12,函数的概念(1)
函数的概念
1.2.1 函数的概念1.函数的概念(1)函数的概念:设A,B是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系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.显然,值域是集合B的子集.比如,甲、乙两地相距30 km,某人骑车从甲地去乙地,速度是12 km/h,出发t小时后行驶的路程是s km,则s是t的函数,记为s=12t,定义域是{t|0≤t≤2.5},值域为{s|0≤s≤30}.对集合{t|0≤t≤2.5}中的任意一个实数,在集合{s|0≤s≤30}中都有唯一的数s=12t和它对应.对函数概念的理解①“A,B是非空的数集”,一方面强调了A,B只能是数集,即A,B中的元素只能是实数;另一方面指出了定义域、值域都不能是空集,也就是说定义域为空集的函数是不存在的.②函数的三要素是:定义域、对应关系、值域.定义域就是非空数集A,而值域不一定是非空数集B,而是非空数集B的子集.例如,设集合A={x|x≠0,x∈R},B=R,按照确定的对应关系f:取倒数,对于集合A中的任意一个数x,在B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,于是y=f(x)=1x就称为从集合A到集合B的一个函数.此时A是函数y=1x的定义域,而值域D={y|y≠0,y∈R},显然D≠B,但D⊆B.③函数定义中强调“三性”:任意性、存在性、唯一性,即对于非空数集A中的任意一个(任意性)元素x,在非空数集B中都有(存在性)唯一(唯一性)的元素y与之对应.这“三性”只要有一个不满足,便不能构成函数.【例1-1】下列对应或关系式中是A到B的函数的是( )A.A∈R,B∈R,x2+y2=1B.A={1,2,3,4},B={0,1},对应关系如图:C.A=R,B=R,f:x→y=12x-D.A=Z,B=Z,f:x→y解析:对于A项,x2+y2=1可化为y=x∈A,y值不唯一,故不符合.对于B项,符合函数的定义.对于C项,2∈A,但在集合B中找不到与之相对应的数,故不符合.对于D项,-1∈A,但在集合B中找不到与之相对应的数,故不符合.答案:B点技巧判断一个对应关系是否是函数关系的方法从以下三个方面判断:(1)A,B必须都是非空数集;(2)A中任一实数在B中必须有实数和它对应;(3)A中任一实数在B中和它对应的实数是唯一的.注意:A中元素无剩余,B中元素允许有剩余.【例1-2】下列图形中不能确定y是x的函数的是( )解析:y是x的函数,必须满足对于任意给定的x值,y都有唯一确定的值与之对应.图象A,B,C所表示的对应关系能构成函数,因为任意给一个变量x,都有唯一确定的f(x)和它对应.但图象D不是,它表示的对应关系中,对于自变量x,一般都有两个函数值和它对应,不符合函数的定义.答案:D点技巧由图形判断从A到B的对应是否是函数关系有技巧(1)任取一条垂直于x轴的直线l;(2)在集合A中移动直线l;(3)若直线l与集合B所在图形有且只有一个交点,则是函数;否则不是函数.(2)对符号f(x)的理解①f(x)表示关于x的函数,又可以理解为自变量x对应的函数值,是一个整体符号,分开写符号f(x),如f,x,(x)等是没有意义的.符号f可以看作是对“x”施加的某种法则或运算,例如f(x)=x2-x+5,当x=2时,看作对“2”施加了这样的运算法则:先平方,再减去2,最后加上5;②对于f(x)中x的理解,虽然f(x)=3x与f(x+1)=3x从等号右边的表达式来看是一样的,但由于f施加法则的对象不一样(一个为x,而另一个为x+1),因此函数解析式也是不一样的;③函数符号f(x)并不一定是解析式,它可以是其他任意的一个对应关系,如图象、表格、文字、描述等;④f(x)与f(a),a∈A的关系:f(x)表示自变量为x的函数,表示的是变量,f(a)表示当x=a时的函数值,是一个值域内的值,是常量,如f(x)=x+1,当x=3时,f(3)=3+1=4.【例1-3】已知函数f (x )=3x 2-5x +2.(1)求f (3),(f ,f (a ),f (a +1);(2)若f (x )=0,求x .分析:(1)直接将自变量的值代入函数关系式计算求解;(2)已知函数值为0,建立关于自变量x 的方程,求解即可.解:(1)f (3)=3×32-5×3+2=14,f()=3×()2-5×()+2=8+,f (a )=3a 2-5a +2,f (a +1)=3(a +1)2-5(a +1)+2=3a 2+a .(2)∵f (x )=0,∴3x 2-5x +2=0,解得x =1或23x =.辨误区 求函数值易出现的错误 求函数值时,注意将对应的x 的值或代数式整体代入函数关系式求解,否则容易导致错误,例如本题容易将f (a +1)误解为f (a )+1,从而得出f (a =1)=3a 2-5a +3的错误结论.【例1-4】已知函数1()1f x x =+,g (x )=x 2+2,则f (g (2))=__________,g (f (2))=__________.解析:g (2)=22+2=6,f (g (2))=f (6)=11167=+,f (2)=11123=+,g (f (2))=21133g ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭+2=199. 答案:17 199 点技巧 函数值的求法 求函数值时,首先要确定函数的对应关系f 的具体含义,然后将变量代入解析式计算,对于f (g (x ))型的求值,按“由内到外”的顺序进行,要注意f (g (x ))与g (f (x ))的区别.2.区间区间是数学中表示“连续”的数集的一种形式.设a ,b 是两个实数,而且a <b .我们规定:(1)满足不等式a ≤x ≤b 的实数x 的集合叫做闭区间,表示为[a ,b ];(2)满足不等式a <x <b 的实数x 的集合叫做开区间,表示为(a ,b );(3)满足不等式a ≤x <b 或a <x ≤b 的实数x 的集合叫做半开半闭区间,分别表示为[a ,b ),(a ,b ].这里的实数a 与b 都叫做相应区间的端点.其中a 叫做左端点,b 叫做右端点. 实数集R 可以用区间表示为(-∞,+∞),“∞”读作“无穷大”,“-∞”读作“负无穷大”,“+∞”读作“正无穷大”.我们可以把满足x ≥a ,x >a ,x ≤b ,x <b 的实数x 的集合分别表示为[a ,+∞),(a ,+∞),(-∞,b ],(-∞,b ).谈重点(1)区间的左端点必须小于右端点,有时我们将b-a称之为区间长度,对于只有一个元素的集合我们仍然用集合来表示,如{a}.(2)对于一个点的集合,可以在数轴上用一个实心点表示.(3)用数轴来表示区间时,要特别注意实心与空心的区别.(4)对于一个不等式的解集,我们既可以用集合形式来表示,也可以用区间形式来表示,而对于取值范围,则既可以用区间也可以用集合,还可以用不等式直接表示.(5)由于区间是集合的一种形式,因此对于集合的运算和集合中的符号仍然成立.如x [2,+∞),[0,6) [-1,3]=[0,3]等.(6)区间是实数集的另一种表示方法,要注意区间表示实数集的几条原则,数集是连续的,左小,右大,开或闭不能混淆.(7)无穷大是一个符号,不是一个数.以“-∞”或“+∞”为区间一端时,这一端必须是小括号.【例2-1】将下列集合用区间表示出来.(1){x|x≥-1}; (2){x|x<0};(3){x|-1<x≤5}; (4){x|0<x<1,或2≤x≤4}.解:(1){x|x≥-1}=[-1,+∞). (2){x|x<0}=(-∞,0).(3){x|-1<x≤5}=(-1,5]. (4){x|0<x<1,或2≤x≤4}=(0,1) [2,4].【例2-2】已知区间[-2a,3a+5],求a的取值范围.解:由题意可知3a+5>-2a,解之得a>-1.故a的取值范围是(-1,+∞).3.函数相等如果两个函数的定义域...相同,并且对应关系....完全一致,我们就称这两个函数相等.释疑点 满足什么条件的两个函数相等 (1)由函数的定义可知,函数的三要素为:定义域、对应关系、值域.当两个函数的三要素对应相同时,这两个函数是相等的,但由于函数的值域是由定义域和对应关系决定的,因此当两个函数的定义域和对应关系相同时,它们的值域也一定相同.故只要两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,那么这两个函数就相等.(2)当两个函数的定义域和值域分别相同时,这两个函数不一定是同一函数,因为函数的定义域和值域不能唯一确定函数的对应关系,例如:函数f (x )=x 和函数f (x )=-x 的定义域相同,均为R ;值域也相同,均为R ,但这两个函数不是同一函数.【例3-1】下列函数与函数g (x )=2x -1(x >2)相等的是( )A .f (m )=2m -1(m >2)B .f (x )=2x -1(x ∈R )C .f (x )=2x +1(x >2)D .f (x )=x -2(x <-1)解析:对于A 项,函数y =f (m )与y =g (x )的定义域与对应关系均相同,故为相等的函数;对于B 项,两函数的定义域不同,因此不是相等的函数;对于C 项,两函数的对应关系不同,因此不是相等的函数;对于D 项,两函数的定义域与对应关系都不相同,故也不是相等的函数. 答案:A【例3-2】判断下列各组中的函数f (x )与g (x )是否表示同一个函数,并说明理由.(1)f (x )=x 2,g (x )=(x +1)2; (2)f (x )=(x -1)0,g (x )=1;(3)f (x )=x ,g (x ) (4)f (x )=|x |,g (x ).分析:求出函数f (x )与g (x )的定义域,若两者定义域不同,则两函数不为同一函数;若定义域相同,分别化简f (x )与g (x )的解析式,若化简后两者解析式相同,则两函数为同一函数,否则两函数不为同一函数.解:(1)定义域相同都是R ,但是它们的解析式不同,也就是对应关系不同,故不是同一个函数.(2)函数f (x )的定义域是{x |x ≠1},函数g (x )的定义域为R ,它们的定义域不同,故不是同一个函数.(3)定义域相同都是R ,但是f (x )=x ,g (x )=|x |,即它们的解析式不同,也就是对应关系不同,故不是同一函数.(4)定义域相同都是R ,解析式化简后都是y =|x |,即对应关系相同,那么值域必相同,这两个函数的三要素完全相同,故是同一个函数.辨误区 判断两个函数是否相等易忽略两点(1)判断两个函数是否相等的唯一依据是它的定义,即由定义域和对应关系是否相同确定,而与它们解析式中用什么符号表示自变量或函数无关,例如函数y =f (x ),x ∈A 与函数u =f (t ),t ∈A 是同一函数;(2)为了便于判断两个函数是否是同一个函数,对复杂的解析式可先化简再比较,但要注意化简前后的等价性,如f (x )=x 2-4x -2,不能写成f (x )=x +2,而应当是f (x )=x +2(x ≠2);g (x )=x 2,不能写成g (x )=x ,而应当是g (x )=|x |,这是容易出错的地方,要特别重视.4.具体函数定义域的求法函数的定义域是自变量x 的取值范围,如果未加特殊说明,函数的定义域就是指使函数关系式有意义的x 的取值范围,但在实际问题中,函数的定义域还要受到实际意义的制约.(1)求具体函数定义域的原则和方法主要有:①若f (x )为整式,则其定义域为实数集R .②若f (x )是分式,则其定义域是使分母不等于0的实数的集合.③若f (x )为偶次根式,则其定义域是使根号内的式子大于或等于0的实数的集合.④若f (x )是由几个部分的数学式子构成的,那么函数的定义域是使各部分都有意义的实数的集合,即交集.⑤实际问题中,定义域要受到实际意义的制约.(2)求给出解析式的函数的定义域的步骤为:①列出使函数有意义的x 所适合的式子(往往是一个不等式组);②解这个不等式组;③把不等式组的解表示成集合(或者区间)作为函数的定义域.【例4】求下列函数的定义域:(1)y = (2)0(1)||x y x x +=-;(3)1y x=. 解:(1)因为要使函数有意义,需1010x -≥⎧⎪⎨≠⎪⎩,⇔10x x ≤⎧⎨≠⎩,⇔x ≤1且x ≠0,所以函数y =(-∞,0) (0,1]. (2)由100x x x +≠⎧⎪⎨-≠⎪⎩,,得1x x x ≠-⎧⎪⎨≠⎪⎩,,因此x <0且x ≠-1. 故原函数的定义域为{x |x <0,且x ≠-1}.(3)因为要使函数有意义,需230,20,0,x x x +≥⎧⎪->⎨⎪≠⎩解得32-≤x <2且x ≠0,所以函数1y x =+的定义域为3,02⎡⎫-⎪⎢⎣⎭(0,2). 辨误区 求函数定义域时两点需注意 (1)求函数定义域的一个基本原则是解析式不能化简.例如,求函数y =x 2x 的定义域时,不能将y =x 2x化简为y =x ,而求得定义域为R 的错误结论;(2)函数的定义域是一个集合,必须用集合或区间表示出来.5.抽象函数的定义域的求法求抽象函数的定义域是学习中的一个难点问题,常见的题型有如下两种:①已知f(x)的定义域,求f(g(x))的定义域;②已知f(g(x))的定义域,求f(x)的定义域.下面介绍一下这两种题型的解法.(1)已知f(x)的定义域,求f(g(x))的定义域.一般地,若f(x)的定义域为[a,b],则f(g(x))的定义域是指满足不等式a≤g(x)≤b的x的取值范围.其实质是由g(x)的取值范围,求x的取值范围.(2)已知f(g(x))的定义域,求f(x)的定义域.函数f(g(x))的定义域为[a,b],指的是自变量x∈[a,b].一般地,若f(g(x))的定义域为[a,b],则f(x)的定义域就是g(x)在区间[a,b]上的取值范围(即g(x)的值域).其实质是由x的取值范围,求g(x)的取值范围.