函数的定义域值域最值

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函数的定义域值域最值 第五讲 函数的定义域与值域(最值) 1.函数的定义域 函数的定义域是指使函数有意义的____自变量____的取值范围. 注意:(1)确定函数定义域的原则: ①当函数y=f(x)用表格给出时,函数的定义域是指表格中实数x的集合; ②当函数y=f(x)用图象给出时,函数的定义域是指图象在x轴上投影所覆盖的实数的集合;

③当函数y=f(x)用解析式给出时,函数的定义域是指使解析式有意义的实数的集合;

④当函数y=f(x)由实际问题给出时,函数的定义域由实际问题的意义确定. (2)定义域可分为自然定义域与限定定义域两类:①如果只给函数解析式(不注明定义域),其定义域应为使解析式有意义的自变量的取值范围,称为自然定义域; ②如果函数受应用条件或附加条件制约,其定义域称为限定定义域. (3)复合函数定义域的求法: 若已知函数f(x)的定义域为[a,b],其复合函数f[g(x)]的定义域应由不等式a≤g(x)≤b解出.

2. 函数的值域 在函数y=f(x)中,与自变量x的值相对应的y的值叫函数值,________的集合叫做函数的值域. 注意:确定函数的值域的原则 ①当函数y=f(x)用表格给出时,函数的值域是指表格中实数y的集合; ②当函数y=f(x)用图象给出时,函数的值域是指图象在y轴上的投影所覆盖的实数y的集合;

③当函数y=f(x)用解析式给出时,函数的值域由函数的定义域及其对应关系唯一确定; ④当函数由实际问题给出时,函数的值域由问题的实际意义确定.

1.函数f(x)= +lg(3x+1)的定义域是( B )

. (,)1A3 1B. ,13 11C. ,33 1. (,)3D 23x1x 3.如果函数y=f(4x-3)的定义域是1,5 ,则函数f(x)的定义域是( ) A.1,2 B.1,17 C.1,5 .5,17D

.,________.221x4fx1x函数则其值域为

5.函数y=f(x)的值域是 [-2,2] ,则函数y=f(x-2)的值域是________. 类型一:函数的定义域 解题准备:(1)已知解析式求定义域的问题,应根据解析式中各部分的要求,首先列出自变量应满足的不等式或不等式组,然后解这个不等式或不等式组,解答过程要注意考虑全面,最后定义域必须写成集合或区间的形式;

(2)确定函数的定义域 ①当f(x)是整式时,其定义域为R. ②当f(x)是分式时,其定义域是使得分母不为0的实数的集合. ③当f(x)是偶次根式时,其定义域是使得根号内的式子大于或等于0的实数的集合. ④对于x0,x不能为0,因为00无意义.

⑤f(x)=tanx的定义域为 ,,Z.xxRxkk2且 ⑥f(x)=logax(a>0,且a≠1)的定义域为{x|x>0}. ⑦由实际问题确定的函数,其定义域要受实际问题的约束,要具体问题具体分析.

⑧分段函数的定义域是各段中自变量取值范围的并集. ⑨抽象函数f(2x+1)的定义域为(0,1),是指x∈(0,1)而非0<2x+1<1;已知函数f(x)的定义域为(0,1),求f(2x+1)的定义域时,应由0<2x+1<1得出x的范围即为所求.

典例1求函数f(x)= 22lgx2x

9x 的定义域.只需要使解析式有意义,列不等式组求

解.要使函数有意义,则只需要: 22x2x0,9x0,即, .x2x03x3或 解得-3故函数的定义域是(-3,0)∪(2,3).

[解] (1)∵f(x)的定义域是 0,1,∴要使f(x2)有意义,必有0≤x2≤1,解得-1≤x≤1.∴f(x2)的定义域为1,1 . ②由0≤ x -1≤1得1≤ ≤2. ∴1≤x≤4(x≥0时, 才有意义) ∴函数f( -1)的定义域为 (2)∵f 的定义域为 , ∴0≤x≤9,1≤x+1≤10,∴0≤lg(x+1)≤1 ∴f(x)的定义域为 .由0≤2x≤1,解得x≤0.

∴f(2x)的定义域为(-∞,0].

类型三:函数的值域 解题准备:(1)要记住各种基本函数的值域;要记住具有什么结构特点的函数用什么样的方法求值域. (2)对各种求函数值域的方法要熟悉,遇到求值域的问题,应注意选择最优解法. (3)求函数的值域,不但要重视对应法则的作用,而且要特别注意定义域对值域的制约作用. (4)函数的值域常常化归为求函数的最值问题,要重视函数单调性在确定函数最值过程中的应用.

