高中数学第一章集合与函数概念1.2-1.2.2函数的表示法第2课时分段函数及映射练习新人教必修1
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高中数学人教版A版必修一第一章集合与函数概念§1.2函数及其表示1.2.1 函数的概念课时目标 1.理解函数的概念,明确函数的三要素.2.能正确使用区间表示数集,表示简单函数的定义域、值域.3.会求一些简单函数的定义域、值域.1.函数(1)设A、B是非空的数集,如果按照某种确定的__________,使对于集合A中的____________,在集合B中都有________________和它对应,那么就称f:________为从集合A到集合B的一个函数,记作__________________.其中x 叫做________,x的取值范围A叫做函数的________,与x的值相对应的y值叫做________,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的________.(2)值域是集合B的________.2.区间(1)设a,b是两个实数,且a<b,规定:①满足不等式__________的实数x的集合叫做闭区间,表示为________;②满足不等式__________的实数x的集合叫做开区间,表示为________;③满足不等式________或________的实数x的集合叫做半开半闭区间,分别表示为______________.(2)实数集R可以用区间表示为__________,“∞”读作“无穷大”,“+∞”读作“__________”,“-∞”读作“________”.我们把满足x≥a,x>a,x≤b,x<b的实数x的集合分别表示为________,________,________,______.一、选择题1.对于函数y=f(x),以下说法正确的有()①y 是x 的函数②对于不同的x ,y 的值也不同③f (a )表示当x =a 时函数f (x )的值,是一个常量 ④f (x )一定可以用一个具体的式子表示出来 A .1个B .2个 C .3个D .4个2.设集合M ={x |0≤x ≤2},N ={y |0≤y ≤2},那么下面的4个图形中,能表示集合M 到集合N 的函数关系的有( )A .①②③④B .①②③C .②③D .②3.下列各组函数中,表示同一个函数的是( ) A .y =x -1和y =x 2-1x +1B .y =x 0和y =1C .f (x )=x 2和g (x )=(x +1)2D .f (x )=(x )2x 和g (x )=x(x )24.若一系列函数的解析式相同,值域相同,但定义域不同,则称这些函数为“孪生函数”,那么函数解析式为y =2x 2-1,值域为{1,7}的“孪生函数”共有( )A .10个B .9个C .8个D .4个 5.函数y =1-x +x 的定义域为( )A .{x |x ≤1}B .{x |x ≥0}C .{x |x ≥1或x ≤0}D .{x |0≤x ≤1} 6.函数y =x +1的值域为( ) A .[-1,+∞) B .[0,+∞) C .(-∞,0] D .(-∞,-1]二、填空题7.已知两个函数f (x )和g (x )的定义域和值域都是{1,2,3},其定义如下表:8.如果函数f (x )满足:对任意实数a ,b 都有f (a +b )=f (a )f (b ),且f (1)=1,则f (2)f (1)+f (3)f (2)+f (4)f (3)+f (5)f (4)+…+f (2011)f (2010)=________. 9.已知函数f (x )=2x -3,x ∈{x ∈N |1≤x ≤5},则函数f (x )的值域为______________.10.若函数f (x )的定义域是[0,1],则函数f (2x )+f (x +23)的定义域为________. 三、解答题11.已知函数f (1-x1+x )=x ,求f (2)的值.能力提升12.如图,该曲线表示一人骑自行车离家的距离与时间的关系.骑车者9时离开家,15时回家.根据这个曲线图,请你回答下列问题:(1)最初到达离家最远的地方是什么时间?离家多远?(2)何时开始第一次休息?休息多长时间?(3)第一次休息时,离家多远?(4)11∶00到12∶00他骑了多少千米?(5)他在9∶00~10∶00和10∶00~10∶30的平均速度分别是多少?(6)他在哪段时间里停止前进并休息用午餐?13.如图,某灌溉渠的横断面是等腰梯形,底宽为2m,渠深为1.8m,斜坡的倾斜角是45°.(临界状态不考虑)(1)试将横断面中水的面积A(m2)表示成水深h(m)的函数;(2)确定函数的定义域和值域;(3)画出函数的图象.1.函数的判定判定一个对应关系是否为函数,关键是看对于数集A 中的任一个值,按照对应关系所对应数集B 中的值是否唯一确定,如果唯一确定,就是一个函数,否则就不是一个函数.2.由函数式求函数值,及由函数值求x ,只要认清楚对应关系,然后对号入座就可以解决问题.3.求函数定义域的原则:①当f (x )以表格形式给出时,其定义域指表格中的x 的集合;②当f (x )以图象形式给出时,由图象范围决定;③当f (x )以解析式给出时,其定义域由使解析式有意义的x 的集合构成;④在实际问题中,函数的定义域由实际问题的意义确定.§1.2 函数及其表示 1.2.1 函数的概念知识梳理1.(1)对应关系f 任意一个数x 唯一确定的数f (x ) A →B y =f (x ),x ∈A 自变量 定义域 函数值 值域 (2)子集2.(1)①a ≤x ≤b [a ,b ] ②a <x <b (a ,b ) ③a ≤x <b a <x ≤b [a ,b ),(a ,b ] (2)(-∞,+∞) 正无穷大 负无穷大 [a ,+∞) (a ,+∞) (-∞,b ] (-∞,b ) 作业设计1.B [①、③正确;②不对,如f (x )=x 2,当x =±1时y =1;④不对,f (x )不一定可以用一个具体的式子表示出来,如南极上空臭氧空洞的面积随时间的变化情况就不能用一个具体的式子来表示.]2.C [①的定义域不是集合M ;②能;③能;④与函数的定义矛盾.