函数及其表示知识框架

一、知识点 1．函数的概念：
设A 、B 是非空的数集，如果按照某个确定的对应关系f ，使对于集合A 中的任意一个数x ，在集合B 中都有唯一确定的数f(x)和它对应，那么就称f ：A →B 为从集合A 到集合B 的一个函数。

记作：y=f(x)，x ∈A 。

其中，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。

注意：（1）“y=f(x)”是函数符号，可以用任意的字母表示，如“y=g(x)”；
（2）函数符号“y=f(x)”中的f(x)表示与x 对应的函数值，一个数，而不是f 乘x 。

2．构成函数的三要素：定义域、对应关系和值域
模块框架 高考要求
知识内容
函数及其表示
（1）解决一切函数问题必须认真确定该函数的定义域，函数的定义域包含三种形式：
①自然型：指函数的解析式有意义的自变量x的取值范围（如：分式函数的分母不为
零，偶次根式函数的被开方数为非负数，对数函数的真数为正数，等等）；
②限制型：指命题的条件或人为对自变量x的限制，这是函数学习中重点，往往也是
难点，因为有时这种限制比较隐蔽，容易犯错误；
③实际型：解决函数的综合问题与应用问题时，应认真考察自变量x的实际意义。

（2）求函数的值域是比较困难的数学问题，中学数学要求能用初等方法求一些简单函数的值域问题。

①配方法（将函数转化为二次函数）；②判别式法（将函数转化为二次方程）；③不等
式法（运用不等式的各种性质）；④函数法（运用基本函数性质，或抓住函数的单调性、函数图象等）。

3．两个函数的相等：
函数的定义含有三个要素，即定义域A、值域C和对应法则f。

当函数的定义域及从定义域到值域的对应法则确定之后，函数的值域也就随之确定。

因此，定义域和对应法则为函数的两个基本条件，当且仅当两个函数的定义域和对应法则都分别相同时，这两个函数才是同一个函数。

4．区间
（1）区间的分类：开区间、闭区间、半开半闭区间；
（2）无穷区间；
（3）区间的数轴表示。

5．映射的概念
一般地，设A、B是两个非空的集合，如果按某一个确定的对应法则f，使对于集合A 中的任意一个元素x，在集合B中都有唯一确定的元素y与之对应，那么就称对应f：A→B为从集合A到集合B的一个映射。

记作“f：A→B”。

函数是建立在两个非空数集间的一种对应，若将其中的条件“非空数集”弱化为“任意两个非空集合”，按照某种法则可以建立起更为普通的元素之间的对应关系，这种的对应就叫映射。

注意：（1）这两个集合有先后顺序，A到B的射与B到A的映射是截然不同的．其中f表示具体的对应法则，可以用汉字叙述。

（2）“都有唯一”什么意思？
包含两层意思：一是必有一个；二是只有一个，也就是说有且只有一个的意思。

6．常用的函数表示法
（1）解析法：就是把两个变量的函数关系，用一个等式来表示，这个等式叫做函数的解析表达式，简称解析式；
（2）列表法：就是列出表格来表示两个变量的函数关系；
（3）图象法：就是用函数图象表示两个变量之间的关系。

7．分段函数
若一个函数的定义域分成了若干个子区间，而每个子区间的解析式不同，这种函数又称分段函数；
8．复合函数
若y=f(u)，u=g(x),x∈(a，b)，u∈(m,n)，那么y=f[g(x)]称为复合函数，u称为中间变量，它的取值范围是g(x)的值域。

二、重点题型解析
1．求函数解析式的题型有：
（1）已知函数类型，求函数的解析式：待定系数法；
（2）已知()f x 求[()]f g x 或已知[()]f g x 求()f x ：换元法、配凑法；
（3）已知函数图像，求函数解析式；
（4）()f x 满足某个等式，这个等式除()f x 外还有其他未知量，需构造另个等式：解方程组法；
（5）应用题求函数解析式常用方法有待定系数法等。

2．求函数定义域一般有三类问题：
（1）给出函数解析式的：函数的定义域是使解析式有意义的自变量的取值集合；
（2）实际问题：函数的定义域的求解除要考虑解析式有意义外，还应考虑使实际问题有意义；
（3）已知()f x 的定义域求[()]f g x 的定义域或已知[()]f g x 的定义域求()f x 的定义域：
①掌握基本初等函数（尤其是分式函数、无理函数、对数函数、三角函数）的定义域； ②若已知()f x 的定义域[],a b ，其复合函数[]()f g x 的定义域应由()a g x b ≤≤解出。

