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3.1.2函数的表示方法-【新教材】人教A版(2019)高中数学必修第一册讲义

3.1.2函数的表示方法-【新教材】人教A版(2019)高中数学必修第一册讲义
3.1.2函数的表示方法-【新教材】人教A版(2019)高中数学必修第一册讲义

新教材必修第一册3.1.2:函数的表示方法

课标解读:

1.函数的表示方法(解析法、列表法、图像法)的概念及应用.(掌握)

2.分段函数的概念及应用.(理解)

学习指导:

1.函数的三种表示体现了“式”“表”“图”互相结合,体现了数形结合的思想.学习过程中注意把“式”“表”“图”相互转化,特别注意加强“式”与“图”的互相转化,从侧面认识函数的本质.

2.学习分段函数,要结合实例体会概念,还要注意书写的规范.

知识导图:

教材全解

知识点1:函数的表示方法

辨析比较:

例1-1:下列表格中,x与y能构成函数的是()

答案:C

例1-2:已知完成某项任务的时间t 与参加次项任务的人数x 之间适合关系式x

b

ax t +=,当2=x 时,100=t ;当14=x 时,28=t ,且参加次项任务的人数不能超过20人. (1)写出函数t 的函数解析式; (2)用列表法表示此函数; (3)画出函数t 的图像. 答案:(1)x

x t 196

+=,},200|{+∈≤

知识点2:分段函数 1.分段函数的概念

有些函数在其定义域内,对于自变量x 的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数称为分段函数。

2.分段函数的图象

分段函数有几段,它的图像就由几条曲线组成.在同一直角坐标系中,根据每段定义区间和表达式依次画图像,要注意每段图像的端点是空心点还是实心点,将每段图像

组合到一起就得到整个分段函数的图象.

例2-3:若???<-≥=)

0()

0()(2x x x x x f ,则=-))2((f f ( )

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5 答案:C

例2-4:画出下列函数图像: (1)|;2|)(+=x x f

(2)2][)(+=x x f ([x ]表示不大于x 的最大整数). 答案:略

重难拓展

知识点3:函数的图象变换 1.函数图像的平移变换

函数)(x f y =的图像与函数)(a x f y +=及函数)0()(≠+=a a x f y 的图像有怎样的关系呢?我们先来看一个例子.

作出函数1,)1(,222-=+==x y x y x y 的图像,观察它们之间有怎样的关系. 在同一平面直角坐标系中,它们的图像如图所示:

观察图像可知,函数2)1(+=x y 的图像可以由函数2x y =的图像向左平移一个单位长度得到;函数12-=x y 的图像可以由函数2x y =的图像向下平移一个单位长度得到. 由此得到如下规律:

(1)函数)(a x f y +=的图像是由函数)(x f y =的图像沿x 轴向左)0(>a 或向右)0(

; (2)函数a x f y +=)(的图像是由函数)(x f y =的图像沿y 轴向上)0(>a 或向下)0(

函数)(x f y =的图像与函数)(x f y -=,函数)(x f y -=及函数)(x f y --=的图象又有怎样的关系呢?我们来看一个例子.

作出函数11+=

x y ,11+-=x y ,11+-=x y ,1

1

+--=x y 的图像,观察它们之间有怎样的关系. 在同一平面直角坐标系中作出①11+=x y ,②11+-=x y ,③11+-=x y ,④1

1

+--=x y 的图像

的一部分,如图所示.

观察图像可知:函数11+-=

x y 的图像可由函数1

1

+=x y 的图像作y 轴的对称变换得到;函数11+-=x y 的图像可由函数11+=x y 的图像作x 轴的对称变换得到;函数1

1

+--=x y 的图像

可由函数1

1

+=

x y 的图像作关于原点的对称变换得到。 由此可得如下规律.

函数图像的对称变换包括以下内容:

(1)函数)(x f y -=的图像可由函数)(x f y =的图像作关于y 轴的对称变换得到; (2)函数)(x f y -=的图像可由函数)(x f y =的图像作关于x 轴的对称变换得到; (3)函数)(x f y --=的图像可由函数)(x f y =的图像作关于原点的对称变换得到;

3.函数的图像的翻折变换

函数图像的翻折的变换是指函数)(x f y =与|)(||)(|x f y x f y ==,的图像间的关系. 作出函数|32|2--=x x y 及3||22--=x x y 的图像,观察它们与函数322--=x x y 图像之间有怎样的关系.