故选C.] 3.D [A 中的函数定义域不同;B 中y =x 0的x 不能取0;C 中两函数的对应关系不同,故选D.]4.B [由2x 2-1=1,2x 2-1=7得x 的值为1,-1,2,-2,定义域为两个元素的集合有4个,定义域为3个元素的集合有4个,定义域为4个元素的集合有1个,因此共有9个“孪生函数”.]5.D [由题意可知⎩⎨⎧1-x ≥0,x ≥0,解得0≤x ≤1.]6.B 7.3 2 1解析 g [f (1)]=g (2)=3,g [f (2)]=g (3)=2, g [f (3)]=g (1)=1. 8.2010解析 由f (a +b )=f (a )f (b ),令b =1,∵f (1)=1, ∴f (a +1)=f (a ),即f (a +1)f (a )=1,由a 是任意实数,所以当a 取1,2,3,…,2010时,得f (2)f (1)=f (3)f (2)=…=f (2011)f (2010)=1.故答案为2010. 9.{-1,1,3,5,7}解析 ∵x =1,2,3,4,5,∴f (x )=2x -3=-1,1,3,5,7. 10.[0,13]解析 由⎩⎪⎨⎪⎧0≤2x ≤1,0≤x +23≤1,得⎩⎪⎨⎪⎧0≤x ≤12,-23≤x ≤13,即x ∈[0,13].11.解 由1-x 1+x=2,解得x =-13,所以f (2)=-13.12.解 (1)最初到达离家最远的地方的时间是12时,离家30千米. (2)10∶30开始第一次休息,休息了半小时. (3)第一次休息时,离家17千米. (4)11∶00至12∶00他骑了13千米.(5)9∶00~10∶00的平均速度是10千米/时;10∶00~10∶30的平均速度是14千米/时.(6)从12时到13时停止前进,并休息用午餐较为符合实际情形.13.解 (1)由已知,横断面为等腰梯形,下底为2m ,上底为(2+2h )m ,高为h m ,∴水的面积A=[2+(2+2h)]h2=h2+2h(m2).(2)定义域为{h|0<h<1.8}.值域由二次函数A=h2+2h(0<h<1.8)求得.由函数A=h2+2h=(h+1)2-1的图象可知,在区间(0,1.8)上函数值随自变量的增大而增大,∴0<A<6.84.故值域为{A|0<A<6.84}.(3)由于A=(h+1)2-1,对称轴为直线h=-1,顶点坐标为(-1,-1),且图象过(0,0)和(-2,0)两点,又考虑到0<h<1.8,∴A=h2+2h的图象仅是抛物线的一部分,如下图所示.1.2.2 函数的表示法 第1课时 函数的表示法课时目标 1.掌握函数的三种表示方法——解析法、图象法、列表法.2.在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当方法表示函数.函数的三种表示法(1)解析法——用____________表示两个变量之间的对应关系; (2)图象法——用______表示两个变量之间的对应关系; (3)列表法——列出______来表示两个变量之间的对应关系.一、选择题1.一个面积为100cm 2的等腰梯形,上底长为x cm ,下底长为上底长的3倍,则把它的高y 表示成x 的函数为( ) A .y =50x (x >0) B .y =100x (x >0)C .y =50x (x >0)D .y =100x (x >0)2.一水池有2个进水口,1个出水口,进出水速度如图甲、乙所示.某天0点到6点,该水池的蓄水量如图丙所示.(至少打开一个水口)给出以下3个论断:①0点到3点只进水不出水;②3点到4点不进水只出水;③4点到6点不进水不出水.则正确论断的个数是( ) A .0B .1C .2D .33.如果f (1x )=x1-x,则当x ≠0时,f (x )等于( )A.1xB.1x -1C.11-xD.1x-1 4.已知f (x )=2x +3,g (x +2)=f (x ),则g (x )等于( )A .2x +1B .2x -1C .2x -3D .2x +75.若g (x )=1-2x ,f [g (x )]=1-x 2x 2,则f (12)的值为( ) A .1B .15C .4D .306.在函数y =|x |(x ∈[-1,1])的图象上有一点P (t ,|t |),此函数与x 轴、直线x =-1及x =t 围成图形(如图阴影部分)的面积为S ,则S 与t 的函数关系图可表示为( )二、填空题7.一个弹簧不挂物体时长12cm ,挂上物体后会伸长,伸长的长度与所挂物体的质量成正比例.如果挂上3kg 物体后弹簧总长是13.5cm ,则弹簧总长y (cm)与所挂物体质量x (kg)之间的函数关系式为________________________________________________________________________.8.已知函数y =f (x )满足f (x )=2f (1x )+x ,则f (x )的解析式为____________. 9.已知f (x )是一次函数,若f (f (x ))=4x +8,则f (x )的解析式为__________________.三、解答题10.已知二次函数f (x )满足f (0)=f (4),且f (x )=0的两根平方和为10,图象过(0,3)点,求f (x )的解析式.11.画出函数f (x )=-x 2+2x +3的图象,并根据图象回答下列问题: (1)比较f (0)、f (1)、f (3)的大小;(2)若x 1<x 2<1,比较f (x 1)与f (x 2)的大小; (3)求函数f (x )的值域.能力提升12.某学校要召开学生代表大会,规定各班每10人推选一名代表,当各班人数除以10的余数大于..6·时再增选一名代表.那么,各班可推选代表人数y 与该班人数x 之间的函数关系用取整函数y =[x ]([x ]表示不大于x 的最大整数)可以表示为( )A .y =[x10] B .y =[x +310]C .y =[x +410]D .y =[x +510]13.设f (x )是R 上的函数,且满足f (0)=1,并且对任意实数x ,y ,有f (x -y )=f (x )-y (2x -y +1),求f (x )的解析式.1.如何作函数的图象一般地,作函数图象主要有三步:列表、描点、连线.作图象时一般应先确定函数的定义域,再在定义域内化简函数解析式(可能有的要表示为分段函数),再列表描出图象,并在画图象的同时注意一些关键点,如与坐标轴的交点、分段函数的区间端点等. 2.