函数及其表示
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函数及其表示知识点一、函数的定义和特征在数学中,函数是一种关系,它将一个或多个输入值映射到一个唯一的输出值。
函数通常用字母表示,例如f(x)或g(y),其中x和y是输入值,f(x)和g(y)是对应的输出。
函数的定义可以用多种方式表达,比如公式、算法或图表。
函数的核心特征是单值性和一对一性。
单值性要求每个输入对应唯一的输出,而一对一性则要求每个输出值只能由一个输入产生。
二、函数的符号表示函数可以用多种符号来表示,最常见的是用函数名和自变量表示函数。
例如,f(x)表示一个以x为自变量的函数。
函数的符号表示还可以用映射符号箭头“→”表示,例如f: x→f(x)。
在离散数学中,函数也可以使用集合的形式表示。
例如,如果定义了一个函数f,将集合A中的元素映射到集合B中的元素,可以用f: A→B表示。
三、函数的图像表示函数的图像是一种常用的表示方式。
通过绘制函数的图像,我们可以直观地了解函数的特点和关系。
函数的图像通常是在笛卡尔坐标系中绘制的。
横轴表示自变量,纵轴表示函数的值。
函数的图像可以是曲线、直线、折线等不同形状。
曲线图像可以反映函数的变化趋势和特征,而直线和折线图像则更加简单明了。
四、函数的性质和分类函数有许多性质和分类。
其中一些重要的性质包括:1. 定义域和值域:函数的定义域是自变量的取值范围,值域是函数的所有可能输出值的集合。
2. 奇偶性:如果一个函数满足f(-x) = -f(x),则称其为奇函数;如果满足f(-x) = f(x),则称其为偶函数。
3. 增减性:函数的增减性描述了函数的单调性。
如果函数在定义域上是递增的,称其为增函数;如果在定义域上是递减的,称其为减函数。
根据函数的具体形式和性质,我们可以将函数进行分类,常见的函数包括:1. 线性函数:形如f(x) = kx + b的函数,其中k和b是常数。
2. 幂函数:形如f(x) = x^a的函数,其中a是常数。
3. 指数函数:形如f(x) = a^x的函数,其中a是常数。
第1讲函数及其表示一、知识梳理1.函数的概念函数两集合A,B A,B是两个非空数集对应关系f:A→B 如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)与之对应名称称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数记法y=f(x),x∈A(1)函数的定义域、值域在函数y=f(x),x∈A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值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.显然,值域是集合B 的子集.(2)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.(3)函数的表示法表示函数的常用方法有:解析法、图象法、列表法.[注意] 函数图象的特征:与x轴垂直的直线与其最多有一个公共点.利用这个特征可以判断一个图形能否作为一个函数的图象.3.分段函数若函数在其定义域的不同子集上,因对应关系不同而分别用几个不同的式子来表示,这种函数称为分段函数.[注意]分段函数是一个函数,而不是几个函数,分段函数的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集.常用结论几种常见函数的定义域(1)f (x )为分式型函数时,定义域为使分母不为零的实数集合. (2)f (x )为偶次根式型函数时,定义域为使被开方式非负的实数的集合.(3)f (x )为对数式时,函数的定义域是真数为正数、底数为正且不为1的实数集合. (4)若f (x )=x 0,则定义域为{x |x ≠0}. (5)指数函数的底数大于0且不等于1.(6)正切函数y =tan x 的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≠k π+π2,k ∈Z .二、教材衍化1.下列函数中,与函数y =x +1是相等函数的是( ) A .y =(x +1)2 B .y =3x 3+1 C .y =x 2x +1D .y =x 2+1答案:B2.函数y =f (x )的图象如图所示,那么f (x )的定义域是________;值域是________;其中只有唯一的x 值与之对应的y 值的范围是________.答案:[-3,0]∪[2,3] [1,5] [1,2)∪(4,5] 3.函数y =x -2·x +2的定义域是________.解析:⎩⎪⎨⎪⎧x -2≥0,x +2≥0,⇒x ≥2.答案:[2,+∞)4.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≥0,x 2,x <0,则f (-2)=________,f [f (-2)]=________.解析:f (-2)=(-2)2=4,f [f (-2)]=f (4)=4+1=5. 答案:4 5一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)对于函数f :A →B ,其值域是集合B .( ) (2)函数f (x )=x 2-2x 与g (t )=t 2-2t 是同一函数.( )(3)若两个函数的定义域与值域相同,则这两个函数是相等函数.( ) (4)函数f (x )的图象与直线x =1最多有一个交点.( ) (5)分段函数是由两个或几个函数组成的.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× 二、易错纠偏常见误区| (1)对函数概念理解不透彻; (2)对分段函数解不等式时忘记范围; (3)换元法求解析式,反解忽视范围.1.已知集合P ={x |0≤x ≤4},Q ={y |0≤y ≤2},下列从P 到Q 的各对应关系f 中不是函数的是________.(填序号)①f :x →y =12x ;②f :x →y =13x ;③f :x →y =23x ;④f :x →y =x .解析:对于③,因为当x =4时,y =23×4=83∉Q ,所以③不是函数.答案:③2.设函数f (x )=⎩⎨⎧(x +1)2,x <1,4-x -1,x ≥1,则使得f (x )≥1的自变量x 的取值范围为________.解析:因为f (x )是分段函数,所以f (x )≥1应分段求解.当x <1时,f (x )≥1⇒(x +1)2≥1⇒x ≤-2或x ≥0,所以x ≤-2或0≤x <1;当x ≥1时,f (x )≥1⇒4-x -1≥1,即x -1≤3,所以1≤x ≤10.综上所述,x ≤-2或0≤x ≤10,即x ∈(-∞,-2]∪[0,10].答案:(-∞,-2]∪[0,10]3.已知f (x )=x -1,则f (x )=________.解析:令t =x ,则t ≥0,x =t 2,所以f (t )=t 2-1(t ≥0),即f (x )=x 2-1(x ≥0). 答案:x 2-1(x ≥0)考点一 函数的定义域(基础型) 复习指导| 学习用集合与对应的语言来刻画函数,了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域和值域.核心素养:数学抽象 角度一 求函数的定义域(1)(2020·安徽宣城八校联考)函数y =-x 2+2x +3lg (x +1)的定义域为( )A .(-1,3]B .(-1,0)∪(0,3]C . [-1,3]D .[-1,0)∪(0,3](2)(2020·华南师范大学附属中学月考)已知函数f (x )的定义域是[-1,1],则函数g (x )=f (2x -1)ln (1-x )的定义域是( )A .[0,1]B .(0,1)C .[0,1)D .(0,1] 【解析】 (1)要使函数有意义,x 需满足⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x +3≥0,x +1>0,x +1≠1,解得-1<x <0或0<x ≤3,所以函数的定义域为(-1,0)∪(0,3].故选B .(2)由函数f (x )的定义域为[-1,1],得-1≤x ≤1,令-1≤2x -1≤1,解得0≤x ≤1,又由1-x >0且1-x ≠1,解得x <1且x ≠0,所以函数g (x )的定义域为(0,1),故选B .