(浙江專版)2017-2018學(xué)年高中數(shù)學(xué) 第一章 集合與函數(shù)概念 1.2 函數(shù)及其表示學(xué)案 新人教A版必修1
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1、 1.2 1.2.1 函數(shù)的概念 預(yù)習(xí)課本P15~18,思考并完成以下問題 (1)在集合的觀點(diǎn)下函數(shù)是如何定義?函數(shù)有哪三要素?
2、 (2)如何用區(qū)間表示數(shù)集?
3、 (3)相等函數(shù)是指什么樣的函數(shù)? 1.函數(shù)的概念 (1)函數(shù)的定義: 設(shè)A,B是非空的數(shù)集,如果按
4、照某種確定的對應(yīng)關(guān)系f,使對于集合A中的任意一個(gè)數(shù)x,在集合B中都有唯一確定的數(shù)f(x)和它對應(yīng),那么就稱f:A→B為從集合A到集合B的一個(gè)函數(shù),記作y=f(x),x∈A. (2)函數(shù)的定義域與值域: 函數(shù)y=f(x)中,x叫做自變量,x的取值范圍叫做函數(shù)的定義域,與x的值相對應(yīng)的y值叫做函數(shù)值,函數(shù)值的集合{f(x)|x∈A}叫做函數(shù)的值域.顯然,值域是集合B的子集. [點(diǎn)睛] 對函數(shù)概念的3點(diǎn)說明 (1)當(dāng)A,B為非空數(shù)集時(shí),符號(hào)“f:A→B”表示A到B的一個(gè)函數(shù). (2)集合A中的數(shù)具有任意性,集合B中的數(shù)具有唯一性. (3)符號(hào)“f”它表示對應(yīng)關(guān)系,在不同的函數(shù)中f的具體含
5、義不一樣. 2.區(qū)間概念(a,b為實(shí)數(shù),且a<b) 定義 名稱 符號(hào) 數(shù)軸表示 {x|a≤x≤b} 閉區(qū)間 [a,b] {x|a<x<b} 開區(qū)間 (a,b) {x|a≤x<b} 半開半閉區(qū)間 [a,b) {x|a<x≤b} 半開半閉區(qū)間 (a,b] 3.其它區(qū)間的表示 定義 R {x|x≥a} {x|x>a} {x|x≤a} {x|x<a} 符號(hào) (-∞,+∞) [a,+∞) (a,+∞) (-∞,a] (-∞,a) [點(diǎn)睛] 關(guān)于無窮大的2點(diǎn)說明 (1)“∞”是一個(gè)符號(hào),而不是一個(gè)數(shù). (2)以“-∞
6、”或“+∞”為端點(diǎn)時(shí),區(qū)間這一端必須是小括號(hào). 1.判斷(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”) (1)區(qū)間表示數(shù)集,數(shù)集一定能用區(qū)間表示.( ) (2)數(shù)集{x|x≥2}可用區(qū)間表示為[2,+∞].( ) (3)函數(shù)的定義域和對應(yīng)關(guān)系確定后,函數(shù)的值域也就確定了.( ) (4)函數(shù)值域中每一個(gè)數(shù)在定義域中一定只有一個(gè)數(shù)與之對應(yīng).( ) (5)函數(shù)的定義域和值域一定是無限集合.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× 2.函數(shù)y=的定義域是( ) A.[-1,+∞) B.[-1,0) C.(-1,+∞) D.(-1,0) 答
7、案:C 3.已知f(x)=x2+1,則f ( f (-1))=( ) A.2 B.3 C.4 D.5 答案:D 4.用區(qū)間表示下列集合: (1){x|10≤x≤100}用區(qū)間表示為________. (2){x|x>1}用區(qū)間表示為________. 答案:(1)[10,100] (2)(1,+∞) 函數(shù)的判斷 [例1] (1)設(shè)M={x|0≤x≤2},N={y|0≤y≤2},給出下列四個(gè)圖形: 其中,能表示從集合M到集合N的函數(shù)關(guān)系的個(gè)數(shù)是( ) A.0 B.1 C.2 D.3 (2)下列各題的對應(yīng)關(guān)系是否給出
8、了實(shí)數(shù)集R上的一個(gè)函數(shù)?為什么?
① f:把x對應(yīng)到3x+1; ② g:把x對應(yīng)到|x|+1;
③ h:把x對應(yīng)到; ④ r:把x對應(yīng)到.
(1)[解析]?、僦?,因?yàn)樵诩螹中當(dāng)1 9、=-2與之對應(yīng).
同理,②也是實(shí)數(shù)集R上的一個(gè)函數(shù).
③不是實(shí)數(shù)集R上的函數(shù).因?yàn)楫?dāng)x=0時(shí),的值不存在.
④不是實(shí)數(shù)集R上的函數(shù).因?yàn)楫?dāng)x<0時(shí),的值不存在.
1.判斷對應(yīng)關(guān)系是否為函數(shù)的2個(gè)條件
(1)A,B必須是非空數(shù)集.
(2)A中任意一元素在B中有且只有一個(gè)元素與之對應(yīng).
對應(yīng)關(guān)系是“一對一”或“多對一”的是函數(shù)關(guān)系,“一對多”的不是函數(shù)關(guān)系.
2.根據(jù)圖形判斷對應(yīng)是否為函數(shù)的方法
(1)任取一條垂直于x軸的直線l.
(2)在定義域內(nèi)平行移動(dòng)直線l.
(3)若l與圖形有且只有一個(gè)交點(diǎn),則是函數(shù);若在定義域內(nèi)沒有交點(diǎn)或有兩個(gè)或兩個(gè)以上的交點(diǎn),則不是函數(shù). 10、
[活學(xué)活用]
1.下列對應(yīng)或關(guān)系式中是A到B的函數(shù)的是( )
A.A=R,B=R,x2+y2=1
B.A={1,2,3,4},B={0,1},對應(yīng)關(guān)系如圖:
C.A=R,B=R,f:x→y=
D.A=Z,B=Z,f:x→y=
相等函數(shù)
解析:選B A錯(cuò)誤,x2+y2=1可化為y=±,顯然對任意x∈A,y值不唯一.B正確,符合函數(shù)的定義.C錯(cuò)誤,2∈A,在B中找不到與之相對應(yīng)的數(shù).D錯(cuò)誤,-1∈A,在B中找不到與之相對應(yīng)的數(shù).