【例5-1】(1)已知函数f(x)的定义域为[1,2],求函数y=f(2x+1)的定义域;(2)已知函数y=f(2x+1)的定义域为[1,2],求函数y=f(x)的定义域;(3)已知函数y=f(2x+1)的定义域为[1,2],求函数y=f(2x-1)的定义域.解:(1)设2x+1=t,由于函数y=f(t)的定义域为[1,2],故1≤t≤2,即1≤2x+1≤2,解得0≤x≤12,所以函数y=f(2x+1)的定义域为10,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦.(2)设2x+1=t,因为1≤x≤2,所以3≤2x+1≤5,即3≤t≤5,函数y=f(t)的定义域为[3,5].由此得函数y=f(x)的定义域为[3,5].(3)因为函数y=f(2x+1)的定义域为[1,2],即1≤x≤2,所以3≤2x+1≤5.所以函数y=f(x)的定义域为[3,5].由3≤2x-1≤5,得2≤x≤3,所以函数y=f(2x-1)的定义域为[2,3].点技巧求抽象函数定义域有技巧(1)正确理解函数的定义域就是自变量x的取值范围;(2)运用整体的思想,在同一对应关系f下括号内的范围是一样的,即f(t),f(g(x)),f(h(x))中的t,g(x),h(x)的取值范围相同.【例5-2】若函数f(x)的定义域为[-2,1],求g(x)=f(x)+f(-x)的定义域.分析:f(x)+f(-x)的定义域是指当x在什么范围内取值时,才能使x,-x都在[-2,1]这个区间内,从而f(x)+f(-x)有意义.解:由题意,得2121xx-≤≤⎧⎨-≤-≤⎩,,即-1≤x≤1.故g(x)=f(x)+f(-x)的定义域为[-1,1].6.函数值域的求法(1)常见函数的定义域和值域:①一次函数f(x)=kx+b(k≠0)的定义域是R,值域是R.②反比例函数f (x )=k x(k ≠0)的定义域是(-∞,0) (0,+∞),值域是(-∞,0) (0,+∞).③二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0)的定义域是R .当a >0时,值域是⎣⎢⎡⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a ,+∞;当a <0时,值域是⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a . (2)求函数值域的常用方法.①观察法:通过对解析式的简单变形和观察,利用熟知的基本函数的值域,求出函数的值域;如求函数y =4-x 2的值域时,由x 2≥0及4-x 2≥0知4-x 2∈[0,2].故所求的值域为[0,2].②配方法:若函数是二次函数形式即可化为y =ax 2+bx +c (a ≠0)型的函数,则可通过配方后再结合二次函数的性质求值域,但要注意给定区间二次函数最值的求法.③换元法:对于一些无理函数,可通过换元把它们转化为有理函数,然后利用有理函数求值域的方法,间接地求解原函数的值域.例如形如y =ax +b ±cx +d 的函数,我们可令cx +d =t ,将函数y 转化为关于自变量t 的二次函数,然后利用配方法求其值域.④分离常数法:将形如y =cx +d ax +b (a ≠0)的函数,分离常数,变形过程为cx +d ax +b=c a (ax +b )+d -bc a ax +b =c a +d -bc a ax +b ,再结合x 的范围确定d -bc a ax +b的取值范围,从而确定函数的值域.(3)求函数的值域没有通用的方法和固定的模式,要靠自己在解题过程中逐渐探索和积累.除了上述常用的方法外,还有最值法、数形结合法等,应注意选择最优的解法.总之,求函数的值域关键是要重视对应关系的作用,还要特别注意定义域对值域的制约.例如,求函数y =2x +1,x ∈(-1,1]的值域.解:画出y =2x +1的图象.由图象可知y =2x +1,x ∈(-1,1]的值域为(-1,3].【例6】求下列函数的值域.(1)y =2x +1,x ∈{1,2,3,4,5}; (2)y 1;(3)y =x 2-4x +6,x ∈[1,5); (4)5142x y x -=+; (5)224321x x y x x -+=--; (6)y =x解:(1)∵x ∈{1,2,3,4,5},∴y ∈{3,5,7,9,11}.∴所求函数的值域为{3,5,7,9,11}.(2)的取值范围求.≥0-1≥-1. ∴函数y-1的值域为[-1,+∞).(3)配方:y =x 2-4x +6=(x -2)2+2,∵x ∈[1,5),由图所示,∴所求函数的值域为[2,11).(4)借助反比例函数的特征求.5142x y x -=+510(42)14442x x +--=+514(42)4442x x +-=+5742(42)x =-+. ∵72(42)x +≠0, ∴y ≠54. ∴函数5142x y x -=+的值域为5,4y y y ⎧⎫∈≠⎨⎬⎩⎭R 且. (5)∵2243(1)(3)321(1)(21)21x x x x x y x x x x x -+---===---++(x ≠1), 又∵17(21)31722212122(21)x x x x x +--==-+++,当x =1时,原式1322113y -==-⨯+. ∴函数224321x x y x x -+=--的值域为12,,23y y y y ⎧⎫∈≠≠-⎨⎬⎩⎭R 且且. (6)设12u x ⎫=≥⎪⎭,则212u x +=(u ≥0), 于是y =212u ++u =2(1)2u +(u ≥0).∵由u ≥0,可知(u +1)2≥1,∴y ≥12. ∴函数y =x1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭. 辨误区 求函数值域易疏忽的问题 (1)求函数值域时一定要注意其定义域的影响,如函数y =x 2-4x +6的值域与函数y =x 2-4x +6,x ∈[1,5)的值域是不同的;(2)在利用换元法求函数的值域时,一定要注意换元后新元取值范围的变化,例如求函数y =xt =y 转化为关于自变量t 的二次函数后,自变量t 的范围是t ≥0.7.函数与集合的综合应用定义域、对应关系和值域是函数的三要素,其中定义域是本节学习的重点和难点.函数的定义域是数集,“连续”的数集常用区间表示,也可以用集合的描述法或列举法表示.因此,函数与集合的综合应用题通常是在函数的定义域与集合的表示法的交会处设置题目.解决此类综合应用问题时,要注意:(1)能够正确求出函数的定义域可以这样理解函数:把函数看成面粉加工厂,那么定义域就是这个工厂的原料——小麦,值域就是这个工厂的产品——面粉.因此,要看这个工厂加工成的面粉质量怎样,那么首先看看其所购原料(小麦)的质量如何.如果小麦质量不过关,再好的加工机加工出来的面粉质量也不过关.同样,讨论函数问题时,要遵守定义域优先的原则,如果求错了函数的定义域,那么无论后面的步骤怎样,本题就必定错了.(2)能正确解决有关集合问题如,能明确集合中的元素,会判断两个集合间的关系,能进行集合的交集、并集和补集运算,会借助于数轴或Venn 图找到解决问题的思路等等.【例7-1】在下列从集合A 到集合B 的对应关系中,不可以确定y 是x 的函数的是( )①A ={x |x ∈Z },B ={y |y ∈Z },对应关系f :x →y =3x ;②A ={x |x >0,x ∈R },B ={y |y ∈R },对应关系f :x →y 2=3x ;③A =R ,B =R ,对应关系f :x →y =x 2;④A ={(x ,y )|x ∈R ,y ∈R },B =R ,对应关系f :(x ,y )→s =x +y .A .①④B .②③④C .②③D .①②④解析:①在对应关系f 下,A 中不能被3整除的数在B 中没有象,所以不能确定y 是x 的函数.②在对应关系f 下A 中的数在B 中有两个数与之对应,所以不能确定y 是x 的函数.③显然y 是x 的函数.④A 不是数集,所以不能确定y 是x 的函数. 答案:D【例7-2】已知函数f (x )=-的定义域是集合A ,函数g (x )=+的定义域是集合B ,若A B =B ,求实数a 的取值范围. 解:要使函数f (x )有意义,自变量x 的取值需满足1010x x ->⎧⎨+>⎩,解得-1<x <1.因此A ={x |-1<x <1}.要使函数g (x )有意义,自变量x 的取值需满足1020a x x a +->⎧⎨->⎩,,解得2a <x <1+a .由于函数的定义域不是空集,所以有2a <1+a ,解得a <1. 因此B ={x |2a <x <1+a }.由于A B =B ,则B ⊆A ,则有11211a a a +≤⎧⎪≥-⎨⎪<⎩,,,解得12-≤a ≤0. 故实数a 的取值范围是12-≤a ≤0,即a ∈1,02⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. 8.创新拓展题与本节内容有关的创新拓展题,一般为求值问题,但要求的式子较多,不便或不能一一求解.我们在解决这类问题时,要注意观察所要求的式子,发掘它们之间的规律,进而去化简,从而得出问题的求解方法.例如:已知f (x )=221x x+,求f (1)+f (2)+12f ⎛⎫⎪⎝⎭+f (3)+13f ⎛⎫⎪⎝⎭+f (4)+14f ⎛⎫ ⎪⎝⎭的值.解:根据所求式子特点,猜测f (a )+1f a ⎛⎫ ⎪⎝⎭的值应为定值,下面求f (a )+1f a ⎛⎫⎪⎝⎭的值,f (a )+222222211111111a a a f a a a a a⎛⎫=+=+ ⎪++⎝⎭++=1. 于是f (2)+12f ⎛⎫ ⎪⎝⎭=f (3)+13f ⎛⎫ ⎪⎝⎭=f (4)+14f ⎛⎫ ⎪⎝⎭=1,f (2)+12f ⎛⎫ ⎪⎝⎭+f (3)+13f ⎛⎫⎪⎝⎭+f (4)+14f ⎛⎫⎪⎝⎭=3.又f (1)=12,所以f (1)+f (2)+12f ⎛⎫ ⎪⎝⎭+f (3)+13f ⎛⎫ ⎪⎝⎭+f (4)+14f ⎛⎫⎪⎝⎭=72. 【例8-1】已知a ,b ∈N *,f (a +b )=f (a )·f (b ),f (1)=2,则(2)(3)(1)(2)f f f f ++…+(2012)(2013)(2011)(2012)f f f f +=__________. 解析:分子是f (x ),分母是f (x -1),故先根据f (a +b )=f (a )·f (b ),求出f (x )与f (x -1)的关系,即求出()(1)f x f x -的值,再代入求值. ∵f (a +b )=f (a )·f (b ),f (1)=2, ∴令a =b =1,得f (2)=f (1)·f (1)=4.∴(2)(1)f f =2.∴令a =2,b =1,得f (3)=f (2)·f (1)=8.∴(3)(2)f f =2. 故猜测()(1)f x f x -=2,下面我们具体来求()(1)f x f x -的值. 令a =x -1,b =1,得f (x )=f (x -1+1)=f (x -1)·f (1)=2f (x -1),于是()(1)f x f x -=2(x ≥2,x ∈N *). 故(2)(3)(1)(2)f f f f ++…+(2012)(2013)(2011)(2012)f f f f +=2+2+…+2=2×2 012=4 024. 答案:4 024【例8-2】已知函数f (x )=221x x+. (1)求f (2)与12f ⎛⎫ ⎪⎝⎭,f (3)与13f ⎛⎫⎪⎝⎭;(2)由(1)中求得结果,你能发现f (x )与1f x ⎛⎫⎪⎝⎭有什么关系?并证明你的发现;(3)求f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 013)+12f ⎛⎫ ⎪⎝⎭+13f ⎛⎫ ⎪⎝⎭+…+12013f ⎛⎫ ⎪⎝⎭. 解:(1)∵f (x )=221x x +,∴f (2)=2224125=+,22111225112f ⎛⎫⎪⎛⎫⎝⎭== ⎪⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭,f (3)=22391310=+,221113310113f ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎝⎭== ⎪⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭. (2)由(1)发现f (x )+1f x ⎛⎫⎪⎝⎭=1.证明如下:f (x )+222211111x x f x x x ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎝⎭=+ ⎪+⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭=222111x x x +++=1. (3)f (1)=2211112=+.由(2)知f (2)+12f ⎛⎫ ⎪⎝⎭=1,f (3)+13f ⎛⎫ ⎪⎝⎭=1,…,f (2 013)+12013f ⎛⎫⎪⎝⎭=1, ∴原式=20121140251111 2 012222+++++=+= …个.。
函数的概念(第一课时)
定义域 对应关系
值域Biblioteka 任意性 唯一性谢谢
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/4
定的数f(x)和它对应,那么就称A f:B
为从集合A到B的一个函数,记作:
y f x,xA
其中x的自变量取值范围A叫做函数的定义
域;与x相对应的y值叫做函数值,函数值
的集合
叫做函数
的值域 f x x A
定义域、对应关系、值域
判断下列是否是函数
A Z, B 1,1
成
可以2表,5示 成
可2,以5表示
同学们发现和之前我们 学的集合有什么不同吗?
