高中函数值域的12种求解方法
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求函数值域的十种方法前言:求函数是高中数学的一项基本技能,而且在解高中数学题中是常用到的工具之一,由于求函数值域的方法很多,有时技巧要求很高,致使学生产生畏难情绪.我们试图介绍在求函数值域的十种方法,每一种方法各举了若干个典型例子并配以相应练习,以使学生能举一反三,掌握求函数值域这一高中数学的基本技能.这十种方法是1. 部分分式法;2. 配方法;3. 判别式法; 4. 反函数;5. 函数有界性法;6. 函数单调性法;7. 换元法;8. 数形结合法;9. 不等式法;10. 多种方法综合运用一. 部分分式法(分离常数法)(分式且分子、分母中有相似的项,通过该方法可将原函数转化为为)(x f k y ±=(为k 常数)的形式) 例1、求函数12++=x x y 的值域 解:利用恒等变形,得到:111++=x y ,容易观察知x ≠-1,y ≠1,得函数的值域为y ∈(-∞,1)∪(1, +∞)。
注意到分数的分子、分母的结构特点,分离出一个常数后,再通过观察或配方等其他方法易得函数值域。
例2、求函数122+--=x x xx y 的值域。
观察分子、分母中均含有x x -2项,可利用部分分式法;则有43)21(11111122222+--=+--+-=+--=x x x x x x x x x y 不妨令:)0)(()(1)(,43)21()(2≠=+-=x f x f x g x x f 从而)∞+⎢⎣⎡∈,43)(x f 注意:在本题中应排除0)(=x f ,因为)(x f 作为分母。
所以 ⎝⎛⎥⎦⎤∈43,0)(x g 故)1,31⎢⎣⎡-∈y练习.求下列函数的值域:(1) 231--=x x y (2) 1122+-=x x y .答案:(1)值域),(),(3131+∞⋃-∞∈y (2)值域y ∈[-1,1] 例3、求函数])1,1[,,0,0(-∈>>>-+=x b a b a bxa bxa y 的值域。
高中数学:求函数值域的方法十三种(二)五、判别式法:把函数转化成关于x 的二次方程(,)0F x y =;通过方程有实数根,判别式0∆≥,从而求得原函数的值域,形如21112222a xb xc y a x b x c ++=++(1a 、2a 不同时为零)的函数的值域,常用此方法求解。
(解析式中含有分式和根式。
)【例1】求函数2211x x y x ++=+的值域。
【解析】原函数化为关于x 的一元二次方程,由于x 取一切实数,故有(1)当时,解得:(2)当y=1时,,而故函数的值域为【例2】求函数y x =+的值域。
【解析】两边平方整理得:(1)∵∴解得:但此时的函数的定义域由,得由,仅保证关于x的方程:在实数集R 有实根,而不能确保其实根在区间[0,2]上,即不能确保方程(1)有实根,由求出的范围可能比y 的实际范围大,故不能确定此函数的值域为。
可以采取如下方法进一步确定原函数的值域。
∵代入方程(1)解得:即当时,原函数的值域为:注:由判别式法来判断函数的值域时,若原函数的定义域不是实数集时,应综合函数的定义域,将扩大的部分剔除。
解法二:2(2)1(x 1)y x x x x =+-=+--]2,2[sin 1ππθθ-∈=-x )4sin(21cos sin 1πθθθ++=++=y 4344ππθπ≤+≤-14sin(22≤+≤-πθ原函数的值域为:【例3】已知函数222()1x ax b f x x ++=+的值域为[1,3],求,a b 的值。
【解析】2221x ax by x ++=+22(2)04(y 2)(y b)0y x ax y b a ⇒--+-=⇒∆=---≥2244(2b)y 8b a 0y -++-≤。
由于222()1x ax bf x x ++=+的值域为[1,3],故上式不等式的解集为{y|1≤y≤3}1221221328234y y b a b ab y y +=+=+⎧=±⎧⎪⇒⇒⎨⎨-===⎩⎪⎩【例4】求函数2212+++=x x x y 的值域。
求函数值域(最值)方法汇总一.单调性法例1.求函数x 53x y ---=的值域 例2.求函数11--+=x x y 的值域例3.求函数x x y -+-=53的值域解一:例4.已知函数.2]2,0[34)(2的值,求实数上有最大值在区间a x ax x f -+= 解:(1)当0=a 时,max ()(2)4232,f x f ==⨯-≠舍去; (2)当↑⇒〈-=〉上在时,对称轴方程为]2,0[)(020x f ax a 舍去,043254)2(〈-=⇒=+=⇒a a f ;(3)当时,0〈a 02〉-=ax 对称轴方程为, ①]1,(]0,1[1]2,0[2--∞∈⇒-∈⇒∈-a a a 1542384)2(-〉-=⇒=--=-⇒a a a a f ,舍去②122-〉⇒〉-a a ↑⇒上在]2,0[)(x f 43-=⇒a纵上,43-=a例5.已知函数f (x )对任意实数x ,y ,均有f (x +y )=f (x )+f (y ),且当x >0时,f (x )>0,f (-1)=-2,求f (x )在区间[-2,1]上的值域。
解:0)0()0()0()00(=⇒+=+f f f f为奇函数则令)()()()()()(,x f x f x f x f x f x x f x y ⇒-=-⇒-+=--= )()()()()(0)(0,121112121221x f x f x f x f x x f x x f x x x x 〉⇒〉+-⇒〉-⇒〉-〈则令422)1()1()11()2(-=--=-+-=--=-f f f f ,2)1()1(=--=f f()[-2,1][-4,2]f x ⇒在上的值域为:二.判别式(∆)法:用于自然定义域下的二次分式形式的函数,变形为关于x 的方程,讨论2x 的系数,当系数为0时,判断方程左边是否等于0;当系数不为0时,得0≥∆。