[例2] 下列各組函數(shù)中是相等函數(shù)的是( )
A.y=x+1與y=
B.y=x2+1與s=t2+1
C.y=2x與y=2 11、x(x≥0)
D.y=(x+1)2與y=x2
[解析] 對于選項(xiàng)A,前者定義域?yàn)镽,后者定義域?yàn)閧x|x≠1},不是相等函數(shù);對于選項(xiàng)B,雖然變量不同,但定義域和對應(yīng)關(guān)系均相同,是相等函數(shù);對于選項(xiàng)C,雖然對應(yīng)關(guān)系相同,但定義域不同,不是相等函數(shù);對于選項(xiàng)D,雖然定義域相同,但對應(yīng)關(guān)系不同,不是相等函數(shù).
[答案] B
判斷函數(shù)相等的方法
判斷函數(shù)是否相等,關(guān)鍵是樹立定義域優(yōu)先的原則.
(1)先看定義域,若定義域不同,則不相等;
(2)若定義域相同,再化簡函數(shù)的解析式,看對應(yīng)關(guān)系是否相同.
[活學(xué)活用]
2.下列各組式子是否表示同一函數(shù)?為什么?
(1)f 12、(x)=|x|,φ(t)=;
(2)y=,y=()2;
(3)y=·,y=;
(4)y=,y=x-3.
解:(1)f(x)與φ(t)的定義域相同,又φ(t)==|t|,即f(x)與φ(t)的對應(yīng)關(guān)系也相同,∴f(x)與φ(t)是同一函數(shù).
(2)y=的定義域?yàn)镽,y=()2的定義域?yàn)閧x|x≥0},兩者定義域不同,故y=與y=()2不是同一函數(shù).
(3)y=·的定義域?yàn)閧x|-1≤x≤1},y=的定義域?yàn)閧x|-1≤x≤1},即兩者定義域相同.又∵y=·=,∴兩函數(shù)的對應(yīng)關(guān)系也相同.故y=·與y=是同一函數(shù).
(4)∵y==|x-3|與y=x-3的定義域相同,但對應(yīng)關(guān)系不同,
13、求函數(shù)的定義域
∴y=與y=x-3不是同一函數(shù).
[例3] 求下列函數(shù)的定義域:
(1)y=-;(2)y=.
[解] (1)要使函數(shù)有意義,自變量x的取值必須滿足
解得x≤1,且x≠-1,
即函數(shù)定義域?yàn)閧x|x≤1,且x≠-1}.
(2)要使函數(shù)有意義,自變量x的取值必須滿足
解得x≤5,且x≠±3,
即函數(shù)定義域?yàn)閧x|x≤5,且x≠±3}.
求函數(shù)定義域的常用方法
(1)若f(x)是分式,則應(yīng)考慮使分母不為零.
(2)若f(x)是偶次根式,則被開方數(shù)大于或等于零.
(3)若f(x)是指數(shù)冪,則函數(shù)的定義域是使冪運(yùn)算有意義的實(shí)數(shù)集合.
(4)若f(x)是 14、由幾個(gè)式子構(gòu)成的,則函數(shù)的定義域是幾個(gè)部分定義域的交集.
(5)若f(x)是實(shí)際問題的解析式,則應(yīng)符合實(shí)際問題,使實(shí)際問題有意義.
[活學(xué)活用]
3.求下列函數(shù)的定義域:
(1)y=2+;
(2)y=·;
(3)y=(x-1)0+ .
解:(1)當(dāng)且僅當(dāng)x-2≠0,即x≠2時(shí),函數(shù)y=2+有意義,所以這個(gè)函數(shù)的定義域?yàn)閧x|x≠2}.
(2)函數(shù)有意義,當(dāng)且僅當(dāng)解得1≤x≤3,所以這個(gè)函數(shù)的定義域?yàn)閧x|1≤x≤3}.
(3)函數(shù)有意義,當(dāng)且僅當(dāng)
解得x>-1,且x≠1,
所以這個(gè)函數(shù)的定義域?yàn)閧x|x>-1,且x≠1}.
求函數(shù)值和值域
[例4] 15、(1)已知f(x)=(x∈R,且x≠-1),g(x)=x2+2(x∈R),則f(2)=________,f(g(2))=________.
(2)求下列函數(shù)的值域:
①y=x+1;
②y=x2-2x+3,x∈[0,3);
③y=;
④y=2x-.
(1)[解析] ∵f (x)=,
∴f(2)==.
又∵g (x)=x2+2,
∴g (2)=22+2=6,
∴f ( g(2))=f (6)==.
[答案]
(2)[解]?、?觀察法)因?yàn)閤∈R,所以x+1∈R,即函數(shù)值域是R.
②(配方法)y=x2-2x+3=(x-1)2+2,由x∈[0,3),再結(jié)合函數(shù)的圖象(如圖 16、),可得函數(shù)的值域?yàn)閇2,6).
③(分離常數(shù)法)y===3-.
∵≠0,∴y≠3,
∴y=的值域?yàn)閧y|y∈R且y≠3}.
④(換元法)設(shè)t=,則t≥0且x=t2+1,所以y=2(t2+1)-t=2 2+,由t≥0,再結(jié)合函數(shù)的圖象(如圖),可得函數(shù)的值域?yàn)?
1.函數(shù)求值的方法
(1)已知f(x)的表達(dá)式時(shí),只需用a替換表達(dá)式中的x即得f(a)的值.
(2)求f(g(a))的值應(yīng)遵循由里往外的原則.