3．求函数值域的各种方法
函数的值域是由其对应法则和定义域共同决定的。

其类型依解析式的特点分可分三类：(1)求常见函数值域；(2)求由常见函数复合而成的函数的值域；(3)求由常见函数作某些“运算”而得函数的值域。

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 a
c y y 4)4(|2-≥}； 当a <0时，值域为{a
b a
c y y 4)4(|2
-≤}。

②配方法：转化为二次函数，利用二次函数的特征来求值；常转化为型如：),(,)(2n m x c bx ax x f ∈++=的形式；
③分式转化法（或改为“分离常数法”）
④换元法：通过变量代换转化为能求值域的函数，化归思想；
⑤三角有界法：转化为只含正弦、余弦的函数，运用三角函数有界性来求值域； ⑥基本不等式法：转化成型如：)0(>+=k x
k x y ，利用平均值不等式公式来求值域；
⑦单调性法：函数为单调函数，可根据函数的单调性求值域。

⑧数形结合：根据函数的几何图形，利用数型结合的方法来求值域。

三、八个《函数》问题
函数是高中数学中重要内容，学习函数时如果概念不清，性质理解不深刻，就会造成许多后遗症，影响后续知识的掌握。

下面提出有关的若干疑难问题进行剖析。

一、表达式相同的两个函数是否相同?
很多学生容易把具有相同表达式的两个函数看作同一个函数。

其实，由函数的表达式相，只能知道它们的对应法则相同，但还有定义域是否相同的问题，例如，f(x)=3x+1与g(x)=3x+1(x∈Z),尽管f(x)和g(x)的表达式相同，但由于它们的定义域分别为R和Z，故它们是不同的两个函数．
二、定义域和值域分别相同的两个函数是否是同一函数？
有些同学认为，两个函数定义域和值域分别相同，那么这两个函数必相等．其实不然，例如f(x)=x, x∈{0,1},g(x)=(x-1)2, x∈{0,1},这两个函数定义域和值域分别相同，但由于f(0)≠g(0), f(1)≠g(1),即当自变量x取相同值x0时，f(x0)≠g(x0),故f(x)≠g(x)．
事实上，两个函数相等的意义也可叙述成：如果两个函数f(x)和g(x)的定义域为D，且对于任一x0∈D,都有f(x0)=g(x0),那么f(x)=g(x)．
三、两个表达式不同的函数某些同变量函数值是否一定不相等？
两个表达式不同的函数某些同变量函数值不相等，这是一种比较常见的错误看法．例如，f(x)=x, x∈{0,1},g(x)=x2, x∈{0,1},尽管两个函数的表达式不同，但f(0)= g(0)=0, f(1)=g(1)=1．
四、复合函数y =f [g(x)]的定义域与y =f(x)的定义域一致吗？
复合函数的定义域受原函数的定义域制约．
已知函数y=f(x)的定义域为[a,b]，求函数y=f [g(x)]的定义域，是指求满足a≤g(x)≤b的x的取值域范围；而已知y=f [g(x)]的定义域是[a,b]，指的是x∈[a,b]．
五、函数的定义域可以是空集吗？
教材中指出：“设A、B是非空的数集，…”．由此，不存在定义域为空集的函数．当函数存在（给定）时，则其定义域一定不是空集；反之，当定义域为空集时，这样的函数不存在．
六．用解析法表示函数时，一个函数可以有两个或多个解析式吗？如果有，各解析式对自变量有何限制？函数定义域如何得到？
可以有两个或两个以上的解析式，这样的函数称为分段函数，但各解析式对自变量的取值范围不能出现公共部分，否则可能出现一个自变量的值求出两个函数值与函数定义矛盾．这时函数的定义域就是各个解析式中自变量取值范围所确定的集合的并集．七．为什么说，函数的解析式和定义域给出之后，它的值域相应被确定？
因为函数的定义域是自变量x的取值范围的集合，而函数解析式就是确定函数关系即定义域到值域的对应法则，在这个法则下，每一个x都有唯一的y与之对应，因此可由定义域确定值域．
八．表示函数的常用方法有几种？各有什么优点？
(1)表示函数的记号是y=f(x)，常用方法是解析法、列表法、图象法．
（2）把函数的两个变量之间的函数关系，用一个等式来表示，这个等式就叫做这个函数的解析表达式，简称解析式，用解析法表示函数的优点是①函数关系清楚，②给自变量一个值，可求它的函数值，③便于研究函数的性质．
(3)列表法就是列出表格来表示两个变量的函数关系．其优点是不必计算，查表可得
到自变量与函数的对应值．
(4)图象法就是用函数的图象表示两个变量之间的函数关系，其优点是直观形象地表示出函数值随自变量的变化规律．。