综上,求出y 的范围。
如:,,222211221121c x b x a b x a y b x a c x b x a y +++=+++=22221121c x b x a c x b x a y ++++=等。
高一数学求函数的定义域与值域的常用方法一. 求函数的定义域与值域的常用方法求函数的解析式,求函数的定义域,求函数的值域,求函数的最值二. 求函数的解析式3、求函数解析式的一般方法有:(1)直接法:根据题给条件,合理设置变量,寻找或构造变量之间的等量关系,列出等式,解出y 。
(2)待定系数法:若明确了函数的类型,可以设出其一般形式,然后代值求出参数的值; (3)换元法:若给出了复合函数f [g (x )]的表达式,求f (x )的表达式时可以令t =g (x ),以换元法解之; (4)构造方程组法:若给出f (x )和f (-x ),或f (x )和f (1/x )的一个方程,则可以x 代换-x (或1/x ),构造出另一个方程,解此方程组,消去f (-x )(或f (1/x ))即可求出f (x )的表达式;(5)根据实际问题求函数解析式:设定或选取自变量与因变量后,寻找或构造它们之间的等量关系,列出等式,解出y 的表达式;要注意,此时函数的定义域除了由解析式限定外,还受其实际意义限定。
(二)求函数定义域1、函数定义域是函数自变量的取值的集合,一般要求用集合或区间来表示;2、常见题型是由解析式求定义域,此时要认清自变量,其次要考查自变量所在位置,位置决定了自变量的范围,最后将求定义域问题化归为解不等式组的问题;3、如前所述,实际问题中的函数定义域除了受解析式限制外,还受实际意义限制,如时间变量一般取非负数,等等;4、对复合函数y =f [g (x )]的定义域的求解,应先由y =f (u )求出u 的范围,即g (x )的范围,再从中解出x 的范围I 1;再由g (x )求出y =g (x )的定义域I 2,I 1和I 2的交集即为复合函数的定义域;5、分段函数的定义域是各个区间的并集;6、含有参数的函数的定义域的求解需要对参数进行分类讨论,若参数在不同的范围内定义域不一样,则在叙述结论时分别说明;7、求定义域时有时需要对自变量进行分类讨论,但在叙述结论时需要对分类后求得的各个集合求并集,作为该函数的定义域;一:求函数解析式1、换元法:题目给出了与所求函数有关的复合函数表达式,可将内函数用一个变量代换。
求函数的值域(常用)一、用非负数的性质例1:求下列函数的值域:(1)y=-3x 2+2;(2)≥-1).练1:函数2()1f x x x =+-的最小值是_________________.练2:求函数y =练3:求函数的值域。
练4:(1)232+-=x x y (2)]8,5[,452∈+-=x x x y(3)2234x x y -+-=]2,1[x ,5x 2x y 2-∈+-=二、分离常数法对某些分式函数,可通过分离常数法,化成部分分式来求值域.例1:求下列函数的值域:(1)y=21x x ++(2)y=2211x x -+.练1:求下列函数的值域:(1)13222++=x x y (2)3214222++++=x x x x y三、利用函数单调性已知函数在某区间上具有单调性,那么利用单调性求值域是一种简单的方法. 例1:求函数y=3x+x 3的值域.练1:求函数122+-=xx y ()0>x 的值域.练2:求函数x x y 213--=的值域.四、利用判别式特殊地,对于可以化为关于x 的二次方程a(y)x 2+b(y)x+c(y)=0的函数y=f(x),可利用0()0,a y y x ∆≥≠且求出的最值后,要检验这个最值在定义域是否具有相应的值. 例1:求函数y =234x x +的最值.练1:利用判别式方法求函数222231x x y x x -+=-+的值域.五、利用换元法求值域有时直接求函数值域有困难,我们可通过换元法转化为容易求值域的问题考虑. 例1:求函数的值域。
练1:求()6log 62log 2222++=x x y 的值域.1x x y -+=练2:设02x ≤≤,求函数1()4321x x f x +=-+的值域.练3:求函数的值域.练4:求函数x x y 213--=的值域.六:判别式法例1:求函数的值域。
七、利用数形结合数形结合是解数学问题的重要思想方法之一,求函数值域时其运用也不例外. 例1:若62--=x x y ,求y 的最大、最小值.练1:求函数342+-=x x y 的值域.22x 1x x 1y +++=练2:求函数186122+-++=x x x y 的值域.练3:若(求x-y 的最大、最小值.八、利用已知函数的有界性. 例1:求函数y=25243x x -+的值域.练1:求函数的值域。
高中数学函数值域的种求法总结高中数学中,函数值域是指函数在定义域内所有可能的取值的集合。
求函数值域是解决各类函数问题的重要方法之一、下面将总结高中数学中常用的求函数值域的11种方法。
1.利用定义法:根据函数的定义,直接求解函数的取值范围。
例如,对于函数f(x)=x^2,由于平方永远非负,所以其值域为[0,+∞)。
2. 利用图像法:通过绘制函数的图像,观察图像的上下界即可求得函数的值域。
例如,对于函数 f(x) = sin(x),由于正弦函数的取值范围在[-1, 1]之间,故其值域为[-1, 1]。
3.利用对称性:对于一些具有对称性的函数,可以利用函数的对称性来快速求解其值域。
例如,对于奇函数f(x)=x^3,由于x^3关于原点对称,故其值域为整个实数轴。
4.利用函数的性质:通过函数的特点和性质来求解其值域。
例如,对于指数函数f(x)=a^x,由于指数函数永远大于0,所以其值域为(0,+∞)。