【答案】 (1)B (2)B求函数定义域的两种方法方法 解读适合题型直接法构造使解析式有意义的不等式(组)求解已知函数的具体表达式,求f (x )的定义域转移法若y =f (x )的定义域为(a ,b ),则解不等式a <g (x )<b 即可求出y =f (g (x ))的定义域已知f (x )的定义域,求f (g (x ))的定义域若y =f (g (x ))的定义域为(a ,b ),则求出g (x )在(a ,b )上的值域即得f (x )的定义域已知f (g (x ))的定义域,求f (x )的定义域[提醒] 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.角度二 已知函数的定义域求参数若函数f (x )=mx 2+mx +1的定义域为一切实数,则实数m 的取值范围是________.【解析】 由题意可得mx 2+mx +1≥0对x ∈R 恒成立. 当m =0时,1≥0恒成立;当m ≠0时,则⎩⎨⎧m >0,Δ=m 2-4m ≤0, 解得0<m ≤4. 综上可得0≤m ≤4. 【答案】 [0,4]已知函数的定义域求参数的取值范围,通常是根据已知的定义域将问题转化为方程或不等式恒成立的问题,然后求得参数的值或范围.1.函数f (x )=3xx -1+ln(2x -x 2)的定义域为( ) A .(2,+∞) B .(1,2) C .(0,2)D .[1,2]解析:选B .要使函数有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧x -1>0,2x -x 2>0,解得1<x <2. 所以函数f (x )=3xx -1+ln(2x -x 2)的定义域为(1,2).2.如果函数f (x )=ln(-2x +a )的定义域为(-∞,1),那么实数a 的值为( ) A .-2 B .-1 C .1D .2解析:选D .因为-2x +a >0, 所以x <a 2,所以a2=1,所以a =2.3.(2020·山东安丘质量检测)已知函数f (x )的定义域为[0,2],则函数g (x )=f ⎝⎛⎭⎫12x + 8-2x 的定义域为( ) A .[0,3]B .[0,2]C .[1,2]D .[1,3]解析:选A .由题意,可知x 满足⎩⎪⎨⎪⎧0≤12x ≤2,8-2x ≥0,解得0≤x ≤3,即函数g (x )的定义域为[0,3],故选A . 考点二 函数的解析式(基础型) 复习指导| 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.核心素养:数学运算(1)已知f ⎝⎛⎭⎫2x +1=lg x ,则f (x )的解析式为________.(2)若f (x )为二次函数且f (0)=3,f (x +2)-f (x )=4x +2,则f (x )的解析式为________. (3)已知函数f (x )满足f (-x )+2f (x )=2x ,则f (x )的解析式为________. 【解析】 (1)(换元法)令2x +1=t ,得x =2t -1,因为x >0,所以t >1,所以f (t )=lg 2t -1,即f (x )的解析式是f (x )=lg 2x -1(x >1).(2)(待定系数法)设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 又f (0)=c =3.所以f (x )=ax 2+bx +3,所以f (x +2)-f (x )=a (x +2)2+b (x +2)+3-(ax 2+bx +3)=4ax +4a +2b =4x +2.所以⎩⎪⎨⎪⎧4a =4,4a +2b =2,所以⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-1,所以所求函数的解析式为f (x )=x 2-x +3.(3)(解方程组法)因为2f (x )+f (-x )=2x ,① 将x 换成-x 得2f (-x )+f (x )=-2x ,② 由①②消去f (-x ),得3f (x )=6x , 所以f (x )=2x . 【答案】 (1)f (x )=lg2x -1(x >1) (2)f (x )=x 2-x +3 (3)f (x )=2x求函数解析式的4种方法1.(一题多解)已知二次函数f (2x +1)=4x 2-6x +5,则f (x )=________. 解析:法一(换元法):令2x +1=t (t ∈R ), 则x =t -12,所以f (t )=4⎝ ⎛⎭⎪⎫t -122-6·t -12+5=t 2-5t +9(t ∈R ),所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R ).法二(配凑法):因为f (2x +1)=4x 2-6x +5=(2x +1)2-10x +4=(2x +1)2-5(2x +1)+9,所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R ).法三(待定系数法):因为f (x )是二次函数,所以设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则f (2x +1)=a (2x +1)2+b (2x +1)+c =4ax 2+(4a +2b )x +a +b +c .因为f (2x +1)=4x 2-6x +5,所以⎩⎪⎨⎪⎧4a =4,4a +2b =-6,a +b +c =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-5,c =9,所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R ). 答案:x 2-5x +9(x ∈R )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:因为-1≤x ≤0,所以0≤x +1≤1,所以f (x )=12f (x +1)=12(x +1)[1-(x +1)]=-12x (x +1).故当-1≤x ≤0时,f (x )=-12x (x +1).答案:-12x (x +1)考点三 分段函数(基础型) 复习指导| 通过具体实例,了解简单的分段函数,并能简单应用.核心素养:数学抽象、数学运算 角度一 求分段函数的函数值(1)(2020·合肥一检)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1x -2,x >2,x 2+2,x ≤2,则f (f (1))=( )A .-12B .2C .4D .11(2)(2020·山西太原三中模拟)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-1(x ≥2),log 2x (0<x <2),若f (m )=3,则f ⎝⎛⎭⎫52-m =________.【解析】 (1)因为f (1)=12+2=3,所以f (f (1))=f (3)=3+13-2=4.故选C .(2)当m ≥2时,m 2-1=3,所以m =2或m =-2(舍); 当0<m <2时,log 2m =3,所以m =8(舍). 所以m =2.所以f ⎝⎛⎭⎫52-m =f ⎝⎛⎭⎫12=log 212=-1. 【答案】 (1)C (2)-1分段函数的求值问题的解题思路(1)求函数值:先确定要求值的自变量属于哪一段区间,然后代入该段的解析式求值,当出现f (f (a ))的形式时,应从内到外依次求值.(2)求自变量的值:先假设所求的值在分段函数定义区间的各段上,然后求出相应自变量的值,切记要代入检验.角度二 分段函数与方程、不等式问题(1)(一题多解)设f (x )=⎩⎨⎧x ,0<x <1,2(x -1),x ≥1,若f (a )=f (a +1),则f ⎝⎛⎭⎫1a =( ) A .2 B .4 C .6D .8(2)(一题多解)(2018·高考全国卷Ⅰ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤01,x >0,则满足f (x +1)<f (2x )的x 的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(0,+∞)C .(-1,0)D .(-∞,0)【解析】 (1)法一:当0<a <1时,a +1>1, 所以f (a )=a ,f (a +1)=2(a +1-1)=2a . 由f (a )=f (a +1)得a =2a , 所以a =14.此时f ⎝⎛⎭⎫1a =f (4)=2×(4-1)=6. 当a ≥1时,a +1>1,所以f (a )=2(a -1),f (a +1)=2(a +1-1)=2a . 由f (a )=f (a +1)得2(a -1)=2a ,无解. 综上,f ⎝⎛⎭⎫1a =6,故选C .