2.求函數(shù)值域常用的4種方法
(1)觀察法:對于一些比較簡單的函數(shù),其值域可通過觀察得到;
(2)配方法:當(dāng)所給函數(shù)是二次函數(shù)或可化為二次函數(shù)處理的函數(shù)時(shí), 17、可利用配方法求其值域;
(3)分離常數(shù)法:此方法主要是針對有理分式,即將有理分式轉(zhuǎn)化為“反比例函數(shù)類”的形式,便于求值域;
(4)換元法:即運(yùn)用新元代換,將所給函數(shù)化成值域易確定的函數(shù),從而求得原函數(shù)的值域.對于f(x)=ax+b+(其中a,b,c,d為常數(shù),且a≠0)型的函數(shù)常用換元法.
[活學(xué)活用]
4.求下列函數(shù)的值域:
(1)y=+1;(2)y=.
解:(1)因?yàn)椤?,所以+1≥1,即所求函數(shù)的值域?yàn)閇1,+∞).
(2)因?yàn)閥==-1+,又函數(shù)的定義域?yàn)镽,所以x2+1≥1,
所以0<≤2,則y∈(-1,1].所以所求函數(shù)的值域?yàn)?-1,1].
層 18、級(jí)一 學(xué)業(yè)水平達(dá)標(biāo)
1.函數(shù)y=+的定義域?yàn)? )
A.{x|x≤1} B.{x|x≥0}
C.{x|x≥1或x≤0} D.{x|0≤x≤1}
解析:選D 由題意可知解得0≤x≤1.
2.若函數(shù)y=f (x)的定義域M={x|-2≤x≤2},值域?yàn)镹={y|0≤y≤2},則函數(shù)y=f (x)的圖象可能是( )
解析:選B A中定義域是{x|-2≤x≤0},不是M={x|-2≤x≤2},C中圖象不表示函數(shù)關(guān)系,D中值域不是N={y|0≤y≤2}.
3.下列各組函數(shù)中,表示同一個(gè)函數(shù)的是( )
A.y=x-1和y=
B.y=x0和y=1
C.f 19、 (x)=(x-1)2和g(x)=(x+1)2
D.f (x)=和g(x)=
解析:選D A中的函數(shù)定義域不同;B中y=x0的x不能取0;C中兩函數(shù)的對應(yīng)關(guān)系不同,故選D.
4.設(shè)f(x)=,則=( )
A.1 B.-1
C. D.-
解析:選B ===×=-1.
5.下列函數(shù)中,值域?yàn)?0,+∞)的是( )
A.y= B.y=
C.y= D.y=x2+1
解析:選B y=的值域?yàn)閇0,+∞),y=的值域?yàn)?-∞,0)∪(0,+∞),y=x2+1的值域?yàn)閇1,+∞).
6.若[a,3a-1]為一確定區(qū)間,則a的取值范圍是________.
解析: 20、由題意知3a-1>a,則a>.
答案:
7.已知函數(shù)f(x)=2x-3,x∈{x∈N|1≤x≤5},則函數(shù)f(x)的值域?yàn)開_______.
解析:∵x=1,2,3,4,5,
∴f(x)=2x-3=-1,1,3,5,7.
∴f(x)的值域?yàn)閧-1,1,3,5,7}.
答案:{-1,1,3,5,7}
8.設(shè)f (x)=,則f ( f ( x ))=________.
解析:f ( f (x))===.
答案:(x≠0,且x≠1)
9.已知f(x)=x2-4x+5.
(1)求f (2)的值.
(2)若f (a)=10,求a的值.
解:(1)由f (x)=x2-4x+5,
21、
所以f (2)=22-4×2+5=1.
(2)由f (a)=10,得a2-4a+5=10,
即a2-4a-5=0,解得a=5或a=-1.
10.求函數(shù)y=的定義域,并用區(qū)間表示.
解:要使函數(shù)解析式有意義,需滿足:
即
所以-2≤x≤3且x≠.
所以函數(shù)的定義域是.
用區(qū)間表示為∪.
層級(jí)二 應(yīng)試能力達(dá)標(biāo)
1.下列式子中不能表示函數(shù)y=f(x)的是( )
A.x=y(tǒng)2+1 B.y=2x2+1
C.x-2y=6 D.x=
解析:選A 對于A,由x=y(tǒng)2+1得y2=x-1.當(dāng)x=5時(shí),y=±2,故y不是x的函數(shù);對于B,y=2x2+1是二次函數(shù);對于 22、C,x-2y=6?y=x-3是一次函數(shù);對于D,由x=得y=x2(x≥0)是二次函數(shù).故選A.
2.若集合A={x|y=},B={y|y=x2+2},則A∩B=( )
A.[1,+∞) B.(1,+∞)
C.[2,+∞) D.(0,+∞)
解析:選C 集合A表示函數(shù)y=的定義域,則A={x|x≥1},集合B表示函數(shù)y=x2+2的值域,則B={y|y≥2},故A∩B={x|x≥2}.
3.若函數(shù)f (x)=ax2-1,a為一個(gè)正數(shù),且f ( f (-1))=-1,那么a的值是( )
A.1 B.0
C.-1 D.2
解析:選A ∵f (x)=ax2-1,∴f 23、(-1)=a-1,
f (f(-1))=f (a-1)=a·(a-1)2-1=-1.
∴a(a-1)2=0.
又∵a為正數(shù),∴a=1.
4.已知函數(shù)y=f(x)與函數(shù)y=+是相等的函數(shù),則函數(shù)y=f(x)的定義域是( )
A.[-3,1] B.(-3,1)
C.(-3,+∞) D.(-∞,1]
解析:選A 由于y=f(x)與y=+是相等函數(shù),故二者定義域相同,所以y=f(x)的定義域?yàn)閧x|-3≤x≤1}.故寫成區(qū)間形式為[-3,1].
5.函數(shù)y=的定義域是A,函數(shù)y= 的值域是B,則A∩B=________(用區(qū)間表示).
解析:要使函數(shù)式y(tǒng)=有意義,只需x≠2 24、,即A={x|x≠2};函數(shù)y= ≥0,即B={y|y≥0},則A∩B={x|0≤x<2,或x>2}.
