高中数学 第2章 函数章末知识整合 苏教版必修1
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章末总结知识点一圆锥曲线的定义和性质关于圆锥曲线的相关问题,要有运用圆锥曲线定义解题的意识,“回归定义”是一种重要的解题策略;应用圆锥曲线的性质时,要注意与数形联合思想、方程思想联合起来.总之,圆锥曲线的定义、性质在解题中有重要作用,要注意灵巧运用.例 1已知双曲线的焦点在x 轴上,离心率为2, F1, F2为左、右焦点,P 为双曲线上一点,且∠ F1 PF2= 60°, S△PF1F2= 123,求双曲线的标准方程.知识点二直线与圆锥曲线的地点关系直线与圆锥曲线一般有三种地点关系:订交、相切、相离.在直线与双曲线、抛物线的地点关系中有一种状况,即直线与其交于一点和切于一点,两者在几何意义上是截然相反的,反应在代数方程上也是完整不一样的,这在解题中既是一个难点也是一个十分简单被忽略的地方.圆锥曲线的切线是圆锥曲线的割线与圆锥曲线的两个交点无穷凑近时的极限状况,反应在消元后的方程上,就是一元二次方程有两个相等的实数根,即鉴别式等于零;而与圆锥曲线有一个交点的直线,是一种特别的情况 (抛物线中与对称轴平行,双曲线中与渐近线平行 ) ,反应在消元后的方程上,该方程是一次的.例 2如下图, O 为坐标原点,过点 P(2, 0)且斜率为 k 的直线 l 交抛物线 y2= 2x 于 M(x 1,y1),N(x 2, y2) 两点.(1)求 x1x2与 y1 y2的值;(2)求证: OM ⊥ ON.知识点三轨迹问题轨迹是分析几何的基本问题,求解的方法有以下几种:(1)直接法:成立适合的坐标系,设动点为(x, y),依据几何条件直接追求x、 y 之间的关系式.(2)代入法:利用所求曲线上的动点与某一已知曲线上的动点的关系,把所求动点变换为已知动点.详细地说,就是用所求动点的坐标x 、 y 来表示已知动点的坐标并代入已知动点知足的曲线的方程,由此即可求得所求动点坐标x 、 y 之间的关系式.(3)定义法:假如所给几何条件正好切合圆、椭圆、双曲线、抛物线等曲线的定义,则可直接利用这些已知曲线的方程写出动点的轨迹方程.(4)参数法:当很难找到形成曲线的动点P(x ,y)的坐标 x , y 所知足的关系式时,借助第三个变量 t ,成立 t 和 x ,t 和 y 的关系式x = φ(t),y = Φ(t),再经过一些条件消掉 t 就间接地找到了 x 和 y 所知足的方程,从而求出动点 P(x , y)所形成的曲线的一般方程.例 3 设点 A 、B OM ⊥ AB ,垂足为 是抛物线 y 2 =4px (p>0) 上除原点 O 之外的两个动点, 已知 OA ⊥OB ,M ,求点 M 的轨迹方程,并说明它表示什么曲线?知识点四圆锥曲线中的定点、定值问题圆锥曲线中的定点、 定值问题是高考命题的一个热门,也是圆锥曲线问题中的一个难点,解决这个难点没有惯例的方法, 但解决这个难点的基本思想是明确的, 定点、定值问题必定是在变化中所表现出来的不变的量,那么就能够用变化的量表示问题的直线方程、数目积、比率关系等,这些直线方程、数目积、比率关系不受变化的量所影响的某个点或值,就是要求的定点、 定值.化解这种问题难点的要点就是引进变化的参数表示直线方程、数目积、比率关系等,依据等式的恒成立、数式变换等找寻不受参数影响的量.2 2例 4 若直线 l :y =kx + m 与椭圆 x +y = 1 订交于 A 、B 两点 (A 、B 不是左、 右极点 ), 4 3A 2 为椭圆的右极点且 AA 2⊥ BA 2,求证:直线 l 过定点.知识点五圆锥曲线中的最值、范围问题圆锥曲线中的最值、范围问题,是高考热门,主要有以下两种求解策略:(1)平面几何法平面几何法求最值问题,主假如运用圆锥曲线的定义和平面几何知识求解.(2)目标函数法成立目标函数解与圆锥曲线相关的最值问题,是惯例方法, 其要点是选用适合的变量建立目标函数,而后运用求函数最值的方法确立最值.22 例 5 已知 A(4,0) ,B(2,2) 是椭圆 x y = 1 M 是椭圆上的动点,求25+ 9 内的两定点,点MA + MB 的最值.2 y 2例 6 已知 F 1、 F 2 为椭圆 x + 2 = 1 的上、下两个焦点, AB 是过焦点 F 1 的一条动弦,求△ABF 2面积的最大值.章末总结要点解读例 1解如下图,设双曲线方程为 x 2 y 2a 2-b 2= 1 (a>0,b>0) . c∵ e = = 2,∴ c = 2a.由双曲线的定义,得 |PF 1- PF 2|= 2a = c ,在△ PF 1F 2 中,由余弦定理,得:F 1 F 22= PF 21+ PF 22- 2PF 1·PF 2cos 60 °= (PF 1- PF 2)2+ 2PF 1·PF 2(1- cos60 )°,即 4c 2= c 2 +PF 1·PF 2.①又 S △ PF 1F 2= 12 3,1∴ 2PF 1·PF 2sin 60 =°12 3,即 PF 1·PF 2= 48.②由①②,得 c 2= 16, c = 4,则 a = 2, b 2= c 2- a 2= 12,2 2 ∴所求的双曲线方程为x - y = 1. 4 12例 2 (1) 解 过点 P(2,0)且斜率为 k 的直线方程为: y = k(x -2) .把 y = k(x - 2)代入 y 2 =2x , 2 2 2 2=0,消去 y 得 k x - (4k + 2)x + 4k 因为直线与抛物线交于不一样两点,故 k 2≠0且 = (4k 2+ 2)2- 16k 4= 16k 2+ 4>0 ,2 x 1x 2= 4, x 1+ x 2= 4+ k 2,∵ M 、N 两点在抛物线上, ∴y 21 ·y 22= 4x 1·x 2= 16,而y 1·y 2<0 ,∴ y 1y 2=- 4.→ →, y 2),( 2)证明 ∵OM (x 1, y 1 ), ON =(x 2→ →∴ OM ·ON = x1·x2+ y1·y2= 4- 4= 0.→→∴ OM ⊥ ON,即 OM ⊥ ON.例 3解设直线 OA 的方程为 y= kx (k ≠±1,因为当 k=±1 时,直线 AB 的斜率不存在 ),则直线 OB 的方程为 y=-x, k从而可求 A 4p4p、 B(4pk2,- 4pk)k2,k.于是直线 AB 的斜率为k AB=k2,1- k从而 k OM=k2- 1k,2k - 1∴直线 OM 的方程为y=x,①k-k直线 AB 的方程为y+ 4pk=k2-1(x- 4pk 2).②将①②相乘,得y2+ 4pky=- x(x - 4pk2),即 x2+ y2=- 4pky + 4pk 2x= 4p(k 2x- ky),③2又kx-ky = x,代入③式并化简,222得 (x- 2p) + y = 4p .当 k=±1 时,易求得直线AB 的方程为x=4p.故此时点 M 的坐标为 (4p,0) ,也在 (x- 2p)2+ y2= 4p2 (x ≠ 0)上.∴点 M 的轨迹方程为(x- 2p)2+ y2= 4p2 (x ≠ 0),∴其轨迹是以(2p,0)为圆心,半径为2p 的圆,去掉坐标原点.例 4证明设 A(x 1, y1),B(x 2, y2),y= kx+ m,联立x2+ y2=1,4 3得 (3+ 4k2)x2+ 8mkx + 4(m2- 3)= 0,=64m2k2-16(3 + 4k2)(m 2- 3)>0 ,则x1+x2=-8mk2,3+ 4k4(m2- 3)x1x2=3+4k2 .3+ 4k2- m2>0,即x1+ x2=-8mk2,3+ 4kx1x2=4(m2- 3)3+4k 2 .又 y1y2=(kx 1+ m)(kx 2+ m)= k2x1x2+ mk(x 1+ x2)+m2223(m - 4k )∵椭圆的右极点为 A 2(2,0), AA 2⊥BA 2,∴(x1- 2)(x 2- 2)+ y1y2= 0.