如何求函数的解析式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.主要方法有:代入法、待定系数法、换元法、解方程组法(消元法).1.2.2 函数的表示法 第1课时 函数的表示法知识梳理(1)数学表达式 (2)图象 (3)表格 作业设计1.C [由x +3x2·y =100,得2xy =100.∴y =50x (x >0).]2.B [由题意可知在0点到3点这段时间,每小时进水量为2,即2个进水口同时进水且不出水,所以①正确;从丙图可知3点到4点水量减少了1,所以应该是有一个进水口进水,同时出水口也出水,故②错;当两个进水口同时进水,出水口也同时出水时,水量保持不变,也可由题干中的“至少打开一个水口”知③错.]3.B [令1x =t ,则x =1t ,代入f (1x )=x1-x,则有f (t )=1t 1-1t=1t -1,故选B.] 4.B [由已知得:g (x +2)=2x +3,令t =x +2,则x =t -2,代入g (x +2)=2x +3,则有g (t )=2(t -2)+3=2t -1,故选B.]5.B [令1-2x =12,则x =14,∴f (12)=1-(14)2(14)2=15.] 6.B [当t <0时,S =12-t 22,所以图象是开口向下的抛物线,顶点坐标是(0,12);当t >0时,S =12+t 22,开口是向上的抛物线,顶点坐标是(0,12).所以B 满足要求.]7.y =12x +12解析 设所求函数解析式为y =kx +12,把x =3,y =13.5代入,得13.5=3k+12,k =12.所以所求的函数解析式为y =12x +12.8.f (x )=-x 2+23x (x ≠0)解析 ∵f (x )=2f (1x )+x ,①∴将x 换成1x ,得f (1x )=2f (x )+1x .②由①②消去f (1x ),得f (x )=-23x -x3,即f (x )=-x 2+23x (x ≠0).9.f (x )=2x +83或f (x )=-2x -8 解析 设f (x )=ax +b (a ≠0), 则f (f (x ))=f (ax +b )=a 2x +ab +b .∴⎩⎨⎧a 2=4ab +b =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2b =83或⎩⎨⎧a =-2b =-8.10.解 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).由f (0)=f (4)知⎩⎨⎧f (0)=c ,f (4)=16a +4b +c ,f (0)=f (4),得4a +b =0.① 又图象过(0,3)点, 所以c =3.②设f (x )=0的两实根为x 1,x 2,则x 1+x 2=-b a ,x 1·x 2=ca . 所以x 21+x 22=(x 1+x 2)2-2x 1x 2=(-b a)2-2·c a=10.即b 2-2ac =10a 2.③由①②③得a =1,b =-4,c =3.所以f (x )=x 2-4x +3.11.解 因为函数f (x )=-x 2+2x +3的定义域为R ,列表:x … -2 -1 0 1 2 3 4 … y … -5 0 3 4 3 0 -5 …连线,描点,得函数图象如图:(1)根据图象,容易发现f (0)=3,f (1)=4,f (3)=0, 所以f (3)<f (0)<f (1).(2)根据图象,容易发现当x 1<x 2<1时,有f (x 1)<f (x 2). (3)根据图象,可以看出函数的图象是以(1,4)为顶点,开口向下的抛物线,因此,函数的值域为(-∞,4].12.B [方法一 特殊取值法,若x =56,y =5,排除C 、D ,若x =57,y =6,排除A ,所以选B.方法二 设x =10m +α(0≤α≤9),0≤α≤6时, [x +310]=[m +α+310]=m =[x 10],当6<α≤9时,[x +310]=[m +α+310]=m +1=[x10]+1, 所以选B.]13.解 因为对任意实数x ,y ,有 f (x -y )=f (x )-y (2x -y +1), 所以令y =x ,有f (0)=f (x )-x (2x -x +1),即f (0)=f (x )-x (x +1).又f (0)=1, ∴f (x )=x (x +1)+1=x 2+x +1.第2课时分段函数及映射课时目标 1.了解分段函数的概念,会画分段函数的图象,并能解决相关问题.2.了解映射的概念.1.分段函数(1)分段函数就是在函数定义域内,对于自变量x的不同取值范围,有着不同的____________的函数.(2)分段函数是一个函数,其定义域、值域分别是各段函数的定义域、值域的______;各段函数的定义域的交集是空集.(3)作分段函数图象时,应_____________________________________.2.映射的概念设A、B是两个非空的集合,如果按某一个确定的对应关系f,使对于集合A 中的任意一个元素x,在集合B中____________确定的元素y与之对应,那么就称对应f:A→B为从集合A到集合B的__________.一、选择题1.已知,则f(3)为()A.2B.3C.4D.52.下列集合A到集合B的对应中,构成映射的是()3.一旅社有100间相同的客房,经过一段时间的经营实践,发现每间客房每天的定价与住房率有如下关系:A.100元B.90元C.80元D.60元4.已知函数,使函数值为5的x的值是()A.-2B.2或-5 2C.2或-2D.2或-2或-5 25.某单位为鼓励职工节约用水,作出了如下规定:每位职工每月用水不超过10立方米的,按每立方米m元收费;用水超过10立方米的,超过部分按每立方米2m元收费.某职工某月缴水费16m元,则该职工这个月实际用水为() A.13立方米B.14立方米C.18立方米D.26立方米6.已知集合P={x|0≤x≤4},Q={y|0≤y≤2},下列不能表示从P到Q的映射的是()A.f:x→y=12x B.f:x→y=13xC.f:x→y=23x D.f:x→y=x二、填空题7.已知,则f(7)=____________.8.设则f {f [f (-34)]}的值为________,f (x )的定义域是______________.9.