2020-2021学年北师大版必修1 2.2.1 函数概念 学案

  • 格式:doc
  • 大小:660.21 KB
  • 文档页数:8

第二章 函 数§1 生活中的变量关系 §2 对函数的进一步认识2.1 函数概念|学 习 目 标|能用集合语言表述函数;会求简单函数的定义域和值域.1.生活中的变量关系:变量及变量之间的依赖关系生活中随处可见,与我们息息相关.并非有依赖关系的两个变量都有函数关系.只有满足于对其中一个变量的每一个值,另一个变量都有唯一确定的值时,才称它们之间有函数关系.2.函数的概念:在变化过程中,有两个变量x 和y ,如果给定一个x 值,相应地就确定了一个y 值,那么我们称y 是x 的函数,其中x 是自变量,y 是因变量.3.函数定义(集合观点):给定两个非空数集A 和B ,如果按照某个对应关系f ,对于A 中任何一个数x ,在集合B 中都存在唯一确定的数f (x )与之对应,那么就把对应关系f 叫作定义在A 上的函数,记作f :A →B 或y =f (x ),x ∈A .此时,x 叫作自变量,集合A 叫作函数的定义域,集合{f (x )|x ∈A }叫作函数的值域.习惯上我们称y 是x 的函数.练一练: 函数f (x )=11-2x的定义域是________. 解析:由1-2x >0,得x <12,∴f (x )的定义域是⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x <12.答案:⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x <124.区间:设a ,b 是两个实数,而且a <b ,我们作出规定如下表:定义 名称 符号 几何表示{x |a ≤x ≤b }闭区间[a ,b ]{x|a<x<b} 开区间(a,b){x|a≤x<b} 左闭右开区间[a,b){x|a<x≤b}左开右闭区间(a,b] 都叫作相应区间的端点.练一练:区间[5,8)表示的集合是()A.{x|x≤5或x>8} B.{x|5<x≤8}C.{x|5≤x<8} D.{x|5≤x≤8}答案:C5.实数集R也可用区间表示为(-∞,+∞),“∞”读作“无穷大”,“-∞”读作“负无穷大”,“+∞”读作“正无穷大”.集合{x|x≥a}可表示为[a,+∞);集合{x|x>a}可表示为(a,+∞);集合{x|x≤b}可表示为(-∞,b];集合{x|x<b}可表示为(-∞,b).练一练:集合{x|x≥1}用区间表示为()A.(-∞,1) B.(-∞,1]C.(1,+∞) D.[1,+∞)答案:D1.怎样理解函数的概念?答:对于两个变量x和y,x取每一个值时,y必须有唯一的值与之对应,才能确定函数关系.对于不同的x取值,y取值可相同.如函数y=x2,当x=±1时,y都得1.2.从集合的角度怎样理解函数?答:(1)必须是非空数集之间的关系.不是数集的集合不能确定函数关系.(2)在由A到B的函数中,对于A中任何一个数,集合B中都存在唯一的元素与之对应;B中允许有元素未与A中元素对应,因此值域不一定是集合B,而是集合B的子集.3.怎样理解函数的符号y=f(x)?答:(1)y=f(x)表示y是x的函数,是一个整体符号,不是f与x的积.(2)自变量习惯用x表示,但也可用其他字母表示.(3)f(a),a∈Z中,f(a)表示x=a时的函数值,是常量.4.如何判断两个函数是否相同?答:(1)定义域与对应关系分别相同时,两函数即为同一函数.若定义域未明确说明,定义域就是自变量的允许取值范围.(2)用不同字母表示变量对函数无影响.如f(x)=2x+1与f(t)=2t+1是同一函数.(3)对于较复杂的函数,可先在定义域内化简,再判断.5.如何理解区间的概念?答:(1)区间是集合的另一种表示形式.(2)数集不是都能用区间表示的,如{1,2,3}就不能用区间表示.(3)以“+∞”或“-∞”为区间一端时,这一端必须用小括号.下列对应是否为A到B的函数:(1)A=R,B={x|x>0},f:x→y=|x|;(2)A=Z,B=Z,f:x→y=x2;(3)A=Z,B=Z,f:x→y=x;(4)A=[-1,1],B={0},f:x→y=0.【解】(1)A中的元素0在B中没有对应元素,故不是A到B的函数.(2)对于集合A中的任意一个整数x,按照对应关系f:x→y=x2,在集合B 中都有唯一确定的整数x2与之对应,故是集合A到集合B的函数.(3)A中元素负整数没有算术平方根,故在B中没有对应的元素,故此对应不是A到B的函数.(4)对于集合A中任意一个实数x,按照对应关系f:x→y=0,在集合B中都有唯一确定的数0与之对应,故是集合A到集合B的函数.【方法总结】判断一个对应关系是否是函数,要从以下三个方面去判断:(1)A、B必须是非空数集;(2)A中任一个元素在B中必须有元素与其对应;(3)A 中任一元素在B中必须有唯一元素与其对应.判断下列对应是否是从集合A到集合B的函数.(1)A=Z,B=Q,对应关系f:x→y=1 x;(2)A=Z,B=Z,f:x→y=2x-1;(3)A={1,2,3,4},B={-1,1},对应关系如图.解:(1)A中的0若作分母无意义,故不是从A到B的函数.(2)A中的0,-1,-2等数使2x-1无意义,所以此对应不是从A到B的函数.(3)满足函数定义,是从A到B的函数.下列各题中两个函数是否表示同一函数?(1)f(x)=2x+1,f(t)=2t+1;(2)f(x)=|x|,g(x)=x2;(3)f(x)=x-1,g(x)=(x-1)2;(4)f(x)=x+2,g(x)=x2-4 x-2.【解】(1)是同一函数.(2)g(x)=x2=|x|定义域相同,对应关系相同,是同一函数.(3)f(x)定义域为R,g(x)定义域为{x|x≥1},定义域不同,不是同一函数.(4)f(x)定义域为R,g(x)定义域为{x|x∈R且x≠2},定义域不同,不是同一函数.