答案:[0,2)∪(2,+∞)
6.函數(shù)y=的定義域用區(qū)間表示為________.
解析:要使函數(shù)有意義,需滿足即
∴定義域?yàn)?-∞,-4)∪(-4,4)∪(4,6].
答案:(-∞,-4)∪(-4,4)∪(4,6]
7.試求下列函數(shù)的定義域與值域:
(1)f (x)=(x-1)2+1,x∈{-1,0,1,2,3};
(2)f (x)=(x-1)2+1;
(3)f (x)=;
(4)f (x)=x-.
解:(1)函數(shù)的定義域?yàn)閧-1,0,1,2,3},則f (-1)=[ 25、(-1)-1]2+1=5,同理可得f(0)=2,f (1)=1,f (2)=2,f(3)=5,所以函數(shù)的值域?yàn)閧1,2,5}.
(2)函數(shù)的定義域?yàn)镽,因?yàn)?x-1)2+1≥1,所以函數(shù)的值域?yàn)閧y|y≥1}.
(3)函數(shù)的定義域是{x|x≠1},y==5+,所以函數(shù)的值域?yàn)閧y|y≠5}.
(4)要使函數(shù)式有意義,需x+1≥0,即x≥-1,故函數(shù)的定義域是{x|x≥-1}.設(shè)t=,則x=t2-1(t≥0),于是f(t)=t2-1-t=2-.又t≥0,故f (t)≥-.所以函數(shù)的值域是.
8.已知函數(shù)f (x)=.
(1)求f(2)+f ,f(3)+f 的值;
(2)求證:f 26、(x)+f 是定值;
(3)求f(2)+f +f(3)+f +…+f(2 016)+f 的值.
解:(1)∵f(x)=,
∴f(2)+f=+=1,
f (3)+f=+=1.
(2)證明:f(x)+f=+=+==1.
(3)由(2)知f(x)+f=1,
∴f(2)+f=1,f(3)+f=1,f(4)+f=1,…,f(2 016)+f=1.
∴f(2)+f+f(3)+f+…+f(2 016)+f=2 015.
1.2.2 函數(shù)的表示法
第一課時(shí) 函數(shù)的表示法
預(yù)習(xí)課本P19~21,思考并完成以下問題
(1)表示兩個(gè)變量之間函數(shù)關(guān)系的方法有幾種?分別是什么?
27、
(2)函數(shù)的各種表示法各有什么特點(diǎn)?
28、
[點(diǎn)睛] 列表法、圖象法和解析法是從三個(gè)不同的角度刻畫自變量與函數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系,同一個(gè)函數(shù)可以用不同的方法表示.
1.判斷(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)任何一個(gè)函數(shù)都可以同上述三種方法表示.( )
(2)函數(shù)f(x)=2x+1不能用列表法表示.( )
(3)函數(shù)的圖象一定是定義區(qū)間上一條連續(xù)不斷的曲線.( )
答案:(1)× (2)√ (3)×
2.已知函數(shù)f(x)由下表給出,則f(3)等于( )
x
1≤x<2
2
2 29、 D.不存在
答案:C
3.函數(shù)y=f(x)的圖象如圖,則f(x)的定義域是( )
A.R
B.(-∞,1)∪(1,+∞)
C.(-∞,0)∪(0,+∞)
D.(-1,0)
答案:C
4.已知反比例函數(shù)f (x)滿足f(3)=-6,f (x)的解析式為________.
答案:y=-
函數(shù)的表示法
[例1] 某商場新進(jìn)了10臺(tái)彩電,每臺(tái)售價(jià)3 000元,試求售出臺(tái)數(shù)x與收款數(shù)y之間的函數(shù)關(guān)系,分別用列表法、圖象法、解析法表示出來
[解] (1)列表法:
x/臺(tái)
1
2
3
4
5
y/元
3 000
6 000
9 000
12 000 30、
15 000
x/臺(tái)
6
7
8
9
10
y/元
18 000
21 000
24 000
27 000
30 000
(2)圖象法:
(3)解析法:y=3 000x,x∈{1,2,3,…,10}.
理解函數(shù)的表示法3個(gè)關(guān)注點(diǎn)
(1)列表法、圖象法、解析法均是函數(shù)的表示法,無論用哪種方式表示函數(shù),都必須滿足函數(shù)的概念.
(2)判斷所給圖象、表格、解析式是否表示函數(shù)的關(guān)鍵在于是否滿足函數(shù)的定義.
(3)函數(shù)的三種表示法互相兼容或補(bǔ)充,許多函數(shù)是可以用三種方法表示的,但在實(shí)際操作中,仍以解析法為主.
[活學(xué)活用]
1.已 31、知函數(shù)f(x),g(x)分別由下表給出.
x
1
2
3
f(x)
2
1
1
x
1
2
3
g(x)
3
2
1
則f ( g(1))的值為________;
當(dāng)g ( f (x))=2時(shí),x=________.
解析:由于函數(shù)關(guān)系是用表格形式給出的,知g (1)=3,∴f ( g(1))=f (3)=1.由于g (2)=2,∴f (x)=2,∴x=1.
函數(shù)圖象的作法及應(yīng)用
答案:1 1
[例2] 作出下列函數(shù)的圖象并求出其值域.
(1)y=2x+1,x∈[0,2];
(2)y=,x∈[2,+∞);
(3)y=x2+2x,x∈ 32、[-2,2].
[解] (1)當(dāng)x∈[0,2]時(shí),圖象是直線y=2x+1的一部分,觀察圖象可知,其值域?yàn)閇1,5].
(2)當(dāng)x∈[2,+∞)時(shí),圖象是反比例函數(shù)y=的一部分,觀察圖象可知其值域?yàn)?0,1].
(3)當(dāng)-2≤x≤2時(shí),圖象是拋物線y=x2+2x的一部分.
由圖可得函數(shù)的值域是[-1,8].