∴y1 y2+x1 x2- 2(x1+ x2)+ 4= 0.∴ 3(m 2- 4k2)+ 4(m2- 3)+ 16mk2+ 4=0.24k23+4k3+3+ 4k∴ 7m2+ 16km+4k 2= 0,2k22解得 m1=- 2k, m2=-,且均知足3+ 4k - m >0.当 m1=- 2k 时, l 的方程为 y= k(x -2) ,直线过定点 (2,0) ,与已知矛盾.当 m2=-2k时, l 的方程为 y= k x-2,直线过定点2, 0,777∴直线 l 过定点.例 5 解因为 A(4,0) 是椭圆的右焦点,设A′为椭圆的左焦点,则 A′(-4,0),由椭圆定义知MA + MA′= 10.如下图,则MA + MB = MA + MA′+ MB - MA′=10+ MB - MA′≤ 10+ A′B.当点 M 在 BA′的延伸线上时取等号.因此当 M 为射线 BA′与椭圆的交点时,(MA +MB) max= 10+A′B=10+ 2 10.又如下图,MA + MB = MA + MA′- MA′+ MB =10-(MA′- MB)≥ 10- A′B,当 M 在 A′B的延伸线上时取等号.因此当 M 为射线 A′B与椭圆的交点时,(MA +MB) min= 10- A′B= 10- 2 10.例 6解由题意,F1F2= 2.设直线 AB 方程为 y= kx+ 1,代入椭圆方程2x2+ y2= 2,得 (k2+ 2)x 2+ 2kx - 1= 0,则 x A+ x B=-22k, x A·x B=-21,k+ 2k+ 2∴ |x A- x B|=8(k2+1) k2+ 2.1F1F2·|x A- x B|=2 2×k2+ 1S△ABF 2=22k + 2=2 2×11= 2.≤22×k2+1+12k2+1当 k2+ 1=k 1,即 k= 0 时,2+ 1S△ABF 2有最大面积为 2.章末总结知识点一圆锥曲线的定义和性质关于圆锥曲线的相关问题,要有运用圆锥曲线定义解题的意识,“回归定义”是一种重要的解题策略;应用圆锥曲线的性质时,要注意与数形联合思想、方程思想联合起来.总之,圆锥曲线的定义、性质在解题中有重要作用,要注意灵巧运用.例 1 已知双曲线的焦点在 x 轴上,离心率为 2, F1, F2为左、右焦点, P 为双曲线上一点,且∠ F1 PF2= 60°, S△PF1F2= 12 3,求双曲线的标准方程.知识点二直线与圆锥曲线的地点关系直线与圆锥曲线一般有三种地点关系:订交、相切、相离.在直线与双曲线、抛物线的地点关系中有一种状况,即直线与其交于一点和切于一点,两者在几何意义上是截然相反的,反应在代数方程上也是完整不一样的,这在解题中既是一个难点也是一个十分简单被忽略的地方.圆锥曲线的切线是圆锥曲线的割线与圆锥曲线的两个交点无穷凑近时的极限状况,反应在消元后的方程上,就是一元二次方程有两个相等的实数根,即鉴别式等于零;而与圆锥曲线有一个交点的直线,是一种特别的情况 (抛物线中与对称轴平行,双曲线中与渐近线平行 ) ,反应在消元后的方程上,该方程是一次的.例 2如下图, O 为坐标原点,过点 P(2, 0)且斜率为 k 的直线 l 交抛物线 y2= 2x 于 M(x 1,y1),N(x 2, y2) 两点.(1)求 x1x2与 y1 y2的值;(2)求证: OM ⊥ ON.知识点三轨迹问题轨迹是分析几何的基本问题,求解的方法有以下几种:(1)直接法:成立适合的坐标系,设动点为(x, y),依据几何条件直接追求x、 y 之间的关系式.(2)代入法:利用所求曲线上的动点与某一已知曲线上的动点的关系,把所求动点变换为已知动点.详细地说,就是用所求动点的坐标x、 y来表示已知动点的坐标并代入已知动点知足的曲线的方程,由此即可求得所求动点坐标x、 y 之间的关系式.(3)定义法:假如所给几何条件正好切合圆、椭圆、双曲线、抛物线等曲线的定义,则可直接利用这些已知曲线的方程写出动点的轨迹方程.(4)参数法:当很难找到形成曲线的动点P(x ,y)的坐标 x , y 所知足的关系式时,借助第三个变量 t ,成立 t 和 x ,t 和 y 的关系式x = φ(t),y = Φ(t),再经过一些条件消掉 t 就间接地找到了 x 和 y 所知足的方程,从而求出动点 P(x , y)所形成的曲线的一般方程.例 3 设点 A 、B OM ⊥ AB ,垂足为是抛物线 y 2=4px (p>0) 上除原点 O 之外的两个动点, 已知 OA ⊥OB ,M ,求点 M 的轨迹方程,并说明它表示什么曲线?知识点四圆锥曲线中的定点、定值问题圆锥曲线中的定点、 定值问题是高考命题的一个热门,也是圆锥曲线问题中的一个难点,解决这个难点没有惯例的方法, 但解决这个难点的基本思想是明确的, 定点、定值问题必定是在变化中所表现出来的不变的量,那么就能够用变化的量表示问题的直线方程、数目积、比率关系等,这些直线方程、数目积、比率关系不受变化的量所影响的某个点或值,就是要求的定点、 定值.化解这种问题难点的要点就是引进变化的参数表示直线方程、数目积、比率关系等,依据等式的恒成立、数式变换等找寻不受参数影响的量.2 2例 4 若直线 l :y =kx + m 与椭圆 x 4 +y3 = 1 订交于 A 、B 两点 (A 、B 不是左、 右极点 ),A 2 为椭圆的右极点且 AA 2⊥ BA 2,求证:直线 l 过定点.知识点五圆锥曲线中的最值、范围问题圆锥曲线中的最值、范围问题,是高考热门,主要有以下两种求解策略:(1)平面几何法平面几何法求最值问题,主假如运用圆锥曲线的定义和平面几何知识求解.(2)目标函数法成立目标函数解与圆锥曲线相关的最值问题,是惯例方法,其要点是选用适合的变量建立目标函数,而后运用求函数最值的方法确立最值.x2y2例 5已知 A(4,0) ,B(2,2) 是椭圆25+9= 1 内的两定点,点M 是椭圆上的动点,求MA + MB 的最值.例 6已知F、F2y2AB 是过焦点 F的一条动弦,为椭圆 x += 1 的上、下两个焦点,1221求△ABF 2面积的最大值.章末总结要点解读例 1解如下图,设双曲线方程为x2y2a2-b2=1 (a>0,b>0).c∵ e=a= 2,∴ c= 2a.得 |PF1- PF2|= 2a= c,在△ PF1F2中,由余弦定理,得:F1 F22= PF21+ PF22- 2PF1·PF2cos 60 °=(PF1- PF2)2+ 2PF1·PF2(1- cos60 )°,即 4c2= c2+PF1·PF2.①又 S△ PF1F2= 12 3,1∴2PF1·PF2sin 60 =°12 3,即 PF1·PF2= 48.②由①②,得c2= 16, c= 4,则 a= 2, b2= c2- a2= 12,∴所求的双曲线方程为x2-y2= 1.4 12例 2 (1) 解过点P(2,0)且斜率为k 的直线方程为:y= k(x -2) .把 y= k(x - 2)代入 y2=2x,消去 y 得 k2x2- (4k2+ 2)x+ 4k2=0,因为直线与抛物线交于不一样两点,故 k2≠0且=(4k2+2)2-16k4=16k2+4>0,2x1x2= 4, x1+ x2= 4+k2,∵M 、N 两点在抛物线上,∴y21·y22= 4x1·x2= 16,而 y1·y2<0 ,∴ y1y2=- 4.( 2)证明→→, y2),∵OM(x1, y1 ), ON =(x2→ →∴ OM ·ON = x1·x2+ y1·y2= 4- 4= 0.→→∴ OM ⊥ ON,即 OM ⊥ ON.例 3解设直线 OA 的方程为 y= kx (k ≠±1,因为当 k=±1 时,直线 AB 的斜率不存在 ),则直线 OB 的方程为 y=-x, k从而可求 A 4p4p、 B(4pk2,- 4pk)k2,k.