高考数学2.2函数的定义域与值域()5
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§2.2函数的定义域、值域本节目录知能演练轻松闯关考向瞭望把脉高考考点探究讲练互动教材回顾夯实双基基础梳理1.函数的定义域函数的定义域是指使函数有意义的变里的取值范围.2.函数的值域⑴定义在函数y=/(Q中,与自变量r的值对应的y的值叫函数值,函数值的集合叫函数的值域・(2)基本初等函数的值域思考探究函数为整式、分式、根式、指数或对数函数时,定义域有什么特点?提示:⑴整式的定义域是实数集R;分式的分母不为零;(2)偶次方根的被开方数不小于零,零取零次方没有意义;(3)对数函数的真数必须大于零;(4)指数函数和对数函数的底数必须大于零且不等于1.2.函数的最值与值域有何联系?提示:函数的最值与函数的值域是关联的,求出了函数的值域也就能确定函数的最值情况,但有了函数的最大(小)值,未必能求出函数的值域.课前热身1.(教材改编)函数尸伍二+占的定义域为()A.(—8, —2]B.(一8, 2]C.(一8, -1)U(-1,2]D.[2, +8)答案:C解析:选A.要使加:)有意义,需1 ogl(2x+l)>0=logll,2 2・・.0V2x+lVl, .\-|<x<0.2・若/(兀)=,则/(兀)的定义域为(log ;(2x+l)D. (0, +8)3. (2012-高考江西卷)下列函数中,与函数y=/~定义域相同的\[x 函数为()A・y=.smx B. j-lnXXC. y=xe x sinxX解析:选D•函数丿=7-的定义域为仪IxHO},选项A中由sinxHOFH乃r, kj故A不对;选项B中x>0,故B不对; 选项C中xGR,故C不对;选项D中由正弦函数及分式型函数的定义域确定方法可知定义域为{xlx^O},故选D.4.函数f(x)=Y^p(x^R)的值域为答案:(0,1]X2—x+1 (x<l)5-函数他+ (5)的值域是答案:(0, 4-00)考点1求具体函数的定义域求函数定义域的问题类型(1)若已知函数的解析式,则这时函数的定义域是使解析式有意义的自变量的取值范围,只需解不等式(组)即可.(2)实际问题或几何问题除要考虑解析式有意义外,还应使实际问题有意义•求下列函数的定义域:2⑵尸玄丙+0-4)。
2009届高考一轮复习2.2函数的定义域、值域基础训练题(理科)注意:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,考试时间45分钟。
第Ⅰ卷(选择题部分 共36分)一、选择题(本大题共6小题,每小题6分,共36分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1. 函数x 21)x (f -=的定义域是( )(A )]0,(-∞(B )),0[+∞ (C ))0,(-∞ (D )),(+∞-∞2.(2008·长沙模拟)若函数1x 2)x (f -=的定义域是)5,2[)1,( -∞,则其值域为( ) (A ))0,(-∞ (B )]2,(-∞(C )]21,0( (D )]2,21()0,( -∞ 3. 二次函数c bx ax y 2++=和)c a ,0ac (a bx cx y 2≠≠++=的值域分别是M 和N ,则集合M ,N 必定有( )(A )N M ⊆(B )M N ⊆(C )N M =(D )≠N M 4. 若函数1mx mx )x (f 2++=的定义域为R ,则实数m 的取值范围是( )(A )4m 0<<(B )4m 0≤≤ (C )4m ≥ (D )4m 0≤< 5.(思维拓展题)已知函数x 2x )x (g |,x |23)x (f 2-=-=。
构造函数)x (F y =,定义如下:当)x (g )x (f ≥时,)x (g )x (F =;当)x (g )x (f <时,)x (f )x (F =,那么)x (F ( )(A )有最大值3,最小值1-(B )有最大值3,无最小值(C )有最大值727-,无最小值(D )无最大值,也无最小值6.(2007·浙江高考)设⎩⎨⎧<≥=1|x |x1|x |x )x (f 2,)x (g 是二次函数,若))x (g (f 的值域是),0[+∞,则)x (g 的值域是( )(A )),1[]1,(+∞--∞(B )),0[]1,(+∞--∞(C )),0[+∞(D )),1[+∞第Ⅱ卷(非选择题部分 共64分)二、填空题(本大题共3小题,每小题6分,共18分。
一、选择题 1.函数f (x )=lg(x -1)的定义域是( )A .(2,+∞)B .(1,+∞)C .[1,+∞)D .[2,+∞)解析:选B.由对数的定义知x -1>0,故x >1.2.函数f (x )=log 2(3x +1)的值域为( )A .(0,+∞)B .[0,+∞)C .(1,+∞)D .[1,+∞)解析:选A.∵3x +1>1,∴log 2(3x +1)>0.3.定义在R 上的函数f (x )满足f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ log 2(1-x ), x ≤0,f (x -1)-f (x -2),x >0.则f (2 013)的值为() A .-1 B .0C .1D .2解析:选B.∵当x >0时,f (x )=f (x -1)-f (x -2),∴f (x +1)=f (x )-f (x -1).两式相加得f (x +1)=-f (x -2),∴f (x +3)=-f (x ).∴f (x +6)=f [(x +3)+3]=-f (x +3)=f (x ),∴f (x )为周期为6的周期函数,∴f (2 013)=f (6×335+3)=f (3)=f (2)-f (1)=f (1)-f (0)-f (1)=-log 2(1-0)=0.4.(2012·高考课标全国卷)已知函数f (x )=1ln (x +1)-x ,则y =f (x )的图象大致为( )解析:选B.函数的定义域是(-1,0)∪(0,+∞),值域是(-∞,0),所以其图象为B.5.设函数g (x )=x 2-2(x ∈R ),f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧g (x )+x +4,x <g (x ),g (x )-x , x ≥g (x ),则f (x )的值域是( ) A .[-94,0]∪(1,+∞) B .[0,+∞)C .[-94,+∞)D .[-94,0]∪(2,+∞)解析:选D.由x <g (x )得x <x 2-2,∴x <-1或x >2;由x ≥g (x )得x ≥x 2-2,∴-1≤x ≤2.∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+x +2,x <-1或x >2,x 2-x -2,-1≤x ≤2.即f (x )=⎩⎨⎧ (x +12)2+74,x <-1或x >2,(x -12)2-94,-1≤x ≤2.当x <-1时,y >2;当x >2时,y >8.∴当x ∈(-∞,-1)∪(2,+∞)时,函数的值域为(2,+∞).当-1≤x ≤2时,-94≤y ≤0. ∴当x ∈[-1,2]时,函数的值域为[-94,0]. 综上可知,f (x )的值域为[-94,0]∪(2,+∞). 二、填空题6.函数f (x )=1sin x +x -3+lg(4-x )的定义域为________. 解析:由sin x ≠0知x ≠k π,k ∈Z ,又⎩⎪⎨⎪⎧ x -3≥0,4-x >0, ∴3≤x <4,∴x ∈[3,π)∪(π,4).答案:[3,π)∪(π,4)7.(2011·高考北京卷改编)根据统计,一名工人组装第x 件某产品所用的时间(单位:分钟)为f (x )=⎩⎨⎧C x ,x <A ,C A ,x ≥A , (A ,C 为常数),已知工人组装第4件产品用时30分钟,组装第A 件产品用时15分钟,那么C 和A 的值分别是________.解析:∵C A =15,故组装第4件新产品所用时间为C 4=15,∴C 2=30,解得C =60,A =16.答案:60,168.若函数y =x 2-3x -4的定义域为[0,m ],值域为[-254,-4],则m 的取值范围是________. 解析:y =(x -32)2-254.结合图象, 当x =32时,y =-254; 当x =0或x =3时,y =-4.由x ∈[0,m ]时,y ∈[-254,-4],知m ∈[32,3]. 答案:[32,3] 三、解答题9.已知函数f (x )=x +1-a a -x(x ∈R 且x ≠a ).当f (x )的定义域为[a +13,a +12]时,求f (x )的值域.解:f (x )=-(a -x )+1a -x =-1+1a -x. 当a +13≤x ≤a +12时,-a -12≤-x ≤-a -13,-12≤a -x ≤-13,-3≤1a -x≤-2, 于是-4≤-1+1a -x≤-3, 即f (x )的值域为[-4,-3].10.已知f (x )=2+log 3x ,x ∈[1,9],求函数y =[f (x )]2+f (x 2)的值域. 解:∵f (x )=2+log 3x ,x ∈[1,9],∴y =[f (x )]2+f (x 2)的定义域满足⎩⎪⎨⎪⎧ 1≤x ≤9,1≤x 2≤9, 解得1≤x ≤3,即定义域为[1,3].∴0≤log 3x ≤1.又y =[f (x )]2+f (x 2)=(log 3x +2)2+log 3x 2+2=log 23x +6log 3x +6=(log 3x +3)2-3,∵0≤log 3x ≤1.∴当log 3x =0,即x =1时,y min =9-3=6,当log 3x =1,即x =3时,y max =42-3=13.∴y 的值域为[6,13].11.(探究选做)已知函数y =mx 2-6mx +m +8的定义域为R .(1)求实数m 的取值范围;(2)当m 变化时,若y 的最小值为f (m ),求函数f (m )的值域. 解:(1)当m =0时,y =22,定义域为R .当m ≠0时,y =mx 2-6mx +m +8定义域为R ,应满足⎩⎪⎨⎪⎧m >0Δ≤0 解得0<m ≤1,∴0≤m ≤1,即m 的取值范围是[0,1].(2)当m =0时,y min =22=f (m ).当0<m ≤1时,y min =f (m )=m ·32-6×3m +m +8=8(1-m ),即f (m )=8(1-m )(0≤m ≤1),∴f (m )∈[0,22].。
