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人教版必修一求函数值域的几种常见方法

人教版必修一求函数值域的几种常见方法
1.直接法:利用常见函数的值域来求
一次函数y=ax+b(a ≠0)的定义域为R ,值域为R ; 反比例函数)0(≠=
k x
k
y 的定义域为{x|x ≠0},值域为{y|y ≠0}; 二次函数)0()(2≠++=a c bx ax x f 的定义域为R ,
当a>0时,值域为{a b ac y y 4)4(|2-≥};当a<0时,值域为{a
b a
c y y 4)4(|2
-≤
}. 例1.求下列函数的值域
① y=3x+2(-1≤x ≤1) ②x x f -+=42)( ③1+=x x y ④x
x y += 解:①∵-1≤x ≤1,∴-3≤3x ≤3,
∴-1≤3x+2≤5,即-1≤y ≤5,∴值域是[-1,5] ②∵),0[4+∞∈-x ∴),2[)(+∞∈x f 即函数x x f -+=42)(的值域是 { y| y ≥2}
③1
1
11111+-
=+-+=+=x x x x x y ∵
01
1
≠+x ∴1≠y 即函数的值域是 { y| y ∈R 且y ≠1}(此法亦称分离常数法) ④当x>0,∴x x y 1
+
==2)1(2+-
x x 2≥, 当x<0时,)1
(x x y -+
--==-2)1(2---
-x
x -≤ ∴值域是 ]2,(--∞[2,+∞).(此法也称为配方法) 函数x
x y 1
+
=的图像为: 2.二次函数比区间上的值域(最值):
例2 求下列函数的最大值、最小值与值域: ①142+-=x x y ;
②]4,3[,142∈+-=x x x y ;③]1,0[,142∈+-=x x x y ; ④]5,0[,142∈+-=x x x y ;
解:∵3)2(1422--=+-=x x x y ,∴顶点为(2,-3),顶点横坐标为2. ①∵抛物线的开口向上,函数的定义域R ,
∴x=2时,ymin=-3 ,无最大值;函数的值域是{y|y ≥-3 }. ②∵顶点横坐标2∈[3,4], 当x=3时,y= -2;x=4时,y=1;
∴在[3,4]上,min y =-2,m ax y =1;值域为[-2,1]. ③∵顶点横坐标2∈[0,1],当x=0时,y=1;x=1时,y=-2, ∴在[0,1]上,min y =-2,m ax y =1;值域为[-2,1].
④∵顶点横坐标2∈ [0,5],当x=0时,y=1;x=2时,y=-3, x=5时,y=6, ∴在[0,1]上,min y =-3,m ax y =6;值域为[-3,6]. 注:对于二次函数)0()(2≠++=a c bx ax x f , ⑴若定义域为R 时,
①当a>0时,则当a b x 2-=时,其最小值a b ac y 4)4(2
min -=; ②当a<0时,则当a b x 2-=时,其最大值a
b a
c y 4)4(2max -=. ⑵若定义域为x ∈ [a,b],则应首先判定其顶点横坐标x0是否属于区间[a,b].
①若0x ∈[a,b],则)(0x f 是函数的最小值(a>0)时或最大值(a<0)时,再比较)(),(b f a f 的大小决定函数的最大(小)值.
②若0x ∉[a,b],则[a,b]是在)(x f 的单调区间内,只需比较)(),(b f a f 的大小即可决定函数的最大(小)值.
注:①若给定区间不是闭区间,则可能得不到最大(小)值;
②当顶点横坐标是字母时,则应根据其对应区间特别是区间两端点的位置关系进行讨论. 3.判别式法(△法):
判别式法一般用于分式函数,其分子或分母只能为二次式,解题中要注意二次项系数是否为0的讨论
例3.求函数6
6
522-++-=x x x x y 的值域
方法一:去分母得 (y -1)2
x +(y+5)x -6y -6=0 ①
当 y ≠1时 ∵x ∈R ∴△=(y+5)2+4(y -1)×6(y+1)≥0 由此得 (5y+1)2≥0
检验 51-=y 时 2)
5
6
(2551=-⋅+-
-=x (代入①求根)
∵2 ∉ 定义域 { x| x ≠2且 x ≠3} ∴5
1-≠y 再检验 y=1 代入①求得 x=2 ∴y ≠1
综上所述,函数6
6
522-++-=x x x x y 的值域为 { y| y ≠1且 y ≠51-}
方法二:把已知函数化为函数3
6
133)3)(2()3)(2(--
=+-=+---=x x x x x x x y (x ≠2) 由此可得 y ≠1
∵ x=2时 51
-=y 即 5
1-≠y
∴函数66522-++-=x x x x y 的值域为 { y| y ≠1且 y ≠5
1
-}
说明:此法是利用方程思想来处理函数问题,一般称判别式法. 判别式法一般用于分式函数,其分子或分母只能为二次式.解题中要注意二次项系数是否为0的讨论. 4.换元法
例4.求函数x x y -+=142的值域
解:设 x t -=1 则 t ≥0 x=1-2
t
代入得 t t t f y 4)1(2)(2
+-⋅==4)1(224222+--=++-=t t t
∵t ≥0 ∴y ≤4 5.分段函数
例5.求函数y=|x+1|+|x-2|的值域.
解法1:将函数化为分段函数形式:⎪⎩