法二:因为当0<x <1时,f (x )=x ,为增函数, 当x ≥1时,f (x )=2(x -1),为增函数, 又f (a )=f (a +1),所以a =2(a +1-1),所以a =14.所以f ⎝⎛⎭⎫1a =f (4)=6.(2)法一:①当⎩⎨⎧x +1≤0,2x ≤0,即x ≤-1时,f (x +1)<f (2x )即为2-(x +1)<2-2x ,即-(x +1)<-2x ,解得x <1.因此不等式的解集为(-∞,-1].②当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x >0时,不等式组无解.③当⎩⎨⎧x +1>0,2x ≤0,即-1<x ≤0时,f (x +1)<f (2x )即1<2-2x ,解得x <0.因此不等式的解集为(-1,0).④当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x >0,即x >0时,f (x +1)=1,f (2x )=1,不合题意.综上,不等式f (x +1)<f (2x )的解集为(-∞,0). 故选D .法二:因为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x,x ≤0,1,x >0,所以函数f (x )的图象如图所示.由图可知,当x +1≤0且2x ≤0时,函数f (x )为减函数,故f (x +1)<f (2x )转化为x +1>2x .此时x ≤-1.当2x <0且x +1>0时,f (2x )>1,f (x +1)=1, 满足f (x +1)<f (2x ). 此时-1<x <0.综上,不等式f (x +1)<f (2x )的解集为(-∞,-1]∪(-1,0)=(-∞,0). 故选D .【答案】 (1)C (2)D有关分段函数不等式问题,要按照分段函数的“分段”进行分类讨论,从而将问题转化为简单的不等式组来解.1.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x ≥0,-3x ,x <0,若a [f (a )-f (-a )]>0,则实数a 的取值范围为( )A .(1,+∞)B .(2,+∞)C .(-∞,-1)∪(1,+∞)D .(-∞,-2)∪(2,+∞)解析:选D .当a >0时,不等式a [f (a )-f (-a )]>0可化为a 2+a -3a >0,解得a >2.当a <0时.不等式a [f (a )-f (-a )]>0可化为-a 2-2a <0,解得a <-2.综上所述,a 的取值范围为(-∞,-2)∪(2,+∞).2.(2020·安徽安庆二模)已知函数f (x )=⎩⎨⎧x +1,-1<x <0,2x ,x ≥0.若实数a 满足f (a )=f (a -1),则f ⎝⎛⎭⎫1a =________.解析:由题意得a >0.当0<a <1时,由f (a )=f (a -1),即2a =a . 解得a =14,则f ⎝⎛⎭⎫1a =f (4)=8, 当a ≥1时,由f (a )=f (a -1),得2a =2(a -1),无解. 答案:8考点四 函数的新定义问题(创新型)复习指导| 所谓“新定义”函数,是相对于高中教材而言,指在高中教材中不曾出现或尚未介绍的一类函数.函数新定义问题的一般形式是:由命题者先给出一个新的概念、新的运算法则,或者给出一个抽象函数的性质等,然后让学生按照这种“新定义”去解决相关的问题.(2020·广东深圳3月模拟)在平面直角坐标系中,横坐标、纵坐标均为整数的点称为整点,若函数f (x )的图象恰好经过n (n ∈N *)个整点,则称函数f (x )为n 阶整点函数.给出下列函数:①f (x )=sin 2x ;②g (x )=x 3; ③h (x )=⎝⎛⎭⎫13x;④φ(x )=ln x . 其中是一阶整点函数的是( ) A .①②③④ B .①③④ C .①④D .④【解析】 对于函数f (x )=sin 2x ,它的图象(图略)只经过一个整点(0,0),所以它是一阶整点函数,排除D ;对于函数g (x )=x 3,它的图象(图略)经过整点(0,0),(1,1),…,所以它不是一阶整点函数,排除A ;对于函数h (x )=⎝⎛⎭⎫13x,它的图象(图略)经过整点(0,1),(-1,3),…,所以它不是一阶整点函数,排除B .故选C .【答案】 C本题意在考查考生的数学抽象、逻辑推理、数学运算、直观想象等核心素养.破解新定义函数题的关键是:紧扣新定义的函数的含义,学会语言的翻译、新旧知识的转化,便可使问题顺利获解.如本例,若能把新定义的一阶整点函数转化为函数f (x )的图象恰好经过1个整点,问题便迎刃而解.1.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“同族函数”,则函数解析式为y =x 2+1,值域为{1,3}的同族函数有( )A .1个B .2个C .3个D .4个解析:选C .由x 2+1=1得x =0,由x 2+1=3得x =±2,所以函数的定义域可以是{0, 2},{0,-2},{0,2,-2},故值域为{1,3}的同族函数共有3个.2.若函数f (x )同时满足下列两个条件,则称该函数为“优美函数”:(1)∀x ∈R ,都有f (-x )+f (x )=0;(2)∀x 1,x 2∈R ,且x 1≠x 2,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0.①f (x )=sin x ;②f (x )=-2x 3;③f (x )=1-x ; 以上三个函数中,________是“优美函数”.解析:由条件(1),得f (x )是R 上的奇函数,由条件(2),得f (x )是R 上的单调递减函数.对于①,f (x )=sin x 在R 上不单调,故不是“优美函数”;对于②,f (x )=-2x 3既是奇函数,又在R 上单调递减,故是“优美函数”;对于③,f (x )=1-x 不是奇函数,故不是“优美函数”.答案:②[基础题组练]1.函数y =1ln (x -1)的定义域为( )A .(1,+∞)B .[1,+∞)C .(1,2)∪(2,+∞)D .(1,2)∪[3,+∞)解析:选C .由ln(x -1)≠0,得x -1>0且x -1≠1.由此解得x >1且x ≠2,即函数y =1ln (x -1)的定义域是(1,2)∪(2,+∞).2.已知f ⎝⎛⎭⎫12x -1=2x -5,且f (a )=6,则a 等于( ) A .-74B .74C .43D .-43解析:选B .令t =12x -1,则x =2t +2,所以f (t )=2(2t +2)-5=4t -1, 所以f (a )=4a -1=6,即a =74.3.(多选)下列四组函数中,f (x )与g (x )是相等函数的是( ) A .f (x )=ln x 2,g (x )=2ln x B .f (x )=x ,g (x )=(x )2 C .f (x )=x ,g (x )=3x 3D .f (x )=x ,g (x )=log a a x (a >0且a ≠1)解析:选CD .对于选项A ,f (x )的定义域为{x |x ≠0},g (x )的定义域为{x |x >0},两个函数的定义域不相同,不是相等函数;对于选项B ,g (x )的定义域为{x |x ≥0},两个函数的定义域不相同,不是相等函数;对于选项C ,g (x )=3x 3=x ,两个函数的定义域和对应法则相同,是相等函数;对于选项D ,g (x )=log a a x =x ,x ∈R ,两个函数的定义域和对应法则相同,是相等函数.4.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x >0,f (x +1),x ≤0,则f ⎝⎛⎭⎫43+f ⎝⎛⎭⎫-43的值等于( ) A .-2 B .4 C .2D .-4解析:选B .由题意得f ⎝⎛⎭⎫43=2×43=83. f ⎝⎛⎭⎫-43=f ⎝⎛⎭⎫-13=f ⎝⎛⎭⎫23=2×23=43. 所以f ⎝⎛⎭⎫43+f ⎝⎛⎭⎫-43=4.5.(多选)函数f (x )=x 1+x 2,x ∈(-∞,0)∪(0,+∞),则下列等式成立的是( )A .f (x )=f ⎝⎛⎭⎫1x B .-f (x )=f ⎝⎛⎭⎫1x C .1f (x )=f ⎝⎛⎭⎫1xD .f (-x )=-f (x )解析:选AD .根据题意得f (x )=x 1+x 2,所以f ⎝⎛⎭⎫1x =1x1+⎝⎛⎭⎫1x 2=x 1+x 2,所以f (x )=f ⎝⎛⎭⎫1x ;f (-x )=-x1+(-x )2=-x 1+x 2=-f (x ),所以f (-x )=-f (x ).故AD 正确,BC 错误.6.