于是直线 AB 的斜率为k AB=k2,1- kk2- 1从而 k OM=k,2k - 1∴直线 OM 的方程为y=x,①k-k直线 AB 的方程为y+ 4pk=k2-1(x- 4pk 2).②将①②相乘,得y2+ 4pky=- x(x - 4pk2),即 x2+ y2=- 4pky + 4pk 2x= 4p(k 2x- ky),③2又kx-ky = x,代入③式并化简,222得 (x- 2p) + y = 4p .当 k=±1 时,易求得直线AB 的方程为x=4p.故此时点 M 的坐标为 (4p,0) ,也在 (x- 2p)2+ y2= 4p2 (x ≠ 0)上.∴点 M 的轨迹方程为 (x- 2p)2+ y2= 4p2 (x ≠ 0),∴其轨迹是以 (2p,0)为圆心,半径为 2p 的圆,去掉坐标原点.例 4证明设 A(x 1, y1),B(x 2, y2),y= kx+ m,联立x2y2+= 1,4 3得 (3+ 4k2)x2+ 8mkx + 4(m2- 3)= 0,=64m2k2-16(3 + 4k2)(m 2- 3)>0 ,则x1+x2=-8mk2,3+ 4k4(m2- 3)x1x2=3+4k2 .3+ 4k2- m2>0,即x1+ x2=-8mk2,3+ 4kx1x2=4(m2- 3)3+4k 2 .又 y1y2=(kx 1+ m)(kx 2+ m)= k2x1x2+ mk(x 1+ x2)+m2223(m - 4k )∵椭圆的右极点为 A 2(2,0), AA 2⊥BA 2,∴(x1- 2)(x 2- 2)+ y1y2= 0.∴y1 y2+x1 x2- 2(x1+ x2)+ 4= 0.∴ 3(m 2- 4k2)+ 4(m2- 3)+ 16mk2+ 4=0.24k23+4k3+3+ 4k∴ 7m2+ 16km+4k 2= 0,2k22解得 m1=- 2k, m2=-,且均知足3+ 4k - m >0.当 m1=- 2k 时, l 的方程为 y= k(x -2) ,直线过定点 (2,0) ,与已知矛盾.当 m2=-2k时, l 的方程为 y= k x-2,直线过定点2, 0,777∴直线 l 过定点.例 5 解因为 A(4,0) 是椭圆的右焦点,设A′为椭圆的左焦点,则 A′(-4,0),由椭圆定义知MA + MA′= 10.如下图,则MA + MB = MA + MA′+ MB - MA′=10+ MB - MA′≤ 10+ A′B.当点 M 在 BA′的延伸线上时取等号.因此当 M 为射线 BA′与椭圆的交点时,(MA +MB) max= 10+A′B=10+ 2 10.又如下图,MA + MB = MA + MA′- MA′+ MB =10-(MA′- MB)≥ 10- A′B,当 M 在 A′B的延伸线上时取等号.因此当 M 为射线 A′B与椭圆的交点时,(MA +MB) min= 10- A′B= 10- 2 10.例 6解由题意,F1F2= 2.设直线 AB 方程为 y= kx+ 1,代入椭圆方程2x2+ y2= 2,得 (k2+ 2)x 2+ 2kx - 1= 0,则 x A+ x B=-22k, x A·x B=-21,k+ 2k+ 2∴ |x A- x B|=8(k2+1) k2+ 2.1F1F2·|x A- x B|=2 2×k2+ 1S△ABF 2=22k + 2=2 2×11= 2.≤22×k2+1+12k2+1当 k2+ 1=k 1,即 k= 0 时,2+ 1S△ABF 2有最大面积为 2.。
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2。
1 函数的概念及性质【补充知识】含绝对值的不等式与一元二次不等式的解法 (1)含绝对值的不等式的解法不等式解集||(0)x a a <> {|}x a x a -<< ||(0)x a a >>|x x a <-或}x a >||,||(0)ax b c ax b c c +<+>>把ax b +看成一个整体,化成||x a <,||(0)x a a >>型不等式来求解(2)一元二次不等式的解法判别式24b ac ∆=-0∆>0∆= 0∆<二次函数2(0)y ax bx c a =++>的图象O一元二次方程20(0)ax bx c a ++=>的根21,242b b ac x a-±-=(其中12)x x <122b x x a ==-无实根20(0)ax bx c a ++>>的解集1{|x x x <或2}x x >{|x }2b x a ≠-R20(0)ax bx c a ++<>的解集12{|}x x x x <<∅ ∅〖1。
2〗函数及其表示 【1.2.1】函数的概念 (1)函数的概念①设A 、B 是两个非空的数集,如果按照某种对应法则f 对于集合A 中任何一个数x ,在集合B 中都有唯一确定的数()f x 和它对应,那么:f A B →叫做集合A 到B 的一个函数,记作.A x x f y ∈=),(②函数的三要素:定义域、值域和对应法则.③只有定义域相同,且对应法则也相同的两个函数才是同一函数. (2)区间的概念及表示法①设,a b 是两个实数,且a b <,满足a x b ≤≤的实数x 的集合叫做闭区间,记做[,]a b ;满足a x b <<的实数x 的集合叫做开区间,记做(,)a b ;满足a x b ≤<,或a x b <≤的实数x 的集合叫做半开半闭区间,分别记做[,)a b ,(,]a b ;满足,,,x a x a x b x b ≥>≤<的实数x 的集合分别记做[,),(,),(,],(,)a a b b +∞+∞-∞-∞.注意:对于集合{|}x a x b <<与区间(,)a b ,前者a 可以大于或等于b ,而后者必须a b <. (3)求函数的定义域时,一般遵循以下原则: ①()f x 是整式时,定义域是全体实数.②()f x 是分式函数时,定义域是使分母不为零的一切实数.③()f x 是偶次根式时,定义域是使被开方式为非负值时的实数的集合.④对数函数的真数大于零,当对数或指数函数的底数中含变量时,底数须大于零且不等于1. ⑤tan y x =中,()2x k k Z ππ≠+∈.⑥零(负)指数幂的底数不能为零.⑦若()f x 是由有限个基本初等函数的四则运算而合成的函数时,则其定义域一般是各基本初等函数的定义域的交集.⑧对于求复合函数定义域问题,一般步骤是:若已知()f x 的定义域为[,]a b ,其复合函数[()]f g x 的定义域应由不等式()a g x b ≤≤解出. (4)求函数的值域或最值求函数最值的常用方法和求函数值域的方法基本上是相同的.事实上,如果在函数的值域中存在一个最小(大)数,这个数就是函数的最小(大)值.因此求函数的最值与值域,其实质是相同的,只是提问的角度不同.求函数值域与最值的常用方法:①观察法:对于比较简单的函数,我们可以通过观察直接得到值域或最值.②配方法:④不等式法:利用基本不等式确定函数的值域或最值.⑤换元法:通过变量代换达到化繁为简、化难为易的目的,三角代换可将代数函数的最值问题转化为三角函数的最值问题.⑥反函数法:利用函数和它的反函数的定义域与值域的互逆关系确定函数的值域或最值.⑦数形结合法:利用函数图象或几何方法确定函数的值域或最值.⑧函数的单调性法.【1。
