高一数学求函数的定义域与值域的常用法一:求函数解析式1、换元法:题目给出了与所求函数有关的复合函数表达式,可将函数用一个变量代换。
例1. 已知2211()x x x f x x +++=,试求()f x 。
解:设1x t x +=,则11x t =-,代入条件式可得:2()1f t t t =-+,t ≠1。
故得:2()1,1f x x x x =-+≠。
说明:要注意转换后变量围的变化,必须确保等价变形。
2、构造程组法:对同时给出所求函数及与之有关的复合函数的条件式,可以据此构造出另一个程,联立求解。
例2. (1)已知21()2()345f x f x x x +=++,试求()f x ;(2)已知2()2()345f x f x x x +-=++,试求()f x ; 解:(1)由条件式,以1x 代x ,则得2111()2()345f f x x x x +=++,与条件式联立,消去1f x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则得:()222845333x f x x x x =+--+。
(2)由条件式,以-x 代x 则得:2()2()345f x f x x x -+=-+,与条件式联立,消去()f x -,则得:()2543f x x x =-+。
说明:本题虽然没有给出定义域,但由于变形过程一直保持等价关系,故所求函数的定义域由解析式确定,不需要另外给出。
例4. 求下列函数的解析式:(1)已知)(x f 是二次函数,且1)()1(,2)0(-=-+=x x f x f f ,求)(x f ;(2)已知x x x f 2)1(+=+,求)(x f ,)1(+x f ,)(2x f ;(3)已知x xx x x f 11)1(22++=+,求)(x f ; (4)已知3)(2)(3+=-+x x f x f ,求)(x f 。
【题意分析】(1)由已知)(x f 是二次函数,所以可设)0()(2≠++=a c bx ax x f ,设法求出c b a ,,即可。
(2)若能将x x 2+适当变形,用1+x 的式子表示就容易解决了。
(3)设xx 1+为一个整体,不妨设为t ,然后用t 表示x ,代入原表达式求解。
(4)x ,x -同时使得)(x f 有意义,用x -代替x 建立关于)(x f ,)(x f -的两个程就行了。
【解题过程】⑴设)0()(2≠++=a c bx ax x f ,由,2)0(=f 得2=c , 由1)()1(-=-+x x f x f ,得恒等式12-=++x b a ax ,得23,21-==b a 。
故所求函数的解析式为22321)(2+-=x x x f 。
(2)1)1(112)(2)1(22-+=-++=+=+x x x x x x f , 又)1(1)(,11,02≥-=∴≥+≥x x x f x x 。
(3)设1,11,1≠-==+t t x t x x 则, 则1)1()1(111111)1()(22222+-=-+-+=++=++=+=t t t t x x x x x x x f t f 所以)1(1)(2≠+-=x x x x f 。
(4)因为3)(2)(3+=-+x x f x f ①用x -代替x 得3)(2)(3+-=+-x x f x f ②解①②式得53)(+=x x f 。
【题后思考】求函数解析式常见的题型有:(1)解析式类型已知的,如本例⑴,一般用待定系数法。
对于二次函数问题要注意一般式)0(2≠++=a c bx ax y ,顶点式k h x a y +-=2)(和标根式))((21x x x x a y --=的选择;(2)已知)]([x g f 求)(x f 的问题,法一是配凑法,法二是换元法,如本例(2)(3);(3)函数程问题,需建立关于)(x f 的程组,如本例(4)。
若函数程中同时出现)(x f ,)1(x f ,则一般将式中的x 用x1代替,构造另一程。
特别注意:求函数的解析式时均应格考虑函数的定义域 二:求函数定义域1、由函数解析式求函数定义域:由于解析式中不同的位置决定了变量不同的围,所以解题时要认真分析变量所在的位置;最后往往是通过解不等式组确定自变量的取值集合。
例3.求34x y x +=-的定义域。
解:由题意知:204x x +>⎧⎪⎨≠⎪⎩,从而解得:x>-2且x ≠±4.故所求定义域为:{x|x>-2且x ≠±4}。
例2. 求下列函数的定义域: (1)35)(--=x xx f ; (2)x x x f -+-=11)( 【题意分析】求函数的定义域就是求自变量的取值围,应考虑使函数解析式有意义,这里需考虑分母不为零,开偶次被开数为非负数。
【解题过程】(1)要使函数有意义,则⎩⎨⎧±≠≤⎩⎨⎧≠-≥-35,0305x x x x 即,在数轴上标出,即53,33,3≤<<<--<x x x 或或。
故函数的定义域为]5,3()3,3()3,( ---∞.当然也可表示为{}5x 3,33,3≤<<<--<或或x x x 。
(2)要使函数有意义,则1,11,0101=⎩⎨⎧≤≥⎩⎨⎧≥-≥-x x x x x 所以即,从而函数的定义域为{}1x |x =。
【题后思考】求函数的定义域的问题可以归纳为解不等式的问题,如果一个函数有几个限制条件时,那么定义域为解各限制条件所得的x 的围的交集,利用数轴可便于解决问题。
求函数的定义域时不应化简解析式;定义域是一个集合,要用集合或区间表示,若用区间表示数集,不能用“或”连接,而应该用并集符号“ ”连接。
2、求分段函数的定义域:对各个区间求并集。