作函數(shù)y=f(x)圖象的方法
(1)若y=f(x)是已學(xué)過的基本初等函數(shù),則描出圖象上的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),直接畫出圖象即可,有些可能需要根據(jù)定義域進(jìn)行取舍.
(2)若y=f(x)不是所學(xué)過的基本初等函數(shù)之一,則要按:①列表;②描點(diǎn);③連線三個(gè)基本步驟作出y=f(x)的圖 33、象.
[活學(xué)活用]
2.作出下列函數(shù)的圖象:
(1)y=1-x(x∈Z);(2)y=x2-4x+3,x∈[1,3].
解:(1)因?yàn)閤∈Z,所以圖象為直線y=1-x上的孤立點(diǎn),其圖象如圖①所示.
(2)y=x2-4x+3=(x-2)2-1,
當(dāng)x=1,3時(shí),y=0;
當(dāng)x=2時(shí),y=-1,其圖象如圖②所示.
函數(shù)解析式的求法
[例3] 求下列函數(shù)的解析式:
(1)已知函數(shù)f (+1)=x+2,求f (x);
(2)已知函數(shù)f (x)是二次函數(shù),且f (0)=1,f (x+1)-f (x)=2x,求f (x).
[解] (1)[法一 換元法]
設(shè) 34、t=+1,則x=(t-1)2(t≥1).
∴f (t)=(t-1)2+2(t-1)=t2-2t+1+2t-2=t2-1,
∴f (x)=x2-1(x≥1).
[法二 配湊法]
∵x+2=()2+2+1-1=(+1)2-1,
∴f (+1)=(+1)2-1(+1≥1),
∴f (x)=x2-1(x≥1).
(2)設(shè)f (x)=ax2+bx+c(a≠0).
∵f (0)=1,∴c=1.
又∵f (x+1)-f (x)=2x,∴a(x+1)2+b(x+1)+1-(ax2+bx+1)=2x,
整理,得2ax+(a+b)=2x.
由恒等式的性質(zhì),知上式中對應(yīng)項(xiàng)的系數(shù)相等,
∴解 35、得∴f(x)=x2-x+1.
求函數(shù)解析式的4種常用求法
(1)配湊法:由已知條件f(g(x))=F(x),可將F(x)改寫成關(guān)于g(x)的表達(dá)式,然后以x替代g(x),便得f(x)的表達(dá)式;
(2)待定系數(shù)法:若已知函數(shù)的類型(如一次函數(shù)、二次函數(shù))可用待定系數(shù)法;
(3)換元法:已知復(fù)合函數(shù)f(g(x))的解析式,可用換元法,此時(shí)要注意新元的取值范圍;
(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,通過解方程組求出f(x).
[活學(xué)活用]
3.已知f (x+1)=x2-3x+2,求f (x).
36、
解:法一(配湊法):∵f (x+1)=x2-3x+2=(x+1)2-5x+1=(x+1)2-5(x+1)+6,
∴f (x)=x2-5x+6.
法二(換元法):令t=x+1,則x=t-1,
∴f (t)=(t-1)2-3(t-1)+2=t2-5t+6,
即f (x)=x2-5x+6.
4.已知函數(shù)f(x)是一次函數(shù),若f ( f (x))=4x+8,求f (x)的解析式.
解:設(shè)f (x)=ax+b(a≠0),
則f ( f (x))=f ( ax+b)=a(ax+b)+b=a2x+ab+b.
又f ( f (x))=4x+8,
∴a2x+ab+b=4x+8,
即,解得 37、或
∴f (x)=2x+或f (x)=-2x-8.
5.已知f (x)+2f (-x)=x2+2x,求f (x).
解:∵f (x)+2 f (-x)=x2+2x, ①
∴將x換成-x,得f (-x)+2 f (x)=x2-2x. ②
∴由①②得3 f (x)=x2-6x,∴f (x)=x2-2x.
層級(jí)一 學(xué)業(yè)水平達(dá)標(biāo)
1.已知函數(shù)y=f(x)的對應(yīng)關(guān)系如下表,函數(shù)y=g(x)的圖象是如圖的曲線ABC,其中A(1,3),B(2,1),C(3,2),則f(g(2))的值為( )
A.3 B.2
C.1 D.0
38、解析:選B 由函數(shù)g(x)的圖象知,g(2)=1,則f (g(2))=f(1)=2.
2.如果f =,則當(dāng)x≠0,1時(shí),f (x)等于( )
A. B.
C. D.-1
解析:選B 令=t,則x=,代入f =,則有f(t)==,故選B.
3.若f (x)是一次函數(shù),2f(2)-3f(1)=5,2f(0)-f(-1)=1,則f(x)=( )
A.3x+2 B.3x-2
C.2x+3 D.2x-3
解析:選B 設(shè)f(x)=ax+b,由題設(shè)有
解得所以選B.
4.設(shè)f (x)=2x+3,g(x)=f (x-2),則g(x)=( )
A.2x+1 39、 B.2x-1
C.2x-3 D.2x+7
解析:選B ∵f(x)=2x+3,∴f(x-2)=2(x-2)+3=2x-1,即g(x)=2x-1,故選B.
5.若f (1-2x)=(x≠0),那么f 等于( )
A.1 B.3
C.15 D.30
解析:選C 令1-2x=t,
則x=(t≠1),
∴f (t)=-1(t≠1),
即f (x)=-1(x≠1),
∴f =16-1=15.
6.已知函數(shù)f (x)由下表給出,則f ( f (3))=________.
x
1
2
3
4
f(x)
3
2
4
1
解析:由題設(shè)給出的表知 40、f (3)=4,則f ( f (3))=f(4)=1.
答案:1
7.已知函數(shù)f(x)=x-,且此函數(shù)圖象過點(diǎn)(5,4),則實(shí)數(shù)m的值為________.
解析:將點(diǎn)(5,4)代入f(x)=x-,得m=5.
答案:5
8.已知f(x)是一次函數(shù),滿足3f (x+1)=6x+4,則f(x)=________.