已知函数f (x )的图象如下图所示,则f (x )的解析式是__________________.三、解答题 10.已知,(1)画出f (x )的图象; (2)求f (x )的定义域和值域.11.如图,动点P从边长为4的正方形ABCD的顶点B开始,顺次经C、D、A绕周界运动,用x表示点P的行程,y表示△APB的面积,求函数y=f(x)的解析式.能力提升12.设f:x→x2是集合A到集合B的映射,如果B={1,2},则A∩B一定是() A.∅B.∅或{1}C.{1}D.∅13.在交通拥挤及事故多发地段,为了确保交通安全,规定在此地段内,车距d是车速v(公里/小时)的平方与车身长S(米)的积的正比例函数,且最小车距不得小于车身长的一半.现假定车速为50公里/小时,车距恰好等于车身长,试写出d关于v的函数关系式(其中S为常数).1.全方位认识分段函数(1)分段函数是一个函数而非几个函数.分段函数的定义域是各段上“定义域”的并集,其值域是各段上“值域”的并集.(2)分段函数的图象应分段来作,特别注意各段的自变量取区间端点处时函数的取值情况,以决定这些点的实虚情况.2.对映射认识的拓展映射f:A→B,可理解为以下三点:(1)A中每个元素在B中必有唯一的元素与之对应;(2)对A中不同的元素,在B中可以有相同的元素与之对应;(3)A中元素与B中元素的对应关系,可以是:一对一、多对一,但不能一对多.3.函数与映射的关系映射f:A→B,其中A、B是两个“非空集合”;而函数y=f(x),x∈A为“非空的实数集”,其值域也是实数集,于是,函数是数集到数集的映射.由此可知,映射是函数的推广,函数是一种特殊的映射.第2课时 分段函数及映射知识梳理1.(1)对应关系 (2)并集 (3)分别作出每一段的图象 2.都有唯一 一个映射 作业设计 1.A [∵3<6,∴f (3)=f (3+2)=f (5)=f (5+2)=f (7)=7-5=2.] 2.D3.C [不同的房价对应着不同的住房率,也对应着不同的收入,因此求出4个不同房价对应的收入,然后找出最大值对应的房价即可.] 4.A [若x 2+1=5,则x 2=4,又∵x ≤0,∴x =-2, 若-2x =5,则x =-52,与x >0矛盾,故选A.]5.A [该单位职工每月应缴水费y 与实际用水量x 满足的关系式为y =⎩⎨⎧mx , 0≤x ≤10,2mx -10m ,x >10. 由y =16m ,可知x >10.令2mx -10m =16m ,解得x =13(立方米).]6.C [如果从P 到Q 能表示一个映射,根据映射的定义,对P 中的任一元素,按照对应关系f 在Q 中有唯一元素和它对应,选项C 中,当x =4时,y =23×4=83∉Q ,故选C.] 7.6解析 ∵7<9,∴f (7)=f [f (7+4)]=f [f (11)]=f (11-3)=f (8). 又∵8<9,∴f (8)=f [f (12)]=f (9)=9-3=6. 即f (7)=6.8.32 {x |x ≥-1且x ≠0}解析 ∵-1<-34<0,∴f (-34)=2×(-34)+2=12.而0<12<2,∴f (12)=-12×12=-14.∵-1<-14<0,∴f (-14)=2×(-14)+2=32.因此f {f [f (-34)]}=32.函数f (x )的定义域为{x |-1≤x <0}∪{x |0<x <2}∪{x |x ≥2}={x |x ≥-1且x ≠0}.9.f (x )=⎩⎨⎧ x +1, -1≤x <0,-x ,0≤x ≤1解析 由图可知,图象是由两条线段组成,当-1≤x <0时,设f (x )=ax +b ,将(-1,0),(0,1)代入解析式,则⎩⎨⎧ -a +b =0,b =1.∴⎩⎨⎧a =1,b =1.当0<x <1时,设f (x )=kx ,将(1,-1)代入,则k =-1. 10.解 (1)利用描点法,作出f (x )的图象,如图所示.(2)由条件知,函数f (x )的定义域为R .由图象知,当-1≤x ≤1时,f (x )=x 2的值域为[0,1],当x >1或x <-1时,f (x )=1,所以f (x )的值域为[0,1].11.解 当点P 在BC 上运动,即0≤x ≤4时,y =12×4x =2x ;当点P 在CD 上运动,即4<x ≤8时,y =12×4×4=8;当点P 在DA 上运动,即8<x ≤12时,y =12×4×(12-x )=24-2x .综上可知,f (x )=⎩⎨⎧ 2x , 0≤x ≤4,8,4<x ≤8,24-2x ,8<x ≤12.12.B [由题意可知,集合A 中可能含有的元素为:当x 2=1时,x =1,-1;当x 2=2时,x =2,- 2. 所以集合A 可为含有一个、二个、三个、四个元素的集合.无论含有几个元素,A ∩B =∅或{1}.故选B.]13.解 根据题意可得d =k v 2S .∵v =50时,d =S ,代入d =k v 2S 中,解得k =12500.∴d =12500v 2S .当d =S 2时,可解得v =25 2.∴d =⎩⎪⎨⎪⎧ S 2 (0≤v <252)12500v 2S (v ≥252).§1.2习题课课时目标 1.加深对函数概念的理解,加深对映射概念的了解.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,理解简单的分段函数,并能简单应用.1.下列图形中,不可能作为函数y=f(x)图象的是()2.已知函数f:A→B(A、B为非空数集),定义域为M,值域为N,则A、B、M、N的关系是()A.M=A,N=B B.M⊆A,N=BC.M=A,N⊆B D.M⊆A,N⊆B3.函数y=f(x)的图象与直线x=a的交点()A.必有一个B.一个或两个C.至多一个D.可能两个以上4.已知函数,若f(a)=3,则a的值为()A.3B.- 3C.±3D.以上均不对5.若f(x)的定义域为[-1,4],则f(x2)的定义域为()A.[-1,2]B.[-2,2]C.[0,2]D.[-2,0]6.函数y=xkx2+kx+1的定义域为R,则实数k的取值范围为() A.k<0或k>4B.0≤k<4C.0<k<4D.k≥4或k≤0一、选择题1.函数f (x )=xx 2+1,则f (1x )等于( )A .f (x )B .-f (x )C.1f (x )D.1f (-x )2.