5. 利用最值的求解方法:对于具有最值的函数,可以通过求解最值来确定函数的值域。
例如,对于二次函数 f(x) = ax^2 + bx + c,其中a > 0,由于 a > 0,故二次函数的开口向上,函数的最小值为顶点的 y坐标,可以通过求解顶点坐标来确定函数的值域。
6.利用函数的递增性或递减性:对于递增函数或递减函数,可以根据函数递增性或递减性来求解其值域。
例如,对于递增函数f(x)=2x+1,由于斜率大于零,函数单调递增,故值域为(-∞,+∞)。
7. 利用函数的周期性:对于具有周期性的函数,可以利用函数的周期性来求解其值域。
例如,对于正弦函数 f(x) = sin(x),由于正弦函数的值在一个周期内是重复的,故其值域为 [-1, 1]。
8. 利用函数的复合性:对于复合函数,可以将函数拆解成多个简单的函数,然后求解每个简单函数的值域,最后将值域组合起来得到复合函数的值域。
例如,对于函数 f(x) = sqrt(x^2 + 1),可以拆解成 f(x) = g(h(x)), 其中 g(x) = sqrt(x) 和 h(x) = x^2 + 1,然后求解 g(x) 和h(x) 的值域,最后得到 f(x) 的值域。
实用标准高中函数定义域和值域的求法总结一、常规型即给出函数的解析式的定义域求法,其解法是由解析式有意义列出关于自变量的不等式 或不等式组,解此不等式(或组)即得原函数的定义域。
2x2x 15例 1 求函数 y的定义域。
| x 3| 8解:要使函数有意义,则必须满足2x 2x 15 0① | x 3 | 8 0②由①解得 x 3或 x 5。
③由②解得x5或 x 11 ④ ③和④求交集得 x 3且 x 11或 x>5。
故所求函数的定义域为 {x | x 3且x 11} {x | x 5} 。
例 2 求函数1ysin x的定义域。
216 x解:要使函数有意义,则必须满足sin x0 ① 216 x② 由①解得 2kx2k ,kZ③ 由②解得 4 x 4 ④由③和④求公共部分,得4 x 或0 x 故函数的定义域为 ( 4, ] (0, ]评注:③和④怎样求公共部分?你会吗? 二、抽象函数型抽象函数是指没有给出解析式的函数,不能常规方法求解,一般表示为已知一个抽象函 数的定义域求另一个抽象函数的解析式,一般有两种情况。
(1)已知 f (x) 的定义域,求 f[g(x )] 的定义域。
(2)其解法是:已知 f (x) 的定义域是[a ,b ]求 f [g(x)] 的定义域是解 a g(x) b ,即为所求的定义域。
2 例3 已知 f (x) 的定义域为[-2,2],求 f ( x 1)的定义域。
2 解:令 2 x 1 2 2 ,得 1 x 32,即 0x3,因此 0 | x |3 ,从而3 x 3 ,故函数的定义域是 { x | 3 x 3} 。
(2)已知 f [g( x)] 的定义域,求 f(x) 的定义域。
其解法是:已知 f [g(x )] 的定义域是[a , b ],求 f(x) 定义域的方法是:由 a x b ,求g(x)的值域,即所求 f(x) 的定义域。
例 4 已知 f (2x 1) 的定义域为[1,2],求 f(x) 的定义域。
高中数学求函数值域解题方法大全高中数学求函数值域解题方法大全一、观察法:从自变量x的范围出发,推出y=f(x)的取值范围。
例1:求函数y=x+1的值域。
解析:由于x≥-1,所以x+1≥0,因此函数y=x+1的值域为[1,+∞)。
例2:求函数y=1/x的值域。
解析:显然函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),当x>0时,y>0;当x<0时,y<0.因此函数的值域是:例3:已知函数y=(x-1)-1,x∈{-1,1,2},求函数的值域。
解析:因为x∈{-1,1,2},而f(-1)=f(3)=3,f(2)=-1,f(1)=-∞,所以:y∈{-1,3}。
注意:求函数的值域时,不能忽视定义域,如果该题的定义域为x∈R,则函数的值域为{y|y≥-1}。
二、配方法:配方法式求“二次函数类”值域的基本方法。
形如F(x)=af2(x)+bf(x)+c的函数的值域问题,均可使用配方法。
例1:求函数y=x2-2x+5,x∈[-1,2]的值域。
解析:将函数配方得:y=(x-1)2+4,当x=1∈[-1,2]时,y取得最小值4,当x=-1或x=2时,y取得最大值8,因此函数的值域是:[4,8]。
变式:已知f(x)=ax2+bx+c,其中a>0,且在区间[-1,1]内的最小值为1,求函数在[-2,2]上的最值。
解析:由已知,可得a>0,且f(x)在x=0处取得最小值1,即b=0.又因为在区间[-1,1]内的最小值为1,所以a≤4.将f(x)配方得:f(x)=a(x-1)2+1,当x=-2或x=2时,f(x)取得最大值5a+1;当x=1时,f(x)取得最小值1.因此,当a=4时,函数在[-2,2]上的最值分别为9和17.当a<4时,函数在[-2,2]上的最值分别为1和5a+1.三、其他方法:对于一些特殊的函数,可以采用其他方法求解。
例:已知函数f(x)=sinx+cosx,求函数的值域。
