高三 一轮复习 函数的概念及其表示 教案
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第一节函数及其表示[知识能否忆起]1.函数的概念(1)函数的定义:一般地,设A,B是两个非空的数集,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;那么就称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.(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.函数的表示法表示函数的常用方法有:解析法、图象法、列表法.3.映射的概念设A,B是两个非空的集合,如果按照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,那么称对应f:A→B为集合A 到集合B的一个映射.4.分段函数若函数在其定义域内,对于定义域内的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数通常叫做分段函数.分段函数虽然由几部分组成,但它表示的是一个函数.[小题能否全取]1.(教材习题改编)设g(x)=2x+3,g(x+2)=f(x),则f(x)等于()A.-2x+1B.2x-1C.2x-3 D.2x+7解析:选D f(x)=g(x+2)=2(x+2)+3=2x+7.2.(·江西高考)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+1,x ≤1,2x ,x >1,则f (f (3))=( )A.15 B .3 C.23D.139解析:选D f (3)=23,f (f (3))=⎝⎛⎭⎫232+1=139. 3.已知集合A =[0,8],集合B =[0,4],则下列对应关系中,不能看作从A 到B 的映射的是( )A .f :x →y =18xB .f :x →y =14xC .f :x →y =12xD .f :x →y =x解析:选D 按照对应关系f :x →y =x ,对A 中某些元素(如x =8),B 中不存在元素与之对应.4.已知f ⎝⎛⎭⎫1x =x 2+5x ,则f (x )=____________. 解析:令t =1x ,则x =1t .所以f (t )=1t 2+5t .故f (x )=5x +1x 2(x ≠0).答案:5x +1x2(x ≠0)5.(教材习题改编)若f (x )=x 2+bx +c ,且f (1)=0,f (3)=0,则f (-1)=________.解析:由已知得⎩⎪⎨⎪⎧ 1+b +c =0,9+3b +c =0,得⎩⎪⎨⎪⎧b =-4,c =3.即f (x )=x 2-4x +3.所以f (-1)=(-1)2-4×(-1)+3=8. 答案:81.函数与映射的区别与联系(1)函数是特殊的映射,其特殊性在于集合A 与集合B 只能是非空数集,即函数是非空数集A 到非空数集B 的映射.(2)映射不一定是函数,从A 到B 的一个映射,A 、B 若不是数集,则这个映射便不是函数.2.定义域与值域相同的函数,不一定是相同函数如函数y =x 与y =x +1,其定义域与值域完全相同,但不是相同函数;再如函数y =sin x 与y =cos x ,其定义域与值域完全相同,但不是相同函数.因此判断两个函数是否相同,关键是看定义域和对应关系是否相同.3.求分段函数应注意的问题在求分段函数的值f (x 0)时,一定要首先判断x 0属于定义域的哪个子集,然后再代入相应的关系式;分段函数的值域应是其定义域内不同子集上各关系式的取值范围的并集.函数的基本概念典题导入[例1] 有以下判断:(1)f (x )=|x |x 与g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x ≥0,-1,x <0表示同一函数;(2)函数y =f (x )的图象与直线x =1的交点最多有1个; (3)f (x )=x 2-2x +1与g (t )=t 2-2t +1是同一函数;(4)若f (x )=|x -1|-|x |,则f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫12=0. 其中正确判断的序号是________.[自主解答] 对于(1),由于函数f (x )=|x |x的定义域为{x |x ∈R ,且x ≠0},而函数g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x ≥0,-1,x <0的定义域是R ,所以二者不是同一函数;对于(2),若x =1不是y =f (x )定义域的值,则直线x =1与y =f (x )的图象没有交点,如果x =1是y =f (x )定义域内的值,由函数定义可知,直线x =1与y =f (x )的图象只有一个交点,即y =f (x )的图象与直线x =1最多有一个交点;对于(3),f (x )与g (t )的定义域、值域和对应关系均相同,所以f (x )和g (t )表示同一函数;对于(4),由于f ⎝⎛⎭⎫12=⎪⎪⎪⎪12-1-⎪⎪⎪⎪12=0,所以f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫12=f (0)=1. 综上可知,正确的判断是(2)(3). [答案] (2)(3)由题悟法两个函数是否是同一个函数,取决于它们的定义域和对应关系是否相同,只有当两个函数的定义域和对应关系完全相同时,才表示同一函数.另外,函数的自变量习惯上用x表示,但也可用其他字母表示,如:f(x)=2x-1,g(t)=2t-1,h(m)=2m-1均表示同一函数.以题试法1.试判断以下各组函数是否表示同一函数.(1)y=1,y=x0;(2)y=x-2·x+2,y=x2-4;(3)y=x,y=3t3;(4)y=|x|,y=(x)2.解:(1)y=1的定义域为R,y=x0的定义域为{x|x∈R,且x≠0},故它们不是同一函数.(2)y=x-2·x+2的定义域为{x|x≥2}.y=x2-4的定义域为{x|x≥2,或x≤-2},故它们不是同一函数.(3)y=x,y=3t3=t,它们的定义域和对应关系都相同,故它们是同一函数.(4)y=|x|的定义域为R,y=(x)2的定义域为{x|x≥0},故它们不是同一函数.求函数的解析式典题导入[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)=0,f (x +1)=f (x )+x +1,求f (x ). [自主解答] (1)由于f ⎝⎛⎭⎫x +1x =x 2+1x 2=⎝⎛⎭⎫x +1x 2-2, 所以f (x )=x 2-2,x ≥2或x ≤-2,故f (x )的解析式是f (x )=x 2-2(x ≥2或x ≤-2). (2)令2x +1=t 得x =2t -1,代入得f (t )=lg 2t -1,又x >0,所以t >1,故f (x )的解析式是f (x )=lg 2x -1(x >1).(3)设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 由f (0)=0,知c =0,f (x )=ax 2+bx , 又由f (x +1)=f (x )+x +1,得a (x +1)2+b (x +1)=ax 2+bx +x +1, 即ax 2+(2a +b )x +a +b =ax 2+(b +1)x +1,所以⎩⎪⎨⎪⎧2a +b =b +1,a +b =1,解得a =b =12.所以f (x )=12x 2+12x (x ∈R).由题悟法函数解析式的求法(1)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(如例(1));(2)待定系数法:若已知函数的类型(如一次函数、二次函数),可用待定系数法(如例(3));(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(如例(2));(4)方程思想: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组成方程组,通过解方程组求出f (x )(如A 级T6).以题试法2.(1)已知f (x +1)=x +2x ,求f (x )的解析式;(2)设y =f (x )是二次函数,方程f (x )=0有两个相等实根,且f ′(x )=2x +2,求f (x )的解析式.解:(1)法一:设t =x +1,则x =(t -1)2(t ≥1);代入原式有f (t )=(t -1)2+2(t -1)=t 2-2t +1+2t -2=t 2-1. 故f (x )=x 2-1(x ≥1).法二:∵x +2x =(x )2+2x +1-1=(x +1)2-1, ∴f (x +1)=(x +1)2-1(x +1≥1), 即f (x )=x 2-1(x ≥1). (2)设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 则f ′(x )=2ax +b =2x +2, ∴a =1,b =2,f (x )=x 2+2x +c . 又∵方程f (x )=0有两个相等实根, ∴Δ=4-4c =0,c =1,故f (x )=x 2+2x +1.分 段 函 数典题导入[例3] (·广州调研考试)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ∈(-∞,1),x 2,x ∈[1,+∞),若f (x )>4,则x 的取值范围是______.[自主解答] 当x <1时,由f (x )>4,得2-x >4,即x <-2;当x ≥1时,由f (x )>4得x 2>4,所以x >2或x <-2, 由于x ≥1,所以x >2. 综上可得x <-2或x >2.[答案] (-∞,-2)∪(2,+∞)若本例条件不变,试求f (f (-2))的值. 解:∵f (-2)=22=4, ∴f (f (-2))=f (4)=16.由题悟法求分段函数的函数值时,应根据所给自变量值的大小选择相应的解析式求解,有时每段交替使用求值.若给出函数值或函数值的范围求自变量值或自变量的取值范围,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值或范围是否符合相应段的自变量的取值范围.以题试法3.(·衡水模拟)已知f (x )的图象如图,则f (x )的解析式为________. 解析:由图象知每段为线段.