函数的定义域和值域
函数的定义域与值域
函数的定义域与值域一、函数的定义域自变量x 的取值范围叫做函数的定义域(即使得函数的解析式有意义的x 的取值范围)。
二、常见函数的定义域的求法:1、如果f(x)为二次根式,那么函数的定义域是使根号内的式子大于等于零的实数x 的集合;2、如果f(x)是分式,那么函数的定义域是使分母不等于零的实数x 的集合;3、当函数y=f(x)中含有x 的式子在对数真数位置时,需使真数大于零,进而求出x 的取值范围;当含有x 的式子在对数的底数位置时,要通过底数大于零且不等于1的x 的取值范围;4、如果f(x)是由几个函数组合而成的,那么函数的定义域是使各个函数同时有意义的实数x 的集合(即各个函数定义域的公共部分构成f(x)的定义域)。
注意:①当通过解不等式或不等式组求定义域时,常常借助数轴求交集,同时考虑端点是否可取;②在解决函数问题时首先考虑定义域,“定义域优先原则”;③定义域的最终结果一定要写成集合或者区间的形式;④实际问题的自变量范围应根据实际情况确定。
典例分析:23x 4x f=x--+1、函数的定义域为()A 、[-4,1] B[-4,0] C 、(0,1] D 、[]4- ,0)(0,12f(x)=x x x +、函数(-1)的定义域()A 、(][)01-∞+∞ ,, B 、[)∞1,+ C 、{0} D 、{}[)01+∞ ,3、若函数y=f (x )的定义域[0,2],则函数()(2)g x 1f x x =-的定义域是()A 、[0,1]B 、[0,1)C 、[0,1)U(1,4]D 、(0,1) 4、若函数f (2x-1)的定义域为[0,1) ,则f (1-3x )的定义域是() A 、(-2,4] B 、12,2⎛⎫-- ⎪⎝⎭ C 、10,6⎛⎤ ⎥⎝⎦ D 、20,3⎛⎤ ⎥⎝⎦三、函数的值域:1、函数值域的概念:所有函数值的集合叫做函数的值域。
2、求函数值域的常用方法(1)配方法:若函数类型为一元二次函数,则采用此法求其值域。
函数定义域和值域
奇函数:如果函数在定义域上的图像关于原点对称,则称该函数为奇函数
偶函数:如果函数在定义域上的图像关于y轴对称,则称该函数为偶函数
混合函数:如果函数在定义域上的图像既关于原点对称,又关于y轴对称,则称该函数为混合函数
定义域和值域的周期性
确定函数的定义域和值域
注意函数的周期性,如正弦函数、余弦函数等
考虑函数的定义域和值域是否具有周期性
确定函数值域的方法
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代数法:通过代数运算,确定函数的值域
观察法:通过观察函数的定义域和值域,确定函数的值域
图像法:通过画函数的图像,确定函数的值域
解析法:通过解析函数的定义域和值域,确定函数的值域
常见函数的值域
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确定函数定义域的方法
直接观察法:通过观察函数表达式,确定定义域
解析法:通过解析函数表达式,确定定义域
复合函数法:通过复合函数,确定定义域
反函数法:通过反函数,确定定义域
极限法:通过极限,确定定义域
图像法:通过函数图像,确定定义域
常见函数的定义域
线性函数:x属于R
指数函数:x大于0
对数函数:x大于0
判断函数的定义域和值域是否满足周期性条件
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函数定义域和值域的关系
03
定义域和值域的对应关系
对应关系:定义域中的每个x值,在值域中都有唯一的y值与之对应
关系性质:定义域和值域的关系是函数关系的基础,决定了函数的性质和图像特征
定义域:函数自变量x的取值范围
定义域与值域
函数的定义域与值域一、定义域1.基本函数的定义域求法(1)分式中的分母不为零 (2)偶次方根下的数(或式)大于或等于零;(3)指数式的底数大于零且不等于一; (4)对数式的底数大于零且不等于一,真数大于零; (5)正切函数x y tan =⎪⎭⎫ ⎝⎛∈+≠∈Z ππk k x R x ,2,且; (6)反三角函数的定义域y =arcsinx 的定义域是[-1,1],值域是; y =arccosx 的定义域是[-1,1],值域是[0,π] ;y =arctgx 的定义域是R ,值域是;2.复合函数的定义域求法 若已知)(x f 的定义域为A ,则)]([x g f 的定义域就是不等式A x g ∈)(的x 的集合;若已知)]([x g f 的定义域为A ,则)(x f 的定义域就是函数)(x g )(A x ∈的值域。
例1.⑴若函数)(x f 的定义域是[0,1],求)21(x f -的定义域; ⑵若)12(-x f 的定义域是[-1,1],求函数)(x f 的定义域; ⑶已知)3(+x f 定义域是[)5,4-,求)32(-x f 定义域.若()f x 的定义域为[]35-,,求()()(25)x f x f x ϕ=-++的定义域.例2. 已知函数862++-=m mx mx y 的定义域为R 求实数m 的取值范围。
分析:函数的定义域为R ,表明0862≥++-m mx mx ,使一切R x ∈都成立,由2x 项的系数是m ,所以应分0=m 或0≠m 进行讨论。
解:当0=m 时,函数的定义域为R ;当0≠m 时,0862≥++-m mx mx 是二次不等式,其对一切实数x 都成立的充要条件是⎩⎨⎧≤+--=∆>0)8(4)6(02m m m m 10≤<⇒m 综上可知10≤≤m 。
例3.已知函数347)(2+++=kx kx kx x f 的定义域是R ,求实数k 的取值范围。
函数的定义域和值域
函数的定义域、值域一、知识回顾第一部分:函数的定义域1.函数的概念:设集合A 是一个非空的数集,对于A 中的任意一个数x ,按照确定的法则f ,都有唯一的确定的数y 与它对应,则这种关系叫做集合A 上的一个函数,记作()x f y =,(A x ∈)其中x 叫做自变量,自变量的取值范围(数集A )叫做这个函数的定义域.如果自变量取值a ,则由法则f 确定的值y 称为函数在a 处的函数值,记作)(a f y =或a x y =,所有的函数值所构成的集合{}A x x f y y ∈=),(叫做这个函数的值域.2.定义域的理解:使得函数有意义的自变量取值范围,实际问题还需要结合实际意义在确定自变量的范围,注意:定义域是个集合,所以在解答时要 用集合来表示. 3.区间表示法:设a ,R b ∈,且b a <.满足b x a ≤≤的全体实数x 的集合,叫做闭区间,记作[]b a ,. 满足b x a <<的全体实数x 的集合,叫做开区间,记作()b a ,.满足b x a ≤<或b x a <≤的全体实数x 的集合,都叫做半开半闭区间,记作(][)b a b a ,,或.b a 与叫做区间的端点,在数轴上表示时,包括端点时,用实心的点,不包括时用空心点表示.4.基本思想:使函数解析式有意义的x 的所有条件化为不等式,或不等式组的解集.5.定义域的确定方法:保证函数有意义,或者符合规定,或满足实际意义. (1)分式的分母不为零. (2)偶次方根式的大于等于零. (3)对数数函数的真数大于零.(4)指数函数与对数函数的底大于零且不等于1. (5)正切函数的角的终边不能在y 轴上. (6)零次幂的底数不能为零.(7)分段函数:①分段函数是一个函数.②分段函数的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集.(8)复合函数定义域的求法:①已知)(x f y =的定义域是A ,求()[]x f y ϕ=的定义域的方法为解不等式:A x ∈)(ϕ,求出x 的取值范围.②已知()[]x f y ϕ=的定义域为A ,求)(x f y =的定义域的方法:A x ∈,求)(x ϕ的取值范围即可.第二部分:函数的值域函数值域的确定方法:(1)直接观察法对于一些比较简单的函数,其值域可通过观察得到. (2)分离常数法:分子、分母是一次函数得有理函数,形如,dcx bax y ++=,,,,,(d c b a 为常数,)0≠c 可用分离常数法,此类问题一般也可以利用反函数法.(3)换元法:运用代数代换,将所给函数化成值域容易确定的另一函数,从而求得原函数的值域,如d cx b ax y +±+=(d c b a ,,,均为常数且0≠a )的函数常用此法求解. (4)配方法:适用于二次函数值域的求值域. (5)判别式法:适用于二次函数型值域判定.(6)单调性法:利用单调性,端点的函数值确定值域的边界.(7)函数的有界性:在直接求函数值域困难的时候,可以利用已学过函数的有界性,反过来确定函数的值域.(8)不等式法:利用不等式的性质确定上下边界.(9)数形结合法:函数解析式具有明显的某种几何意义,如两点间的距离公式直线斜率等等,这类题目若运用数形结合法,往往会更加简单,一目了然,赏心悦目.二、 精选例题第一部分:函数的定义域例1.函数x x y +-=1的定义域为( )A .{}1x x ≤B .{}0x x ≥ C.{}10x x x ≥≤或 D.{}01x x ≤≤【解析】由题意⎩⎨⎧≥≤⇒⎩⎨⎧≥≥-01001x x x x 即∈x {}10≤≤x x ,故选D. 例2.函数()()xx x x f -+=01的定义域是( )A .()0,+∞B .(),0-∞ C.()(),11,0-∞-- D.()()(),11,00,-∞--+∞【解析】由⎩⎨⎧≠-≠+001x x x 得,01⎩⎨⎧<-≠x x 故选C.例3.若函数()1+=x f y 的定义域是[],3,2-则()12-=x f y 的定义域是( )5.0,2A ⎡⎤⎢⎥⎣⎦[]4,1.-B []5,5.-C []7,3.-D 【解析】 ()1+=x f y 的定义域是[],3,2-,32≤≤-∴x[]4,11-∈+∴x ,即()x f 的定义域是[]4,1-.又由4121≤-≤-x 解得250≤≤x即()12-=x f y 的定义域是⎥⎦⎤⎢⎣⎡25,0故选.A例4.设函数()x f y =的定义域是()1,0,则()2x f y =的定义域是什么?【解析】 函数()x f y =的定义域是()1,0.102<<∴x 即11<<-x故()2x f y =的定义域是()1,1-∈x 且0≠x .例5.已知函数(),11+=x x f 则函数()[]x f f 的定义域是( ) {}1.-≠x x A {}2.-≠x x B {}21.-≠-≠x x x C 且{}21.-≠-≠x x x D 或【解析】:()11+=x x f 的定义域是101-≠⇒≠+x x 则()[]x f f 的定义域是111-≠+x 即21012-≠-≠⇒≠++x x x x 且故选.C 例6.已知()x f21-求函数⎪⎭⎫⎝⎛-x x f 213的定义域是?【解析】由()x f21-可知021≥-x 即0213≥-xx()2100312≤≤⇒≤-⇒x x x 故函数⎪⎭⎫⎝⎛-x x f 213的定义域是⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈21,0x例7.若函数y =R ,求实数k 的取值范围.【解析】当0=k 时,86+-=x y ,当34>x 时,无意义,∴0≠k ; 当0<k 时,()268y kx x k =-++为开口向下的二次函数,图像向下延伸,函数值总会出现小于零的情况,进而,0<k 不成立,当0>k 时,同时要求0≤∆,即解得1≥k .例8.已知函数x x x f -+=11lg )(,求函数)2(12)1()(xf x x f x F +++=的定义域. 【解析】由题意011>-+xx,即0)1)(1(<+-x x ,解得11<<-x 故函数xxx f -+=11lg )(的定义域为)1,1(-所以⎩⎨⎧≠+<+<-012111x x 解得02<<-x 且21-≠x .即12)1()(++=x x f x m 的定义域为)0,21()21,2(---又121<<-x ,解得22<<-x ,即)2(xf 的定义域为)2,2(-)2(12)1()(x f x x f x F +++=的定义域即为)(x m 和)2(xf 的定义域的交集,即)0,21()21,2(--- )2,2(- =)0,21()21,2(---故函数)2(12)1()(xf x x f x F +++=的定义域为)0,21()21,2(--- . 例9.已知函数()23x x f x a b =⋅+⋅,其中常数,a b 满足0ab ≠. (1)若0ab >,判断函数()f x 的单调性; (2)若0ab <,求(1)()f x f x +>时x 的取值范围. 【解析】(1)当0,0a b >>时,任意1212,,x x R x x ∈<,则121212()()(22)(33)xxxxf x f x a b -=-+-∵121222,0(22)0x x x x a a <>⇒-<,121233,0(33)0x x x x b b <>⇒-<,∴12()()0f x f x -<,函数()f x 在R 上是增函数. 当0,0a b <<时,同理,函数()f x 在R 上是减函数. (2)(1)()2230x x f x f x a b +-=⋅+⋅>当0,0a b <>时,3()22xa b >-,则 1.5log ()2ax b >-;当0,0a b ><时,3()22x a b <-,则 1.5log ()2ax b<-.第二部分:函数的值域1.观察法:例1.求函数x y 1=的值域. 【解析】0≠x 01≠∴x0≠∴y ,即值域为:()()+∞∞-,00,2.