2010届高三一轮复习数学精品资料:2.1 映射、函数及反函数
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第二章函数§2.1 映射、函数及反函数的概念【高考要求】1、了解映射的概念,在此基础上加深对函数概念的理解;2、能根据函数的三要素判断两个函数是否为同一函数;3、理解分段函数的意义。
通过对分段定义函数,复合函数,抽象函数等的认识,进一步体会函数关系的本质,进一步树立运动变化,相互联系、制约的函数思想,为函数思想的广泛运用打好基础;4、克服“函数就是解析式”的片面认识,真正明确不仅函数的对应法则,而且其定义域都包含着对函数关系的制约作用,并真正以此作为处理问题的指导;5、函数的概念是复习函数全部内容和建立函数思想的基础,不能仅满足会背诵定义,会做一些有关题目,要从联系、应用的角度求得理解上的深度,还要对确定函数三要素的类型、方法作好系统梳理,这样才能进一步为综合运用打好基础;复习的重点是求得对这些问题的系统认识,而不是急于做过难的综合题。
【知识点归纳】一、映射1、映射的定义:一般地,设A B 、是两个集合,如果按照某种对应法则f ,对于集合....A 中的任何一个......元素,在集合......B 中.有且只有....唯一的元素和它对应.........,那么,这样的对应(包括集合A B 、以及集合A 到集合B 的对应法则f )叫做集合A 到集合B 的映射,记作:f A B →。
2、象和原象的定义:设:f A B →是集合A 到集合B 的映射,且,a A b B ∈∈,如果元素a 和元素b 对应,那么元素b 叫做元素a 的象,元素a 叫做元素b 的原象。
此时集合A 到集合B 的映射:f A B →也可以记作():f a b f a →=或者直接写成()b f a =。
3、说明: (1)映射是一种特殊的对应,映射中的集合A B 、可以是数集,也可以是点集或其他集合。
(2)映射包括集合A B 、以及从集合A 到集合B 的对应法则f ,三者缺一不可。
(3)对于一个从集合A 到集合B 的映射来说,集合A 中的每一个元素在集合B 必有唯一的象,但集合B 的每一个元素在集合A 中却不一定都有原象,如果有,也不一定只有一个原象。
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考点3 映射、函数及反函数一、选择题1.(2011·全国高考理科·T2)函数0)y x =≥的反函数为( )(A )2()4x y x R =∈ (B )2(0)4x y x =≥ (C )24y x =()x R ∈(D )24(0)y x x =≥【思路点拨】先反解,用y 表示x,注意要求出y 的取值范围,它是反函数的定义域.【精讲精析】选B.在函数0)y x =≥中,0y ≥且反解得24y x =,所以0)y x =≥的反函数为2(0)4x y x =≥.2.(2011·全国高考文科·T2)函数0)y x =≥的反函数为( )(A )2()4x y x R =∈ (B )2(0)4x y x =≥ (C )24y x =()x R ∈(D )24(0)y x x =≥【思路点拨】先反解,用y 表示x,注意要求出y 的取值范围,它是反函数的定义域.【精讲精析】选B.在函数0)y x =≥中,0y ≥且反解x 得24y x =,所以0)y x =≥的反函数为2(0)4x y x =≥. 二、填空题3.(2011·上海高考理科·T1)函数1()2f x x =-的反函数为1()f x -= .【思路点拨】本题主要考查求已知函数的反函数问题,解决此类问题的关键是理解原函数与其反函数的性质与图像之间的关系,准确求出原函数的反函数.【精讲精析】由已知函数1()2y f x x ==-,整理得(2)1,21,12,y x yx y yx y -=-==+即两边同除以(0)y y ≠,得1+2y x y=,即112()(0)xf x x x-+=≠. 【答案】112()(0)xfx x x-+=≠ 4.(2011·上海高考文科·T3)若函数()21f x x =+的反函数为1()fx -,则1(2)f --= .【思路点拨】本题主要考查求已知函数的反函数问题,解决此类问题的关键是理解原函数与其反函数的性质与图像之间的关系,准确求出原函数的反函数.