设f (x )=ax +b ,把(0,0),⎝⎛⎭⎫1,32和⎝⎛⎭⎫1,32,(2,0)分别代入, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a =32,b =0,⎩⎪⎨⎪⎧a =-32,b =3.答案:f (x )=⎩⎨⎧32x ,0≤x ≤1,3-32x ,1≤x ≤21.下列四组函数中,表示同一函数的是( ) A .y =x -1与y =(x -1)2 B .y =x -1与y =x -1x -1C .y =4lg x 与y =2lg x 2D .y =lg x -2与y =lg x100答案:D2.下列函数中,与函数y =13x定义域相同的函数为( )A .y =1sin xB .y =ln xxC .y =x e xD .y =sin xx解析:选D 函数y =13x的定义域为{x |x ≠0},选项A 中由sin x ≠0⇒x ≠k π,k ∈Z ,故A 不对;选项B 中x >0,故B 不对;选项C 中x ∈R ,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{x |x ≠0}.3.(·安徽高考)下列函数中,不满足f (2x )=2f (x )的是( ) A .f (x )=|x |B .f (x )=x -|x |C .f (x )=x +1D .f (x )=-x解析:选C 对于选项A ,f (2x )=|2x |=2|x |=2f (x );对于选项B ,f (x )=x -|x |=⎩⎪⎨⎪⎧0,x ≥0,2x ,x <0,当x ≥0时,f (2x )=0=2f (x ),当x <0时,f (2x )=4x =2·2x =2f (x ),恒有f (2x )=2f (x );对于选项D ,f (2x )=-2x =2(-x )=2f (x );对于选项C ,f (2x )=2x +1=2f (x )-1.4.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-cos (πx ),x >0,f (x +1)+1,x ≤0,则f ⎝⎛⎭⎫43+f ⎝⎛⎭⎫-43的值等于( ) A .-2 B .1 C .2D .3解析:选D f ⎝⎛⎭⎫43=12,f ⎝⎛⎭⎫-43=f ⎝⎛⎭⎫-13+1=f ⎝⎛⎭⎫23+2=52,f ⎝⎛⎭⎫43+f ⎝⎛⎭⎫-43=3. 5.现向一个半径为R 的球形容器内匀速注入某种液体,下面图形中能表示在注入过程中容器的液面高度h 随时间t 变化的函数关系的是( )解析:选C 从球的形状可知,水的高度开始时增加的速度越来越慢,当超过半球时,增加的速度又越来越快.6.若f (x )对于任意实数x 恒有2f (x )-f (-x )=3x +1,则f (x )=( )A .x -1B .x +1C .2x +1D .3x +3解析:选B 由题意知2f (x )-f (-x )=3x +1.① 将①中x 换为-x ,则有2f (-x )-f (x )=-3x +1.② ①×2+②得3f (x )=3x +3, 即f (x )=x +1.7.已知f (x )=x 2+px +q 满足f (1)=f (2)=0,则f (-1)=________. 解析:由f (1)=f (2)=0,得⎩⎪⎨⎪⎧ 12+p +q =0,22+2p +q =0,所以⎩⎪⎨⎪⎧p =-3,q =2.故f (x )=x 2-3x +2.所以f (-1)=(-1)2+3+2=6. 答案:68.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2ax ,x ≥2,2x +1,x <2,若f (f (1))>3a 2,则a 的取值范围是________.解析:由题知,f (1)=2+1=3,f (f (1))=f (3)=32+6a ,若f (f (1))>3a 2,则9+6a >3a 2,即a 2-2a -3<0,解得-1<a <3.答案:(-1,3)9.设集合M ={x |0≤x ≤2},N ={y |0≤y ≤2},那么下面的4个图形中,能表示集合M 到集合N 的函数关系的是________.解析:由函数的定义,对定义域内的每一个x 对应着唯一一个y ,据此排除①④,③中值域为{y |0≤y ≤3}不合题意.答案:②10.若函数f (x )=xax +b (a ≠0),f (2)=1,又方程f (x )=x 有唯一解,求f (x )的解析式.解:由f (2)=1得22a +b=1,即2a +b =2;由f (x )=x 得x ax +b =x ,变形得x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1ax +b -1=0,解此方程得x =0或x =1-ba ,又因方程有唯一解,故1-ba =0,解得b =1,代入2a +b =2得a =12,所以f (x )=2x x +2. 11.甲同学家到乙同学家的途中有一公园,甲从家到公园的距离与乙从家到公园的距离都是 2 km ,甲10时出发前往乙家.如图所示,表示甲从家出发到达乙家为止经过的路程y (km)与时间x (min)的关系.试写出y =f (x )的函数解析式.解:当x ∈[0,30]时,设y =k 1x +b 1, 由已知得⎩⎪⎨⎪⎧b 1=0,30k 1+b 1=2,解得⎩⎪⎨⎪⎧ k 1=115,b 1=0.即y =115x .当x ∈(30,40)时,y =2; 当x ∈[40,60]时,设y =k 2x +b 2,由已知得⎩⎪⎨⎪⎧40k 2+b 2=2,60k 2+b 2=4,解得⎩⎪⎨⎪⎧k 2=110,b 2=-2.即y =110x -2.综上,f (x )=⎩⎨⎧115x ,x ∈[0,30],2,x ∈(30,40),110x -2,x ∈[40,60].12.如图1是某公共汽车线路收支差额y 元与乘客量x 的图象.(1)试说明图1上点A 、点B 以及射线AB 上的点的实际意义;(2)由于目前本条线路亏损,公司有关人员提出了两种扭亏为赢的建议,如图2、3所示.你能根据图象,说明这两种建议的意义吗?(3)此问题中直线斜率的实际意义是什么? (4)图1、图2、图3中的票价分别是多少元?解:(1)点A 表示无人乘车时收支差额为-20元,点B 表示有10人乘车时收支差额为0元,线段AB 上的点表示亏损,AB 延长线上的点表示赢利.(2)图2的建议是降低成本,票价不变,图3的建议是提高票价. (3)斜率表示票价.(4)图1、2中的票价是2元.图3中的票价是4元.1.(·北京高考)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 )=⎩⎨⎧cx ,x <A ,cA ,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( )A .75,25B .75,16C .60,25D .60,16解析:选D 因为组装第A 件产品用时15分钟, 所以cA=15,① 所以必有4<A ,且c 4=c2=30.② 联立①②解得c =60,A =16.2.(·江西红色六校联考)具有性质:f ⎝⎛⎭⎫1x =-f (x )的函数,我们称为满足“倒负”变换的函数,下列函数:①y =x -1x ;②y =x +1x ;③y =⎩⎪⎨⎪⎧x ,0<x <1,0,x =1,-1x ,x >1.其中满足“倒负”变换的函数是( )A .①②B .①③C .②③D .①解析:选B 对于①,f (x )=x -1x ,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x-x =-f (x ),满足;对于②,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x +x =f (x ),不满足;对于③,f ⎝⎛⎭⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧1x ,0<1x<1,0,1x =1,-x ,1x >1,即f ⎝⎛⎭⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧1x,x >1,0,x =1,-x ,0<x <1,故f ⎝⎛⎭⎫1x =-f (x ),满足.综上可知,满足“倒负”变换的函数是①③.3.二次函数f (x )满足f (x +1)-f (x )=2x ,且f (0)=1.(1)求f (x )的解析式; (2)解不等式f (x )>2x +5.解:(1)设二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0). ∵f (0)=1,∴c =1.把f (x )的表达式代入f (x +1)-f (x )=2x ,有 a (x +1)2+b (x +1)+1-(ax 2+bx +1)=2x . ∴2ax +a +b =2x . ∴a =1,b =-1. ∴f (x )=x 2-x +1.(2)由x 2-x +1>2x +5,即x 2-3x -4>0, 解得x >4或x <-1.故原不等式解集为{x |x >4,或x <-1}.1.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x +2,x <1,x 2+ax ,x ≥1,若f (f (0))=4a ,则实数a =________.解析:∵f (0)=3×0+2=2,f (f (0))=f (2)=4+2a =4a ,∴a=2.答案:22.若函数的定义域为{x|-3≤x≤6,且x≠4},值域为{y|-2≤y≤4,且y≠0},试在下图中画出满足条件的一个函数的图象.解:本题答案不唯一,函数图象可画为如图所示.3.已知定义域为R的函数f(x)满足f(f(x)-x2+x)=f(x)-x2+x.(1)若f(2)=3,求f(1);又若f(0)=a,求f(a);(2)设有且仅有一个实数x0,使得f(x0)=x0,求函数f(x)的解析式.解:(1)因为对任意x∈R有f(f(x)-x2+x)=f(x)-x2+x,所以f(f(2)-22+2)=f(2)-22+2,又f(2)=3,从而f(1)=1.若f(0)=a,则f(a-02+0)=a-02+0,即f(a)=a.(2)因为对任意x∈R,有f(f(x)-x2+x)=f(x)-x2+x,又有且仅有一个实数x0,使得f(x0)=x0,故对任意x∈R,有f(x)-x2+x=x0.在上式中令x=x0,有f(x0)-x20+x0=x0.又因为f(x0)=x0,所以x0-x20=0,故x0=0或x0=1.若x0=0,则f(x)=x2-x,但方程x2-x=x有两个不相同实根,与题设条件矛盾,故x0≠0.若x0=1,则有f(x)=x2-x+1,易证该函数满足题设条件.综上,所求函数f(x)的解析式为f(x)=x2-x+1.。
