2017_2018版高中数学第二章基本初等函数(Ⅰ)2.1.1函数的概念和图象(二)课件苏教版必修1
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2.1.1 函数的概念和图象第1课时 函数的概念1.体会函数是描述变量之间的依赖关系的重要数学模型,理解函数的概念.2.了解构成函数的三要素:定义域、对应法则、值域,会求一些简单函数的定义域和值域.函数的概念一般地,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 中都有惟一的元素y 和它对应,那么这样的对应叫做从A 到B 的一个函数,通常记为y =f (x ),x ∈A .其中,所有的输入值x 组成的集合A 叫做函数y =f (x )的定义域.若A 是函数y =f (x )的定义域,则对于A 中的每一个x ,都有一个输出值y 与之对应.我们将所有输出值y 组成的集合称为函数的值域.符号y =f (x )是“y 是x 的函数”的数学表示,应理解为x 是自变量,它是法则所施加的对象;f 是对应法则,它可以是一个或几个解析式,也可以是图象、表格或文字描述;y 是自变量的函数,当x 允许取某一个具体数值时,相应的y 值与之对应.“y =f (x )”仅仅是函数符号,还可用“y =g (x )”“y =F (x )”“y =G (x )”等来表示函数关系.【做一做1-1】已知f (x )=x -3+x +2,则f (7)=__________.答案:5【做一做1-2】求下列函数的定义域和值域.(1)y =2x;(2)y =x -1+3. 解:(1)定义域:(-∞,0)∪(0,+∞),值域:(-∞,0)∪(0,+∞);(2)定义域:[1,+∞),值域:[3,+∞).1.三种基本初等函数的定义域和值域剖析:(1)一次函数f (x )=kx +b (k ≠0)的定义域是R ,值域是R .(2)反比例函数f (x )=k x(k ≠0)的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),值域是(-∞,0)∪(0,+∞).(3)二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0)的定义域是R .当a >0时,值域是244ac b a ⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭,;当a <0时,值域是244ac b a ⎛⎤--∞ ⎥⎝⎦,. 2.如何判断两个函数是同一函数剖析:只有当两个函数的定义域和对应法则都分别相同时,这两个函数才是同一函数,这就是说:(1)定义域不同,两个函数不同;(2)对应法则不同,两个函数也是不同的;(3)即使是定义域和值域分别相同的两个函数,它们也不一定是同一函数,因为函数的定义域和值域不能惟一地确定函数的对应法则.例如,函数y =x +1与y =x -1,它们的定义域都是R ,值域都是R ,也就是说,这两个函数的定义域和值域都分别相同,但它们的对应法则是不同的,因此不能说这两个函数是同一函数.由于值域可以由定义域和对应法则惟一确定,所以两个函数当且仅当定义域与对应法则分别相同时,才是同一函数.题型一 函数的概念【例1】下列四组函数中,f (x )与g (x )表示同一函数的有__________.①f (x )=4x 4,g (x )=(4x )4②f (x )=x ,g (x )=3x 3③f (x )=1,g (x )=1(x ≠0)④f (x )=x -1,g (x )=|x -1|解析:若两个函数能表示同一个函数,则必须满足:①定义域相同;②对应法则相同. 对于①,两函数的定义域不同,其中f (x )的定义域为{x |x ∈R },g (x )的定义域为{x |x ≥0};对于②,定义域、值域和对应法则都相同,所以f (x )与g (x )表示同一函数;对于③,定义域不同,其中f (x )的定义域为R ,g (x )的定义域为{x |x ≠0};④的对应法则不同.答案:②反思:一般地,函数的定义域和对应法则确定,值域就随之确定,因此判断两个函数是否为同一函数,只需判断它们的定义域和对应法则是否分别相同即可.题型二 求函数的定义域【例2】求下列函数的定义域:(1)y =2+3x -2; (2)y =3-x ·x -1;(3)y =2x +1. 分析:给定函数时,要指明函数的定义域.