高中函数 【2 】界说域和值域的求法总结一.常规型即给出函数的解析式的界说域求法,其解法是由解析式有意义列出关于自变量的不等式或不等式组,解此不等式(或组)即得原函数的界说域.例1 求函数8|3x |15x 2x y 2-+--=的界说域.解:要使函数有意义,则必须知足⎩⎨⎧≠-+≥--②①08|3x |015x 2x 2由①解得 3x -≤或5x ≥.③ 由②解得 5x ≠或11x -≠④③和④求交集得3x -≤且11x -≠或x>5.故所求函数的界说域为}5x |x {}11x 3x |x {>-≠-≤ 且.例2 求函数2x 161x sin y -+=的界说域.解:要使函数有意义,则必须知足⎩⎨⎧>-≥②①0x 160x sin 2由①解得Z k k 2x k 2∈π+π≤≤π,③由②解得4x 4<<-④由③和④求公共部分,得π≤<π-≤<-x 0x 4或故函数的界说域为]0(]4(ππ--,,评注:③和④如何求公共部分?你会吗?二.抽象函数型抽象函数是指没有给出解析式的函数,不能常规办法求解,一般表示为已知一个抽象函数的界说域求另一个抽象函数的解析式,一般有两种情形.(1)已知)x (f 的界说域,求)]x (g [f 的界说域.(2)其解法是:已知)x (f 的界说域是[a,b ]求)]x (g [f 的界说域是解b )x (g a ≤≤,即为所求的界说域.例3 已知)x (f 的界说域为[-2,2],求)1x (f 2-的界说域. 解:令21x 22≤-≤-,得3x 12≤≤-,即3x 02≤≤,是以3|x |0≤≤,从而3x 3≤≤-,故函数的界说域是}3x 3|x {≤≤-.(2)已知)]x (g [f 的界说域,求f(x)的界说域.其解法是:已知)]x (g [f 的界说域是[a,b ],求f(x)界说域的办法是:由b x a ≤≤,求g(x)的值域,即所求f(x)的界说域.例4 已知)1x 2(f +的界说域为[1,2],求f(x)的界说域.解:因为51x 234x 222x 1≤+≤≤≤≤≤,,. 即函数f(x)的界说域是}5x 3|x {≤≤.三.逆向型即已知所给函数的界说域求解析式中参数的取值规模.特别是对于已知界说域为R,求参数的规模问题平日是转化为恒成立问题来解决.例5 已知函数8m m x 6m x y 2++-=的界说域为R 求实数m 的取值规模. 剖析:函数的界说域为R,表明0m 8mx 6mx 2≥++-,使一切x ∈R 都成立,由2x 项的系数是m,所以应分m=0或0m ≠进行评论辩论.解:当m=0时,函数的界说域为R;当0m ≠时,08m mx 6mx 2≥++-是二次不等式,其对一切实数x 都成立的充要前提是1m 00)8m (m 4)m 6(0m 2≤<⇒⎩⎨⎧≤+--=∆>综上可知1m 0≤≤.评注:不少学生轻易疏忽m=0的情形,愿望经由过程此例解决问题.例6 已知函数3kx 4kx 7kx )x (f 2+++=的界说域是R,求实数k 的取值规模.解:要使函数有意义,则必须3kx 4kx 2++≠0恒成立,因为)x (f 的界说域为R,即03kx 4kx 2=++无实数①当k ≠0时,0k 34k 162<⨯-=∆恒成立,解得43k 0<<;②当k=0时,方程左边=3≠0恒成立.综上k 的取值规模是43k 0<≤.四.现实问题型 这里函数的界说域除知足解析式外,还要留意问题的现实意义对自变量的限制,这点要加倍留意,并形成意识.例7 将长为a 的铁丝折成矩形,求矩形面积y 关于一边长x 的函数的解析式,并求函数的界说域.解:设矩形一边为x,则另一边长为)x 2a (21-于是可得矩形面积.2x ax 21)x 2a (21x y -=-⋅=ax 21x 2+-=.由问题的现实意义,知函数的界说域应知足⎩⎨⎧>->⇒⎪⎩⎪⎨⎧>->0x 2a 0x 0)x 2a (210x2ax 0<<⇒.故所求函数的解析式为ax 21x y 2+-=,界说域为(0,2a ). 例8 用长为L 的铁丝弯成下部为矩形上部为半圆的框架,如图,若矩形底边长为2x,求此框架围成的面积y 与x 的函数关系式,并求界说域.解:由题意知,此框架围成的面积是由一个矩形和一个半圆构成的图形的面积,如图.因为CD=AB=2x,所以x CD π=⋂,所以2x x 2L 2CD AB L AD π--=--=⋂, 故2x 2x x 2L x 2y 2π+π--⋅= Lx x )22(2+π+-=依据现实问题的意义知2L x 002x x 2L 0x 2+π<<⇒⎪⎩⎪⎨⎧>π--> 故函数的解析式为Lx x )22(y 2+π+-=,界说域(0,2L +π).五.参数型对于含参数的函数,求界说域时,必须对分母分类评论辩论.例9 已知)x (f 的界说域为[0,1],求函数)a x (f )a x (f )x (F -++=的界说域.解:因为)x (f 的界说域为[0,1],即1x 0≤≤.故函数)x (F 的界说域为下列不等式组的解集:⎩⎨⎧≤-≤≤+≤1a x 01a x 0,即⎩⎨⎧+≤≤-≤≤-a 1x a a 1x a即两个区间[-a,1-a ]与[a,1+a ]的交集,比较两个区间左.右端点,知(1)当0a 21≤≤-时,F (x )的界说域为}a 1x a |x {+≤≤-; (2)当21a 0≤≤时,F (x )的界说域为}a 1x a |x {-≤≤; (3)当21a >或21a -<时,上述两区间的交集为空集,此时F (x )不能构成函数.六.隐含型有些问题从表面上看并不求界说域,但是不留意界说域,往往导致错解,事实上界说域隐含在问题中,例如函数的单调区间是其界说域的子集.是以,求函数的单调区间,必须先求界说域.例10 求函数)3x 2x (log y 22++-=的单调区间.解:由03x 2x 2>++-,即03x 2x 2<--,解得3x 1<<-.即函数y 的界说域为(-1,3).函数)3x 2x (log y 22++-=是由函数3x 2x t t log y 22++-==,复合而成的. 4)1x (3x 2x t 22+--=++-=,对称轴x=1,由二次函数的单调性,可知t 在区间]1(,-∞上是增函数;在区间)1[∞+,上是减函数,而t log y 2=在其界说域上单调增; 3)[1)[1)31(]11(]1()31(,,,,,,,=∞+--=-∞- ,所以函数)3x 2x (log y 22++-=在区间]11(,-上是增函数,在区间)31[,上是减函数. 