一、知识梳理1.函数的零点函数零点的概念对于函数y =f(x)(x∈D),把使f(x)=0成立的实数x叫做函数y =f(x)(x∈D)的零点方程的根与函数零点的关系方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点函数零点的存在性定理函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,若f(a)·f (b)<0,则y=f(x)在(a,b)内存在零点2.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象与零点的关系Δ>0Δ=0Δ<0二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象与x轴的交点(x1,0),(x2,0)(x1,0)无交点零点个数两个一个零个有关函数零点的结论(1)若连续不断的函数f(x)在定义域上是单调函数,则f(x)至多有一个零点.(2)连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号.(3)连续不断的函数图象通过零点时,函数值可能变号,也可能不变号.二、习题改编1.(必修1P92A组T5改编)函数f(x)=ln x—错误!的零点所在的大致范围是()A.(1,2)B.(2,3)C.错误!和(3,4)D.(4,+∞)答案:B2.(必修1P88例1改编)f(x)=e x+3x的零点个数是()A.0 B.1C.2D.3答案:B3.(必修1P92A组T4改编)函数f(x)=x错误!—错误!错误!的零点个数为.答案:1一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)函数的零点就是函数的图象与x轴的交点.()(2)函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点(函数图象连续不断),则f(a)·f(b)<0.()(3)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)在b2—4ac<0时没有零点.()(4)若函数f(x)在(a,b)上单调且f(a)·f(b)<0,则函数f(x)在[a,b]上有且只有一个零点.()答案:(1)×(2)×(3)√(4)√二、易错纠偏错误!(1)忽略限制条件致误;(2)错用零点存在性定理致误.1.函数f(x)=(x—1)ln(x—2)的零点个数为()A.0 B.1C.2D.3解析:选B.由x—2>0,得x>2,所以函数f(x)的定义域为(2,+∞),所以当f(x)=0,即(x—1)ln(x—2)=0时,解得x=1(舍去)或x=3.2.已知函数f(x)=2ax—a+3,若∃x0∈(—1,1),使得f(x0)=0,则实数a的取值范围是.解析:依题意可得f(—1)·f(1)<0,即(—2a—a+3)(2a—a+3)<0,解得a<—3或a>1.答案:(—∞,—3)∪(1,+∞)函数零点所在区间的判断(师生共研)(一题多解)函数f(x)=log3x+x—2的零点所在的区间为()A.(0,1)B.(1,2)C.(2,3)D.(3,4)【解析】法一(定理法):函数f(x)=log3x+x—2的定义域为(0,+∞),并且f(x)在(0,+∞)上单调递增,图象是一条连续曲线.由题意知f(1)=—1<0,f(2)=log32>0,f(3)=2>0,根据零点存在性定理可知,函数f(x)=log3x+x—2有唯一零点,且零点在区间(1,2)内.法二(图象法):函数f(x)的零点所在的区间转化为函数g(x)=log3x,h(x)=—x+2图象交点的横坐标所在的范围.作出两个函数的图象如图所示,可知f(x)的零点所在的区间为(1,2).故选B.【答案】B错误!判断函数零点所在区间的方法方法解读适合题型定理法利用函数零点的存在性定理进行判断能够容易判断区间端点值所对应函数值的正负图象法画出函数图象,通过观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断容易画出函数的图象设f(x)=3x—x2,则在下列区间中,使函数f(x)有零点的区间是()A.[0,1] B.[1,2]C.[—2,—1] D.[—1,0]解析:选D.因为f(x)=3x—x2,所以f(—1)=3—1—1=—错误!<0,f(0)=30—0=1>0,所以f(—1)·f(0)<0.函数零点个数的判断(师生共研)(一题多解)函数f(x)=错误!的零点个数为()A.3B.2C.1D.0【解析】法一(方程法):由f(x)=0,得错误!或错误!解得x=—2或x=e.因此函数f(x)共有2个零点.法二(图形法):函数f(x)的图象如图所示,由图象知函数f(x)共有2个零点.【答案】B错误!判断函数零点个数的3种方法(1)方程法:令f(x)=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)定理法:利用定理不仅要求函数在区间[a,b]上是连续不断的曲线,且f(a)·f(b)<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性、周期性、对称性)才能确定函数有多少个零点.(3)图形法:转化为两个函数的图象的交点个数问题.先画出两个函数的图象,看其交点的个数,其中交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.已知函数f(x)=错误!则f(x)的零点个数为()A.0 B.1C.2D.3解析:选C.当x>1时,令f(x)=ln(x—1)=0,得x=2;当x≤1时,令f(x)=2x—1—1=0,得x=1.故选C.函数零点的应用(师生共研)设函数f(x)=错误!(1)若a=1,则f(x)的最小值为;(2)若f(x)恰有2个零点,则实数a的取值范围是.【解析】(1)若a=1,则f(x)=错误!作出函数f(x)的图象如图所示.由图可得f(x)的最小值为—1.(2)当a≥1时,要使f(x)恰有2个零点,需满足21—a≤0,即a≥2,所以a≥2;当a<1时,要使f(x)恰有2个零点,需满足错误!解得错误!≤a<1.综上,实数a的取值范围为错误!∪[2,+∞).【答案】(1)—1(2)错误!∪[2,+∞)错误!利用函数零点求参数取值范围的方法及步骤(1)常用方法(2)一般步骤1.函数f(x)=2x—错误!—a的一个零点在区间(1,2)内,则实数a的取值范围是()A.(1,3)B.(1,2)C.(0,3)D.(0,2)解析:选C.由题意,知函数f(x)在(1,2)上单调递增,又函数一个零点在区间(1,2)内,所以错误!即错误!解得0<a<3,故选C.2.已知函数f(x)=错误!若函数g(x)=f(x)—m有3个零点,则实数m的取值范围是.解析:画出函数f(x)=错误!的图象,如图所示.由于函数g(x)=f(x)—m有3个零点,结合图象得0<m<1,即m∈(0,1).答案:(0,1)3.若函数f(x)=4x—2x—a,x∈[—1,1]有零点,则实数a的取值范围是.解析:因为函数f(x)=4x—2x—a,x∈[—1,1]有零点,所以方程4x—2x—a=0在[—1,1]上有解,即方程a=4x—2x在[—1,1]上有解.方程a=4x—2x可变形为a=错误!错误!—错误!,因为x∈[—1,1],所以2x∈错误!,所以错误!错误!—错误!∈错误!.所以实数a的取值范围是错误!.答案:错误!核心素养系列5直观想象——用图形快速解决的常见几类题直观想象是指借助几何直观和空间想象感知事物的形态与变化,利用空间形式特别是图形,理解和解决数学问题的素养.主要包括:借助空间形式认识事物的位置关系、形态变化与运动规律;利用图形描述分析数学问题,建立形与数的联系,构建数学问题的直观模型,探索解决问题的思路.一、利用图形研究函数的性质【解析】由已知条件得f(x+2)=f(x),则y=f(x)是以2为周期的周期函数,1正确;当—1≤x≤0时,0≤—x≤1,f(x)=f(—x)=错误!错误!,函数y=f(x)的部分图象如图所示:由图象知2正确,3不正确;当3<x<4时,—1<x—4<0,f(x)=f(x—4)=错误!错误!,因此4正确,故正确命题的序号为124.【答案】124错误!作出函数图象,由图象观察可得函数的定义域、值域、最值、单调性、奇偶性、极值点等性质,并将这些性质用于转出条件求得结论.二、利用图形解不等式使log2(—x)<x+1成立的x的取值范围是.【解析】在同一直角坐标系内作出y=log2(—x),y=x+1的图象,知满足条件的x∈(—1,0).【答案】(—1,0)错误!f(x),g(x)之间大小不等关系表现为图象中的上下位置关系,画出两个函数的图象,根据函数图象的交点和图象的相对位置确定所求不等式的解集.三、利用图形求解不等式中的参数范围若不等式|x—2a|≥错误!x+a—1对x∈R恒成立,则a的取值范围是.【解析】作出y=|x—2a|和y=错误!x+a—1的简图,依题意知应有2a≤2—2a,故a≤错误!.【答案】错误!错误!对含有参数的函数不等式问题,一般将不等式化简,整理、重组、构造两个函数,一个含有参数,一个不含参数,研究两个函数的性质,画出两个函数的图象,观察参数的变化如何带动含参函数图象的变化,根据两函数图象的相对位置确定参数满足的不等式,解不等式得出参数a的取值范围.四、利用图形研究零点问题已知函数f(x)=2x+x,g(x)=log3x+x,h(x)=x—错误!的零点依次为a,b,c,则()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.b<a<c【解析】在同一直角坐标系下分别画出函数y=2x,y=log3x,y=—错误!的图象,如图,观察它们与y=—x的交点可知a<b<c,故选A.【答案】A错误!零点的个数等价于两函数图象交点的个数,零点的范围、大小可以转化为交点的横坐标的范围、大小,参数的取值范围通过图象的变化寻找建立不等式求解.1.函数f(x)=|x—2|—ln x在定义域内的零点的个数为()A.0 B.1C.2D.3解析:选C.由题意可知f(x)的定义域为(0,+∞),在同一直角坐标系中画出函数y1=|x—2|(x>0),y2=ln x(x>0)的图象,如图所示.由图可知函数f(x)在定义域内的零点个数为2.2.已知函数f(x)=错误!