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高中函数定义域和值域的求法总结(十一种)

高中函数定义域和值域的求法总结一、常规型即给出函数的解析式的定义域求法,其解法是由解析式有意义列出关于自变量的不等式或不等式组,解此不等式(或组)即得原函数的定义域。

例1 求函数8|3x |15x 2x y 2-+--=的定义域。

解:要使函数有意义,则必须满足⎩⎨⎧≠-+≥--②①8|3x |015x 2x 2 由①解得 3x -≤或5x ≥。

③ 由②解得 5x ≠或11x -≠ ④③和④求交集得3x -≤且11x -≠或x>5。

故所求函数的定义域为}5x |x {}11x 3x |x {>-≠-≤ 且。

例2 求函数2x161x sin y -+=的定义域。

解:要使函数有意义,则必须满足⎩⎨⎧>-≥②①0x 160x sin 2由①解得Z k k 2x k 2∈π+π≤≤π, ③由②解得4x 4<<-④由③和④求公共部分,得 π≤<π-≤<-x 0x 4或 故函数的定义域为]0(]4(ππ--,, 评注:③和④怎样求公共部分?你会吗? 二、抽象函数型抽象函数是指没有给出解析式的函数,不能常规方法求解,一般表示为已知一个抽象函数的定义域求另一个抽象函数的解析式,一般有两种情况。

(1)已知)x (f 的定义域,求)]x (g [f 的定义域。

(2)其解法是:已知)x (f 的定义域是[a ,b ]求)]x (g [f 的定义域是解b )x (g a ≤≤,即为所求的定义域。

例3 已知)x (f 的定义域为[-2,2],求)1x (f 2-的定义域。

解:令21x 22≤-≤-,得3x 12≤≤-,即3x 02≤≤,因此3|x |0≤≤,从而3x 3≤≤-,故函数的定义域是}3x 3|x {≤≤-。

(2)已知)]x (g [f 的定义域,求f(x)的定义域。

其解法是:已知)]x (g [f 的定义域是[a ,b ],求f(x)定义域的方法是:由b x a ≤≤,求g(x)的值域,即所求f(x)的定义域。

例4 已知)1x 2(f +的定义域为[1,2],求f(x)的定义域。

解:因为51x 234x 222x 1≤+≤≤≤≤≤,,。

即函数f(x)的定义域是}5x 3|x {≤≤。

三、逆向型即已知所给函数的定义域求解析式中参数的取值范围。

特别是对于已知定义域为R ,求参数的范围问题通常是转化为恒成立问题来解决。

例5 已知函数8m m x 6m x y 2++-=的定义域为R 求实数m 的取值范围。

分析:函数的定义域为R ,表明0m 8mx 6mx 2≥++-,使一切x ∈R 都成立,由2x 项的系数是m ,所以应分m=0或0m ≠进行讨论。

解:当m=0时,函数的定义域为R ;当0m ≠时,08m mx 6mx 2≥++-是二次不等式,其对一切实数x 都成立的充要条件是1m 00)8m (m 4)m 6(0m 2≤<⇒⎩⎨⎧≤+--=∆> 综上可知1m 0≤≤。

评注:不少学生容易忽略m=0的情况,希望通过此例解决问题。

例6 已知函数3kx 4kx 7kx )x (f 2+++=的定义域是R ,求实数k 的取值范围。

解:要使函数有意义,则必须3kx 4kx 2++≠0恒成立,因为)x (f 的定义域为R ,即03kx 4kx 2=++无实数①当k ≠0时,0k 34k 162<⨯-=∆恒成立,解得43k 0<<; ②当k=0时,方程左边=3≠0恒成立。

综上k 的取值范围是43k 0<≤。

四、实际问题型这里函数的定义域除满足解析式外,还要注意问题的实际意义对自变量的限制,这点要加倍注意,并形成意识。

例7 将长为a 的铁丝折成矩形,求矩形面积y 关于一边长x 的函数的解析式,并求函数的定义域。

解:设矩形一边为x ,则另一边长为)x 2a (21-于是可得矩形面积。

2x ax 21)x 2a (21x y -=-⋅=ax 21x 2+-=。

由问题的实际意义,知函数的定义域应满足⎩⎨⎧>->⇒⎪⎩⎪⎨⎧>->0x 2a 0x 0)x 2a (210x 2ax 0<<⇒。

故所求函数的解析式为ax 21x y 2+-=,定义域为(0,2a )。

例8 用长为L 的铁丝弯成下部为矩形上部为半圆的框架,如图,若矩形底边长为2x ,求此框架围成的面积y 与x 的函数关系式,并求定义域。

解:由题意知,此框架围成的面积是由一个矩形和一个半圆组成的图形的面积,如图。

因为CD=AB=2x ,所以x CD π=⋂,所以2xx 2L 2CD AB L AD π--=--=⋂, 故2x 2x x 2L x 2y 2π+π--⋅= Lx x )22(2+π+-=根据实际问题的意义知2L x 002xx 2L 0x 2+π<<⇒⎪⎩⎪⎨⎧>π--> 故函数的解析式为Lx x )22(y 2+π+-=,定义域(0,2L +π)。

五、参数型对于含参数的函数,求定义域时,必须对分母分类讨论。

例9 已知)x (f 的定义域为[0,1],求函数)a x (f )a x (f )x (F -++=的定义域。

解:因为)x (f 的定义域为[0,1],即1x 0≤≤。

故函数)x (F 的定义域为下列不等式组的解集:⎩⎨⎧≤-≤≤+≤1a x 01a x 0,即⎩⎨⎧+≤≤-≤≤-a 1x a a1x a 即两个区间[-a ,1-a ]与[a ,1+a ]的交集,比较两个区间左、右端点,知(1)当0a 21≤≤-时,F (x )的定义域为}a 1x a |x {+≤≤-; (2)当21a 0≤≤时,F (x )的定义域为}a 1x a |x {-≤≤;(3)当21a >或21a -<时,上述两区间的交集为空集,此时F (x )不能构成函数。

