函数定义域、值域求法总结一、定义域是函数y=f(x)中的自变量x 的范围。
求函数的定义域需要从这几个方面入手: (1)分母不为零(2)偶次根式的被开方数非负。
(3)对数中的真数部分大于0。
(4)指数、对数的底数大于0,且不等于1(5)y=tanx 中x ≠k π+π/2;y=cotx 中x ≠k π等等。
( 6 )0x 中x 0≠二、值域是函数y=f(x)中y 的取值范围。
这些解题思想与方法贯穿了高中数学的始终。
常用的求值域的方法:(1)直接法 (2)图象法(数形结合) (3)函数单调性法(4)配方法 (5)换元法 (包括三角换元) (6)反函数法(逆求法) (7)分离常数法 (8)判别式法 (9)复合函数法 (10)不等式法 (11)平方法等等三、典例解析 1、定义域问题例1 求下列函数的定义域:①21)(-=x x f ;② 23)(+=x x f ;③ xx x f -++=211)( 解:①∵x-2=0,即x=2时,分式21-x 无意义,而2≠x 时,分式21-x 有意义,∴这个函数的定义域是{}2|≠x x .②∵3x+2<0,即x<-32时,根式23+x 无意义,而023≥+x ,即32-≥x 时,根式23+x 才有意义,∴这个函数的定义域是{x |32-≥x }.③∵当0201≠-≥+x x 且,即1-≥x 且2≠x 时,根式1+x 和分式x-21同时有意义, ∴这个函数的定义域是{x |1-≥x 且2≠x }另解:要使函数有意义,必须: ⎩⎨⎧≠-≥+0201x x⎩⎨⎧≠-≥21x x例2 求下列函数的定义域:①14)(2--=x x f ②2143)(2-+--=x x x x f ③=)(x f x11111++④xx x x f -+=0)1()( ⑤373132+++-=x x y解:①要使函数有意义,必须:142≥-x 即: 33≤≤-x∴函数14)(2--=x x f 的定义域为: [3,3-]②要使函数有意义,必须:⎩⎨⎧≠-≠-≤≥⇒⎩⎨⎧≠-+≥--13140210432x x x x x x x 且或4133≥-≤<--<⇒x x x 或或∴定义域为:{ x|4133≥-≤<--<x x x 或或}③要使函数有意义,必须: 011110110≠++≠+≠⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧x x x2110-≠-≠≠⎪⎩⎪⎨⎧x x x∴函数的定义域为:}21,1,0|{--≠∈x R x x 且④要使函数有意义,必须: ⎩⎨⎧≠-≠+001x x x ⎩⎨⎧<-≠⇒01x x∴定义域为:{}011|<<--<x x x 或⑤要使函数有意义,必须: ⎩⎨⎧≠+≥+-073032x x ⎪⎩⎪⎨⎧-≠∈⇒37x R x 即 x<37-或 x>37- ∴定义域为:}37|{-≠x x 例3 若函数aax ax y 12+-=的定义域是R ,求实数a 的取值范围解:∵定义域是R,∴恒成立,012≥+-aax ax ∴⎪⎩⎪⎨⎧≤<⇒≤⋅-=∆>2001402a a a a a 等价于例4 若函数)(x f y =的定义域为[1,1],求函数)41(+=x f y )41(-⋅x f 的定义域第一页解:要使函数有意义,必须:43434543434514111411≤≤-⇒⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤-⇒⎪⎩⎪⎨⎧≤-≤-≤+≤-x x x x x ∴函数)41(+=x f y )41(-⋅x f 的定义域为:⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤≤-4343|x x 例5 已知f(x)的定义域为[-1,1],求f(2x -1)的定义域。
例6已知已知f(x)的定义域为[-1,1],求f(x 2)的定义域。
例5分析:法则f 要求自变量在[-1,1]内取值,则法则作用在2x -1上必也要求2x -1在 [-1,1]内取值,即-1≤2x -1≤1,解出x 的取值范围就是复合函数的定义域;或者从位置上思考f(2x -1)中2x -1与f(x)中的x 位置相同,范围也应一样,∴-1≤2x -1≤1,解出x 的取值范围就是复合函数的定义域。
(注意:f(x)中的x 与f(2x -1)中的x 不是同一个x ,即它们意义不同。
) 解:∵f(x)的定义域为[-1,1], ∴-1≤2x -1≤1,解之0≤x ≤1, ∴f(2x -1)的定义域为[0,1]。
例6已知已知f(x)的定义域为[-1,1],求f(x 2)的定义域。
答案:-1≤x 2≤1⇒ x 2≤1⇒-1≤x ≤1练习:设)(x f 的定义域是[3,2],求函数)2(-x f 的定义域解:要使函数有意义,必须:223≤-≤-x 得: 221+≤≤-x∵x ≥0 ∴ 220+≤≤x 2460+≤≤x∴ 函数)2(-x f 的定域义为:{}2460|+≤≤x x例7已知f(2x -1)的定义域为[0,1],求f(x)的定义域因为2x -1是R 上的单调递增函数,因此由2x -1, x ∈[0,1]求得的值域[-1,1]是f(x)的定义域。
练习:已知f(3x -1)的定义域为[-1,2),求f(2x+1)的定义域。