解析:設(shè)f (x)=ax+b(a≠0),
則f (x+1)=a(x+1)+b=ax+a+b,
依題設(shè),3ax+3a+3b=6x+4,
∴∴
則f(x)=2x-.
答案:2x-
9.(1)已知函數(shù)f (x)=x2,求f (x-1);
(2)已知函數(shù)f (x-1)=x 41、2,求f (x).
解:(1)f ( x-1)=(x-1)2=x2-2x+1.
(2)法一(配湊法):因?yàn)閒 (x-1)=x2=(x-1)2+2(x-1)+1,所以f (x)=x2+2x+1.
法二(換元法):令t=x-1,則x=t+1,可得f (t)=(t+1)2=t2+2t+1,即f(x)=x2+2x+1.
10.已知f (x)是一次函數(shù),且滿足3f (x+1)-2f (x-1)=2x+17,求f (x)的解析式.
解:設(shè)f (x)=ax+b(a≠0),
則3 f (x+1)-2f(x-1)=3ax+3a+3b-2ax+2a-2b=ax+5a+b,
即ax+5a+b=2x+1 42、7不論x為何值都成立,
∴解得
∴f (x)=2x+7.
層級(jí)二 應(yīng)試能力達(dá)標(biāo)
1.已知函數(shù)f (x+1)=x2-x+3,那么f (x-1)的表達(dá)式是( )
A.f (x-1)=x2+5x-9 B.f (x-1)=x2-x-3
C.f (x-1)=x2-5x+9 D.f (x-1)=x2-x+1
解析:選C f(x+1)=(x+1)2-3(x+1)+5,
所以f(x)=x2-3x+5,
f(x-1)=(x-1)2-3(x-1)+5=x2-5x+9,故選C.
2.若一次函數(shù)的圖象經(jīng)過點(diǎn)A(1,6)和B(2,8),則該函數(shù)的圖象還可能經(jīng)過的點(diǎn)的坐標(biāo)為( )
A. 43、 B.
C.(-1,3) D.(-2,1)
解析:選A 設(shè)一次函數(shù)的解析式為y=kx+b(k≠0),由該函數(shù)的圖象經(jīng)過點(diǎn)A(1,6)和B(2,8),得解得,所以此函數(shù)的解析式為y=2x+4,只有A選項(xiàng)的坐標(biāo)符合此函數(shù)的解析式.故選A.
3.設(shè)f (x)=2x+a,g(x)=(x2+3),且g(f (x))=x2-x+1,則a的值為( )
A.1 B.-1
C.1或-1 D.1或-2
解析:選B 因?yàn)間(x)=(x2+3),所以g(f(x))=[(2x+a)2+3]=(4x2+4ax+a2+3)=x2-x+1,求得a=-1.故選B.
4.函數(shù)y=f(x)(f(x)≠0 44、)的圖象與x=1的交點(diǎn)個(gè)數(shù)是( )
A.1 B.2
C.0或1 D.1或2
解析:選C 結(jié)合函數(shù)的定義可知,如果f:A→B成立,則任意x∈A,則有唯一確定的B與之對應(yīng),由于x=1不一定是定義域中的數(shù),故x=1可能與函數(shù)y=f(x)沒有交點(diǎn),故函數(shù)f(x)的圖象與直線x=1至多有一個(gè)交點(diǎn).
5.已知x≠0,函數(shù)f(x)滿足f =x2+,則f(x)=________.
解析:f =x2+=2+2,所以f(x)=x2+2.
答案:x2+2
6.已知函數(shù)f (2x+1)=3x+2,且f (a)=4,則a=________.
解析:因?yàn)閒 (2x+1)=(2x+1)+,所以f 45、(a)=a+.又f(a)=4,所以a+=4,a=.
答案:
7.已知函數(shù)f(x)=(a,b為常數(shù),且a≠0)滿足f(2)=1,且f(x)=x有唯一解,求函數(shù)y=f(x)的解析式和f(f(-3))的值.
解:因?yàn)閒(2)=1,所以=1,即2a+b=2,①
又因?yàn)閒(x)=x有唯一解,即=x有唯一解,所以ax2+(b-1)x=0有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根,所以Δ=(b-1)2=0,即b=1.
代入①得a=.
所以f(x)==.
所以f(f(-3))=f=f(6)==.
8.某企業(yè)生產(chǎn)某種產(chǎn)品時(shí)的能耗y與產(chǎn)品件數(shù)x之間的關(guān)系式為:y=ax+.且當(dāng)x=2時(shí),y=100;當(dāng)x=7時(shí),y=35 46、.且此產(chǎn)品生產(chǎn)件數(shù)不超過20件.
(1)寫出函數(shù)y關(guān)于x的解析式;
(2)用列表法表示此函數(shù),并畫出圖象.
解:(1)將與代入y=ax+中,
得??
所以所求函數(shù)解析式為y=x+(x∈N,0 47、8.8
28.3
28.1
28
28.1
28.25
28.5
28.9
29.3
29.8
依據(jù)上表,畫出函數(shù)y的圖象如圖所示,是由20個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的點(diǎn)列.
第二課時(shí) 分段函數(shù)與映射
預(yù)習(xí)課本P21~23,思考并完成以下問題
(1)什么是分段函數(shù)?分段函數(shù)是一個(gè)還是幾個(gè)函數(shù)?
48、
(2)怎樣求分段函數(shù)的值?如何畫分段函數(shù)的圖象?
(3)映射的定義是什么?映射和函數(shù)的關(guān)系怎樣?
49、
1.分段函數(shù)
(1)分段函數(shù)就是在函數(shù)定義域內(nèi),對于自變量x的不同取值范圍,有著不同的對應(yīng)關(guān)系的函數(shù).
(2)分段函數(shù)是一個(gè)函數(shù),其定義域、值域分別是各段函數(shù)的定義域、值域的并集;各段函數(shù)的定義域的交集是空集.
[點(diǎn)睛] (1)分段函數(shù)雖然由幾部分構(gòu)成,但它仍是一個(gè)函數(shù)而不是幾個(gè)函數(shù).