已知f (x 2-1)的定义域为[-3,3],则f (x )的定义域为( )A .[-2,2]B .[0,2]C .[-1,2]D .[-3,3]3.已知集合A ={a ,b },B ={0,1},则下列对应不是从A 到B 的映射的是()4.与y =|x |为相等函数的是( )A .y =(x )2B .y =x 2C .D .y =3x 35.函数y =2x +1x -3的值域为( )A .(-∞,43)∪(43,+∞)B .(-∞,2)∪(2,+∞)C .RD .(-∞,23)∪(43,+∞)6.若集合A ={x |y =x -1},B ={y |y =x 2+2},则A ∩B 等于( )A .[1,+∞)B .(1,+∞)C .[2,+∞)D .(0,+∞)二、填空题7.设集合A=B={(x,y)|x∈R,y∈R},点(x,y)在映射f:A→B的作用下对应的点是(x-y,x+y),则B中点(3,2)对应的A中点的坐标为____________.8.已知f(x+1)=x+2x,则f(x)的解析式为___________________________________.9.已知函数,则f(f(-2))=______________________________.三、解答题10.若3f(x-1)+2f(1-x)=2x,求f(x).11.已知,若f(1)+f(a+1)=5,求a的值.能力提升12.已知函数f(x)的定义域为[0,1],则函数f(x-a)+f(x+a)(0<a<12)的定义域为()A.∅B.[a,1-a] C.[-a,1+a]D.[0,1]13.已知函数(1)求f(-3),f[f(-3)];(2)画出y=f(x)的图象;(3)若f(a)=12,求a的值.1.函数的定义域、对应关系以及值域是构成函数的三个要素.事实上,如果函数的定义域和对应关系确定了,那么函数的值域也就确定了.两个函数是否相同,只与函数的定义域和对应关系有关,而与函数用什么字母表示无关.求函数定义域时,要注意分式的字母不能为零;偶次根式内的被开方式子必须大于或等于零.2.函数图象是描述函数两个变量之间关系的一种重要方法,它能够直观形象地表示自变量、函数值的变化趋势.函数的图象可以是直线、光滑的曲线,也可以是一些孤立的点、线段或几段曲线等.3.函数的表示方法有列举法、解析法、图象法三种.根据解析式画函数的图象时,要注意定义域对函数图象的制约作用.函数的图象既是研究函数性质的工具,又是数形结合方法的基础.§1.2习题课双基演练1.C[C选项中,当x取小于0的一个值时,有两个y值与之对应,不符合函数的定义.]2.C[值域N应为集合B的子集,即N⊆B,而不一定有N=B.]3.C[当a属于f(x)的定义域内时,有一个交点,否则无交点.]4.A[当a≤-1时,有a+2=3,即a=1,与a≤-1矛盾;当-1<a<2时,有a2=3,∴a=3,a=-3(舍去);当a≥2时,有2a=3,∴a=32与a≥2矛盾.综上可知a = 3.]5.B [由-1≤x 2≤4,得x 2≤4,∴-2≤x ≤2,故选B.]6.B [由题意,知kx 2+kx +1≠0对任意实数x 恒成立,当k =0时,1≠0恒成立,∴k =0符合题意.当k ≠0时,Δ=k 2-4k <0,解得0<k <4,综上,知0≤k <4.]作业设计1.A [f (1x )=1x 1x 2+1=x 1+x 2=f (x ).] 2.C [∵x ∈[-3,3],∴0≤x 2≤3,∴-1≤x 2-1≤2,∴f (x )的定义域为[-1,2].]3.C [C 选项中,和a 相对应的有两个元素0和1,不符合映射的定义.故答案为C.]4.B [A 中的函数定义域与y =|x |不同;C 中的函数定义域不含有x =0,而y =|x |中含有x =0,D 中的函数与y =|x |的对应关系不同,B 正确.]5.B [用分离常数法.y =2(x -3)+7x -3=2+7x -3. ∵7x -3≠0,∴y ≠2.] 6.C [化简集合A ,B ,则得A =[1,+∞),B =[2,+∞).∴A ∩B =[2,+∞).]7.(52,-12)解析 由题意⎩⎨⎧ x -y =3x +y =2,∴⎩⎪⎨⎪⎧ x =52y =-12.8.f (x )=x 2-1(x ≥1)解析 ∵f (x +1)=x +2x=(x )2+2x +1-1=(x +1)2-1,∴f (x )=x 2-1. 由于x +1≥1,所以f (x )=x 2-1(x ≥1).9.4解析 ∵-2<0,∴f (-2)=(-2)2=4,又∵4≥0,∴f (4)=4,∴f (f (-2))=4.10.解 令t =x -1,则1-x =-t ,原式变为3f (t )+2f (-t )=2(t +1),①以-t 代t ,原式变为3f (-t )+2f (t )=2(1-t ),②由①②消去f (-t ),得f (t )=2t +25. 即f (x )=2x +25.11.解 f (1)=1×(1+4)=5,∵f (1)+f (a +1)=5,∴f (a +1)=0.当a +1≥0,即a ≥-1时,有(a +1)(a +5)=0,∴a =-1或a =-5(舍去).当a +1<0,即a <-1时,有(a +1)(a -3)=0,无解.综上可知a =-1.12.B [由已知,得⎩⎨⎧ 0≤x +a ≤1,0≤x -a ≤1⇒⎩⎨⎧-a ≤x ≤1-a ,a ≤x ≤1+a . 又∵0<a <12,∴a ≤x ≤1-a ,故选B.]13.解 (1)∵x ≤-1时,f (x )=x +5,∴f (-3)=-3+5=2,∴f [f (-3)]=f (2)=2×2=4.(2)函数图象如右图所示.(3)当a ≤-1时,f (a )=a +5=12,a =-92≤-1; 当-1<a <1时,f (a )=a 2=12,a =±22∈(-1,1); 当a ≥1时,f (a )=2a =12,a =14∉[1,+∞),舍去. 故a 的值为-92或±22.。
第一章集合与函数概念1.2 函数及其表示1.2.1 函数的概念和函数的表示法1 教学目标1.1 知识与技能:[1]理解函数的概念,了解构成函数的三要素.[2]会判断给出的两个函数是否是同一函数.[3]能正确使用区间表示数集.[4]函数的三种表示方法,并会求简单函数的定义域和值域.[5]通过实例体会分段函数的概念.[6]了解映射的概念及表示方法,并会判断一个对应关系是否是映射.1.2过程与方法:[1]通过具体实例,体会函数的概念和函数三要素,会求简单函数的定义域和值域。