高三数学函数的定义域与值域试题答案及解析1.已知集合,则= .【答案】【解析】因为,所以,即=.【考点】函数的定义域,集合的运算.2.函数的定义域为()A.B.C.D.【答案】C【解析】由已知,解得,故选C.【考点】函数的定义域,对数函数的性质.3.以表示值域为R的函数组成的集合,表示具有如下性质的函数组成的集合:对于函数,存在一个正数,使得函数的值域包含于区间.例如,当,时,,.现有如下命题:①设函数的定义域为,则“”的充要条件是“,,”;②函数的充要条件是有最大值和最小值;③若函数,的定义域相同,且,,则;④若函数(,)有最大值,则.其中的真命题有 .(写出所有真命题的序号)【答案】①③④【解析】对①,若对任意的,都,使得,则的值域必为R;反之,的值域为R,则对任意的,都,使得.故正确.对②,比如函数属于B,但是它既无最大值也无最小值.故错误.对③,因为,而有界,故,所以.故正确.对④,.当或时,均无最大值.所以若有最大值,则,此时,.故正确【考点】1、新定义;2、函数的定义域值域.4.已知函数,.若存在使得,则实数的取值范围是.【答案】【解析】方程变形为,记函数的值域为,函数的值域为,设的取值范围为,则,作出函数和的图象,可见在上是增函数,在上是减函数,且,而函数的值域是,因此,因此.【考点】函数的图象,方程的解与函数的值域问题.5.设a∈,则使函数y=x a的定义域是R,且为奇函数的所有a的值是()A.1,3B.﹣1,1C.﹣1,3D.﹣1,1,3【答案】A【解析】当a=﹣1时,y=x﹣1的定义域是x|x≠0,且为奇函数;当a=1时,函数y=x的定义域是R且为奇函数;当a=时,函数y=的定义域是x|x≥0且为非奇非偶函数.当a=3时,函数y=x的定义域是R且为奇函数.故选A.6.函数的定义域为()A.B.C.D.【答案】A【解析】由二次根式的定义可得,所以函数的定义域为,故选A.【考点】定义域一次不等式7.设函数若是的三条边长,则下列结论正确的是_____ _.(写出所有正确结论的序号)①②,使不能构成一个三角形的三条边长;③若【答案】①②③【解析】由题意得.令,则是单调递减函数.对①,..②,令,因为是单调递减函数,所以在上一定存在零点,即,此时不能构成三角形的三边.③,为钝角三角形,则由余弦定理易知,即,又,且连续,所以使.故①②③都正确.【考点】1、函数的单调性;2、三角形.8.函数的定义域是.【答案】【解析】由题意,.【考点】函数的定义域.9.设函数若,则实数( )A.4B.-2C.4或D.4或-2【答案】C【解析】因为,所以得到或所以解得或.所以或.当可时解得.当时可解得.【考点】1.复合函数的运算.2. 分类讨论的思想.10.函数的定义域是( )A.B.C.D.【答案】A【解析】根据题意可得,所以该函数定义域为,故选A.【考点】定义域二次不等式11.如图,两个工厂A、B相距2km,点O为AB的中点,要在以O为圆心,2km为半径的圆弧MN上的某一点P处建一幢办公楼,其中MA⊥AB,NB⊥AB.据测算此办公楼受工厂A的“噪音影响度”与距离AP的平方成反比,比例系数为1;办公楼受工厂B的“噪音影响度”与距离BP的平方也成反比,比例系数为4,办公楼与A、B两厂的“总噪音影响度”y是A、B两厂“噪音影响度”的和,设AP为xkm.(1)求“总噪音影响度”y关于x的函数关系式,并求出该函数的定义域;(2)当AP为多少时,“总噪音影响度”最小?【答案】(1)y=(≤x≤)(2)AP=km【解析】(1)(解法1)如图,连结OP,设∠AOP=α,则≤α≤.在△AOP中,由余弦定理得x2=12+22-2×1×2cosα=5-4cosα,在△BOP中,由余弦定理得BP2=12+22-2×1×2cos(π-α)=5+4cosα,∴BP2=10-x2,∴y=.∵≤α≤,∴≤x≤,∴y=(≤x≤).(解法2)建立如图所示的直角坐标系,则A(-1,0),B(1,0),设P(m,n),则PA2=(m+1)2+n2,PB2=(m-1)2+n2.∵m2+n2=4,PA=x,∴PB2=10-x2(后面解法过程同解法1).(2)(解法1)y==[x2+(10-x2)]=(5+)≥(5+2)=,当且仅当,即x=∈[,]时取等号.故当AP=km时,“总噪音影响度”最小.(解法2)由y=,得y′=-.∵≤x≤,∴令y′=0,得x=,且当x∈时,y′<0;当x∈(,]时,y′>0.∴x=时,y=取极小值,也即最小值.故当AP=km时,“总噪音影响度”最小12.已知函数f(x)=x3(a>0且a≠1).(1)求函数f(x)的定义域;(2)讨论函数f(x)的奇偶性;(3)求a的取值范围,使f(x)>0在定义域上恒成立.【答案】(1){x|x∈R,且x≠0}(2)偶函数(3)a>1.【解析】(1)由于a x-1≠0,则a x≠1,所以x≠0,所以函数f(x)的定义域为{x|x∈R,且x≠0}.(2)对于定义域内任意的x,有f(-x)=(-x)3=-x3=-x3=x3=f(x)所以f(x)是偶函数.(3)①当a>1时,对x>0,所以a x>1,即a x-1>0,所以+>0.又x>0时,x3>0,所以x3>0,即当x>0时,f(x)>0.由(2)知,f(x)是偶函数,即f(-x)=f(x),则当x<0时,-x>0,有f(-x)=f(x)>0成立.综上可知,当a>1时,f(x)>0在定义域上恒成立.②当0<a<1时,f(x)=,当x>0时,0<a x<1,此时f(x)<0,不满足题意;当x<0时,-x>0,有f(-x)=f(x)<0,也不满足题意.综上可知,所求a的取值范围是a>113.函数f(x)=x2+2x-3,x∈[0,2]的值域为________.【答案】[-3,5]【解析】由f(x)=(x+1)2-4,知f(x)在[0,2]上单调递增,所以f(x)的值域是[-3,5].14.已知函数f(x)=-的定义域为R,则f(x)的值域是.【答案】【解析】∵2x>0,∈(0,1),∴-<-<,故函数值域为.15.函数f(x)=+lg的定义域是()A.(2,4)B.(3,4)C.(2,3)∪(3,4]D.[2,3)∪(3,4)【答案】D【解析】要使函数有意义,必须所以函数的定义域为[2,3)∪(3,4).16.函数的定义域为.【答案】【解析】要使函数有意义,则,解得.【考点】函数的定义域.17.函数f(x)=的定义域为________.【答案】(-1,0)∪(0,2]【解析】根据使函数有意义的条件求解.由得-1<x≤2,且x≠0.18.函数f(x)=+的定义域为().A.(-3,0]B.(-3,1]C.(-∞,-3)∪(-3,0]D.(-∞,-3)∪(-3,1]【答案】A【解析】由题意,解得-3<x≤0.19.函数f(x)=e x sin x在区间上的值域为 ().【答案】A【解析】f′(x)=e x(sin x+cos x).∵x∈,f′(x)>0.∴f(x)在上是单调增函数,∴f(x)=minf(0)=0,f(x)=f=.max20.设函数,若和是函数的两个零点,和是的两个极值点,则等于( )A.B.C.D.【答案】C【解析】,若和是函数的两个零点,即和是方程的两根,得到,,,由已知得和是的两根,所以,故选C.【考点】1.函数的零点;2.函数的极值点.21.函数的定义域为______________.【答案】【解析】为使有意义,须解得,所以函数的定义域为【考点】函数的定义域,对数函数的性质,简单不等式的解法.22.函数的定义域为( )A.;B.;C.;D.;【答案】C【解析】函数的定义域包含三个要求,由不等式组解得.所以选C.本题要注意的解法将不等式化为.由于函数是递增的,所以结合另两个的式子可得结论.【考点】1.偶次方根的定义域.2.分母的定义域.3.对数的定义域.23.函数的定义域是( )A.(-¥,+¥)B.[-1,+¥)C.[0,+¥]D.(-1,+¥)【答案】B【解析】依题意可得.故选B.本小题是考查函数的定义域问题;函数的偶次方根的被开方数要大于或等于零这种情况.函数的定义域是函数三要素之一,也是研究函数的首要组成部分,大致情况有四种.在接触函数的题型时就得考虑函数的定义域.【考点】函数的定义域.24.函数的单调递减区间是( )A.B.C.D.【答案】C【解析】由题意可知函数的定义域为..又有函数在上递增,所以函数在区间上是递减的.故选C.本小题主要是考查复合函数的单调性同增异减.另外要关注定义域的范围.这也是本题的关键.【考点】1.函数的定义域.2.复合函数的单调性.25.已知函数.(1)求函数的定义域;(2)若函数在上单调递增,求的取值范围.【答案】(1)若即时,;若即时,;若即时,.(2).【解析】(1)对数函数要有意义,必须真数大于0,即,这是一个含有参数的不等式,故对m分情况进行讨论;(2)根据复合函数单调性的判断法则,因为是增函数,要使得若函数在上单调递增,则函数在上单调递增且恒正,据些找到m满足的不等式,解不等式即得m的范围.试题解析:(1)由得:若即时,若即时,若即时,(2)若函数在上单调递增,则函数在上单调递增且恒正。
