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2021高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第2章 函數(shù) 第1節(jié) 函數(shù)及其表示教學(xué)案 文 北師大版

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1、第2章 函數(shù) 全國(guó)卷五年考情圖解 高考命題規(guī)律把握 1.考查形式 本章在高考中一般為2~3個(gè)客觀題. 2.考查內(nèi)容 高考中基礎(chǔ)題主要考查對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法的掌握.主要涉及函數(shù)奇偶性的判斷,函數(shù)的圖像,函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性及周期性綜合,指數(shù)、對(duì)數(shù)運(yùn)算以及指數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)的圖像與性質(zhì),分段函數(shù)求函數(shù)值等. 3.備考策略 (1)重視函數(shù)的概念和基本性質(zhì)的理解:深刻把握函數(shù)的定義域、值域、單調(diào)性、奇偶性、零點(diǎn)等概念.研究函數(shù)的性質(zhì),注意分析函數(shù)解析式的特征,同時(shí)注意函數(shù)圖像的作用. (2)重視對(duì)基本初等函數(shù)的研究,復(fù)習(xí)時(shí)通過(guò)選擇、填空題加以訓(xùn)練和鞏固,將問(wèn)題和方法進(jìn)行歸納整理.

2、 第一節(jié) 函數(shù)及其表示 [最新考綱] 1.了解構(gòu)成函數(shù)的要素,會(huì)求一些簡(jiǎn)單函數(shù)的定義域和值域,了解映射的概念.2.在實(shí)際情境中,會(huì)根據(jù)不同的需要選擇恰當(dāng)?shù)姆椒?如圖像法、列表法、解析法)表示函數(shù).3.了解簡(jiǎn)單的分段函數(shù),并能簡(jiǎn)單應(yīng)用(函數(shù)分段不超過(guò)三段). (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第9頁(yè)) 1.函數(shù)與映射的概念 函數(shù) 映射 兩集合A,B 設(shè)A,B是兩個(gè)非空的數(shù)集 設(shè)A,B是兩個(gè)非空的集合 對(duì)應(yīng)關(guān)系f:A→B 如果按照某個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系f,對(duì)于集合A中任何一個(gè)數(shù)x,在集合B中都存在唯一確定的數(shù)f(x)與之對(duì)應(yīng) 如果按某一個(gè)確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系f,使對(duì)于集合A中的每一個(gè)元素x,B中總有

3、唯一一個(gè)元素y與之對(duì)應(yīng) 名稱(chēng) 稱(chēng)f:A→B為從集合A到集合B的一個(gè)函數(shù) 稱(chēng)f:A→B為從集合A到集合B的一個(gè)映射 記法 函數(shù)y=f(x),x∈A 映射:f:A→B 2.函數(shù)的有關(guān)概念 (1)函數(shù)的定義域、值域 在函數(shù)y=f(x),x∈A中,自變量x的取值范圍(數(shù)集A)叫做函數(shù)的定義域;函數(shù)值的集合{f(x)|x∈A}叫做函數(shù)的值域. (2)函數(shù)的三要素:定義域、對(duì)應(yīng)關(guān)系和值域. (3)相等函數(shù):如果兩個(gè)函數(shù)的定義域相同,并且對(duì)應(yīng)關(guān)系完全一致,則這兩個(gè)函數(shù)為相等函數(shù). (4)函數(shù)的表示法 表示函數(shù)的常用方法有解析法、圖像法和列表法. 3.分段函數(shù) (1)若函數(shù)在其定

4、義域的不同子集上,因?qū)?yīng)關(guān)系不同而分別用幾個(gè)不同的式子來(lái)表示,這種函數(shù)稱(chēng)為分段函數(shù). (2)分段函數(shù)的定義域等于各段函數(shù)的定義域的并集,其值域等于各段函數(shù)的值域的并集,分段函數(shù)雖由幾個(gè)部分組成,但它表示的是一個(gè)函數(shù). 1.常見(jiàn)函數(shù)的定義域 (1)分式函數(shù)中分母不等于0. (2)偶次根式函數(shù)的被開(kāi)方式大于或等于0. (3)一次函數(shù)、二次函數(shù)的定義域?yàn)镽. (4)零次冪的底數(shù)不能為0. (5)y=ax(a>0且a≠1),y=sin x,y=cos x的定義域均為R. (6)y=logax(a>0,a≠1)的定義域?yàn)閧x|x>0}. (7)y=tan x的定義域?yàn)? 2.基本