【精讲精析】方法一:13((2))221,2f f x x --=-=+⇒=-故13(2)2f --=-;方法二:11()2x f x --=,故13(2)2f --=-.【答案】32-5.(2011·四川高考理科·T16)函数()f x 的定义域为A ,若12,x x A ∈且()()12f x f x =时总有12x x =,则称()f x 为单函数.例如,函数()()21f x x x R =+∈是单函数.下列命题: ①函数()()2f x xx R =∈是单函数;②若()f x 为单函数,12,x x A ∈且12x x ≠,则()()12f x f x ≠; ③若:f A B →为单函数,则对于任意b B ∈,它至多有一个原象; ④函数()f x 在某区间上具有单调性,则()f x 一定是单函数. 其中的真命题是_________.(写出所有真命题的编号). 【精讲精析】【答案】②③6.(2011·四川高考文科·T16)函数()f x 的定义域为A,若12,x x ∈A ,且()()12f x f x =时总有12x x =,则称()f x 为单函数.例如()()21f x x x R =+∈是单函数,下列命题: ①函数2()f x x=()x R ∈是单函数;②指数函数()2()xf x x R =∈是单函数;③若()f x 为单函数,12,x x A ∈且12x x ≠,则12()()f x f x ≠; ④在定义域上具有单调性的函数一定是单函数. 其中的真命题是 (写出所有真命题的编号). 【精讲精析】【答案】②③④关闭Word文档返回原板块。
2.映射、函数与反函数班级 姓名一、选择题1.函数)2(log 3222++--=x x x y 的定义域为 ( )(A )),3()1,(+∞--∞ (B )(][)+∞-∞-,31, (C )(]1,2-- (D )(][)+∞--,31,22.已知,log )(26x x f =那么)8(f 等于 ( )(A )34 (B )21 (C )8 (D )18 3.设函数)0()0(112)(2≥<⎩⎨⎧--=x x x x x f ,则)43(1--f 的值是 ( ) (A )25-(B )81 (C )21- (D )21 4.已知两个集合N M 、且R N M ==,映射N M f →:的对应法则为,:x e y x f =→若对于实数,N a ∈在集合M 中没有原象,则a 的取值集合为 ( )(A )(]0,∞- (B )()0,∞- (C )()+∞,0 (D )[)+∞,05.函数⎩⎨⎧≥<<-=-0,01),sin()(12x e x x x f x π,若,2)()1(=+a f f 则a 的所有可能值为 ( ) (A )1 (B )22- (C )22,1- (D )22,1 二、填空题6.已知集合B A f R B R A →==:,,是集合A 到B 的一个映射,若,12:-→x x f 则B 中的元素3的原象为 .7.若,)12(2x x f =+ 则)(x f 的解析式是 .8.设函数)(x f 的图象关于点)2,1(对称,且存在反函数,0)4(),(1=-f x f 则=-)4(1f .9.定义{})()()()()()()(),(max )(x g x f x g x f x g x f x g x f x h <≥⎩⎨⎧==若若.现设1)(,2)(+-==x x g x f x , 则满足不等式4)(≥x h 的x 的取值范围是 .三、解答题18.设0>a 且)1(log )(,12-+=≠x x x f a a )1(≥x ,求函数)(x f 的反函数)(1x f -和反函数的定义域.18.已知函数)(x f 的图象与函数21)(++=xx x h 的图象关于点)1,0(A 对称. (1)求)(x f 的解析式; (2)若,)()(ax x x f x g +⋅= 且)(x g 在区间(]2,0上为减函数,求实数a 的取值范围.18.设函数54)(2--=x x x f .(1)在区间]6,2[-上画出函数)(x f 的图像;(2)设集合{}),6[]4,0[]2,(,5)(∞+-∞-=≥= B x f x A . 试判断集合A 和B 之间的关系,并给出证明;(3)当2>k 时,求证:在区间]5,1[-上,k kx y 3+=的图像位于函数)(x f 图像的上方.。