专题2.2 函数定义域、值域【考纲解读】【直击考点】题组一 常识题1.下列函数中,其定义域和值域分别与函数y =10lg x的定义域和值域相同的是________.A .y =xB .y =lg xC .y =2xD .y =1x【答案】D 【解析】y =10lg x=x ,定义域与值域均为(0,+∞),只有选项D 满足题意.2.已知函数y =f (x +1)的定义域是[-2,3],则y =f (2x -1)的定义域为________.【答案】 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,52 【解析】 由x ∈[-2,3],得x +1∈[-1,4],由2x -1∈[-1,4],得x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,52 3.[教材改编] 函数f (x )=8-xx +3的定义域是________. 【答案】(-∞,-3)∪(-3,8]【解析】要使函数有意义,则需8-x ≥0且x +3≠0,即x ≤8且x ≠-3,所以其定义域是(-∞,-3)∪(-3,8]. 题组二 常错题4.函数y =f (cos x )的定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π6,2k π+2π3(k ∈Z ),则函数y =f (x )的定义域为________.【答案】 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1【解析】 由于函数y =f (cos x )的定义域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π6,2k π+2π3(k ∈Z ),所以u =cos x 的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1,所以函数y =f (x )的定义域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1.5.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x,x ∈[0,1],92-32x ,x ∈(1,3],当t ∈[0,1]时,f [f (t )]∈[0,1],则实数t 的取值范围是______________. 【答案】⎣⎢⎡⎦⎥⎤log 373,1【解析】 因为t ∈[0,1],所以f (t )=3t ∈[1,3],所以f [f (t )]=f (3t)=92-32·3t ∈[0,1],即73≤3t≤3,所以log 373≤t ≤1.6.若函数f (x )=x -4mx 2+4mx +3的定义域为R ,则实数m 的取值范围是________.【答案】⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,34. 【解析】函数的定义域为R ,即mx 2+4mx +3≠0恒成立.①当m =0时,符合题意;②当m ≠0时,Δ=(4m )2-4×m ×3<0,即m (4m -3)<0,解得0<m <34.综上所述,实数m 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,34.题组三 常考题7.若一系列函数的解析式相同、值域相同,但其定义域不同,则称这些函数为“同族函数”,那么函数解析式为y =x 2,值域为{1,4}的“同族函数”共有________个. 【答案】98. 函数f (x )=lg(x 2+x -6)的定义域是________. 【答案】{x |x <-3或x >2}【解析】 要使函数有意义,则需x 2+x -6>0,解得x <-3或x >2.9.设函数f (x )在区间[0,1]上有意义,若存在x ∈R 使函数f (x -a )+f (x +a )有意义,则a 的取值范围为________. 【答案】 [-2,-1].【知识清单】1 函数的定义域1.已知函数解析式,求定义域,其主要依据是使函数的解析式有意义,主要形式有:(1)分式函数,分母不为0;(2)偶次根式函数,被开方数非负数; (3)一次函数、二次函数的这定义域为R ; (4)0x 中的底数不等于0; (5)指数函数x y a =的定义域为R ;(6)对数函数log a y x =的定义域为{}|0x x >; (7)sin ,cos y x y x ==的定义域均为R ;(8)tan y x =的定义域均为|,2x x k k z ππ⎧⎫≠+∈⎨⎬⎩⎭; 2.求抽象函数的定义域:(1)由()y f x =的定义域为D ,求[()]y f g x =的定义域,须解()f x D ∈; (2)由[()]y f g x =的定义域D ,求()y f x =的定义域,只须解()g x 在D 上的值域就是函数()y f x = 的定义域;(3)由[()]y f g x =的定义域D ,求[()]y f h x =的定义域.3.实际问题中的函数的定义域,除了使解析式本身有意义,还要使实际问题有意义. 2 函数的值域 函数值域的求法:(1)利用函数的单调性:若y=f(x)是 [a,b]上的单调增(减)函数,则f(a),f(b)分别是f(x)在区间[a,b]上取得最小(大)值,最大(小)值.(2)利用配方法:形如2(0)y ax bx c a =++≠型,用此种方法,注意自变量x 的范围. (3)利用三角函数的有界性,如sin [1,1],x ∈-cos [1,1]x ∈-.(4)利用“分离常数”法:形如y=ax b cx d ++ 或2ax bx ey cx d++=+ (a,c 至少有一个不为零)的函数,求其值域可用此法.(5)利用换元法:形如y ax b =+,可用此法求其值域. (6)利用基本不等式:(7)导数法:利用导数与函数的连续性求图复杂函数的极值和最值,然后求出值域【考点深度剖析】定义域是函数的灵魂,高考中考查的定义域多以填空形式出现,难度不大;有时也在解答题的某一小问当中进行考查;值域是定义域与对应法则的必然产物,值域的考查往往与最值联系在一起,难度中等.【重点难点突破】考点1 函数的定义域 【1-1】函数y(+)的定义域为_________.【答案】(-∞,-1)∪(-1,0).【1-2】函数22-25+1+)cos (=x x log y 的定义域为_________.【答案】33x x ππ⎧⎫-≤≤⎨⎬⎩⎭【解析】由已知条件,自变量x 需满足22log cos 10250x x +≥⎧⎨-≥⎩得1cos 22,23355x k x k k Z x ππππ⎧≥⇒-+≤≤+∈⎪⎨⎪-≤≤⎩ 所以33x ππ-≤≤故而所求函数定义域为33x x ππ⎧⎫-≤≤⎨⎬⎩⎭.【1-3】设()x x x f -+=22lg,则⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛x f x f 22的定义域为________.【答案】()()2,11,2 --【解析】由202x x +>-得,()f x 的定义域为{}|22x x -<<.故22,222 2.xx⎧-<<⎪⎪⎨⎪-<<⎪⎩,解得()()4,11,4x ∈--.故⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛x f x f 22的定义域为()()2,11,2 -- 【1-4】若函数f (x )= 2x 2+2ax -a -1的定义域为R ,则a 的取值范围为________. 【答案】[-1,0]【思想方法】(1)已知具体函数的解析式,则构造使解析式有意义的不等式(组)求解. (2)对实际问题:由实际意义及使解析式有意义构成的不等式(组)求解. (3)对抽象函数:①若已知函数f (x )的定义域为[a ,b ],则函数f (g (x ))的定义域由不等式a ≤g (x )≤b 求出;②若已知函数f (g (x ))的定义域为[a ,b ],则f (x )的定义域为g (x )在x ∈[a ,b ]时的值域.【温馨提醒】对于含有字母参数的函数定义域,应注意对参数取值的讨论;对于实际问题的定义域一定要使实际问题有意义;而分段函数的定义域是各段区间的并集、各个段上的定义域交集为空集,即各个段的端点处不能重复. 考点2 函数的值域【2-1】求函数y =x +4x(x <0)的值域.【答案】(-∞,-4].【解析】∵x <0,∴x +4x=-⎝ ⎛⎭⎪⎫-x -4x ≤-4,当且仅当x =-2时等号成立. ∴y ∈(-∞,-4]. ∴函数的值域为(-∞,-4].【2-2】 求函数y =x 2+2x (x ∈[0,3])的值域. 【答案】[0,15].【解析】(配方法)y =x 2+2x =(x +1)2-1,∵y =(x +1)2-1在[0,3]上为增函数, ∴0≤y ≤15,即函数y =x 2+2x (x ∈[0,3])的值域为[0,15]. 【2-3】 求函数y =1-x21+x 2的值域.【答案】(-1,1].【2-4】 求函数f (x )=x -1-2x .的值域.【答案】1(,]2-∞.【解析】法一:(换元法)令1-2x =t ,则t ≥0且x =1-t22,于是y =1-t 22-t =-12(t +1)2+1,由于t ≥0,所以y ≤12,故函数的值域是1(,]2-∞.法二:(单调性法)容易判断f (x )为增函数,而其定义域应满足1-2x ≥0,即x ≤12,所以11()22y f ≤=即函数的值域是1(,]2-∞.