对于用解析式表示的函数,如果没有给出定义域,那么就认为函数的定义域是指使函数有意义的自变量的取值集合.解:(1)要使函数有意义,必须满足x -2≠0成立,即x ≠2,所以这个函数的定义域为{x |x ∈R ,且x ≠2}.(2)要使函数有意义,必须满足⎩⎨⎧3-x ≥0,x -1≥0成立,解得1≤x ≤3, 所以这个函数的定义域为{x |x ∈R ,且1≤x ≤3}. (3)要使函数有意义,必须满足⎩⎪⎨⎪⎧ x +1≠0,2x +1≥0成立,解得x >-1,所以这个函数的定义域为{x |x >-1}.反思:一般地,求函数的定义域就是求使函数解析式有意义的自变量的取值的集合:(1)解析式是整式的函数,其定义域为R ;(2)解析式是分式的函数,其定义域为使分母不为零的实数的集合;(3)解析式是偶次根式的函数,其定义域是使被开方式为非负数的实数的集合;(4)如果解析式是由实际问题得出的,则其定义域是同时使实际问题和解析式有意义的实数的集合;(5)求函数的定义域的步骤通常是先根据题意列不等式(组),再解不等式(组),而后得出结论.题型三 求函数的值域【例3】求下列函数的值域:(1)y =2x +1x -3;(2)y =x 2-2x 2+1. 分析:求函数的值域没有统一的方法.如果函数的定义域是有限个值,那么就可将函数值都求出得到值域;如果函数的定义域是无数个值时,则可根据函数表达式的特点采取相应的方法来求其值域,如观察法、配方法、换元法等.解:(1)(观察法)y =2x +1x -3=2+7x -3. 因为x ≠3,7x -3≠0, 所以y ≠2.故所求函数的值域为{y |y ≠2}.(2)(逐步求解法)先分离常数,y =x 2-2x 2+1=x 2+1-3x 2+1=1-3x 2+1.∵x 2+1≥1,∴0<1x 2+1≤1.∴-2≤1-3x 2+1<1.∴y∈[-2,1). 题型四 求已知函数的函数值【例4】已知f (x )=x 2+1,g (x )=12x +1, (1)求f (2)和g (a );(2)求f [g (1)]和g [f (x )].分析:求某个函数的某个函数值,就是将自变量用相应的代数式或数替换,然后化简即可;求f [g (a )]时,一般遵循先里后外的原则,先求g (a ),然后将f (x )解析式中的x 代换为g (a ),同时要注意函数的定义域.解:(1)f (2)=22+1=5,g (a )=12a +1. (2)f [g (1)]=211()=()133f ++1=109;g [f (x )]=g (x 2+1)=12(x 2+1)+1=12x 2+3. 反思:要正确理解f (a )的含义.如果自变量取a ,则由对应法则f 确定的y 的值称为函数在a 处的函数值,记作f (a );求某个函数的函数值时,还要正确理解对应法则“f ”和“g ”的含义.1已知函数f (x )=1x +1,则函数f [f (x )]的定义域是__________. 解析:由条件得:f [f (x )]=11x +1+1, 从而由⎩⎪⎨⎪⎧ x +1≠0,1x +1+1≠0,得之.答案:{x |x ≠-1,且x ≠-2}2设f (x )=1+x 1-x,又记f 1(x )=f (x ),f k +1(x )=f (f k (x )),k =1,2,…,则f 2010(x )等于__________.解析:因f 1(x )=f (x )=1+x 1-x,f 2(x )=f (f 1(x ))=1+1+x 1-x 1-1+x 1-x=-1x , f 3(x )=f (f 2(x ))=1-1x 1+1x=x -11+x , f 4(x )=f (f 3(x ))=1+x -11+x 1-x -11+x=x , 所以它的规律是以4为周期,从而由2 010=4×502+2,得f 2 010(x )=f 2(x ).答案:-1x3函数y =x 2x 2+1(x ∈R )的值域是______.解析:(方法一)由y =x 2x 2+1,得x 2=y 1-y . ∴y 1-y≥0.解之,得0≤y <1. (方法二)y =x 2x 2+1=1-1x 2+1, ∵x 2+1≥1,∴-1≤-1x 2+1<0.∴0≤y <1. 答案:[0,1)已知P ={x |0≤x ≤4},Q ={y |0≤y ≤2},下列对应不表示从P 到Q 的函数的有__________.(1)f :x →y =12x (2)f :x →y =13x (3)f :x →y =32x (4)f :x →y =x解析:因为当x =4时,y =6不在集合Q 中,(3)不符合函数的定义,其他均符合.。