分离常数法:分子、分母是一次函数得有理函数,形如)0,,,(,≠++=c d c b a dcx bax y 为常数,,可用分离常数法,此类问题一般也可以利用反函数法.通式解析:)(,)(cad b d cx c ad b c a d cx b c ad d cx c a d cx b ax y ≠+-+=++-+=++= 故值域为⎭⎬⎫⎩⎨⎧≠c a y y 例2.求函数125xy x -=+的值域. 【解析】因为177(25)112222525225x x y x x x -++-===-++++, 所以72025x ≠+,所以12y ≠-,所以函数125x y x -=+的值域为1{|}2y y ≠-.3.换元法:运用代数代换,将所给函数化成值域容易确定的另一函数,从而求得原函数的值域,如d cx b ax y +±+=(d c b a ,,,均为常数且0≠a )的函数常用此法求解.例3.(A 类)求函数2y x =.【解析】令x t 21-=(0t ≥),则212t x -=,所以22151()24y t t t =-++=--+因为当12t =,即38x =时,max 54y =,无最小值所以函数2y x =5(,]4-∞.4.三角换元:例4.求函数2)1(12+-++=x x y 的值域.【解析】0)1(12≥+-x 1)1(2≤+∴x ,令[]πββ,0,cos 1∈=+x1)4sin(21cos sin cos 11cos 2++=++=-++=∴πβββββy ,,0πβ≤≤ 4544ππβπ≤+≤,1)4sin(22≤+≤-πβ, 121)4sin(20+≤++≤πβ故值域为:[]12,0+ 5.配方法:例5.求函数242y x x =-++([1,1]x ∈-)的值域.【解析】2242(2)6y x x x =-++=--+, 因为[1,1]x ∈-,所以2[3,1]x -∈--,所以21(2)9x ≤-≤,所以23(2)65x -≤--+≤,即35y -≤≤, 所以函数242y x x =-++在([1,1]x ∈-)的值域为[3,5]-.6.判别式法:例6.求函数2211xx x y +++=的值域. 【解析】原函数化为关于x 的一元二次方程,0)1()1(2=-+--y x x y (1)当1≠y 时,R x ∈,0)1(4)1(22≥---=∆y .解得2321≤≤y , 当1=y 时,0=x ,而⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈23,211,故函数的值域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡23,21.7.单调性法:例7.求函数x x x f 4221)(-+-=的值域. 【解析】由042≥-x ,解得21≤x , 令x x g 21)(-=,x x m 42)(-=,在21≤x 上)(),(x m x g 均为单调递减函数, 所以x x x m x g 4221)()(-+-=+在21≤x 上也是单调递减函数.故0)21()(min ==f x f ,值域为),0[+∞.8.有界性例8.求函数11+-=x x e e y 的值域.【解析】函数变形为11-+=y y e x,0>x e 011>-+∴y y ,解得11<<-y , 所以函数的值域为()1,1-.9.不等式法: 例9.求函数xx y 4+=的值域; 【解析】当0>x 时,4424=⋅≥+=xx x x y (当x =2时取等号); 所以当0>x 时,函数值域为),4[+∞.当0<x 时,442)4(-=⋅-≤+-=xx x x y (当2-=x 时取等号); 所以当0<x 时,函数值域为]4,(--∞. 综上,函数的值域为),4[]4,(+∞--∞10.数形结合法函数解析式具有明显的某种几何意义,如两点间的距离公式直线斜率等等,这类题目若运用数形结合法,往往会更加简单,一目了然,赏心悦目. 例10. (1)求函数82++-=x x y 的值域.(2)求函数5413622++++-=x x x x y 的值域. (3)求函数5413622++-+-=x x x x y 的值域.【解析】(1)函数可以看成数轴上点P (x )到定点A (2),)8(-B 间的距离之和.由上图可知,当点P 在线段AB 上时,10min ==AB y 当点P 在线段AB 的延长线或反向延长线上时,10>=AB y 故所求函数的值域为:),10[+∞ 此题也可以画函数图象来解.(2)原函数可变形为:2222)10()2x ()20()3x (y ++++-+-=可看成x 轴上的点)0,(x P 到两定点)1,2(),2,3(--的距离之和, 由图可知当点P 为线段与x 轴的交点时,如图34)12()23(22min =+++==AB y ,故所求函数的值域为),34[+∞.(3)将函数变形为:2222)10()2()20()3(-++--+-=x x y可看成定点A ()3,2到点P )0,(x 的距离与定点B ()2,1-到点P )0,(x 的距离之差. 如图BP AP y -=由图可知:①当点P 在x 轴上且与A ,B 两点不供线时,如点'P ,则构成'ABP ∆,)2xBP根据三角形两边之差小于第三边,有26)12()23(22=-++=<'-'AB P B P A所以2626<'-'<-P B P A即2626<<-y②当点P 恰好为直线AB 与x 轴的交点时,有26=='-'AB P B P A .综上所述,函数的值域为:]26,26(-.三、 课堂训练第一部分:函数定义域1.函数()x x x y +-=1的定义域为( ){}0.≥x x A{}1.≥x x B{}{}01. ≥x x C{}10.≤≤x x D解析:由题意得()⎩⎨⎧≥≥-001x x x ⎩⎨⎧≥≤≥⇒001x x x 或即[){}0,1 +∞∈x ,故选.C 2.()xx f 1111++=的定义域为 .【解析】由分式函数分母不为0得:⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧≠≠+≠++001101121x x x解得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≠-≠≠-≠-≠010311x x x x x 或或()1,-∞-∈⇒x ⎪⎭⎫ ⎝⎛-31,1 ⎪⎭⎫ ⎝⎛0,31 ()+∞,0 3.已知函数()x f 的定义域为[].2,2- ①求函数()x f 2的定义域;②求函数⎪⎭⎫⎝⎛-141x f 的定义域. 【解析】① 函数()x f 的定义域为[]2,2-222≤≤-∴x 即11≤≤-x故函数()x f 2的定义域为[]1,1-∈x . ② 函数()x f 的定义域为[]2,2-21412≤-≤-∴x 即124≤≤-x 故函数⎪⎭⎫⎝⎛-141x f 的定义域为[]12,4-. 4.已知函数()42-x f的定义域[]5,3∈x ,则函数()x f 的定义域是?【解析】 函数()42-x f 的定义域[]5,3∈x 21452≤-≤∴x即函数()x f 的定义域是[]21,5∈x5.如果函数()()()x x x f -+=11的图像在x 轴上方,则()x f 的定义域为( ).{}1.<x x A {}1.>x x B {}11.-≠<x x x C 且 {}11.≠->x x x D 且【解析】对于()(),011>-+x x 当0≥x 时,有()()011<-+x x 11<<-⇒x 得;10<≤x当0<x 时,有()012>+x 1-≠⇒x 得.10-≠<x x 且 综上,,11-≠<x x 且故选.C6.(1)已知1,,,,≠∈+a R z y x a ,设,,log 11log 11zya a ay ax --==用x a ,表示z .(2)设ABC ∆的三边分别为c b a ,,,且方程01lg 2)lg(2222=+--+-a b c x x 有等根,判断ABC ∆的形状. 【解析】(1),,log 11log 11zya a ay ax --==则,log 11log log ,log log log 11log 11z ay ax a za a ya a a a -===--y ax a ya a a log 11log log log 11-==-zza a log 11log 1111-=--=所以xz a a log 11log -=,故xa a z log 11-=.(2)原方程可以转化为0)(10lg 22222=-+-a b c x x又因为方程有等根,则0)(10lg 4)2(2222=---=∆ab c , 必然有1)(10lg 222=-a b c ,所以10)(10222=-ab c ,即222a b c +=. 故ABC ∆为直角三角形.第二部分:函数的值域例1.求函数111++=x y 的值域.【解析】.111,01≥++∴≥+x x ∴11110≤++<x ,∴函数的值域为(]1,0.例2.求函数[]2,1,522-∈+-=x x x y 的值域.【解析】将函数配方得:()412+-=x y []2,1-∈x由二次函数的性质可知:当1=x 时,,4m in =y 当1-=x 时,8m ax =y故函数的值域是[]8,4例3.求函数1-+=x x y 的值域.【解析】令()01≥=-t t x ,则12+=t x 故.4321122+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=++=t t t y又,0≥t 由二次函数性质知,当0=t 时,;1min =y 当t 不断增大时,y 值趋于∞+, 故函数的值域为[)+∞,1.例4.求函数2332+-+-=x x x y 的值域. 【解析】定义域满足⎩⎨⎧≥+-≥-023032x x x 3≥⇒x . 令,31-=x y 任取,321≥>x x 由,03333212121>-+--=---x x x x x x1y ∴在[)+∞,3上单调递增.令,2322+-=x x y由,232+-=x x u 对称轴,23=x 开口向上,知2y 在[)+∞,3上也单调递增. 从而知()=x f 2332+-+-x x x 在定义域[)+∞,3上是单调递增.()∴=≥∴.23f y 值域为[)+∞,2.例5.求函数21+-=x x y 的值域 【解析】由1231232≠+-=+-+=x x x y ,可得值域{}1≠y y 例6.求13+--=x x y 的值域【解析】可化为 ⎪⎩⎪⎨⎧>-≤≤---<=3,431,221,4x x x x y 如图:观察得值域{}44≤≤-y y .例7.求函数x y -=3的值域.【解析】0≥x 33,0≤-≤-∴x x 故函数的值域是:[]3,∞-例8.求函数51042+++=x x y 的值域.【解析】配方,得().5622+++=x y ().65,6622+≥∴≥++y x∴函数的值域为).,65(+∞+例9.求函数1122+++-=x x x x y 的值域.【解析】 1122+++-=x x x x y ,R x ∈,去分母整理得()()01112=-+++-y x y x y.当1=y 时,,0=x 故y 可取1; ①当1≠y 时,方程①在R 内有解,则()()(),011412≥---+=∆y y y,031032≤+-∴y y 解得.331≤≤y ∴函数的值域为.3,31⎥⎦⎤⎢⎣⎡例10.求函数11--+=x x y 的值域.【解析】原函数可化为:112-++=x x y令,1,121-=+=x y x y 显然21,y y 在[)+∞,1上为无上界的增函数所以21,y y y =在[)+∞,1上也为无上界的增函数所以当1=x 时,21y y y +=有最小值2,原函数有最大值222= 显然,0>y 故原函数的值域为(]2,0.例11.求函数133+=x xy 的值域【解析】设t x=+13 ,则()111131113113>-=+-=+-+=t ty xx x 101101<<∴<<∴>y tt ,()01原函数的值域为∴.例12.求函数53-++=x x y 的值域.【解析】53-++=x x y ⎪⎩⎪⎨⎧≥-<<--≤+-=)5(22)53(8)3(22x x x x x由图像可知函数53-++=x x y 的值域为[)+∞,8.四、 课后作业【训练题A 类】1.函数()f x = ).A . 1[,)2+∞B . 1(,)2+∞ C. 1(,]2-∞ D. 1(,)2-∞2.函数265x x y ---=的值域是( )525.≤≤y A5.≤y B 50.≤≤y C 5.≥y D 3.函数31---=x x y 在其定义域内有( ).A 最大值2,最小值2- .B 最大值3,最小值1- .C 最大值4,最小值0 .D 最大值1,最小值3-4.已知函数31++-=x x y 的最大值为M ,最小值为m ,则Mm的值为( ) 41.A 21.B 22.C23.D 5.函数()=x f 962+-x 的值域是 ( )A 、(-∞,6)B 、]3,(-∞C 、 (0,6)D 、 (0,3) 6.()421-=x x f 的定义域为_____ 7.函数x x y 21-+=的值域是 . 8.求()4313512-++-=x x x x f 的定义域9.求2045222+-++-=x x x x y 的值域.10.求函数12-+=x x y 的值域.11.已知()x f 的值域为,94,83⎥⎦⎤⎢⎣⎡试求()()x f x f y 21-+=的值域.【参考答案】1.【答案】C【解析】由根式知21021≤⇒≥-x x 故选.C 2.