[2]通过观察、画图等具体动手,体会分段函数的概念。
[3]通过具体习题,了解映射的概念,并会判断一个对应关系是否是映射.1.3 情感态度与价值观:[1]通过学习函数的概念及其表示法以及相关练习,培养学生逻辑思维。
[2]通过细致作图,培养学生的动手能力和识图能力。
2 教学重点/难点/易考点2.1 教学重点[1]函数的三种表示方法。
[2]分段函数的概念。
2.2 教学难点[1]根据不同的需要选择恰当的方法表示函数,什么才算“恰当”?分段函数的表示及其图象.[2]会求函数的定义域和值域。
3 专家建议此节为高中数学函数的第一节内容,一定要让学生充分理解函数的概念,结合具体习题提升学生的逻辑思维和数学素养。
4 教学方法实例探究——归纳总结,提炼概念——补充讲解——练习提高5 教学用具多媒体,教学用直尺、三角板。
6 教学过程6.1 引入新课【师】同学们好。
初中的时候我们就接触过函数,并掌握了一次函数,二次函数和反比例函数。
这节课我们来继续进一步学习和函数有关的内容。
【板书】第一章集合与函数概念 1.2 函数及其表示6.2 新知介绍[1]函数的概念【师】下面请同学们看三个实例,看有什么不同点和相同点。
【板演/PPT】PPT演示三个实例。
【师】那我们现在可以发现不同点是三个实例分别用解析式,图像和表格刻画变量之间的对应关系。
相同点是都有两个非空数集,并且两个数集之间都有一种确定的对应关系。
第一章集合与函数概念1.1集合1.2函数及其表示1.3函数的基本性质第二章基本初等函数(Ⅰ)2.1指数函数2.2对数函数2.3幂函数第三章函数的应用3.1函数与方程3.2函数模型及其应用【必修二】第一章空间几何体1.1空间几何体的结构1.2 空间几何体的三视图和直观图1.3 空间几何体的表面积与体积第二章点、直线、平面之间的位置关系2.1空间点、直线、平面之间的位置关系2.2直线、平面平行的判定及其性质2.3直线、平面垂直的判定及其性质第三章直线与方程3.1直线的倾斜角与斜率3.2直线的方程3.3直线的交点坐标与距离公式第四章圆与方程4.1圆的方程4.2直线、圆的位置关系4.3空间直角坐标系第一章算法初步1.1算法与程序框图1.2基本算法语句1.3算法案例第二章统计2.1随机抽样2.2用样本估计总体2.3变量间的相关关系第三章概率3.1随机事件的概率3.2古典概型3.3几何概型【必修四】第一章三角函数1.1任意角和弧度制1.2任意角的三角函数1.3三角函数的诱导公式1.4三角函数的图象和性质1.5函数的图象1.6三角函数模型的简单应用第二章平面向量2.1平面向量的实际背景及基本概念2.2平面向量的线性运算2.3平面向量的基本定理及坐标表示2.4平面向量的数量积2.5平面向量应用举例第三章三角恒等变换3.1两角和与差的正弦、余弦和正切公式3.2简单的三角恒等变换【必修五】第一章解三角形1.1正弦定理和余弦定理1.2应用举例第二章数列2.1数列的概念与简单表示法2.2等差数列2.3等差数列的前n项和2.4等比数列2.5等比数列的前n项和第三章不等式3.1不等关系与不等式3.2一元二次不等式及其解法3.3二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题3.4基本不等式选修2-1第一章常用逻辑用语1-1命题及其关系1-2充分条件与必要条件1-3简单的逻辑联结词1-4全称量词与存在量词小结复习参考题第二章圆锥曲线与方程2-1曲线与方程2-2椭圆探究与发现为什么截口曲线是椭圆信息技术应用用《几何画板》探究点的轨迹:椭圆2-3双曲线探究与发现2-4抛物线探究与发现阅读与思考圆锥曲线的光学性质及其应用小结复习参考题第三章空间向量与立体几何3-1空间向量及其运算阅读与思考向量概念的推广与应用3-2立体几何中的向量方法小结复习参考题选修2-2第一章导数及其应用1-1变化率与导数1-2导数的计算1-3导数在研究函数中的应用1-4生活中的优化问题举例1-5定积分的概念1-6微积分基本定理1-7定积分的简单应用小结复习参考题第二章推理与证明2-1合情推理与演绎推理2-2直接证明与间接证明2-3数学归纳法第三章数系的扩充与复数的引入3-1数系的扩充和复数的概念3-2复数代数形式的四则运算小结复习参考题选修2-3第一章计数原理1-1分类加法计数原理与分步乘法计数原理探究与发现子集的个数有多少1-2排列与组合探究与发现组合数的两个性质1-3二项式定理探究与发现“杨辉三角”中的一些秘密小结复习参考题第二章随机变量及其分布2-1离散型随机变量及其分布列2-2二项分布及其应用阅读与思考这样的买彩票方式可行吗探究与发现服从二项分布的随机变量取何值时概率最大2-3离散型随机变量的均值与方差2-4正态分布信息技术应用μ,σ对正态分布的影响小结复习参考题第三章统计案例3-1回归分析的基本思想及其初步应用3-2独立性检验的基本思想及其初步应用实习作业小结复习参考题。
学习资料第2课时分段函数与映射学习目标核心素养1.了解分段函数的概念,会求分段函数的函数值,能画出分段函数的图象.(重点,难点)2.能在实际问题中列出分段函数,并能解决有关问题.(重点、难点)3.通过本节内容的学习,使学生了解分段函数的含义,提高学生数学建模、数学运算的能力.(重点)1.通过分段函数求值问题提升数学运算素养.2.利用分段函数解决实际问题,培养数学建模素养。
1.分段函数如果函数y=f(x),x∈A,根据自变量x在A中不同的取值范围,有着不同的对应关系,则称这样的函数为分段函数.思考:分段函数是一个函数还是几个函数?提示:分段函数是一个函数,而不是几个函数.2.映射设A,B是两个非空的集合,如果按某一个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个元素x,在集合B中都有唯一确定的元素y与之对应,那么就称对应f:A→B为从集合A到集合B的一个映射.1.已知集合A={a,b},集合B={0,1},下列对应不是A到B的映射的是()A B C DC[选项C中不但b元素没有对应的元素,而且元素a所对应的元素不唯一确定,不符合映射的定义,故选C.]2.下列给出的式子是分段函数的是()①f(x)=错误!②f(x)=错误!③f(x)=错误!④f(x)=错误!A.①②B.①④C.②④D.③④B[结合分段函数的定义可知①④是分段函数,②③中不同对应关系的定义域有重叠部分,故选B。
