求解除要考虑解析式有意义外,还应考虑使实际问题有意义; (3)已知()f x 的定义域求[()]f g x 的定义域或已知[()]f g x 的定义域求()f x 的定义域: 8求函数值域的各种方法函数的值域是由其对应法则和定义域共同决定的其类型依解析式的特点分可分三类:(1)求常见函数值域;(2)求由常见函数复合而成的函数的值域;(3)求由常见函数作某些“运算”而得函数的值域①直接法:利用常见函数的值域来求一次函数y=ax+b(a ≠0)的定义域为R ,值域为R ; 反比例函数)0(≠=k xky 的定义域为{x|x ≠0},值域为{y|y ≠0}; 二次函数)0()(2≠++=a c bx ax x f 的定义域为R ,当a>0时,值域为{a b ac y y 4)4(|2-≥};当a<0时,值域为{ab ac y y 4)4(|2-≤} 1.奇偶性(1)定义:如果对于函数f (x )定义域内的任意x 都有f (-x )=-f (x ),则称f (x )为奇函数;如果对于函数f (x )定义域内的任意x 都有f (-x )=f (x ),则称f (x )为偶函数。
如果函数f (x )不具有上述性质,则f (x )不具有奇偶性.如果函数同时具有上述两条性质,则f (x )既是奇函数,又是偶函数。
注意:○1 函数是奇函数或是偶函数称为函数的奇偶性,函数的奇偶性是函数的整体性质; ○2 由函数的奇偶性定义可知,函数具有奇偶性的一个必要条件是,对于定义域内的任意一个x ,则-x 也一定是定义域内的一个自变量(即定义域关于原点对称)。
(2)利用定义判断函数奇偶性的格式步骤:○1 首先确定函数的定义域,并判断其定义域是否关于原点对称; ○2 确定f (-x )与f (x )的关系; ○3 作出相应结论: 若f (-x ) = f (x ) 或 f (-x )-f (x ) = 0,则f (x )是偶函数; 若f (-x ) =-f (x ) 或 f (-x )+f (x ) = 0,则f (x )是奇函数。
(3)简单性质:①图象的对称性质:一个函数是奇函数的充要条件是它的图象关于原点对称;一个函数是偶函数的充要条件是它的图象关于y 轴对称;②设()f x ,()g x 的定义域分别是12,D D ,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇⨯奇=偶,偶+偶=偶,偶⨯偶=偶 2.单调性(1)定义:一般地,设函数y =f (x )的定义域为I , 如果对于定义域I 内的某个区间D 内的任意两个自变量x 1,x 2,当x 1<x 2时,都有f (x 1)<f (x 2)(f (x 1)>f (x 2)),那么就说f (x )在区间D 上是增函数(减函数);注意:○1 函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质,是函数的局部性质; ○2 必须是对于区间D 内的任意两个自变量x 1,x 2;当x 1<x 2时,总有f (x 1)<f (x 2) (2)如果函数y =f (x )在某个区间上是增函数或是减函数,那么就说函数y =f (x )在这一区间具有(严格的)单调性,区间D 叫做y =f (x )的单调区间。
(3)设复合函数y = f [g(x )],其中u =g(x ) , A 是y = f [g(x )]定义域的某个区间,B 是映射g : x →u =g(x ) 的象集: ①若u =g(x ) 在 A 上是增(或减)函数,y = f (u )在B 上也是增(或减)函数,则函数y = f [g(x )]在A 上是增函数; ②若u =g(x )在A 上是增(或减)函数,而y = f (u )在B 上是减(或增)函数,则函数y = f [g(x )]在A 上是减函数。
(4)判断函数单调性的方法步骤利用定义证明函数f (x )在给定的区间D 上的单调性的一般步骤:○1 任取x 1,x 2∈D ,且x 1<x 2; ○2 作差f (x 1)-f (x 2); ○3 变形(通常是因式分解和配方); ○4 定号(即判断差f (x 1)-f (x 2)的正负);○5 下结论(即指出函数f (x )在给定的区间D 上的单调性)。