函数值域求法十一种1. 直接不雅察法对于一些比较简略的函数,其值域可经由过程不雅察得到.例1. 求函数x 1y =的值域. 解:∵0x ≠ ∴0x 1≠ 显然函数的值域是:),0()0,(+∞-∞例2. 求函数x 3y -=的值域. 解:∵0x ≥3x 3,0x ≤-≤-∴ 故函数的值域是:]3,[-∞2. 配办法配办法是求二次函数值域最根本的办法之一.例3. 求函数]2,1[x ,5x 2x y 2-∈+-=的值域. 解:将函数配方得:4)1x (y 2+-= ∵]2,1[x -∈由二次函数的性质可知:当x=1时,4y min =,当1x -=时,8y max = 故函数的值域是:[4,8]3. 判别式法例4. 求函数22x 1x x 1y +++=的值域.解:原函数化为关于x 的一元二次方程0x )1y (x )1y (2=-+-(1)当1y ≠时,R x ∈0)1y )(1y (4)1(2≥----=∆ 解得:23y 21≤≤ (2)当y=1时,0x =,而⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈23,211 故函数的值域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡23,21例5. 求函数)x 2(x x y -+=的值域.解:双方平方整顿得:0y x )1y (2x 222=++-(1) ∵R x ∈∴0y 8)1y (42≥-+=∆ 解得:21y 21+≤≤-但此时的函数的界说域由0)x 2(x ≥-,得2x 0≤≤由0≥∆,仅保证关于x 的方程:0y x )1y (2x 222=++-在实数集R 有实根,而不能确保其实根在区间[0,2]上,即不能确保方程(1)有实根,由 0≥∆求出的规模可能比y 的现实规模大,故不能肯定此函数的值域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡23,21.可以采取如下办法进一步肯定原函数的值域.∵2x 0≤≤0)x 2(x x y ≥-+=∴21y ,0y min +==∴代入方程(1) 解得:]2,0[22222x 41∈-+= 即当22222x 41-+=时, 原函数的值域为:]21,0[+注:由判别式法来断定函数的值域时,若原函数的界说域不是实数集时,应分解函数的界说域,将扩展的部分剔除.4. 反函数法直接求函数的值域艰苦时,可以经由过程求其原函数的界说域来肯定原函数的值域.例6. 求函数6x 54x 3++值域. 解:由原函数式可得:3y 5y 64x --= 则其反函数为:3x 5y 64y --=,其界说域为:53x ≠ 故所求函数的值域为:⎪⎭⎫ ⎝⎛∞-53,5. 函数有界性法直接求函数的值域艰苦时,可以应用已学过函数的有界性,反宾为主来肯定函数的值域.例7. 求函数1e 1e y x x +-=的值域. 解:由原函数式可得:1y 1y e x -+=∵0e x >∴01y 1y >-+解得:1y 1<<-故所求函数的值域为)1,1(-例8. 求函数3x sin xcos y -=的值域.解:由原函数式可得:y 3x cos x sin y =-,可化为:y 3)x (x sin 1y 2=β++ 即1y y3)x (x sin 2+=β+∵R x ∈ ∴]1,1[)x (x sin -∈β+ 即11y y312≤+≤- 解得:42y 42≤≤- 故函数的值域为⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-42,42 6. 函数单调性法例9. 求函数)10x 2(1x log 2y 35x ≤≤-+=-的值域. 解:令1x log y ,2y 325x 1-==-则21y ,y 在[2,10]上都是增函数所以21y y y +=在[2,10]上是增函数当x=2时,8112log 2y 33min =-+=-当x=10时,339log 2y 35max =+= 故所求函数的值域为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡33,81例10. 求函数1x 1x y --+=的值域.解:原函数可化为:1x 1x 2y -++= 令1x y ,1x y 21-=+=,显然21y ,y 在],1[+∞上为无上界的增函数 所以1y y =,2y 在],1[+∞上也为无上界的增函数所以当x=1时,21y y y +=有最小值2,原函数有最大值222=显然0y >,故原函数的值域为]2,0( 7. 换元法 经由过程简略的换元把一个函数变为简略函数,其题型特点是函数解析式含有根式或三角函数公式模子,换元法是数学办法中几种最重要办法之一,在求函数的值域中同样施展感化.例11. 求函数1x x y -+=的值域.解:令t 1x =-,)0t (≥则1t x 2+= ∵43)21t (1t t y 22++=++= 又0t ≥,由二次函数的性质可知当0t =时,1y min =当0t →时,+∞→y故函数的值域为),1[+∞例12. 求函数2)1x (12x y +-++=的值域.解:因0)1x (12≥+- 即1)1x (2≤+ 故可令],0[,cos 1x π∈ββ=+ ∴1cos sin cos 11cos y 2+β+β=β-++β=1)4sin(2+π+β= ∵π≤π+β≤π≤β≤4540,0211)4sin(201)4sin(22+≤+π+β≤∴≤π+β≤-∴ 故所求函数的值域为]21,0[+例13. 求函数1x 2x x x y 243++-=的值域. 