]3.函数f(x)=错误!则f(f(4))=________.0[∵f(4)=-4+3=-1,f(-1)=-1+1=0,∴f(f(4))=f(-1)=0.]分段函数的求值问题(1)求f(-5),f(-错误!),f错误!的值;(2)若f(a)=3,求实数a的值.[解](1)由-5∈(-∞,-2],-错误!∈(-2,2),-错误!∈(-∞,-2],知f(-5)=-5+1=-4,f(-错误!)=(-错误!)2+2×(-错误!)=3-2错误!。
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第2课时分段函数及映射1.通过具体实例,了解简单的分段函数,并能简单应用.(重点、难点)2.了解映射的概念.(易混点)[基础·初探]教材整理1 分段函数阅读教材P21例5、例6~P22第一段,完成下列问题.如果函数y=f(x),x∈A,根据自变量x在A中不同的取值范围,有着不同的对应关系,则称这样的函数为分段函数.函数f(x)=错误!则f(f(f(-2)))=________.【解析】因为-2〈-1,所以f(-2)=2×(-2)+3=-1,又-1≤-1≤1,所以f (f(-2))=f(-1)=(-1)2=1,又因为-1≤1≤1,所以f(f(f(-2)))=f(1)=12=1。
【答案】1教材整理2 映射阅读教材P22第二段~P23“思考",完成下列问题.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)函数都是映射,映射不一定都是函数.( )(2)在映射的定义中,对于集合B中的任意一个元素在集合A中都有一个元素与之对应.( )(3)从集合A到集合B的映射与从集合B到集合A的映射是同一个映射.( )【解析】(1)√.当映射中的集合是数集时,该映射就是函数,否则不是函数.(2)×.映射可以是“多对一”,但不可以是“一对多".(3)×.从集合A到集合B的映射与从集合B到集合A的映射不是同一个映射.【答案】(1)√(2)×(3)×[小组合作型]映射的概念及应用(1)①A={1,4,9},B={-3,-2,-1,1,2,3},f:x→x;②A=R,B=R,f:x→错误!;③A=R,B=R,f:x→x2-2;④A={-1,0,1},B={-1,0,1},f:A中的数平方.其中是A到B的映射的是()A.①③ B.②④C.③④ D.②③(2)设集合A={(0,1),(1,0)},集合B={0,1,2},则从A到B的映射共有( )A.3个B.6个C.8个D.9个【精彩点拨】(1)紧扣映射概念中的“任意一个”“唯一”即可判断.(2)根据映射的定义计算.【自主解答】(1)对于①,集合A中的1,4,9在集合B中都有两个元素与它对应,故不是映射;对于②,集合A中的元素0在集合B中没有元素对应,故不是映射;对于③,集合A中的元素x∈R在集合B中都有唯一的元素x2-2与它对应,故是映射;对于④,集合A中的-1,0,1在集合B中都有唯一的元素与它对应,故是映射;其中是A到B的映射的是③④。
高中数学章节目录一、集合与函数概念1.1 集合的基本概念1.1.1 集合的定义1.1.2 集合的表示方法1.1.3 集合之间的关系与运算1.2 函数的概念1.2.1 函数的定义1.2.2 函数的表示方法1.2.3 函数的性质1.3 函数的图象与变换1.3.1 函数图象的绘制1.3.2 函数的变换二、基本初等函数2.1 一次函数与二次函数2.1.1 一次函数的性质2.1.2 二次函数的性质2.2 幂函数与指数函数2.2.1 幂函数的性质2.2.2 指数函数的性质2.3 对数函数2.3.1 对数函数的定义2.3.2 对数函数的性质三、方程和不等式3.1 方程的解法3.1.1 一元一次方程的解法3.1.2 一元二次方程的解法3.1.3 分式方程与无理方程的解法3.2 不等式的解法3.2.1 一元一次不等式的解法3.2.2 一元二次不等式的解法3.2.3 绝对值不等式的解法四、三角函数4.1 三角函数的基本概念4.1.1 角的度量与弧度制4.1.2 三角函数的定义4.2 三角函数的性质4.2.1 三角函数的周期性4.2.2 三角函数的奇偶性4.2.3 三角函数的单调性4.3 三角函数的图象与变换4.3.1 三角函数的图象绘制4.3.2 三角函数的变换五、数列和数学归纳法5.1 数列的基本概念5.1.1 数列的定义5.1.2 数列的性质5.2 等差数列与等比数列5.2.1 等差数列的性质5.2.2 等比数列的性质5.3 数学归纳法5.3.1 数学归纳法的原理5.3.2 数学归纳法的应用六、立体几何初步6.1 空间几何的基本概念6.1.1 空间点、线、面的关系6.1.2 空间几何的基本术语6.2 空间中的平行与垂直6.2.1 平行线与平行平面6.2.2 垂直线与垂直平面6.3 空间几何的基本性质6.3.1 空间几何的公理与定理6.3.2 空间几何的应用七、平面解析几何7.1 平面直角坐标系7.1.1 平面直角坐标系的建立7.1.2 点的坐标表示7.2 直线与圆7.2.1 直线的方程7.2.2 圆的方程7.3 圆锥曲线7.3.1 椭圆的性质与方程7.3.2 双曲线的性质与方程7.3.3 抛物线的性质与方程八、概率与统计初步8.1 概率的基本概念8.1.1 随机事件与概率8.1.2 概率的性质与计算8.2 概率的分布与期望8.2.1 离散型随机变量的分布8.2.2 连续型随机变量的分布8.2.3 随机变量的期望与方差8.3 统计初步8.3.1 数据的收集与整理8.3.2 数据的描述与分析8.3.3 统计推断与预测以上即为高中数学的主要章节目录,涵盖了集合与函数、基本初等函数、方程和不等式、三角函数、数列和数学归纳法、立体几何初步、平面解析几何以及概率与统计初步等多个方面,旨在为学生提供全面而系统的数学知识体系。
1.2.2 函数的表示法
第2课时式 分段函数及映射
A 级 基础巩固
一、选择题
1.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧π+1,x >0,
π,x =0,0,x <0,
则f (f (f (-1)))=( )
A .π+1
B .0
C .π
D .-1
解析:f (f (f (-1)))=f (f (0))=f (π)=π+1.