⎨⎧≥-<≤--<+-=)2(12)21(3)1(12x x x x x y ,画出它
的图象(下图),由图象可知,函数的值域是{y|y ≥3}.
解法2:∵函数y=|x+1|+|x-2|表示数轴上的动点x 到两定点-1,2的距离之和,∴易见y 的最小值是
3,∴函数的值域是[3,+∞]. 如图
O
1
2
-1
x
O 12
-1x
O 12-1x
两法均采用“数形结合”,利用几何性质求解,称为几何法或图象法.
说明:以上是求函数值域常用的一些方法(观察法、配方法、判别式法、图象法、换元法等),随着知识的不断学习和经验的不断积累,还有如不等式法、三角代换法等.有的题可以用多种方法求解,有的题用某种方法求解比较简捷,同学们要通过不断实践,熟悉和掌握各种解法,并在解题中尽量采用简捷解法. 三、练习:
1 )0(91
2
2≠++
=x x x y ; 解:∵x ≠0,11)1(912
2
2+-=++
=x x x x y ,∴y ≥11.
另外,此题利用基本不等式解更简捷:119291
2
2=+≥++=x x y 2 3
425
2
+-=
x x y ∵22
x -4x+3>0恒成立(为什么?), ∴函数的定义域为R ,
∴原函数可化为2y 2
x -4yx+3y-5=0,由判别式∆≥0, 即162
y -4×2y(3y-5)=-82
y +40y ≥0(y ≠0), 解得0≤y ≤5,又∵y ≠0, ∴0<y ≤5.
注意:利用判别式法要考察两端点的值是否可以取到. 3 求函数的值域
①x x y -+=2; ②242x x y --= 解:①令x u -=
2≥0,则22u x -=,
原式可化为4
9)2
1(22
2
+--=+-=u u u y , ∵u ≥0,∴y ≤
49,∴函数的值域是(-∞,4
9]. ②解:令 t=4x -2
x ≥0 得 0≤x ≤4
在此区间内 (4x -2x )m ax =4 ,(4x -2
x )m in =0 ∴函数242x x y --=的值域是{ y| 0≤y ≤2}
小结:求函数值域的基本方法(直接法、换元法、判别式法);二次函数值域(最值)或二次函数在某一给定区间上的值域(最值)的求法.
作业:求函数y=1
122+++-x x x x 值域
解:∵04
3
43)2
1(12
2
>≥+
+=++x x x , ∴函数的定义域R ,原式可化为1)1(22+-=++x x x x y , 整理得01)1()1(2=-++++-y x y x y , 若y=1,即2x=0,则x=0; 若y ≠1,∵∈x R ,即有∆≥0, ∴0)14(-)1(22≥+y-y ,解得33
1
≤≤y 且 y ≠1. 综上:函数是值域是{y|33
1
≤≤y }.。

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