【答案】A【解析】425425216022≤+⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=--≤x x x , 25602≤--≤∴x x ,即525≤≤y3.【答案】A【解析】由题意得()()()⎪⎩⎪⎨⎧>≤<-≤-=3,231,421,2x x x x y []2,2-∈⇒y ,故选A4.【答案】C【解析】两边平方,即()()312312+-+++-=x x x x y ()41242++-+=x844max 2=+=y ,4min 2=y ,2284max min ==y y 故选C . 5.【答案】B【解析】∴≥+392x 3962≤+-x 故选.B6.【答案】()+∞,8 【解析】80421≥⇒≥-x x ,即()+∞,8 7.【答案】(],1-∞【解析】令x t 21-=则()0212≥-=t t x 即()()021212≥++-=t t t t f ()11212+--=t故1=t 时,取得最大值.即().1≤x f8.【解析】1212210431012>⇒⎪⎩⎪⎨⎧>≥⇒⎪⎩⎪⎨⎧>-≥-x x x x x ,即()+∞,129.【解析】()()1624122+-++-=x x y ()()()()2222402201-+-+++-=x x即可看成三点:()()()4,2,2,1,0,B A x P -,PB PA y +=在PAB ∆中AB PB PA >+知点()2,1-A 点()4,2B 在数轴异侧时AB 最大.PB PA y +==AB 故()()37422122=--+-=≥AB y10.【解析】显然,函数的定义域为21≥x . 当21≥x 时,函数12,21-==x y x y 都是递增的 所以在21=x 时,取得最小值.即⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞∈,21y . 11.【解析】()(),412191,9483≤-≤∴≤≤x f x f即有(),212131≤-≤x f 令(),21,31,21⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈-=t x f t ()(),1212t t x f +-=()()t t t g y +-==∴2121()11212+--=t⎥⎦⎤⎢⎣⎡∉21,311 ,∴函数()t g y =在区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡21,31上单调递增,,9731min =⎪⎭⎫ ⎝⎛=∴g y ∴=⎪⎭⎫ ⎝⎛=.8721max g y 函数的值域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡87,97.【训练题B 类】1.求()52+=x x f 的值域2.求函数xy --=111的值域3.求函数12--=x x y 的值域.4.已知()x f 43-的定义域为[],2,1-∈x 则函数()x f 的定义域是?5.求下列函数的值域:(1);1342++=x x y (2)5438222+-+-=x x x x y6.对于每个函数x ,设()x f 是2,14+=+=x y x y 和42+-=x y 三个函数中的最小者,则()x f 的最大值是什么?7.已知⎪⎭⎫⎝⎛-x f 213的定义域为[]5,1∈x ,则函数()32+x f 的定义域是?8.求下列函数的值域:(1)[);5,1,642∈+-=x x x y (1)245x x y -+=.9.求函数13+--=x x y 的值域.10.函数232+-=kx x y 的值域为⎪⎭⎫⎝⎛+∞-⎪⎭⎫ ⎝⎛-∞-,3232, ,求k 的值.11.(1)已知函数⎩⎨⎧≥<=0,0,)(2x x x x x f ,求))((x f f .(2)求函数12)(2--+=x x x f 的最小值.12.若函数432--=x x y 的定义域为[],,0m 值域为,4,425⎥⎦⎤⎢⎣⎡--求m 的取值范围.【参考答案】1.【解析】25052-≥⇒≥+x x ,即⎪⎭⎫⎝⎛+∞-,25 2.【解析】原式化为,11=--x y y ,011≥-=-∴yy x 即01<≥y y 或. 故()[)+∞∞-∈,10, y .3.【解析】函数的定义域是{}.,1R x x x ∈≥令()0,1≥=-t t x 则 ,12+=t x8154122222+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+-=∴t t t y ,又o t ≥,∴结合二次函数的图像知()815≥t y .故原函数的值域为⎭⎬⎫⎩⎨⎧≥815y y . 4.【解析】 ()x f 43-的定义域为[]2,1-∈x 7435≤-≤-∴x()x f ∴的定义域为[]7,5-∈x .5.【解析】(1)由1342++=x x y 可得,0342=-+-y x yx 当0=y 时,;43-=x 当0≠y 时,,R x ∈故()(),03442≥---=∆y y解得,41≤≤-y 且0≠y .当2-=x 时,;1-=y 当21=x 时,.4=y∴所求函数的值域为[].4,1-(2)由5438222+-+-=x x x x y 可得()()0352422=-+---y x y x y ,当02≠-y 时,由,R x ∈得()()()035242162≥----=∆y y y ,25≤≤-∴y .25<≤-∴y .经检验2=x 时,5-=y ,而2≠y .∴原函数的值域为[]2,5-.6.【解析】在同一直角坐标系中作出三个函数的图像,由图像可知,()x f 的最大值是2+=x y 和42+-=x y 交点的纵坐标,易得()38max =x f . 7.【解析】 ⎪⎭⎫⎝⎛-x f 213的定义域为[]5,1∈x 2521321≤-≤∴x 即253221≤+≤x4145-≤≤-∴x 故函数()32+x f 的定义域是⎥⎦⎤⎢⎣⎡--∈41,45x 8.【解析】(1)配方,得().222+-=x y [),5,1∈x ∴函数的值域为{}.112<≤y y(2)对根号里配方得:()30922≤≤⇒+--=y x y 即[]3,0∈∴y .9.【解析】原式可变为()[)[)⎪⎩⎪⎨⎧+∞∈--∈+--∞-∈=,3,43,1,221,,4x x x x y 44≤≤-⇒y 即[]4,4-∈y10.【解析】232+-=kx x y 的反函数为kx x y -+=232,其定义域为⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞⎪⎭⎫ ⎝⎛∞-,22,k k ,故.3322-=⇒-=k k 11.【解析】(1)当0≥x 时,0)(2≥=x x f ,则42)())((x x f x f f ==;当0<x 时,,0)(<=x x f 则x x f x f f ==)())(( 所以⎩⎨⎧≥<=0,0,))((2x x x x x f f(2)⎪⎩⎪⎨⎧<++-≥-+=2,12,3)(22x x x x x x x f由)(x f 在),2[+∞上的最小值为3)2(=f , 在)2,(-∞上的最小值为43)21(=f 故函数)(x f 在R 上的最小值为43. 12.【解析】,425232-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=x y 因为,4,425⎥⎦⎤⎢⎣⎡--∈y 又,4)0(-=f ,42523-=⎪⎭⎫ ⎝⎛f ()43-=f ,故⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈⇒≤≤3,23323m m . 【训练题C 类】1.函数()()R x xx f ∈+=211的值域是( ) []1,0.A [)1,0.B (]1,0.C ()1,0.D2.函数()155+=x xx f 的值域是( ) ()()+∞-∞-,51,. A ()5,1.B()()+∞∞-,11,. C ⎪⎭⎫⎝⎛+∞-⎪⎭⎫ ⎝⎛-∞-,5151,. D3.下列函数中,值域是()+∞,0的是( )12.2+-=x x y A ()()+∞∈++=,012.x x x y B ()Nx x x y C ∈++=121.211.+=x y D 4.求函数x x y 431-+-=的值域.5.求x x y ++-=12的值域.6.函数()112->++=x x x y 的值域是.7.已知函数()x f 是定义在实数集R 上的不恒为零的偶函数,且对任意实数x 都有()()()x f x x xf +=+11,则⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛25f f 的值是多少?8.求函数)2(x x x y -+=的值域.9.已知函数⎪⎩⎪⎨⎧+∞∈+-∞∈-=),0[,1)0,(,11)(2x x x x x f ,求)1(+x f .10.已知函数()x f 的定义域为()b a ,且,2>-a b 则()()()1313+--=x f x f x F 的定义域为()13,13.-+b a A ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+31,31.b a B ⎪⎭⎫ ⎝⎛--31,31.b a C ⎪⎭⎫⎝⎛++31,31.b a D11.若函数()x f y =的定义域为[],1,1-求函数⎪⎭⎫⎝⎛-∙⎪⎭⎫ ⎝⎛+=4141x f x f y 的定义域.【参考答案】1.【答案】C【解析】.1110,11,0,222≤+<∴≥+∴≥∴∈x x x R x∴函数()()R x xx f ∈+=211的值域为(].1,0 2.【答案】C 【解析】15115155+-+=+=x x x x y 1511+-=x 11511015≠+-∴≠+x x 即1≠y 知()()+∞∞-∈,11, y 故选.C3.【答案】D 【解析】A 中()012≥-x [)+∞∈∴,0yB 中11112++=++x x x ()+∞∈,0x 21<<∴y 即()2,1∈y C 中()2211121+=++=x x x y N x ∈ ()1,0∈∴y D 中由题意知01>+x ()+∞∈+∴,011x 故选D 4.【解析】令()01≥=-t t x 则()012≥+=t t x则142-+-=t t y ()o t t ≥⎪⎭⎫⎝⎛--=2214则0≤y .5.【解析】两边平方:6649212322≤⇒≤+⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=y x y6.【解析】()12111211111112->=+⋅+≥+++=+++=++=x x x x x x x x x y当且仅当111+=+x x 即0=x 时成立,故2≥y 7.【解析】由()()()x f x x xf +=+11可得:23=x 时,⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛23252523f f ,21=x 时,⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛21232321f f , 21-=x 时,⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-21212121f f .又.025,023021=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛f f f又()()()(),111111--=+--f f ()().0100=-=-∴f f()().0025,00==⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛∴=∴f f f f8.【解析】由0)2(≥-x x 解得定义域为20≤≤x两边平方整理得:0)1(2222=++-y x y x (1)因为0)1(2222=++-y x y x 一定有根,所以08)1(42≥-+=∆y y 解得:2121+≤≤-y由0≥∆仅保证关于x 的方程:0)1(2222=++-y x y x 在实数集R 有实根,而不能确保其实根在区间[0,2]上,即不能确保方程(1)有实根, 也就是说0≥∆求出的范围可能比y 的实际范围大, 故需要进一步确定此函数的值域. 采取如下方法进一步确定函数的值域. ∵20≤≤x 0)2(≥-+=∴x x x y ,把0min =y ,21+=y 带入方程(1)解得:]2,0[2222241∈-+=x即当时,2222241-+=x 时原函数的值域为:]21,0[+9.【解析】由复合函数的定义域知)1(+x f 的定义为),1[)1`,(+∞-⋃--∞当)1`,(--∞∈x 时 11)2(+=-x x f ,当),1[+∞-∈x 时22)1(2++=+x x x f 所以⎪⎩⎪⎨⎧+∞-∈++--∞∈+=+),1[,22)1,(,11)1(2x x x x x x f10.【答案】B【解析】由题意得⎩⎨⎧<+<<-<b x a b x a 1313,即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-<<-+<<+31313131b x a b x a 显然,3131->+b b ,3131->+a a 又,2>-a b 从而.3131+>-a b()x F ∴的定义域为⎪⎭⎫⎝⎛-+31,31b a ,故选.B11.【解析】 函数()x f y =的定义域为[]1,1-∴有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤-≤-≤+≤-14111411x x 即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤-≤≤-45434345x x 得4343≤≤-x 故函数⎪⎭⎫ ⎝⎛-∙⎪⎭⎫ ⎝⎛+=4141x f x f y 的定义域是⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∈43,43x .。