2.2.2函数的奇偶性学习目标 1.理解函数奇偶性的定义.2.掌握函数奇偶性的判断和证明方法.3.会应用奇、偶函数图象的对称性解决简单问题.知识点一函数奇偶性的几何特征思考下列函数图象中,关于y轴对称的有哪些?关于原点对称的呢?★★答案★★①②关于y轴对称,③④关于原点对称.梳理图象关于y轴对称的函数称为偶函数,图象关于原点对称的函数称为奇函数.知识点二函数奇偶性的定义思考1为什么不直接用图象关于y轴(或原点)对称来定义函数的偶奇性?★★答案★★因为很多函数图象我们不知道,即使画出来,细微之处是否对称也难以精确判断.思考2利用点对称来刻画图象对称有什么好处?★★答案★★好处有两点:(1)等价:只要所有点均关于y轴(原点)对称,则图象关于y轴(原点)对称,反之亦然.(2)可操作:要判断点是否关于y轴(原点)对称,只要代入解析式验证即可.梳理设函数y=f(x)的定义域为A.如果对于任意的x∈A,都有f(-x)=f(x),那么称函数y=f(x)是偶函数;如果对于任意的x∈A,都有f(-x)=-f(x),那么称函数y=f(x)是奇函数.如果函数f(x)是奇函数或偶函数,我们就说函数f(x)具有奇偶性.知识点三奇(偶)函数的定义域特征思考如果一个函数f(x)的定义域是(-1,1],那这个函数f(x)还具有奇偶性吗?★★答案★★ 由函数奇偶性定义,对于定义域内任一元素x ,其相反数-x 必须也在定义域内,才能进一步判断f (-x )与f (x )的关系.而本问题中,1∈(-1,1],-1∉(-1,1],f (-1)无定义,自然也谈不上是否与f (1)相等了.所以该函数是既非奇函数,也非偶函数. 梳理 判断函数奇偶性要注意定义域优先原则,即首先要看定义域是否关于原点对称.类型一 证明函数的奇偶性命题角度1 已知函数解析式,证明奇偶性 例1 (1)证明f (x )=x 3-x 2x -1既非奇函数又非偶函数;(2)证明f (x )=(x +1)(x -1)是偶函数;(3)证明f (x )=1-x 2+x 2-1既是奇函数又是偶函数.证明 (1)因为它的定义域为{x |x ∈R 且x ≠1},所以对于定义域内的-1,其相反数1不在定义域内,故f (x )=x 3-x 2x -1既非奇函数又非偶函数.(2)函数的定义域为R ,因函数f (x )=(x +1)(x -1)=x 2-1,又因f (-x )=(-x )2-1=x 2-1=f (x ),所以函数为偶函数.(3)定义域为{-1,1},因为对定义域内的每一个x ,都有f (x )=0,所以f (-x )=f (x ),故函数f (x )=1-x 2+x 2-1为偶函数.又f (-x )=-f (x ),故函数f (x )=1-x 2+x 2-1为奇函数.即该函数既是奇函数又是偶函数.反思与感悟 利用定义法判断函数是否具有奇偶性时,首先应看函数定义域是否关于原点对称,即对于定义域内的任意一个x ,则-x 也一定属于定义域. 跟踪训练1 (1)证明f (x )=(x -2) 2+x2-x既非奇函数又非偶函数; (2)证明 f (x )=x |x |是奇函数.证明 (1)由2+x 2-x ≥0,得定义域为[-2,2),关于原点不对称,故f (x )为非奇非偶函数.(2)函数的定义域为R ,因f (-x )=(-x )|-x |=-x |x |=-f (x ),所以函数为奇函数. 命题角度2 证明分段函数的奇偶性例2 判断函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(x +5)2-4,x ∈(-6,-1],(x -5)2-4,x ∈[1,6)的奇偶性.解 由题意可知f (x )的定义域为(-6,-1]∪[1,6), 关于原点对称,当x ∈(-6,-1]时,-x ∈[1,6),所以f (-x )=(-x -5)2-4=(x +5)2-4=f (x );当x ∈[1,6)时,-x ∈(-6,-1],所以f (-x )=(-x +5)2-4=(x -5)2-4=f (x ). 综上可知对于任意的x ∈(-6,-1]∪[1,6), 都有f (-x )=f (x ),所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(x +5)2-4,x ∈(-6,-1],(x -5)2-4,x ∈[1,6)是偶函数. 反思与感悟 分段函数也是函数,证明奇偶性也是抓住两点 (1)定义域是否关于原点对称.(2)对于定义域内的任意x ,是否都有f (-x )=f (x )(或-f (x )),只不过对于不同的x ,f (x )有不同的表达式,要逐段验证是否都有f (-x )=f (x )(或-f (x )).跟踪训练2 证明f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2,x <0,x 2,x >0是奇函数.证明 定义域为{x |x ≠0}. 若x <0,则-x >0, ∴f (-x )=x 2,f (x )=-x 2, ∴f (-x )=-f (x ); 若x >0,则-x <0,∴f (-x )=-(-x )2=-x 2,f (x )=x 2, ∴f (-x )=-f (x );即对任意x ≠0,都有f (-x )=-f (x ). ∴f (x )为奇函数.命题角度3 证明抽象函数的奇偶性例3 f (x ),g (x )是定义在R 上的奇函数,试判断y =f (x )+g (x ),y =f (x )g (x ),y =f [g (x )]的奇偶性.解 ∵f (x ),g (x )是定义在R 上的奇函数,∴f (-x )+g (-x )=-f (x )-g (x )=-[f (x )+g (x )],y =f (x )+g (x )是奇函数. f (-x )g (-x )=[-f (x )][-g (x )]=f (x )g (x ),y =f (x )g (x )是偶函数. f [g (-x )]=f [-g (x )]=-f [g (x )],y =f [g (x )]是奇函数.反思与感悟 利用基本的奇(偶)函数,通过加减乘除、复合,可以得到新的函数,判断这些新函数的奇偶性,主要是代入-x ,看总的结果.跟踪训练3 设函数f (x ),g (x )的定义域都为R ,且f (x )是奇函数,g (x )是偶函数,则下列结论中正确的是________.(填序号) ①f (x )g (x )是奇函数; ②f (x )g (x )是偶函数;③|f(x)|g(x)是偶函数;④f(x)|g(x)|是奇函数.★★答案★★①③④解析①令h(x)=f(x)g(x),则h(-x)=f(-x)·g(-x)=-f(x)g(x)=-h(x),∴h(x)是奇函数,故①对,②不对;③令h(x)=|f(x)|g(x),则h(-x)=|f(-x)|g(-x)=|-f(x)|g(x)=|f(x)|g(x)=h(x),∴h(x)是偶函数,故③对;④令h(x)=f(x)|g(x)|,则h(-x)=f(-x)·|g(-x)|=-f(x)|g(x)|=-h(x),∴h(x)是奇函数,故④对.类型二奇偶性的应用命题角度1奇(偶)函数图象的对称性的应用例4定义在R上的奇函数f(x)在[0,+∞)上的图象如图所示.(1)画出f(x)的图象;(2)解不等式xf(x)>0.解(1)先描出(1,1),(2,0)关于原点的对称点(-1,-1),(-2,0),连线可得f(x)的图象如图.(2)xf(x)>0即图象上横坐标、纵坐标同号.结合图象可知,xf(x)>0的解集是(-2,0)∪(0,2).引申探究将本例中的“奇函数”改为“偶函数”,重做该题.解(1)f(x)的图象如图所示.(2)xf(x)>0的解集是(-∞,-2)∪(0,2).反思与感悟鉴于奇(偶)函数图象关于原点(y轴)对称,可以用这一特性去画图,求值,求解析式,研究单调性.跟踪训练4 已知奇函数f (x )的定义域为[-5,5],且在区间[0,5]上的图象如图所示.(1)画出在区间[-5,0]上的图象; (2)写出使f (x )<0的x 的取值集合.解 (1)如图,在[0,5]上的图象上选取5个关键点O ,A ,B ,C ,D .分别描出它们关于原点的对称点O ′,A ′,B ′,C ′,D ′, 再用光滑曲线连接即得.(2)由(1)图可知,当且仅当x ∈(-2,0)∪(2,5)时,f (x )<0. ∴使f (x )<0的x 的取值集合为(-2,0)∪(2,5). 