事实上,???<<----≥-≤≥--=--=3

1),32(31,0,32|32|2

22

x x x x x x x x x x y 或, ?

??<-+≥--=--=0,320

,323||2222

x x x x x x x x y .

在不同的平面直角坐标系中,分别作出|32|2--=x x y 及3||22--=x x y 的图像,如图所示:

通过观察两个图像可知,|32|2--=x x y 的图像可由322--=x x y 经过下列变换得到:保持

322--=x x y 的图像在x 轴上及其上方的部分不变,将x 轴下方的部分沿x 轴翻折上去,

即可得到|32|2--=x x y 的图形.3||22--=x x y 的图像可由下列变换得到:保持

322--=x x y 的图像在y 轴上及右侧的图像不变,y 轴左侧的图像换成将y 轴右侧的图像

沿y 轴翻折而成的图形,则这两部分就构成了3||22--=x x y 的图像. 由此可得如下规律:

(1)要作|)(|x f y =的图像,可先作)(x f y =的图像,然后将x 轴及其上方的部分保持不变,x 轴下方的部分沿x 轴对称地翻折上去即可.

(2)要作|)(|x f y =的图像,可先作)(x f y =的图像,然后保持y 轴上及其右侧图像不变,

y 轴左侧的图像换成y 轴右侧的图像沿y 轴翻折的图像即可.

例3-5:将函数3)1(22-+=x y 的图像向右平移1个单位长度,再向上平移3个单位长度,所得的图像对应的函数解析式为( )

A.6)2(22-+=x y

B.622-=x y

C.22x y =

D.2)2(2+=x y 答案:C

例3-6:已知函数)(x f 的图像如图所示,则)1(x f -的图像为( )

答案:A

例3-7:画出下列函数的大致图象:

(1)1

3

2+-=x x y ; (2)|1|2-=x y . 答案:

题型与方法

题型1:求函数的解析式

1.已知函数的类型,求函数的解析式

例8:(1)已知一次函数)(x f 满足64))((+=x x f f ,则)(x f 的解析式为 . (2)已知二次函数)(x f 满足5)2(2)0(==f f ,,则该二次函数的解析式为 . 答案:(1)62)(22)(--=+=x x f x x f 或 (2)1)(2+=x x f

2.已知))((x g f 的解析式,求)(x f 的解析式

例9:(1)已知x x x f 2)1(+=+,则)(x f 的解析式为 . (2)已知函数x x x f 2)1(2-=+,则)(x f 的解析式为 . 答案:(1))1(1)(2≥-=x x x f (2)34)(2+-=x x x f

3.已知中含有)(),()1

(),(x f x f x

f x f -或形式的函数,求)(x f 的解析式

例10:(1)已知函数)(x f 满足x x

f x f =+

)1

(2)(,则函数)(x f 的解析式为 . (2)已知函数bx x f x af =-+)()(,其中1±≠a ,则函数)(x f 的解析式为 . 答案:(1)x x x f 323)(+-= (2)1,1

)(±≠-=a x a b x f

4.求抽象函数的解析式

例11:设)(x f 是R 上的函数,且满足1)0(=f ,并且对任意的实数y x ,都有-=-)()(x f y x f

)12(+-y x y ,则)(x f 的解析式为 .

答案:1)(2++=x x x f

5.已知函数图像求解析式

例12:根据函数)(x f 的图像,写出函数的解析式.

答案:???????

??

??<≤<≤---<≤---=2

1,111,21

2313,27

2

3)(x x x x x x f

6.列表表征与函数解析式

例13:我国是水资源比较贫乏的国家之一,各地均采用了价格调控等手段来达到节约水资源的目的.某市用水收费的标准是:水费=基本费+超额费+定额损耗费.若每月用水量不超过最低限量a 3m ,则只付基本费8元和每月定额损耗费c 元;若每月用水量超过最低限量a 3m ,则除了付同上的基本费和定额损耗费外,超过部分每13m 付b 元的超额费.已知每户每月的定额损耗费不超过5元.该市一家庭今年第一季度的用水量和支付费用见下表,根据表中的数据求.,,c b a

答案:1,2,10===c b a 题型2:分段函数 1.分段函数求值

例14:已知函数??