(2)分段函數(shù)的“段”可以是等長的,也可以是不等長的.如y=其“段”是不等長的.
2.映射的概念
設(shè)A,B是兩個(gè)非空的集合,如果按某一個(gè)確定的對應(yīng)關(guān)系f,使對于集合A中的任意一個(gè)元素x, 50、在集合B中
都有唯一確定的元素y與之對應(yīng),那么就稱對應(yīng)f:A→B為從集合A到集合B的一個(gè)映射.
[點(diǎn)睛] 映射由三要素組成,集合A,B以及A到B的對應(yīng)關(guān)系,集合A,B可以是非空的數(shù)集,也可以是點(diǎn)集或其他集合.
1.判斷(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)映射中的兩個(gè)非空集合并不一定是數(shù)集.( )
(2)分段函數(shù)由幾個(gè)函數(shù)構(gòu)成.( )
(3)函數(shù)f(x)=是分段函數(shù).( )
(4)若A=R,B={x|x>0},f:x→y=|x|,其對應(yīng)是從A到B的映射.( )
答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)×
2.已知f(x)=則f(-2)=( )
A.2 51、 B.4
C.-2 D.2或4
答案:A
3.已知集合A={a,b},集合B={0,1},下列對應(yīng)不是A到B的映射的是( )
答案:C
4.函數(shù)f(x)=的定義域?yàn)開_______.
答案:[1,+∞)
映射的概念
[例1] 下列對應(yīng)是不是從A到B的映射?
(1)A=B=N*,f:x→|x-3|;
(2)A=N,B=Q,f:x→;
(3)A={x|1≤x≤2},B={y|2≤y≤5},f:x→y=2x.
[解] (1)當(dāng)x=3∈A時(shí),|x-3|=0?B,即A中的元素3在B中沒有元素與之對應(yīng),所以(1)不是映射.
(2)當(dāng)x=0∈A時(shí), 52、無意義,即A中的元素0在B中沒有元素與之對應(yīng),所以(2)不是映射.
(3)當(dāng)1≤x≤2時(shí),2≤2x≤4,而且對于A中每一個(gè)x值,按照對應(yīng)關(guān)系y=2x,在B中都有唯一的元素與之對應(yīng),所以(3)是映射.
判斷一個(gè)對應(yīng)是不是映射的2個(gè)關(guān)鍵
(1)對于A中的任意一個(gè)元素,在B中是否有元素與之對應(yīng).
(2)B中的對應(yīng)元素是不是唯一的.
[點(diǎn)睛] “一對一”或“多對一”的對應(yīng)才可能是映射.
[活學(xué)活用]
1.已知A={1,2,3,…,9},B=R,從集合A到集合B的映射f:x→.
(1)與A中元素1相對應(yīng)的B中的元素是什么?
(2)與B中元素相對應(yīng)的A中的元素是什么?
解 53、:(1)A中元素1,即x=1,代入對應(yīng)關(guān)系得==,即與A中元素1相對應(yīng)的B中的元素是.
(2)B中元素,即=,解得x=4,因此與B中元素相對應(yīng)的A中的元素是4.
分段函數(shù)求值
[例2] 已知函數(shù)f(x)=
(1)求f的值;
(2)若f(x)=,求x的值.
[解] (1)因?yàn)閒=-2=-,
所以f=f==.
(2)f(x)=,若|x|≤1,則|x-1|-2=,
得x=或x=-.
因?yàn)閨x|≤1,所以x的值不存在;
若|x|>1,則=,得x=±,符合|x|>1.
所以若f(x)=,x的值為±.
1.求分段函數(shù)的函數(shù)值的方法
(1)確定要求值的自變量屬于哪一段 54、區(qū)間.
(2)代入該段的解析式求值,直到求出值為止.當(dāng)出現(xiàn)f(f(x0))的形式時(shí),應(yīng)從內(nèi)到外依次求值.
2.求某條件下自變量的值的方法
先假設(shè)所求的值在分段函數(shù)定義區(qū)間的各段上,然后相應(yīng)求出自變量的值,切記代入檢驗(yàn).
[活學(xué)活用]
2.已知f(x)=則f(-5)的值等于________.
解析:f(-5)=f(-5+2)=f(-3)=f(-3+2)=f(-1)=f(-1+2)=f(1)=2×1=2.
答案:2
3.函數(shù)f(x)=若f(x0)=8,則x0=________.
解析:當(dāng)x0≤2時(shí),f(x0)=x+2=8,即x=6,
∴x0=-或x0=(舍去); 55、
當(dāng)x0>2時(shí),f(x0)=x0,∴x0=10.
綜上可知,x0=-或x0=10.
答案:-或10
分段函數(shù)的圖象及應(yīng)用
題點(diǎn)一:分段函數(shù)的圖象的判定
1.函數(shù)f(x)=|x-1|的圖象是( )
解析:選B 法一:函數(shù)的解析式可化為y=畫出此分段函數(shù)的圖象,故選B.
法二:由f(-1)=2,知圖象過點(diǎn)(-1,2),排除A、C、D,故選B.
題點(diǎn)二:分段函數(shù)圖象的作法
2.已知f(x)=畫出f(x)的圖象.
解:利用描點(diǎn)法,作出f(x)的圖象,如圖所示.
題點(diǎn)三:由函數(shù)的圖象確定其解析式
3.已知函數(shù)f(x)的圖象如右圖所示,則f(x)的解析式是_ 56、_______.
解析:由圖可知,圖象是由兩條線段組成,當(dāng)-1≤x<0時(shí),設(shè)f(x)=ax+b,將(-1,0),(0,1)代入解析式,則∴
當(dāng)0≤x≤1時(shí),設(shè)f(x)=kx,將(1,-1)代入,則k=-1.
答案:f(x)=
題點(diǎn)四:分段函數(shù)的圖象及應(yīng)用
4.若定義運(yùn)算a⊙b=則函數(shù)f(x)=x⊙(2-x)的值域?yàn)開_______.