考点3 映射、函数及反函数1.(2010·全国高考卷Ⅱ文科·T4)函数y=1+ln (x-1)(x>1)的反函数是(A ) y=1x e+-1(x>0) (B) )y=1x e -+1(x>0) (C) y=1x e +-1(x ∈R) (D )y=1x e -+1 (x ∈R)【命题立意】本题考查了反函数的概念及其求法。
【思路点拨】运用求反函数的方法解。
【规范解答】 选D ,y=1+ln (x-1),ln (x-1)=y-1,x-1=e 1-y ,所以反函数为y=1x e -+1 (x ∈R)【方法技巧】求反函数的步骤:(1)反解x,即用y 表示x.(2)把x 、y 互换,(3)写出反函数的定义域,即原函数的值域。
本题注意指数式与对数式的互化。
2.(2010·全国高考卷Ⅱ理科·T2)函数1ln(1)(1)2x y x +-=>的反函数是 (A )211(0)x y ex +=-> (B )211(0)x y e x +=+> (C )211(R)x y e x +=-∈ (D ) y=112+-x e (x ∈R) 【命题立意】本题考查了反函数的概念及其求法。
【思路点拨】运用求反函数的方法解。
【规范解答】 选D ,2y=1+ln (x-1),ln (x-1)=2y-1,x-1=e 1-2y ,所以反函数为y=112+-x e (x ∈R)【方法技巧】求反函数的步骤:(1)反解x,即用y 表示x.(2)把x 、y 互换,(3)写出反函数的定义域,即原函数的值域。
本题注意指数式与对数式的互化。
3.(2010·湖北高考文科·T3)已知函数3log ,0()2,0x x x f x x >⎧=⎨≤⎩,则1((9f f = A.4 B. 14 C.-4 D-14【命题立意】本题主要考查考生对函数概念的理解,考查考生的基本运算能力. 【思路点拨】根据函数()f x 的解析式先求1()9f ,再次利用()f x 的解析式求1((9f f【规范解答】选B ,由题意1()9f 31log 29==-,故1(())9f f =(2)f -= 2124-=。
2010-2011届高三毕业班数学一轮基础知识复习及其讲义第一部分 集合1.理解集合中元素的意义.....是解决集合问题的关键:元素是函数关系中自变量的取值?还是因变量的取值?还是曲线上的点?… ; 2.数形结合....是解集合问题的常用方法:解题时要尽可能地借助数轴、直角坐标系或韦恩图等工具,将抽象的代数问题具体化、形象化、直观化,然后利用数形结合的思想方法解决; 3.(1)含n 个元素的集合的子集数为2n ,真子集数为2n -1;非空真子集的数为2n -2; (2);B B A A B A B A =⇔=⇔⊆ 注意:讨论的时候不要遗忘了φ=A 的情况。
4.φ是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。
第二部分 函数与导数1.映射:注意 ①第一个集合中的元素必须有象;②一对一,或多对一。
2.函数值域的求法:①分析法 ;②配方法 ;③判别式法 ;④利用函数单调性 ; ⑤换元法 ;⑥利用均值不等式2222b a b a ab +≤+≤; ⑦利用数形结合或几何意义(斜率、距离、绝对值的意义等);⑧利用函数有界性(xa 、x sin 、x cos 等);⑨导数法3.复合函数的有关问题 (1)复合函数定义域求法:① 若f(x)的定义域为[a ,b ],则复合函数f[g(x)]的定义域由不等式a≤g(x)≤b 解出 ② 若f[g(x)]的定义域为[a,b],求 f(x)的定义域,相当于x ∈[a,b]时,求g(x)的值域。
(2)复合函数单调性的判定:①首先将原函数)]([x g f y =分解为基本函数:内函数)(x g u =与外函数)(u f y =; ②分别研究内、外函数在各自定义域内的单调性;③根据“同性则增,异性则减”来判断原函数在其定义域内的单调性。
4.分段函数:值域(最值)、单调性、图象等问题,先分段解决,再下结论。
5.函数的奇偶性⑴函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的必要条件....; ⑵)(x f 是奇函数⇔f(-x)=-f(x);)(x f 是偶函数⇔f(-x)= f(x) ⑶奇函数)(x f 在原点有定义,则0)0(=f ;⑷在关于原点对称的单调区间内:奇函数有相同的单调性,偶函数有相反的单调性; ⑸若所给函数的解析式较为复杂,应先等价变形,再判断其奇偶性; 6.函数的单调性 ⑴单调性的定义:①)(x f 在区间M 上是增函数,,21M x x ∈∀⇔当21x x <时有12()()f x f x <; ②)(x f 在区间M 上是减函数,,21M x x ∈∀⇔当21x x <时有12()()f x f x >; ⑵单调性的判定① 定义法:一般要将式子)()(21x f x f -化为几个因式作积或作商的形式,以利于判断符号;②导数法(见导数部分);③复合函数法;④图像法。