下列各组中的函数f(x)与g(x)表示同一个函数的是( )A .f (x )=x +1,g (x )=x 2x +1 B .f (x )=x 2,g (x )=(x )4 C .f (x )=x ,g (x )=3x 3D .f (x )=(x +1)(x +2),g (x )=x +1x +2解析:f (x )=x +1与g (x )=x 2x +1定义域不同,f (x )的定义域是实数集,g (x )的定义域是非零实数集,故不能表示同一个函数,故A 不正确;f (x )=x 2与g (x )=(x )4的定义域不同,f (x )的定义域是实数集,g (x )的定义域是非负实数集,故不能表示同一个函数,故B 不正确;f (x )=x 与g (x )=3x 3=x 具有相同的定义域、值域、对应关系,故表示同一个函数,故C 正确;f (x )=(x +1)(x +2)的定义域为(-∞,-2]∪[-1,+∞),而g (x )=x +1x +2的定义域为[-1,+∞),故不是同一个函数,故D 不正确.综上,C 正确,A 、B 、D 不正确.答案:C求下列函数的定义域: (1)y =x 2+2x -3;(2)y =x -3+x +4x -5; (3)y =x -1+1-x .【解】 (1)x -3≠0,∴定义域为{x |x ≠3}. (2)⎩⎨⎧x -3≥0,x -5≠0,即x ≥3且x ≠5,∴定义域为{x |x ≥3且x ≠5}.(3)⎩⎨⎧x -1≥0,1-x ≥0,即⎩⎨⎧x ≥1,x ≤1,解得x =1.∴定义域为{1}. 【方法总结】 定义域必须保证解析式各部分都有意义.最终结果要用集合或区间形式表示.求下列函数的定义域:(1)y=x -1·4-x +2; (2)y=2x +3-12-x+1x . 解:(1)由⎩⎨⎧x -1≥0,4-x ≥0,得⎩⎨⎧x ≥1,x ≤4,所以函数y =x -1·4-x +2的定义域是{x |1≤x ≤4}.(2)要使函数有意义,需⎩⎨⎧2x +3≥0,2-x >0,x ≠0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x ≥-32,x <2,x ≠0.所以,函数y =2x +3-12-x+1x 的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x -32≤x <2,且x ≠0.已知函数f (x )=3x 3+2x . (1)求f (2),f (-3)的值;(2)求f (a ),f (-a ),f (a )+f (-a )的值. 【解】 (1)f (2)=3×23+2×2=28, f (-3)=3×(-3)3+2×(-3)=-81-6=-87. (2)f (a )=3a 3+2a ,f (-a )=3×(-a )3+2×(-a )=-3a 3-2a , f (a )+f (-a )=0.【方法总结】 自变量取某一具体值时,要准确运算,自变量取字母时,结果一般按某一字母降幂排列.已知函数f (x )=3x 2-5x +2,求:f (-3),f (-b ),f (b -2)的值.解:f (-3)=3×(-3)2-5×(-3)+2=9+53+2=11+53,f (-b )=3×(-b )2-5×(-b )+2=3b 2+5b +2,f (b -2)=3×(b -2)2-5×(b -2)+2=3(b 2-4b +4)-5b +10+2=3b 2-17b +24.求函数y=11+1x的定义域.【错解】y=11+1x=xx+1,∴要使函数有意义,必须x+1≠0,即x≠-1,∴函数的定义域为{x|x∈R,且x≠-1}.【错因分析】上述解答,结果是错误的.因为在解答时,对原函数进行了不等价变形,从而导致定义域的范围扩大,求函数的定义域时必须使原函数有意义来求解,不可以化简后再求函数的定义域.【正解】要使函数有意义,必须满足⎩⎪⎨⎪⎧x≠0,1+1x≠0,即⎩⎨⎧x≠0,x≠-1,∴函数y=11+1x的定义域是{x|x∈R,x≠0且x≠-1}.1.下列图形中,可以表示以M={x|0≤x≤1}为定义域,以N={y|0≤y≤1}为值域的函数图像的是()解析:A中不满足值域,B中不满足定义域,D中图像不是函数的图像.答案:C2.函数y=1-x2x2-3x-2的定义域为()A.(-∞,1] B.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-12∩⎝⎛⎦⎥⎤-12,1 C.(-∞,2] D.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-12∪⎝⎛⎦⎥⎤-12,1解析:由⎩⎨⎧1-x≥0,2x2-3x-2≠0,得⎩⎪⎨⎪⎧x≤1,x≠-12且x≠2,∴定义域为⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-12∪⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,1. 答案:D3.用区间表示下列数集: (1){x |5<x ≤7}=________; (2){x |x <3且x ≠0}=________; (3)R =________.答案:(1)(5,7] (2)(-∞,0)∪(0,3) (3)(-∞,+∞)4.已知函数f (x )=x 2+|x -2|,则f (1)=________. 解析:∵f (x )=x 2+|x -2|,∴f (1)=12+|1-2|=1+1=2. 答案:25.已知函数f (x )=x 2+x -1. (1)求f (2),f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ;(2)若f (x )=5,求x 的值. 解:(1)f (2)=22+2-1=5. f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2+1x -1=1x 2+1x -1. (2)∵f (x )=5,∴x 2+x -1=5,即x 2+x -6=0, (x +3)(x -2)=0,∴x =-3或x =2.。