用区间表示下列集合
x x 1 ,1=
x x 1或x 3 -,-31,+=
x x 1且x 1 1,1 =1,
R-=,
总结
函数概念 区间
函数及其表示
函数的概念
yx
y1
x
y x2 x 1
• 设在某变化过程中有两个变量x、y,如 果对于x在某一范围内的每一个确定的值, y都有唯一确定的值与它对应,那么就称 y是x的函数,x叫做自变量。
设A,B是两个非空的数集,如果按照 某种确定的对应关系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
当n为偶f 数(n)时1,
当n为f (奇n) 数 时1,
A 1, 2,3, B 7,8,9, f (1) f (2) 7, f (3) 8
A R, B y y 0, f : x y x
1
A 1, 2,3, B 7,8,9
2
3
7
8有
9
两个“允许”与两个“不 允许”
高中数学函数知识点(详细)
第二章 函数一.函数1、函数的概念:(1)定义: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)(x f 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 =)(x f ,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{)(x f | x ∈A }叫做函数的值域. (2)函数的三要素:定义域、值域、对应法则(3)相同函数的判断方法:①表达式相同(与表示自变量和函数值的字母无关);②定义域一致 (两点必须同时具备)2、定义域:(1)定义域定义:函数)(x f 的自变量x 的取值范围。
(2)确定函数定义域的原则:使这个函数有意义的实数的全体构成的集合。
(3)确定函数定义域的常见方法:①若)(x f 是整式,则定义域为全体实数②若)(x f 是分式,则定义域为使分母不为零的全体实数 例:求函数xy 111+=的定义域。
③若)(x f 是偶次根式,则定义域为使被开方数不小于零的全体实数例1. 求函数 ()2143432-+--=x x xy 的定义域。
例2. 求函数()02112++-=x x y 的定义域。
④对数函数的真数必须大于零⑤指数、对数式的底必须大于零且不等于1⑥若)(x f 为复合函数,则定义域由其中各基本函数的定义域组成的不等式组来确定⑦指数为零底不可以等于零,如)0(10≠=x x⑧实际问题中的函数的定义域还要保证实际问题有意义. (4)求抽象函数(复合函数)的定义域已知函数)(x f 的定义域为[0,1]求)(2x f 的定义域 已知函数)12(-x f 的定义域为[0,1)求)31(x f -的定义域3、值域 :(1)值域的定义:与x 相对应的y 值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域。
(2)确定值域的原则:先求定义域 (3)常见基本初等函数值域:一次函数、二次函数、反比例函数、指数函数、对数函数、三角函数(正余弦、正切)(4)确定函数值域的常见方法:①直接法:从自变量x 的范围出发,推出()y f x =的取值范围。
函数的概念及表示
函数的概念及表示知识点1:函数的概念1.函数的定义:一般地,设A,B是两个非空的数集,如果按某种对应法则f,对于集合A 中的每一个元素x,在集合B中都有唯一的元素y和它对应,那么这样的对应叫做从A到B 的一个函数,通常记为:y=f(x),x∈A.其中,所有的输入值x组成的集合A叫做函数y=f(x)的定义域.2.规律方法:(1)判断一个对应关系是否是函数,要从以下三个方面去判断,即A、B必须是非空数集;A 中任何一个元素在B中必须有元素与其对应;A中任一元素在B中必有唯一元素与其对应.(2)函数的定义中“每一个元素”与“有唯一的元素y”说明函数中两变量x,y的对应关系是“一对一”或者是“多对一”而不能是“一对多”.考点1:函数的判定典型例题例1 判断下列对应f是否为从集合A到集合B的函数.(1)A=N,B=R,对于任意的x∈A,x→±x;(2)A=R,B=N*,对于任意的x∈A,x→|x-2|;(3)A={1,2,3},B=R,f(1)=f(2)=3,f(3)=4;(4)A=[-1,1],B={0},对于任意的x∈A,x→0.例2 下列从集合A到集合B的对应关系中,不能构成从A到B的函数的是________.(只填序号)①集合A={x|1≤x≤2},B={y|1≤y≤4},f:x→y=x2;②集合A={x|2≤x≤3},B={y|4≤y≤7},f:x→y=3x-2;③集合A={x|1≤x≤4},B={y|0≤y≤3},f:x→y=-x+4;④集合A={x|1≤x≤2},B={y|1≤y≤4},f:x→y=4-x2;⑤集合A={(x,y)|x∈R,y∈R},B=R,对任意(x,y)∈A,f:(x,y)→x+y.知识点2:函数的图像1.概念:将自变量的一个值x0作为横坐标,相应的函数值f(x0)作为纵坐标,就得到坐标平面上的一个点(x0,f(x0)),当自变量取遍函数定义域A中的每一个值时,就得到一系列这样的点,所有这些点组成的集合(点集)为{(x,f(x))|x∈A},即{(x,y)|y=f(x),x∈A},所有这些点组成的图形就是函数y=f(x)的图象.2.作函数图像的方法:(1)利用描点法作函数图象的基本步骤:求定义域→化简解析式→列表→描点→连线(2)在画定义域为某一区间的函数图象时,要注意端点值的画法,闭区间画实心点,开区间画空心圈.考点1:画函数的图象 典型例题例1 作下列函数的图象(1)y =x 2+x (-1≤x ≤1); (2)y =2x (-2≤x <1,且x ≠0).(3)y =1+x (x ∈Z); (4)y =x 2-2x ,x ∈[0,3).考点2:函数图象的识别例1 设abc >0,二次函数f (x )=ax 2+bx +c 的图象可能是________.(填序号)例2 如图所示,函数y =ax 2+bx +c 与y =ax +b (a ≠0)的图象可能是________(填序号).考点3:函数图象的应用例1 画出函数f(x)=-x2+2x+3的图象,并根据图象回答下列问题:(1)比较f(0)、f(1)、f(3)的大小;(2)若x1<x2<1,比较f(x1)与f(x2)的大小;(3)求函数f(x)的值域;(4)若关于x的方程f(x)=k在[-1,2]内仅有一个实根,求k的取值范围.例2 若方程-x2+3x-m=3-x在x∈(0,3)内有唯一解,求实数m的取值范围.考点4:函数图像在实际问题中的应用例1 某商场销售一批进价是30元/件的商品,在市场试销中发现,此商品的销售单价x元与日销售量y件之间有如下关系(见表):(1)在所给的坐标系中,根据表中提供的数据描出实数对(x,y)对应的点,并确定y与x的一个函数关系式y=f(x);(2)设销售此商品的日销售利润为P元,根据上述关系写出P关于x的函数关系式,并指出销售单价x为多少元时,才能获得最大日销售利润?知识点3:函数的定义域1.概念:函数的定义域是指自变量x的范围2.函数定义域的求解方法:(1)若()x f为整式,则定义域为R.(2)若()x f是分式,则其定义域是分母不为0的实数集合(3)若()x f 是偶次根式,则其定义域是使根号下式子不小于0的实数的集合; (4)若()x f 是由几部分组成的,其定义域是使各部分都有意义的实数的集合; (5)实际问题中,确定定义域要考虑实际问题. 考点1:具体函数定义域求解 例1 求下列函数的定义域:⑴y =⑵y =⑶01(21)111y x x =+-++-考点2:抽象函数定义域求解例1 设函数f x ()的定义域为[]01,,则函数f x ()2的定义域为_ _ _;函数f x ()-2的定义域为________;例 2 若函数(1)f x +的定义域为[]-23,,则函数(21)f x -的定义域是 ;函数1(2)f x+的定义域为 .例3 已知()x f 的定义域为[]1,0,求函数()⎪⎭⎫⎝⎛++=342x f x f y 的定义域.例4 已知函数f x ()的定义域为 [1,1]-,且函数()()()F x f x m f x m =+--的定义域存在,求实数m 的取值范围.知识点4:函数的值域1.概念:函数的值域指因变量y 的范围2.函数值域的求解方法: (1)观察法 (2)判别式法 (3)配方法 (4)换元法 (5)不等式法 (6)图像法 (7)分离常数法 考点1:用观察法求值域 例1 求下列函数的值域:(1)2415+-=x x y (2)123422--+-=x x x x y考点2:用配方法求值域例1 求函数242y x x =-++([1,1]x ∈-)的值域.考点3:用反解+判别式法求值域例1 求函数3274222++-+=x x x x y 的值域考点4:用换元法求值域 例1 求函数12--=x x y 的值域考点5:用不等式法求值域例1 求函数()22415≥+-=x x x y 的值域考点6:用图像法求值域 例1 求下列函数的值域:⑴223y x x =+- ()x R ∈ ⑵223y x x =+- [1,2]x ∈例2 画出函数[]5,1,642∈+-=x x x y 的图像,并根据其图像写出该函数的值域。
函数的概念及其表示
函数的概念及其表示知识梳理1.函数的基本概念(1)函数的定义一般地,设A,B是两个非空数集,如果按照某种确定的对应关系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)与之对应;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.(2)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,函数值的集合叫做函数的值域.(3)函数的三要素是:定义域、值域和对应关系.(4)表示函数的常用方法有:解析法、列表法和图象法.(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.2.函数定义域的求法要点一、函数的概念例1、设集合M={x|0≤x≤2},N={y|0≤y≤2},那么下面的4个图形中,能表示集合M 到集合N的函数关系的有()A.①②③④B.①②③C.②③D.②例2、下列四组函数中,表示同一函数的是()A.f(x)=|x|,g(x)=B.f(x)=lg x2,g(x)=2lg xC.f(x)=,g(x)=x+1D.f(x)=•,g(x)=例3、下列集合A,B及其对应法则,不能构成函数的是()A.A=B=R f(x)=|x|B.A=B=RC.A={1,2,3,4),B={2,3,4,5,6}f(x)=x+1D.A={x|x>0},B={1}f(x)=x0答案:C A B练习1、下列四个图形中不可能是函数y=f(x)图象的是()A.B.C.D.2、已知函数f(x)的定义域A={x|0≤x≤2},值域B={y|1≤y≤2},下列选项中,能表示f (x)的图象的只可能是()A.B.C.D.3、下列四组函数中的f(x)和g(x)相等的是()A.B.C.D.4、下列对应是从集合A到B的函数的是()A.A=N,B=R,对应关系f:“求平方根”B.A=N*,B=N*,对应关系f:x→y=|x﹣3|C.A=R,B={0,1},对应关系f:D.A=Z,B=Q,对应关系5、中国清朝数学家李善兰在1859年翻译《代数学》中首次将“function”译做:“函数”,沿用至今,为什么这么翻译,书中解释说“凡此变数中函彼变数者,则此为彼之函数”.1930年美国人给出了我们课本中所学的集合论的函数定义,已知集合M={﹣1,1,2,4},N={1,2,4,16},给出下列四个对应法则:①,②y=x+1,③y=|x|,④y=x2,请由函数定义判断,其中能构成从M到N的函数的是()A.①③B.①②C.③④D.②④要点二、函数的定义域例4、函数的定义域是()A.(1,2]B.(1,2)C.(2,+∞)D.(﹣∞,2)例5、已知函数y=f(x+1)的定义域是[﹣1,2],则函数y=f(﹣x)的定义域为()A.[﹣3,0]B.[﹣1,2]C.[0,3]D.[﹣2,1]例6、若函数y=的定义域为R,则a的取值范围为()A.(0,4]B.[4,+∞)C.[0,4] D.(4,+∞)答案: B A C 练习6、函数f (x )=+的定义域为( )A .(﹣3,0]B .(﹣3,1]C .(﹣∞,﹣3)∪(﹣3,0]D .(﹣∞,﹣3)∪(﹣3,1] 7、函数f (x )=(x ﹣5)0+(x ﹣2)的定义域为( )A .{x ∈R |2<x <5或x >5}B .{x ∈R |x >2}C .{x ∈R |x >5}D .