高中数学求值域的10种方法
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求函数值域的十种方法
一.直接法(观察法):对于一些比较简单的函数,其值域可通过观察得到。
例1.求函数1y =
的值域。
【解析】0≥11≥,∴函数1y =的值域为[1,)+∞。
【练习】
1.求下列函数的值域:
①32(11)y x x =+-≤≤; ②x x f -+=42)(;
③1
+=
x x
y ;
○
4()112
--=x y ,{}2,1,0,1-∈x 。 【参考答案】①[1,5]-;②[2,)+∞;③(,1)
(1,)-∞+∞;○4{1,0,3}-。
二.配方法:适用于二次函数及能通过换元法等转化为二次函数的题型。形如
2()()()F x af x bf x c =++的函数的值域问题,均可使用配方法。
例2.求函数242y x x =-++([1,1]x ∈-)的值域。 【解析】2242(2)6y x x x =-++=--+。
∵11x -≤≤,∴321x -≤-≤-,∴21(2)9x ≤-≤,∴23(2)65x -≤--+≤,∴35y -≤≤。 ∴函数242y x x =-++([1,1]x ∈-)的值域为[3,5]-。 例3.求函数][)4,0(422∈+--=x x x y 的值域。
【解析】本题中含有二次函数可利用配方法求解,为便于计算不妨设:
)0)((4)(2≥+-=x f x x x f 配方得:][)4,0(4)2()(2∈+--=x x x f 利用二次函数的相关知识得
][4,0)(∈x f ,从而得出:]0,2y ⎡∈⎣。
说明:在求解值域(最值)时,遇到分式、根式、对数式等类型时要注意函数本身定义域的限制,本题为:
0)(≥x f 。
例4.若,42=+y x 0,0>>y x ,试求y x lg lg +的最大值。
【分析与解】本题可看成第一象限内动点(,)P x y 在直线42=+y x 上滑动时函数xy y x lg lg lg =+的最大值。利用两点(4,0),(0,2)确定一条直线,作出图象易得:
2(0,4),(0,2),lg lg lg lg[(42)]lg[2(1)2]x y x y xy y y y ∈∈+==-=--+而,y=1时,y x lg lg +取最大
值2lg 。
【练习】
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 ;
③]1,0[,142∈+-=x x x y ;
④]5,0[,142
∈+-=x x x y ;○5x
x x y 4
22++=,]4,41[∈x ;○6y =。
【参考答案】①[3,)-+∞;②[2,1]-;③[2,1]-;④[3,6]-;○573
[6,
]4
;○6[0,2] 三.反函数法:反函数的定义域就是原函数的值域,利用反函数与原函数的关系,求原函数的
值域。
适用类型:分子、分母只含有一次项的函数(即有理分式一次型),也可用于其它易反解出自变量的函数类型。
例5.求函数1
2+=
x x
y 的值域。 分析与解:由于本题中分子、分母均只含有自变量的一次型,易反解出x ,从而便于求出反函数。
1
2+=
x x
y 反解得y y x -=2,故函数的值域为(,2)(2,)-∞+∞。
【练习】 1.求函数23
32
x y x +=
-的值域。
2.求函数ax b y cx d +=
+,0,d c x c ⎛
⎫≠≠- ⎪⎝
⎭的值域。
【参考答案】1.2
2(,)
(,)3
3-∞+∞;(,)(,)a a
c c
-∞+∞。 四.分离变量法:
适用类型1:分子、分母是一次函数的有理函数,可用分离常数法,此类问题一般也可以利用反函数法。
例6:求函数125
x
y x -=
+的值域。 解:∵177(25)112222525225x x y x x x -++
-===-++++, ∵7
2025
x ≠+,∴12y ≠-,∴函数125x y x -=+的值域为1
{|}2y y ≠-。
适用类型2:分式且分子、分母中有相似的项,通过该方法可将原函数转化为为)(x f k y ±=(为k 常数)的形式。
例7:求函数1
22+--=x x x
x y 的值域。
分析与解:观察分子、分母中均含有x x -2
项,可利用分离变量法;则有2222
11
11
x x x x y x x x x --+-==-+-+ 21
113()24
x =-
-+
。 不妨令:)0)(()(1)(,43)21()(2≠=+-=x f x f x g x x f 从而)∞+⎢⎣⎡∈,4
3
)(x f 。 注意:在本题中若出现应排除0)(=x f ,因为)(x f 作为分母.所以4()0,3
g x ⎛⎤∈ ⎥⎦⎝
故)1,31⎢⎣
⎡-∈y 。
另解:观察知道本题中分子较为简单,可令222
11
1x x t x x x x
-+==+--,求出t 的值域,进而可得到y 的值域。
【练习】
1.求函数1
3
222
2++++=x x x x y 的值域。 【参考答案】1.10(2,
]3
五、换元法:对于解析式中含有根式或者函数解析式较复杂的这类函数,可以考虑通过换元的方
法将原函数转化为简单的熟悉的基本函数。其题型特征是函数解析式含有根式或三角函数公式模型,当根式里是一次式时,用代数换元;当根式里是二次式时,用三角换元。
例8
:求函数2y x =
解:令t =0t ≥),则212
t x -=,∴2
2151()24y t t t =-++=--+。