5、初等函數(shù)的值域 (1)y=kx+b(k≠0)的值域是R. (2)y=ax2+bx+c(a≠0)的值域:當(dāng)a>0時(shí),值域?yàn)?;?dāng)a<0時(shí),值域?yàn)? (3)y=(k≠0)的值域是{y|y≠0}. (4)y=ax(a>0且a≠1)的值域是(0,+∞). (5)y=logax(a>0且a≠1)的值域是R. 一、思考辨析(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”) (1)對(duì)于函數(shù)f:A→B,其值域是集合B. (  ) (2)若兩個(gè)函數(shù)的定義域與值域相同,則這兩個(gè)函數(shù)是相等函數(shù). (  ) (3)函數(shù)是一種特殊的映射. (  ) (4)若A=R,B=(0,+∞),f:x→y=|x|,則對(duì)應(yīng)f

6、可看作從A到B的映射. (  ) (5)分段函數(shù)是由兩個(gè)或幾個(gè)函數(shù)組成的. (  ) [答案](1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× 二、教材改編 1.若函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)镸={x|-2≤x≤2},值域?yàn)镹={y|0≤y≤2},則函數(shù)y=f(x)的圖像可能是(  ) A     B     C      D B [由函數(shù)定義可知,選項(xiàng)B正確.] 2.函數(shù)y=+的定義域?yàn)?  ) A.      B.(-∞,3)∪(3,+∞) C.∪(3,+∞) D.(3,+∞) C [由題意知 解得x≥且x≠3.] 3.下列函數(shù)中,與函數(shù)y=x+1是相等函數(shù)的是

7、(  ) A.y=()2 B.y=+1 C.y=+1 D.y=+1 B [y=+1=x+1,且函數(shù)定義域?yàn)镽,故選B.] 4.設(shè)函數(shù)f(x)=則f(f(3))=________.  [f(3)=,f(f(3))=f=+1=+1=.] 5.已知函數(shù)f(x)=,若f(a)=5,則實(shí)數(shù)a的值為_(kāi)_______. 12 [由f(a)=5得=5,解得a=12.] (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第10頁(yè)) ⊙考點(diǎn)1 求函數(shù)的定義域  已知函數(shù)解析式求定義域  已知函數(shù)的具體解析式求定義域的方法 (1)若f(x)是由一些基本初等函數(shù)通過(guò)四則運(yùn)算構(gòu)成的,則它的定義域?yàn)楦骰境醯群瘮?shù)的定義域的交集.

8、 (2)復(fù)合函數(shù)的定義域:先由外層函數(shù)的定義域確定內(nèi)層函數(shù)的值域,從而確定對(duì)應(yīng)的內(nèi)層函數(shù)自變量的取值范圍,還需要確定內(nèi)層函數(shù)的定義域,兩者取交集即可.  1.(2019·濟(jì)南模擬)函數(shù)y=ln(2-x)的定義域?yàn)?  ) A.(0,2)  B.[0,2)  C.(0,1]  D.[0,2] B [由題意知,x≥0且2-x>0, 解得0≤x<2, 故其定義域是[0,2).] 2.函數(shù)f(x)=的定義域?yàn)開(kāi)_______. ∪(2,+∞) [要使函數(shù)f(x)有意義,則(log2x)2-1>0,即log2x>1或log2x<-1,解得x>2或0<x<,故所求函數(shù)的定義域是∪(2,+∞