§2.1 映射、函数及反函数基础自测与函数f (x )=|x |是相同函数的是 ( ) A .y =2x B .y =xx 2C .y =e ln xD .y =log 22x答案 A2.设M ={x |0≤x ≤2},N ={y |0≤y ≤3},给出下列四个图形(如图所示),其中能表示从集合M 到集合N 的函数关系的有 ( )A .0个B .1个C .2个D .3个 答案 C3.若对应关系f :A →B 是从集合A 到集合B 的一个映射,则下面说法错误的是 ( )A .A 中的每一个元素在集合B 中都有对应元素B .A 中两个元素在B 中的对应元素必定不同C .B 中两个元素若在A 中有对应元素,则它们必定不同D .B 中的元素在A 中可能没有对应元素 答案 B4.如图所示,①②③三个图象各表示两个变量x ,y 的对应关系,则有 ( )A .都表示映射,且①③表示y 为x 的函数B .都表示y 是x 的函数C .仅②③表示y 是x 的函数D .都不能表示y 是x 的函数 答案 C5.已知f (x1)=x 2+5x ,则f (x )= .答案 251x x (x ≠0)例1 给出下列两个条件:(1)f (x +1)=x +2x;(2)f (x )为二次函数且f (0)=3,f (x +2)-f (x )=4x +2.试分别求出f (x )的解析式.解(1)令t =x +1,≨t ≥1,x =(t -1)2.则f (t )=(t -1)2+2(t -1)=t 2-1,即f (x )=x 2-1,x ∈[1,+≦). (2)设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),≨f (x +2)=a (x +2)2+b (x +2)+c , 则f (x +2)-f (x )=4ax +4a +2b =4x +2.≨⎩⎨⎧=+=22444b a a , ≨⎩⎨⎧-==11b a ,又f (0)=3⇒c =3,≨f (x )=x 2-x +3. 例2 已知函数f (x )=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<-=>.0,1,0,1,0,2x xx x x (1)画出函数的图象;(2)求f (1),f (-1),f [])1(-f 的值.解 (1)分别作出f (x )在x >0,x =0,x <0段上的图象,如图所示,作法略. (2)f (1)=12=1,f (-1)=-,111=-f [])1(-f =f (1)=1. 例3(12分)某摩托车生产企业,上年度生产摩托车的投入成本为1万元/辆,出厂价为1.2万元/辆,年销售量为1 000辆.本年度为适应市场需求,计划提高产品档次,适度增加投入成本.若每辆车投入成本增加的比例为x (0<x <1),则出厂价相应提高的比例为0.75x , 同时预计年销售量增加的比例为0.6x .已知年利润=(出厂价-投入成本)×年销售量. (1)写出本年度预计的年利润y 与投入成本增加的比例x 的关系式;(2)为使本年度利润比上年有所增加,问投入成本增加的比例x 应在什么范围内? 解 (1)依题意,本年度每辆摩托车的成本为1+x (万元),而出厂价为1.2×(1+0.75x ) (万元),销售量为1 000×(1+0.6x )(辆).故利润y =[1.2×(1+0.75x )-(1+x )]×1 000×(1+0.6x ), 4分 整理得y =-60x 2+20x +200(0<x <1) 6分 (2)要保证本年度利润比上一年有所增加,则y -(1.2-1)×1 000>0, 8分 即-60x 2+20x +200-200>0,即3x 2-x <0 10分 解得0<x <31,适合0<x <1.故为保证本年度利润比上年有所增加,投入成本增加的比例x 的取值范围是0<x <31. 11分 答 (1)函数关系式为y =-60x 2+20x +200 (0<x <1).