??

??

???-<+≤≤-+

>+=1,321

1,11

,1

1)(2

x x x x x x x f .(1)求)))2(((-f f f 的值;(2)若23

)(=a f ,求a .

例15:已知???≤+>=0

),1(0,2)(x x f x x x f ,则)34

()34(f f +-等于( ).

A. -2

B. 4

C. 2

D. -4 答案:B

2.分段函数与不等式

例16:分段函数与不等式??

?

??≥<<-+-≤=4,342,12,)(x x x x x x x f ,若3)(-

答案:)3,(--∞

变式训练1:设函数?

??>≤-=0,0

,)(2x x x x x f ,若,9)(=a f 则=a .

答案:-9或3

变式训练2:已知??

?<≥=0

,00

,1)(x x x f ,则不等式2)(≤+x x xf 的解集为( )

A.[0,1]

B.[0,2]

C.]1,(-∞

D.]2,(-∞ 答案:C

3.分段函数的实际应用

例17:如图,已知底角为45°的等腰梯形ABCD ,底边BC 长为7cm ,腰长为22cm ,当一条垂直于底边BC (垂足为点F ,F 不予B 重合)的直线l 从左至右移动(与梯形ABCD 有公共点)时,直线l 从左至右移动(与梯形ABCD 有公共点)时,直线l 把梯形分成两部分,令BF=x ,试写出直线l 左边部分图形的面积y 与关于x 的函数.

答案:??????

?????

≤<+--≤<-≤<=75,10)7(2

1

52,2220,21

)(22x x x x x x x f

题型3:函数图像的相关问题

1.函数图像的判断

例1:设}2

0|

{

},

2

0|

{≤

=

=y

y

N

x

x

M,下列图形中能表示从集合M到集合N的函数关系的是()

答案:B

2.图像的识别

例19:函数x

x

x

y+

=

|

|的大致图形是()

答案:C

3.画函数的图像

例20:作出下列函数的图像:

(1)

?

?

?

?

?

>

-

<

-

-

-

-

-

-

=

2

,2

2

1

,2

1

,1

)

(2

x

x

x

x

x

x

x

x

f;

(2)]6,2

[

|,

5

4

|

)

(2-

-

-

=x

x

x

x

f.

答案:(1)(2)

4.利用函数图像求值域

例21:设R x ∈,则函数|x |-3|1-x |2=y 的值域为 . 答案:}2|{≤y y

5.数形结合思想的应用

例22:若方程m x x =+-3||42有四个互补相等的实数根,则m 的取值范围是 . 答案:(-1,3)

变式训练3:若R x ∈?函数},2m in{)(2x x x f -=,则函数)(x f 的最大值为( ). A. 2 B. 1 C. -1 D.无最大值 答案:B

6. 图像信息题

例23:向高为H 的水瓶中注水,注满为止,如果注水量V 与水深h 的函数关系的图像如图所示,那么水瓶的形状是( ).

答案:B

变式训练4:小明骑车上学,开始时匀速行驶,图中因交通堵塞停留了一段时间,后为

了赶时间开始加快速度行驶.与以上事件吻合的最好的图像是( ).

答案:C

易错提醒

易错1:求解析式时忽略函数的定义域

例24:已知x x x f 2)1(+=-,则函数)(x f 的解析式为 . 答案:)1(34)(2≥++=x x x x f

易错2:画函数图像时忽略等价变形

例25:画出函数2

21|

1|x x x y --=的图像,并根据图像指出函数的值域.

答案:值域为}11|{-≠≠y y y 且,图像略

感知高考

考向1:函数解析式的正向及逆向运用

例27:设???≥-<<=1

),1(210,)(x x x x x f ,若)1()(+=a f a f ,则)1

(a f =( )

A. 2

B. 4

C. 6

D. 8 答案:C

例28:设函数13)(23++=x x x f .已知0≠a ,且R x a x b x a f x f ∈--=-,))(()()(2,则实数

=a

,=b .

答案:-2 1

考向2:识图问题及函数图像的工具性应用 例39:函数2

)()(c x b

ax x f ++=

如图所示,则下列结论成立的是( ) A.000<>>c b a ,, B.000>>

例30:已知函数??

