求函数值域的几种常见方法详解
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求函数值域的几种常见方法
1.直接法:利用常见函数的值域来求。
一次函数y=ax+b(a0)的定义域为R,值域为R;
反比例函数)0(kxky的定义域为{x|x0},值域为{y|y0};
二次函数)0()(2acbxaxxf的定义域为R,
当a>0时,值域为{abacyy44|2};当a<0时,值域为{abacyy44|2}.
例1.求下列函数的值域
① y=3x+2 (-1x1) ②xxf42)( ③1xxy
解:①∵-1x1,∴-33x3,
∴-13x+25,即-1y5,∴值域是[-1,5]
②∵),0[4x ∴),2[)(xf
即函数xxf42)(的值域是 { y| y2}
③1111111xxxxxy
∵011x ∴1y
即函数的值域是 { y| yR且y1}(此法亦称分离常数法)(思考:如何使用口算法?)
2.二次函数在给定区间上的值域(最值)。
例2. 求下列函数的最大值、最小值与值域:
①142xxy; ②]4,3[,142xxxy;
③]1,0[,142xxxy; ④]5,0[,142xxxy;
解:①∵抛物线的开口向上,对称轴2x,函数的定义域R,
∴x=2时,ymin=-3 ,
∴函数的值域是{y|y-3 }.
②∵抛物线的开口向上,对称轴2x [3,4], 321-1-2-3654321-1-2xOy此时142xxy在[3,4]
∴当x=3时,miny=-2 当x=4时,maxy=1
∴值域为[-2,1].
③∵抛物线的开口向上,对称轴2x [0,1],
此时142xxy在[0,1]
∴当x=0时,maxy=1 当x =1时,miny=-2
∴值域为[-2,1].
④∵抛物线的开口向上,对称轴2x [0,5],
∴当x=2时,miny=-3 当 x=5时,maxy=6(思考:为什么这里直接就说当 x=5时,maxy=6,而不去考虑x=0对应的函数值情况?答:因为观察图像可知x=5离对称轴较远,其函数值比x=0对应的函数值大)
∴值域为[-3,6].
注:对于二次函数)0()(2acbxaxxf,
⑴若定义域为R时,
①当a>0时,则当abx2时,其最小值abacy442min;
②当a<0时,则当abx2时,其最大值abacy442max.
⑵若定义域为x [a,b],则应首先判定其对称轴abx2是否属于区间[a,b].
①若2ba[a,b],则()2bfa是函数的最小值(a>0)时或最大值(a<0)时,再比较)(),(bfaf的大小决定函数的最大(小)值.
②若2ba[a,b],则[a,b]是在)(xf的单调区间内,只需比较)(),(bfaf的大小即可决定函数的最大(小)值.
注:①若给定区间不是闭区间,则可能得不到最大(小)值;
②当顶点横坐标是字母时,则应根据其对应区间特别是区间两端点的位置关系进行讨论. 3.有解判别法:
有解判别法一般用于分式函数,其分子或分母只能为二次式,并且分子、分母,没有公因式,解题中要注意二次项系数是否为0的讨论
例3.求函数y=1122xxxx值域
解:原式可化为1)1(22xxxxy,
整理得2(1)(1)10yxyxy,
若y=1,即2x=0,则x=0;
若y1,由题0,
即0)14(-)1(22y-y,
解得331y且 y1.
综上:值域{y|331y}.
例4.求函数66522xxxxy的值域(注意此题分子、分母有公因式,怎么求解呢?)
解:把已知函数化为(2)(3)361(2)(3)33xxxyxxxx (x2且 x-3)
由此可得 y1
∵ x=2时 51y ∴ 51y
∴函数66522xxxxy的值域为 { y| y1且 y51}
说明:此法是利用方程思想来处理函数问题,一般称有解判别法.一般用于分式函数,其分子或分母只能为二次式并且分子、分母,没有公因式.解题中要注意二次项系数是否为0的讨论.
4.换元法
例5.求函数xxy142的值域
解:设 xt1 则 t0 x=12t 代入得 tttf y4)1(2)(22242tt
开口向下,对称轴1t[0,)
∴1t时,max(1)4yf
∴值域为(,4]
5.分段函数
例6.求函数y=|x+1|+|x-2|的值域.
解:将函数化为分段函数形式:21(2)3(12)21(1)xxyxxx,画出它的图象(下图),由图象可知,函数的值域是{y|y3}.
说明:以上是求函数值域常用的一些方法(观察法、配方法、判别式法、图象法、换元法等),随着知识的不断学习和经验的不断积累,还有如不等式法、三角代换法等.有的题可以用多种方法求解,有的题用某种方法求解比较简捷,同学们要通过不断实践,熟悉和掌握各种解法,并在解题中尽量采用简捷解法.
★练习:
1、34252xxy
答案:值域是{05}yy.
2、求函数的值域
①xxy2; ②2yxx
答案:值域是(-,49]. 答案:值域是{2}yy
小结:求函数值域的基本方法(直接法、换元法、判别式法);二次函数值域(最值)或二次函数在某一给定区间上的值域(最值)的求法.
2-13xOy