若f(a2)<f(2—a),则实数a的取值范围是.解析:函数f(x)的图象如图所示,由图象知函数f(x)在(—∞,+∞)上单调递增,所以a2<2—a,解得—2<a<1,故实数a的取值范围是(—2,1).答案:(—2,1)[基础题组练]1.(2020·福州期末)已知函数f(x)=错误!则函数y=f(x)+3x的零点个数是()A.0 B.1C.2D.3解析:选C.令f(x)+3x=0,则错误!或错误!解得x=0或x=—1,所以函数y=f(x)+3x 的零点个数是2.故选C.2.下列函数中,在(—1,1)内有零点且单调递增的是()A.y=log错误!xB.y=2x—1C.y=x2—错误!D.y=—x3解析:选B.函数y=log错误!x在定义域上单调递减,y=x2—错误!在(—1,1)上不是单调函数,y=—x3在定义域上单调递减,均不符合要求.对于y=2x—1,当x=0∈(—1,1)时,y=0且y=2x—1在R上单调递增.故选B.3.(2020·甘肃酒泉敦煌中学一诊)方程log4x+x=7的解所在区间是()A.(1,2)B.(3,4)C.(5,6)D.(6,7)解析:选C.令函数f(x)=log4x+x—7,则函数f(x)是(0,+∞)上的单调递增函数,且是连续函数.因为f(5)<0,f(6)>0,所以f(5)·f(6)<0,所以函数f(x)=log4x+x—7的零点所在区间为(5,6),所以方程log4x+x=7的解所在区间是(5,6).故选C.4.(2020·内蒙古月考)已知函数f(x)=x2—2|x|—m的零点有两个,则实数m的取值范围为()A.(—1,0)B.{—1}∪(0,+∞)C.[—1,0)∪(0,+∞)D.(0,1)解析:选B.在同一直角坐标系内作出函数y=x2—2|x|的图象和直线y=m,可知当m>0或m=—1时,直线y=m与函数y=x2—2|x|的图象有两个交点,即函数f(x)=x2—2|x|—m有两个零点.故选B.5.已知函数f(x)=x e x—ax—1,则关于f(x)的零点叙述正确的是()A.当a=0时,函数f(x)有两个零点B.函数f(x)必有一个零点是正数C.当a<0时,函数f(x)有两个零点D.当a>0时,函数f(x)只有一个零点解析:选B.f(x)=0⇔e x=a+错误!(x≠0),在同一直角坐标系中作出y=e x与y=错误!的图象,观察可知A,C,D选项错误,选项B正确.6.已知函数f(x)=错误!+a的零点为1,则实数a的值为.解析:由已知得f(1)=0,即错误!+a=0,解得a=—错误!.答案:—错误!7.(2020·新疆第一次适应性检测)设a∈Z,函数f(x)=e x+x—a,若x∈(—1,1)时,函数有零点,则a的取值个数为.解析:根据函数解析式得到函数f(x)是单调递增的.由零点存在性定理知若x∈(—1,1)时,函数有零点,需要满足错误!⇒错误!—1<a<e+1,因为a是整数,故可得到a的可能取值为0,1,2,3.答案:48.已知f(x)=x2+(a2—1)x+(a—2)的一个零点比1大,一个零点比1小,则实数a的取值范围是.解析:法一:设方程x2+(a2—1)x+(a—2)=0的两根分别为x1,x2(x1<x2),则(x1—1)(x2—1)<0,所以x1x2—(x1+x2)+1<0,由根与系数的关系,得(a—2)+(a2—1)+1<0,即a2+a—2<0,所以—2<a<1.故实数a的取值范围为(—2,1).法二:函数f(x)的图象大致如图,则有f(1)<0,即1+(a2—1)+a—2<0,得a2+a—2<0,所以—2<a<1.故实数a的取值范围是(—2,1).答案:(—2,1)9.设函数f(x)=ax2+bx+b—1(a≠0).(1)当a=1,b=—2时,求函数f(x)的零点;(2)若对任意b∈R,函数f(x)恒有两个不同的零点,求实数a的取值范围.解:(1)当a=1,b=—2时,f(x)=x2—2x—3,令f(x)=0,得x=3或x=—1.所以函数f(x)的零点为3或—1.(2)依题意,f(x)=ax2+bx+b—1=0有两个不同的实根,所以b2—4a(b—1)>0恒成立,即对于任意b∈R,b2—4ab+4a>0恒成立,所以有(—4a)2—4×(4a)<0⇒a2—a<0,解得0<a<1,因此实数a的取值范围是(0,1).10.已知函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0),满足f(0)=2,f(x+1)—f(x)=2x—1.(1)求函数f(x)的解析式;(2)若函数g(x)=f(x)—mx的两个零点分别在区间(—1,2)和(2,4)内,求m的取值范围.解:(1)由f(0)=2得c=2,又f(x+1)—f(x)=2x—1,得2ax+a+b=2x—1,故错误!解得a=1,b=—2,所以f(x)=x2—2x+2.(2)g(x)=x2—(2+m)x+2,若g(x)的两个零点分别在区间(—1,2)和(2,4)内,则满足错误!⇒错误!解得1<m<错误!.所以m的取值范围为错误!.[综合题组练]1.(一题多解)函数f(x)=2x—错误!零点的个数为()A.0 B.1C.2D.3解析:选B.法一:当x<0时,f(x)=2x—错误!>0恒成立,无零点;又易知f(x)=2x—错误!在(0,+∞)上单调递增,最多有一个零点.又f错误!=错误!—2<0,f(1)=2—1>0,所以有一个零点.故选B.法二:在同一平面直角坐标系中,作出函数y=2x和y=错误!的图象,如图所示.函数f(x)=2x—错误!的零点等价于2x=错误!的根等价于函数y=2x和y=错误!的交点.由图可知,有一个交点,所以有一个零点.故选B.2.已知命题p:“m=2”是“幂函数f(x)=(m2—m—1)x m在区间(0,+∞)上为增函数”的充要条件;命题q:已知函数f(x)=ln x+3x—8的零点x0∈[a,b],且b—a=1(a,b∈N*),则a+b=5.则下列命题为真命题的是()A.p∧qB.(﹁p)∧qC.﹁qD.p∧(﹁q)解析:选A.对于命题p,若幂函数f(x)=(m2—m—1)x m在区间(0,+∞)上为增函数,则错误!解得m=2,所以命题p是真命题,﹁p是假命题.对于命题q,函数f(x)=ln x+3x—8在(0,+∞)上单调递增,且f(2)=ln 2—2<0,f(3)=ln 3+1>0,所以零点x0∈[a,b],且b—a=1(a,b∈N*),则a=2,b=3,a+b=5,所以命题q为真命题,﹁q为假命题.所以p∧q 是真命题,(﹁p)∧q,﹁q,p∧(﹁q)都是假命题.故选A.3.设函数f(x)=错误!(x>0).(1)作出函数f(x)的图象;(2)当0<a<b,且f(a)=f(b)时,求错误!+错误!的值;(3)若方程f(x)=m有两个不相等的正根,求m的取值范围.解:(1)如图所示.(2)因为f(x)=错误!=错误!故f(x)在(0,1]上是减函数,而在(1,+∞)上是增函数,由0<a<b且f(a)=f(b),得0<a<1<b,且错误!—1=1—错误!,所以错误!+错误!=2.(3)由(1)中函数f(x)的图象可知,当0<m<1时,方程f(x)=m有两个不相等的正根.所以m的取值范围是(0,1).4.(创新型)已知函数f(x)=—x2—2x,g(x)=错误!(1)求g(f(1))的值;(2)若方程g(f(x))—a=0有4个实数根,求实数a的取值范围.解:(1)利用解析式直接求解得g(f(1))=g(—3)=—3+1=—2.(2)令f(x)=t,则原方程化为g(t)=a,易知方程f(x)=t在t∈(—∞,1)上有2个不同的解,则原方程有4个解等价于函数y=g(t)(t<1)与y=a的图象有2个不同的交点,作出函数y=g (t)(t<1)的图象,如图,由图象可知,当1≤a<错误!时,函数y=g(t)(t<1)与y=a有2个不同的交点,即所求a的取值范围是错误!.。
第二章 函数——第7课时:函数的概念一.课题:函数的概念二.教学目标:了解映射的概念,在此基础上加深对函数概念的理解;能根据函数的三要素判断两个函数是否为同一函数;理解分段函数的意义.三.教学重点:函数是一种特殊的映射,而映射是一种特殊的对应;函数的三要素中对应法则是核心,定义域是灵魂.四.教学过程: (一)主要知识:1.对应、映射、像和原像、一一映射的定义; 2.函数的传统定义和近代定义; 3.函数的三要素及表示法. (二)主要方法:1.对映射有两个关键点:一是有象,二是象惟一,缺一不可;2.对函数三要素及其之间的关系给以深刻理解,这是处理函数问题的关键; 3.理解函数和映射的关系,函数式和方程式的关系.(三)例题分析:例1.(1)A R =,{|0}B y y =>,:||f x y x →=;(2)*{|2,}A x x x N =≥∈,{}|0,B y y y N =≥∈,2:22f x y x x →=-+; (3){|0}A x x =>,{|}B y y R =∈,:f x y →= 上述三个对应(2)是A 到B 的映射.例2.已知集合{}(,)|1M x y x y =+=,映射:f M N →,在f 作用下点(,)x y 的象是(2,2)x y ,则集合N = ( D )()A {}(,)|2,0,0x y x y x y +=>> ()B {}(,)|1,0,0x y xy x y =>> ()C {}(,)|2,0,0x y xy x y =<< ()D {}(,)|2,0,0x y xy x y =>>解法要点:因为2x y +=,所以2222xyx y+⋅==.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 ( D )()A 8个 ()B 12个 ()C 16个 ()D 18个解法要点:∵()x f x +为奇数,∴当x 为奇数1-、1时,它们在N 中的象只能为偶数2-、0或2,由分步计数原理和对应方法有239=种;而当0x =时,它在N 中的象为奇数1-或1,共有2种对应方法.故映射f 的个数是9218⨯=.第二章 函数——第7课时:函数的概念例4.矩形ABCD 的长8AB =,宽5AD =,动点E 、F 分别在BC 、CD 上,且CE CF x ==,(1)将AEF ∆的面积S 表示为x 的函数()f x ,求函数()S f x =的解析式; (2)求S 的最大值. 解:(1)2111()408(5)5(8)222ABCD CEF ABE ADF S f x SS S S x x x ∆∆∆==---=--⨯⨯--⨯⨯- 22113113169()22228x x x =-+=--+.∵CE CB CD ≤≤,∴05x <≤,∴函数()S f x =的解析式:2113169()()(05)228S f x x x ==--+<≤; (2)∵()f x 在(]0,5x ∈上单调递增,∴max (5)20S f ==,即S 的最大值为20.