[2,25-) (提示:定义域是自变量x 的取值范围)练习:【练1】已知f(x 2)的定义域为[-1,1],求f(x)的定义域【练2】若()y f x =的定义域是[]0,2,则函数()()121f x f x ++-的定义域是 ( )第二页A.[]1,1-B⎥⎦⎤⎢⎣⎡-21,21C.⎥⎦⎤⎢⎣⎡1,21D.10,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦【练3】已知函数()11xf x x+=-的定义域为A,函数()y f f x =⎡⎤⎣⎦的定义域为B,则( )A.AB B = B.B A ∈ C.A B B =D. A B =2、求值域问题利用常见函数的值域来求(直接法)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 xky 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{ab ac y y 4)4(|2-≤}.例1 求下列函数的值域① y=3x+2(-1≤x ≤1) ②)(3x 1x32)(≤≤-=x f ③ xx y 1+=(记住图像)解:①∵-1≤x ≤1,∴-3≤3x ≤3,∴-1≤3x+2≤5,即-1≤y ≤5,∴值域是[-1,5] ②略③ 当x>0,∴x x y 1+==2)1(2+-x x 2≥, 当x<0时,)1(x x y -+--==-2)1(2----xx -≤∴值域是 ]2,(--∞[2,+∞).(此法也称为配方法)函数xx y 1+=的图像为: 二次函数在区间上的值域(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第三页③]1,0[,142∈+-=x x x y ; ④]5,0[,142∈+-=x x x y ;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(2min -=;②当a<0时,则当a b x 2-=时,其最大值ab ac 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 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.练习:【练1】求函数y=3+√(2-3x)的值域解:由算术平方根的性质,知√(2-3x)≥0,第四页故3+√(2-3x)≥3。
∴函数的值域为[)+∞,3 .【练2】求函数[]5,0,522∈+-=x x x y 的值域解: 对称轴 []5,01∈=x[]20,420,54,1max min 值域为时时∴====∴y x y x 例3 求函数y=4x -√1-3x(x ≤1/3)的值域。
法一:(单调性法)设f(x)=4x,g(x)= -√1-3x ,(x ≤1/3),易知它们在定义域内为增函数,从而y=f(x)+g(x)= 4x -√1-3x在定义域为x ≤1/3上也为增函数,而且y ≤f(1/3)+g(1/3)=4/3,因此, 所求的函数值域为{y|y ≤4/3}。
小结:利用单调性求函数的值域,是在函数给定的区间上,或求出函数隐含的区间,结合函数的增减性,求出其函数在区间端点的函数值,进而可确定函数的值域。
法二:换元法(下题讲)例4 求函数xx y -+=12 的值域解:(换元法)设t x =-1,则)0(122≥++-=t t t y[)(]2,21,01max ∞-∴==∴+∞∈=值域为,时当且开口向下,对称轴y t t练习:求函数y=3+√4-x 的值域。
(答案:{y|y ≥3})点评:将无理函数或二次型的函数转化为二次函数,通过求出二次函数的最值,从而确定出原函数的值域。
这种解题的方法体现换元、化归的思想方法。
它的应用十分广泛。
练习:求函数y=√x-1 –x 的值域。
(答案:{y|y ≤-3/4} 例5 (选)求函数x x y -+-=53 的值域解:(平方法)函数定义域为:[]5,3∈x[][][][]2,24,21,0158,5,31582)5()3(2222原函数值域为得由∴∈∴∈-+-∈-+-+-+-=y x x x x x x x y第五页例6 (选不要求)求函数21x x y -+=的值域解:(三角换元法) 11≤≤-x∴设[]πθθ,0cos ∈=x[][]2,12,1)4sin(2sin cos sin cos -∴-∈+=+=+=原函数的值域为πθθθθθy小结:(1)若题目中含有1≤a ,则可设 )0,cos (22,sin πθθπθπθ≤≤=≤≤-=a a 或设(2)若题目中含有122=+b a则可设θθsin ,cos ==b a,其中πθ20<≤(3)若题目中含有21x -,则可设θcos =x ,其中πθ≤≤0(4)若题目中含有21x +,则可设θtan =x,其中22πθπ<<-(5)若题目中含有)0,0,0(>>>=+r y x r y x ,则可设θθ22sin ,cos r y r x ==其中⎪⎭⎫⎝⎛∈2,0πθ例7 求13+--=x x y 的值域解法一:(图象法)可化为 ⎪⎩⎪⎨⎧>-≤≤---<=3,431,221,4x x x x y 如图,观察得值域{}44≤≤-y y可得。