9、).] [逆向問(wèn)題]  若函數(shù)f(x)=的定義域?yàn)閧x|1≤x≤2},則a+b的值為_(kāi)_______. - [∵函數(shù)f(x)=的定義域?yàn)閧x|1≤x≤2}. ∴不等式ax2+abx+b≥0的解集為{x|1≤x≤2}. 可知a<0,不等式化為a(x-1)(x-2)≥0, 即ax2-3ax+2a≥0. ∴即∴a+b=-.]  求函數(shù)定義域時(shí),對(duì)函數(shù)解析式先不要化簡(jiǎn),求出定義域后,一定要將其寫(xiě)成集合或區(qū)間的形式.若用區(qū)間表示,不能用“或”連接,而應(yīng)該用并集符合“∪”連接.如T2.  抽象函數(shù)的定義域  抽象函數(shù)的定義域的求法 (1)若已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)閇a,b],則復(fù)合

10、函數(shù)f(g(x))的定義域由a≤g(x)≤b求出. (2)若已知函數(shù)f(g(x))的定義域?yàn)閇a,b],則f(x)的定義域?yàn)間(x)在x∈[a,b]時(shí)的值域.  已知函數(shù)f(x)的定義域是[0,4],則F(x)=f(x+1)+f(x-1)的定義域是________. [1,3] [由題意知 解得1≤x≤3. 故F(x)=f(x+1)+f(x-1)的定義域?yàn)閇1,3].] [逆向問(wèn)題]  已知函數(shù)y=f(x-1)的定義域?yàn)閇-,],則函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)開(kāi)_______. [--1,-1] [因?yàn)閒(x-1)的定義域?yàn)閇-,],所以--1≤x-1≤-1,所以函數(shù)y=f(x)

11、的定義域?yàn)閇--1,-1].]  函數(shù)f(g(x))的定義域?yàn)樽宰兞縳的取值范圍,而不是g(x)的取值范圍.(如本例[逆向問(wèn)題])  1.函數(shù)f(x)=+lg(3x+1)的定義域是(  ) A. B. C. D. A [由題意可知 解得∴-<x<1,故選A.] 2.函數(shù)f(x-1)的定義域?yàn)閇0,2 020],則函數(shù)g(x)=的定義域?yàn)開(kāi)_______. [-2,1)∪(1,2 018] [∵函數(shù)f(x-1)的定義域?yàn)閇0,2 020],∴-1≤x-1≤2 019. ∴要使函數(shù)g(x)有意義,則 解得-2≤x≤2 018且x≠1. ∴函數(shù)g(x)的定義域?yàn)閇-2,

12、1)∪(1,2 018].] 3.若函數(shù)f(x)=的定義域?yàn)閷?shí)數(shù)集R,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為_(kāi)_______. [-2,2] [∵函數(shù)f(x)=的定義域?yàn)镽, ∴a2-4≤0,即-2≤a≤2.] ⊙考點(diǎn)2 求函數(shù)的解析式  求函數(shù)解析式的四種方法及適用條件 (1)待定系數(shù)法 先設(shè)出含有待定系數(shù)的解析式,再利用恒等式的性質(zhì),或?qū)⒁阎獥l件代入,建立方程(組),通過(guò)解方程(組)求出相應(yīng)的待定系數(shù). (2)換元法 對(duì)于形如y=f(g(x))的函數(shù)解析式,令t=g(x),從中求出x=φ(t),然后代入表達(dá)式求出f(t),再將t換成x,得到f(x)的解析式,要注意新元的取值范圍. (3)

13、配湊法 由已知條件f(g(x))=F(x),可將F(x)改寫(xiě)成關(guān)于g(x)的表達(dá)式,然后以x替代g(x),便得f(x)的解析式. (4)解方程組法 已知關(guān)于f(x)與f或f(-x)的表達(dá)式,可根據(jù)已知條件再構(gòu)造出另外一個(gè)等式組成方程組,通過(guò)解方程組求出f(x). (1)[一題多解]已知二次函數(shù)f(2x+1)=4x2-6x+5,求f(x); (2)已知函數(shù)f(x)滿足f(-x)+2f(x)=2x,求f(x). [解](1)法一:(待定系數(shù)法) 因?yàn)閒(x)是二次函數(shù),所以設(shè)f(x)=ax2+bx+c(a≠0),則f(2x+1)=a(2x+1)2+b(2x+1)+c=4ax2+(4a