例5.函数()f x 对一切实数x ,y 均有()()(21)f x y f y x y x +-=++成立,且(1)0f =, (1)求(0)f 的值;(2)对任意的11(0,)2x ∈,21(0,)2x ∈,都有12()2log a f x x +<成立时,求a 的取值范围.解:(1)由已知等式()()(21)f x y f y x y x +-=++,令1x =,0y =得(1)(0)2f f -=,又∵(1)0f =,∴(0)2f =-.(2)由()()(21)f x y f y x y x +-=++,令0y =得()(0)(1)f x f x x -=+,由(1)知(0)2f =-,∴2()2f x x x +=+.∵11(0,)2x ∈,∴22111111()2()24f x x x x +=+=+-在11(0,)2x ∈上单调递增,∴13()2(0,)4f x +∈.要使任意11(0,)2x ∈,21(0,)2x ∈都有12()2log a f x x +<成立,当1a >时,21log log 2a ax <,显然不成立. 当01a <<时,21log log 2a a x >,∴0113log 24a a <<⎧⎪⎨≥⎪⎩1a ≤< ∴a的取值范围是[4.(四)巩固练习:1.给定映射:(,)(2,)f x y x y xy →+,点11(,)66-的原象是11(,)32-或12(,)43-.2.下列函数中,与函数y x =相同的函数是( C )()A2xyx=()B2y=()C lg10xy=()D2log2xy=3.设函数3,(10)()((5)),(10)x xf xf f x x-≥⎧=⎨+<⎩,则(5)f=8.五.课后作业:《高考A计划》考点7,智能训练5,7,9,10,13,14.经典语录1、最疼的疼是原谅,最黑的黑是背叛。
函数的概念与表示(教案)一、知识梳理:(阅读教材必修1第15页—第26页) 1、 函数 (1)、函数的定义: (2)、构成函数的三要素:函数的定义含有三个要素,即定义域A ,值域C ,对应法则f ,当定义域A ,对应法则f 相同时,两个函数表示是同一个函数,解决一切函数问题必须认真确定函数的定义域,函数的定义域包含四种形式: 自然型;限制型;实际型;抽象型;(3)函数的表示方法:解析式法,图象法,列表法 2、 映射映射的定义: 函数与映射的关系:函数是特殊的映射 3、分段函数分段函数的理解:函数在它的定义域中对于自变量x 的不同取值上的对应关系不同,则可以用多个不同的解析式来表示该函数,这种形式的函数叫分段函数,分段函数是一个函数而不是多个函数。
4、函数解析式求法求函数解析式的题型有:(1)已知函数类型,求函数的解析式:待定系数法;(2)已知()f x 求[()]f g x 或已知[()]f g x 求()f x :换元法、配凑法; (3)已知函数图像,求函数解析式;(4)()f x 满足某个等式,这个等式除()f x 外还有其他未知量,需构造另个等式:解方程组法;(5)应用题求函数解析式常用方法有待定系数法等.二、题型探究探究一:求函数的定义域1.(郑州模拟)函数0()A.{x|x<0}B.{x|x>0}C.{x|x<0且x ≠-1}D.{x|x ≠0且x ≠-1,x ∈R} 解析:依题意有x+1≠0|x|-x>0,解得x<0且x ≠-1,故定义域是{x|x<0且x ≠-1}.答案:C2、若函数f(x+1)的定义域是[1,2],则函数)的定义域为________.解析:∵f(x+1)的定义域是[1,2],∴f(x)的定义域为[2,3],对于函数)满足23,∴4≤x ≤9.∴的定义域为[4,9]. 答案:[4,9] 3、函数y=253x x --的值域是{y|y ≤0或y ≥4},则此函数的定义域为________. 解析:∵y ≤0或y ≥4,∴253x x --≤0或253x x --≥4.∴52≤x<3或3<x ≤72. 答案:52≤x<3或3<x ≤72.探究二:求函数的解析式 例2.(1)已知3311(f x x xx +=+,求()f x ; (2)已知2(1)lg f x x+=,求()f x ;(3)已知()f x 是一次函数,且满足3(1)2(1)217f x f x x +--=+,求()f x ;(4)已知()f x 满足12()(3f x f x x+=,求()f x .解:(1)∵3331111()(3()f x x x x x x x x+=+=+-+,∴3()3f x x x =-(2x ≥或2x ≤-).(2)令21t x +=(1t >),则21x t =-,∴2()lg 1f t t =-,∴2()lg (1)1f x x x =>-. (3)设()(0)f x ax b a =+≠,则3(1)2(1)3332225217f x f x ax a b ax a b ax b a x +--=++-+-=++=+, ∴2a =,7b =,∴()27f x x =+.(4)12()()3f x f x x += ①, 把①中的x 换成1x ,得132()()f f x x x+=②,①2⨯-②得33()6f x x x =-,∴1()2f x x x=-.注:第(1)题用配凑法;第(2)题用换元法;第(3)题已知一次函数,可用待定系数法;第(4)题用方程组法.三、方法提升1、判断一个对应是否为映射关键在于是否“取值任意性,成象唯一性;判断是否为函数“一看是否为映射,二看A ,B 是否为非空的数集”2、函数是中学最重要的概念之一,学习函数的概念首先要掌握函数的三要素基本内容与方法,由给定的函数的解析式求其定义域是这类问题的代表,实际上是求使函数有意义的x 有取值范围;求函数定义域一般有三类问题:(1)给出函数解析式的:函数的定义域是使解析式有意义的自变量的取值集合; (2)实际问题:函数的定义域的求解除要考虑解析式有意义外,还应考虑使实际问题有意义;(3)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:①掌握基本初等函数(尤其是分式函数、无理函数、对数函数、三角函数)的定义域; ②若已知()f x 的定义域[],a b ,其复合函数[]()f g x 的定义域应由()a g x b ≤≤解出.求函数解析式的题型有:(1)已知函数类型,求函数的解析式:待定系数法;(2)已知()f x 求[()]f g x 或已知[()]f g x 求()f x :换元法、配凑法; (3)已知函数图像,求函数解析式;(4)()f x 满足某个等式,这个等式除()f x 外还有其他未知量,需构造另个等式:解方程组法;(5)应用题求函数解析式常用方法有待定系数法等.四、 反思感悟五、课时作业课时训练 函数的解析式与定义域【说明】 本试卷满分100分,考试时间90分钟. 一、选择题(每小题6分,共42分) 1.(2010江苏南京一模,2)函数y=322--x x +log 2(x+2)的定义域为( )A.(-∞,-1)∪(3,+∞)B.(-∞,-1]∪[3,+∞)C.(-2,-1]D.(-2,-1]∪[3,+∞) 答案:D解析:⎩⎨⎧->-≤⇒⎩⎨⎧>+≥--,2,1,02,0322x x x x x 或x ≥3⇒-2<x ≤-1或x ≥3.2.若f(x+1)=21f(x),则下列函数中f(x)为( ) A.2x B.x+21C.2-xD.21log x 答案:C3.g(x)=1-2x,f [g(x)]=221x x -(x ≠0),则f(21)等于( )A.1B.3C.15D.30答案:C解析:令g(x)=21,则x=41,∴f(21)=22)41()41(1-=15. 4.设函数f(x)=lgx,g(x)=4x -2x+1-3,则函数f [g(x)]的定义域是( ) A.(-∞,2) B.(2,+∞) C.(log 23,+∞) D.(-∞,log 23) 答案:C解析:f [g(x)]=lg [g(x)]=lg(4x -2x+1-3),由4x -2x+1-3>0,得(2x +1)(2x -3)>0,又2x +1>0,∴2x >3,即x>log 23,故选C.把上表反映的数据关系,用一个函数来近似地表达出,其中数据最接近的一个是( ) A.S=1+2t-3 B.S=23log 2t C.S=21(t 2-1) D.S=-2t+5.5 答案:B解析:分别取近似数对(2,1.5),(3,2),(4,3),(8,4.5)代入验证即可选B. 6.已知函数y=f(x)的图象如下图,那么f(x)等于( )A.122+-x x B.1||22+-x x C.|x 2-1|D.x 2-2|x|+1 答案:B解析:C 、D 表示二次函数故首先排除.又∵f(-1)=0,故排除A ,故选B. 7.(2010全国大联,8)已知函数y=f(2x )的定义域是[-1,1],则函数y=f(log 2x)的定义域是( )A.(0,+∞)B.(0,1)C.[1,2]D.[2,4] 答案:D解析:∵x ∈[-1,1],∴2x ∈[21,2],故log 2x ∈[21,2],∴x ∈[2,4]. 二、填空题(每小题5分,共15分) 8.函数f(x)=xx -++211的定义域为_______________. 答案:[-1,2)∪(2,+∞) 解析:∵⎩⎨⎧≠-≥+.02,01x x ∴x ≥-1且x ≠2.9.已知f(x+1)的定义域是[1,2],那么函数f(x )的定义域为___________________.答案:[4,9]解析:∵x ∈[1,2],∴x+1∈[2,3]. ∴f(x )中的x 满足2≤x ≤3,即4≤x ≤9.10.设函数f(x)=log a x(a>0且a ≠1),函数g(x)=-x 2+bx+c 且f(2+2)-f(2+1)=21,g(x)的图象过点A (4,-5)及B (-2,-5),则a=____________;函数f [g(x)]的定义域为_______________. 答案:2 -1<x<3解析:log a (2+2)-log a (2+1)=21⇒log a 2=21,a=2. 由g(4)=g(-2)=-5,知g(x)+5=-(x-4)(x+2),故⎩⎨⎧==.3,2c b∴f [g(x)]=log 2(-x 2+2x+3),由-x 2+2x+3>0,得-1<x<3.三、解答题(11—13题每小题10分,14题13分,共43分) 11.已知函数f(x+a)=|x-2|-|x+2|,且f [f(a)]=3,求a 的值. 解析:令x=0,f(a)=|-2|-|2|=0. ∴f [f(a)]=f(0)=|-a-2|-|-a+2|=3. ∴|a+2|-|a-2|=3.