【2-5】 求函数y =x 2-xx 2-x +1的值域.【答案】1[,1)3-【思想方法】求函数值域常用的方法(1)配方法,多适用于二次型或可转化为二次型的函数. (2)换元法. (3)基本不等式法. (4)单调性法. (5)分离常数法.【温馨提醒】求函数值域的方法多样化,需结合函数解析式的特点选用恰当的方法【易错试题常警惕】分段函数的参数求值问题,一定要注意自变量的限制条件. 如:已知实数0a ≠,函数()2,12,1x a x f x x a x +<⎧=⎨--≥⎩,若()()11f a f a -=+,则a 的值为_______.【分析】当0a >时,11a -<,11a +>,由()()11f a f a -=+得2212a a a a -+=---,解得32a =-,不合题意;当0a <时,11a ->,11a +<,由()()11f a f a -=+得 1222a a a a -+-=++,解得34a =-.所以a 的值为34-.【易错点】没有对a 进行讨论,以为11a -<,11a +>直接代入求解而致误;求解过程中忘记检验所求结果是否符合要求而致误. 【练一练】函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2 x ,x >0,4x ,x ≤0,则f (f (-1))的值为________.【答案】-2【解析】∵f (-1)=4-1=14,∴f (f (-1))=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=log 2 14=-2.。
有关高考函数知识点总结在高考数学考试中,函数是一个非常重要的知识点,因此掌握函数的相关知识对于高中生来说是非常重要的。
函数是数学中的一个重要概念,它在解决实际问题和研究数学规律中起着非常重要的作用。
在高考中,函数的知识点主要包括函数的定义、性质、图像、基本初等函数、函数的运算、函数的求导等内容。
下面我们就来总结一下高考中常见的函数知识点,希望对广大高中生有所帮助。
一、函数的定义1.1 函数的基本概念函数是一种特殊的关系,它是一个变量到另一个变量的映射,即对于每一个自变量,都有唯一确定的因变量与之对应。
函数通常用数学式子来表示,例如y = f(x)。
1.2 函数的定义域和值域函数的定义域是指函数的自变量可能取值的集合,值域则是函数的因变量可能取值的集合。
在实际问题中,定义域和值域往往是由问题的条件限定的。
1.3 函数与方程函数与方程是两种不同的数学概念,函数是自变量到因变量的映射关系,而方程则是两个表达式之间的等式关系。
但在实际问题中,函数与方程往往是相互联系的,通过函数关系可以解决一些方程问题。
二、函数的性质2.1 奇函数与偶函数奇函数是指满足f(-x) = -f(x)的函数,偶函数是指满足f(-x) = f(x)的函数。
奇函数的图像通常具有中心对称性,而偶函数的图像通常具有原点对称性。
2.2 单调性函数的单调性是指函数在定义域内的增减性质。
若函数在定义域内递增,则称为增函数;若函数在定义域内递减,则称为减函数。
2.3 周期性周期函数是指满足f(x+T) = f(x)的函数,其中T为正数,称为函数的周期。
周期函数的图像通常具有一定的规律性,例如正弦函数、余弦函数等。
三、函数的图像3.1 函数的图像函数的图像是函数关系在平面直角坐标系中的几何表示,它可以直观显示函数的性质和规律。
常见的函数图像有直线、抛物线、三角函数曲线等。
3.2 函数的对称性函数的对称性指函数图像具有某种对称关系。
常见的对称性有轴对称、中心对称等。
2024年高考数学总复习第二章《函数与基本初等函数》§2.2函数的单调性与最值最新考纲1.通过已学过的函数特别是二次函数,理解函数的单调性、最大(小)值及其几何意义.2.学会运用函数图象理解和研究函数的性质.1.函数的单调性(1)单调函数的定义增函数减函数定义一般地,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的值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 上是减函数图象描述自左向右看图象是上升的自左向右看图象是下降的(2)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.函数的最值前提设函数y =f (x )的定义域为I ,如果存在实数M 满足条件(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(3)对于任意的x ∈I ,都有f (x )≥M ;(4)存在x 0∈I ,使得f (x 0)=M结论M 为最大值M 为最小值概念方法微思考1.在判断函数的单调性时,你还知道哪些等价结论?提示对∀x 1,x 2∈D ,f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0⇔f (x )在D 上是增函数,减函数类似.2.写出对勾函数y =x +ax (a >0)的增区间.提示(-∞,-a ]和[a ,+∞).题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若定义在R 上的函数f (x ),有f (-1)<f (3),则函数f (x )在R 上为增函数.(×)(2)函数y =f (x )在[1,+∞)上是增函数,则函数的单调递增区间是[1,+∞).(×)(3)函数y =1x的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).(×)(4)如果一个函数在定义域内的某几个子区间上都是增函数,则这个函数在定义域上是增函数.(×)(5)所有的单调函数都有最值.(×)题组二教材改编2.函数f (x )=x 2-2x 的单调递增区间是____________.答案[1,+∞)(或(1,+∞))3.函数y =2x -1在[2,3]上的最大值是______.答案24.若函数f (x )=x 2-2mx +1在[2,+∞)上是增函数,则实数m 的取值范围是________.答案(-∞,2]解析由题意知,[2,+∞)⊆[m ,+∞),∴m ≤2.题组三易错自纠5.函数y =12log (x 2-4)的单调递减区间为________.答案(2,+∞)6.若函数f (x )=|x -a |+1的增区间是[2,+∞),则a =________.答案2解析∵f (x )=|x -a |+1的单调递增区间是[a ,+∞),∴a =2.7.函数y =f (x )是定义在[-2,2]上的减函数,且f (a +1)<f (2a ),则实数a 的取值范围是________.答案[-1,1)解析-2≤a+1≤2,-2≤2a≤2,a+1>2a,解得-1≤a<1.8.函数f(x)1x,x≥1,-x2+2,x<1的最大值为________.答案2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)=-x2+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.题型一确定函数的单调性命题点1求函数的单调区间例1(1)函数f(x)=ln(x2-2x-8)的单调递增区间是()A.(-∞,-2)B.(-∞,1)C.(1,+∞)D.(4,+∞)答案D解析函数y=x2-2x-8=(x-1)2-9图象的对称轴为直线x=1,由x2-2x-8>0,解得x>4或x<-2,所以(4,+∞)为函数y=x2-2x-8的一个单调递增区间.根据复合函数的单调性可知,函数f(x)=ln(x2-2x-8)的单调递增区间为(4,+∞).(2)函数y=-x2+2|x|+3的单调递减区间是__________________.答案[-1,0],[1,+∞)解析由题意知,当x≥0时,y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4;当x<0时,y=-x2-2x+3=-(x+1)2+4,二次函数的图象如图.由图象可知,函数y=-x2+2|x|+3的单调递减区间为[-1,0],[1,+∞).命题点2讨论函数的单调性例2判断并证明函数f (x )=ax 2+1x (其中1<a <3)在[1,2]上的单调性.解函数f (x )=ax 2+1x(1<a <3)在[1,2]上单调递增.证明:设1≤x 1<x 2≤2,则f (x 2)-f (x 1)=ax 22+1x 2-ax 21-1x 1=(x 2-x 1)a (x 1+x 2)-1x 1x 2,由1≤x 1<x 2≤2,得x 2-x 1>0,2<x 1+x 2<4,1<x 1x 2<4,-1<-1x 1x 2<-14.又因为1<a <3,所以2<a (x 1+x 2)<12,得a (x 1+x 2)-1x 1x 2>0,从而f (x 2)-f (x 1)>0,即f (x 2)>f (x 1),故当a ∈(1,3)时,f (x )在[1,2]上单调递增.引申探究如何用导数法求解本例?解f ′(x )=2ax -1x 2=2ax 3-1x 2,因为1≤x ≤2,所以1≤x 3≤8,又1<a <3,所以2ax 3-1>0,所以f ′(x )>0,所以函数f (x )=ax 2+1x (其中1<a <3)在[1,2]上是增函数.思维升华确定函数单调性的方法:(1)定义法和导数法,证明函数单调性只能用定义法和导数法;(2)复合函数法,复合函数单调性的规律是“同增异减”;(3)图象法,图象不连续的单调区间不能用“∪”连接.