例3、求与复合函数有关的定义域:由外函数f (u )的定义域可以确定函数g (x )的围,从而解得x ∈I 1,又由g (x )定义域可以解得x ∈I 2.则I 1∩I 2即为该复合函数的定义域。
也可先求出复合函数的表达式后再行求解。
()()(())f x g x y f gx ===例8 已知求的定义域.解:()3()33f x x g x =≥⇒≥⇒≥*由又由于x 2-4x +3>0 ** 联立*、**两式可解得:99134499|1344x x x x x -+≤<<≤⎧-+⎪≤<<≤⎨⎪⎪⎩⎭或故所求定义域为或例9. 若函数f (2x)的定义域是[-1,1],求f (log 2x )的定义域。
解:由f (2x )的定义域是[-1,1]可知:2-1≤2x ≤2,所以f (x )的定义域为[2-1,2],故log 2x ∈[2-1,2]4x ≤≤,故定义域为4⎤⎦。
三:求函数的值域与最值求函数的值域和最值的法十分丰富,下面通过例题来探究一些常用的法;随着高中学习的深入,我们将学习到更多的求函数值域与最值的法。
1、分离变量法例11. 求函数231x y x +=+的值域。
解:()2112312111x x y x x x +++===++++,因为101x ≠+,故y ≠2,所以值域为{y|y≠2}。
说明:这是一个分式函数,分子、分母均含有自变量x ,可通过等价变形,让变量只出现在分母中,再行求解。
2、配法例12. 求函数y =2x 2+4x 的值域。
解:y =2x 2+4x =2(x 2+2x +1)-2=2(x +1)2-2≥-2,故值域为{y|y ≥-2}。
说明:这是一个二次函数,可通过配的法来求得函数的值域。
类似的,对于可以化为二次函数的函数的值域也可采用此法求解,如y =af 2(x )+bf (x )+c 。
3、判别式法例13. 求函数2223456x x y x x ++=++的值域。
解:2223456x x y x x ++=++可变形为:(4y -1)x 2+(5y -2)x +6y -3=0,由Δ≥0可解得:26267171y ⎡-+∈⎢⎣⎦。
说明:对分子分母最高次数为二次的分式函数的值域求解,可以考虑采用此法。
要注意两点:第一,其定义域一般仅由函数式确定,题中条件不再另外给出;如果题中条件另外给出了定义域,那么一般情况下就不能用此法求解值域;第二,用判别式法求解函数值域的理论依据是函数的定义域为非空数集,所以将原函数变形为一个关于x 的一元二次程后,该程的解集就是原函数的定义域,故Δ≥0。
4、单调性法 例14. 求函数23y x -=+,x ∈[4,5]的值域。
解:由于函数23y x -=+为增函数,故当x =4时,y min =25;当x =5时,y max =513,所以函数的值域为513,25⎡⎤⎢⎥⎣⎦。
5、换元法 例15.求函数2y x =+解:令0t =≥,则y =-2t 2+4t +2=-(t -1)2+4,t ≥0,故所求值域为{y|y≤4}。
例3. 求下列函数的值域:(1){}5,4,3,2,1,12∈+=x x y (2)1+=x y(3)2211xx y +-= (4))25(,322-≤≤-+--=x x x y 【题意分析】求函数的值域问题首先必须明确两点:一是值域的概念,即对于定义域A 上的函数)(x f y =,其值域就是指集合{}A x ),x (f y y C ∈==;二是函数的定义域,对应关系是确定函数值的依据。
【解题过程】(1)将,1x 2y 5,4,3,2,1x 中计算分别代入+==得出函数的值域为{}1,19,5,73,。
(2)11,0≥+∴≥x x ,即所求函数的值域为),1[+∞或用换元法,令)0(1),0(≥+=≥=t t y t x t 的值域为),1[+∞。
(3)<法一>∴++-=+-=,12111222xx x y 函数的定义域为R 。
]1,1(y ,2x 120,1x 122-∈∴≤+<∴≥+∴。
<法二>y x y x yx y x x y -=+⇒-=+⇒+-=1)1(11122222]1,1(,0112-∈≥+-=⇒y yyx 得到。
故所求函数的值域为(-1,1]。
(4)<构造法>114,25,4)1(3222-≤+≤-∴-≤≤-++-=+--=x x x x x y习题讲解:1.定义在R 上的函数f(x )满足f(x)= ⎩⎨⎧>---≤-0),2()1(0),1(log 2x x f x f x x ,则f (2009)的值为( )A.-1B. 0C.1D. 2 答案:C.【解析】:由已知得2(1)log 21f -==,(0)0f =,(1)(0)(1)1f f f =--=-,(2)(1)(0)1f f f =-=-,(3)(2)(1)1(1)0f f f =-=---=,(4)(3)(2)0(1)1f f f =-=--=,(5)(4)(3)1f f f =-=,(6)(5)(4)0f f f =-=,所以函数f(x)的值以6为期重复性出现.,所以f (2009)= f (5)=1,故选C. 【命题立意】:本题考查归纳推理以及函数的期性和对数的运算.2.设函数⎩⎨⎧<+≥+-=0,60,64)(2x x x x x x f 则不等式)1()(f x f >的解集是( )A ),3()1,3(+∞⋃-B ),2()1,3(+∞⋃-C ),3()1,1(+∞⋃-D )3,1()3,(⋃--∞ 答案:A 【解析】由已知,函数先增后减再增当0≥x ,2)(≥x f 3)1(=f 令,3)(=x f 解得3,1==x x 。