函数的定义域和值域知识点总结
函数的定义域和值域知识点总结函数是数学中的一种基本概念,广泛应用于各个领域。
在了解函数的定义域和值域之前,我们需要先了解函数的基本概念和表示方法。
函数可以理解为一个输入到输出的映射关系,如果将函数视为一个机器,输入是函数的自变量,输出是函数的因变量。
函数可以用数学符号表示为y=f(x),其中x为自变量,y为因变量,f(x)表示函数的表达式。
例如,y=2x+1就是一个简单的一次函数。
定义域是指所有自变量可能取值的集合,也可以简单理解为函数的输入范围。
根据函数的不同类型,定义域可以有不同的限制条件。
1.有理函数:有理函数是指可以表示为两个多项式相除的函数。
它的定义域包含所有不使得分母等于0的实数。
2.无理函数:无理函数是指不能表示为两个多项式相除的函数,例如平方根、立方根、指数函数等。
对于无理函数,它的定义域可以是任意实数,也可以有一些限制条件。
3.双曲函数:双曲函数是指以指数函数和对数函数为基础的函数。
对于双曲函数,它的定义域可以是任意实数。
4.指数函数和对数函数:指数函数和对数函数是互为反函数关系的两个函数。
指数函数的定义域为所有实数,对数函数的定义域为正实数。
在确定函数的定义域时,常常需要考虑到以下几点:1.分式中的分母不能为0。
2.做对数运算时,底数必须大于0且不等于13.做反三角函数时,函数的值域必须在对应的定义域内。
4.开方运算中,被开方数必须大于等于0。
在讨论函数的定义域时,我们常常需要注意以下几个特殊情况:1.绝对值函数:绝对值函数的定义域为所有实数。
2.常量函数:常量函数的定义域为所有实数。
3.单调函数:单调函数的定义域为所有实数。
4.双曲函数:双曲函数的定义域为所有实数。
接下来,我们来讨论函数的值域。
值域是指函数在定义域内所有可能的输出值的集合,也就是函数的输出范围。
函数的值域可能存在上界、下界或者不受限。
确定函数的值域时需要考虑以下几点:1.对于连续函数,可以通过求导数来判断函数的极大值和极小值,从而确定值域的上界和下界。
函数的定义域和值域
1 函数的定义域和值域要点梳理1.常见基本初等函数的定义域(1)函数y =a x (a >0且a ≠1)、y =sin x 、y =cos x 的定义域是R(2) y =log a x 的定义域是{x |x >0}或(0,+∞),y =tan x 的定义域是{x |x ≠kπ+π2,k ∈Z }. 求定义域方法:①分式中的分母不为0;②偶次根式的被开方数非负;③y =x 0要求x ≠0;④对数式中的真数大于0,底数大于0且不等于1.2.基本初等函数的值域(1)y =kx +b (k ≠0)的值域是R .(2)y =ax 2+bx +c (a ≠0)的值域是:当a >0时,值域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫yy ≥4ac -b 24a ;当a <0时,值域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫yy ≤4ac -b 24a .(3)y =k x (k ≠0)的值域是{y |y ≠0}.(4)y =a x (a >0且a ≠1)的值域是{y |y >0}.(5)y =log a x (a >0且a ≠1)的值域是R .(6)y =sin x ,y =cos x 的值域是[-1,1].(7)y =tan x 的值域是R .求值域方法:(1)观察法:一些简单函数,通过观察法求值域.(2)配方法:“二次函数类”用配方法求值域.(3)换元法:形如y =ax +b ±cx +d (a ,b ,c ,d 均为常数,且a ≠0)的函数常用换元法求值域,形如y =ax +a -bx 2的函数用三角函数代换求值域.(4)分离常数法:形如y =cx +d ax +b(a ≠0)的函数可用此法求值域.(5)单调性法:函数单调性的变化是求最值和值域的依据,根据函数的单调区间判断其增减性进而求最值和值域.(6)数形结合法,(7)导数法,(8)利用基本不等式典型例题求函数的定义域例1、函数f (x )=1-2x +1x +3的定义域为________. 例2、函数f (x )=x 22-x-lg(x -1)的定义域是________. 例3、函数f (x )=2x +12x 2-x -1的定义域是________. 求函数的值域例4、求下列函数的值域.(1)y =x 2+2x (x ∈[0,3]); (2)y =1-x 21+x 2; (3)y =x +4x(x <0);(4)f (x )=x -1-2x (5)y =log 3x +log x 3-1(x >1).例5、若函数f (x )= 2x 2+2ax -a -1的定义域为R ,则a 的取值范围。
函数值域定义域方法总结
函数定义域、值域求法总结一、定义域是函数y=f(x)中的自变量x 的范围。
求函数的定义域需要从这几个方面入手: (1)分母不为零(2)偶次根式的被开方数非负。
(3)对数中的真数部分大于0。
(4)y=tanx 中x ≠k π+π/2; ( 5 )0x 中x 0≠二、值域是函数y=f(x)中y 的取值范围。
常用的求值域的方法: (1)直接法 (2)图象法(数形结合) (3)函数单调性法(4)配方法 (5)换元法 (包括三角换元) (6)反函数法(逆求法)(7)分离常数法 (8)判别式法 (9)复合函数法 (10)不等式法 (11)平方法等等这些解题思想与方法贯穿了高中数学的始终。
三、典例解析 1、定义域问题例1 求下列函数的定义域:① 21)(-=x x f ;② 23)(+=x x f ;③ xx x f -++=211)( 例2 求下列函数的定义域:①14)(2--=x x f ②2143)(2-+--=x x x x f③=)(x f x11111++④xx x x f -+=0)1()(⑤373132+++-=x x y例3 若函数aax ax y 12+-=的定义域是R ,求实数a 的取值范围 例4 若函数)(x f y =的定义域为[-1,1],求函数)41(+=x f y )41(-⋅x f 的定义域例5 已知f(x)的定义域为[-1,1],求f(2x -1)的定义域。
例6已知已知f(x)的定义域为[-1,1],求f(x 2)的定义域。
2、求值域问题利用常见函数的值域来求(直接法)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 xky 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 ac y y 4)4(|2-≥};当a<0时,值域为{ab ac y y 4)4(|2-≤}. 例1 求下列函数的值域① y=3x+2(-1≤x ≤1) ②)(3x 1x32)(≤≤-=x f ③ xx y 1+=(记住图像) 二次函数在区间上的值域(最值):例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 ;练习:1、求函数[]5,0,522∈+-=x x x y 的值域 法二:换元法(下题讲)例4 求函数x x y -+=12 的值域例7 求13+--=x x y 的值域例8 求函数[])1,0(239∈+-=x y x x 的值域例9求函数xx y 2231+-⎪⎭⎫⎝⎛= 的值域例10 求函数 )0(2≤=x y x 的值域 例11 求函数21+-=x x y 的值域小结:已知分式函数)0(≠++=c dcx bax y ,如果在其自然定义域(代数式自身对变量的要求)内,值域为⎭⎬⎫⎩⎨⎧≠c a y y ; 例12 求函数133+=x xy 的值域例14 求函数34252+-=x x y 的值域 例15 函数11++=xx y 的值域复合函数单调性一、 函数的单调区间1.一次函数y=kx+b(k ≠0).2.反比例函数y=x k(k ≠0). 3.二次函数y=ax 2+bx+c(a ≠0). 4.指数函数y=ax(a >0,a ≠1). 5.对数函数y=log a x(a >0,a ≠1). 三、复合函数单调性相关定理规律:当两个函数的单调性相同时,其复合函数是增函数;当两个函数的单调性不同时,其复合函数为减函数。
函数的定义域、值域
这个函数与函数 y x( x R) 不仅对应关系相同, 而且定义域也相同.
所以,这个函数与函数 y x( x R)相等 .
x, x 0, (3) y x | x | x, x 0.
2
这个函数与函数 y x( x R) 的定义域都是实数集 R, 但当x 0时,对应关系 与函数y x( x R )不相同 .
函数的定义域、值域
函数的定义域通常由问题的实际背景确定,如 上节课所述的实例. 对于给出解析式的函数,而没有指明它的定义 域,那么函数的定义域就是指能使这个式子有意义 的实数的集合. 对用解析式表示的函数,可由给定的自变量值 代入解析式计算函数值.
课堂例题
1 例1.已 知 函 数 f ( x) x 3 x2 (1)求 函 数 的 定 义 域 ;
2
( 2) y ( 3) y
3
x ; x ;
2 2
3
x ( 4) y . x
解: (1) y ( x ) x( x 0),
2
这个函数与函数 y x( x R) 虽然对应关系相同, 但是定义域不相同2) y x ( x R),
所以,这个函数与函数 y x( x R)不相等.
x2 ( 4) y 的 定 义 域 是 { x | x 0}, x
与函数 y x( x R)不相同 .
所以,这个函数与函数 y x( x R)不相等.
从本例我们还可以看出, 相同的对应关系, 其表达形式可以不同.
课堂小结
1.函数的值域由定义域和对应关系确定. 2.如果两个函数的定义域、对应关系都相同, 则它们是同一个函数.
三、函数的相等 两个函数是同一个函数,应该满足它们的定义域、 值域和对应法则都相同.由于值域是由定义域和对应 关系决定的,所以,如果两个函数的定义域相同,并 且对应关系完全一致,这两个函数就相等.
2.2函数的定义域与值域
2.2函数的定义域与值域一:函数的定义域:1.定义域的概念与表示:2.确定函数定义域的原则:(1)当函数f(x)用列表法给出时,函数的定义域是表格中实数x的集合。
(2)当函数f(x)用图像法给出时,函数的定义域是x轴上投影所需覆盖的实数集合。
(3)当函数f(x)用解析式给出时,函数的定义域是使解析式有意义的实数的集合。
3.确定函数定义域的依据:(1).若f(x)是整式,则x R∈。
(2)若f(x)是分式,则分母不为0.(3)当f(x)是偶次根式,则被开方式x≥0,例:y=x,x≥0,(4)当f(x)是非正数指数幂时,定义域是使幂的底不为0的x取值的集合⇒f(x)>0(5)当f(x)为对数函数时,例y=)flog x(a⇒当对数式或指数式函数的底数中含变量时,底数须大于0且不等于1(6)若f(x)是有限个基本初等函数四则运算而合成的函数时,则其定义域一般是各基本初等函数的定义域的交集。
(7)若f[])(xa,时的值域a,,则f(x)的定义域为g(x)在x∈[]bg的定义域为[]b(8)若f(x)的定义域为[]bg的定义域由不等式a≤g(x)≤ba,,其复合函数f[])(x解出(9)对于含字母参数的函数,求其定义域。
根据问题具体情况须对字母参数进行分类讨论(10)由实际问题确定的函数,其定义域除使函数有意义外,还要符合问题的实际意义二:函数的值域:1.值域的概念与表示:2.求函数值域的常用方法:(1)配方法(2)换元法(3)不等式法(4)逆求法(即利用反函数)(5)单调性法(6)观察法(7)分离常数法(8)数形结合法(9)判别式法(10)中间变量值域法基础自测:1.设a ∈()1,0,则函数y=)1(log -x a 的定义域为( ) A . .(]2,1 B. ()+∞,1 C . [)+∞,2 D .(]2,+∞- 2.下列四个函数:①.Y=3X ②.⎩⎨⎧<≥)0(,2)0(,3x x x x ③. y=-4x+5 (x ∈z) ④ y=2x -6x+7 其中值域相同的是( )A .①② B. ①③ C.②③ D. ②④3.若函数f(x)=3442++-mx mx x 的定义域为R ,则实数m 的取值范围是() A.()+∞∞-, B .⎪⎭⎫⎝⎛43,0 C.⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞,43D.⎪⎭⎫⎢⎣⎡43,04.定义域为R 的函数y=f(x)的值域为[]b a ,,则函数y=f(x+a)的值域是() A.[]b a a +,2 B.[]a b -,0 C.[]b a , D.[]b a a +-,5.函数y=x e -31的值域为---------------。
函数的定义域值域
第二章
函数
数学
【解析】
x 2 -2≥0, (1)由 x-4≠0,
则 x≥1 且 x≠4.故选 D.