解:原函数可变形为:222x 1x 1x 1x 221y +-⨯+⨯=可令β=tg x ,则有β=+-β=+2222cos x 1x 1,2sin x 1x 2β-=β⨯β-=∴4sin 412cos 2sin 21y 当82k π-π=β时,41y max = 当82k π+π=β时,41y min -=而此时βtan 有意义. 故所求函数的值域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-41,41 例14. 求函数)1x )(cos 1x (sin y ++=,⎥⎦⎤⎢⎣⎡ππ-∈2,12x 的值域.解:)1x )(cos 1x (sin y ++=1x cos x sin x cos x sin +++=令t x cos x sin =+,则)1t (21x cos x sin 2-=22)1t (211t )1t (21y +=++-= 由)4/x sin(2x cos x sin t π+=+= 且⎥⎦⎤⎢⎣⎡ππ-∈2,12x 可得:2t 22≤≤∴当2t =时,223y max +=,当22t =时,2243y +=故所求函数的值域为⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡++223,2243. 例15. 求函数2x 54x y -++=的值域.解:由0x 52≥-,可得5|x |≤故可令],0[,cos 5x π∈ββ= 4)4sin(10sin 54cos 5y +π+β=β++β=∵π≤β≤04544π≤π+β≤π∴当4/π=β时,104y max += 当π=β时,54y min -=故所求函数的值域为:]104,54[+-8. 数形结正当其题型是函数解析式具有显著的某种几何意义,如两点的距离公式直线斜率等等,这类标题若应用数形结正当,往往会加倍简略,一目了然,心旷神怡.例16. 求函数22)8x ()2x (y ++-=的值域.解:原函数可化简得:|8x ||2x |y ++-=上式可以算作数轴上点P (x )到定点A (2),)8(B -间的距离之和. 由上图可知,当点P 在线段AB 上时,10|AB ||8x ||2x |y ==++-=当点P 在线段AB 的延伸线或反向延伸线上时,10|AB ||8x ||2x |y =>++-=故所求函数的值域为:],10[+∞例17. 求函数5x 4x 13x 6x y 22++++-=的值域. 解:原函数可变形为:2222)10()2x ()20()3x (y ++++-+-=上式可算作x 轴上的点)0,x (P 到两定点)1,2(B ),2,3(A --的距离之和, 由图可知当点P 为线段与x 轴的交点时,43)12()23(|AB |y 22min =+++==,故所求函数的值域为],43[+∞例18. 求函数5x 4x 13x 6x y 22++-+-=的值域. 解:将函数变形为:2222)10()2x ()20()3x (y -++--+-=上式可算作定点A (3,2)到点P (x,0)的距离与定点)1,2(B -到点)0,x (P 的距离之差.即:|BP ||AP |y -=由图可知:(1)当点P 在x 轴上且不是直线AB 与x 轴的交点时,如点'P ,则构成'ABP ∆,依据三角形双方之差小于第三边,有26)12()23(|AB |||'BP ||'AP ||22=-++=<-即:26y 26<<-(2)当点P 正好为直线AB 与x 轴的交点时,有26|AB |||BP ||AP ||==-综上所述,可知函数的值域为:]26,26(-注:由例17,18可知,求两距离之和时,要将函数式变形,使A.B 两点在x 轴的两侧,而求两距离之差时,则要使A,B 两点在x 轴的同侧. 如:例17的A,B 两点坐标分离为:(3,2),)1,2(--,在x 轴的同侧;例18的A,B 两点坐标分离为(3,2),)1,2(-,在x 轴的同侧.9. 不等式法应用根本不等式abc 3c b a ,ab 2b a 3≥++≥+)R c ,b ,a (+∈,求函数的最值,其题型特点解析式是和式时请求积为定值,解析式是积时要乞降为定值,不过有时须要用到拆项.添项和双方平方等技能.例19. 求函数4)x cos 1x (cos )x sin 1x (sin y 22-+++=的值域.解:原函数变形为:52x cot x tan 3xcot x tan 3xsec x ces 1x cos 1x sin 1)x cos x (sin y 22322222222=+≥++=++=+++=当且仅当x cot x tan =即当4k x π±π=时)z k (∈,等号成立故原函数的值域为:),5[+∞例20. 求函数x 2sin x sin 2y =的值域.解:x cos x sin x sin 4y =x cos x sin 42=2764]3/)x sin 22x sin x [(sin 8)x sin 22(x sin x sin 8xcos x sin 16y 322222224=-++≤-== 当且仅当x sin 22x sin22-=,即当32x sin 2=时,等号成立. 由2764y 2≤可得:938y 938≤≤- 故原函数的值域为:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-938,938 10. 一一映射法 道理:因为)0c (d cx b ax y ≠++=在界说域上x 与y 是一一对应的.故两个变量中,若知道一个变量规模,就可以求另一个变量规模.例21. 求函数1x 2x31y +-=的值域. 解:∵界说域为⎭⎬⎫⎩⎨⎧->-<21x 21x |x 或 由1x 2x 31y +-=得3y 2y 1x +-= 故213y 2y 1x ->+-=或213y 2y 1x -<+-= 解得23y 23y ->-<或 故函数的值域为⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞-⎪⎭⎫ ⎝⎛-∞-,2323, 11. 