当a>2时,有a+2-(a-2)=3无解; 当-2≤a ≤2时,有a+2+(a-2)=3⇒a=23; 当a ≤-2时,有-(a+2)+(a-2)=3无解. ∴a=23. 12.已知函数f(x)=34723++-ax ax x 的定义域为R ,求a 的取值范围.解析:当a=0时,函数定义域为R . 当a ≠0时,要使ax 2+4ax+3≠0对一切x ∈R 恒成立,其充要条件是Δ<0,即16a 2-12a<0,∴0<a<43.因此a 的取值范围为[0,43). 13.如下图,用长为l 的木条围成上部分是半圆下部分是矩形的窗框,中间有2根横档,要使透光效果最好,应如何设计?解析:设半圆的半径为x,则窗户的面积y=21πx 2+2x ·)26(26ππ+-=--x x l x 2+l x, 由⎪⎩⎪⎨⎧>-->,026,0x x l x π解得0<x<π+6l .∴y=-(6+2π)x 2+lx(0<x<π+6l ).当x=π+12l 时y 有最大值.这时半圆的直径为π+122l ,大矩形的另一边长为π+123l.14.已知函数f(x)=lg(x+1),g(x)=2lg(2x+t)(t 为参数). (1)写出函数f(x)的定义域和值域;(2)当x ∈[0,1]时,求函数g(x)解析式中参数t 的取值范围; (3)当x ∈[0,1]时,如果f(x)≤g(x),求参数t 的取值范围. 解析:(1)函数f(x)的定义域为(-1,+∞),值域为R . (2)∵2x+t>0,x ∈[0,1],∴t>0. (3)当0≤x ≤1时,f(x)≤g(x)⇔⎩⎨⎧+≤+>+⇔,21,02t x x t x t ≥1+x -2x(0≤x ≤1)⇔t ≥(1+x -2x)max . 设U=-+1x 2x,m=1+x ,则1≤m ≤2,x=m 2-1, ∴U=m-2(m 2-1)=-2m 2+m+2=-2(m-41)2+81+2. ∴当m=1(x=0)时,U max =1.∴t ≥1.附加题:1.已知2()f x 的定义域为[1,1]-,则(2)xf 的定义域为(,0]-∞.2.函数1sin 21sin 2xy x +=-的定义域为{|(1),}6k x x k k Z ππ≠+-∈. 3、我国是水资源比较贫乏的国家之一,各地采取价格调控等手段来达到节约用水的目的,某地用水收费的方法是:水费=基本费+超额费+损耗费.若每月用水量不超过最低限量a 3m 时,只付基本费8元和每月每户的定额损耗费c 元;若用水量超过a3m 时,除了付同上的基本费和定额损耗费外,超过部分每3m 付b 元的超额费.已知每户每月的定额损耗费不超过5元.解:设每月用水量为x 3m ,支付费用为y 元,则有8,0(1)8(),(2)c x ay b x a c x a+≤≤⎧=⎨+-+>⎩由表知第二、第三月份的水费均大于13元,故用水量153m ,223m 均大于最低限量a 3m ,于是就有198(15)338(22)b a cb a c=+-+⎧⎨=+-+⎩,解之得2b =,从而219 (3)a c =+再考虑一月份的用水量是否超过最低限量a 3m ,不妨设9a >,将9x =代入(2)式,得982(9)a c =+-+,即217a c =+,这与(3)矛盾.∴9a ≤. 从而可知一月份的付款方式应选(1)式,因此,就有89c +=,得1c =. 故10a =,2b =,1c =.4.(2010山东理)(11)函数y =2x-的图像大致是2x5.山东卷理)函数的图像大致为 ( ).答案 A解析 函数有意义,需使,其定义域为,排除C,D,又因为,所以当时函数为减函数,故选A.【命题立意】:本题考查了函数的图象以及函数的定义域、值域、单调性等性质.本题的难点在于给出的函数比较复杂,需要对其先变形,再在定义域内对其进行考察其余的性质.x xx xe e y e e--+=-0xxe e--≠{}0|≠x x 22212111x x x x x x x e e e y e e e e --++===+---0x >A。
§2.1函数的概念及其表示考试要求 1.了解函数的含义.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,并会简单的应用.知识梳理1.函数的概念给定两个非空实数集A与B,以及对应关系f,如果对于集合A中每一个实数x,在集合B中都有唯一确定的实数y与x对应,则称f为定义在集合A上的一个函数,记作y=f(x),x∈A. 2.函数的三要素(1)函数的三要素:定义域、对应关系、值域.(2)如果两个函数表达式表示的函数定义域相同,对应关系也相同,则称这两个函数表达式表示的就是同一个函数.3.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.4.分段函数如果一个函数,在其定义域内,对于自变量的不同取值区间,有不同的对应方式,则称其为分段函数.常用结论1.直线x=a与函数y=f(x)的图象至多有1个交点.2.在函数的定义中,非空数集A,B,A即为函数的定义域,值域为B的子集.3.分段函数虽由几个部分组成,但它表示的是一个函数.分段函数的定义域等于各段函数的定义域的并集,值域等于各段函数的值域的并集.思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若两个函数的定义域和值域相同,则这两个函数是同一个函数.(×)(2)函数y =f (x )的图象可以是一条封闭曲线.(×)(3)y =x 0与y =1是同一个函数.(×)(4)函数f (x )-1,x ≥0,2,x <0的定义域为R .(√)教材改编题1.(多选)下列所给图象是函数图象的是()答案CD 解析A 中,当x >0时,每一个x 的值对应两个不同的y 值,因此不是函数图象;B 中,当x =x 0时,y 的值有两个,因此不是函数图象;CD 中,每一个x 的值对应唯一的y 值,因此是函数图象.2.下列各组函数表示同一个函数的是()A .y =x -1与y =x 2-1x +1B .y =x -1与y =-1xC .y =2x 2与y =2xD .y =2x -1与v =2t -1答案D 解析y =x -1的定义域为R ,y =x 2-1x +1的定义域为{x |x ≠-1},定义域不同,不是同一个函数,故选项A 不正确;y =x -1=1x 与y =-1x的对应关系不同,不是同一个函数,故选项B 不正确;y =2x 2=2|x |与y =2x 的对应关系不同,不是同一个函数,故选项C 不正确;y =2x -1与v =2t -1的定义域都是(-∞,1)∪(1,+∞),对应关系也相同,所以是同一个函数,故选项D 正确.3.已知函数f (x )x ,x >0,x ,x ≤0,则函数f ()A .3B .-3 C.13D .-13答案C解析由题意可知,f ln 13=-ln 3,所以f f (-ln 3)=e -ln 3=13.题型一函数的定义域例1(1)函数y =ln (x +1)-x 2-3x +4的定义域为()A .(-4,-1)B .(-4,1)C .(-1,1)D .(-1,1]答案C解析+1>0,x 2-3x +4>0,解得-1<x <1,故定义域为(-1,1).(2)已知函数f (x )的定义域为(-4,-2),则函数g (x )=f (x -1)+x +2的定义域为________.答案[-2,-1)解析∵f (x )的定义域为(-4,-2),要使g (x )=f (x -1)+x +2有意义,4<x -1<-2,+2≥0,解得-2≤x <-1,∴函数g (x )的定义域为[-2,-1).思维升华(1)无论抽象函数的形式如何,已知定义域还是求定义域,均是指其中的x 的取值集合;(2)若已知函数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 求出;(3)若复合函数f (g (x ))的定义域为[a ,b ],则函数f (x )的定义域为g (x )在[a ,b ]上的值域.跟踪训练1(1)函数f (x )=1ln (x -1)+3-x 的定义域为()A .(1,3]B .(1,2)∪(2,3]C .(1,3)∪(3,+∞)D .(-∞,3)答案B解析-1>0,-1≠1,-x ≥0,所以1<x <2或2<x ≤3,所以函数的定义域为(1,2)∪(2,3].(2)(2023·南阳检测)已知函数f (x )=lg 1-x 1+x ,则函数g (x )=f (x -1)+2x -1的定义域是()A .{x |x >2或x <0}|12≤x <2C .{x |x >2}|x ≥12答案B 解析要使f (x )=lg 1-x 1+x 有意义,则1-x 1+x>0,即(1-x )(1+x )>0,解得-1<x <1,所以函数f (x )的定义域为(-1,1).要使g (x )=f (x -1)+2x -1有意义,1<x -1<1,x -1≥0,解得12≤x <2,所以函数g (x )|12≤x <2题型二函数的解析式例2(1)已知f (1-sin x )=cos 2x ,求f (x )的解析式;(2)已知f x 2+1x2,求f (x )的解析式;(3)已知f (x )是一次函数且3f (x +1)-2f (x -1)=2x +17,求f (x )的解析式.(4)已知f (x )满足2f (x )+f (-x )=3x ,求f (x )的解析式.解(1)(换元法)设1-sin x =t ,t ∈[0,2],则sin x =1-t ,∵f (1-sin x )=cos 2x =1-sin 2x ,∴f (t )=1-(1-t )2=2t -t 2,t ∈[0,2].即f (x )=2x -x 2,x ∈[0,2].(2)(配凑法)∵f x 2+1x2=-2,∴f (x )=x 2-2,x ∈(-∞,-2]∪[2,+∞).(3)(待定系数法)∵f (x )是一次函数,可设f (x )=ax +b (a ≠0),∴3[a (x +1)+b ]-2[a (x -1)+b ]=2x +17.即ax +(5a +b )=2x +17,=2,a +b =17,=2,=7.∴f(x)的解析式是f(x)=2x+7.(4)(解方程组法)∵2f(x)+f(-x)=3x,①∴将x用-x替换,得2f(-x)+f(x)=-3x,②由①②解得f(x)=3x.思维升华函数解析式的求法(1)配凑法;(2)待定系数法;(3)换元法;(4)解方程组法.跟踪训练2(1)已知f(x-1)=x2+4x-5,则f(x)的解析式是() A.f(x)=x2+6x B.f(x)=x2+8x+7C.f(x)=x2+2x-3D.f(x)=x2+6x-10答案A解析f(x-1)=x2+4x-5,设x-1=t,x=t+1,则f(t)=(t+1)2+4(t+1)-5=t2+6t,故f(x)=x2+6x.