{x ∈R |x ≠5且x ≠2}8、若函数f (x )的定义域为[1,2],则函数y=f (x 2)的定义域为( ) A .[1,4]B .[1,] C .[﹣,] D .[﹣,﹣1]∪[1,]9、若函数f (3﹣2x )的定义域为[﹣1,2],则函数f (x )的定义域是( ) A .B .[﹣1,2]C .[﹣1,5]D .10、已知函数的定义域为R ,则实数a 的取值范围是( ) A .(0, B .(﹣∞,C .,+∞)D .[1,+∞)要点三、函数的解析式例7 (1)已知f ⎝⎛⎭⎫2x +1=lg x ,求f (x )的解析式.(2) f (x )为二次函数且f (0)=3,f (x +2)-f (x )=4x +2.试求出f (x )的解析式(3) 定义在(-1,1)内的函数f (x )满足2f (x )-f (-x )=lg(x +1),求函数f (x )的解析式. (4)定义在R 上的函数f (x )满足f (x +1)=2f (x ).若当0≤x ≤1时,f (x )=x (1-x ),则当-1≤x ≤0时,f (x )=________.练习11、已知函数,则( )A .f (x )=x 2+2x +1B .f (x )=x 2﹣2x +3(x ≥1)C .f (x )=x 2﹣2x +1D .f (x )=x 2+2x +3(x ≥1)12、若函数f (x )满足f ()=x ,则f (x )的解析式为( )A.f(x)=(x≠1)B.f(x)=,(x≠﹣1)C.f(x)=(x≠1)D.f(x)=(x≠﹣1)13、已知函数f(x)=2x+3,若f(g(x))=6x﹣7,则函数g(x)的解析式为()A.g(x)=4x﹣10B.g(x)=3x﹣5C.g(x)=3x﹣10D.g(x)=4x+414、若函数f(x)对于任意实数x恒有3f(x)﹣2f(﹣x)=5x+1,则f(x)=.15、已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=+1,则f(x)=.答案:1、C 2、D 3、C 4、C 5、C 6、C 7、A 8、D 9、C 10、C 11、B 12、A 13、B 14、x+1。
函数的概念简单理解
函数的概念简单理解函数的概念简单理解1. 引言函数是数学和编程中一种非常重要的概念。
它可以帮助我们解决各种问题,并且在许多领域都有广泛的应用。
在本文中,我们将深入探讨函数的概念,包括定义、特性以及其在数学和编程中的应用。
2. 函数的定义在数学中,函数是一种将一个集合的元素映射到另一个集合的元素的规则。
简而言之,函数可以将一个输入值映射到一个唯一的输出值。
数学上我们可以表示函数为“y = f(x)”,表示输入的值为x,输出的值为y。
其中,x被称为函数的自变量,y被称为函数的因变量。
在编程中,函数是一段可重用的代码块,它接受输入参数并返回一个输出值。
通过将代码封装在函数中,我们可以实现代码的模块化和可复用性。
3. 函数的特性函数具有以下几个重要的特性:(1)唯一性:对于每个输入,函数只能有一个输出。
这意味着函数可以将输入映射到输出的唯一结果。
(2)确定性:对于相同的输入,函数总是给出相同的输出。
这种确定性使得我们可以预测函数的行为并进行有效的计算。
(3)可逆性:对于某些函数,我们可以通过反转输入和输出来得到原始的输入。
这种可逆性在许多数学和编程问题中起着重要的作用。
(4)定义域和值域:函数的定义域是指所有可能的输入值的集合,而值域是指所有可能的输出值的集合。
函数的定义域和值域可以帮助我们确定函数的范围和限制。
4. 数学中的函数应用函数在数学中有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:(1)数学建模:函数可以帮助我们描述和解决各种实际问题。
通过建立数学模型,我们可以预测物体在空中的运动轨迹,或者计算复杂的统计数据。
(2)微积分:函数是微积分的基础。
通过对函数的导数和积分进行研究,我们可以计算函数的斜率、曲线的形状以及曲线下的面积。
(3)方程的解:函数可以帮助我们找到方程的解。
通过将方程转化为函数的形式,我们可以使用数值或符号方法找到方程的根。
5. 编程中的函数应用函数在编程中同样有重要的应用,包括但不限于以下几个方面:(1)代码的组织和复用:通过将代码封装在函数中,我们可以将复杂的问题分解为更小的任务,并实现代码的模块化和可复用性。
函数的概念
函数的概念(1)教案朔州市第四中学闫海宝函数的概念(1)知识与技能:了解函数的定义,能用集合与对应的语言来刻画函数,体会对应关系在刻画函数概念中的作用,了解构成函数的要素,掌握区间表示。
过程与方法:通过实例,进一步体会函数是描述变量之间的依赖关系密切的重要数学模型,在此基础上学习集合与对应语言来刻画函数,体会对应关系在刻画函数概念中的作用。
情感、态度与价值观:通过实例,感知体会函数在实际生活中的应用。
本课时教学重、难点:使学生在已有认识(把函数看成变量之间的依赖关系)的基础上,学会用集合与对应的语言来刻画函数的概念,及对符号()的理解,帮助,引导学生从初中学习到高中学习的过y f x渡。
在初中我们已经学过函数的概念,并且知道可以用函数描述变量间的依赖关系,现在我们进一步学习函数及其构成的要素。
问题1:同学们在初中已经学过“函数”请你们举几个函数的具体例子。
举具体的例子......初中函数的概念:在某个变化过程中有两个变量x,y,对于x每取一个值,y都有唯一确定的值与它对应,现在我们把y叫x的函数,x叫自变量,x的取值范围叫定义域,y的取值范围叫值域。
[两个变量,一个对应关系,定交域、值域] 问题2:前面我们学习了“集合”你能用“集合”以及对应的语言来刻画函数吗?设A、B是两个非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f ,使对与集合A中的任意一个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为集合A到集合B的一个函数,记作y=f(x),x∈A其中x叫自变量,x的取值范围A叫函数的定义域,与x的值对应的y值叫函数值,函数值的集合C={f(x)∣x∈A},叫做函数的值域C⊆B即:f: A→B x∈A y∈B y= f(x)注:①y=f(x)它不是与x的乘积,而是表示y是x的函数,是一个整体符号。
②f(x)不一定是解析式。
③f 是函数的体质特征,它好比计算机的某个“程序”。
④f(x)与f(a)是不同的。
函数的概念及其表示
函数的概念及其表示一、什么是函数?1、函数的定义: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(function )。
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(domain );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(range ). 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,是一个数;而f()表示的是对应关系。
(用集合关系讲解)2、映射与函数函数的特殊的映射二、构成函数的三要素:定义域、对应关系和值域1、函数是一个整体“y=f(x),x ∈A .”表示一个函数。
函数=定义域+对应关系+值域2、比喻理解:定义域f −−→值域 等价于 原材料f −−→产品 一个函数就是一个完整过程,定义域是原材料、对应关系f 是生产设备、值域是生产的产品,而我们是老板,老板刷题就是从三要素出发不断地管理匹配这个生产过程3、举例说明:21,y x x R =+∈问:定义域?值域是?对应关系是?三、求函数定义域主要题型:偶次方被开方数为非负;分式的分母不为零;零次幂的底数不为零;对数真数大于零;指数对数的底数大于零且不等于1例题讲解:1、1()f x x x =-2、1()11f x x=+ 3、()f x =4、2()ln(1)f x x =- 5、()1f x x =- 四、求函数解析式1、函数的三种表达方法解析式法+图像法+列表法 因此我们可以看出解析式是函数的表达方式之一,也是我们学习过程中接触最多的。
2、函数解析式求法1) 配凑法由已知条件(())()f g x F x =,可以将()F x 改写成关于()g x 的表达式,然后以x 替代()g x 例题:已知2222(1))3x f x x ++=-,求()f x 解析式 2) 待定系数法如已知函数类型(如一次函数、二次函数)可用待定系数法例题:已知()f x 是一次函数,且满足3(1)()29f x f x x +-=+,求函数()f x 的解析式3) 换元法若已知(())f g x 的解析式,可用换元法 例题:已知2222(1))3x f x x ++=-,求()f x 解析式 4) 解方程组法已知关于()f x 与1()f x 或者()f x -与()f x 的表达式,可根据条件构造出另外一个等式,组成方程组求解例题:已知()f x +21()f x=3x ,则求()f x 的解析式。
函数的概念知识点总结
函数的概念知识点总结本节主要知识点(1)函数的概念.(2)函数的三要素与函数相等.(3)区间的概念及其表示.知识点一 函数的概念初中学习的函数的传统定义一般地,如果在一个变化过程中,有两个变量x 和y ,对于x 的每一个值,y 都有唯一的值与之对应,我们就说x 是自变量,y 是因变量,此时也称y 是x 的函数. 函数的近代定义设A , B 是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系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()x f 和它对应,那么就称f :B A →为从集合A 到集合B 的一个函数,记作)(x f y =,A x ∈.其中,x 叫作自变量,x 的取值范围A 叫做函数的定义域;与x 的值相对应的y 值叫作函数值,函数值的集合{}A x x f y y ∈=),(叫做函数的值域.显然,值域是集合B 的子集.对函数的近代定义的理解(1)只有两个非空的数集之间才可能建立函数关系.定义域或值域为空集的函数是不存在的.如x x y --=11就不是函数.(2)注意函数定义中的“三性”:任意性、存在性和唯一性.任意性:集合A 中的任意一个元素x 都要考虑到.存在性:集合A 中的任意一个元素x ,在集合B 中都存在对应元素y .唯一性:在集合B 中,与每一个元素x 对应的元素y 是唯一的.(3)集合B 不一定是函数的值域,值域是集合B 的子集.在集合B 中,可以存在元素在集合A 中没有与之对应者.例1. 讨论二次函数的定义域和值域.解:二次函数的一般式为()02≠++=a c bx ax y ,为整式函数,所以其定义域为R ,其值域的确定分为两种情况:①当0>a 时,函数的值域为⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≥a b ac y y 442; ②当0<a 时,函数的值域为⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≤a b ac y y 442. 注意:上面讨论二次函数值域的结果是定义在实数集R 上的,若二次函数的定义域是R 的子集,则其值域的确定要结合二次函数的性质和图象的简图来确定.经过后面的学习可以知道,求函数的值域前要先确定函数的定义域.知识点二 函数的三要素函数的三要素分别是定义域、对应关系和值域.在函数的三要素中,只要定义域和对应关系确定了,函数的值域也就确定了. 定义域 使函数解析式有意义或使实际问题有意义的x 的取值范围.确定函数定义域时,要从两个方面考虑:(1)使函数解析式有意义;(2)符合客观实际.对应关系 用f 表示,对应关系又叫对应法则,它是函数的本质特征,是沟通定义域和值域的桥梁.对应关系的作用相当于对自变量x 施以某种运算,类似于程序的作用.值域 在函数的定义域内,所有对应的函数值的集合,叫做函数的值域.例2. 讨论反比例函数()0≠=k x k y 的定义域和值域. 解:反比例函数()0≠=k xk y 的定义域为{}0≠x x ,值域为{}0≠y y . ()()A a a f ∈与()x f 的区别与联系)(a f 表示当a x =时()x f 的函数值,是其值域内的一个值,它表示的是常量;)(x f表示自变量为x 的函数,它表示的是变量.如x x f 2)(=表示的是一个函数,()63=f 是它的一个函数值,是常量.知识点三 具体函数的定义域的确定方法所谓具体函数,指的是给出解析式的函数,与之相对的是抽象函数.根据函数解析式的特点来确定函数的定义域:(1)如果函数解析式是整式,则函数的定义域是全体实数,即R .