函数的值域
常常使用的基本不等式有以下几种: a+b 2 2 a +b ≥2ab(a,b 为实数); ≥ ab(a≥0, 2 2 2 a+b 2 a + b b≥0);ab≤ ≤ 2 (a,b 为实数). 2
(7)单调性法——根据函数在定义域(或定义域的某个子集) 上的单调性求出函数的值域. (8)导数法——当一个函数在定义域[a,b]上可导时, 可据其 导数求最值; (9)数形结合法——当一个函数图像可作时,通过图像可 求其值域和最值
注:变形后的二次项系数是否含有y, 若含有y,则要分二次项系数为零和不 为零两种情况进行讨论
(5)换元法——运用代数或三角代换,将所给函数化成值 域容易确定的另一函数,从而求得原函数的值域.例如:形如 y=ax+b± cx+d(a、b、c、d 均为常数,且 ac≠0)的函数常 用此法求解. (6)不等式法——利用基本不等式: a+b≥2 ab(a、 b∈R+) 求函数的值域. 用不等式法求值域时, 要注意均值不等式的使 用条件“一正、二定、三相等”.
2
(2)
y
x 1 x2
(4) y x 1 x
2-sinx (6)y= . 2+sinx
(5)y=4- 3+2x-x ;
(5)y=4- 3+2x-x2
[解析] (1)(配方法):由 3+2x-x2≥0,得-1≤x≤3. ∵y=4- -x-12+4, ∴当 x=1 时,ymin=2.当 x=-1 或 3 时,ymax=4. ∴函数值域为[2,4].
(5)y=2x+4 1-x; 采用换元法. 设 t= 1-x≥0,则 x=1-t2,于是 y=-2t2+4t+2=- 2(t-1)2+4(t≥0),故可知 y∈(-∞,4]. (6)y=x- 1-x2; 利用三角代换法. 因为|x|≤1,所以设 x=cosθ,θ∈[0,π], 则 y=cosθ-sinθ=
(8)y=x5-5x4+5x3+2,x∈[-1,2]. y′=5x4-20x3+15x2, 令 y′=0,得 5x4-20x3+15x2=0,
利用导数
即 5x2(x-3)(x-1)=0,∴x1=0,x2=1,x3=3. 由于 x3∉[-1,2],所以只要比较 f(0),f(1),f(-1),f(2). 由解析式可知:f(x)最大值为 3,最小值为-9. 故值域为[-9,3].
2-sinx (6)(利用三角函数有界性)由 y= , 2+sinx -2y+2 解得 sinx= , y+1 -2y+2 ∵-1≤sinx≤1,∴-1≤ ≤1. y+1 -2y+2 1 由 ≤1 得 y<-1 或 y≥3, y+1 -2y+2 由 ≥-1 得,-1<y≤3, y+1 1 ∴所求函数值域为[3 ,3].(你会用分离常数求解吗?)
(2)y=2x2+x
[解析] (1)采用配方法 ∵y=2x
2Байду номын сангаас
12 1 1 +x=2x+4 -8≥-8,
2
∴函数 y=2x +x
1 的值域是-8,+∞.
2x+1 (3)y= x-1 解法 1:(反函数法) 2x+1 3x+1 ∵y= 的反函数为 y= ,其定义域为{x|x≠2}, x -3 x-2 ∴原函数的值域是{y|y∈R 且 y≠2}. 2x+1 2x-3+7 7 解法 2: (分离常数法)∵y= = =2+ , x-3 x-3 x-3 7 其中 ≠0, x-3 2x+1 ∴y= 的值域是(-∞,2)∪(2,+∞). x -3
(5)y=logax(a>0,且 a≠1)的值域是 R .
(6)y=sinx,y=cosx,y=tanx 的值域分别为 [-1,1],R .
[-1,1],
二.求函数值域的方法 求函数的值域是高中数学的难点, 它没有固定的方法和模 式.常用的方法有: (1)观察法——从自变量 x 的范围出发, 通过观察和代数运 算推出 y=f(x)的取值范围; (2)配方法——配方法是求“二次型函数”值域的基本方 法,形如 F(x)=af 2(x)+bf(x)+c 且 f(x)的值能取到全体实数的 函数的值域问题,均可使用配方法.
π 2cosθ+4.
π π 5π ∵θ∈[0,π],∴4≤θ+4≤ 4 ,
π 于是-1≤cosθ+4≤
2 2 ,即得知- 2≤y≤1.
∴函数的值域为[- 2,1].
[ 点评 ] 对于形如 y = ax + b + cx+d 的函数,令 t =
cx+d,使之变形为二次函数,对于含 a2-x2结构的函数, 可利用三角代换,令 x=acosθ,θ∈[0,π],或令 x=asinθ,θ
函数的值域
一.基本初等函数的值域 (1)y=kx+b(k≠0)的值域为 R . (2)y=ax2+bx+c(a≠0)的值域是当 a>0 时,值域为
4ac-b2 ,+∞ 4a
2 4 ac - b -∞, 4a
;当 a<0 时,值域为
.
k (3)y=x(k≠0)的值域是 {y|y∈R 且 y≠0} . (4)y=ax(a>0,且 a≠1)的值域是 (0,+∞).
(3)反函数法——利用函数和它的反函数的定义域与值域 的互逆关系,通过求反函数的定义域,得到原函数的值域.形 cx+d 如 y= (a≠0)的函数的值域,均可使用反函数法.此外, ax+b 这种类型的函数值域也可使用“分离常数法”求解.
(4)判别式法——把函数转化成关于 x 的二次方程 F(x,y) =0,通过方程有实根,判别式 Δ≥0,从而求得原函数的值 a1x2+b1x+c1 域.形如 y= 2 (a ,a 不同时为零)的二次分数函数 a2x +b2x+c2 1 2 的值域常用此法求解. 前提条件:①不限制函数的定义域;②分子、分母没有公 因式.
π π ∈-2,2转化为三角函数.
4 (7)y=x+
x
(利用不等式)
4 ∵函数 y=x+ x 是定义域为{x|x≠0}上的奇函数,故其图 像关于原点对称,故只讨论 x>0 时,即可知 x<0 时的最值和值 域. 4 ∵当 x>0 时,y=x+x ≥2 4 x· x =4,
当且仅当 x=2 时,等号成立, ∴当 x<0 时,y≤-4. 综上,函数的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞).
(9)y=|x-1|+|x+4|; 解法 1:(图像法) -2x-3 x≤-4 y=5 -4<x<1 2x+3 x≥1
画图像如下
从图像可知:y≥5,即值域为[5,+∞).
练习:求下列函数的值域. (1) y 3 4 x
(3) y 1 2 x 2 3x 1
求函数的值域
[例 1] 求下列函数的值域
1 (1) y x 2 2
(2)y=2x2+x;
4x 3 2x+1 y 2 (3)y= ;(4) x 1 x-1
(5)y=2x+4 1-x;(6)y=x- 1-x2;
4 y x ( x 0) (7) x
(8)y=x5-5x4+5x3+2,x∈[-1,2]. (9)y=|x-1|+|x+4|;