典例3求下列函数的值域: 1yx12x; 42yx;x 

sinx

3y;2cosx

24yx1x.

本题主要考查函数值域问题,考查运算能力、数形转化的思想,对于(1),利用换元法转化为二次函数的值域问题;对于(2),利用基本不等式或利用函数的单调性求解;对于(3),由函数的有界性或由几何法求解;对于(4),用求导数法求解. 21t():(),x,2(0),1(,].2

22112xtt01t11ytt1t222y法一设得

:,,(,].,(,],,(,].1112x0x221yxy12x21111y12y2222QQ法二定义域为函数在上均单调递增



4();,2x4,x,;44,2xx4,,.,(,]4,xx42x0yxxx2x0yx24gg法一当时

当且仅当时取等号当时当且仅当时取等号综上所求函数的值域为



121212121212,,44()xxfxfxxxxxxxxxQ12

法二:先证此函数的单调性任取x,x且

∴当x1x=-2时,f(x)极大=f(-2)=-4,x=2时,f(x)极小=f(2)=4,∴所求函数的值域为(-∞,-4]

∪4,.

典例4已知函数f(x)= 2x2xax ,x∈1.

(1)当a=4时,求f(x)的最小值; (2)当a= 时,求f(x)的最小值; (3)若a为正常数,求f(x)的最小值.

[探究2] 已知函数f(x)=kx+b的图象与x、y轴分别相交于A、B, ABuuur=2i+2j(i、j分别是与x、y轴正半轴同方向的单位向量),函数g(x)=x2-x-6.

2x2xax (1)求k、b的值; (2)当x满足f(x)>g(x)时,求函数()gx1fx 的最小值.

误区一:应用题中函数的定义域不考虑实际意义 典例1如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点P在AD上移动,BQ⊥CQ,Q为垂足,设BP=x,CQ=y,试求y关于x的函数关系式.

误区二:求函数值域不考虑定义域 典例2求函数f(x)= 2x1x1的值域. 典例:f(x)是定义在R上的奇函数,且满足下列条件:(1)∀x,y∈R,有f(x+y)=f(x)+f(y); (2)当x>0时,f(x)<0,且f(1)=-2. 求函数f(x)在3,3上的最大、最小值.

1.求函数的定义域,其实质就是以函数解析式所含运算可以施行为准则,列出不等式或不等式组,然后求出它们的解集,其准则一般是: ①分式中,分母不为零; ②偶次方根中,被开方数非负; ③对于y=x0,要求x≠0; ④对数式中,真数大于0,底数大于0且不等于1; ⑤由实际问题确定的函数,其定义域要受实际问题的约束.如果已知函数是由两个以上数学式子的和、差、积、商的形式构成时,定义域是使各部分有意义的公共部分的集合. (1)所谓抽象函数是指用f(x),g(x)或F(x),G(x)等表示的函数,而没有具体解析式的函数类型. (2)已知函数f(x)的定义域为,ab,则函数f gx

的定义域是指满足不等式

a≤g(x)≤b的x的取值范围;一般地,若函数fgx

的定义域是,ab ,指的是x∈

,ab ,要求f(x)的定义域就是求x∈,ab 时g(x)的值域.

2. 求函数值域(最值)的常用方法: (1)基本函数法 对于基本函数的值域可通过它的图象性质直接求解. (2)配方法 对于形如y=ax2+bx+c(a≠0)或F(x)= 2afxbfxc (a≠0)类的函数的

值域问题,均可用配方法求解.

(3)换元法 利用代数或三角换元,将所给函数转化成易求值域的函数, 形如y=ax+b± cxd (a,b,c,d均为常数,ac≠0)的函数,令cxd =t;形如含

22ax 的结构的函数,可利用三角代换,令x=acosθ,θ∈0,或令x=asinθ,θ∈

,22



.

(4)不等式法 利用基本不等式:a+b≥2ab,用此法求函数值域时,要注意条件“一正、二定、三相等”.如利用a+b≥2ab求某些函数值域(或最值)时应满足三个条件:①a>0,b>0;②a+b(或ab)为定值;③取等号条件a=b.三个条件缺一不可.

(5)函数的单调性法 确定函数在定义域(或某个定义域的子集)上的单调性求出函数的值域,例

如,f(x)=ax+bx (a>0,b>0).当利用不等式法等号不能成立时,可考虑用函数的单调

性. (6)数形结合法 如果所给函数有较明显的几何意义,可借助几何法求函数的值域,形如: 2121yyxx 可联想两点(x1,y1)与(x2,y2)连线的斜率.

(7)函数的有界性法 形如y= sinx1sinx ,可用y表示出sinx,再根据-1

y的值的范围.