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《函数及其表示》学案

学习过程
一、复习预习
正比例函数、反比例函数、一次函数、二次函数等的回顾
二、知识讲解
考点1 函数与映射的概念
考点2 函数的有关概念
(1)函数的定义域、值域:
在函数y=f(x),x∈A中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A }叫做函数的值域.显然,值域是集合B的子集.
(2)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.
考点3 相等函数
如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,则这两个函数为相等函数.
考点4 函数的表示方法
表示函数的常用方法有:解析法、列表法和图象法.
考点5 分段函数
若函数在其定义域的不同子集上,因对应关系不同而分别用几个不同的式子来表示,这种函数称为分段函数,分段函数的定义域等于各段函数的定义域的并集,其值域等于各段函数的值域的并集,分段函数虽由几个部分组成,但它表示的是一个函数.
三、例题精析
【例题1】
【题干】(1)以下给出的同组函数中,是否表示同一函数?为什么?
①f 1:y =x
x
;f 2:y =1.②f 1:y =⎩⎨⎧
1,x ≤1,2,1<x <2,
3,x ≥2;f 2:
③f 1:y =2x ;f 2:如图所示.
(2)已知映射f :A →B .其中A =B =R ,对应关系f :x →y =-x 2+2x ,对于实数k ∈B ,在集合A 中不存在元素与之对应,则k 的取值范围是( )
A .k >1
B .k ≥1
C .k <1
D .k ≤1
x x ≤1 1<x <2 x ≥2 y
1
2
3
【答案】(1) ①不同②同③同 (2) A
【解析】(1)①不同函数.f 1(x )的定义域为{x ∈R |x ≠0},f 2(x )的定义域为R .
②同一函数.x 与y 的对应关系完全相同且定义域相同,它们是同一函数的不同表示方式. ③同一函数.理由同②.所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫
f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=f (0)=1.
综上可知,正确的判断是(2)(3).
(2)由题意知,方程-x 2+2x =k 无实数根,即x 2-2x +k =0无实数根. 所以Δ=4(1-k )<0,解得k >1时满足题意.
【总结】1.判断两个变量之间是否存在函数关系的方法:要检验两个变量之间是否存在函数关系,只需检验:(1)
定义域和对应关系是否给出;(2)根据给出的对应关系,自变量x 在其定义域中的每一个值,是否都能找到 唯一的函数值y 与之对应.
2.判断两个函数是否为同一个函数的方法:判断两个函数是否相同,要先看定义域是否一致,若定义域一 致,再看对应法则是否一致,由此即可判断.
【例题2】
【题干】给出下列两个条件:
(1)f(x+1)=x+2x;(2)f(x)为二次函数且f(0)=3,f(x+2)-f(x)=4x+2.
试分别求出f(x)的解析式.
【解析】(1)令t = x +1,∴t ≥1,x =(t -1)2.
则f (t )=(t -1)2+2(t -1)=t 2-1,∴f (x )=x 2-1(x ≥1).
(2)设f (x )=ax 2+bx +c ,又∵f (0)=c =3. ∴f (x )=ax 2+bx +3,
∴f (x +2)-f (x )=a (x +2)2+b (x +2)+3-(ax 2+bx +3)=4ax +4a +2b =4x +2.
∴⎩⎪⎨⎪⎧ 4a =4,4a +2b =2,解得⎩⎪⎨⎪⎧
a =1,
b =-1.
∴f (x )=x 2-x +3 【总结】求函数解析式的常用方法:
(1)配凑法:由已知条件f (g (x ))=F (x ),可将F (x )改写成关于g (x )的表达式,然后以x 替代g (x ),便得f (x )的表达式;
(2)待定系数法:若已知函数的类型(如一次函数、二次函数)可用待定系数法;
(3)换元法:已知复合函数f (g (x ))的解析式,可用换元法,此时要注意新元的取值范围;
(4)解方程组法:已知关于f (x )与f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫1x 或f (-x )的表达式,可根据已知条件再构造出另外一个等式组成方程组,通过解方程求出f (x ).
【例题3】
【题干】已知函数f (x )=⎩⎨⎧
2x +1,x <1,x 2+ax ,x ≥1,若f (f (0))=4a ,则实数a 等于( ) A.12
B.45
C.2
D.9
【答案】C
【解析】∵x<1,f(x)=2x+1,∴f(0)=2.
由f(f(0))=4a,得f(2)=4a,∵x≥1,f(x)=x2+ax,
∴4a=4+2a,解得a=2.
【总结】解决分段函数求值问题的方法:
(1)求分段函数的函数值时,应根据所给自变量的大小选择相应段的解析式求解,有时每段交替使用求值.
(2)若给出函数值或函数值的范围求自变量值或自变量的取值范围,应根据每一段的解析式分别求解,但要
注意检验所求自变量值是否符合相应段的自变量的取值范围,做到分段函数分段解决.
【例题4】
【题干】设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ log 2x ,x >0,log 12
(-x ),x <0,若f (a )>f (-a ),则实数a 的取值范围是( ) A .(-1,0)∪(0,1)
B .(-∞,-1)∪(1,+∞)
C .(-1,0)∪(1,+∞)
D .(-∞,-1)∪(0,1)
【答案】选C
【解析】①当a>0时,∵f(a)>f(-a),
∴log2a>log
1
2a=log2
1
a.
∴a>1
a
,得a>1.
②当a<0时,∵f(a)>f(-a),
∴log
1
2(-a)>log2(-a)=log
1
2
1
-a.
∴-a<1
-a
得-1<a<0,故C项为正确选项.
四、课堂运用
【基础】
1.下列各组函数中,表示相等函数的是()
A.y=5
x5与y=x2
B.y=ln e x与y=e ln x
C.y=(x-1)(x+3)
x-1
与y=x+3
D.y=x0与y=1 x0
2.已知函数f (x )=⎩⎨⎧
2x -2,x ≥0,lg (-x ),x <0,则f (f (-10))=( ) A.12
B.14 C .1
D .-14
3.已知函数f(x)满足f(x)+2f(3-x)=x2,则f(x)的解析式为()
A.f(x)=x2-12x+18 B.f(x)=1
3x
2-4x+6
C.f(x)=6x+9 D.f(x)=2x+3
【巩固】
4.已知f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫x -1x =x 2+1x 2,则函数f (3)=________.
⎧x2+1,x≥0,1,x<0,则满足不等式f(1-x2)>f(2x)的x的取值范围是________.
5.已知函数f(x)=


【拔高】
6.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x +2,x ≤-1,2x ,-1<x <2,x 22,x ≥2,
且f (a )=3,求a 的值.
7.二次函数f(x)满足f(x+1)-f(x)=2x,且f(0)=1.
(1)求f(x)的解析式;
(2)解不等式f(x)>2x+5.
课程小结。

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