答案:A
2.如图所示的函数的解析式为( )
A .y =32|x -1|(0≤x ≤2)
B .y =32-32|x -1|(0≤x ≤2)
C .y =32-|x -1|(0≤x ≤2)
D .y =1-|x -1|(0≤x ≤2)
解析:由图象易得点(0,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32在函数图象上,代入可排除A ,C ,D.
答案:B
3.下列集合M 到集合P 的对应f 是映射的是( )
A .M ={-2,0,2},P = {-4,0,4},f: M 中数的平方
B .M ={0,1},P = {-1,0,1},f :M 中数的平方根
C .M =Z ,P =Q ,f :M 中数的倒数
D .M =R ,P ={x |x >0},f :M 中数的平方
解析:根据映射的概念可知选项A 正确.
答案:A
4.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -x 2
(0<x ≤3),x 2+6x (-2≤x ≤0)的值域为( ) A .R
B .[-9,+∞)
C .[-8,1]
D .[-9,1]
解析:当-2≤x ≤0时,函数f (x )的值域为[-8,0];
当0<x ≤3时,函数f (x )的值域为[-3,1].
故函数f (x )的值域为[-8,1].
答案:C
5.已知集合A 中元素(x ,y )在映射f 下对应B 中元素(x +y ,x -y ),则B 中元素(4,-2)在A 中对应的元素为( )
A .(1,3)
B .(1,6)
C .(2,4)
D .(2,6)
解析:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧x +y =4,x -y =-2,解得⎩
⎪⎨⎪⎧x =1,y =3. 答案:A
二、填空题
6.设f :x →ax -1为从集合A 到B 的映射,若f (2)=3,则f (3)=________.
解析:因为f :x →ax -1为从集合A 到B 的映射,f (2)=3,所以2a -1=3,得a =2,所以f (3)=2×3-1=5.
答案:5
7.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +4,-3≤x ≤0,x 2-2x ,0<x ≤4,-x +2,4<x ≤5,
则f (f (f (5)))=________.
解析:因为4<5≤5,所以f (5)=-5+2=-3,所以f (f (5))=f (-3)=-3+4=1,又因为0<1≤4,所以f (f (f (5)))=f (1)=1-2=-1.
答案:-1
8.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +2,-1≤x <0,-12x ,0<x <2,3,x ≥2,则f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-34=________,f (x )的定义域是______________.
解析:f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-34=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-34+2=12,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=-12×12=-14,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14=2×⎝ ⎛⎭
⎪⎫14+2=32. 因此f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-34=32
; 函数f (x )的定义域为{x |-1≤x <0}∪{x |0<x <2}∪{x |x ≥2}={x |x ≥-1且x ≠0}.
答案:32 {x |x ≥-1且x ≠0}
三、解答题
9.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2,x ≤-
1,x 2,-1<x <2,2x ,x ≥2,
若f (a )=3,求a 的值.
解:因为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2,x
≤-1,x 2,-1<x <2,2x , x ≥2,
所以当x ≤-1时,f (x )≤1,
当-1<x <2时,0≤f (x )<4,
当x ≥2时,f (x )≥4.
又因为f (a )=3,所以a 2=3且-1<a <2,
所以a = 3.
10.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2
(-1≤x ≤1),1(x <-1或x >1).
(1)画出f (x )的图象;
(2)求f (x )的定义域和值域.
解:(1)利用描点法,作出f (x )的图象,如图所示.
(2)由条件知,
函数f (x )的定义域为R.
由图象知,当-1≤x ≤1时,
f (x )=x 2的值域为[0,1],
当x >1或x <-1时,f (x )=1,
所以f (x )的值域为[0,1].
B 级 能力提升
1.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -2(x ≥10),f (f (x +6))(x <10),则f (5)的值为( )
A .10
B .11
C .12
D .13
解析:f (5)=f (f (5+6))=f (11-2)=f (f (9+6))=f (13)=13-2=11.
答案:B
2.若定义运算a ⊗b =⎩
⎪⎨⎪⎧b ,a ≥b ,a ,a <b ,则函数f (x )=x ⊗(2-x )的解析式是______________. 解析:当x <2-x ,即x <1时,f (x )=x ;
当x ≥2-x ,即x ≥1时,f (x )=2-x .
所以f (x )=⎩
⎪⎨⎪⎧x ,x ≤1,2-x ,x ≥1. 答案:f (x )=⎩
⎪⎨⎪⎧x ,x <12-x ,x ≥1 3.如图所示,动点P 从边长为1的正方形ABCD 的顶点A 出发,顺次经过顶点B ,C ,D 再回到A .设x 表示P 点的路程,y 表示PA 的长度,求y 关于x 的函数关系式.
解:当P 点从A 运动到B 时,PA =x ;
当P 点从B 运动到C 时,
PA =AB 2+BP 2=12+(x -1)2=x 2-2x +2;
当P 点从C 运动到D 时,
PA =AD 2+DP 2=12+(3-x )2=x 2-6x +10;
当P 点从D 运动到A 时,PA =4-x .
故y =⎩⎪⎨⎪⎧x , 0≤x ≤1,x 2-2x +2,1<x ≤2,x 2
-6x +10,2<x ≤3,4-x , 3<x ≤4.。