命题角度2 利用函数奇偶性的定义求值例5 (1)若函数f (x )=ax 2+bx +3a +b 是偶函数,定义域为[a -1,2a ],则a =________,b =________.★★答案★★ 13解析 ∵偶函数的定义域关于原点对称, ∴a -1=-2a ,解得a =13,f (x )=13x 2+bx +b +1.又f (x )为偶函数,∴f (-x )=13(-x )2+b (-x )+b +1=f (x )=13x 2+bx +b +1,对定义域内任意x 恒成立,即2bx =0对任意x ∈[-23,23]恒成立,∴b =0.综上,a =13,b =0.(2)函数f (x )是定义域为R 的奇函数,当x >0时,f (x )=-x +1,求当x <0时f (x )的解析式. 解 设x <0,则-x >0,∴f (-x )=-(-x )+1=x +1, 又∵函数f (x )是定义域为R 的奇函数, ∴f (-x )=-f (x )=x +1, ∴当x <0时,f (x )=-x -1.反思与感悟 函数奇偶性的定义有两处常用 (1)定义域关于原点对称.(2)对定义域内任意x ,恒有f (-x )=f (x )(或-f (x ))成立,常用这一特点得一个恒成立的等式,或对其中的x 进行赋值.跟踪训练5 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x ≤0,ax 2+bx ,x >0为奇函数,则a +b =________.★★答案★★ 0解析 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧f (2)=-f (-2),f (1)=-f (-1),则⎩⎪⎨⎪⎧ 4a +2b =-2,a +b =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =1.当a =-1,b =1时,经检验知f (x )为奇函数, 故a +b =0.1.函数f (x )=0(x ∈R )的奇偶性是________. ★★答案★★ 既是奇函数又是偶函数2.函数f (x )=x (-1<x ≤1)的奇偶性是________. ★★答案★★ 既不是奇函数又不是偶函数3.已知函数y =f (x )+x 是偶函数,且f (2)=1,则f (-2)=________. ★★答案★★ 5解析 ∵函数y =f (x )+x 是偶函数, ∴x =±2时函数值相等.∴f (-2)-2=f (2)+2,∴f (-2)=5.4.若函数f (x )=(m -1)x 2+(m -2)x +m 2-7m +12为偶函数,则m 的值是________. ★★答案★★ 25.下列说法错误的是________.(填序号) ①图象关于原点对称的函数是奇函数; ②图象关于y 轴对称的函数是偶函数; ③奇函数的图象一定过原点;④偶函数的图象一定与y 轴相交. ★★答案★★ ③④1.两个定义:对于f (x )定义域内的任意一个x ,如果都有f (-x )=-f (x )⇔f (-x )+f (x )=0⇔f (x )为奇函数;如果都有f (-x )=f (x )⇔f (-x )-f (x )=0⇔f (x )为偶函数.2.两个性质:函数为奇函数⇔它的图象关于原点对称;函数为偶函数⇔它的图象关于y 轴对称.3.证明一个函数是奇函数,必须对f (x )的定义域内任意一个x ,都有f (-x )=-f (x ).而证明一个函数不是奇函数,只要能举出一个反例就可以了.课时作业一、填空题1.如果函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -3,x >0,f (x ),x <0是奇函数,则f (-2)=________.★★答案★★ -1解析 f (-2)=-f (2)=-(2×2-3)=-1.2.已知y =f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x >0时,f (x )=2x -x 2,则当x ≤0时,y =f (x )的解析式为________. ★★答案★★ f (x )=x 2+2x解析 设x <0,则-x >0,因为f (x )是奇函数, 所以f (x )=-f (-x )=-[2(-x )-(-x )2]=2x +x 2. 因为y =f (x )是R 上的奇函数,所以f (0)=0. 所以f (x )=x 2+2x ,x ≤0.3.设函数f (x )和g (x )分别是R 上的偶函数和奇函数,则下列结论恒成立的是________.(填序号)①f (x )+|g (x )|是偶函数; ②f (x )-|g (x )|是奇函数; ③|f (x )|+g (x )是偶函数; ④|f (x )|-g (x )是奇函数. ★★答案★★ ①解析 由f (x )是偶函数,可得f (-x )=f (x ), 由g (x )是奇函数,可得g (-x )=-g (x ), 故|g (x )|为偶函数,∴f (x )+|g (x )|为偶函数.4.已知函数f (x )=ax 3+bx (a ≠0)满足f (-3)=3,则f (3)=________. ★★答案★★ -3解析 ∵f (-x )=a (-x )3+b (-x )=-(ax 3+bx )=-f (x ), ∴f (x )为奇函数, ∴f (3)=-f (-3)=-3.5.函数f (x )=|x +1|-|x -1|为________.(填“奇函数”或“偶函数”) ★★答案★★ 奇函数 解析 f (x )的定义域为R ,对于任意x ∈R ,f (-x )=|-x +1|-|-x -1|=|x -1|-|x +1|=-f (x ), ∴f (x )为奇函数.又f (-1)=-2,f (1)=2,f (-1)≠f (1), ∴f (x )不是偶函数.6.已知函数y =f (x )为偶函数,其图象与x 轴有四个交点,则方程f (x )=0的所有实根之和是________. ★★答案★★ 0解析 由于偶函数的图象关于y 轴对称,所以偶函数的图象与x 轴的交点也关于y 轴对称,因此,四个交点中,有两个在x 轴的负半轴上,另两个在x 轴的正半轴上,所以四个实根的和为0.7.设奇函数f (x )在(0,+∞)上为单调增函数,且f (3)=0,则不等式f (x )-f (-x )2>0的解集为________.★★答案★★ (-3,0)∪(3,+∞) 解析 ∵f (x )为奇函数,f (3)=0, ∴f (-3)=0.又∵f (x )在(0,+∞)上为增函数, ∴f (x )在(-∞,0)上也为增函数, ∴f (x )-f (-x )2=f (x )>0,①当x >0时,则f (x )>f (3)=0,∴x >3; ②当x <0时,则f (x )>f (-3)=0,∴-3<x <0, 综上可得,原不等式的解集为(-3,0)∪(3,+∞).8.若函数f (x )=x 2-1+a -x 2为偶函数且非奇函数,则实数a 的取值范围为________. ★★答案★★ (1,+∞)解析 ∵函数f (x )=x 2-1+a -x 2为偶函数且非奇函数, ∴f (-x )=f (x )且f (-x )≠-f (x ).又∵⎩⎪⎨⎪⎧x 2-1≥0,a -x 2≥0,∴a ≥1.当a =1时,函数f (x )=x 2-1+a -x 2为偶函数且为奇函数, 故a >1.9.已知函数f (x )=x 2+x +1x 2+1,若f (a )=23,则f (-a )=________.★★答案★★ 43解析 根据题意,f (x )=x 2+x +1x 2+1=1+x x 2+1,而h (x )=xx 2+1是奇函数,故f (-a )=1+h (-a )=1-h (a )=2-[1+h (a )]=2-f (a )=2-23=43.10.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x (1-x ),x <0,x (1+x ),x >0为________.