已知函数y =f (2x -1)的定义域是[0,1],则函数f (2x +1)log 2(x +1)的定义域是( )A .[1,2]B .(-1,1]C .⎣⎡⎦⎤-12,0 D .(-1,0)解析:选D .由f (2x -1)的定义域是[0,1], 得0≤x ≤1,故-1≤2x -1≤1,所以函数f (x )的定义域是[-1,1], 所以要使函数f (2x +1)log 2(x +1)有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧-1≤2x +1≤1,x +1>0,x +1≠1,解得-1<x <0.7.(创新型)定义a ⊕b =⎩⎪⎨⎪⎧a ×b ,a ×b ≥0,a b ,a ×b <0,设函数f (x )=ln x ⊕x ,则f (2)+f ⎝⎛⎭⎫12=( ) A .4ln 2 B .-4ln 2 C .2D .0解析:选D .2×ln 2>0,所以f (2)=2×ln 2=2ln 2.因为12×ln 12<0,所以f ⎝⎛⎭⎫12=ln 1212=-2ln 2.则f (2)+f ⎝⎛⎭⎫12=2ln 2-2ln 2=0. 8.设x ∈R ,定义符号函数sgn x =⎩⎪⎨⎪⎧1,x >0,0,x =0,-1,x <0,则( )A .|x |=x |sgn x |B .|x |=x sgn|x |C .|x |=|x |sgn xD .|x |=x sgn x解析:选D .当x <0时,|x |=-x ,x |sgn x |=x ,x sgn|x |=x ,|x |sgn x =(-x )·(-1)=x ,排除A ,B ,C ,故选D .9.若函数f (x )在闭区间[-1,2]上的图象如图所示,则此函数的解析式为________.解析:由题图可知,当-1≤x <0时,f (x )=x +1;当0≤x ≤2时,f (x )=-12x ,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,-1≤x <0,-12x ,0≤x ≤2.答案:f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,-1≤x <0,-12x ,0≤x ≤210.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x >0,x +1,x ≤0,若f (a )+f (1)=0,则实数a 的值等于________.解析:因为f (1)=2,且f (1)+f (a )=0,所以f (a )=-2<0,故a ≤0.依题知a +1=-2,解得a =-3.答案:-311.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x ,x >1,-x -2,x ≤1,则f (f (2))=________,函数f (x )的值域是________.解析:因为f (2)=12,所以f (f (2))=f ⎝⎛⎭⎫12=-12-2=-52. 当x >1时,f (x )∈(0,1), 当x ≤1时,f (x )∈[-3,+∞), 所以f (x )∈[-3,+∞). 答案:-52[-3,+∞)12.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ln x ,x ≥1,1-x ,x <1,则f (f (0))=________,若f (m )>1,则实数m 的取值范围是________.解析:f (f (0))=f (1)=ln 1=0;如图所示,可得f (x )=⎩⎨⎧ln x ,x ≥1,1-x ,x <1的图象与直线y =1的交点分别为(0,1),(e ,1).若f (m )>1,则实数m 的取值范围是(-∞,0)∪(e ,+∞).答案:0 (-∞,0)∪(e ,+∞)[综合题组练]1.(2020·海淀期末)下列四个函数:①y =3-x ;②y =2x -1(x >0);③y =x 2+2x -10;④y =⎩⎪⎨⎪⎧x (x ≤0),1x(x >0).其中定义域与值域相同的函数的个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:选B .①y =3-x 的定义域与值域均为R ,②y =2x -1(x >0)的定义域为(0,+∞),值域为⎝⎛⎭⎫12,+∞,③y =x 2+2x -10的定义域为R ,值域为[-11,+∞),④y =⎩⎪⎨⎪⎧x (x ≤0),1x (x >0)的定义域和值域均为R .所以定义域与值域相同的函数是①④,共有2个,故选B .2.(创新型)设f (x ),g (x )都是定义在实数集上的函数,定义函数(f ·g )(x ):∀x ∈R ,(f ·g )(x )=f (g (x )).若f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x ,x >0,x 2,x ≤0,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x ,x ≤0,ln x ,x >0,则( )A .(f ·f )(x )=f (x )B .(f ·g )(x )=f (x )C .(g ·f )(x )=g (x )D .(g ·g )(x )=g (x )解析:选A .对于A ,(f ·f )(x )=f (f (x ))=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),f (x )>0,f 2(x ),f (x )≤0,当x >0时,f (x )=x >0,(f ·f )(x )=f (x )=x ;当x <0时,f (x )=x 2>0,(f ·f )(x )=f (x )=x 2;当x =0时,(f ·f )(x )=f 2(x )=0=02,因此对任意的x ∈R ,有(f ·f )(x )=f (x ),故A 正确,选A .3.(2020·宁夏银川一中一模)已知函数f (x )=⎩⎨⎧2-x+1,x ≤0,-x ,x >0,则f (x +1)-9≤0的解集为________.解析:因为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x +1,x ≤0,-x ,x >0,所以当x +1≤0时,⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-1,2-(x +1)-8≤0,解得-4≤x ≤-1;当x +1>0时,⎩⎪⎨⎪⎧x >-1,-x +1-9≤0,解得x >-1.综上,x ≥-4,即f (x +1)-9≤0的解集为[-4,+∞). 答案:[-4,+∞)4.(创新型)设函数f (x )的定义域为D ,若对任意的x ∈D ,都存在y ∈D ,使得f (y )=-f (x )成立,则称函数f (x )为“美丽函数”,下列所给出的几个函数:①f (x )=x 2;②f (x )=1x -1;③f(x)=ln(2x+3);④f(x)=2sin x-1.其中是“美丽函数”的序号有________.解析:由已知,在函数定义域内,对任意的x都存在着y,使x所对应的函数值f(x)与y 所对应的函数值f(y)互为相反数,即f(y)=-f(x).故只有当函数的值域关于原点对称时才会满足“美丽函数”的条件.①中函数的值域为[0,+∞),值域不关于原点对称,故①不符合题意;②中函数的值域为(-∞,0)∪(0,+∞),值域关于原点对称,故②符合题意;③中函数的值域为(-∞,+∞),值域关于原点对称,故③符合题意;④中函数f(x)=2sin x-1的值域为[-3,1],不关于原点对称,故④不符合题意.故本题正确答案为②③.答案:②③。
第4讲 函数及其表示基础梳理1.函数的基本概念(1)函数的定义:设A 、B 是非空数集,如果按照某种确定的对应关系f ,使对于集合A 中的任意一个数x ,在集合B 中都有唯一确定的数f (x )和它对应,那么称f :A →B 为从集合A 到集合B 的一个函数,记作:y =f (x ),x ∈A .(2)函数的定义域、值域在函数y =f (x ),x ∈A 中,x 叫自变量,x 的取值范围A 叫做定义域,与x 的值对应的y 值叫函数值,函数值的集合{f (x )|x ∈A }叫值域.值域是集合B 的子集.(3)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.(4)相等函数:如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,则这两个函数相等;这是判断两函数相等的依据.2.函数的三种表示方法 表示函数的常用方法有:解析法、列表法、图象法.3.映射的概念一般地,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.两个防范(1)解决函数问题,必须树立优先考虑函数的定义域的良好习惯.(2)用换元法解题时,应注意换元后变量的范围.考向一 相等函数的判断【例1】下列函数中哪个与函数)0(≥=x x y 是同一个函数( )A y =( x )2B y=x x 2C 33x y =D y=2x 【例2】x x y 2=与⎩⎨⎧-∞∈-+∞∈=).0,(,);,0(,)(t t t t x f 是相同的函数吗? 考向二 求函数的定义域高中阶段所有基本初等函数求定义域应注意:(1)分式函数中分母不为0;(2)开偶次方时,被开方数大于等于0;(3)对数函数的真数大于0(如果底数含自变量,则底数大于0且不为1);(4)0次幂的底数不为0。