14、+2b)x+a+b+c. 因?yàn)閒(2x+1)=4x2-6x+5, 所以解得 所以f(x)=x2-5x+9(x∈R). 法二:(換元法) 令2x+1=t(t∈R),則x=, 所以f(t)=4-6·+5=t2-5t+9(t∈R), 所以f(x)=x2-5x+9(x∈R). 法三:(配湊法) 因?yàn)閒(2x+1)=4x2-6x+5=(2x+1)2-10x+4=(2x+1)2-5(2x+1)+9,所以f(x)=x2-5x+9(x∈R). (2)解方程組法 由f(-x)+2f(x)=2x, ① 得f(x)+2f(-x)=2-x, ② ①×2-②,得3f(x)=2x+1-2-x

15、, 即f(x)=. 故f(x)的解析式是f(x)=(x∈R).  謹(jǐn)防求函數(shù)解析式的兩種失誤 (1)在求函數(shù)解析式時(shí),一定要注意自變量的范圍,也就是定義域問(wèn)題.求出解析式后要標(biāo)注x的取值范圍. (2)利用換元法求解析式時(shí)要注意新元的取值范圍. 如已知f()=x+1,求函數(shù)f(x)的解析式,可通過(guò)換元的方法得f(x)=x2+1,函數(shù)f(x)的定義域是[0,+∞),而不是(-∞,+∞).  1.如果f=,則當(dāng)x≠0且x≠1時(shí),f(x)等于(  ) A. B. C. D.-1 B [(換元法)令=t,得x=(t≠0且t≠1),∴f(t)==(t≠0且t≠1), ∴f(x

16、)=(x≠0且x≠1).] 2.已知f=+,則f(x)=(  ) A.(x+1)2 B.(x-1)2 C.x2-x+1 D.x2+x+1 C [(配湊法)f=+=-+1,所以f(x)=x2-x+1.] 3.已知f(x)滿足2f(x)+f=3x,則f(x)=________. 2x-(x≠0) [(解方程組法)∵2f(x)+f=3x,① 把①中的x換成,得2f+f(x)=.② 聯(lián)立①②可得 解此方程組可得f(x)=2x-(x≠0).] 4.已知f(x)是二次函數(shù),且f(0)=0,f(x+1)=f(x)+x+1,求f(x)的解析式. [解] (待定系數(shù)法)設(shè)f(x)=ax2+

17、bx+c(a≠0), 由f(0)=0,知c=0,f(x)=ax2+bx, 又由f(x+1)=f(x)+x+1, 得a(x+1)2+b(x+1)=ax2+bx+x+1, 即ax2+(2a+b)x+a+b=ax2+(b+1)x+1, 所以解得a=b=. 所以f(x)=x2+x(x∈R). ⊙考點(diǎn)3 分段函數(shù)  求函數(shù)值  解決分段函數(shù)有關(guān)問(wèn)題的關(guān)鍵是“分段歸類(lèi)”,即自變量的取值屬于哪一段范圍,就用哪一段的解析式來(lái)解決問(wèn)題. (1)(2019·合肥模擬)已知函數(shù)f(x)=則f(f(1))=(  ) A.-    B.2    C.4    D.11 (2)設(shè)函數(shù)f(x)=則f

18、(5)的值為(  ) A.-7    B.-1    C.0    D. (1)C (2)D [(1)因?yàn)閒(1)=12+2=3,所以f(f(1))=f(3)=3+=4.故選C. (2)f(5)=f(5-3)=f(2)=f(2-3)=f(-1)=(-1)2-2-1=.故選D.]  求分段函數(shù)的函數(shù)值的策略 (1)求分段函數(shù)的函數(shù)值時(shí),要先確定要求值的自變量屬于哪一區(qū)間,然后代入該區(qū)間對(duì)應(yīng)的解析式求值. (2)當(dāng)出現(xiàn)f(f(a))的形式時(shí),應(yīng)從內(nèi)到外依次求值. (3)當(dāng)自變量的值所在區(qū)間不確定時(shí),要分類(lèi)討論,分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)參照分段函數(shù)不同段的端點(diǎn). [教師備選例題] 已知函