(2)投入成本增加的比例x 的范围是(0, 31).12分1.(1)已知f (12+x)=lg x ,求f (x ); (2)已知f (x )是一次函数,且满足3f (x +1)-2f (x -1)=2x +17,求f (x );(3)已知f (x )满足2f (x )+f (x1)=3x ,求f (x ).解 (1)令x 2+1=t ,则x =12-t , ≨f (t )=lg12-t ,≨f (x )=lg 12-x ,x ∈(1,+≦).(2)设f (x )=ax +b ,则3f (x +1)-2f (x -1)=3ax +3a +3b -2ax +2a -2b =ax +b +5a =2x +17, ≨a =2,b =7,故f (x )=2x +7.(3)2f (x )+f (x1)=3x , ①把①中的x 换成x1,得2f (x1)+f (x )=x3 ②①×2-②得3f (x )=6x -x3,≨f (x )=2x -x1.2.在同一平面直角坐标系中,函数y =f (x )和y =g (x )的图象关于直线y =x 对称,现将y =g (x )的图象沿x 轴向左平移2个单位,再沿y 轴向上平移1 个单位,所得图象是由两条线段组成的折线(如图所示),则函数f (x )的表达式为( )A.f(x)=⎪⎩⎪⎨⎧≤<+≤≤-+20,2201,22x xx x B.f(x)=⎪⎩⎪⎨⎧≤<-≤≤--20,2201,22x xx xC.f(x)=⎪⎩⎪⎨⎧≤<+≤≤-42,1221,22x xx x D.f(x)=⎪⎩⎪⎨⎧≤<-≤≤-42,3221,62x xx x答案 A3.等腰梯形ABCD 的两底分别为AD =2a ,BC =a ,∠BAD =45°,作直线MN ⊥AD 交AD 于M ,交折线ABCD 于N ,记AM =x ,试将梯形ABCD 位于直线MN 左侧的面积y 表示为x 的函数,并写出函数的定义域.解 作BH ⊥AD ,H 为垂足,CG ⊥AD ,G 为垂足, 依题意,则有AH =2a ,AG =23a .(1)当M 位于点H 的左侧时, N ∈AB ,由于AM =x ,∠BAD =45°.≨MN =x .≨y =S △AMN =21x 2(0≤x ≤2a ).(2)当M 位于HG 之间时, 由于AM =x , ≨MN =2a ,BN =x -2a .≨y =S 直角梯形AMNB =2·21a[x +(x -2a )]=21ax -).232(82a x a a≤< (3)当M 位于点G 的右侧时,由于AM =x ,MN =MD =2a -x . ≨y =S 梯形ABCD -S △MDN =).223(45221)44(2143)2(21)2(2·21222222a x a a ax x x ax a a x a a a a ≤<-+-=+--=--+ 综上:y =⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎥⎦⎤ ⎝⎛∈-+-⎥⎦⎤ ⎝⎛∈-⎢⎣⎡⎥⎦⎤∈a a x a ax x a a x a ax a x x 2,2345221.23,28212,0212222一、选择题1.下列函数中,与函数y =x 相同的函数是 ( ) A .y =xx 2 B .y =(x)2 C .y =lg10x D .y =x2log 2答案 C2.设M ={x |-2≤x ≤2},N ={y |0≤y ≤2},函数f (x )的定义域为M ,值域为N ,则f (x )的图象可以是图中的( )答案 B 3.若f (x )=⎩⎨⎧≥<+)6(log )6()3(2x xx x f ,则f (-1)的值为( )A .1B .2C .3D .4答案 C 4.已知f (2211)11x x x x +-=+-,则f(x )的解析式可取为 ( )A .21x x + B .-212x x + C .212x x + D .-21x x +答案 C 5.函数f (x )=x x -132 +lg(3x +1)的定义域是 ( )A .(-∞,-31) B .(-31,31)C .(-31,1) D .(-31,+∞)答案 C6.(2008·陕西理,11)定义在R 上的函数f (x )满足f (x +y )=f (x )+f (y )+2xy (x ,y ∈R ),f (1)=2,则f (-3)等于( )A .2B .3C .6D .9 答案 C 二、填空题7.