(5)正切函数2ππ+≠k x【例1】►求函数x x x x f -+--=4lg 32)(的定义域。
第一讲函数及其表示知识梳理考点一 函数定义域一、 具体函数的定义域例1、(2015•湖北)函数()256lg 3x x f x x -+=+-的定义域为( )A .()2,3B .(]24,C .()(]23,3,4 D .()(]136-,3,例2、(2019•江苏)函数y =的定义域是 .例3、已知函数函数()1lg 4f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭的定义域_______________.变式练习1. (山东)函数()f x =的定义域为( )A .()0,2B .(]02,C .()2+∞,D .[)2+∞,2. (2018秋•宜昌期中)函数()012f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭的定义域为( )A .B .[)2+-∞,C .112+22⎡⎫⎛⎫-∞⎪ ⎪⎢⎣⎭⎝⎭,,D .1+2⎛⎫∞⎪⎝⎭,3. (2020•广东学业考试)函数()f x =的定义域是( )A .4+3⎛⎫∞ ⎪⎝⎭,B .53⎛⎫∞ ⎪⎝⎭-,C .4533⎛⎫ ⎪⎝⎭,D .4533⎛⎤⎥⎝⎦,4. (2013•山东)函数()f x =的定义域为( )A .(]30-,B .(]31-,C .(](]33-∞--,,0 D .()(]3-∞-,-3,15. (2017•深圳一模)函数y = )A .()2-,1B .[]2-,1C .()01,D .(]01,6. 已知函数()()lg tan 1f x x =-则()f x 的定义域是________________.二、 抽象函数定义域例1、(2019•西湖区校级模拟)已知函数()f x 的定义域为()11-,,则 函数()()11g x f f x x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭的定义域为( )A .()1,2B .()0,2C .()01,D .()11-,例2、(2019秋•辛集市校级月考)已知函数()21f x -的定义域为()0,1,则函数()13f x - 的定义域是( ) A .112⎛⎫⎪⎝⎭,B .103⎛⎫ ⎪⎝⎭,C .()11-,D .203⎛⎫⎪⎝⎭,例3、(2019秋•景德镇期中)若函数()y f x =的定义域为[]11-,,则()||1y f x =-的 定义域为( )A .[]11-,B .[]10-,C .[]01,D .[]22-,例4、已知()f x 是定义域在[)1+-∞,上的单调增函数,则不等式()222x x f e f -⎛⎫≥- ⎪⎝⎭ 的解集是_________. 变式练习1. (2019秋•崂山区校级期中)已知函数()y f x =的定义域为[]6-,1, 则函数()()212f xg x x +=+的定义域是( )A .()(]22-∞--,,3B .(]11-,3C .722⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,D .[﹣,﹣2)(]2-,2. 已知函数()24y f x =-的定义域是[]15-,,则函数2x f ⎛⎫⎪⎝⎭的定义域是______________.3. 函数)1(+x f 的定义域[)32,-∈x ,求)21(+xf 的定义域.4. 设函数()2342||xf x e x +=-++,则不等式()()253f x f x -<-成立的x 的 取值范围是__________________.5. (2019秋•河南月考)已知函数f (x )的定义域是[]1,4,则函数()2()1x f g x x =-的定义域为( )A .[)(]01,1,2B .()0,2C .[]0,2D .()()0112,,6. (2019秋•城关区校级期中)已知函数()1f x +的定义域为[]21-,,则 函数()()122g x f x x =+--的定义域为( ) A .[]1,4 B .[]03, C .[)(]12,2,4 D .[)(]123,2,三、已知函数定义域求参例1、函数25lg 4y kx kx ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭的定义域为R ,则实数k 的取值范围是 .例2、已知函数y =[]3-,6,求实数a b ,的值.例3、已知函数()2f x ax bx =+是定义在[]1a a -,2上的偶函数,那么a b +的值是例4、已知()f x 是定义在()4-,4上的奇函数,它在定义域内单调递减,若a 满足()()1230f a f a -+-<.求a 的取值范围.变式练习1. 已知函数()2log 21a y ax x =++.(1)若此函数的定义域为R ,求a 的取值范围;(2)若此函数的定义域为(()22+-∞-+∞,,求a 的值.2. 已知函数()f x =(Ⅰ)若()f x 的定义域为R ,试求a 的取值范围.(Ⅱ)若()f x 在[]2,3上有意义,试求a 的取值范围.3. 已知函数()22lg1a xy x a -=-+的定义域为集合A ,若4A ∉,则实数a 的取值集合是 .4. 已知()f x 是偶函数,且()f x 在[)0+∞,上是增函数,如果()()12f ax f x +≤-在112x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,上恒成立,则实数a 的取值范围是_________________.考点二 抽象函数的解析式例1、 已知()y f x =是一次函数,且有()1615f f x x =-⎡⎤⎣⎦,则()f x 的解析式为 .例2、已知函数)14fx =-,则()f x 的解析式为 .例3、已知函数22113f x x x x ⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭,求()f x 的解析式,及 ()3f 及()2f 的值.变式练习1. (1)已知()f x 是一次函数,且()94f f x x =+⎡⎤⎣⎦,求()f x 的解析式.(2)已知()f x 为二次函数,且()02f =,()()11f x f x x +-=-,求()f x .2. 若)1fx =+()f x 的解析式为( )A .()2f x x x =-B .()()20f x x x x =-≥C .()()21f x x x x =-≥D .()2f x x x =+3. 已知()2211x f x x -=+,则()f x 的解析式为( )A .()21x f x x =+B .()221xf x x=-+ C .()221xf x x =+ D .()21xf x x =-+4. 若)1f x =+则()3f = ;()f x = .5. 已知函数()1221x f x x -=-+,则()f x =( ) A .2x +1﹣2x ﹣1B .2x +1﹣2x +1C .2x ﹣1﹣2x +1 D .2x ﹣1﹣2x ﹣16. 若函数()f x 对于任意实数x 恒有()()231f x f x x --=-,则()f x 等于( ) A .1x +B .1x -C .21x +D .33x +考点三 分段函数一、 求函数值例1、(2015•新课标Ⅱ)设函数()()211log 2121x x x f x x -⎧+-<⎪=⎨≥⎪⎩,,,则()()22log 12f f -+=( )A .3B .6C .9D .12例2、(2020•汉中二模)设()[]210(6)10x x f x f f x x -≥⎧⎪=⎨+<⎪⎩,,,则()5f 的值为( )A .10B .11C .12D .13例3、已知()()sin 023202x x f x f x x π⎧≤⎪⎪=⎨⎪-+>⎪⎩,,,则53f ⎛⎫⎪⎝⎭的值为 . 