(2)∵f(x-1)的定义域为[0,2],∴0≤x≤2. 即-1≤x-1≤1.∴所求定义域为[-1,1].
【答案】
(1)D
(2)[-1,1]
第二章
函数
数学
1.若f(x)的定义域为(0,1),求f(2x+1)的定义域.
第二章
函数
数学
函数定义域和值域的综合应用
1.对既给出定义域又给出解析式的函数,可直接在定
义域上用相应方法求函数值域.
2.若函数解析式中含有参数,要注意参数对函数值域 的影响,即要考虑分类讨论.
第二章
函数
数学
(12 分 ) 设函数
1 f(x) = x-1
1≤x≤2, g(x) = f(x) - 2<x≤3,
当且仅当 x=2 时,等号成立,∴当 x<0 时,y≤-4. 综上,函数的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞).
第二章
函数
数学
2.如何求 y= x2+1+ 2-x2+4的值域?
解析 ∵ x2+1表示点(x,0)到点(0,-1)的距离;
2-x2+4 = x-22+0-22 表 示点 (x,0) 到 点 (2,2) 的 距离, 故 y= x2+1+ 2-x2+4≥ 0-22+-1-22= 13. 故值域为[ 13,+∞).
B.[0,1) D.(0,1)
1 ∵1+x ≥1,∴0< ≤1. 1+x2
答案
C
第二章
函数
数学
4. 若 x为实数, 则函数 y=x2+3x-5 的值域是________.
解析 ∵y=x ∵ x为实数,∴x≥0,
数学中的函数定义域与值域
数学中的函数定义域与值域一、函数定义域的概念1.函数定义域是指函数中自变量可以取的所有可能值的集合。
2.函数定义域通常用区间表示,如实数集R、有理数集Q、整数集Z等。
3.函数定义域可以是无限的,如f(x) = x^2的定义域为实数集R。
4.函数定义域可以是有限的,如f(x) = sin(x)的定义域为[-1, 1]。
二、函数值域的概念1.函数值域是指函数中因变量可以取的所有可能值的集合。
2.函数值域通常用区间表示,如实数集R、有理数集Q、整数集Z等。
3.函数值域可以是无限的,如f(x) = x^2的值域为非负实数集[0, +∞)。
4.函数值域可以是有限的,如f(x) = sin(x)的值域为[-1, 1]。
三、函数定义域与值域的关系1.函数的定义域与值域不一定相同,它们可以是不同的集合。
2.函数的定义域是函数值域的子集,即函数的所有自变量取值都在值域中。
3.函数的值域可以小于、等于或大于定义域,这取决于函数的特性。
四、确定函数定义域的方法1.对于多项式函数,定义域通常为实数集R。
2.对于三角函数,定义域通常为实数集R。
3.对于指数函数和对数函数,定义域通常为正实数集(0, +∞)。
4.对于分式函数,定义域为除数不为零的所有实数。
5.对于绝对值函数,定义域为所有实数。
五、确定函数值域的方法1.对于多项式函数,值域通常为实数集R。
2.对于三角函数,值域通常为闭区间[-1, 1]。
3.对于指数函数,值域为正实数集(0, +∞)。
4.对于对数函数,值域为实数集R。
5.对于分式函数,值域为非零实数集。
6.对于绝对值函数,值域为非负实数集[0, +∞)。
六、函数定义域与值域的应用1.函数的定义域与值域是研究函数性质的基础,如单调性、奇偶性、周期性等。
2.函数的定义域与值域可以帮助我们理解和解决实际问题,如最值问题、方程问题等。
3.函数的定义域与值域可以用来判断函数的合理性和有效性。
4.函数定义域是指函数中自变量可以取的所有可能值的集合,函数值域是指函数中因变量可以取的所有可能值的集合。
函数的定义域与值域(含解析)
函数的定义域和值域1.知函数解析式求定义域的基本依据: (1)分式的分母 ;(2)偶次根式的被开方数 ; (3)对数函数的真数必须 ;(4)指数函数和对数函数的底 ; (5)正切函数的角的终边 ; (6)零次幂的底数 。
2.求复合函数定义域方法:(1)已知()y f x =的定义域是A ,求[]()yf x ϕ=的定义域的方法:解不等式 ,求出x 的范围,再将所得范围写成集合或区间形式,即得所求[]()y f x ϕ=的定义域。
(2)已知[]()yf x ϕ=的定义域是A ,求()y f x =的定义域的方法:求出 时,()x ϕ的范围,再将所得范围写成集合或区间形式,即得所求()y f x =的定义域。
3.反函数的定义域是原函数的 。
4.函数的值域:(1)值域是函数值组成的集合,它是由 和 确定的,因此求值域时一定要看 。
(2)函数的最大值:一般地,设函数()y f x =的定义域为I ,如果存在实数M 满足: (I )对任意的x I ∈,都有 ;(II )存在0x I ∈使得 ,那么,我们称M 是函数()y f x =的最大值。
5.函数的最小值:一般地,设函数()y f x =的定义域为I ,如果存在实数N 满足: (1)对任意的x I ∈,都有 ;(2)存在0x I ∈使得 ,那么,我们称N 是函数()y f x =的最小值。
6.常见基本初等函数的值域: (1)一次函数(0)ykx b k =+≠的值域是R 。
(2)二次函数2(0)y axbx c a =++≠,当0a >时,值域是 , 当0a <时,值域是 。
(3)反比例函数(0)ky k x=≠的值域是 。
(4)指数函数(0,1)xy a a a =>≠的值域是 。
(5)对数函数log (0,1)a yx a a =>≠的值域是 。
7.求函数值域及最值的基本类型及方法: (1)形如2(0)y ax bx c a =++≠的函数,用 求值域,要特别注意定义域。
函数的定义域、值域--高考数学【解析版】
专题06 函数的定义域、值域函数的定义域作为函数的要素之一,是研究函数的基础,函数的定义域问题也是高考的热点.函数的值域(最值)也是高考中的一个重要考点,并且值域(最值)问题通常会渗透在各类题目之中,成为解题过程的一部分.【重点知识回眸】1.函数的有关概念 (1)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.(2)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.(3)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. (4)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.提醒:两个函数的值域和对应关系相同,但两个函数不一定相同,例如,函数f (x )=|x |,x ∈[0,2]与函数f (x )=|x |,x ∈[-2,0]. 2.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.提醒:分段函数是一个函数,而不是几个函数,分段函数的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集. 3.常见函数定义域的求法类型x 满足的条件2()nf x (n ∈N *) f (x )≥0 21()n f x (n ∈N *)f (x )有意义 1()f x 与[f (x )]0 f (x )≠0 log a f (x )(a >0且a ≠1) f (x )>0 a f (x )(a >0且a ≠1)f (x )有意义 tan[f (x )]f (x )≠π2+k π,k ∈Z四则运算组成的函数 各个函数定义域的交集实际问题使实际问题有意义4.①若()y f x =的定义域为(),a b ,则不等式()a g x b <<的解集即为函数()()y f g x =的定义域;②若()()y f g x =的定义域为(),a b ,则函数()g x 在(),a b 上的的值域即为函数()y f x =的定义域.5.常见函数的值域:在处理常见函数的值域时,通常可以通过数形结合,利用函数图像将值域解出,熟练处理常见函数的值域也便于将复杂的解析式通过变形与换元向常见函数进行化归.(1)一次函数(y kx b =+):一次函数为单调函数,图像为一条直线,所以可利用边界点来确定值域.(2)二次函数(2y ax bx c =++),给定区间.二次函数的图像为抛物线,通常可进行配方确定函数的对称轴,然后利用图像进行求解.(关键点:①抛物线开口方向,②顶点是否在区间内).(3)反比例函数:1y x=(1)图像关于原点中心对称(2)当,0x y →+∞→ ,当,0x y →-∞→. (4)对勾函数:()0ay x a x=+> ① 解析式特点:x 的系数为1;0a >注:因为此类函数的值域与a 相关,求a 的值时要先保证x 的系数为1,再去确定a 的值 例:42y x x =+,并不能直接确定4a =,而是先要变形为22y x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,再求得2a =② 极值点:,x a x a ==③ 极值点坐标:(,2,,2a a a a --④ 定义域:()(),00,-∞+∞⑤ 自然定义域下的值域:(),22,a a ⎡-∞-+∞⎣(5)函数:()0ay x a x=-> 注意与对勾函数进行对比① 解析式特点:x 的系数为1;0a > ② 函数的零点:x a =③ 值域:R(5)指数函数(xy a =):其函数图像分为1a >与01a <<两种情况,可根据图像求得值域,在自然定义域下的值域为()0,+∞(6)对数函数(log a y x =)其函数图像分为1a >与01a <<两种情况,可根据图像求得值域,在自然定义域下的值域为()0,+∞(7)三角函数的有界性,如sin [1,1],x ∈-cos [1,1]x ∈-. 6.函数值域问题处理策略 (1)换元法:① ()()(),log ,sin f x a y ay f x y f x ===⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦:此类问题在求值域时可先确定()f x 的范围,再求出函数的范围.② ()()(),log ,sin x a y f a y f x y f x ===:此类函数可利用换元将解析式转为()y f t =的形式,然后求值域即可.③形如y ax b cx d =++(2)均值不等式法:特别注意“一正、二定、三相等”.(3)判别式法:若原函数的定义域不是实数集时,应结合函数的定义域,将扩大的部分剔除.(4)分离常数法:一般地, ① ax by cx d+=+:换元→分离常数→反比例函数模型② 2ax bx c y dx e ++=+:换元→分离常数→ay x x=±模型③ 2dx ey ax bx c+=++:同时除以分子:21y ax bx c dx e=+++→②的模型④ 22ax bx cy dx ex f++=++:分离常数→③的模型(5)单调性性质法:利用函数的单调性(6)导数法:利用导数与函数的连续性求图复杂函数的极值和最值, 然后求出值域 (7)数形结合法【典型考题解析】热点一 已知函数解析式求定义域【典例1】(广东·高考真题(文))函数f (x )=11x-+lg(1+x )的定义域是( )A .(-∞,-1)B .(1,+∞)C .(-1,1)∪(1,+∞)D .(-∞,+∞)【答案】C 【解析】根据函数解析式建立不等关系即可求出函数定义域. 【详解】 因为f (x )=11x-+lg(1+x ), 所以需满足1010x x -≠⎧⎨+>⎩,解得1x >-且1x ≠,所以函数的定义域为(-1,1)∪(1,+∞), 故选:C【典例2】(山东·高考真题(文))函数21()4ln(1)f x x x =-+( )A .[-2,0)∪(0,2]B .(-1,0)∪(0,2]C .[-2,2]D .(-1,2]【答案】B 【解析】 【详解】x 满足2101140x x x +>⎧⎪+≠⎨⎪-≥⎩,即1022x x x >-⎧⎪≠⎨⎪-≤≤⎩. 解得-1<x <0或0<x ≤,选B.【典例3】(2019·江苏·高考真题)函数276y x x =+-_____. 【答案】[1,7]-. 【解析】 【分析】由题意得到关于x 的不等式,解不等式可得函数的定义域. 【详解】由已知得2760x x +-≥, 即2670x x --≤ 解得17x -≤≤, 故函数的定义域为[1,7]-.【典例4】(2022·北京·高考真题)函数1()1f x x x=-_________. 【答案】()(],00,1-∞⋃【解析】 【分析】根据偶次方根的被开方数非负、分母不为零得到方程组,解得即可; 【详解】 解:因为()11f x x x =-100x x -≥⎧⎨≠⎩,解得1x ≤且0x ≠,故函数的定义域为()(],00,1-∞⋃; 故答案为:()(],00,1-∞⋃ 【总结提升】已知函数的具体解析式求定义域的方法(1)简单函数的定义域:若f(x)是由一些基本初等函数通过四则运算构成的,则它的定义域为各基本初等函数的定义域的交集.(2)复合函数的定义域:先由外层函数的定义域确定内层函数的值域,从而确定对应的内层函数自变量的取值范围,还需要确定内层函数的定义域,两者取交集即可. 