函数
一、函数的定义域及求法
1、分式的分母≠0;偶次方根的被开方数≥0;
2、对数函数的真数>0;对数函数的底数>0且≠1;
3、正切函数:x ≠kπ+ π/2 ,k∈Z;余切函数:x ≠kπ,k∈Z ;
4、一次函数、二次函数、指数函数的定义域为R;
5、定义域的相关求法:利用函数的图象(或数轴)法;利用其反函数的值域法;
6、复合函数定义域的求法:推理、取交集及分类讨论.
[例题]:
1、求下列函数的定义域
3、已知函数y=lg(mx2-4mx+m+3)的定义域为R,数m的取值围.[解析]:[利用复合函数的定义域进行分类讨论]
当m=0时,则mx2-4mx+m+3=3,→原函数的定义域为R;
当m≠0时,则mx2-4mx+m+3>0,
①m<0时,显然原函数定义域不为R;
②m>0,且△=(-4m)2-4m(m+3)<0 时,即0<m<1,原函数定义域为R,
所以当m∈[0,1) 时,原函数定义域为R.
4、求函数y=log2x + 1 (x≥4) 的反函数的定义域.
[解析]:[求原函数的值域]
由题意可知,即求原函数的值域,
∵x≥4, ∴log2x≥2 ∴y≥3
所以函数y=log2x + 1 (x≥4) 的反函数的定义域是[3,+∞).
5、函数f(2x)的定义域是[-1,1],求f(log2x)的定义域.
[解析]:由题意可知2-1≤2x≤21→f(x)定义域为[1/2,2] →1/2≤log2x≤2 →√ ̄2≤x≤4.
所以f(log2x)的定义域是[√ ̄2,4].
二、函数的值域及求法
1、一次函数y=kx+b(k≠0)的值域为R;
2、二次函数的值域:当a>0时,y≥-△/4a ,当a<0时,y≤-△/4a ;
3、反比例函数的值域:y≠0 ;
4、指数函数的值域为(0,+∞);对数函数的值域为R;
5、正弦、余弦函数的值域为[-1,1](即有界性);正切余切函数的值域为R;
6、值域的相关求法:配方法;零点讨论法;函数图象法;利用求反函数的定义域法;换元法;利用函数的单调性和有界性法;分离变量法.[例题]::求下列函数的值域
[解析]:
1、[利用求反函数的定义域求值域]
先求其反函数:f-1(x)=(3x+1)/(x-2) ,其中x≠2,
由其反函数的定义域,可得原函数的值域是y∈{y∈R|y≠2} 2、[利用反比例函数的值域不等于0]
由题意可得,
因此,原函数的值域为[1/2,+∞)
4、[利用分离变量法和换元法]
设法2x=t,其中t>0,则原函数可化为y=(t+1)/(t-1) →t=(y+1)/(y-1) >0
∴y>1或y<-1
5、[利用零点讨论法]
由题意可知函数有3个零点-3,1,2,
①当x<-3 时,y=-(x-1)-(x+3)-(x-2)=-3x ∴y>9
②当-3≤x<1 时,y=-(x-1)+(x+3)-(x-2)=-x+6 ∴5<y≤9
③当1≤x<2 时,y=(x-1)+(x+3)-(x-2)=x+4 ∴5≤y<6
④当x ≥2时,y=(x-1)+(x+3)+(x-2)=3x ∴y≥6
综合前面四种情况可得,原函数的值域是[5,+∞)
6、[利用函数的有界性]
三、函数的单调性及应用
1、A为函数f(x)定义域某一区间,
2、单调性的判定:作差f(x1)-f(x2)判定;根据函数图象判定;
3、复合函数的单调性的判定:f(x),g(x) 同增、同减,f(g(x)) 为增函数,f(x),g(x)一增、一减,f(g(x)) 为减函数.
[例题]:
2、设a>0且a≠1,试求函数y=log a(4+3x-x2)的单调递增区间.
[解析]:[利用复合函数的单调性的判定]
由题意可得原函数的定义域是(-1,4),
设u=4+3x-x2,其对称轴是x=3/2 ,
所以函数u=4+3x-x2,在区间(-1,3/2 ]上单调递增;在区间[3/2 ,4)上单调递减.
①a>1时,y=log a u 在其定义域为增函数,由x↑→u↑→y↑,得函数u=4+3x-x2的单调递增区间(-1,3/2 ],即为函数y=log a(4+3x-x2) 的单调递增区间.
②0<a<1时,y=log a u 在其定义域为减函数,由x↑→u↓→y↑,得函数u=4+3x-x2的单调递减区间[3/2 ,4),即为函数y=log a(4+3x-x2)的单调递增区间.