(填“奇函数”或“偶函数”)★★答案★★ 奇函数 解析 定义域关于原点对称,且f (-x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x (1+x ),-x <0,-x (1-x ),-x >0=⎩⎪⎨⎪⎧-x (1+x ),x >0,-x (1-x ),x <0 =-f (x ),所以f (x )是奇函数. 二、解答题11.判断下列函数的奇偶性. (1)f (x )=x 3+x 5; (2)f (x )=|x +1|+|x -1|; (3)f (x )=2x 2+2x x +1.解 (1)函数的定义域为R .∵f (-x )=(-x )3+(-x )5=-(x 3+x 5)=-f (x ),∴f (x )是奇函数. (2)f (x )的定义域是R .∵f (-x )=|-x +1|+|-x -1|=|x -1|+|x +1|=f (x ),∴f (x )是偶函数. (3)函数f (x )的定义域是(-∞,-1)∪(-1,+∞),不关于原点对称,∴f (x )是非奇非偶函数. 12.若函数f (x )=x 2-|x +a |为偶函数,求实数a 的值. 解 ∵函数f (x )=x 2-|x +a |为偶函数, ∴f (-x )=f (x ),即(-x )2-|-x +a |=x 2-|x +a |, ∴|-x +a |=|x +a |,即|x -a |=|x +a |,∴a =0.13.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x ,x >0,0,x =0,x 2+mx ,x <0是奇函数.(1)求实数m 的值;(2)若函数f (x )在区间[-1,a -2]上为单调增函数,求实数a 的取值范围. 解 (1)因为f (x )为奇函数,所以f (-1)=-f (1),即1-m =-(-1+2), 解得m =2.经检验m =2时函数f (x )是奇函数. 所以m =2.(2)要使f (x )在[-1,a -2]上为单调增函数,结合f (x )的图象知⎩⎪⎨⎪⎧a -2>-1,a -2≤1,所以1<a ≤3,故实数a 的取值范围是(1,3]. 三、探究与拓展14.设奇函数f (x )的定义域为[-6,6],当x ∈[0,6]时,f (x )的图象如图所示,不等式f (x )<0的解集用区间表示为________.★★答案★★ [-6,-3)∪(0,3)解析 由f (x )在[0,6]上的图象知,满足f (x )<0的不等式的解集为(0,3).又f (x )为奇函数,图象关于原点对称,所以在[-6,0)上,不等式f (x )<0的解集为[-6,-3).综上可知,不等式f (x )<0的解集为[-6,-3)∪(0,3).15.已知函数f (x )=ax +b 1+x 2是定义在(-1,1)上的奇函数,且f ⎝⎛⎭⎫12=25,求函数f (x )的解析式. 解 ∵f (x )是定义在(-1,1)上的奇函数, ∴f (0)=0,即b1+02=0,∴b =0. 又∵f ⎝⎛⎭⎫12=12a 1+14=25, ∴a =1,∴f (x )=x1+x 2.。
2.1函数的概念2.1.1函数的概念和图象第1课时函数的概念学习目标:1.在集合对应的基础上理解函数的概念,并能应用函数的有关概念解题.(重点、难点)2.会求几种简单函数的定义域、值域.(重点)[自主预习·探新知]函数的概念思考:定义域和值域都相同的函数是同一个函数吗?[提示]不一定是,如函数y=x,x∈[0,1],和y=x2,x∈[0,1].定义域和值域都相同,但不是同一个函数.[基础自测]1.思考辨析(1)任何两个集合之间都可以建立函数关系.( )(2)已知定义域和对应法则就可以确定一个函数.( )(3)根据函数的定义,定义域中的每一个x 可以对应着不同的y .( )[答案] (1)× (2)√ (3)×2.(1)函数f (x )=x -10的定义域为________.(2)函数f (x )=1x -2的定义域为________. (3)函数f (x )=49-x (x ∈N )的定义域为________.[解析] (1)x -10≥0,∴x ≥10,即{x |x ≥10}.(2)x -2>0,∴x >2,即{x |x >2}.(3)⎩⎪⎨⎪⎧ 9-x ≥0,x ∈N ⇒⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤9,x ∈N ,∴x 的取值为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,即{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}.[答案] (1){x |x ≥10} (2){x |x >2} (3){0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}3.若f (x )=x 2-3x +2,则f (1)=________.[解析] f (1)=12-3×1+2=0.[答案] 04.若f (x )=x -3,x ∈{0,1,2,3},则f (x )的值域为________.【导学号:48612053】[解析] f (0)=-3,f (1)=-2,f (2)=-1,f (3)=0.[答案] {-3,-2,-1,0}[合 作 探 究·攻 重 难]判断下列对应f 是否为从集合A 到集合B 的函数.(1)A =N ,B =R ,对于任意的x ∈A ,x →±x ;(2)A=R,B=N,对于任意的x∈A,x→|x-2|;(3)A=R,B={正实数},对任意x∈A,x→1x2;(4)A={1,2,3},B=R,f(1)=f(2)=3,f(3)=4;(5)A=[-1,1],B={0},对于任意的x∈A,x→0.[思路探究]求解本题的关键是判断在对应法则f的作用下,集合A中的任意一个元素在集合B中是否都有唯一的元素与之对应.[解](1)对于A中的元素,如x=9,y的值为y=±9=±3,即在对应法则f 之下,B中有两个元素±3与之对应,不符合函数的定义,故不能构成函数.(2)对于A中的元素x=22,在f作用下,|22-2∈/B,故不能构成函数.(3)A中元素x=0在B中没有对应元素,故(3)不能构成函数.(4)依题意,f(1)=f(2)=3,f(3)=4,即A中的每一个元素在对应法则f之下,在B中都有唯一元素与之对应,依函数的定义,能构成函数.(5)对于集合A中任意一个实数x,按照对应法则在集合B中都有唯一一个确定的数0与它对应,故是集合A到集合B的函数.1.下列对应或关系式中是A到B的函数的有________.(填序号)【导学号:48612054】①A=B=[-1,1],x∈A,y∈B且x2+y2=1;②A={1,2,3,4},B={0,1},对应关系如图2-1-1;图2-1-1③A =R ,B =R ,f :x →y =1x -2; ④A =Z ,B =Z ,f :x →y =2x -1.[解析] 对于①项,x 2+y 2=1可化为y =±1-x 2,显然对任意x ∈A ,y 值可能不唯一,故不符合.对于②项,符合函数的定义.对于③项,2∈A ,但在集合B 中找不到与之相对应的数,故不符合.对于④项,-1∈A ,但在集合B 中找不到与之相对应的数,故不符合.[答案] ②求下列函数的定义域.(1)f (x )=3x -83x -2; (2)f (x )=x +1+12-x; (3)f (x )=x +4+x 0+1x +2; (4)f (x )=(x +1)2x +1. [思路探究] 根据使式子在实数范围内有意义的条件列不等式(组),求出x 的范围,就是所求函数的定义域.