(5)简单性质①奇函数在其对称区间上的单调性相同; ②偶函数在其对称区间上的单调性相反; ③在公共定义域内:增函数+)(x f 增函数)(x g 是增函数;减函数+)(x f 减函数)(x g 是减函数;增函数-)(x f 减函数)(x g 是增函数;减函数-)(x f 增函数)(x g 是减函数。
3.最值(1)定义:最大值:一般地,设函数y =f (x )的定义域为I ,如果存在实数M 满足:①对于任意的x ∈I ,都有f (x )≤M ;②存在x 0∈I ,使得f (x 0) = M 。
那么,称M 是函数y =f (x )的最大值。
最小值:一般地,设函数y =f (x )的定义域为I ,如果存在实数M 满足:①对于任意的x ∈I ,都有f (x )≥M ;②存在x 0∈I ,使得f (x 0) = M 。
那么,称M 是函数y =f (x )的最大值。
注意:○1 函数最大(小)首先应该是某一个函数值,即存在x 0∈I ,使得f (x 0) = M ; ○2 函数最大(小)应该是所有函数值中最大(小)的,即对于任意的x ∈I ,都有f (x )≤M (f (x )≥M )。
(2)利用函数单调性的判断函数的最大(小)值的方法: ○1 利用二次函数的性质(配方法)求函数的最大(小)值; ○2 利用图象求函数的最大(小)值; ○3 利用函数单调性的判断函数的最大(小)值: 如果函数y =f (x )在区间[a ,b ]上单调递增,在区间[b ,c ]上单调递减则函数y =f (x )在x =b 处有最大值f (b ); 如果函数y =f (x )在区间[a ,b ]上单调递减,在区间[b ,c ]上单调递增则函数y =f (x )在x =b 处有最小值f (b ); 4.周期性(1)定义:如果存在一个非零常数T ,使得对于函数定义域内的任意x ,都有f (x+T )= f (x ),则称f (x )为周期函数; (2)性质:①f (x+T )= f (x )常常写作),2()2(Tx f T x f -=+若f (x )的周期中,存在一个最小的正数,则称它为f (x )的最小正周期;②若周期函数f (x )的周期为T ,则f (ωx )(ω≠0)是周期函数,且周期为||ωT 。
【经典例题】四.典例解析【奇偶性典型例题】例1.以下五个函数:(1))0(1≠=x xy ;(2)14+=x y ;(3)xy 2=;(4)x y 2log =; (5))1(log 22++=x x y ,其中奇函数是____ __,偶函数是__ ____,非奇非偶函数是 _________点评:判断函数的奇偶性是比较基本的问题,难度不大,解决问题时应先考察函数的定义域,若函数的解析式能化简,一般应考虑先化简,但化简必须是等价变换过程(要保证定义域不变)。
题型二:奇偶性的应用例2.设f (x )是定义在R 上的奇函数,若当x ≥0时,f (x )=lo g 3(1+x ),则f (-2)=____ _。
例3.若奇函数()f x 是定义在(1-,1)上的增函数,试求a 的范围:2(2)(4)0f a f a -+-<.解:由已知得2(2)(4)f a f a -<--因f(x)是奇函数,故 22(4)(4)f a f a --=-,于是2(2)(4)f a f a -<-. 又()f x 是定义在(-1,1)上的增函数,从而223224121132141aa aa a aa a a⎧⎧-<<-<-⎪⎪-<-<⇒<<⇒<⎨⎨⎪⎪-<-<<<⎩⎩即不等式的解集是2)【单调性典型例题】例1.(1)()(21),f x a x b R=-+设函数是上的减函数则a的范围为( )A.12a≥B.12a≤C.12a>-D.12a<(2)函数2([0,)y x bx c x=++∈+∞)是单调函数的充要条件是( )A.0b≥B.0b≤C.0b>D.0b<例2设)(xf是定义在R上的函数,对m、Rn∈恒有)()()(nfmfnmf⋅=+,且当0>x时,1)(0<<xf。