跟踪训练1(1)下列函数中,满足“∀x 1,x 2∈(0,+∞)且x 1≠x 2,(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]<0”的是()A .f (x )=2xB .f (x )=|x -1|C .f (x )=1x -xD .f (x )=ln(x +1)答案C解析由(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]<0可知,f (x )在(0,+∞)上是减函数,A ,D 选项中,f (x )为增函数;B 中,f (x )=|x -1|在(0,+∞)上不单调;对于f (x )=1x -x ,因为y =1x与y =-x 在(0,+∞)上单调递减,因此f (x )在(0,+∞)上是减函数.(2)函数f (x )=(a -1)x +2在R 上单调递增,则函数g (x )=a |x -2|的单调递减区间是______________.答案(-∞,2]解析因为f (x )在R 上单调递增,所以a -1>0,即a >1,因此g (x )的单调递减区间就是y =|x -2|的单调递减区间(-∞,2].(3)函数f (x )=|x -2|x 的单调递减区间是________.答案[1,2]解析f (x )2-2x ,x ≥2,x 2+2x ,x <2.画出f (x )图象,由图知f (x )的单调递减区间是[1,2].题型二函数的最值1.函数y =x 2-1x 2+1的值域为____________.答案[-1,1)解析由y =x 2-1x 2+1,可得x 2=1+y 1-y.由x 2≥0,知1+y1-y≥0,解得-1≤y <1,故所求函数的值域为[-1,1).2.函数y =x +1-x 2的最大值为________.答案2解析由1-x 2≥0,可得-1≤x ≤1.可令x =cos θ,θ∈[0,π],则y =cos θ+sin θ=2sin θ∈[0,π],所以-1≤y ≤2,故原函数的最大值为 2.3.函数y =|x +1|+|x -2|的值域为________.答案[3,+∞)解析函数y 2x +1,x ≤-1,,-1<x <2,x -1,x ≥2.作出函数的图象如图所示.根据图象可知,函数y =|x +1|+|x -2|的值域为[3,+∞).4.函数y =3x +1x -2的值域为________________.答案{y |y ∈R 且y ≠3}解析y =3x +1x -2=3(x -2)+7x -2=3+7x -2,因为7x -2≠0,所以3+7x -2≠3,所以函数y =3x +1x -2的值域为{y |y ∈R 且y ≠3}.5.函数f (x )-log 2(x +2)在区间[-1,1]上的最大值为________.答案3解析由于y 在[-1,1]上单调递减,y =log 2(x +2)在[-1,1]上单调递增,所以f (x )在[-1,1]上单调递减,故f (x )在[-1,1]上的最大值为f (-1)=3.6.若函数f (x )=x 2+ax +b 在区间[0,1]上的最大值是M ,最小值是m ,则M -m ()A .与a 有关,且与b 有关B .与a 有关,但与b 无关C .与a 无关,且与b 无关D .与a 无关,但与b 有关答案B 解析方法一设x 1,x 2分别是函数f (x )在[0,1]上的最小值点与最大值点,则m =x 21+ax 1+b ,M =x 22+ax 2+b .∴M -m =x 22-x 21+a (x 2-x 1),显然此值与a 有关,与b 无关.故选B.方法二由题意可知,函数f (x )的二次项系数为固定值,则二次函数图象的形状一定.随着b 的变动,相当于图象上下移动,若b 增大k 个单位,则最大值与最小值分别变为M +k ,m +k ,而(M +k )-(m +k )=M -m ,故与b 无关.随着a 的变动,相当于图象左右移动,则M -m 的值在变化,故与a 有关,故选B.思维升华求函数最值的五种常用方法及其思路(1)单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求最值.(2)图象法:先作出函数的图象,再观察其最高点、最低点,求出最值.(3)换元法:对比较复杂的函数可通过换元转化为熟悉的函数,再用相应的方法求最值.(4)分离常数法:形如求y=cx+dax+b(ac≠0)的函数的值域或最值常用分离常数法求解.(5)基本不等式法:先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后用基本不等式求出最值.题型三函数单调性的应用命题点1比较函数值的大小例3已知函数f(x)的图象向左平移1个单位后关于y轴对称,当x2>x1>1时,[f(x2)-f(x1)]·(x2-x1)<0恒成立,设a=f -12,b=f(2),c=f(3),则a,b,c的大小关系为()A.c>a>b B.c>b>aC.a>c>b D.b>a>c答案D解析根据已知可得函数f(x)的图象关于直线x=1对称,且在(1,+∞)上是减函数,因为a=f -12f522<52<3,所以b>a>c.命题点2解函数不等式例4(2018·四川成都五校联考)设函数f(x)是奇函数,且在(0,+∞)内是增函数,又f(-3)=0,则f(x)<0的解集是()A.{x|-3<x<0或x>3}B.{x|x<-3或0<x<3}C.{x|x<-3或x>3}D.{x|-3<x<0或0<x<3}答案B解析∵f(x)是奇函数,f(-3)=0,∴f(-3)=-f(3)=0,解得f(3)=0.∵函数f(x)在(0,+∞)内是增函数,∴当0<x<3时,f(x)<0;当x>3时,f(x)>0.∵函数f(x)是奇函数,∴当-3<x<0时,f(x)>0;当x<-3时,f(x)<0.则不等式f (x )<0的解集是{x |0<x <3或x <-3}.命题点3求参数的取值范围例5(1)(2018·全国Ⅱ)若f (x )=cos x -sin x 在[0,a ]上是减函数,则a 的最大值是()A.π4B.π2C.3π4D .π答案C解析∵f (x )=cos x -sin x =-2sin∴当x -π4∈-π2,π2,即x ∈-π4,3π4时,y =sinf (x )=-2sin ∴-π4,3π4是f (x )在原点附近的单调减区间,结合条件得[0,a ]⊆-π4,3π4,∴a ≤3π4,即a max =3π4.(2)已知函数f (x )2+12a -2,x ≤1,x -a ,x >1,若f (x )在(0,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围为________.答案(1,2]解析由题意,得12+12a -2≤0,则a ≤2,又y =a x -a (x >1)是增函数,故a >1,所以a 的取值范围为1<a ≤2.(3)(2018·安徽滁州中学月考)已知函数f (x )=log 2(x 2-ax +3a )在[2,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是______________.答案(-4,4]解析设g (x )=x 2-ax +3a ,根据对数函数及复合函数的单调性知,g (x )在[2,+∞)上是增函数,且g (2)>0,2,a >0,∴-4<a ≤4,∴实数a 的取值范围是(-4,4].思维升华函数单调性应用问题的常见类型及解题策略(1)比较大小.(2)解不等式.利用函数的单调性将“f ”符号脱掉,转化为具体的不等式求解,应注意函数的定义域.(3)利用单调性求参数.①依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较;②需注意若函数在区间[a ,b ]上是单调的,则该函数在此区间的任意子集上也是单调的;③分段函数的单调性,除注意各段的单调性外,还要注意衔接点的取值.跟踪训练2(1)如果函数f (x )2-a )x +1,x <1,x ,x ≥1满足对任意x 1≠x 2,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0成立,那么a 的取值范围是________.答案32,解析对任意x 1≠x 2,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0,所以y =f (x )在(-∞,+∞)上是增函数.-a >0,>1,2-a )×1+1≤a ,解得32≤a <2.故实数a 的取值范围是32,(2)已知函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的函数,且在该区间上单调递增,则满足f (2x -1)<f x 的取值范围是______________.答案12,解析因为函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的增函数,且满足f (2x -1)<所以0≤2x -1<13,解得12≤x <23.1.下列函数中,在区间(0,+∞)上为增函数的是()A .y =ln(x +2)B .y =-x +1C .yD .y =x +1x答案A解析函数y=ln(x+2)的增区间为(-2,+∞),所以在(0,+∞)上一定是增函数.2.已知函数f(x)=x2-2x-3,则该函数的单调递增区间为()A.(-∞,1]B.[3,+∞)C.(-∞,-1]D.[1,+∞)答案B解析设t=x2-2x-3,由t≥0,即x2-2x-3≥0,解得x≤-1或x≥3,所以函数f(x)的定义域为(-∞,-1]∪[3,+∞).因为函数t=x2-2x-3的图象的对称轴为x=1,所以函数t在(-∞,-1]上单调递减,在[3,+∞)上单调递增,所以函数f(x)的单调递增区间为[3,+∞).3.