六、隐含型有些问题从表面上看并不求定义域,但是不注意定义域,往往导致错解,事实上定义域隐含在问题中,例如函数的单调区间是其定义域的子集。

因此,求函数的单调区间,必须先求定义域。

例10 求函数)3x 2x (log y 22++-=的单调区间。

解:由03x 2x 2>++-,即03x 2x 2<--,解得3x 1<<-。

即函数y 的定义域为(-1,3)。

函数)3x 2x (log y 22++-=是由函数3x 2x t t log y 22++-==,复合而成的。

4)1x (3x 2x t 22+--=++-=,对称轴x=1,由二次函数的单调性,可知t 在区间]1(,-∞上是增函数;在区间)1[∞+,上是减函数,而t log y 2=在其定义域上单调增;3)[1)[1)31(]11(]1()31(,,,,,,,=∞+--=-∞- ,所以函数)3x 2x (log y 22++-=在区间]11(,-上是增函数,在区间)31[,上是减函数。

函数值域求法十一种1. 直接观察法对于一些比较简单的函数,其值域可通过观察得到。

例1. 求函数的值域。

解:∵∴显然函数的值域是: 例2. 求函数的值域。

解:∵故函数的值域是: 2. 配方法配方法是求二次函数值域最基本的方法之一。

例3. 求函数的值域。

解:将函数配方得:∵由二次函数的性质可知:当x=1时,,当时, 故函数的值域是:[4,8] 3. 判别式法例4. 求函数的值域。

解:原函数化为关于x 的一元二次方程 (1)当时,解得: (2)当y=1时,,而 故函数的值域为例5. 求函数的值域。

解:两边平方整理得:(1) ∵∴x1y =0x ≠0x 1≠),0()0,(+∞-∞ x 3y -=0x ≥3x 3,0x ≤-≤-∴]3,[-∞]2,1[x ,5x 2x y 2-∈+-=4)1x (y 2+-=]2,1[x -∈4y min =1x -=8y max =22x 1x x 1y +++=0x )1y (x )1y (2=-+-1y ≠R x ∈0)1y )(1y (4)1(2≥----=∆23y 21≤≤0x =⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈23,211⎥⎦⎤⎢⎣⎡23,21)x 2(x x y -+=0y x )1y (2x 222=++-R x ∈0y 8)1y (42≥-+=∆解得:但此时的函数的定义域由,得由,仅保证关于x 的方程:在实数集R 有实根,而不能确保其实根在区间[0,2]上,即不能确保方程(1)有实根,由 求出的范围可能比y 的实际范围大,故不能确定此函数的值域为。

可以采取如下方法进一步确定原函数的值域。

∵代入方程(1)解得:即当时,原函数的值域为:注:由判别式法来判断函数的值域时,若原函数的定义域不是实数集时,应综合函数的定义域,将扩大的部分剔除。

4. 反函数法直接求函数的值域困难时,可以通过求其原函数的定义域来确定原函数的值域。

例6. 求函数值域。

解:由原函数式可得:则其反函数为:,其定义域为:故所求函数的值域为:5. 函数有界性法直接求函数的值域困难时,可以利用已学过函数的有界性,反客为主来确定函数的值域。

例7. 求函数的值域。

解:由原函数式可得:∵21y 21+≤≤-0)x 2(x ≥-2x 0≤≤0≥∆0y x )1y (2x 222=++-0≥∆⎥⎦⎤⎢⎣⎡23,212x 0≤≤0)x 2(x x y ≥-+=∴21y ,0y min +==∴]2,0[22222x 41∈-+=22222x 41-+=]21,0[+6x 54x 3++3y 5y64x --=3x 5y 64y --=53x ≠⎪⎭⎫ ⎝⎛∞-53,1e 1e y xx +-=1y 1y e x -+=0e x>∴解得:故所求函数的值域为例8. 求函数的值域。

解:由原函数式可得:,可化为:即 ∵∴即 解得:故函数的值域为 6. 函数单调性法 例9. 求函数的值域。

解:令 则在[2,10]上都是增函数 所以在[2,10]上是增函数 当x=2时,当x=10时,故所求函数的值域为:例10. 求函数的值域。

解:原函数可化为:令,显然在上为无上界的增函数 所以,在上也为无上界的增函数01y 1y >-+1y 1<<-)1,1(-3x sin xcos y -=y 3x cos x sin y =-y 3)x (x sin 1y 2=β++1y y 3)x (x sin 2+=β+R x ∈]1,1[)x (x sin -∈β+11y y 312≤+≤-42y 42≤≤-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-42,42)10x 2(1x log 2y 35x ≤≤-+=-1x log y ,2y 325x 1-==-21y ,y 21y y y +=8112log 2y 33min =-+=-339log 2y 35max =+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡33,811x 1x y --+=1x 1x 2y -++=1x y ,1x y 21-=+=21y ,y ],1[+∞1y y =2y ],1[+∞所以当x=1时,有最小值,原函数有最大值 显然,故原函数的值域为 7. 换元法通过简单的换元把一个函数变为简单函数,其题型特征是函数解析式含有根式或三角函数公式模型,换元法是数学方法中几种最主要方法之一,在求函数的值域中同样发挥作用。

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