[解] (1)要使f (x )有意义,则有3x -2>0,∴x >23,即f (x )的定义域为⎝ ⎛⎭⎪⎫23,+∞. (2)要使f (x )有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧ x +1≥0,2-x ≠0⇒x ≥-1且x ≠2, 即f (x )的定义域为[-1,2)∪(2,+∞).(3)要使f (x )有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧ x +4≥0,x ≠0,x +2≠0⇒x ≥-4且x ≠0,x ≠-2,即f (x )的定义域为[-4,-2)∪(-2,0)∪(0,+∞).(4)要使f (x )有意义,则x +1≠0,∴x ≠-1,即f (x )的定义域为{x |x ≠-1}.2.求下列函数的定义域.(1)f (x )=11-3x+1x ; (2)f (x )=3-x +1+x 且 x ∈Z .[解] (1)要使函数有意义,只需⎩⎪⎨⎪⎧ 1-3x >0,x ≠0,所以x <13且x ≠0,所以函数的定义域为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ x <13且x ≠0.(2)要使函数有意义,只需⎩⎪⎨⎪⎧3-x ≥0,1+x ≥0,所以-1≤x ≤3. 又x ∈Z ,所以x =-1,0,1,2,3.所以函数的定义域为{-1,0,1,2,3}.(1)求f (2),f (a ),f (a +1)的值;(2)求f (x )的值域;(3)若g (x )=x +1,求f (g (3))的值.【导学号:48612055】[思路探究] (1)将x =2,a ,a +1代入f (x )即可;(2)配方求值域;(3)先求g (3)再算f [g (3)].[解] (1)f (2)=22-4×2+2=-2,f (a )=a 2-4a +2,f (a +1)=(a +1)2-4(a +1)+2=a 2-2a -1.(2)f (x )=x 2-4x +2=(x -2)2-2≥-2,∴f (x )的值域为[-2,+∞).(3)g (3)=3+1=4,∴f (g (3))=f (4)=42-4×4+2=2.3.在例3中,g(x)=x+1,求f(g(x)),g(f(x)).[解]f(g(x))=g(x)2-4g(x)+2=(x+1)2-4(x+1)+2=x2-2x-1,g(f(x))=f(x)+1=x2-4x+2+1=x2-4x+3.[1.在y=f(x)中,f(x)的定义域指的是什么?x是什么?[提示]f(x)的定义域指的是x的范围,其中x是函数的自变量.2.在函数y=f(x+1)中,自变量是谁?而它的定义域指的是什么?[提示]y=f(x+1)中自变量为x,其定义域指的是x的范围.3.如何将函数y=f(x)与y=f(x+1)中的自变量联系起来?[提示]由于x,x+1均为f的作用对象,故二者均应在f(x)定义域之中,即y=f(x)中x的范围与y=f(x+1)中x+1的范围一致.(1)已知函数y=f(x)的定义域为[1,4],则f(x+2)的定义域为________.【导学号:48612056】(2)已知函数y=f(x+2)的定义域为[1,4],则f(x)的定义域为________.(3)已知函数y=f(x+3)的定义域为[1,4],则f(2x)的定义域为________.[思路探究]找准每一个函数中的自变量,通过括号内范围相同来解决问题.[解](1)由题知对于f(x+2)有x+2∈[1,4],∴x∈[-1,2],故f(x+2)的定义域为[-1,2].(2)由题知x ∈[1,4],∴x +2∈[3,6],∴f (x )的定义域是[3,6].(3)由题知x ∈[1,4],∴x +3∈[4,7],对于f (2x )有2x ∈[4,7],∴x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,72, 即f (2x )的定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,72. [答案] (1)[-1,2] (2)[3,6] (3)⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,724.已知函数y =f (x -1)的定义域为[-3,2],则f (x +1)的定义域为________.[解析] 对于y =f (x -1)有x ∈[-3,2],∴x -1∈[-4,1],∴在f (x +1)中有x +1∈[-4,1],∴x ∈[-5,0].[答案] [-5,0][当 堂 达 标·固 双 基]1.下列图象表示函数图象的是________.(填序号)图2-1-2[解析] 根据函数定义知,对定义域内的任意变量x ,都有唯一的函数值y 和它对应,即作垂直x 轴的直线与图象至多有一个交点(有一个交点即x 是定义域内的一个变量,无交点即x 不是定义域内的变量).显然,只有答案(3)中图象符合.[答案] (3)2.函数y =x +1+12-x的定义域是________. [解析] 要使函数有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥0,2-x ≠0,解不等式得定义域为{x |x ≥-1且x ≠2}.[答案] {x |x ≥-1且x ≠2}3.已知函数y =f (x )的定义域为(-1,3),则在同一坐标系中,函数f (x )的图象与直线x =2的交点个数为________.【导学号:48612057】[解析] 在函数定义域内,任意实数x 对应唯一实数y ,所以直线x =2与函数图象交点为1个.[答案] 14.下列四组函数中,表示相等函数的一组是________.(填序号)(1)f (x )=|x |,g (x )=x 2;(2)f (x )=x 2,g (x )=(x )2;(3)f (x )=x 2-1x -1,g (x )=x +1;(4)f (x )=x +1·x -1,g (x )=x 2-1.[解析] (1)中定义域,对应关系都相同,是同一函数;(2)中定义域不同;(3)中定义域不同;(4)中定义域不同.[答案] (1)5.求下列函数的值域:(1)y =x +1,x ∈{1,2,3,4,5};(2)y =x 2-2x +3,x ∈[0,3);(3)y =2x +1x -3. [解] (1)因为x ∈{1,2,3,4,5},分别代入求值,可得函数的值域为{2,3,4,5,6}.(2)y =x 2-2x +3=(x -1)2+2,由x ∈[0,3),再结合函数的图象(如图),可得函数的值域为[2,6).(3)y =2x +1x -3=2(x -3)+7x -3=2+7x -3, 显然7x -3≠0,所以y ≠2,故函数的值域为(-∞,2)∪(2,+∞).。
【金版学案】2016-2017学年高中数学 第2章 函数章末知识整合 苏
教版必修1
一、函数的概念 [例1] (1)函数y =
2
1-1-x
的定义域为( )
A .(-∞,1)
B .(-∞,0)∪(0,1]
C .(-∞,0)∪(0,1)
D .[1,+∞)
(2)定义在R 上的函数f (x )满足f (x +1)=2f (x ).若当0≤x ≤1时,f (x )=x (1-x ),则当-1≤x ≤0时,f (x )=________.
解析:(1)要使函数有意义,则⎩
⎪⎨⎪⎧1-x ≥0,
1-1-x ≠0.
所以x ≤1且x ≠0. 因此函数y =
2
1-
1-x
的定义域为{x |x ≤1且x ≠0}. (2)设-1≤x ≤0,则0≤x +1≤1,
所以f (x +1)=(x +1)[1-(x +1)]=-x (x +1). 又因为f (x +1)=2f (x ), 所以f (x )=
f (x +1)
2
=-
x (x +1)
2
.
