第3讲 函数的值域的常见求法(2)

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高中数学常见题型解法归纳及反馈检测

第 1 页 第2讲 函数的值域(最值)常见求法2

【知识要点】

一、函数值域的定义

函数值的集合叫做函数的值域.

二、值域范围的决定因素

函数的值域取决于定义域和对应法则,不论采用什么方法求函数的值域,都要考虑定义域,函数的问题必须遵循“定义域优先”的原则.

三、常见函数的值域

1、一次函数0ykxbk的值域为R.

2、二次函数20yaxbxca,当0a时的值域为24,4acba,

0a时的值域为24,4acba.

3、反比例函数0kykx的值域为0yRy.

4、指数函数01xyaaa且的值域为0yy.

5、对数函数log01ayxaa且的值域为R.

6、幂函数3yx的值域为R,幂函数12yxx的值域为[0,).

7、正弦函数sinyx、余弦函数cosyx的值域为1,1,正切函数tanyx的值域为R.

四、求函数的值域常用的方法

求函数的值域常用的方法有观察法、分离常数法、配方法、反函数法、换元法、判别式

法、基本不等式法、单调性法、数形结合法、导数法、绝对值不等式法和柯西不等式法等.其中最常用的有“三数(函数、数形结合、导数)”和“三不(基本不等式、绝对值不等式、柯西不等式)”.

五、函数的值域一定要用集合或区间来表示 高中数学常见题型解法归纳及反馈检测

第 2 页 六、函数值域与最值的联系

函数的值域、取值范围和函数的最值实际上是同一范畴的问题,所以求函数值域的方法适用于求函数的最值和取值范围等.

【方法讲评】

方法6 判别式法

使用

情景 形如22dxexfyaxbxc的函数.

解题

步骤 一般先将函数化成二次方程,再利用判别式来求函数的值域.

【例1】求函数3274222xxxxy的值域.

【反馈检测1】求函数22221xxyxx的值域.

方法7 基本不等式法

使用

情景 一般变量是正数,变量的和或积是定值.

解题

步骤 一般先进行配凑,再利用基本不等式求函数的最值,

从而得到函数的值域.

【例2】已知52x,求函数245()24xxfxx 的最小值.

【例3】已知(0,),求函数sin(1cos)2y的最大值.

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第 3 页 【反馈检测2】已知0x,0y,且291yx,则yx的最小值为___________.

【反馈检测3】已知αR,函数aaxxxf|4|)(在区间[1,4]上的最大值是5,

则a的取值范围是___________.

方法8 单调性法

使用

情景 函数的单调性容易判断.

解题

步骤 先判断函数的单调性,再利用函数的单调性得到函数的值域.

【例4】求函数212()log(35)(02)fxxxx的值域.

【例5】求函数532log1(210)xyxx的值域.

【反馈检测4】求函数1413()3yxxx的值域.

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第 4 页 方法9 数形结合法

使用

情景 函数有明显的几何意义.

解题

步骤 先找到“数”对应的“形”,再利用数形结合分析解答.

【例6】求函数14yxx的值域.

【例7】 如果函数fxx()()112定义在区间tt,1上,求fx()的最小值.

【例8】求函数xxycos2sin3的值域.

【例9】设()fx是R上的偶函数,对任意xR,都有(2)(2),fxfx且当[2,0]x时,1()()1,(2,6]2xfx若在区间内关于x的方程()log(2)0(1)afxxa恰有3个不同的实数根,则a的取值范围是( )

A.(1,2) B.(2,)

C.3(1,4) D.3(4,2)

【例10】点P为抛物线:24yx上一动点,定点(2,45)A,则||PA与P到y轴的距离之和的最小值为( )

A.9 B.10 C.8 D.5 高中数学常见题型解法归纳及反馈检测

第 5 页 【例11】已知x,y满足约束条件1343530xxyxy

(1)求目标函数2zxy的最大值和最小值;

(2)若目标函数zaxy取得最大值的最优解有无穷多个,求a的值;

(3)求22zxy的取值范围.

【反馈检测5】若点A的坐标为(3,2),F为抛物线22yx的焦点,点P是抛物线上的一动点,则||||PAPF取得最小值时,点P的坐标是 .

【例12】圆锥的底面直径2AB,母线长3VA,点C在母线VB上,且1VC,

有一只蚂蚁沿圆锥的侧面从点A到达点C,则这只蚂蚁爬行的最短距离是( )

A.13 B.7

C.433 D.332

【反馈检测6】如图,圆锥的底面圆直径AB为2,母线长SA为4,若小虫P从点A开始绕着圆锥表面爬行一圈到SA的中点C,则小虫爬行的最短距离为______.

A V

C

B

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第 6 页 方法10 导数法

使用

情景 函数的结构比较复杂,利用导数可以方便地求出函数的单调性.

解题

步骤 先利用导数求出函数的单调性,再根据函数的单调性得到函数的值域.

【例12】已知函数()lnfxxx,2()(3)()xgxxaxeaR

(1)当5a时,求函数()ygx在1x处的切线方程;

(2)求()fx在区间[,2]tt(0)t上的最小值.

【例13】两县城A和B相距20km,现计划在两县城外以AB为直径的半圆弧AB上选择一点C建造垃圾处理厂,其对城市的影响度与所选地点到城市的的距离有关,对城A和城B的总影响度为城A与城B的影响度之和,记C点到城A的距离为xkm,建在C处的垃圾处理厂对城A和城B的总影响度为y,统计调查表明:垃圾处理厂对城A的影响度与所选地点到城A的距离的平方成反比,比例系数为4;对城B的影响度与所选地点到城B的距离的平方成反比,比例系数为k,当垃圾处理厂建在AB的中点时,对城A和城B的总影响度为0.065.

(1)将y表示成x的函数;

(2)讨论(1)中函数的单调性,并判断弧AB上是否存在一点,使建在此处的垃圾处理厂对城A和城B的总影响度最小?若存在,求出该点到城A的距离;若不存在,说明理由.