设偶函数f(x)的定义域为R,当x∈[0,+∞)时,f(x)是增函数,则f(-2),f(π),f(-3)的大小关系是()A.f(π)>f(-3)>f(-2)B.f(π)>f(-2)>f(-3)C.f(π)<f(-3)<f(-2)D.f(π)<f(-2)<f(-3)答案A解析因为f(x)是偶函数,所以f(-3)=f(3),f(-2)=f(2).又因为函数f(x)在[0,+∞)上是增函数,所以f(π)>f(3)>f(2),即f(π)>f(-3)>f(-2).4.已知函数f(x)-2a)x,x≤1,a x+13,x>1,当x1≠x2时,f(x1)-f(x2)x1-x2<0,则a的取值范围是(),13 B.13,12,12 D.14,13答案A解析当x1≠x2时,f(x1)-f(x2)x1-x2<0,∴f(x)是R上的减函数.∵f(x)-2a)x,x≤1,a x+13,x>1,-2a<1,a<1,-2a≥13,∴0<a≤13.5.设f (x )x -a )2,x ≤0,+1x +a ,x >0,若f (0)是f (x )的最小值,则a 的取值范围为()A .[-1,2]B .[-1,0]C .[1,2]D .[0,2]答案D 解析∵当x ≤0时,f (x )=(x -a )2,f (0)是f (x )的最小值,∴a ≥0.当x >0时,f (x )=x +1x +a ≥2+a ,当且仅当x =1时取“=”.要满足f (0)是f (x )的最小值,需2+a ≥f (0)=a 2,即a 2-a -2≤0,解得-1≤a ≤2.∴a 的取值范围是0≤a ≤2.故选D.6.已知函数f (x )2x ,x ≥1,+c ,x <1,则“c =-1”是“函数f (x )在R 上单调递增”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件答案A 解析若函数f (x )在R 上单调递增,则需log 21≥c +1,即c ≤-1.由于c =-1,即c ≤-1,但c ≤-1不能得出c =-1,所以“c =-1”是“函数f (x )在R 上单调递增”的充分不必要条件.7.已知奇函数f (x )在R 上是增函数.若a =-b =f (log 24.1),c =f (20.8),则a ,b ,c 的大小关系为________________.答案a >b >c 解析∵f (x )在R 上是奇函数,∴a =-log f (log 25).又f (x )在R 上是增函数,且log 25>log 24.1>log 24=2>20.8,∴f (log 25)>f (log 24.1)>f (20.8),∴a >b >c .8.如果函数f (x )=ax 2+2x -3在区间(-∞,4)上单调递增,则实数a 的取值范围是______________.答案-14,0解析当a =0时,f (x )=2x -3在定义域R 上是单调递增的,故在(-∞,4)上单调递增;当a ≠0时,二次函数f (x )的对称轴为x =-1a,因为f (x )在(-∞,4)上单调递增,所以a <0,且-1a ≥4,解得-14≤a <0.综上,实数a 的取值范围是-140.9.记min{a ,b },a ≤b ,,a >b ,若f (x )=min{x +2,10-x }(x ≥0),则f (x )的最大值为________.答案6解析由题意知,f (x )+2,0≤x ≤4,-x ,x >4,易知f (x )max =f (4)=6.10.设函数f (x )x 2+4x ,x ≤4,2x ,x >4.若函数y =f (x )在区间(a ,a +1)上单调递增,则实数a的取值范围是__________________.答案(-∞,1]∪[4,+∞)解析作函数f (x )的图象如图所示,由图象可知f (x )在(a ,a +1)上单调递增,需满足a ≥4或a +1≤2,即a ≤1或a ≥4.11.已知f (x )=x x -a(x ≠a ).(1)若a =-2,试证f (x )在(-∞,-2)上单调递增;(2)若a >0且f (x )在(1,+∞)上单调递减,求a 的取值范围.(1)证明当a =-2时,f (x )=x x +2.设x 1<x 2<-2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1+2-x 2x 2+2=2(x 1-x 2)(x 1+2)(x 2+2).因为(x 1+2)(x 2+2)>0,x 1-x 2<0,所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2),所以f (x )在(-∞,-2)上单调递增.(2)解设1<x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1-a -x 2x 2-a=a (x 2-x 1)(x 1-a )(x 2-a ).因为a >0,x 2-x 1>0,所以要使f (x 1)-f (x 2)>0,只需(x 1-a )(x 2-a )>0恒成立,所以a ≤1.综上所述,0<a ≤1.12.(2018·河南南阳一中月考)设函数f (x )=ax 2+bx +1(a ,b ∈R ),F (x )x ),x >0,f (x ),x <0.(1)若f (-1)=0,且对任意实数x 均有f (x )≥0成立,求F (x )的解析式;(2)在(1)的条件下,当x ∈[-2,2]时,g (x )=f (x )-kx 是单调函数,求实数k 的取值范围.解(1)∵f (-1)=0,∴b =a +1.由f (x )≥0恒成立,知a >0且方程ax 2+bx +1=0中Δ=b 2-4a =(a +1)2-4a =(a -1)2≤0,∴a =1.从而f (x )=x 2+2x +1.∴F (x )x +1)2,x >0,(x +1)2,x <0.(2)由(1)可知f (x )=x 2+2x +1,∴g (x )=f (x )-kx =x 2+(2-k )x +1,由g (x )在[-2,2]上是单调函数,知-2-k 2≤-2或-2-k 2≥2,得k ≤-2或k ≥6.即实数k 的取值范围为(-∞,-2]∪[6,+∞).13.已知函数f (x )3,x ≤0,(x +1),x >0,若f (2-x 2)>f (x ),则实数x 的取值范围是()A .(-∞,-1)∪(2,+∞)B .(-∞,-2)∪(1,+∞)C .(-1,2)D .(-2,1)答案D 解析∵当x =0时,两个表达式对应的函数值都为0,∴函数的图象是一条连续的曲线.又∵当x ≤0时,函数f (x )=x 3为增函数,当x >0时,f (x )=ln(x +1)也是增函数,∴函数f (x )是定义在R 上的增函数.因此,不等式f (2-x 2)>f (x )等价于2-x 2>x ,即x 2+x -2<0,解得-2<x <1.14.已知f (x )2-4x +3,x ≤0,x 2-2x +3,x >0,不等式f (x +a )>f (2a -x )在[a ,a +1]上恒成立,则实数a 的取值范围是________.答案(-∞,-2)解析二次函数y 1=x 2-4x +3的对称轴是x =2,∴该函数在(-∞,0]上单调递减,∴x 2-4x +3≥3,同样可知函数y 2=-x 2-2x +3在(0,+∞)上单调递减,∴-x 2-2x +3<3,∴f (x )在R 上单调递减,∴由f (x +a )>f (2a -x )得到x +a <2a -x ,即2x <a ,∴2x <a 在[a ,a +1]上恒成立,∴2(a +1)<a ,∴a <-2,∴实数a 的取值范围是(-∞,-2).15.已知函数f (x )=2020x +ln(x 2+1+x )-2020-x +1,则不等式f (2x -1)+f (2x )>2的解集为____________.答案解析由题意知,f (-x )+f (x )=2,∴f (2x -1)+f (2x )>2可化为f (2x -1)>f (-2x ),又由题意知函数f (x )在R 上单调递增,∴2x -1>-2x ,∴x >14,∴16.已知定义在区间(0,+∞)上的函数f (x )是增函数,f (1)=0,f (3)=1.(1)解不等式0<f (x 2-1)<1;(2)若f (x )≤m 2-2am +1对所有x ∈(0,3],a ∈[-1,1]恒成立,求实数m 的取值范围.解(1)2-1>0,x 2-1<3,得2<x <2或-2<x <- 2.∴原不等式的解集为(-2,-2)∪(2,2).(2)∵函数f (x )在(0,3]上是增函数,∴f (x )在(0,3]上的最大值为f (3)=1,∴不等式f (x )≤m 2-2am +1对所有x ∈(0,3],a ∈[-1,1]恒成立转化为1≤m 2-2am +1对所有a ∈[-1,1]恒成立,即m 2-2am ≥0对所有a ∈[-1,1]恒成立.设g (a )=-2ma +m 2,a ∈[-1,1],∴(-1)≥0,(1)≥0,m +m 2≥0,2m +m 2≥0,解该不等式组,得m ≤-2或m ≥2或m =0,即实数m 的取值范围为(-∞,-2]∪{0}∪[2,+∞).。