(2)如果函数解析式中含有分式,则函数的定义域是使分式的分母不等于零的实数集;(3)如果函数解析式中含有二次根式,则函数的定义域是使二次根式的被开方数为非负数的实数集;(4)如果函数解析式中含有零指数幂或负整指数幂,则函数的定义域是使底数不等于零的实数集.(5)如果函数解析式含有上述两种或两种以上的结构特点,则函数的定义域是使每一部分有意义的实数集的交集.(6)如果函数解析式是由实际问题得到的,则函数的定义域还要符合客观实际.知识点四 函数的相等只有当两个函数的定义域和对应关系分别相同时,这两个函数才相等,即为同一个函数. 对函数的相等理解时要注意:(1)当一个函数的定义域和对应关系确定了,函数的值域也就确定了,所以当两个函数的定义域和对应关系分别相同时,两个函数才相等,即表示同一个函数.(2)定义域和对应关系二者中只要有一个不相同,两个函数就不相等.(3)定义域和值域分别相同的两个函数,不一定相等.如函数2)(-=x x f 与函数x x f 2)(=的定义域都是R ,值域都是R ,但它们表示的不是同一个函数,两个函数不相等.(4)因为函数是两个非空数集之间的对应关系,所以与用什么字母表示自变量,用什么字母表示因变量没有关系.如函数1)(2+=x x f 与函数1)(2+=t t f 表示的就是同一个函数.(5)对)(x f 中x 的理解:如果两个函数解析式的右边相同,但f 施加关系的对象不同,两个函数也不相等.如函数2)(x x f =和函数2)1(x x f =-表示的就不是同一个函数.例3. 下列各组函数表示同一函数的是【 】(A )x x f =)(,()2)(x x g = (B )1)(2+=x x f ,()12+=t t g(C )1)(=x f ,xx x g =)( (D )x x f =)(,()x x g =分析:这是判断两个函数相等的问题.只有当两个函数的定义域和对应关系分别相同时,这两个函数才相等,即为同一个函数.所以,当两个函数的定义域和对应关系二者中只要有一个不相同,两个函数就不相等.解:(A )选项中,函数x x f =)(的定义域为R ,函数()2)(x x g =的定义域为{}0≥x x ,它们的定义域不相同,所以它们不是同一函数;(B )选项中,两个函数的定义域和对应关系都相同,所以它们是同一函数,与用哪个字母表示自变量没有关系;(C )选项中,函数1)(=x f 为常数函数,其图象为一条平行于x 轴的直线,其定义域为R ,函数xx x g =)(的定义域为{}0≠x x ,它们的定义域不相同,所以它们不是同一函数;(D )选项中,函数x x f =)(与函数()x x g =的定义域均为R ,但二者的对应关系不相同,它们不是同一函数.选择【 B 】.例4. 求下列函数的定义域:(1)2322---=x x x y ; (2)x x y -⋅-=11; (3)x y --=113; (4)2253x x y -+-=.分析:例4给出的三个函数均为具体函数,求具体函数的定义域的方法是使函数解析式有意义的自变量的取值的集合,要表示成集合的形式或区间的形式.解:(1)由题意可知:⎩⎨⎧≠--≥-023202x x x ,即⎪⎩⎪⎨⎧-≠≠≤2120x x x 且,解之得:x ≤0且21-≠x . ∴函数2322---=x x x y 的定义域为⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎩⎨⎧-≠≤210x x x 且; (2)由题意可知:⎩⎨⎧≥-≥-0101x x ,解之得:1=x . ∴函数x x y -⋅-=11的定义域为{}1=x x ;(3)由题意可知:⎩⎨⎧≠--≥-01101x x ,即⎩⎨⎧≠≤01x x ,解之得:x ≤1且0≠x . ∴函数x y --=113的定义域为{}01≠≤x x x 且;(4)由题意可知:⎩⎨⎧≥-≥-050322x x ,即⎪⎩⎪⎨⎧≤≤--≤≥5533x x x 或 解之得:5-≤x ≤3-或3≤x ≤5. ∴函数2253x x y -+-=的定义域为{}5335≤≤-≤≤-x x x 或. 注意: (1)函数的定义域要表示成集合或区间的形式.(2)若函数的解析式为综合型,则定义域为解析式各部分有意义的交集.若交集在数轴上表示有两部分,则这两部分之间用“或”字.知识点五 区间的概念及其表示设b a ,是两个实数,且b a <,规定:(1)满足不等式a ≤x ≤b 的实数x 的集合,叫做闭区间,表示为[]b a ,;(2)满足不等式b x a <<的实数x 的集合,叫做开区间,表示为()b a ,;(3)满足不等式a ≤x b <或x a <≤b 的实数x 的集合,叫做半开半闭区间,分别表示为)[b a ,,](b a ,.这里的实数b a ,叫做区间的端点.在用区间表示连续的数集时,包含端点的那一端用中括号表示,不包含端点的那一端用小括号表示.区间的数轴表示(几何表示)实数集R 可以用区间表示为()+∞∞-,.“∞”读作“无穷大”,“∞-”读作“负无穷大”,“∞+”读作“正无穷大”.把满足不等式a x >,x ≥a ,b x <,x ≤b 的实数x 的集合,分别表示为()+∞,a ,)[∞+,a ,()b ,∞-,](b ,∞-.对区间的概念及其表示的理解:(1)区间用来表示连续的数集,并不是所有的集合都可以用区间来表示,如集合{}3,2,1就不能用区间来表示.(2)区间的左端点必须小于右端点.(3)区间符号里的两个字母或数字之间用“,”隔开.(4)在将连续的数集表示为区间时,包含端点的用中括号表示,不包含端点的,用小括号表示.(5)在用数字表示区间时,包含端点的,画成实心点,不包含端点的,画成空心点.(6)若a 为区间的左端点,b 为区间的右端点,则把a b -叫做区间的长度.区间的长度必须大于0.(因为a b >)(7)连续的数集既可以用集合表示,也可以用区间来表示.例5. 函数513)(-+-=x x x f 的定义域是【 】 (A ))[∞+,3 (B ))()[+∞,44,3(C )()+∞,3 (D ))[4,3分析:不等式(组)的解集为连续的数集时,既可以用集合表示,也可以用区间来表示.在用区间表示数集时,一定要弄清是否包含端点,包含端点的用中括号表示,不包含端点的,用小括号表示.解:由题意可知:⎩⎨⎧≠-+≥-05103x x ,即⎩⎨⎧-≠≠≥643x x x 且,解之得:x ≥3且4≠x . ∴函数513)(-+-=x x x f 的定义域用集合表示为{}43≠≥x x x 且,用区间表示为)()[+∞,44,3 .选择【 B 】.知识点六 复合函数与抽象函数复合函数的概念如果y 是u 的函数,记为)(u f y =,u 又是x 的函数,记为)(x g u =,且)(x g 的值域与)(u f 的定义域的交集非空,那么y 通过u 的联系也是自变量x 的函数,我们称y 为x 的复合函数,记为))((x g f y =.其中u 叫做中间变量,)(x g u =叫做内层函数, )(u f y =叫做外层函数.对复合函数概念的理解由复合函数的定义可知,内层函数的值域是外层函数的定义域或定义域的子集,外层函数的定义域和内层函数的值域共同确定了复合函数的定义域.例6. 下列函数中,是复合函数的是【 】(A )32)(x x x f += (B )1)(+=x x f(C )x x f =)( (D )xx f 2)(= 分析:判断一个函数是不是复合函数,就是看它是否是两个函数复合而成的. 解:函数1)(+=x x f 是由函数u y =和1+=x u 两个函数复合而成的,是复合函数.选择【 B 】.抽象函数的概念没有给出具体解析式的函数,叫做抽象函数.知识点七 求抽象函数或复合函数的定义域理解抽象函数或复合函数的定义域,要明确以下几点:(1)函数)(x f 的定义域是自变量x 的范围.(2)函数))((x g f 的定义域是自变量x 的范围,而不是)(x g 的范围.(3))(x f 、))((x g f 两个函数中,x 、)(x g 在对应关系f 下的范围相同. 求抽象函数或复合函数定义域的方法(1)已知)(x f 的定义域为A ,求))((x g f 的定义域,其实质是)(x g 的取值范围为A ,求x 的取值范围;(2)已知))((x g f 的定义域为B ,求)(x f 的定义域,其实质是已知))((x g f 中的x 的取值范围为B ,求)(x g 的范围(值域),此范围就是)(x f 的定义域.(3)已知))((x g f 的定义域,求))((x h f 的定义域,要先按(2)求出)(x f 的定义域. 例7. 已知函数xx x f 3)(+=,则函数)1(-x f 的定义域为【 】 (A ){}1,4-≠-≥x x x 且 (B ){}1,2≠-≥x x x 且(C ){}0,2≠-≥x x x 且 (D ){}1,4≠-≥x x x 且分析:本题需要根据具体函数)(x f 的解析式,先求出函数)(x f 的定义域,然后再确定抽象函数)1(-x f 的定义域:函数)(x f 中自变量x 的取值范围与()1-x 的范围相同,从而列出关于x 的不等式(组),解集即为函数)1(-x f 的定义域. 解:∵函数xx x f 3)(+= ∴⎩⎨⎧≠≥+003x x ,解之得:x ≥3-且0≠x . ∴函数xx x f 3)(+=的定义域为{}03≠-≥x x x 且. 对于函数)1(-x f ,则有:⎩⎨⎧≠--≥-0131x x ,解之得:x ≥2-且1≠x . ∴函数)1(-x f 的定义域为{}1,2≠-≥x x x 且.选择【 B 】.例8. 已知()12-x f 的定义域为[]3,0,则)(x f 的定义域为_________. 分析:函数()12-x f 的定义域为[]3,0,指的是x 的取值范围是[]3,0,而不是()12-x 的范围.先根据[]3,0∈x ,求出()12-x 的范围,此范围即为函数)(x f 的定义域. 解:∵()12-x f 的定义域为[]3,0∴0≤x ≤3,根据二次函数的知识可得:1-≤12-x ≤8∴)(x f 的定义域为[]8,1-.例9. 若函数()1+x f 的定义域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-2,21,则函数()1-x f 的定义域为__________. 分析:本题为已知已知))((x g f 的定义域,求))((x h f 的定义域,要先确定)(x f 的定义域.解:∵函数()1+x f 的定义域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-2,21 ∴21-≤x ≤2,∴121+-≤1+x ≤12+ ∴21≤x ≤3 ∴函数)(x f 的定义域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡3,21. 对于函数()1-x f ,则有:⎪⎩⎪⎨⎧≤-≥-31211x x ,解之得:23≤x ≤4 ∴函数()1-x f 的定义域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡4,23. 知识点八 求函数的函数值(1)若函数为具体函数,把自变量的值代入函数解析式即可求得对应额函数值;(2)求抽象函数的函数值,常采用赋值法求求解.例10. 已知xx f +=11)(()1-≠x ,2)(2+=x x g . (1)求)2(f 和()2g ;(2)求()()2f g ,())(x g f ;(3)若()4)(1=x g f ,求x . 分析:函数的本质是对应关系f ,()f 表示的是对括号里的内容施以某种运算.计算())(a f f 的值时,应从内到外依次计算.解:(1)31211)2(=+=f ,()62222=+=g ; (2)()()9192313122=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=g f g ()31211)(11)(22+=++=+==x x x g x g f ;(3)∵()4)(1=x g f∴43112=+x ,432=+x ,解之得:1±=x . 例11. 已知函数()x f 对任意实数b a ,,都有()()()b f a f ab f +=成立. (1)求()0f ,()1f 的值;(2)若()()q f p f ==3,2(q p ,为常数),求()36f 的值. 解:(1)∵函数()x f 对任意实数b a ,,都有()()()b f a f ab f += ∴令0==b a ,则有:()()()000f f f += ∴()00=f .令0,1==b a ,则有:()()()010f f f += ∴()01=f .