热点二 求抽象函数的定义域【典例5】(全国·高考真题(理))已知()f x 的定义域为(1,0)-,则函数(21)f x +的定义域为 ( ) A .(1,1)- B .1(1,)2--C .(1,0)-D .1(,1)2【答案】B 【解析】 【详解】试题分析:因为函数()f x 的定义域为(1,0)-,故函数(21)f x +有意义只需-1210x <+<即可,解得1-1-2x <<,选B .【典例6】(2023·全国·高三专题练习)已知函数()31f x +的定义域为[]1,7,求函数()f x 的定义域. 【答案】[]4,22 【解析】 【分析】根据复合函数定义域的性质进行求解即可. 【详解】因为()31f x +的定义域为[]1,7,所以17x ≤≤,所以43122x ≤+≤.令31x t +=,则422t ≤≤.即()f t 中,[]4,22t ∈. 故()f x 的定义域为[]4,22.【典例7】(2022·全国·高三专题练习)已知函数(1)y f x +=的定义域为112⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,,则函数2(log )y f x =的定义域为( )A .(0,)+∞B .(0,1)C .22⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .2⎡⎤⎣⎦,【答案】D 【解析】 【分析】根据(1)y f x +=的定义域可知1122x ≤+≤,故21log 22x ≤≤,即可求出答案. 【详解】解:∵函数(1)y f x +=的定义域为112⎡⎤-⎢⎥⎣⎦, ∴112x -≤≤,1122x ≤+≤∴函数2(log )y f x =中,21log 22x ≤≤ 24x ≤≤所以函数2(log )y f x =的定义域为2,]. 故选:D 【总结提升】(1)若已知函数f (x )的定义域为[a ,b ],则复合函数f (g (x ))的定义域由a ≤g (x )≤b 求出. (2)若已知函数f (g (x ))的定义域为[a ,b ],则f (x )的定义域为g (x )在x ∈[a ,b ]时的值域. 热点三 求函数的值域(最值)【典例8】(江西·高考真题(理))若函数()y f x =的值域是1[,3]2,则函数1()()()F x f x f x =+的值域是( ) A .1[,3]2B .10[2,]3 C .510[,]23D .10[3,]3【答案】B 【解析】 【详解】试题分析:设()f x =t,则1,32t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,从而()F x 的值域就是函数11,,32y t t t ⎡⎤=+∈⎢⎥⎣⎦的值域,由“勾函数”的图象可知,102()3F x ≤≤,故选B .【典例9】(2023·全国·高三专题练习)已知函数()y f x =的定义域是R ,值域为[]1,2,则下列四个函数①()21y f x =-;①()21y f x =-;①()12f x y -=;①()2log 11y f x =++,其中值域也为[]1,2的函数个数是( ) A .4 B .3 C .2 D .1【答案】B 【解析】 【分析】求出①②③④中各函数的值域,即可得出合适的选项. 【详解】对于①,因为()12f x ≤≤,则()[]211,3y f x =-∈,①不满足条件;对于②,对于函数()21y f x =-,21x -∈R ,则函数()21y f x =-的值域为[]1,2,②满足条件;对于③,因为()12f x ≤≤,则()[]1,221f x y -∈=,③满足条件; 对于④,因为()12f x ≤≤,()[]11,2f x +∈,则()[]2log 111,2y f x =++∈,④满足条件. 故选:B.【典例10】(2023·全国·高三专题练习)已知函数2()(2)sin(1)1xf x x x x x =--+-在[1,1)-(1,3]⋃上的最大值为M ,最小值为N ,则M N +=( )A .1B .2C .3D .4【答案】B 【解析】 【分析】令1x t -=,()f x 转化为()21sin sin 1g t t t t t =+-+,令()21sin sin h t t t t t=+-,根据奇偶性的定义,可判断()h t 的奇偶性,根据奇偶性,可得()h t 在(][2,0)0,2-⋃最大值与最小值之和为0,分析即可得答案. 【详解】由21()[(1)1]sin(1)11f x x x x =---++- 令1x t -=,因为[1,1)(1,3]x ∈-⋃,所以(][2,0)0,2t ∈-⋃;那么()f x 转化为()21sin sin 1g t t t t t =+-+,(][2,0)0,2t ∈-⋃,令()21sin sin h t t t t t=+-,(][2,0)0,2t ∈-⋃,则()()()()()()2211sin sin sin sin h t t t t t t t h t t t ⎛⎫-=--+--=-+-=- ⎪-⎝⎭,所以()h t 是奇函数可得()h t 的最大值与最小值之和为0, 那么()g t 的最大值与最小值之和为2. 故选:B .【典例11】(2022·河南·郑州四中高三阶段练习(文))高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的美誉,用其名字命名的“高斯函数”:设x ∈R ,用[]x 表示不超过x 的最大整数,则[]y x =称为高斯函数,也称取整函数,例如:[]1.32-=-,[]3.43=,已知()11313x f x =-+,则函数()y f x ⎡⎤=⎣⎦的值域为______. 【答案】{}1,0- 【解析】 【分析】根据指数函数的性质分析()f x 的值域,进而得到()y f x ⎡⎤=⎣⎦的值域即可 【详解】 ∵()11313x f x =-+,()30,x∈+∞, ∴令30x t =>,则()()1112,1333f x g t t ⎛⎫==-∈- ⎪+⎝⎭故函数()()y f x g t ==⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦的值域为{}1,0-, 故答案为:{}1,0-【典例12】(2023·全国·高三专题练习)函数()21f x x x =+-________;函数24y x x =-________.【答案】 2 22,2⎡⎤-⎣⎦【解析】 【分析】()f x 1x t -换元后化为二次函数可得最大值,函数24y x x =-2cos ([0,])x θθπ=∈,然后利用两角和的余弦公式化函数为一个角的一个三角函数形式,再由余弦函数的性质得取值范围. 【详解】(1)1x -t (t ≥0),所以x =1-t 2.所以y =f (x )=x 1x --t 2+2t =-t 2+2t +1=-(t -1)2+2.所以当t =1即x =0时,y max =f (x )max =2. (2)由4-x 2≥0,得-2≤x ≤2, 所以设x =2cos θ(θ∈[0,π]),则y =2cos θ244cos θ-θ-2sin θ2()4πθ+,因为5[,]444πππθ+∈, 所以cos ()4πθ+∈2⎡-⎢⎣⎦,所以y ∈[-22].故答案为:2;[2,2]-.【典例13】(2023·河南·洛宁县第一高级中学一模(文))已知函数()211122f x x x =++. (1)求()f x 的图像在点()()22f ,处的切线方程; (2)求()f x 在1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的值域.【答案】(1) 7420x y --=; (2)[]2,3. 【解析】 【分析】对于第一小问,把点()()22f ,代入函数解析式,得切点坐标,通过函数求导,得到过切点的切线的斜率,根据直线的点斜式方程,求切线方程.对于第二小问,解不等式()0f x '>,得函数增区间,解不等式()0f x '<,得函数减区间,结合1,22x ⎡∈⎤⎢⎥⎣⎦,确定函数单调性,求得最值,进而得值域.(1) 因为()211122f x x x =++,所以()21f x x x '=-,所以()23f =,()724f '=, 故所求切线方程为()7324y x -=-,即7420x y --=. (2)由(1)知()()()2322111x x x x f x x x -++-'==,1,22x ⎡∈⎤⎢⎥⎣⎦. 令()0f x '>,得12x <≤;令()0f x '<,得112x ≤<.所以()f x 在1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,在[]1,2上单调递增,所以()()min 12f x f ==. 又12128f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()23f =,所以()23f x ≤≤,即()f x 在1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的值域为[]2,3.热点四 求参数的值或取值范围【典例14】(2023·全国·高三专题练习)设a R ∈,函数()2229,1163,1x ax x f x x a x x ⎧-+≤⎪=⎨+->⎪⎩,若()f x 的最小值为()1f ,则实数a 的取值范围为( ) A .[]1,2 B .[]1,3 C .[]0,2 D .[]2,3【答案】A 【解析】 【分析】当1x >时,结合不等式求得其最小值为123a -,当1x ≤时,()()229f x x a a =-+-,根据函数()f x 的最小值为()1f ,列出不等式组,即可求解. 【详解】 当1x >时,22231688883333123x a x a x a a x x x x x+-=++-≥⨯⨯=-, 当且仅当28x x=时,等号成立; 即当1x >时,函数()f x 的最小值为123a -,当1x ≤时,()()222299f x x ax x a a =-+=-+-,要使得函数()f x 的最小值为()1f ,则满足()11102123a f a a ≥⎧⎨=-≤-⎩,解得12a ≤≤,即实数a 的取值范围是[]1,2. 故选:A.【典例15】(2022·全国·高三专题练习)已知函数()221f x ax x =++R ,则实数a 的取值范围是__. 【答案】[1,+∞) 【解析】 【分析】等价于ax 2+2x +1≥0恒成立,再对a 分类讨论得解. 【详解】解:函数()221f x ax x ++R , 即为ax 2+2x +1≥0恒成立, 若a =0,则2x +1≥0不恒成立; 当a >0,∆=4﹣4a ≤0, 解得a ≥1;当a <0,ax 2+2x +1≥0不恒成立. 综上可得,a 的取值范围是[1,+∞). 故答案为:[1,+∞).【典例16】(2016·北京·高考真题(理))设函数33,(){2,x x x af x x x a -≤=->. ①若0a =,则()f x 的最大值为____________________; ②若()f x 无最大值,则实数a 的取值范围是_________________. 【答案】2 (,1)-∞- 【解析】 【分析】试题分析:如图,作出函数3()3g x x x =-与直线 2y x =-的图象,它们的交点是(1,2),(0,0),(1,2)A O B --,由 2'()33g x x =-,知1x =是函数 ()g x 的极小值点,①当0a =时, 33,0(){2,0x x x f x x x -≤=->,由图象可知()f x 的最大值是 (1)2f -=;②由图象知当1a ≥-时, ()f x 有最大值(1)2f -=;只有当 1a <-时,332a a a -<-,()f x 无最大值,所以所求 a 的取值范围是(,1)-∞-.【精选精练】1.(2023·全国·高三专题练习)若集合-1|2M x y x ==⎧⎨⎩,{}2|N y y x -==,则( )A .M N ⋂=∅B .M N ⊆C .N M ⊆D .M =N【答案】B 【解析】 【分析】利用集合间的基本关系来进行运算即可. 【详解】集合M 表示函数21y x =-2x -1>0,解得12x >.集合N 表示函数2y x 的值域,值域为()0,∞+,故选:B.2.(2022·全国·高三专题练习)下列函数中,其定义域和值域分别与函数lg 10x y =的定义域和值域相同的是( ) A .y =x B .y =lg xC .y =2xD .y x【答案】D 【解析】 【分析】求出函数lg 10x y =的定义域和值域,对选项逐一判断即可. 【详解】因函数lg 10x y =的定义域和值域均为()0,∞+, 对于A ,y x =的定义域和值域均为R ,故A 错误;对于B ,lg y x =的定义域和值域分别为()0,,R +∞,故B 错误; 对于C ,2y x =的定义域和值域均为R ,故C 错误;对于D ,y x=定义域和值域均为()0,∞+,故D 正确; 故选:D .3.