答案:(1)B (2)-
x (x +1)
2
规律方法
1.若已知给出函数解析式,则函数的定义域是使解析式有意义的自变量的取值集合. 2.求函数的解析式的关键是理解对应关系f 的本质与特点(对应关系就是对自变量进行对应处理的操作方法,与用什么字母表示无关),应用适当的方法,注意有的函数要注明定义域.
[即时演练] 1.(1)求函数
y =(x +1)0+
1
2-x
+2x +3的定义域;
(2)求函数y =f (x )的定义域为[-1,1],求函数y =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +14·f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫
x -14的定义域.
解:(1)要使函数有意义,需有
⎩⎪⎨⎪⎧x +1≠0,2-x >0,2x +3≥0,
解之得-32≤x <2且x ≠-1. 所以函数的定义域是⎩⎨⎧⎭
⎬⎫x ⎪⎪⎪-32≤x <2且x ≠-1.
(2)要使函数有意义,必须有⎩
⎪⎨
⎪
⎧-1≤x +1
4
≤1,
-1≤x -1
4
≤1,
解得⎩
⎪⎨⎪⎧-54≤x ≤34,-34≤x ≤5
4
,因此-34≤x ≤3
4,
所以函数y =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +14·f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -14的定义域为⎣⎢⎡⎦
⎥⎤
-34,34.
二、函数的性质及其应用
[例2] 函数f (x )=ax +b
1+x 2是定义在(-1,1)上的奇函数,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=2
5
.
(1)确定函数f (x )的解析式;
(2)用定义法证明f (x )在(-1,1)上是增函数; (3)解不等式f (t -1)+f (t )<0.
(1)解:依题意可得⎩⎪⎨⎪
⎧f (0)=0,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=25
,
所以⎩⎪⎨⎪⎧b
1+02
=0,
a
2+b 1+14
=25,
解得⎩
⎪⎨⎪⎧a =1,
b =0.
所以f (x )=x
1+x 2
.
(2)证明:设x 1,x 2是(-1,1)上的任意两个实数,且-1<x 1<x 2<1,则有: f (x 1)-f (x 2)=x 11+x 21-x 2
1+x 22=(x 1-x 2)(1-x 1x 2)
(1+x 21)(1+x 22). 因为-1<x 1<x 2<1,
所以x 1-x 2<0,1+x 21>0,1+x 22>0,1-x 1x 2>0.
所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2).
所以f (x )在(-1,1)上是增函数. (3)解:因为f (t -1)+f (t )<0, 所以f (t -1)<-f (t )=f (-t ). 因为f (x )在(-1,1)上是增函数, 所以-1<t -1<-t <1,解得0<t <1
2
.
所以不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫
t ⎪
⎪⎪0<t <12.
规律方法
1.一些求参数的问题往往需要根据奇、偶函数的定义建立关于参数的恒等式,通过比较等式两边来确定关于参数的方程.
2.解题时要挖掘隐含条件,同时要求有较高的数学式子变形能力. [即时演练] 2.已知函数f (x )=x 2+bx +c ,且f (1)=0. (1)若函数f (x )是偶函数,求f (x )的解析式;
(2)在(1)的条件下,求函数f (x )在区间[-1,3]上的最大值和最小值; (3)要使函数f (x )在区间[-1,3]上单调递增,求b 的取值范围. 解:(1)因为函数f (x )是偶函数,所以b =0. 又因为f (1)=0,所以1+c =0,即c =-1. 所以f (x )=x 2-1.
(2)结合图象(图略)得: 当x =0时,f (x )min =-1; 当x =3时,f (x )max =8. (3)因为函数
f (x )=x 2+bx +c
的图象关于x =-b
2
对称,
要使函数f (x )在区间[-1,3]上单调递增, 则有-b
2
≤-1,所以b ≥2.
因此实数b 的取值范围是[2,+∞). 三、函数的图象及应用
[例3] 设函数f (x )=x 2-4|x |+3. (1)判断函数f (x )图象的对称性;
(2)画出函数f (x )的图象,并指出函数的单调区间和最小值. 解:(1)f (x )=x 2-4|x |+3的定义域为R ,且关于原点对称. 又f (-x )=(-x )2-4|-x |+3=x 2-4|x |+3, 所以f (-x )=f (x ),函数y =f (x )是偶函数. 因此函数f (x )的图象关于y 轴对称.
(2)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +3=(x -2)2-1(x ≥0),
x 2+4x +3=(x +2)2-1(x <0),
画出函数y =f (x )的图象如图所示.
根据图象知,函数f(x)的最小值是-1.
单调增区间是[-2,0],[2,+∞),减区间是(-∞,-2],[0,2].
规律方法
1.描点法——求定义域;化简;列表、描点、连光滑曲线.
注意:要利用单调性、奇偶性、对称性简化作图.
2.函数的图象可直观反映函数的性质.
[即时演练] 3.(1)如图①所示,给出奇函数y=f(x)的局部图象,试作出y轴右侧的图象并求出f(3)的值;
图①图②
(2)如图②所示,给出偶函数y=f(x)的局部图象,比较f(1)与f(3)的大小,并试作出y 轴右侧的图象.
解:(1)奇函数y=f(x)在y轴左侧图象上任一点P(-x,-f(x))关于原点的对称点为P′(x,f(x)),下图为补充后的图象.易知f(3)=-2.
(2)偶函数y=f(x)在y轴左侧图象上任一点P(-x,f(x))关于y轴的对称点为P′(x,f(x)),下图为补充后的图象.易知f(1)>f(3).
四、数列结合与分类讨论思想
[例4] 设函数f(x)=x2-2x+2,x∈[t,t+1],t∈R,求函数f(x)的最小值.
解:f(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1.x∈[t,t+1],t∈R,对称轴为x=1.
①当t+1<1,即t<0时,函数图象如图①所示,函数f(x)在区间[t,t+1]上为减函数,所以最小值为f(t+1)=t2+1.
②当t≤1≤t+1,即0≤t≤1时,函数图象如图②所示,最小值为f(1)=1.
③当t>1时,函数图象如图③所示,函数f(x)在区间[t,t+1]上为增函数,所以最小值为f(t)=t2-2t+2.
图①图②图③
综上所述f (x )min
=⎩⎪⎨⎪
⎧t 2+1,t <0,
1,0≤t ≤1,t 2
-2t +2,t >1.
规律方法
1.求二次函数的最值关键在于确定函数在给定区间上的单调性,这受制于二次项系数的符号和对称轴与区间的相对位置关系.
2.对于“轴定区间变”,注意讨论二者的相对位置,借助几何直观求出最值,从而体现分类讨论与数形结合思想的应用.
[即时演练]
4.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(x +1)2 (x ≤-1),
2x +2 (-1<x <1),1x -1 (x ≥1),
已知f (a )>1,求a 的取值
范围.[提示:由(a +1)2>1可得a +1>1或a +1<-1]
解:法一(分类讨论思想方法): ①当a ≤-1时,
由(a +1)2>1得a >0或a <-2, 又a ≤-1,所以a <-2;
②当-1<a <1时,由2a +2>1得a >-1
2
,
又-1<a <1, 所以-1
2
<a <1;
③当a ≥1时,由1a -1>1得0<a <1
2,
又a ≥1,所以a 不存在.
综上可知a 的取值范围为(-∞,-2)∪⎝ ⎛⎭
⎪⎫
-12,1.
法二(数形结合思想方法):
f (x )的图象如图所示,画直线y =1,
符合f (a )>1的a 的取值范围为(-∞,-2)∪⎝ ⎛⎭
⎪⎫
-12,1.。