(2)若f =x1-x,则f(x)=________.答案1x-1(x≠0且x≠1)解析f(x)=1x1-1x=1x-1(x≠0且x≠1).(3)已知函数f(x)满足f(x)+2f3x,则f(2)等于()A.-3B.3C.-1D.1答案A解析f(x)+2f3x,①则f2f(x)=-3x,②联立①②解得f(x)=-2x-x,则f(2)=-22-2=-3.题型三分段函数例3(1)已知函数f(x)x-1),x>0,ln(x+e)+2,x≤0,则f(2024)的值为() A.-1B.0C.1D.2答案C解析因为f (x )x -1),x >0,ln (x +e )+2,x ≤0,所以f (2024)=f (2023)=f (2022)=…=f (1),又f (1)=f (1-1)=f (0)=-ln(0+e)+2=-1+2=1,所以f (2024)=1.(2)已知函数f (x )x 2-3x +2,x <-1,x -3,x ≥-1,若f (a )=4,则实数a 的值是________;若f (a )≥2,则实数a 的取值范围是________.答案-2或5[-3,-1)∪[4,+∞)解析若f (a )=4,<-1,a 2-3a +2=4≥-1,a -3=4,解得a =-2或a =5.若f (a )≥2,<-1,a 2-3a +2≥2≥-1,a -3≥2,解得-3≤a <-1或a ≥4,∴a 的取值范围是[-3,-1)∪[4,+∞).思维升华分段函数求值问题的解题思路(1)求函数值: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.跟踪训练3(1)已知函数f (x )+2,x ≤0,+1x ,x >0,若f (f (a ))=2,则a 等于()A .0或1B .-1或1C .0或-2D .-2或-1答案D 解析令f (a )=t ,则f (t )=2,可得t =0或t =1,当t =0时,即f (a )=0,显然a ≤0,因此a +2=0⇒a =-2,当t =1时,即f (a )=1,显然a ≤0,因此a +2=1⇒a =-1,综上所述,a =-2或-1.(2)(2023·重庆质检)已知函数f (x )2x ,x >1,2-1,x ≤1,则f (x )<f (x +1)的解集为________.答案-12,+∞解析当x ≤0时,x +1≤1,f (x )<f (x +1)等价于x 2-1<(x +1)2-1,解得-12<x ≤0;当0<x ≤1时,x +1>1,此时f (x )=x 2-1≤0,f (x +1)=log 2(x +1)>0,∴当0<x ≤1时,恒有f (x )<f (x +1);当x >1时,x +1>2,f (x )<f (x +1)等价于log 2x <log 2(x +1),此时也恒成立.综上,不等式f (x )<f (x +1)-12,+课时精练1.函数f (x )=lg(x -2)+1x -3的定义域是()A .(2,+∞)B .(2,3)C .(3,+∞)D .(2,3)∪(3,+∞)答案D 解析∵f (x )=lg(x -2)+1x -3,-2>0,-3≠0,解得x >2,且x ≠3,∴函数f (x )的定义域为(2,3)∪(3,+∞).2.(2023·北京模拟)已知集合A ={x |-2<x ≤1},B ={x |0<x ≤4},则下列对应关系中是从集合A 到集合B 的函数是()A .y =x +1B .y =e xC .y =x 2D .y =|x |答案B 解析对于A ,当x =-1时,由y =x +1得y =0,但0∉B ,故A 错误;对于B ,因为从A ={x |-2<x ≤1}中任取一个元素,通过y =e x 在B ={x |0<x ≤4}中都有唯一的元素与之对应,故B 正确;对于C ,当x =0时,由y =x 2得y =0,但0∉B ,故C 错误;对于D ,当x =0时,由y =|x |得y =0,但0∉B ,故D 错误.3.已知f (x 3)=lg x ,则f (10)的值为()A .1 B.310 C.13 D.1310答案C 解析令x 3=10,则x =1310,∴f (10)=lg 1310=13.4.图中的文物叫做“垂鳞纹圆壶”,是甘肃礼县出土的先秦时期的青铜器皿,其身流线自若、纹理分明,展现了古代中国精湛的制造技术.科研人员为了测量其容积,以恒定的流速向其内注水,恰好用时30秒注满,设注水过程中,壶中水面高度为h ,注水时间为t ,则下面选项中最符合h 关于t 的函数图象的是()答案A 解析水壶的结构:底端与上端细、中间粗,所以在注水恒定的情况下,开始水的高度增加的快,中间增加的慢,最后又变快,由图可知选项A 符合.5.函数y =1+x -1-2x 的值域为()-∞,32D.32,+∞答案B解析设1-2x =t ,则t ≥0,x =1-t 22所以y =1+1-t 22-t =12(-t 2-2t +3)=-12(t +1)2+2,因为t ≥0,所以y ≤32.所以函数y =1+x -1-2x ∞,32.6.已知函数f (x )x 2+2x +3,x ≤2,+log a x ,x >2(a >0且a ≠1),若函数f (x )的值域是(-∞,4],则实数a 的取值范围是()B.22,C .(1,2]D .(1,2)答案B 解析当x ≤2时,f (x )=-x 2+2x +3=-(x -1)2+4,当x =1时,f (x )=-x 2+2x +3取得最大值4,所以当x ≤2时,函数f (x )的值域是(-∞,4],所以当x >2时,函数f (x )=6+log a x 的值域为(-∞,4]的子集,当a >1时,f (x )=6+log a x 在(2,+∞)上单调递增,此时f (x )>f (2)=6+log a 2>6,不符合题意,当0<a <1时,f (x )=6+log a x 在(2,+∞)上单调递减,此时f (x )<f (2)=6+log a 2≤4,即log a 2≤-2,所以a 2≥12,可得22≤a <1,所以实数a 的取值范围是22,7.(多选)下列四个函数,定义域和值域相同的是()A .y =-x +1B .133,0,1,0x x y x x⎧≤⎪=⎨⎪>⎩C .y =ln|x |D .y =2x -1x -2答案ABD 解析对A ,函数的定义域和值域都是R ;对B ,根据分段函数和幂函数的性质,可知函数的定义域和值域都是R ;对C ,函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),值域为R ;对D ,因为函数y =2x -1x -2=2+3x -2,所以函数的定义域为(-∞,2)∪(2,+∞),值域为(-∞,2)∪(2,+∞).所以ABD 是定义域和值域相同的函数.8.(多选)函数概念最早是在17世纪由德国数学家莱布尼茨提出的,后又经历了贝努利、欧拉等人的改译.1821年法国数学家柯西给出了这样的定义:在某些变数存在着一定的关系,当一经给定其中某一变数的值,其他变数的值可随着确定时,则称最初的变数叫自变量,其他的变数叫做函数.德国数学家康托尔创立的集合论使得函数的概念更严谨.后人在此基础上构建了高中教材中的函数定义:“一般地,设A ,B 是两个非空的数集,如果按某种对应法则f ,对于集合A 中的每一个元素x ,在集合B 中都有唯一的元素y 和它对应,那么这样的对应叫做从A 到B 的一个函数”,则下列对应法则f 满足函数定义的有()A .f (x 2)=|x |B .f (x 2)=xC .f (cos x )=xD .f (e x )=x 答案AD 解析令t =x 2(t ≥0),f (t )=|±t |=t ,故A 符合函数定义;令t =x 2(t ≥0),f (t )=±t ,设t =4,f (t )=±2,一个自变量对应两个函数值,故B 不符合函数定义;设t =cos x ,当t =12时,x 可以取±π3等无数多个值,故C 不符合函数定义;令t =e x (t >0),f (t )=ln t ,故D 符合函数定义.9.已知函数f (x )x ,x <0,x -π),x >0,则f ________.答案12解析由已知得f f f f f =12.10.已知f (x )=x -1,则f (x )=________.答案x 2-1(x ≥0)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).11.已知函数f (x )的定义域为[-2,2],则函数g (x )=f (2x )+1-2x 的定义域为__________.答案[-1,0]解析2≤2x ≤2,-2x ≥0,解得-1≤x ≤0,所以函数g (x )的定义域是[-1,0].12.已知f (x )x +3,x >0,2-4,x ≤0,若f (a )=5,则实数a 的值是__________;若f (f (a ))≤5,则实数a 的取值范围是__________.答案1或-3[-5,-1]解析①当a >0时,2a +3=5,解得a =1;当a ≤0时,a 2-4=5,解得a =-3或a =3(舍).综上,a =1或-3.②设t =f (a ),由f (t )≤5得-3≤t ≤1.由-3≤f (a )≤1,解得-5≤a ≤-1.13.(2022·广州模拟)已知定义在R 上的函数f (x )满足,f (1-x )+2f (x )=x 2+1,则f (1)等于()A .-1B .1C .-13 D.13答案B解析∵定义在R 上的函数f (x )满足,f (1-x )+2f (x )=x 2+1,∴当x =0时,f (1)+2f (0)=1,①当x =1时,f (0)+2f (1)=2,②②×2-①,得3f (1)=3,解得f (1)=1.14.(2023·南昌模拟)已知函数f (x )3,x ≤0,x >0,若f (a -3)=f (a +2),则f (a )等于()A .2 B.2C .1D .0答案B解析作出函数f (x )的图象,如图所示.因为f (a -3)=f (a +2),且a -3<a +2,-3≤0,+2>0,即-2<a ≤3,此时f (a -3)=a -3+3=a ,f (a +2)=a +2,所以a =a +2,即a 2=a +2,解得a =2或a =-1(不满足a =a +2,舍去),则f (a )= 2.15.∀x∈R,用M(x)表示f(x),g(x)中最大者,M(x)={|x|-1,1-x2},若M(n)<1,则实数n 的取值范围是()A.(-2,2)B.(-2,0)∪(0,2)C.