(2022·全国·高三专题练习)若函数()21f x ax ax =-+R ,则a 的范围是( ) A .()0,4 B .[)0,4 C .(]0,4 D .[]0,4【答案】D 【解析】 【分析】分0a =、0a >、0a <讨论即可求解. 【详解】若()f x 的定义域为R ,则当0a =时,()1f x =满足题意;当0a ≠时,20Δ40a a a >⎧⎨=-≤⎩,解得:04a <≤; 当0a <时,无法满足定义域为R . 综上所述:04a ≤≤,D 正确. 故选:D4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()f x 的定义域为[]0,1,值域为[]1,2,那么函数()2f x +的定义域和值域分别是( )A .[]0,1,[]1,2B .[]2,3,[]3,4C .[]2,1--,[]1,2D .[]1,2-,[]3,4【答案】C 【解析】 【分析】由[]20,1x +∈可求出函数的定义域,由于()2y f x =+的图象是由()y f x =的图象向左平移2个单位得到,所以其值域不变,从而可得答案 【详解】令[]20,1x +∈得[]2,1x ∈--,即为函数()2y f x =+的定义域, 而将函数()y f x =的图象向左平移2个单位即得()2y f x =+的图象, 故其值域不变. 故选:C .5.(2022·江西·高三阶段练习(文))函数()s 2π2inxf x x =+在[0,1]上的值域为( ) A .[1,2] B .[1,3] C .[2,3] D .[2,4]【答案】B 【解析】 【分析】根据指数函数与正弦函数的单调性可得函数()f x 在上单调递增,从而可求()f x 的值域. 【详解】解:易知函数()s 2π2inxf x x =+在[0,1]上单调递增,且(0)1f =,(1)3f =, 所以()f x 在[0,1]上的值域为[1,3]. 故选:B .6.(2022·全国·高三专题练习)已知(12)3,1()ln ,1a x a x f x x x -+<⎧=⎨≥⎩的值域为R ,那么a 的取值范围是( ) A .(﹣∞,﹣1] B .(﹣1,12)C .[﹣1,12)D .(0,1)【答案】C 【解析】 【分析】先求出ln ,1y x x =≥的值域,然后确定(12)3,1y a x a x =-+<的值域所包含的集合,利用一次函数性质可得. 【详解】当x ≥1时,f (x )=ln x ,其值域为[0,+∞),那么当x <1时,f (x )=(1﹣2a )x +3a 的值域包括(﹣∞,0), ∴1﹣2a >0,且f (1)=(1﹣2a )+3a ≥0, 解得:12a <,且a ≥﹣1. 故选:C.7.(2023·全国·高三专题练习)函数f (x 2sin 12x π- )A .54,433k k πππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦ (k ∈Z ) B .154,433k k ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦ (k ∈Z )C .54,466k k πππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦(k ∈Z ) D .154,466k k ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦(k ∈Z )【答案】B 【解析】 【分析】由题意可得2sin 102x π-≥,然后利用正弦函数的性质求解即可【详解】 由题意,得2sin 102x π-≥,1sin22x π≥, 所以522,Z 626k x k k πππππ≤+≤≤+∈, 解得1544,Z 33k x k k +≤≤+∈,所以函数的定义域为()154,4Z 33k k k ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦,故选:B8.(2023·山西大同·高三阶段练习)函数6()e 1||1x mxf x x =+++的最大值为M ,最小值为N ,则M N +=( ) A .3 B .4C .6D .与m 值有关【答案】C 【解析】 【分析】利用分离常数法对函数的式子变形,结合函数奇函数的定义及奇函数最值的性质即可求解. 【详解】由题意可知,()3e 16()3e 1||1e 1||1x x x mx mxf x x x =+=--+++++, 设()()3e 1e 1||1x x mxg x x =--+++,则()g x 的定义域为(),-∞+∞, 所以()()()()()3e 13e 1e 1||1e 1||1x x xx m x mx g x g x x x --⎡⎤-⎢⎥-=-+=--+=-+-+++⎢⎥⎣⎦--, 所以()g x 为奇函数, 所以()()max min 0g x g x +=,所以()()()()max min max min 336f x f x M N g x g x +=+=+++=, 故选:C.9.(2022·江苏南京·高三开学考试)已知函数()()()()5sin sin ,99f x x x g x f f x ππ⎛⎫⎛⎫=++-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则()g x 的最大值为( )A 2B 3C .32D .2【答案】B 【解析】 【分析】 记9t x π=+,()()33sin 2f x h t t t ==+,由三角函数的性质即可求出()g x 的最大值. 【详解】 记9t x π=+,则()()33sin sin sin 32f x h t t t t t π⎛⎫==++= ⎪⎝⎭, 所以()3sin 3,36h t t π⎛⎫⎡=+∈- ⎪⎣⎝⎭, 33π>,所以()()f f x 3故选:B.10.(2022·广东·石门高级中学高二阶段练习)函数()12cos f x x x x =+-的最小值为( ) A .1ππ B .22ππC .-1D .0【答案】C 【解析】 【分析】根据题意得到()f x 为偶函数,由0x ≥时,()12cos f x x x x =+-,利用导数求得函数的的单调区间,进而求得函数的最小值. 【详解】由题意,函数()12cos f x x x x =+-的定义域为R ,关于原点对称,且满足()()()1122cos cos f x x x x x x x f x -=-+---=+-=,所以()f x 为偶函数,当0x ≥时,()12cos f x x x x =+-, 可得()1sin 11022f x x xx=≥'+>,()f x 在单调递增,又由()f x 为偶函数,所以()f x 在(),0∞-单调递减,[)0,∞+单调递增, 所以()()min 01f x f ==-. 故选:C. 二、多选题11.(2023·全国·高三专题练习)已知函数122()log (2)log (4)f x x x =--+,则下列结论中正确的是( )A .函数()f x 的定义域是[4,2]-B .函数(1)=-y f x 是偶函数C .函数()f x 在区间[1,2)-上是减函数D .函数()f x 的图象关于直线1x =-对称 【答案】BD 【解析】 【分析】求出函数定义域为(4,2)-,A 选项错误;利用定义证明函数(1)=-y f x 是偶函数,B 选项正确;函数()f x 在区间[)1,2-上是增函数,故C 选项错误;可以证明f (x )的图象关于直线1x =-对称,故D 选项正确. 【详解】解:函数()()()()()1222log 2log 4log 24f x x x x x ⎡⎤=--+=--+⎣⎦, 由20,40x x ->+>可得42x -<<,故函数定义域为(4,2)-,A 选项错误;()()()21log 33y f x x x ⎡⎤=-=--+⎣⎦的定义域为()3,3-,设()()()2log 33,g x x x ⎡⎤=--+⎣⎦所以()()()()2log 33,g x x x g x ⎡⎤-=-+-+=⎣⎦即()1y f x =-是偶函数,B 选项正确;()()()()222log 24log 28f x x x x x ⎡⎤=--+=---+⎣⎦()22log 19x ⎡⎤=--++⎣⎦()212log 19x ⎡⎤=-++⎣⎦,当[)1,2x ∈-时,()219t x =-++是减函数,外层12log y t =也是减函数,所以函数()f x 在区间[)1,2-上是增函数,故C 选项错误;由()()()()22log 42=f x x x f x ⎡⎤--=-+-⎣⎦,可得f (x )的图象关于直线1x =-对称,故D 选项正确. 故选:BD 三、双空题12.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()ln ,1e 2,1xx b x f x x +>⎧=⎨-≤⎩,若(e)3(0)f f =-,则b =_____,函数()f x 的值域为____. 【答案】 2 (][)2,e 22,--+∞【解析】【分析】根据(e)3(0)f f =-可解得b 的值,代入分段函数,结合对数函数及指数函数的值域求解分段函数的值域即可. 【详解】由(e)3(0)f f =-得13(1)b +=-⨯-,即2b =,即函数()ln 2,1e 2,1xx x f x x +>⎧=⎨-≤⎩, 当1x >时,ln 22y x =+>;当1x ≤时,(]e 22,e 2xy =-∈--.故函数()f x 的值域为(][)2,e 22,--+∞.故答案为:2;(][)2,e 22,--+∞.13.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()121x f x a =+-为奇函数,则实数a =__,函数f (x )在[1,3]上的值域为__. 【答案】 1293,142⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】 【分析】由()f x 是定义在(﹣∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数可得f (﹣x )=﹣f (x ),代入可求出实数a ;再判断数f (x )在[1,3]上单调性,即可求出答案. 【详解】解:∵f (x )是(﹣∞,0)∪(0,+∞)上是奇函数, ∴f (﹣x )=﹣f (x ), 即121x -+-a121x =---a , 即212xx+-a 121x=---a , 则2a 121221121212x x xx x x=--=-=----1, 则a 12=, 则f (x )11212x =+-在[1,3]为减函数, 则f (3)≤f (x )≤f (1), 即914≤f (x )32≤, 即函数的值域为[914,32],故答案为:12;[914,32] 四、填空题14.(2022·全国·高三专题练习)函数()02lg 2112x y x x x -=++-的定义域是________.【答案】(3,1)(1,2)--⋃- 【解析】 【分析】要使该函数表达式有意义,只需20x ->,2120x x +->,10x +≠同时成立,解不等式即可求出结果. 【详解】 函数()02lg 2112x y x x x -=++-的解析式有意义,由22012010x x x x ->⎧⎪+->⎨⎪+≠⎩,即2341x x x <⎧⎪-<<⎨⎪≠-⎩,所以31x -<<-或12x -<<, 故该函数的定义域为(3,1)(1,2)--⋃-. 故答案为:(3,1)(1,2)--⋃-15.(2022·上海闵行·二模)已知函数()()41log 42x f x m x =+-的定义域为R ,且对任意实数a ,都满足()()f a f a ≥-,则实数m =___________;【答案】1 【解析】 【分析】根据条件得到()()f a f a =-,即()()41log 42xf x m x =+-为偶函数,根据()()f x f x -=列出方程,求出实数m 的值. 【详解】因为()()41log 42xf x m x =+-的定义域为R ,所以40x m +>恒成立, 故0m ≥,又因为对任意实数a ,都满足()()f a f a ≥-, 则对于实数a -,都满足()()f a f a -≥, 所以()()f a f a =-,所以()()41log 42x f x m x =+-为偶函数, 从而()()4411log 4log 422x x m x m x -++=+-, 化简得:()()4110x m --=,要想对任意x ,上式均成立,则10m -=,解得:1m =故答案为:116.(2022·上海市嘉定区第二中学模拟预测)已知函数()y f x =是定义域为R 的奇函数,且当0x <时,()1a f x x x=++.若函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3,则实数a 的值为________.