解析:由題意得f(x)=畫出函數(shù)f(x)的圖象得值域是(-∞,1].
答案:(-∞,1]
分段函數(shù)圖象的畫法
(1)對含有絕對值的函數(shù),要作出其圖象,首先應(yīng)根據(jù)絕對值的意義去掉絕對值符號(hào),將函數(shù)轉(zhuǎn)化為分段函數(shù),然后分段作出函數(shù)圖象.
(2) 57、作分段函數(shù)的圖象時(shí),分別作出各段的圖象,在作每一段圖象時(shí),先不管定義域的限制,作出其圖象,再保留定義域內(nèi)的一段圖象即可,作圖時(shí)要特別注意接點(diǎn)處點(diǎn)的虛實(shí),保證不重不漏.
層級(jí)一 學(xué)業(yè)水平達(dá)標(biāo)
1.下列對應(yīng)關(guān)系f中,能構(gòu)成從集合A到集合B的映射的是( )
A.A={x|x>0},B=R,f:x→|y|=x2
B.A={-2,0,2},B={4},f:x→y=x2
C.A=R,B={y|y>0},f:x→y=
D.A={0,2},B={0,1},f:x→y=
解析:選D 對于A,集合A中元素1在集合B中有兩個(gè)元素與之對應(yīng);對于B,集合A中元素0在集合B中無元素與之對應(yīng); 58、對于C,集合A中元素0在集合B中無元素與之對應(yīng).故A、B、C均不能構(gòu)成映射.
2.已知f(x)=則f(f(-7))的值為( )
A.100 B.10
C.-10 D.-100
解析:選A ∵f(x)=∴f(-7)=10.
f(f(-7))=f(10)=10×10=100.
3.下列圖形是函數(shù)y=x|x|的圖象的是( )
解析:選D 函數(shù)y=x|x|=故選D.
4.已知集合M={x|0≤x≤4},N={0|0≤y≤2},按對應(yīng)關(guān)系f不能構(gòu)成從M到N的映射的是( )
A.f:x→y=x B.f:x→y=x
C.f:x→y=x D.f:x 59、→y=
解析:選C 因?yàn)楫?dāng)x=4時(shí),y=×4=?N,所以C中的對應(yīng)關(guān)系f不能構(gòu)成從M到N的映射.
5.函數(shù)f(x)=的值域是( )
A.R B.[0,2]∪{3}
C.[0,+∞) D.[0,3]
解析:選B 先求各段上的圖象,再求各段值域的并集,即為該函數(shù)的值域.
6.已知f(x)=則f=________.
解析:依題意,得f==3,則f=f(3)=32-1=8.
答案:8
7.函數(shù)f(x)=若f(x)=3,則x的值是________.
解析:當(dāng)x≤-1時(shí),x+2=3,得x=1舍去,
當(dāng)-1 60、:A→B中,A=B={(x,y)|x,y∈R},且f:(x,y)→(x-y,x+y),則與A中的元素(-1,2)對應(yīng)的B中的元素為________.
解析:由題意知,與A中元素(-1,2)對應(yīng)的B中元素為(-1-2,-1+2),即(-3,1).
答案:(-3,1)
9.已知函數(shù)f(x)=
(1)求f(2),f(f(2))的值;
(2)若f(x0)=8,求x0的值.
解:(1)∵0≤x≤2時(shí),f(x)=x2-4,
∴f(2)=22-4=0,
f(f(2))=f(0)=02-4=-4.
(2)當(dāng)0≤x0≤2時(shí),
由x-4=8,
得x0=±2(舍去);
當(dāng)x0>2時(shí),由2x0 61、=8,得x0=4.
∴x0=4.
10.已知函數(shù)f(x)=1+(-2 62、(0,1),C錯(cuò);當(dāng)x=1時(shí),y=2,即圖象過點(diǎn)(1,2),B錯(cuò).故選A.
2.已知函數(shù)y=使函數(shù)值為5的x的值是( )
A.-2 B.2或-
C.2或-2 D.2或-2或-
解析:選A 當(dāng)x≤0時(shí),令x2+1=5,解得x=-2;當(dāng)x>0時(shí),令-2x=5,得x=-,不合題意,舍去.
3.已知映射f:A→B,其中集合A={-3,-2,-1,1,2,3,4},集合B中的元素在A中都能找到元素與之對應(yīng),且對任意的a∈A,在B中和它對應(yīng)的元素是|a|,則集合B中元素的個(gè)數(shù)是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
解析:選A 注意到對應(yīng)法則 63、是f:a→|a|,因此3和-3對應(yīng)集合B中的元素3;2和-2對應(yīng)集合B中的元素2;1和-1對應(yīng)集合B中的元素1;4對應(yīng)集合B中的元素4.所以B={1,2,3,4},有4個(gè)元素.
4.某單位為鼓勵(lì)職工節(jié)約用水,作出了如下規(guī)定:每位職工每月用水量不超過10立方米的,按每立方米m元收費(fèi);用水量超過10立方米的,超過部分按每立方米2m元收費(fèi).某職工某月繳水費(fèi)16m元,則該職工這個(gè)月實(shí)際用水量為( )
A.13立方米 B.14立方米
C.18立方米 D.26立方米
解析:選A 該單位職工每月應(yīng)繳水費(fèi)y與實(shí)際用水量x滿足的關(guān)系式為
y=由y=16m,可知x>10.令2mx-10m=16 64、m,解得x=13.
5.函數(shù)f(x)=的值域是________.
解析:當(dāng)x≥0時(shí),f(x)≥1,
當(dāng)-2≤x<0時(shí),2 65、求函數(shù)f(x)的解析式.
解:(1)直接由圖中觀察,可得
f(f(0))=f(4)=2.
(2)設(shè)線段AB所對應(yīng)的函數(shù)解析式為y=kx+b,
將與代入,
解得得
∴y=-2x+4(0≤x≤2).
同理,線段BC所對應(yīng)的函數(shù)解析式為
y=x-2(2
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