多种办法分解应用例22. 求函数3x 2x y ++=的值域. 解:令)0t (2x t ≥+=,则1t 3x 2+=+(1)当0t >时,21t 1t 11t t y 2≤+=+=,当且仅当t=1,即1x -=时取等号,所以21y 0≤<(2)当t=0时,y=0.综上所述,函数的值域为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡21,0注:先换元,后用不等式法例23. 求函数42432x x 21x x x 2x 1y ++++-+=的值域. 解:4234242x x 21x x x x 21x x 21y +++++++-=2222x 1x x 1x 1++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-= 令2tan x β=,则β=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-2222cos x 1x 1β=+sin 21x 1x 21sin 21sin sin 21cos y 22+β+β-=β+β=∴161741sin 2+⎪⎭⎫ ⎝⎛-β-= ∴当41sin =β时,1617y max =当1sin -=β时,2y min -= 此时2tan β都消失,故函数的值域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-1617,2 注:此题先用换元法,后用配办法,然后再应用βsin 的有界性. 总之,在具体求某个函数的值域时,起首要细心.卖力不雅察其题型特点,然后再选择适当的办法,一般优先斟酌直接法,函数单调性法和根本不等式法,然后才斟酌用其他各类特别办法.。
高中函数值域的12种求法一、观察法通过对函数定义域、性质的观察,结合函数的解析式,求得函数的值域。
例1求函数y=3+√(2-3x) 的值域。
点拨:根据算术平方根的性质,先求出√(2-3x) 的值域。
解:由算术平方根的性质,知√(2-3x)≥0,故3+√(2-3x)≥3。
∴函数的知域为[3,+∞]。
点评:算术平方根具有双重非负性,即:(1)被开方数的非负性,(2)值的非负性。
本题通过直接观察算术平方根的性质而获解,这种方法对于一类函数的值域的求法,简捷明了,不失为一种巧法。
练习:求函数y=[x](0≤x≤5)的值域。
(答案:值域为:{0,1,2,3,4,5})二、反函数法当函数的反函数存在时,则其反函数的定义域就是原函数的值域。
例2求函数y=(x+1)/(x+2)的值域。
点拨:先求出原函数的反函数,再求出其定义域。
解:显然函数y=(x+1)/(x+2)的反函数为:x=(1-2y)/(y-1),其定义域为y≠1的实数,故函数y的值域为{y∣y≠1,y∈R}。
点评:利用反函数法求原函数的定义域的前提条件是原函数存在反函数。
这种方法体现逆向思维的思想,是数学解题的重要方法之一。
练习:求函数y=(10x+10-x)/(10x-10-x)的值域。
(答案:函数的值域为{y∣y<-1或y>1})三、配方法当所给函数是二次函数或可化为二次函数的复合函数时,可以利用配方法求函数值域。
例3:求函数y=√(-x2+x+2)的值域。
点拨:将被开方数配方成完全平方数,利用二次函数的最值求。
解:由-x2+x+2≥0,可知函数的定义域为x∈[-1,2]。
此时-x2+x+2=-(x-1/2)2+9/4∈[0,9/4],∴0≤√(-x2+x+2)≤3/2,函数的值域是[0,3/2]。
点评:求函数的值域不但要重视对应关系的应用,而且要特别注意定义域对值域的制约作用。
配方法是数学的一种重要的思想方法。
练习:求函数y=2x-5+√(15-4x)的值域。
(答案:值域为{y∣y≤3})四、判别式法若可化为关于某变量的二次方程的分式函数或无理函数,可用判别式法求函数的值域。
例4求函数y=(2x2-2x+3)/(x2-x+1)的值域。
点拨:将原函数转化为自变量的二次方程,应用二次方程根的判别式,从而确定出原函数的值域。
解:将上式化为(y-2)x2-(y-2)x+(y-3)=0(*)当y≠2时,由Δ=(y-2)2-4(y-2)(y-3)≥0,解得:2<x≤10/3当y=2时,方程(*)无解。
∴函数的值域为2<y≤10/3。
点评:把函数关系化为二次方程F(x,y)=0,由于方程有实数解,故其判别式为非负数,可求得函数的值域。
常适应于形如y =(ax 2+bx +c)/(dx 2+ex +f)及y =ax +b±√(cx 2+dx +e)的函数。
练习:求函数y =1/(2x 2-3x +1)的值域。
(答案:值域为y ≤-8或y >0)五、最值法对于闭区间[a ,b]上的连续函数y =f(x),可求出y =f(x)在区间[a ,b]内的极值,并与边界值f(a),f(b)作比较,求出函数的最值,可得到函数y 的值域。
例5已知(2x 2-x -3)/(3x 2+x +1)≤0,且满足x +y =1,求函数z =xy +3x 的值域。
点拨:根据已知条件求出自变量x 的取值范围,将目标函数消元、配方,可求出函数的值域。
解:∵3x 2+x +1>0,上述分式不等式与不等式2x 2-x -3≤0同解,解之得-1≤x ≤3/2,又x +y =1,将y =1-x 代入z =xy +3x 中,得z =-x 2+4x(-1≤x ≤3/2),∴z =-(x -2)2+4且x ∈[-1,3/2],函数z 在区间[-1,3/2]上连续,故只需比较边界的大小。
当x =-1时,z =-5;当x =3/2时,z =15/4。
∴函数z 的值域为{z ∣-5≤z ≤15/4}。
点评:本题是将函数的值域问题转化为函数的最值。