19、數(shù)f(x)=則f的值為(  ) A.-1   B.1   C.   D. B [依題意得f=f+1=f+1+1=2cos+2=2×+2=1.故選B.]  求參數(shù)或自變量的值  解決此類(lèi)問(wèn)題時(shí),先在分段函數(shù)的各段上分別求解,然后將求出的值或范圍與該段函數(shù)的自變量的取值范圍求交集,最后將各段的結(jié)果合起來(lái)(取并集)即可. (1)已知函數(shù)f(x)=且f(a)=-3,則f(6-a)=________. (2)設(shè)函數(shù)f(x)=若f(f(a))=2,則a=________. (1)- (2) [(1)當(dāng)a≤1時(shí),f(a)=2a-2=-3,無(wú)解; 當(dāng)a>1時(shí),由f(a)=-log2(a+1)=

20、-3,得a+1=8, 解得a=7, 所以f(6-a)=f(-1)=2-1-2=-. (2)當(dāng)a>0時(shí),f(a)=-a2<0,f(f(a))=a4-2a2+2=2,得a=(a=0與a=-舍去).當(dāng)a≤0時(shí),f(a)=a2+2a+2=(a+1)2+1>0,f(f(a))=-(a2+2a+2)2=2,此方程無(wú)解.故a=.]  求解本題的關(guān)鍵是就a的取值討論f(a)的情形,另本題也可作出f(x)的圖像,數(shù)形結(jié)合求解,即f(a)=0或f(a)=-2,從而求得a的值.  分段函數(shù)與方程、不等式問(wèn)題  解由分段函數(shù)構(gòu)成的不等式,一般要根據(jù)分段函數(shù)的不同分段區(qū)間進(jìn)行分類(lèi)討論.如果分段函數(shù)的圖像比較

21、容易畫(huà)出,也可以畫(huà)出函數(shù)圖像后,結(jié)合圖像求解.  (2018·全國(guó)卷Ⅰ)設(shè)函數(shù)f(x)=則滿足f(x+1)

22、的取值范圍是________.  [根據(jù)分段函數(shù)的性質(zhì)分情況討論,當(dāng)x≤0時(shí),則f(x)+f=x+1+x-+1>1,解得-<x≤0.當(dāng)x>0時(shí),根據(jù)指數(shù)函數(shù)的圖像和性質(zhì)以及一次函數(shù)的性質(zhì)與圖像可得,f(x)+f>1恒成立,所以x的取值范圍是.]  1.已知f(x)=則f+f的值等于(  ) A.-2    B.4    C.2    D.-4 B [由題意得f=2×=, f=f=f=2×=, 所以f+f=4.] 2.已知函數(shù)f(x)=若實(shí)數(shù)a滿足f(a)=f(a-1),則f=(  ) A.2 B.4 C.6 D.8 D [由題意得a>0. 當(dāng)0<a<1時(shí),由f(a)=

23、f(a-1),即2a=,解得a=, 則f=f(4)=8, 當(dāng)a≥1時(shí),由f(a)=f(a-1),得2a=2(a-1),不成立. 故選D.] 3.已知函數(shù)f(x)=則不等式f(x)≤1的解集為(  ) A.(-∞,2] B.(-∞,0]∪(1,2] C.[0,2] D.(-∞,0]∪[1,2] D [當(dāng)x≥1時(shí),不等式f(x)≤1為log2x≤1,即log2x≤log22, ∵函數(shù)y=log2x在(0,+∞)上單調(diào)遞增, ∴1≤x≤2. 當(dāng)x<1時(shí),不等式f(x)≤1為≤1, ∴-1≤0,∴≤0,∴≥0, ∴x≤0或x>1(舍去), ∴f(x)≤1的解集是(-∞,0]∪