(2)∵()()q f p f ==3,2∴()()()()()p f f f f f 22222224==+=⨯=()()()()()q f f f f f 23233339==+=⨯=∴()()()()q p f f f f 22949436+=+=⨯=.例12. 已知函数()x f 的定义域为()+∞,0,对任意正实数y x ,都有()()()y f x f xy f +=,且()24=f ,则()=2f_________.解:∵()()()y f x f xy f +=,且()24=f∴令2==y x ,则有:()()()()222224=+=⨯=f f f f ,∴()12=f . 令2==y x ,则有:()()()()122222=+=⨯=f ff f∴()212=f.知识点九 求函数的值域求函数值域的方法有观察法、配方法、分离常数法、换元法、图象法、判别式法、反表示法等.方法1 观察法通过对函数解析式的简单变形,利用熟知的基本函数的值域或利用函数图象的“最高点”和“最低点”,观察求得函数的值域. 如函数211xy +=,因为12+x ≥1,所以y <0≤1,即该函数的值域为{}10≤<y y .方法2 配方法常用于求二次函数的值域.通过配方把二次函数化为顶点式,结合函数的定义域来求函数值域的一种方法.注意:在求函数的值域时,要先确定函数的定义域. 方法3 分离常数法形如bax dcx y ++=的函数常用分离常数法求值域.分离过程为: ()b ax a bc d a c b ax a bc d b ax a c b ax d cx y +-+=+-++=++= ∵0≠+-b ax a bcd ,∴a c y ≠ 所以函数的值域为⎭⎬⎫⎩⎨⎧≠a c y y .方法4 换元法形如d cx b ax y +++=()0≠a 的函数常用换元法求值域.具体做法是:先令d cx t +=(t ≥0),用t 表示出x ,并标明t 的取值范围,并代入函数解析式,将y 表示成关于t 的二次函数,最后用配方法求出值域.用换元法求函数的值域时,注意换元后要标明新元的取值范围.方法5 图象法有些函数的图象比较容易画出,可以通过其图象得出函数的值域.方法6 判别式法形如fex dx cbx ax y ++++=22(d a ,中至少有一个不为0)的函数常用判别式法求值域.具体做法是:先把函数转化为关于x 的一元二次方程,然后通过方程有实数根,判别式∆≥0,求出y 的取值范围,即为原函数的值域.(注意对二次项系数的讨论).方法7 反表示法根据函数解析式用y 表示出x ,根据原函数中x 的取值范围列出关于y 的不等式,不等式的解集即为原函数的值域. 例13. 求函数1-=x y 的值域. 分析:采用观察法求其值域. 解:∵x ≥0(x ≥0) ∴1-x ≥1-∴函数1-=x y 的值域为)[∞+-,1.例14. 求函数322+-=x x y 的值域,其中)[3,0∈x .分析:求二次函数的值域常用配方法.通过配方把函数的一般式转化为顶点式,根据自变量的取值范围并结合二次函数图象的简图求解. 解:∵()213222+-=+-=x x x y∴函数图象的顶点坐标为( 1 , 2 ) ∵)[3,0∈x ,1)[3,0∈ ∴函数的最小值为2.∵()()633233,303=+⨯-==f f∴函数的值域为)[6,2. 例15. 求函数312-+=x x y 的值域. 分析:求形如bax dcx y ++=的函数的值域,常用分离常数法.解:()3723732312-+=-+-=-+=x x x x x y∵037≠-x ,∴2≠y ∴函数312-+=x x y 的值域为()()+∞∞-,22, .例16. 函数12++=x x y 的值域为__________.分析:形如d cx b ax y +++=()0≠a 的函数常用换元法求值域. 解:令12+=x t ,则t ≥0∴212-=t x∴()1121211222-+=+-=++=t t t x x y ∵t ≥0,01<- ∴y 随t 的增大而增大 ∴当0=t 时,21min -=y ,无最大值.∴y ≥21-. ∴函数12++=x x y 的值域为)⎢⎣⎡∞+-,21.注意:用换元法求函数的值域时,必须要根据已知函数的定义域求新元的取值范围,例17. 求下列函数的值域:(1)123422--+-=x x x x y ;(2)3274222++-+=x x x x y . 分析:对于形如fex dx cbx ax y ++++=22(d a ,中至少有一个不为0)的函数,若分子、分母能进行因式分解并化简,在化简后再求其值域;若不能化简,常用判别式法求其值域.要求会用十字相乘法分解二次三项式.解:方法一(分离常数法):∵123422--+-=x x x x y∴()()()()()()1227211227122112312131+-=+-+=+-=+---=x x x x x x x x x y (1≠x 且21-≠x ). ∵()01227≠+x ,∴21≠y当1=x 时,3211231-=+⨯-=y∴函数的值域为⎪⎭⎫⎝⎛+∞⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-∞-,2121,3232, .方法二(反表示法):由上面的方法得到:123+-=x x y (1≠x ) ∴y y x 213-+=(21≠y ) ∵1≠x ,∴1213≠-+y y ,解之得:32-≠y ∴函数的值域为⎪⎭⎫⎝⎛+∞⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-∞-,2121,3232, .(2)∵3274222++-+=x x x x y∴整理得:()()0732222=++-+-y x y x y . 当2=y 时,0723≠+⨯,不符合题意,舍去;当2≠y 时,∵函数3274222++-+=x x x x y 的定义域为R∴()[]()()2734222-+--=∆y y y ≥0,解之得:29-≤y ≤2. 综上,函数的值域为)⎢⎣⎡-2,29.例18. 已知函数41)(xx x f -+=,求函数)(x f 的值域. 分析:先把函数解析式里面的绝对值去掉,化为分段函数的形式,然后画出函数的图象,由图象得出函数的值域.解:∵41)(xx x f -+= ∴()()⎪⎩⎪⎨⎧<+≥=021101)(x x x x f ,其图象如图所示.由图象可知,函数的只有为](1,∞-.例19. 求函数122+--=x x xx y 的值域.解:方法一(配方法):∵122+--=x x xx y∴4321111111112222+⎪⎭⎫ ⎝⎛--=+--=+--+-=x x x x x x x y ∵43212+⎪⎭⎫ ⎝⎛-x ≥43,∴4321102+⎪⎭⎫ ⎝⎛-<x ≤34∴31-≤14321112<+⎪⎭⎫ ⎝⎛--x ∴函数的值域为)⎢⎣⎡-1,31.方法二(判别式法):∵122+--=x x xx y∴x x y xy y x -=+-22,整理得:()()0112=+-+-y x y x y∵函数122+--=x x xx y 的定义域为R∴关于x 的方程()()0112=+-+-y x y x y 有实数根.当1=y 时,01≠,不符合题意,舍去;当1≠y 时,有()()1412---=∆y y y ≥0,解之得:31-≤y ≤1综上,31-≤1<y∴函数的值域为)⎢⎣⎡-1,31.★例20. 已知)(x f 的值域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡94,83,试求())(21)(x f x f x F -+=的值域.解:∵)(x f 的值域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡94,83∴83≤)(x f ≤94,∴98-≤)(2x f -≤43-,∴91≤1)(2x f -≤41 ∴31≤)(21x f -≤21. 令)(21x f t -=,则⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈21,31t ,∴()212t x f -=∴()()112121)(22+--=+-==t t t t F x F . ∵⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈21,31t ,∴)(t F 随着t 的增大而增大.∴当31=t 时,()971131212min =+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯-=t F当21=t 时,()871121212max =+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯-=t F ∴)(t F 的值域即()x F 的值域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡87,97.。
函数的基本概念
函数的基本概念函数是数学中一个非常重要的概念,广泛应用于各个领域的数学问题求解和实际生活中的应用。
在数学中,函数是指两个集合之间的一种特殊关系,它把一个集合的每一个元素都唯一地对应到另一个集合的元素上。
1、函数的定义函数可以简单地理解为一种对应关系,形式上可以表示为:f: A→B,其中A和B是两个集合,称为定义域和值域。
对于A中的每一个元素a,函数f把它映射到B中的一个唯一元素上,我们用f(a)表示这个映射后的结果。
例如,我们可以定义一个简单的函数f: ℝ→ℝ,它把实数集合映射到实数集合上,其中f(x) = x^2。
对于任意实数x,函数f会把它映射到x的平方上。
2、函数的特性函数具有一些重要的特性,例如:(1)定义域和值域:函数的定义域是指所有可以输入的元素组成的集合,值域是指函数的输出结果组成的集合。
在定义函数时,需要明确指定定义域和值域。
(2)单射性:单射性是指不同的输入元素对应不同的输出元素。
即对于函数f中的不同元素a和b,如果f(a) = f(b),则a = b。
(3)满射性:满射性是指每一个值域中的元素都有对应的定义域中的元素,即对于任意b∈B,都存在a∈A,使得f(a) = b。
(4)一一对应:一一对应是指函数同时具有单射性和满射性。
即对于函数f中的不同元素a和b,如果f(a) = f(b),则a = b,并且对于任意b∈B,都存在唯一的a∈A,使得f(a) = b。
3、函数的图像函数的图像是函数的可视化表示方式,它可以帮助我们更直观地理解函数。
函数的图像通常是在笛卡尔坐标系中绘制的,横坐标表示定义域的元素,纵坐标表示对应的函数值。
以函数f(x) = x^2为例,我们可以将其图像绘制为一个抛物线。
当x 取负值时,函数值也是正数,所以抛物线在原点的左侧也有对应的点。
4、函数的表示方法除了使用公式的形式表示函数外,函数还可以使用其他方式进行表示。
常见的函数表示方法有:(1)函数表格:函数表格是一种简洁明了的表示方式,可以把函数的输入和输出结果都列在表格中。
函数的概念(一)
1997 46.4
1998 44.5
1999 41.9
2000 39.2
2001 37.9
问题: 问题 分析、归纳以上三个实例, 分析、归纳以上三个实例,它们 有什么共同点? 有什么共同点? 1.都涉及两个非空数集; 都涉及两个非空数集; 都涉及两个非空数集 2.两个数集间都有一种确定的对应关 两个数集间都有一种确定的对应关 两个数集间都有一种确定的 即其中一个数集中的每一个 每一个x, 系,即其中一个数集中的每一个 , 在另一个数集中都有惟一确定的 惟一确定的y和 在另一个数集中都有惟一确定的 和 它对应。 它对应。
“八五”计划以来我国城镇居民 八五” 八五 恩格尔系数变化情况
时间(年 时间 年) 城镇居民家庭 恩格尔系数(%) 恩格尔系数 时间(年 时间 年) 城镇居民家庭 恩格尔系数(%) 恩格尔系数 1991 1992 1993 1994 1995 1996
53.8
52.9
50.1
49.9
49.9
48.6
⑶有时给出的函数没有明确说 明定义域,这时它的定义域就是 明定义域 这时它的定义域就是 自变量的允许取值范围. 自变量的允许取值范围 表示函数y=f(x)当x=a ⑷常用f(a)表示函数 常用 表示函数 当 时的函数值. 时的函数值
区间的概念: 区间的概念
设a,b是两个实数,而且a<b, 我们规定: (1)满足不等式a≤x≤b的实数x的集合叫 做闭区间,表示为 [a,b]. (2)满足不等式a<x<b的实数x的集合叫 做开区间,表示为 (a,b). (3)满足不等式a≤x<b或a<x≤b的实数x 的集合叫做半开半闭区间,表示为 [a,b)或(a,b].