对开区间,若存在最值,也可通过求出最值而获得函数的值域。
练习:若√x 为实数,则函数y =x 2+3x -5的值域为( )(答案:D )。
A .(-∞,+∞)B .[-7,+∞]C .[0,+∞)D .[-5,+∞)六、图象法通过观察函数的图象,运用数形结合的方法得到函数的值域。
例6求函数y =∣x +1∣+√(x -2)2 的值域。
点拨:根据绝对值的意义,去掉符号后转化为分段函数,作出其图象。
-2x +1 (x ≤-1) 解:原函数化为y = 3 (-1<x ≤2)2x -1 (x >2)它的图象如图所示。
x显然函数值y ≥3,所以,函数值域[3,+∞]。
点评:分段函数应注意函数的端点。
利用函数的图象求函数的值域,体现数形结合的思想。
是解决问题的重要方法。
求函数值域的方法较多,还适应通过不等式法、函数的单调性、换元法等方法求函数的值域。
七、单调法利用函数在给定的区间上的单调递增或单调递减求值域。
例1求函数y =4x -√(1-3x),(x ≤/3)的值域。
点拨:由已知的函数是复合函数,即g(x)=-√(1-3x),y =f(x)+g(x),其定义域为x ≤1/3,在此区间内分别讨论函数的增减性,从而确定函数的值域。
解:设f(x)=4x ,g(x)=-√(1-3x ),(x ≤1/3),易知它们在定义域内为增函数,从而y =f(x)+g(x)=4x -√(1-3x)在定义域为x≤1/3上也为增函数,而且y ≤f(1/3)+g(1/3)=4/3,因此,所求的函数值域为{y|y ≤4/3}。
点评:利用单调性求函数的值域,是在函数给定的区间上,或求出函数隐含的区间,结合函数的增减性,求出其函数在区间端点的函数值,进而可确定函数的值域。
练习:求函数y =3+√(4-x) 的值域。
(答案:{y|y ≥3})八、换元法以新变量代替函数式中的某些量,使函数转化为以新变量为自变量的函数形式,进而求出值域。
例2求函数y =x -3+√(2x +1) 的值域。
点拨:通过换元将原函数转化为某个变量的二次函数,利用二次函数的最值,确定原函数的值域。
解:设t =√(2x +1), (t ≥0)则x =1/2(t 2-1)。
于是y =1/2(t 2-1)-3+t =1/2(t +1)2-4≥1/2-4=-7/2.所以,原函数的值域为{y|y ≥-7/2}。
点评:将无理函数或二次型的函数转化为二次函数,通过求出二次函数的最值,从而确定出原函数的值域。
这种解题的方法体现换元、化归的思想方法。
它的应用十分广泛。
练习:求函数y =√(x -1)-x 的值域。
(答案:{y|y ≤-3/4})九、构造法根据函数的结构特征,赋予几何图形,数形结合。
例3求函数y =√(x 2+4x +5)+√(x 2-4x +8)的值域。
点拨:将原函数变形,构造平面图形,由几何知识,确定出函数的值域。
解:原函数变形为f(x)=√[(x +2)2+1]+√[(2-x)2+22]如图,作一个AD =4,AB =3的矩形ABCD ,EF ∥AD 且BE =1,H 为EF 中点,K 为EF 上任意一点。
设HK =x ,则EK =2-x ,KF =2+x ,AK =√[(2-x)2+22],KC =√[(x +2)2+1]。
由三角形三边关系知,AK +KC ≥AC =5。
当A 、K 、C 三点共线时取等号。
∴原函数的知域为{y|y ≥5}。
点评:对于形如函数y =√(x 2+a)±√[(c -x)2+b](a ,b ,c 均为正数),均可通过构造几何图形,由几何的性质,直观明了、方便简捷。
这是数形结合思想的体现。
练习:求函数y =√(x 2+9)+√[(5-x)2+4]的值域。
(答案:{y|y ≥5√2})B A E十、比例法对于一类含条件的函数的值域的求法,可将条件转化为比例式,代入目标函数,进而求出原函数的值域。
例4已知x,y∈R,且3x-4y-5=0,求函数z=x2+y2的值域。
点拨:将条件方程3x-4y-5=0转化为比例式,设置参数,代入原函数。
解:由3x-4y-5=0变形得,(x-3)/4=(y-1)/3=k(k为参数)∴x=3+4k,y=1+3k,∴z=x2+y2=(3+4k)2+(14+3k)2=(5k+3)2+1。
当k=-3/5时,x=3/5,y=-4/5时,z min=1。
函数的值域为{z|z≥1}。
点评:本题是多元函数关系,一般含有约束条件,将条件转化为比例式,通过设参数,可将原函数转化为单函数的形式,这种解题方法体现诸多思想方法,具有一定的创新意识。
练习:已知x,y∈R,且满足4x-y=0,求函数f(x,y)=2x2-y的值域。
(答案:{f(x,y)|f(x,y)≥1})十一、利用多项式的除法例5求函数y=(3x+2)/(x+1)的值域。
点拨:将原分式函数,利用长除法转化为一个整式与一个分式之和。
解:y=(3x+2)/(x+1)=3-1/(x+1)。
∵1/(x+1)≠0,故y≠3。
∴函数y的值域为y≠3的一切实数。
点评:对于形如y=(ax+b)/(cx+d)的形式的函数均可利用这种方法。
练习:求函数y=(x2-1)/(x-1)(x≠1)的值域。
(答案:y≠2)十二、不等式法例6求函数y=3x/(3x+1)的值域。
点拨:先求出原函数的反函数,根据自变量的取值范围,构造不等式。
解:易求得原函数的反函数为y=l/3[x/(1-x)],由对数函数的定义知x/(1-x)>01-x≠0解得,0<x<1。
∴函数的值域(0,1)。
点评:考查函数自变量的取值范围构造不等式(组)或构造重要不等式,求出函数定义域,进而求值域。
不等式法是重要的解题工具,它的应用非常广泛。
是数学解题的方法之一。
以下供练习选用:求下列函数的值域1.y=√(15-4x)+2x-5;({y|y≤3})2.y=2x/(2x-1)。
(y≠1)。