24、[1,2].故選D.] 課外素養(yǎng)提升① 數(shù)學(xué)抽象——函數(shù)的新定義問(wèn)題 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第12頁(yè)) 以學(xué)習(xí)過(guò)的函數(shù)相關(guān)知識(shí)為基礎(chǔ),通過(guò)一類(lèi)問(wèn)題共同特征的“數(shù)學(xué)抽象”,引出新的概念,然后在快速理解的基礎(chǔ)上,解決新問(wèn)題. 【典例】 (2019·深圳模擬)在平面直角坐標(biāo)系中,橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)均為整數(shù)的點(diǎn)稱(chēng)為整點(diǎn),若函數(shù)f(x)的圖像恰好經(jīng)過(guò)n(n∈N*)個(gè)整點(diǎn),則稱(chēng)函數(shù)f(x)為n階整點(diǎn)函數(shù).給出下列函數(shù): ①f(x)=sin 2x;②g(x)=x3; ③h(x)=;④φ(x)=ln x. 其中是一階整點(diǎn)函數(shù)的是(  ) A.①②③④  B.①③④ C.①④ D.④ C [對(duì)于函數(shù)f(

25、x)=sin 2x,它的圖像(圖略)只經(jīng)過(guò)一個(gè)整點(diǎn)(0,0),所以它是一階整點(diǎn)函數(shù),排除D; 對(duì)于函數(shù)g(x)=x3,它的圖像(圖略)經(jīng)過(guò)整點(diǎn)(0,0),(1,1),…,所以它不是一階整點(diǎn)函數(shù),排除A; 對(duì)于函數(shù)h(x)=,它的圖像(圖略)經(jīng)過(guò)整點(diǎn)(0,1),(-1,3),…,所以它不是一階整點(diǎn)函數(shù),排除B.故選C.] [評(píng)析] 本題意在考查考生的數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象等核心素養(yǎng).破解新定義函數(shù)題的關(guān)鍵是緊扣新定義的函數(shù)的含義,學(xué)會(huì)語(yǔ)言的翻譯、新舊知識(shí)的轉(zhuǎn)化,便可使問(wèn)題順利獲解.如本例,若能把新定義的一階整點(diǎn)函數(shù)轉(zhuǎn)化為函數(shù)f(x)的圖像恰好經(jīng)過(guò)1個(gè)整點(diǎn),問(wèn)題便迎刃而解.

26、 【素養(yǎng)提升練習(xí)】 1.若一系列函數(shù)的解析式相同,值域相同,但定義域不同,則稱(chēng)這些函數(shù)為“同族函數(shù)”,則函數(shù)解析式為y=x2+1,值域?yàn)閧1,3}的同族函數(shù)有(  ) A.1個(gè) B.2個(gè) C.3個(gè) D.4個(gè) C [由x2+1=1得x=0,由x2+1=3得x=±,所以函數(shù)的定義域可以是{0,},{0,-},{0,,-},故值域?yàn)閧1,3}的同族函數(shù)共有3個(gè).] 2.若定義在R上的函數(shù)f(x)當(dāng)且僅當(dāng)存在有限個(gè)非零自變量x,使得f(-x)=f(x),則稱(chēng)f(x)為“類(lèi)偶函數(shù)”,則下列函數(shù)中為類(lèi)偶函數(shù)的是(  ) A.f(x)=cos x B.f(x)=sin x C.f(x)=x2-2x D.f(x)=x3-2x D [A中函數(shù)為偶函數(shù),則在定義域內(nèi)均滿足f(x)=f(-x),不符合題意;B中,當(dāng)x=kπ(k∈Z)時(shí),滿足f(x)=f(-x),不符合題意;C中,由f(x)=f(-x),得x2-2x=x2+2x,解得x=0,不符合題意;D中,由f(x)=f(-x),得x3-2x=-x3+2x,解得x=0或x=±,滿足題意,故選D.] - 12 -

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