?
设在同一个变化过程中有两 个变量x与 如果对于x的 个变量 与y, 如果对于 的每一个 都有唯一的值与它对应, 值, y都有唯一的值与它对应 那么 都有唯一的值与它对应 叫做自变量 就说 y是 x的函数 x叫做自变量 是 的函数. 叫做自变量.
函数复习(函数定义,性质)
函数复习1(定义,性质)1函数的概念(1)函数的定义:一般地,设A,B是两个非空的数集,如果按照某种确定的对应关系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.(2)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.(3)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.(4)相等函数:如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,则这两个函数相等,这是判断两函数相等的依据.2函数的表示法表示函数的常用方法有:解析法、图象法、列表法.3映射的概念设A,B是两个非空的集合,如果按照某一个确定的对应关系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,那么称对应f:A→B为集合A到集合B的一个映射.4分段函数若函数在其定义域内,对于定义域内的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数通常叫做分段函数.分段函数虽然由几部分组成,但它表示的是一个函数.例1设g(x)=2x+3,g(x+2)=f(x),则f(x)等于( )A.-2x+1 B.2x-1 C.2x-3 D.2x+7练习1已知f=x2+5x,则f(x)=____________.例2设函数f(x)=则f(f(3))=( )A. B.3 C. D.练习1设函数f(x)=若f(x)>4,则x的取值范围是______.练习2已知函数f(x)=若f(f(0))=4a,则实数a=________.例3若f(x)=x2+bx+c,且f(1)=0,f(3)=0,则f(-1)=________.例4有以下判断:(1)f(x)=与g(x)=表示同一函数;(2)函数y=f(x)的图象与直线x=1的交点最多有1个;(3)f(x)=x2-2x+1与g(t)=t2-2t+1是同一函数;其中正确判断的序号是________.练习1试判断以下各组函数是否表示同一函数.(1)y=1,y=x0;(2)y=·,y=;(3)y=x,y=;(4)y=|x|,y=()2.例5若f(x)对于任意实数x恒有2f(x)-f(-x)=3x+1,则f(x)=( ) A.x-1 B.x+1 C.2x+1 D.3x+3例6设集合M={x|0≤x≤2},N={y|0≤y≤2},那么下面的4个图形中,能表示集合M到集合N的函数关系的是________.1单调函数的定义增函数减函数自左向右看图象逐渐下降2单调区间的定义若函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,则称函数y=f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.3函数的单调性是局部性质从定义上看,函数的单调性是指函数在定义域的某个子区间上的性质,是局部的特征.在某个区间上单调,在整个定义域上不一定单调.4函数的单调区间的求法函数的单调区间是函数定义域的子区间,所以求解函数的单调区间,必须先求出函数的定义域.对于基本初等函数的单调区间可以直接利用已知结论求解,如二次函数、对数函数、指数函数等;如果是复合函数,应根据复合函数的单调性的判断方法,首先判断两个简单函数的单调性,再根据“同则增,异则减”的法则求解函数的单调区间.[注意] 单调区间只能用区间表示,不能用集合或不等式表示;如有多个单调区间应分别写,不能用并集符号“∪”联结,也不能用“或”联结.例1函数y=(2k+1)x+b在(-∞,+∞)上是减函数,则( ) A.k> B.k<C.k>-D.k<-练习1下列函数中,在区间(0,+∞)上为增函数的是( )A. y=ln(x+2) B.y=-C.y=x D.y=x+练习2若函数f(x)=4x2-mx+5在[-2,+∞)上递增,在(-∞,-2]上递减,则f(1)=( )A.-7 B.1 C.17 D.25练习3若函数y=ax与y=-在(0,+∞)上都是减函数,则y=ax2+bx在(0,+∞)上是( )A.增函数B.减函数 C.先增后减 D.先减后增例2 f(x)=x2-2x(x∈[-2,4])的单调增区间为________;f(x)max=________.例3证明函数f(x)=2x-在(-∞,0)上是增函数.例4函数f(x)=|x-2|x的单调减区间是( )A.[1,2] B.[-1,0] C.[0,2] D.[2,+∞)例5(1)若f(x)为R上的增函数,则满足f(2-m)<f(m2)的实数m的取值范围是________.(2)(2012·安徽高考)若函数f(x)=|2x+a|的单调递增区间是[3,+∞),则a=________.例6函数y=-(x-3)|x|的递增区间是________.练习1若函数y=|2x-1|,在(-∞,m]上单调递减,则m的取值范围是________.例7求函数f(x)=的单调区间.函数复习1(定义,性质)1函数的概念(1)函数的定义:一般地,设A,B是两个非空的数集,如果按照某种确定的对应关系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.(2)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.(3)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.(4)相等函数:如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,则这两个函数相等,这是判断两函数相等的依据.2函数的表示法表示函数的常用方法有:解析法、图象法、列表法.3映射的概念设A,B是两个非空的集合,如果按照某一个确定的对应关系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,那么称对应f:A→B为集合A到集合B的一个映射.4分段函数若函数在其定义域内,对于定义域内的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数通常叫做分段函数.分段函数虽然由几部分组成,但它表示的是一个函数.例1设g(x)=2x+3,g(x+2)=f(x),则f(x)等于( )A.-2x+1 B.2x-1 C.2x-3 D.2x+7练习1已知f=x2+5x,则f(x)=____________.解析:令t=,则x=.所以f(t)=+. 故f(x)=(x≠0).答案:(x≠0)例2设函数f(x)=则f(f(3))=( )A. B.3 C. D.练习1设函数f(x)=若f(x)>4,则x的取值范围是______.[自主解答] 当x<1时,由f(x)>4,得2-x>4,即x<-2;当x≥1时,由f(x)>4得x2>4,所以x>2或x<-2,由于x≥1,所以x>2.综上可得x<-2或x>2.[答案] (-∞,-2)∪(2,+∞)练习2已知函数f(x)=若f(f(0))=4a,则实数a=________.解析:∵f(0)=3×0+2=2,f(f(0))=f(2)=4+2a=4a,∴a=2.答案:2例3若f(x)=x2+bx+c,且f(1)=0,f(3)=0,则f(-1)=________.解析:由已知得得即f(x)=x2-4x+3.所以f(-1)=(-1)2-4×(-1)+3=8.答案:8例4有以下判断:(1)f(x)=与g(x)=表示同一函数;(2)函数y=f(x)的图象与直线x=1的交点最多有1个;(3)f(x)=x2-2x+1与g(t)=t2-2t+1是同一函数;其中正确判断的序号是________.[答案] (2)(3)练习1试判断以下各组函数是否表示同一函数.(1)y=1,y=x0;(2)y=·,y=;(3)y=x,y=;(4)y=|x|,y=()2.解:(1)y=1的定义域为R,y=x0的定义域为{x|x∈R,且x≠0},故它们不是同一函数.(2)y =·的定义域为{x |x ≥2}.y =的定义域为{x |x ≥2,或x ≤-2},故它们不是同一函数.(3)y =x ,y ==t ,它们的定义域和对应关系都相同,故它们是同一函数.(4)y =|x |的定义域为R ,y =()2的定义域为{x |x ≥0},故它们不是同一函数.例5若f (x )对于任意实数x 恒有2f (x )-f (-x )=3x +1,则f (x )=( )A .x -1B .x +1C .2x +1D .3x +3例6设集合M ={x |0≤x ≤2},N ={y |0≤y ≤2},那么下面的4个图形中,能表示集合M 到集合N 的函数关系的是________.解析:由函数的定义,对定义域内的每一个x 对应着唯一一个y ,据此排除①④,③中值域为{y |0≤y ≤3}不合题意.答案:②1单调函数的定义自左向右看图象逐渐下降2单调区间的定义若函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,则称函数y=f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.3函数的单调性是局部性质从定义上看,函数的单调性是指函数在定义域的某个子区间上的性质,是局部的特征.在某个区间上单调,在整个定义域上不一定单调.4函数的单调区间的求法函数的单调区间是函数定义域的子区间,所以求解函数的单调区间,必须先求出函数的定义域.对于基本初等函数的单调区间可以直接利用已知结论求解,如二次函数、对数函数、指数函数等;如果是复合函数,应根据复合函数的单调性的判断方法,首先判断两个简单函数的单调性,再根据“同则增,异则减”的法则求解函数的单调区间.[注意] 单调区间只能用区间表示,不能用集合或不等式表示;如有多个单调区间应分别写,不能用并集符号“∪”联结,也不能用“或”联结.例1函数y=(2k+1)x+b在(-∞,+∞)上是减函数,则( ) A.k> B.k<C.k>-D.k<-练习1下列函数中,在区间(0,+∞)上为增函数的是( )B. y=ln(x+2) B.y=-C.y=x D.y=x+练习2若函数f(x)=4x2-mx+5在[-2,+∞)上递增,在(-∞,-2]上递减,则f(1)=( )A.-7 B.1 C.17 D.25练习3若函数y=ax与y=-在(0,+∞)上都是减函数,则y=ax2+bx在(0,+∞)上是( )A.增函数B.减函数 C.先增后减 D.先减后增例2 f(x)=x2-2x(x∈[-2,4])的单调增区间为________;f(x)max=________.解析:函数f(x)的对称轴x=1,单调增区间为[1,4],f(x)max=f(-2)=f(4)=8.答案:[1,4] 8例3证明函数f(x)=2x-在(-∞,0)上是增函数.[自主解答] 设x1,x2是区间(-∞,0)上的任意两个自变量的值,且x1<x2.则f(x1)=2x1-,f(x2)=2x2-,f(x1)-f(x2)=-=2(x1-x2)+=(x1-x2)由于x1<x2<0,所以x1-x2<0,2+>0,因此f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),故f(x)在(-∞,0)上是增函数.例4函数f(x)=|x-2|x的单调减区间是( )A.[1,2] B.[-1,0] C.[0,2] D.[2,+∞)解析:选A 由于f(x)=|x-2|x=结合图象可知函数的单调减区间是[1,2].例5(1)若f(x)为R上的增函数,则满足f(2-m)<f(m2)的实数m的取值范围是________.(2)(2012·安徽高考)若函数f(x)=|2x+a|的单调递增区间是[3,+∞),则a=________.[自主解答] (1)∵f(x)在R上为增函数,∴2-m<m2.∴m2+m-2>0.∴m>1或m<-2.(2)由f(x)=可得函数f(x)的单调递增区间为,故3=-,解得a=-6.[答案] (1)(-∞,-2)∪(1,+∞) (2)-6例6函数y=-(x-3)|x|的递增区间是________.解析:y=-(x-3)|x|=作出该函数的图象,观察图象知递增区间为.答案:练习1若函数y=|2x-1|,在(-∞,m]上单调递减,则m的取值范围是________.解析:画出图象易知y=|2x-1|的递减区间是(-∞,0],依题意应有m≤0.答案:(-∞,0]练习2求函数y=-x2+2|x|+1的单调递增区间;解:(1)由于y=即y=画出函数图象如图所示,单调递增区间为(-∞,-1]和[0,1],单调递减区间为[-1,0]和[1,+∞).例7求函数f(x)=的单调区间.解:设u=x2+x-6,y=.由x2+x-6≥0,得x≤-3或x≥2.结合二次函数的图象可知,函数u=x2+x-6在(-∞,-3]上是递减的,在[2,+∞)上是递增的.又∵函数y=是递增的,∴函数f(x)=在(-∞,-3]上是递减的,在[2,+∞)上是递增的.。