(二)函数的定义域(1)解决函数问题,优先考虑定义域.若没有标明定义域,则认为定义域是使得函数解析式有意义的x 的取值范围.实际问题中还要考虑自变量的实际意义.(2)分式中分母0≠;偶次根式中被开方数应为非负数;)0(10≠==x x y ;)10(≠>=a a a y x 且;,log x y a =真数,0>x 底数10≠>a a 且;x y sin =定义域为,R x y cos =定义域为,R x y tan =定义域为x {|},2Z k k x ∈+≠ππ.(3)复合函数的定义域方法:①定义域是输入值x 的集合;②同一对应法则下的括号内整体范围一样.例:已知)1(+=x f y 的定义域为],3,2[-则)12(-=x f y 的定义域为.答案:]25,0[小结:①若已知)(x f 的定义域为],,[b a 则复合函数))((x g f 的定义域可由b x g a ≤≤)(解出;②若已知))((x g f 的定义域为],,[b a 则)(x f 的定义域即为],[b a x ∈时)(x g 的值域.(三)函数的值域(数形结合)常用方法法一:图象法(形)1.)10(22≤<+-=x x x y 2..30,113<≤+-=x x x y 3..14,4-≤≤-+=x xx y 法二:换元法+图象法(形)4.3212++=x x y 5.x x y 21-+= 6.1212+-=x x y 7.)0(422>+=x x x y 8.).1(1542>-+-=x x x x y 9.)10(210212≤≤++=x x xy 法三:单调性(导数和单调性的性质)(数)10.x x y 21--=11.2,0[,sin π∈+=x x x y 12.]3,3[,8123-∈+-=x x x y 法四:几何意义(形)13.2cos 1sin --=x x y 答案:1.]81,1[-;2.)2,1[-;3.]4,5[--;4.]21,0(;5.]1,(-∞;6.)1,1(-;7.]21,0(;8.),222[+∞-;9.]10103,22[;10.21,(-∞;11.]12,0[+π;12.]24,8[-;13.34,0[。
名师预测1.函数y =(13)x 2的值域是( )A .(0,+∞)B .(0,1)C .(0,1]D .[1,+∞)2.函数f (x )=log 2(3x -1)的定义域为( ) A .(0,+∞) B .[0,+∞) C .(1,+∞)D .[1,+∞)3.函数y =x x -1-lg 1x 的定义域为( )A .{x |x >0}B .{x |x ≥1}C .{x |x ≥1或x <0}D .{x |0<x ≤1}4.下列函数中值域为正实数集的是( ) A .y =-5xB .y =(13)1-xC .y =12x-1D .y =1-2x5.已知函数f (x )=a x -1(a >0,a ≠1)的定义域和值域都是[1,2],则a 的值为( ) A.22B .2 C. 2D.136.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2, |x |≥1,x , |x |<1,g (x )是二次函数,若f (g (x ))的值域是[0,+∞),则g (x )的值域是( )A .(-∞,-1]∪[1,+∞)B .(-∞,-1]∪[0,+∞)C .[0,+∞)D .[1,+∞)7.已知等腰△ABC 周长为10,则底边长y 关于腰长x 的函数关系为y =10-2x ,则函数的定义域为( )A .RB .{x |x >0}C .{x |0<x <5}D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |52<x <58.函数y =2x -1的定义域是(-∞,1)∪[2,5),则其值域是( )A .(-∞,0)∪⎝⎛⎦⎤12,2 B .(-∞,2] C.⎝⎛⎭⎫-∞,12∪[2,+∞)D .(0,+∞)9.函数y =2--x 2+4x 的值域是( ) A .[-2,2] B .[1,2] C .[0,2]D .[-2,2] 10.定义区间[x 1,x 2](x 1<x 2)的长度为x 2-x 1,已知函数f (x )=|log 12x |的定义域为[a ,b ],值域为[0,2],则区间[a ,b ]的长度的最大值与最小值的差为________.11.函数y =16-x -x 2的定义域是________.12.函数f (x )=x +x x -2的定义域是________. 13.设函数f (x )=12(x +|x |),则函数f [f (x )]的值域为________.14.函数y =x +1+x -10lg 2-x 的定义域是________.15.函数y =x -x (x ≥0)的最大值为________.16.已知函数f (x )的定义域为[0,1],值域为[1,2],则函数f (x +2)的定义域为____________,值域为__________.17.求下列函数的值域.(1)y =1-x 2x +5;(2)y =2x -1-13-4x .18.若函数f (x )=12x 2-x +a 的定义域和值域均为[1,b ](b >1),求a 、b 的值.19.已知函数g (x )=x +1, h (x )=1x +3,x ∈(-3,a ],其中a 为常数且a >0,令函数f (x )=g (x )·h (x ). (1)求函数f (x )的表达式,并求其定义域; (2)当a =14时,求函数f (x )的值域.20.求下列函数的定义域: (1)y =25-x 2+lgcos x ; (2)y =log 2(-x 2+2x ).21.设O 为坐标原点,给定一个定点A (4,3),而点B (x,0)在x 轴的正半轴上移动,l (x )表示AB 的长,求函数y =xl x的值域.22.已知函数f (x )=x 2+4ax +2a +6. (1)若函数f (x )的值域为[0,+∞),求a 的值;(2)若函数f (x )的函数值均为非负数,求g (a )=2-a |a +3|的值域.23.运货卡车以每小时x 千米的速度匀速行驶130千米(50≤x ≤100)(单位:千米/小时).假设汽油的价格是每升2元,而汽车每小时耗油⎝⎛⎭⎫2+x2360升,司机的工资是每小时14元. (1)求这次行车总费用y 关于x 的表达式;(2)当x 为何值时,这次行车的总费用最低,并求出最低费用的值.答案:B13.解析:先去绝对值,当x≥0时,f(x)=x,故f[f(x)]=f(x)=x,当x<0时,f(x)=0,故f[f(x)]=f(0)=0,即f [f (x )]=⎩⎨⎧xx ≥00x <0,易知其值域为[0,+∞).答案:[0,+∞)(2)法一:(换元法)设13-4x =t ,则t ≥0,x =13-t 24,于是y =g (t )=2·13-t 24-1-t ,=-12t 2-t +112=-12(t +1)2+6,显然函数g (t )在[0,+∞)上是单调递减函数,又t ∈⎣⎡⎦⎤1,32时,t +4t 单调递减, F (t )单调递增,F (t )∈⎣⎡⎦⎤13,613.即函数f (x )的值域为⎣⎡⎦⎤13,613.∴g (a )=2-a |a +3|=-a 2-3a +2 =-⎝⎛⎭⎫a +322+174⎝⎛⎭⎫a ∈⎣⎡⎦⎤-1,32. ∵二次函数g (a )在⎣⎡⎦⎤-1,32上单调递减,。
第二节 函数的定义域与值域(最值)考纲解读 会求―些简单函数的定义域和值域命题趋势探究 考查重点是求解函数的定义域和值域 知识点精讲一、函数的定义域求解函数的定义域应注意: (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)零次幂或负指数次幂的底数不为零;(5)三角函数中的正切tan y x =的定义域是{,x x R ∈且,2x kx k Z π⎫≠+∈⎬⎭; (6)已知()f x 的定义域求解()f g x ⎡⎤⎣⎦的定义域,或已知()f g x ⎡⎤⎣⎦的定义域求()f x 的定义域,遵循两点:①定义域是指自变量的取值范围;②在同一对应法则∫下,括号内式子的范围相同;(7)对于实际问题中函数的定义域,还需根据实际意义再限制,从而得到实际问题函数的定义域.二、函数的值域求解函数值域主要有以下十种方法: (1)观察法;(2)配方法;(3)图像法;(4)基本不等式法,(5)换元法;(6)分离常数法;(7)判别式法;(8)单调性法,(9)有界性法;(10)导数法. 需要指出的是,定义域或值域的结果必须写成区间或集合的形式. 题型归纳及思路提示题型13 函数定义域的求解 思路提示对求函数定义域问题的思路是:(1)先列出使式子()f x 有意义的不等式或不等式组; (2)解不等式组;(3)将解集写成集合或区间的形式. 二、给出函数解析式求解定义域 例2.函数ln 1x y +=的定义域为( ).A.(-4,-1)B.(-4,1)C.(-1,1)D.(-1,1]变式1函数()1y x=-的定义域为()A.(0,1) B[0,1) C.(0,1] D[0,1]变式2求函数()2f x=的定义域.三、抽象函数定义域已知()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,或已知()f g x ⎡⎤⎣⎦的定义域求()f h x ⎡⎤⎣⎦的定义域. 解题时注意:(1)定义域是指自变量的取值范围;(2)在同一对应法则∫的作用下括号内式子的范围相同.例2.11 (1)已知函数()f x 的定义域为(0,1)求()2f x 的定义域 (2)已知函数()2f x 的定义域为(2,4)求()f x 的定义域 (3)已知函数()2f x 的定义域为(1,2)求()21f x +的定义域.评注 定义域是对自变量而言的,如()2f x 的定义域为(1,2)指的是x 的范围而非2x 的范围.变式1 已知函数()2x f 的定义域是[0,1],求()21f x -的定义域.