?

??≥+<+=1,21,2||)(x x x x x x f 设a 的取值范围是( )

A.[-2,2]

B.[32-,2]

C.[32-,2]

D.[32-,32] 答案:A

基础巩固:

1.下列各图中,可以表示函数)(x f y =的图像的是( )

2.已知函数)(x f y =的对应关系如下表,函数)(x g y =的图像是如图所示的曲线ABC ,其

中A (1,3),B (2,1),C (3,2),则=))2((g f ( )

x 1 2

3 f (x )

2

3

A. 3

B. 2

C. 1

D. 0

3.设函数????

???>≤+=1,21

,1)(2x x

x x x f ,则))3((f f =( )

A.51

B. 3

C.32

D.

9

13 4.已知函数)(x f 的图像恒过点(1,1),则函数)3(-x f 的图像恒过点( ) A.(4,1) B.(-3,1) C.(1,-3) D.(1,4)

5.已知函数??

??

?∈+-∈+=]1,0(,1]0,1[,1)(2x x x x x f ,则函数)(x f 的图像是( )

6.如图,函数)(x f 的图像是曲线OAB ,则))

3(1

(f f 的值等于 .

7. (1)一次函数3)1(,1)1(),(-=-==f f x f y ,求)3(f ;

(2)已知q px x x f ++=2)(,若0)2()1(==f f ,求).1(-f 能力提升 8.已知函数??

?≤+>=0

,10

,2)(x x x x x f ,若0)1()(=+f a f ,则实数a 的值等于( )

A. -3

B. -1

C. 1

D.3

9.已知函数13)(-=x x f ,若32))((+=x x g f ,则函数)(x g 的解析式为( ) A.3432

)(+=x x g

B.3432)(-=x x g

C.3234)(+=x x g

D.3

234)(+=x x g

10.设集合]1,21[),21,0[==B A ,函数??

?????∈-∈+=B

x x A x x x f ),1(2,

21)(,若A x ∈0,且A x f f ∈))((0,则0x 的

取值范围是( )

A.]4

1,0( B.]2

1,41( C.)2

1,41( D.]8

30[,

11.已知定义在区间[0,2]上的函数)(x f y =的图像如图所示,则函数)2(x f y --=的图像为( ).

12.设R x ∈,定义符号函数??

?

??<-=>=.0,10,00,1sgn x x x x 则( )

A.|sgn |||x x x =

B.||sgn ||x x x =

C.x x x sgn ||||=

D.x x x sgn ||=

13.定义两种运算:222)(,b a b a

b a b a -=?-=⊕,则函数2

)2(2)(-?⊕=x x

x f 的解析式为

( ). A.]2,0()0,2[,4)(2

?-∈-=x x

x x f B.),2[]2,(,4

)(2+∞?--∞∈-=x x

x x f C.),2[]1,(,4

)(2+∞?--∞∈--=

x x

x x f D.]2,0()0,2[,4)(2

?-∈--=x x

x x f 14.生活经验告诉我们,当把水注进容器(设单位时间内进水量相同),水的高度会随着时间的变化而变化,请选择与容器向匹配的图像.(填序号)

15.已知n 为正整数,规定))(()(),()(11x f f x f x f x f n n ==+,且???

??≤<-≤≤-=2

1,11

0),1(2)(x x x x x f .

(1)解不等式;)(x x f ≤

(2)设集合A={0,1,2},对任意A x ∈,证明:.)(3x x f =

16.动点P 从边长为1的正方形ABCD 的顶点A 除法,顺次经过点B ,C ,D 再回到点A ,

设x 表示点P 移动的路程,)(x f 表示线段PA 的长,)(x g 表示△ABP 的面积,求)(x f 和)(x g ,

并作出)

g的简图.

(x

参考答案

1. D

2. B

3. D

4. A

5. A

6. 2

7. (1)5 (2)6 8. A 9. A 10. C 11. B 12. D 13. D

14. (4) (1) (3) (2) 15. (1)}23

2|{≤≤x x (2)略

16. ????

???≤<-≤<+-≤<+-≤≤=.

43,432,10621,2210,0)(22x x x x x x x x x x f ?????????≤<-≤<≤<-≤≤=.43),4(2

13

2,2121),1(2110,0)(x x x x x x x g 图像:略

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