[-2,2]D.(-2,2)答案B解析当x≥0时,若x-1≥1-x2,则x≥1,当x<0时,若-x-1≥1-x2,则x≤-1,所以M(x)||-1,x≥1或x≤-1,1-x2,-1<x<1,若M(n)<1,则当-1<n<1时,1-n2<1⇒-n2<0⇒n≠0,即-1<n<0或0<n<1,当n≥1或n≤-1时,|n|-1<1,解得-2<n≤-1或1≤n<2,综上,-2<n<0或0<n<2.16.(多选)德国数学家狄利克雷在数学领域成就显著,以其名字命名的函数F(x)=1,x为有理数,0,x为无理数被称为狄利克雷函数.关于狄利克雷函数,下列说法正确的是() A.F(F(x))=0B.对任意x∈R,恒有F(x)=F(-x)成立C.任取一个不为0的实数T,F(x+T)=F(x)对任意实数x均成立D.存在三个点A(x1,F(x1)),B(x2,F(x2)),C(x3,F(x3)),使得△ABC为等边三角形答案BD解析∵当x为有理数时,F(x)=1,当x为无理数时,F(x)=0,当x为有理数时,F(F(x))=F(1)=1,当x为无理数时,F(F(x))=F(0)=1,所以F(F(x))=1恒成立,故A错误;因为有理数的相反数是有理数,无理数的相反数是无理数,所以对任意x∈R,恒有F(x)=F(-x)成立,故B正确;若x是有理数,T是有理数,则x+T是有理数;若x是有理数,T是无理数,则x+T是无理数;若x是无理数,则x+T是无理数或有理数,所以任取一个不为0的实数T,F(x+T)=F(x)不恒成立,故C错误;取x1=-33,x2=0,x3=33,可得F(x1)=0,F(x2)=1,F(x3)=0,所以A-33,0,B(0,1),C33,0△ABC为等边三角形,故D正确.。
课题:函数与方程(高三第一轮复习课)教学内容分析:本节课选自人教版必修一第三章第一节《函数与方程》内容。
函数与方程在高中数学中占举足轻重的地位,高考对函数零点的考查有:(1)求函数零点;(2)确定函数零点的个数:(3)根据函数零点的存在情况求参数值或取值范围。
题型既有选择题、填空题,又有解答题,客观题主要考查相应函数的图像和性质,主观题考查较为综合,涉及函数与方程、转化与化归、分类讨论、数形结合的思想方法等。
本节课通过对函数零点的讨论,将函数零点与方程的根、与函数图像三者有机结合起来。
它既揭示了函数与方程之间的内在联系,又对函数知识进行了总结拓展,同时将方程与函数图像联系起来,渗透了“数形结合”、“方程与函数”等重要思想。
学情分析:这是一个理科的普通班,学生基础普遍不扎实,学生具有强烈的畏难情绪,且眼高手低。
通过高一高二的知识积累,学生虽然对本节内容有简单的认识,但是时间较长,知识点大多遗忘。
所以,在本课开始前,先通过简单的知识梳理让学生把知识点贯穿起来,然后根据学生的实际情况进行适当的知识点拓展。
设计思想:教学理念:以第一轮复习为抓手,让学生把各个相关的知识点有机的结合起来。
教学原则:夯实基础,注重各个层面的学生。
教学方法:讲练结合,师生互动。
教学目标:知识与技能:让学生理清函数零点、函数图象与x轴的交点、方程的根三者之间的关系;弄清零点的存在性、零点的个数、零点的求解方法等三个问题。
过程与方法:利用已学过的函数的图像、性质去研究函数的零点。
情感态度与价值观:体会数形结合的数学思想及从特殊到一般的归纳思想,提高辩证思维以及分析问题解决问题的能力。
教学重点难点:重点:函数零点,方程的根,函数图象与x轴交点三者之间的互相联系。
难点:零点个数问题,含参数的零点问题。
教学程序框图:教学环节与设计意图:(一)、知识梳理设计意图:第一部分知识梳理要求学生在课前完成,学生回顾已学过的内容,结合相关知识整理出“函数与方程”的知识体系。
函数及其表示
1.函数映射的概念
函数映射两集合
A,B
设A,B是两个非空数集设A,B是两个非空集合
对应关系f:A→B 如果按照某个对应关系f,对于集合
A中的任何一个数x,在集合B中都存
在唯一确定的数f(x)与之对应
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
名称称f:A→B为从集合A到集合B的一个
函数
称对应f:A→B为从集合A到集合B的一个
映射
记法y=f(x),x∈A 对应f:A→B是一个映射
2.函数的有关概念
(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)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.
(4)函数的表示法
表示函数的常用方法有:解析法、图像法、列表法.
3.分段函数
若函数在其定义域内,对于定义域内的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数通常叫做分段函数.分段函数虽然由几部分组成,但它表示的是一个函数.
1.解决函数的一些问题时,易忽视“定义域优先”的原则.
2.易混“函数”与“映射”的概念:函数是特殊的映射,映射不一定是函数,从A到B的一个映射,A、B若不是数集,则这个映射便不是函数.
3.误把分段函数理解为几种函数组成.
[试一试]
1.(2013·苏锡常镇一调)已知常数t是负实数,则函数f(x)=12t2-tx-x2的定义域是________.
2.(2013·扬州期末)已知函数f (x )=⎩⎨⎧
log 2x ,x >0,
3x ,x ≤0,
则f (f (0))=________.
求函数解析式的四种常用方法
(1)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 )的表达式;
(2)待定系数法:若已知函数的类型(如一次函数、二次函数)可用待定系数法; (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)解方程组法: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组成方程组,通过解方程求出f (x ). [练一练]
1.设g (x )=2x +3,g (x +2)=f (x ),则f (x )等于________.
2.若f (x )=x 2+bx +c ,且f (1)=0,f (3)=0,则f (x )=________.
考点一
函数与映射的概念
1.下列四组函数中,表示同一函数的是________.(填写序号) ①y =x -1与y =(x -1)2 ②y =x -1与y =
x -1
x -1
③y =4lg x 与y =2lg x 2 ④y =lg x -2与y =lg x
100
2.以下给出的同组函数中,是否表示同一函数?为什么? (1)f 1:y =x
x ;f 2:y =1.
(2)f 1:y =⎩⎪⎨⎪
⎧
1,x ≤1,2,1<x <2,3,x ≥2;
f 2:
x x ≤1 1<x <2 x ≥2 y
1
2
3
(3)f 1:y =2x ;f 2:如图所示.
[类题通法]
两个函数是否是同一个函数,取决于它们的定义域和对应关系是否相同,只有当两个函数的定义域和对应关系完全相同时,才表示同一函数.另外,函数的自变量习惯上用x 表示,但也可用其他字母表示,如:f (x )=2x -1,g (t )=2t -1,h (m )=2m -1均表示同一函数.
考点二
函数的定义域问题
函数的定义域是使函数有意义的自变量取值的集合,它是函数不可缺少的组成部分.归纳起来常见的命题角度有:
(1)求给定函数解析式的定义域;
(2)已知f (x )的定义域,求f (g (x ))的定义域; (3)已知定义域确定参数问题.
角度一 求给定函数解析式的定义域
1.(1)(2013·山东高考改编)函数f (x )= 1-2x +1
x +3
的定义域为________.
(2)(2013·安徽高考)函数y =ln ⎝⎛⎭⎫1+1
x +1-x 2的定义域为________.
角度二 已知f (x )的定义域,求f (g (x ))的定义域 2.已知函数f (x )的定义域是[-1,1],求f (log 2x )的定义域.
角度三 已知定义域确定参数问题
3.(2014·合肥模拟)若函数f (x )= 2x 2+2ax -a -1的定义域为R ,则a 的取值范围为________.
[类题通法]
简单函数定义域的类型及求法
(1)已知函数的解析式,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)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.
考点三
求函数的解析式
[典例] (1)已知f ⎝⎛⎭⎫x +1x =x 2+1
x 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)=0,f (x +1)=f (x )+x +1,求f (x ).
(4)定义在(-1,1)内的函数f (x )满足2f (x )-f (-x )=lg(x +1),求函数f (x )的解析式.
[类题通法]
求函数解析式常用的方法有
(1)待定系数法;
(2)换元法(换元后要注意新元的取值范围); (3)配凑法; (4)解方程组法. [针对训练]
1.已知f (x +1)=x +2x ,求f (x )的解析式.
2.设y =f (x )是二次函数,方程f (x )=0有两个相等实根,且f ′(x )=2x +2,求f (x )的解析式.
考点四
分段函数
[典例] (2011·
江
苏
高
考
)已知实数a ≠0,函数f (x )=
⎩⎨
⎧
2x +a ,x <1,-x -2a ,x ≥1.
若f (1-a )=f (1+a ),则a 的值为________.
[类题通法]
分段函数“两种”题型的求解策略
(1)根据分段函数解析式求函数值
首先确定自变量的值属于哪个区间,其次选定相应的解析式代入求解. (2)已知函数值或函数值范围求自变量的值或范围
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.
提醒:当分段函数的自变量范围不确定时,应分类讨论. [针对训练]
设函数f (x )=⎩⎨⎧
2-x ,x ∈(-∞,1),
x 2,x ∈[1,+∞),
若f (x )>4,则x 的取值范围是______.
[课堂练通考点]
1.(2013·南京一模)函数y =2x -x 2的定义域是________.
2.(2013·苏北四市二调)若函数f (x )=⎩⎨⎧
2x , x <0,-2-x , x >0,
则函数y =f (f (x ))的值域是________.。