变式2设()2lg2xf x x+=-,则22x f f x ⎛⎫⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的定义域为() A(-4,0)U(0,4) B ()()4,41,4-- C. ()()2,11,2-- D ()()4,22,4--三、实际问题中函数定义域的求解例2.12 如图2-3所示,用长为1的铁丝弯成下部为矩形上部为半圆形的框架,若半圆半径为x ,求此框架围成的面积y 与x 的函数式y =()f x ,并写出其定义域.分析 在求实际问题函数的定义域时,应注意根据实际意义再限制,从而得到实际问题函数的定义城.评注 求实际问题函数的定义域时,除考虑函数的解析式有意义外、还要考虑使实际问题有意义,如本题中要根据各种度量的存在性来确定函数的定义域题型14函数定义域的应用思路提示 对函数定义域的应用,是逆向思维问题,常常转化为恒成立问题求解,必要时对参数进行分类讨论.例2.13若函数()f x = 的定义域为R ,则实数a 的取值范围为_____.变式1 若函数()2143f x ax ax =++的定义域是R ,求则实数a 的取值范围是() A.{}a a R ∈ B.304a a ⎧⎫≤≤⎨⎬⎩⎭ C.34a a ⎧⎫>⎨⎬⎩⎭ D.304a a ⎧⎫≤<⎨⎬⎩⎭变式2 函数()2lg 1y ax ax =-+ 的定义域是R,求a 的取值范围.变式3若函数y =的定义域为R ,求实数a 的取值范围.题型15 函数值域的求解思路提示 函数值域的求法主要有以下几种(1)观察法:根据最基本函数值域(如2x ≥0,0xa >及函数的图像、性质、简单的计算、推理,凭观察能直接得到些简单的复合函数的值域.(2)配方法:对于形如()20y ax bx c a =++≠的值域问题可充分利用二次函数可配方的特点,结合二次函数的定义城求出函数的值域.(3)图像法:根据所给数学式子的特征,构造合适的几何模型.(4)基本不等式法:注意使用基本不等式的条件,即一正、二定、三相等.(5)换元法:分为三角换元法与代数换元法,对于形y ax b =+换元将原函数转化为二次型函数.(6)分离常数法:对某些齐次分式型的函数进行常数化处理,使函数解析式简化内便于分析.(7)判别式法:把函数解析式化为关于x 的―元二次方程,利用一元二次方程的判别式求值域,一般地,形如y Ax B =+ ,c bx ax++2或fex d c bx a y x x ++++=22的函数值域问题可运用判别式法(注意x 的取值范围必须为实数集R ).(8) 单调性法:先确定函数在定义域(或它的子集)内的单调性,再求出值域.对于形如d cx b ax y +++=或d cx b ax y +++=的函数,当ac>0时可利用单调性法.(9)有界性法:充分利用三角函数或一些代数表达式的有界性,求出值域.因为常出现反解出y 的表达式的过程,故又常称此为反解有界性法.(10) 导数法:先利用导数求出函数的极大值和极小值,再确定最大(小)值,从而求出函数的值域.一 观察法 例 2.14 求函数1+=x y 的值域.变式1 函数)(122R x y x x ∈+=的值域是 .变式2 函数)(1||||R x x x y ∈+=的值域是 .二 配方法例 2.15 求函数xx y 245-+=的值域..变式1 求函数)1(11)(x x x f --=的值域.变式2 求x x x f -++=53)(的值域.变式3 设函数)0()(2<++=a c bx a x f x 的定义域为D ,若所有点),()),(,(D t s t f s ∈构成一个正方形区域,则a 的值为( ).A -2B -4C -8D 不能确定三 图像法(数形结合)例 2.16 求函数y =.评注 本题中也可看着动点P (x,0)与两定点A¹(-1,1),B¹(1,1)的距离之和,同理利用数形结合思想,|PA¹|+|PB¹|'''||A B ≥=|PA¹|+|PB¹|的最小值为.变式1 求函数y=|x+1|+|x-2|的值域.变式2 函数()2)f x x π=≤≤的值域是( ).A 2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B []1,0-C ⎡⎤⎣⎦D ⎡⎤⎣⎦变式3函数()f x=的值域是().A6655⎡⎢⎣⎦B6355⎡⎢⎣⎦C6,25⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D62,5⎡-+-⎢⎣⎦四基本不等式法例2.17已知x>2,求函数245()24x xf xx-+=-的值域.变式1 求函数11y xx=++的值域.五、换元法(代数换元与三角换元)【例2.18】求函数]2,1[,3243)(-∈+-⋅=x x f xx的值域.变式1:求函数x x y -+=2的值域.变式2:求函数22x x y -+=的值域.六、分离常数法【例2.19】求212++=x x e e y 的值域.变式1:求函数153--x x y 的值域.变式2:求函数66522-++-=x x x x y 的值域.七、判别式法【例2.20】求函数2211x x y x x -+=++的值域.变式1:已知函数1)(2++=x bax x f 的值域为]4,1[-,求b a ,的值.变式2:已知函数18log )(223+++=x nx mx x f 的定义域为R ,值域为]2,0[,求n m ,的值.【例2.21】求函数11++-=x x y 的值域.变式1:求函数11--+=x x y 的值域.变式2:函数x x x f 3245)(---=的值域是_______________.变式3:求函数225222+++++=x x x x y 的值域.变式4:求函数225222++-++=x x x x y 的值域.【例2.22】求函数)(2222R x x x y ∈+=的值域.变式1:已知函数])1,0[(22∈+=x e e y xx,求函数的值域.变式2:已知函数34)(,1)(2-+-=-=x x x g e x f x,若有)()(b f a f =,则b 的取值范围为( )]22,22.[+-A )22,22.(+-B ]3,1.[C )3,1.(D【例2.23】已知π<<x 0,求函数xxy sin cos 2-=的值域.评注 本题也可以用数形结合思想求解,设x v x u cos ,sin =-=,则y 的几何意义为点)2,0(与点),(v u 所确定直线的斜率,其中),(v u 为单位圆在y 轴左侧部分.变式1:已知)2,0[π∈x ,求函数xxy cos 2sin 1--=的值域.十、导数法【例2.24】求函数])3,3[(12)(3-∈-=x x x x f 的值域.评注 对于三次函数以及复杂的函数求值域一般都用导数法求解,此类解法在第三章导数中有更为系统的介绍.变式1:若函数cx bx x y ++=23在区间]0,(-∞及),2[+∞上都是增函数,而在)2,0(上是减函数,求此函数在]4,1[-上的值域.最有效训练题5(限时45分钟)1.已知R a ∈,则下列函数中定义域和值域都可能是R 的是( )a x y A +=2. 1.2+=ax y B 1.2++=x ax y C 1.2++=ax x y D 2.若函数344)(2++-=mx mx x x f 的定义域为R ,则实数m 的取值范围是( )R A . )43,0.(B ),43.(+∞C )43,0.[D3.定义域为R 是函数)(x f y =的值域为],[b a ,则函数)(a x f y +=的值域是( ) ],2.[b a a A + ],0.[a b B - ],.[b a C ],[b a a +-4.函数x y 416-=的值域是( )),0.[+∞A ]4,0.[B )4,0.[C )4,0.(D5.设函数)(2)(2R x x x g ∈-=,⎩⎨⎧≥-<++=))(()())((4)()(x g x x x g x g x x x g x f ,则)(x f 的值域是( )),1(]0,49.[+∞-A ),0.[+∞B ),49.[+∞-C ),2(]0,49.[+∞- D 6.对任意两实数b a ,,定义运算“*”如下:⎩⎨⎧>≤=)()(*b a b b a a b a 若若,函数x x x f 221l o g *)23(l o g )(-=的值域为( ))0,.(-∞A ),0.(+∞B ]0,.(-∞C ),0.[+∞D (7)函数)2lg(1x x y -++=的定义域是________________.(8)函数],0[,2sin 1cos π∈--=x x x y 的值域为________________.(9)若函数)(x f y =的值域为]3,1[,则函数)3(21)(+-=x f x F 的值域是____________. (10)已知函数430(2--=x x x f ,定义域为],0[m ,值域为]4,425[--,则m 的取值范围是_________________. (11)求下列函数的定义域. (1)1||212-+-=x x y ;(2)02)45()34lg(-++=x x x y ;(3)x x y cos lg 252+-=;(4))34(log 25.0x x y -=; (5)xey -=11;(6)229)2lg()(xx x x f --=;(7)已知函数)(x f 的定义域是]4,2[-,求)3(2x x f -的定义域; (8)已知函数)1(+x f 的定义域为]3,2[-,求)22(2-x f 的定义域.12.求下列函数的值域.(1))30(1422≤≤+-=x x x y ;(2)xxy 2121+-=; (3)2234x x y -+-=; (4)x x y 212-+=; (5)21x x y -+=;(6)xxy sin 2sin -=;(7))1)(111(log 5.0>+-+=x x x y ; (8)1322+-+-=x x x x y .【。