3、已知y=log a(2-ax) 在[0,1]上是x 的减函数,求a的取值围。
[解析]:[利用复合函数的单调性的判定]
由题意可知,a>0.设u=g(x)=2-ax,则g(x)在[0,1]上是减函数,且x=1时,
g(x)有最小值u min=2-a .
又因为u=g(x)=2-ax>0,所以,只要u min=2-a>0则可,得a<2.
又y=log a(2-ax) 在[0,1]上是x 减函数,u=g(x)在[0,1]上是减函数,
即x↑→u↓→y↓,所以y=log a u是增函数,故a>1.
综上所述,得1<a<2.
4、已知f(x)的定义域为(0,+∞),且在其上为增函数,满足
f(xy)=f(x)+f(y),f(2)=1 ,试解不等式f(x)+f(x-2)<3 .
[解析]:[此题的关键是求函数值3所对应的自变量的值]
由题意可得,f(4)=f(2)+f(2)=2 ,3=2+1=f(4)+f(2)=f(4×2)=f(8)
又f(x)+f(x-2)=f(x2-2x)
所以原不等式可化成f(x2-2x)<f(8)
所以原不等式的解集为{x|2<x<4}
四、函数的奇偶性及应用
1、函数f(x)的定义域为D,x∈D ,f(-x)=f(x) →f(x)是偶函数;f(-x)=-f(x)→是奇函数
2、奇偶性的判定:作和差f(-x)±f(x)=0 判定;作商f(x)/f(-x)= ±1,f(x)≠0 判定
3、奇、偶函数的必要条件是:函数的定义域关于原点对称;
4、函数的图象关于原点对称奇函数;
函数的图象关y轴对称偶函数
5、函数既为奇函数又为偶函数f(x)=0,且定义域关于原点对称;
6、复合函数的奇偶性:奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.
[例题]:
[解析]:①[利用作和差判断]
由题意可知,函数的定义域是R,设x为R任意实数,
即,f(x) = -f(x) ,∴原函数是奇函数.
②[利用作商法判断]
由题意可知,函数的定义域是R,设x为R任意实数,
(2)∵f(x) 的图象关于直线x=1对称,
∴f[1-(1-x)]=f[1+(1-x)] ,x∈R ,即f(x) =f(2-x) ,
又∵f(x)在R上为偶函数,→f(-x)=f(x)=f(2-x)=f(2+x)
∴f(x)是周期的函数,且2是它的一个周期.
五、函数的周期性及应用
1、设函数y=f(x)的定义域为D,x∈D,存在非0常数T,有f(x+T)=f(x) →f(x)为周期函数,T为f(x)的一个周期;
2、正弦、余弦函数的最小正周期为2π,函数y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的最小正周期是T = 2π/|ω| ;
3、正切、余切函数的最小正周期为π,函数y=Atan(ωx+φ)和y=Acot(ωx+φ)的周期是T=π/|ω| ;
4、周期的求法:定义域法;公式法;最小公倍数法;利用函数的图象法;
5、一般地,sinωx 和cosωx类函数加绝对值或平方后周期减半,tanωx 和cotωx类函数加绝对值或平方后周期不变(如:y=|cos2x| 的周期是π/2 ,y=|cotx|的周期是π.
[例题]:
1、求函数y = |sinx|+|cosx|的最小正周期.
[解析]:[利用周期函数的定义]
y = |sinx|+|cosx|=|-sinx|+|cosx|
=|cos(x + π/2)|+|sin(x + π/2)|
即对于定义域的每一个x,当x增加到(x + π/2)时,函数值重复出现,
因此函数的最小正周期是π/2 .
3、求函数y=sin3x+tan(2x/5) 的最小正周期.
[解析]:[最小公倍数法和公式法],
(设f(x)、g(x) 是定义在公共集合上的两上三角周期函数,T1、、T2分别是它们的周期,且T1≠T2,则f(x)±g(x) 的最小正周期等于T1、、T2的最小公倍数.)
(注:分数的最小公倍数= 分子的最小公倍数/分母的最大公约数).由题意可知,sin3x的周期是T1= 2π/3,tan(2x/5)的周期是T2=5π/2,∴原函数的周期是T=10π/1 =10π.
4、求函数y=|tanx|的最小正周期.
[解析]:[利用函数的图象求函数的周期]
函数y=|tanx|的简图如图:
由函数y=|tanx|的简图可知,
其最小正周期是π.
5、设f(x)是(-∞,+∞)上周期为2的奇函数,当0≤x≤1时,f(x)=x,求f(7.5)
[解析]:[利用周期函数的定义]
由题意可知,f(2+x) = f(x)
∴f(7.5) =f(8-0.5) =f(-0.5) =-f(0.5) =-0.5。