变式练习1. (2017秋•抚顺期末)若()()()200x x f x x x ⎧≥⎪=⎨-<⎪⎩,,,则()2f f -=⎡⎤⎣⎦( )A .2B .3C .4D .52.(2019•西湖区校级模拟)已知函数()()()3log 020x x x f x x >⎧⎪=⎨≤⎪⎩,,,则19f f ⎡⎤⎛⎫ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦的值为 .3.(2017春•普宁市校级月考)已知()()sin 08520x x f x f x x π⎧≥⎪=⎨⎪++<⎩,,则()2016f -的值为( )A .810B .809C .808D .8064.(2019•深圳模拟)已知函数()()22log 0log 0x x a x x f x a x x ⎧>⎪=⎨+-<⎪⎩,,()01a a >≠且,若()()21224f f +-=,则a =二、求参数或自变量的值或范围例1、(2019•全国)已知()2200x x f x x x <⎧=⎨≥⎩,,,若()()20f a f +-=,则a = .例2、(2018·全国卷Ⅰ)设函数()2010x x f x x -⎧≤=⎨>⎩,,,则满足()()12f x f x +<的x 的取值范围是( )A .(]-∞,-1B .()0+∞,C .()10-,D .()0-∞,例3、(2017·全国卷Ⅲ)设函数f (x )=()+1020x x x f x x ≤⎧=⎨>⎩,,则满足()1+12f x fx ⎛⎫-> ⎪⎝⎭的x 的 取值范围是________.例4、(上海)设()()201x a x f x x a x x ⎧-≤⎪=⎨++>⎪⎩,,,若()0f 是()f x 的最小值,则a 的 取值范围为( )A .[]1-,2B .[]10-,C .[]12,D .[]02,变式练习1. (2019•佛山模拟)已知函数()()2cos f n n n π=,且()()1n a f n f n =++,则123100=a a a a +++⋅⋅⋅+( ) A .0B .100C .100-D .102002. (江苏)已知函数()21010x x f x x ⎧+≥=⎨<⎩,,,则满足不等式()()212f x f x ->的x 的范围是 .3. (2018秋•苏州期末)已知函数()2211222x x f x x x x x +≤-⎧⎪=-<<⎨⎪≥⎩,,,,若()3f x =,则x = .4. (2018秋•罗湖区校级月考)若函数()1sin x af x x x x a ⎧-<⎪=⎨⎪≥⎩,,,的值域是[]1-,1,则实数a 的取值范围是( )A .2π⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦,B .(]1-∞-,C .[11]-,D .(][)11+-∞-∞,,家庭作业1. (2020•郑州二模)设函数y =A ,函数()ln 3y x =-的定义域为B ,则AB =( )A .()3-∞,B .()83--,C .{}3D .[)-3,3 2. 函数f (x )的定义域为12⎛⎫⎪⎝⎭,3,则()lg 1f x +的定义域为( )A .()0+∞,B .12⎛⎫⎪⎝⎭,3C .1100100⎛⎫ ⎪⎝⎭,D.100⎫⎪⎪⎝⎭3. 已知函数()f x 满足()()1120f f x x x x x⎛⎫+-=≠ ⎪⎝⎭,则()2f -=( )A .72-B .92C .72 D .92-4. (2015•新课标Ⅰ)函数()()12221log 11x x f x x x -⎧-≤⎪=⎨-+>⎪⎩,,,且()3f a =-,则()6f a -=( )A .74-B .54-C .34-D .14-5. (2020•焦作一模)已知函数()1212log 18212x x x f x x ⎧+≤<⎪=⎨⎪≤≤⎩,,.若()()()f a f b a b =<,则ab 的最小值为( ) AB .12CD6.已知函数()()2lg 3f x mx mx m =--+的定义域为R ,则实数m 的取值范围为 .7.(江苏)已知函数()21010x x f x x ⎧+≥=⎨<⎩,,,则满足不等式()()212f x f x ->的x 的范围是 .8.(2017春•双辽市校级月考)已知函数()()()()2211222x x f x x x xx +≤-⎧⎪=-<<⎨⎪≥⎩ (1)在坐标系中作出函数的图象; (2)若()12f a =,求a 的取值集合.第二讲 单调性考点梳理考点一: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考点二:复合函数单调性形如()()x g f y =类的函数叫做复合函数同增异减:“同增”指内层函数和外层函数单调性相同时,整体为单调递增函数;“异减”指内层函数和外层函数单调性不同时,整体为单调递减函数. (1)当()0≠x f 时,函数()x f 和()x f 1单调性相反; (2)当()x f 非负时,函数()x f 和()x f 单调性相同.考点三:单调性的性质1.增+增=增,增-减=增,减+减=减,减-增=减2.()()x f k x g ⋅=,当0>k 时,()()x g x f ,单调性相同;当0<k 时,()()x g x f ,单调性相反3.奇函数在其关于原点对称的区间上单调性相同,偶函数在其关于原点的区间上单调性相反题型一.判断单调性例1、 下列函数()x f 中,满足“对任意()0,,21∞-∈x x ,当21x x <时,都有()()21x f x f <”的是( )A .()x x f 24-=B .()21-=x x f C .()222--=x x x f D .()x x f -=例2、已知四个函数的图象如图所示,其中在定义域内具有单调性的函数是( )A .B .C .D .例3、性质①()()R x x f x f ∈=-,;②在()∞+,0对任意()2121,x x x x ≠,都有()()()[]02121<--x f x f x x .下列函数中,性质①②均满足的是( )A .13+-=x y B .⎪⎩⎪⎨⎧<--≥+--=0,10,122x x x x x x yC .114-=x y D .()x x x y -+=1lg2变式训练1.下列函数既是偶函数,又在()∞+,0上为减函数的是( ) A.1-=x y B .xy 1ln= C .xxy --=22 D .⎪⎩⎪⎨⎧<->+=0,20,222x x x x x x y2.设函数()x f y =在R 上为增函数,则下列结论一定正确的是( ) A .()x f y 1=在R 上为减函数 B .()x f y =在R 上为增函数 C .()[]2x f y =在R 上为增函数 D .()x f y -=在R 上为减函数题型二.求单调区间例1、画出下列函数的图像,并写出其单调区间.① ()21+-=x x f ; ②()2.-=x x x f ; ③()⎩⎨⎧>+-≤+=0,220,12x x x x x f例2、设函数()⎪⎩⎪⎨⎧><++-≤≤-=20,1220,12x x x x x x x f 或则函数()x f 的单调递增区间为( )A .()()2,1,0,∞-B .()()2110,,,C .(][]1,0,0,∞-D .()()2,1,0,∞-变式训练1.如果函数()x f y =在区间I 上是增函数,且函数()xx f y =在区间I 上是减函数,那么称函数()x f y =是区间I 上的“缓增函数”,区间I 叫做“缓增区间”.若函数()542+-=x x x f 是区间I上的“缓增函数”,则“缓增区间”I 为( )A .[)∞+,2 B .[]52, C .[]50, D .[]20,2.函数()R x x f y ∈=,的图象如图所示,则函数()()x f x g ln -=的单调减区间是( )A .⎥⎦⎤ ⎝⎛e 10,B .⎥⎦⎤⎢⎣⎡1,1e C .[)∞+,1 D .⎥⎦⎤⎝⎛e 10,和[)∞+,1题型三.单调性的运用应用(一) 比较函数值或自变量的大小例1、已知函数()x f 的图象关于直线1=x 对称,当112>>x x 时,()()[]()01212<--x x x f x f 恒成立,设()()e f c f b f a ==⎪⎭⎫⎝⎛-=,2,21,则c b a ,,的大小关系为( ) A .b a c >> B .a b c >> C .b c a >>D .c a b >>2、已知函数()x x x f 2sin -=,且()3.022,31log ,23ln f c f b f a =⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=,则以下结论正确的是( ) A .b a c >> B .b c a >> C .c b a >> D .c a b >>变式训练1.定义在R 上的函数()x f 满足:①()1-=x f y 的图象关于直线1=x 对称;②对任意的(]0,,21∞-∈x x ,当21x x ≠时,不等式()()02121>--x x x f x f 成立。