函数的概念(1)
二、讲解新课
(一)函数的概念 定义: 非空的数集, 定义:设A、B是非空的数集,如果按照某种确定的对 应关系f,使对于集合A中的任意一个数 在集合B f,使对于集合 任意一个数x 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 唯一确定的数f(x)和它对应, 都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称 A→B为从集合 到集合B的一个函数(function), 为从集合A f: A→B为从集合A到集合B的一个函数(function), 记作y=f (x),x∈A。 记作y=f (x),x∈A。 定义域(domain): 的取值范围A叫做函数的定义域 定义域; 定义域(domain):x的取值范围A叫做函数的定义域; (domain) 值相对应的y值叫做函数值 函数值。 与x值相对应的y值叫做函数值。 值域(range) (range): 值域(range):函数值的集合 f ( x ) x ∈ A B 叫做函数的值域 值域。 叫做函数的值域。
初中学过的函数有哪些? 初中学过的函数有哪些?
正比例函数、反比例函数、一次函数、二次函数等。 正比例函数、反比例函数、一次函数、二次函数等。
示例1一枚炮弹发射后,经过 落到地面击中 示例 一枚炮弹发射后,经过26s落到地面击中 一枚炮弹发射后 目标。炮弹的射高为845m,且炮弹距地面的高度 目标。炮弹的射高为 ,且炮弹距地面的高度h 单位: )随时间t(单位: ) (单位:m)随时间 (单位:s)变化的规律是
函 数 图
一次函数
y = kx + b(k ≠ 0)
K>0 K<0
二次函数 y = ax + bx + c (a ≠ 0)
函数的概念及其表示
1.已知 f(x)=π(x∈R),则 f(π2)等于( ) (A)π2 (B)π (C) π (D)不确定
1.如图,可表示函数 y=f(x)的图象的只可能是( )
2.设集合 M={x|0≤x≤2},N={y|0≤y≤2},那么下面的 4 个图形中, 能表示集合 M 到集合 N 的函数关系的有( )
2.已知 f ( x 1) x 2 x ,求 f (x)
3.若
f
(x)
满足
f
(x)
2
f
(1) x
ax,
求
f
(x)
4.已知函数 f(x2-3)=lgx2x-2 3,求 f(x)的解析式.
1.设 M 是由满足下列性质的函数 f(x)构成的集合:在定义 域内存在 x0,使得 f(x0+1)=f(x0)+f(1)成立.已知下列函 数:①f(x)=1x;②f(x)=2x;③f(x)=lg(x2+2);④f(x)=cos πx.其中属于集合 M 的函数是________.
第1节 函数的基本概念(一)
1.函数的基本概念
(1)函数的定义:设A,B是非空的数集,如果按照某种确定的对 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.
f(x)≤1 的解集为( )
(A)(-∞,-3]∪[-1,+∞) (B)[-3,-1]
(C)[-3,-1]∪(0,+∞) (D)[-3,+∞)
.求函数的解析式
变【式例、5】根1据. 已条知件f求( 下x列 1各) =函x数+的2,解求析f(x式)的:解析式.
函数的概念及性质
①.函数的单调性 一般地,设函数f(x)的定义域为 I : 如果对于属于定义域 I 内某个区间上的任意两个
自变量的值x1 , x2,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),
那么就说f(x)在这个区间上是增函数. 如果对于属于定义域I内某个区间上的任意两个自
变量的值x1 , x2,当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那
(C)h(x)=
2 x 1
(D)s(x)=log 1
2
(-x)
2.如果函数f(x)=x2+2(a-1)x+2在区间(-∞,4]上 是减函数,那么实数a的取值范围是( ) (A)(-∞,-3) (B)(-∞,-3) (C)(-3,+∞) (D)(-∞,3)
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3. f (x) 是定义在R上的单调函数,且f (x) 的图
2.已知函数f(x)的定义域为[a,b],则f(2x-1)的定义 域为
3.已知f(x2)的定义域为[-1,1],则f(2x)的定 义域为
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函数的值域
①.函数的值域取决于定义域和对应法则,不论 采取什么方法求函数的值域都应先考虑其定义 域. ②.应熟悉掌握一次函数、二次函数、指数、对 数函数的值域,它是求解复杂函数值域的基础.
5.一一映射 设f:A→B是集合A到集合B的一个映射.如果在这个映射下, 对于集合A中的不同元素,在集合B中有不同的象,而且 B中每一个元素都有原象,那么这个映射就叫做A到B上 的一一映射.
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函数的定义域
①.能使函数式有意义的实数x的集合称为函数的定义域.求 函数的定义域的主要依据是:
(1)分式的分母不等于零; (2)偶次方根的被开方数不小于零; (3)对数式的真数必须大于零; (4)指数、对数式的底必须大于零且不等于1.
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二次函数:y =ax2+bx+c (a≠0)
3.什么是函数(初中定义) 一般地,设在一个变化过程中有两个变量x、 y,如果对于x的每一个值,y都有唯一的值 它对应,那么就说x是自变量,y是x的函数. 从今天开始,我们将进一步学习函数及其构 成要素.下面先看几个实例.
(1)归纳分析
数集 A={t|0≤t≤26} 数集B={h|0≤h≤845}
时间
1991
恩格 尔系 数(%) 53.8
52.9
50.1
49.9
49.9
48.6
46.4
44.5
41.9
ห้องสมุดไป่ตู้
39.2
37.9
(3)归纳分析 数集A={1991,1992,1993,1994,…,2001}, 数 集 B={53.8 % ,52.9 % ,50.1 % , …,39.2 %,37.9 %} 且数集A中的每一个时间(年份)按表格,在数 集B中都有唯一的恩格尔系数与之对应.
归纳总结
以上三个实例的共同特点是: 对于数集A 中的每一个x,按照某种对应关系f,在数 集B中都有唯一确定的数y和它对应.
记作 ƒ:A→B..
或 y= f (x) , x∈A.
函数定义
设A、B是非空的数集,如果按照某种确定 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ƒ:A→B为从集合A到集合B的一个函数 (function). 记作: y=f(x),xA. 其中, x叫做自变量, x的取值范围A叫做函 数的定义域(domain);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(range).
(3)国际上常用恩格尔系数反映一个国家人民
生活质量的高低,恩格尔系数越低,生活质量 越高.下表中恩格尔系数随时间(年)变化的情 况表明, “八五”计划以来我国城镇居民的生 活质量发生了显著变化.
“八五”计划以来城镇居民家庭恩格尔系数变化情 况
1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
B
函数
y kx b
( k 0)
图象 y
O
定义域
x
值域
y
k y x
( k 0)
o
x
y
y ax bx c
2
(a 0)
o
x
课堂小结
1.函数定义: 2.函数的三要素:定义域、值域、对应关系.
作业布置
1,夺冠方略P17类型一,典例训练1,2
2 , 已 知 全 集 U = R , 集 合 A = x 1 , B 且 B C U A , 求 a的 取 值 范 围 . 3 ,已 知 已 知 全 集 U = R , 集 合 A = x a , B A ( C U B ) R , 求 a的 取 值 范 围 .
函数的概念(1)
课堂学习目标
1,理解函数的概念,能判断一个对应是否 构成一个函数关系 2,明确函数的三个要素即定义域、值域和对 应法则. 3,能正确用区间表示数集
1.请回忆在初中我们学过那些函数? 答:正比例函数:y =kx (k≠0) ;
反比例函数: y
k (k 0) x
一次函数:y =kx+b (k≠0)
x
2 a x a 3
x 1
x 2
h 1 3 0 t 5 t ( )
2
对于数集A中的任意一个时间t,按照对应 关系(*),在数集B中都有唯一确定的高 度h和它对应.
(2)归纳分析
数集A={t|1979≤t≤2001}, 数集B ={S|0≤S≤26}.
对于数集A中的每一个时刻t,按照图中 的曲线,在数集B中都有唯一确定的臭氧 层空洞面积S和它对应.
【1】下列图象具有函数关系的是__和__.
y o x y o x y o 1 x
A
y o 1 x
B
y o x
C
y 1 o
-1
x
D
E
F
下列对应具有函数关系的是 1 1 2 2 (2) (1) 3 3 A B
1 2 3 A 1 2 3 A
1 2 3 B 1 2
(3)
1 2 3 A
1 2 3
(4)
B
(1)A, B 都是非空数集; (2)f : A →B确定了集合A到集合B上的函数; (3)函数的定义域为 A;值域{f(x)|x∈A} B,而值 域{f(x)|x∈A}由定义域,对应关系确定; (4)符号y=f(x)的理解 ①x是自变量,它是对应关系所施加的对象; ②f是对应关系, 它可以是一个或几个解析式, 可以是图象,表格, 也可以是文字描述; ③y=f(x)仅仅是函数符号,不是表示“y等于f与 x的乘积”,f(x)也不一定是解析式. (5)常用函数符号: ƒ(x) ,g(x), h(x), F(x), G(x)等.