已知函数f (x ),g (x )分别由下表给出则f [g (1)]的值为 ,满足f [g (x )]>g [f (x )]的x 的值是 .答案 1 28.已知函数ϕ(x )=f (x )+g(x ),其中f (x )是x 的正比例函数,g (x )是x 的反比例函数,且ϕ(31)=16, ϕ(1)=8,则ϕ(x )= . 答案 3x +x5三、解答题9.(1)设f (x )是定义在实数集R 上的函数,满足f (0)=1,且对任意实数a 、b ,有f (a -b )=f (a )-b (2a -b +1),求f (x );(2)函数f (x ) (x ∈(-1,1))满足2f (x )-f (-x )=lg(x +1),求f (x ). 解 (1)依题意令a =b =x ,则f (x -x )=f (x )-x (2x -x +1), 即f (0)=f (x )-x 2-x ,而f (0)=1,≨f (x )=x 2+x +1. (2)以-x 代x ,依题意有 2f (-x )-f (x )=lg(1-x )① 又2f (x )-f (-x )=lg(1+x ) ② 两式联立消去f (-x )得3f (x )=lg(1-x )+2lg(1+x ),≨f (x )=31lg(1+x -x 2-x 3)(-1<x <1).10.已知函数f (x )和g (x )的图象关于原点对称,且f (x )=x 2+2x . (1)求g (x )的解析式;(2)解不等式g (x )≥f (x )-|x -1|.解 (1)设函数y =f (x )的图象上任一点Q (x 0,y 0)关于原点的对称点为P (x ,y ),则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+,02,020y y xx 即⎩⎨⎧-=-=.,00y y x x≧点Q (x 0,y 0)在函数y =f (x )的图象上≨-y =x 2-2x ,即y =-x 2+2x ,故g (x )=-x 2+2x . (2)由g (x )≥|1|)(--x x f 可得:2x 2-|x -1|≤0. 当x ≥1时,2x 2-x +1≤0,此时不等式无解.当x <1时,2x 2+x -1≤0,≨-1≤x ≤.21因此,原不等式的解集为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-21,1.11.如图所示,有一块半径为R 的半圆形钢板,计划剪裁成等腰梯形ABCD 的形状,它的下底AB 是⊙O 的直径,且上底CD 的端点在圆周上,写出梯形周长y 关于腰长x 的函数关系式,并求出它的定义域.解 AB =2R ,C 、D 在⊙O 的半圆周上, 设腰长AD =BC =x ,作DE ⊥AB , 垂足为E ,连接BD , 那么∠ADB 是直角,由此Rt △ADE ∽Rt △ABD. ≨AD 2=AE ×AB ,即AE =Rx 22,≨CD =AB -2AE =2R -Rx 2,所以y =2R +2x +(2R -Rx 2), 即y =-Rx 2+2x +4R.再由⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧>->>0202022R x R R xx ,解得0<x <2R .所以y =-R x 2+2x +4R ,定义域为(0,2R ).12.某租赁公司拥有汽车100辆.当每辆车的月租金为3 000元时,可全部租出.当每辆车的月租金每增加50元时,未租出的车将会增加一辆.租出的车每月需要维护费150元,未租出的车每辆每月需要维护费50元.(1)当每辆车的月租金定为3 600元时,能租出多少辆车?(2)当每辆车的月租金定为多少元时,租赁公司的月收益最大?最大月收益是多少?解 (1)当每辆车的月租金定为3 600元时,未租出的车辆数为5000036003-=12,所以这时租出了88辆车.(2)设每辆车的月租金定为x 元,则租赁公司的月收益为f (x )=(100-500003)150)(500003----x x x ×50整理得f (x )=-502x +162x -21 000=-501(x -4 050)2+307 050.所以,当x =4 050时,f (x )最大,最大值为f (4 050)=307 050.即当每辆车的月租金定为4 050元时,租赁公司的月收益最大,最大月收益为307 050元.。