函数及其表示 (一)知识梳理 1.函数的概念 (1)函数的定义:设B A 、是两个非空的数集,如果按照某种对应法则f ,对于集合A 中的 x ,在集合B 中都有 的数和它对应,那么这样的对应叫做从A 到B 的一个函数,通常记为__________(2)函数的定义域、值域在函数A x x f y ∈=),(中,x 叫做自变量,x A 叫做)(x f y =的定义域;与x 的值相对应的y 值叫做函数值, {}A x x f ∈)(称为函数)(x f y =的值域。
(3)函数的三要素: 、 和 2.函数的三种表示法:图象法、列表法、解析法 (1).图象法:就是用函数图象表示两个变量之间的关系; (2).列表法:就是列出表格来表示两个变量的函数关系; (3).解析法:就是把两个变量的函数关系,用等式来表示。
3.分段函数在自变量的不同变化范围中,对应法则用不同式子来表示的函数称为分段函数。
4.映射的概念设B A 、是两个集合,如果按照某种对应法则f ,对于集合A 中的任意元素,在集合B 中都有唯一确定的元素与之对应,那么这样的单值对应叫做从A 到B 的映射,通常记为B A f →: ,f 表示对应法则注意:⑴A 中元素必须都有象且唯一;⑵B 中元素不一定都有原象,但原象不一定唯一。
(二)考点分析考点1:判断两函数是否为同一个函数如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,称这两个函数相等。
例1. 试判断以下各组函数是否表示同一函数?(1)2)(x x f =,33)(x x g =; (2)x xx f =)(,⎩⎨⎧<-≥=;01,01)(x x x g (3)x x f =)(1+x ,x x x g +=2)(;(4)12)(2--=x x x f ,12)(2--=t t t g(5)1212)(++=n n x x f ,1212)()(--=n n x x g (n ∈N *); 考点2:映射的概念例1.下述两个个对应是A 到B 的映射吗?(1)A R =,{|0}B y y =>,:||f x y x →=;(2){|0}A x x =>,{|}B y y R =∈,:f x y →=例2.若}4,3,2,1{=A ,},,{c b a B =,,,a b c R ∈,则A 到B 的映射有 个,B 到A 的映射有 个 例3.设集合{1,0,1}M =-,{2,1,0,1,2}N =--,如果从M 到N 的映射f 满足条件:对M 中的每个元素x 与它在N 中的象()f x 的和都为奇数,则映射f 的个数是( )()A 8个 ()B 12个 ()C 16个 ()D 18个考点3:求函数的定义域题型1:求有解析式的函数的定义域(1)方法总结:如没有标明定义域,则认为定义域为使得函数解析式有意义的x 的取值范围,实际操作时要注意:① 分母不能为0;② 对数的真数必须为正;③ 偶次根式中被开方数应为非负数;④ 零指数幂中,底数不等于0;⑤ 负分数指数幂中,底数应大于0;⑥ 若解析式由几个部分组成,则定义域为各个部分相应集合的交集;⑦ 如果涉及实际问题,还应使得实际问题有意义,而且注意:研究函数的有关问题一定要注意定义域优先原则,实际问题的定义域不要漏写。
函数及其表示1、函数的有关概念(1)传统定义:如果在某变化中有两个变量x,y,并且对于x在某个范围内的每一个确定的值,按照某个对应关系f,y都有唯一确定的值和它对应,那么y就是x 的函数,记为y=f(x)(2)近代定义:函数是从一个数集到另一个数集的映射(3)函数是由定义域、值域和对应关系组成的特殊映射,它们被称为函数的三要素(4)映射:设A、B是两个非空的集合,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,这样的对应关系叫做从A到B的映射。
记作f:A→B,a∈A,b∈B,如果元素a和元素b对应,那么把元素b叫做元素a的象,元素a叫做元素b的原象(5)映射具有方向性,即从A到B的映射与从B到A的映射不相同。
A={a,b}B={1,2,3}, 从A到B可建立9个映射,从B到A可建立8个映射2、函数的表示方法函数的表示法:解析法、图象法、列表法(1)解析法:如果在函数y=f(x)(x∈A)中f(x)是用自变量x的代数式来表示的,则这种表达函数的方法叫做解析法(2)图象法:对于函数y=f(x)(x∈A)定义域内每一个x的值都有唯一的y 值与它对应,把这两个对应的数构成的有序实数对(x,y)作为点P的坐标,记作P(x,y),则所用这些点的集合构成一个曲线,把这种用点的集合表示函数的方法叫做图象法(3)列表法:用列出自变量x与对应的函数值y的表格来表达两个变量间的对应关系的方法叫做列表法(4)注意点:①函数是一种特殊的映射,集合A、B都是非空的数的集合②确定函数的映射是从定义域A到值域 C上的映射,允许A中的不同元素在C 中有相同的象,但不允许C中的元素在A中没有原象。
③两个函数只有当定义域、值域、对应法则都分别相同时,这两个函数才相同④函数的图像可以是一条或几条平滑的曲线⑤f(a)的含义与f(x)的含义不同。
f(a)表示自变量x=a时所得的函数值,它是一个常量;f(x)是x的函数,它是一个变量。
函数及其表示[考纲传真]1.了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域和值域;了解映射的概念.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.了解简单的分段函数,并能简单应用.【知识通关】1.函数与映射的概念(1)函数的定义域、值域:在函数y=f(x),x∈A中,自变量x的取值范围(数集A)叫做函数的定义域;函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.(2)函数的三要素:定义域、对应关系和值域.(3)相等函数:如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,则这两个函数为相等函数.(4)函数的表示法:表示函数的常用方法有解析法、图象法和列表法.3.分段函数(1)若函数在其定义域的不同子集上,因对应关系不同而分别用几个不同的式子来表示,这种函数称为分段函数.(2)分段函数的定义域等于各段函数的定义域的并集,其值域等于各段函数的值域的并集,分段函数虽由几个部分组成,但它表示的是一个函数.[常用结论]简单函数定义域的类型(1)f (x )为分式型函数时,分式分母不为零; (2)f (x )为偶次根式型函数时,被开方式非负;(3)f (x )为对数型函数时,真数为正数、底数为正且不为1; (4)若f (x )=x 0,则定义域为{x |x ≠0}; (5)指数函数的底数大于0且不等于1;(6)正切函数y =tan x 的定义域为xx ≠k π+π2,k ∈Z .【基础自测】1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)函数是特殊的映射.( )(2)函数y =1与y =x 0是同一个函数.( ) (3)对于函数f :A →B ,其值域就是集合B .( ) (4)f (x )=x -3+2-x 是一个函数.( ) [答案] (1)√ (2)× (3)× (4)× 2.函数y =2x -3+1x -3的定义域为( ) A .⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞ B .(-∞,3)∪(3,+∞) C .⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,3∪(3,+∞) D .(3,+∞)C3.若函数y =f (x )的定义域为M ={x |-2≤x ≤2},值域为N ={y |0≤y ≤2},则函数y =f (x )的图象可能是( )B4.下列各组函数中,表示同一函数的是( ) A .f (x )=3x 3与g (x )=x 2 B .f (x )=|x |与g (x )=(x )2 C .f (x )=x 2-1x -1与g (x )=x +1D .f (x )=x 0与g (x )=1x 0D5.已知函数f (x )=⎩⎨⎧x (x +4),x ≥0,x (x -4),x <0,则f (1)=________;若f (a )=5,则a =________. 5 ±1【题型突破】函数的定义域【例1】 (1)在下列函数中,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 =x B .y =lg x C .y =2xD .y =1x(2)若函数y =f (x )的定义域是[0,2 018],则函数g (x )=f (x +1)x -1的定义域是( ) A .[-1,2 017] B .[-1,1)∪(1,2 017] C .[0,2 018] D .[-1,1)∪(1,2 018](1)D (2)B[方法总结] (1)求给定函数的定义域往往转化为解不等式(组)的问题,可借助于数轴,注意端点值的取舍.(2)求抽象函数的定义域:①若y =f (x )的定义域为(a ,b ),则解不等式a <g (x )<b 即可求出y =f (g (x ))的定义域;②若y =f (g (x ))的定义域为(a ,b ),则求出g (x )在(a ,b )上的值域即得f (x )的定义域.(3)已知函数定义域求参数范围,可将问题转化成含参数的不等式,然后求解.(1)函数f (x )=3x 1-x+lg(3x +1)的定义域是( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,1 B .⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,+∞ C .⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,13 D .⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-13 (2)已知函数f (2x )的定义域为[-1,1],则f (x )的定义域为________.(1)A (2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2求函数的解析式【例2】 (1)已知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x =x 2+1x 2,求f (x )的解析式;(2)已知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +1=lg x ,求f (x )的解析式;(3)已知f (x )是二次函数且f (0)=2,f (x +1)-f (x )=x -1,求f (x )的解析式; (4)已知f (x )+2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =x (x ≠0),求f (x )的解析式.[解] (1)由于f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x =x 2+1x 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x 2-2,令t =x +1x ,当x >0时,t ≥2x ·1x=2,当且仅当x =1时取等号;当x <0时,t =-⎝ ⎛⎭⎪⎫-x -1x ≤-2,当且仅当x =-1时取等号,∴f (t )=t 2-2,t ∈(-∞,-2]∪[2,+∞).综上所述,f (x )的解析式是f (x )=x 2-2,x ∈(-∞,-2]∪[2,+∞).(2)令2x +1=t ,由于x >0,∴t >1且x =2t -1,∴f (t )=lg 2t -1,即f (x )=lg 2x -1(x >1).(3)设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),由f (0)=2,得c =2,f (x +1)-f (x )=a (x +1)2+b (x +1)-ax 2-bx =x -1,即2ax +a +b =x -1, ∴⎩⎨⎧2a =1,a +b =-1, 即⎩⎪⎨⎪⎧a =12,b =-32,∴f (x )=12x 2-32x +2.(4)∵f (x )+2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =x ,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +2f (x )=1x .联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧f (x )+2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =x ,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +2f (x )=1x ,解得f (x )=23x -x3(x ≠0). [方法总结] 求函数解析式的常用方法(1)待定系数法:若已知函数的类型,可用待定系数法.(2)配凑法:由已知条件f (g (x ))=F (x ),可将F (x )改写成关于g (x )的表达式,然后以x 替代g (x ),便得f (x )的解析式.(3)换元法:已知复合函数f (g (x ))的解析式,可用换元法,此时要注意新元的取值范围.(4)消元法:已知关于f (x )与f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 或f (-x )的表达式,可根据已知条件再构造出另外一个等式,通过解方程组求出f (x ).(1)已知f (x )是一次函数,且f [f (x )]=x +2,则f (x )=( )A .x +1B .2x -1C .-x +1D .x +1或-x -1(2)定义在(-1,1)内的函数f (x )满足2f (x )-f (-x )=lg(x +1),则f (x )=________. (1)A (2)23lg(x +1)+13lg(1-x ),x ∈(-1,1)分段函数►考法1 求分段函数的函数值【例3】已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫12x,x ≤0,log 12x ,x >0,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫log 216=________.8►考法2 已知分段函数的函数值求参数【例4】 (2017·山东高考)设f (x )=⎩⎨⎧x ,0<x <1,2(x -1),x ≥1.若f (a )=f (a +1),则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =( ) A .2B .4C .6D .8C►考法3 解与分段函数有关的方程或不等式【例5】(2019·福州模拟)设函数f (x )=⎩⎨⎧2x ,x <2,2xx +3,x ≥2,若f (x 0)>1,则x 0的取值范围是________. (0,2)∪(3,+∞)[方法总结] (1)求分段函数的函数值,要先确定要求值的自变量属于定义域的哪一个子集,然后代入该段的解析式求值,当出现f (f (a ))的形式时,应从内到外依次求值.(2)已知函数值或函数值范围求自变量的值或范围时,应根据每一段的解析式分别求解,但要注意检验所求自变量的值或范围是否符合相应段的自变量的取值范围.易错警示:当分段函数自变量的范围不确定时,应分类讨论.(1)已知函数f (x )=⎩⎨⎧log 3x ,x >0,f (x +2),x ≤0,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫19=________;(2)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧12x -1,x ≥0,1x ,x <0,若f (a )≤a ,则实数a 的取值范围是________.(1)log 3 2 (2)[-1,+∞)【真题链接】1.(2015·全国卷Ⅱ)设函数f (x )=⎩⎨⎧1+log 2(2-x ),x <1,2x -1,x ≥1,则f (-2)+f (log 212)=( ) A .3 B .6 C .9 D .12C2.(2017·全国卷Ⅲ)设函数f (x )=⎩⎨⎧x +1,x ≤0,2x ,x >0,则满足f (x )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12>1的x的取值范围是________. ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,+∞。