【答案】3【解析】【分析】根据已知条件及奇函数的定义求出当0x <时函数的解析式,再利用函数的单调性对a 进行分类讨论,确定单调性即可求解.【详解】由题意可知,因为0x >,所以0x -<, 所以()1a f x x x -=--+, 因为函数()f x 是定义域为R 的奇函数,所以()()1a f x f x x x=--=+-. 因为函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3当0a ≤时,由函数的性质知,函数()f x 在[)3,+∞上单调递增;当3x =时,()f x 取得最小值为(3)23a f =+, 因为函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3,所以233a +=,解得3a =(舍), 当09a <≤时,由函数的性质知,函数()f x 在[)3,+∞上单调递增;当3x =时,()f x 取得最小值为(3)23a f =+, 因为函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3,所以233a +=,解得3a =, 当9a >时,由对勾函数的性质知,函数()f x 在),a ⎡+∞⎣上单调递增;在(a 上单调递减; 当x a =()f x 取得最小值为(11f a a a a ==,因为函数()y f x =在[)3,+∞上的最小值为3,所以213a =,解得1a =(舍), 综上,实数a 的值为3.故答案为:3.17.(2022·北京·清华附中模拟预测)已知函数()()2ln ,1,1x a x f x x a x +≥⎧⎪=⎨+<⎪⎩,下列说法正确的是___________.①当0a ≥时,()f x 的值域为[0,)+∞;②a ∀∈R ,()f x 有最小值;③R a ∃∈,()f x 在(0,)+∞上单调递增:④若方程1f x有唯一解,则a 的取值范围是(,2)-∞-.【答案】①②【解析】【分析】由分段函数解析式,讨论参数a ,结合二次函数、对数函数的性质研究()f x 的单调性、最值及对应值域,利用函数()f x 与1y =的交点情况判断参数范围.【详解】由2()y x a =+的对称轴x a =-,当1a >-时,则1x a =-<,且(,)a -∞-上递减,(,1)a -上递增,值域为[0,)+∞, 当1a =-时,则(,1)-∞上递减,值域为[0,)+∞,当1a <-时,则1x a =->,(,1)-∞上递减,值域为2((1),)a ++∞,对于ln y x a =+在[1,)+∞上递增,且值域为[,)a +∞,综上,0a ≥时()f x 的值域为[0,)+∞,①正确;当0a ≥时()f x 最小值为0,当0a <时()f x 最小值为a ,②正确;由211|(1)|ln1x x y a y a a ===+>=+=恒成立,故在(0,)+∞上不可能递增,③错误; 要使1f x 有唯一解,当1a <-时,在[1,)+∞上必有一个解,此时只需2(1)1a +≥,即2a ≤-;当1a =-时,在R 上有两个解,不合题设;当1a >-时,在(,)a -∞-上必有一个解,此时()211{1a a +≤>,无解.所以④错误.故答案为:①② 18.(2022·全国·高三专题练习)已知函数f (x )()221mx m x m =--+-的值域是[0,+∞),则实数m 的取值范围是__. 【答案】230⎡⎢⎣⎦, 【解析】【分析】将m 分为000m m m =><,, 三种情况讨论:当0m =时,()210f x x - 满足条件;当0m <时,由二次函数知开口向下,不满足条件;当0m >时,只需二次函数的0∆≥即可,解出m 的取值范围,综上得m 的取值范围.【详解】解:当0m =时,()()22121f x mx m x m x =--+--[0,+∞),满足条件;令()()221g x mx m x m =--+- ,()()0g x ≥当m <0时,()g x 的图象开口向下,故f (x )的值域不会是[0,+∞),不满足条件;当m >0时,()g x 的图象开口向上,只需()2210mx m x m --+-=的0∆≥,即(m ﹣2)2﹣4m (m ﹣1)≥0, ∴2323m ≤≤,又0m > ,所以230m <≤ 综上,230m ≤≤∴实数m 的取值范围是:230⎡⎢⎣⎦,, 故答案为:230⎡⎢⎣⎦,.。
2.2函数的定义域和值域
【自主解答】(1)(换元法)令 t= 1-2x(t≥0),则 x=1-2 t2. ∵y=-t2+t+1=-(t-12)2+54, ∴当 t=12,即 x=38时 ymax=54,无最小值. ∴函数的值域为(-∞,54].
(2)(三角代换法)函数的定义域是{x|-1≤x≤1}.
设x=sin t,-π2≤t≤π2,则 y=x+ 1-x2化为y=sin t+cos t = 2 sint+π4. ∵-π2≤t≤2π,∴-π4≤t+4π≤34π,
号内大的于式或子等于零
的实数的集合.
(4)如果f(x)是由几个部分的函数式子构成的,那么 函数的定义域是使各部分式子同时有意义的实数 的集合.
求函数的定义域往往归结为解不等式或不等式组
的问题.可以借助数轴求交集,特别要注意区间
端点是实点还是虚点.
集合 区间
求定义域时需注意最终结果一定要写成 的形式.
4sin (4)(图象法)y=2cos
xx+-142=2·sincoxs-x--214,
上式可看作单位圆外一点 P(2,-14)与圆 x2+y2=1 的点
(cos x,sin x)所连线段的斜率的 2 倍.
由图可知 2kPQ≤y≤2kPT.
设过 P 点的直线方程为 y+14=k(x-
2),
【题后总结】在解题中,容易忽视了复合函数f(x) 的定义域,误认为函数y=f(x2)+f2(x)的定义域是 f(x)的定义域,而导致出错,在解题中,应注意隐 含条件的挖掘与应用,避免错误的发生.
函数的定义域与值域
第五节 函数的定义域与值域[归纳·知识整合]1.常见基本初等函数的定义域 (1)分式函数中分母不等于零.(2)偶次根式函数被开方式大于或等于0. (3)一次函数、二次函数的定义域均为R .(4)y =a x(a >0且a ≠1),y =sin x ,y =cos x ,定义域均为R . (5)y =log a x (a >0且a ≠1)的定义域为(0,+∞).(6)y =tan x 的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≠k π+π2,k ∈Z . (7)实际问题中的函数定义域,除了使函数的解析式有意义外,还要考虑实际问题对函数自变量的制约.2.基本初等函数的值域 (1)y =kx +b (k ≠0)的值域是R . (2)y =ax 2+bx +c (a ≠0)的值域是:当a >0时,值域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫y |y ≥4ac -b 24a ; 当a <0时,值域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫y |y ≤4ac -b 24a . (3)y =k x(k ≠0)的值域是{y |y ≠0}. (4)y =a x(a >0且a ≠1)的值域是{y |y >0}. (5)y =log a x (a >0且a ≠1)的值域是R . (6)y =sin x ,y =cos x 的值域是 [-1,1]. (7)y =tan x 的值域是R .[探究] 1.若函数y =f (x )的定义域和值域相同,则称函数y =f (x )是圆满函数,则函数①y =1x;②y =2x ;③y = x ;④y =x 2中是圆满函数的有哪几个2.分段函数的定义域、值域与各段上的定义域、值域之间有什么关系[自测·牛刀小试]1.(教材习题改编)函数f (x )=4-xx -1的定义域为( ) A .[-∞,4] B .[4,+∞) C .(-∞,4) D .(-∞,1)∪(1,4] 2.下表表示y 是x 的函数,则函数的值域是( )x0<x <55≤x<1010≤x<1515≤x≤20y2345 A.[2,5] B.N C.(0,20] D.{2,3,4,5}3.若f(x)=1log122x+1,则f(x)的定义域为( )D.(0,+∞)4.(教材改编题)函数y=f(x)的图象如图所示,则函数y=f(x)的定义域为________,值域为________.5.(教材改编题)若x-4有意义,则函数y=x2-6x+7的值域是________.求函数的定义域[例1] (1)(2012·山东高考)函数f(x)=ln x+1+4-x2的定义域为( ) A.[-2,0)∪(0,2] B.(-1,0)∪(0,2] C.[-2,2] D.(-1,2](2)已知函数f(x2-1)的定义域为[0,3],则函数y=f(x)的定义域为________.本例(2)改为f(x)的定义域为[0,3],求y=f(x2-1)的定义域.———————————————————简单函数定义域的类型及求法(1)已知函数的解析式,则构造使解析式有意义的不等式(组)求解.(2)对实际问题:由实际意义及使解析式有意义构成的不等式(组)求解.(3)对抽象函数:①若已知函数f(x)的定义域为[a,b],则复合函数f(g(x))的定义域由不等式a≤g(x)≤b求出.②若已知函数f(g(x))的定义域为[a,b],则f(x)的定义域为g(x)在x∈[a,b]时的值域.1.(1)(2012·江苏高考)函数f(x)=1-2log6x的定义域为________.(2)已知f(x)的定义域是[-2,4],求f(x2-3x)的定义域.[例2] (1)y =x -3x +1;(2)y =x -1-2x ;(3)y =x +4x.若将本例(3)改为“y =x -4x”,如何求解———————————————————求函数值域的基本方法(1)观察法:一些简单函数,通过观察法求值域.(2)配方法:“二次函数类”用配方法求值域.(3)换元法:形如y=ax+b±cx+d(a,b,c,d均为常数,且a≠0)的函数常用换元法求值域,形如y=ax+a-bx2的函数用三角函数代换求值域.4分离常数法:形如y=cx+dax+ba≠0的函数可用此法求值域.5单调性法:函数单调性的变化是求最值和值域的依据,根据函数的单调区间判断其增减性进而求最值和值域.6数形结合法:画出函数的图象,找出坐标的范围或分析条件的几何意义,在图上找其变化范围.2.求下列函数的值域.(1)y=x2+2x,x∈[0,3]; (2)y=x2-xx2-x+1; (3)y=log3x+log x3-1.[例3] 已知函数f(x)=ax2+bx.若至少存在一个正实数b,使得函数f(x)的定义域与值域相同,求实数a的值.———————————————————由函数的定义域或值域求参数的方法已知函数的值域求参数的值或取值范围问题,通常按求函数值域的方法求出其值域,然后依据已知信息确定其中参数的值或取值范围.3.(2013·温州模拟)若函数f (x )=1x -1在区间[a ,b ]上的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,1,则a +b =________.1种意识——定义域优先意识函数的定义域是函数的灵魂,它决定了函数的值域,并且它是研究函数性质的基础.因此,我们一定要树立函数定义域优先的意识.4个注意——求函数定义域应注意的问题(1)如果没有特别说明,函数的定义域就是能使解析式有意义的所有实数x 的集合. (2)不要对解析式进行化简变形,以免定义域变化.(3)当一个函数由两个或两个以上代数式的和、差、积、商的形式构成时,定义域是使得各式子都有意义的公共部分的集合.(4)定义域是一个集合,要用集合或区间表示,若用区间表示数集,不能用“或”连接,而应该用并集符号“∪”连接.4个准则——函数表达式有意义的准则函数表达式有意义的准则一般有:①分式中的分母不为0;②偶次根式的被开方数非负;③y =x 0要求x ≠0;④对数式中的真数大于0,底数大于0且不等于1.6种技巧——妙求函数的值域(1)当所给函数是分式的形式,且分子、分母是同次的,可考虑用分离常数法; (2)若与二次函数有关,可用配方法;(3)若函数解析式中含有根式,可考虑用换元法或单调性法; (4)当函数解析式结构与基本不等式有关,可考虑用基本不等式求解; (5)分段函数宜分段求解;(6)当函数的图象易画出时,还可借助于图象求解.易误警示——与定义域有关的易错问题[典例] (2013·福州模拟)函数f (x )=x +12x +1-1-x 的定义域为________________.[易误辨析]1.本题若将函数f (x )的解析式化简为f (x )=(x +1)-1-x 后求定义域,会误认为其定义域为(-∞,1].事实上,上述化简过程扩大了自变量x 的取值范围.2.在求函数的值域时,要特别注意函数的定义域.求函数的值域时,不但要重视对应关系的作用,而且还要特别注意定义域对值域的制约作用.[变式训练] 1.若函数f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,3,则函数F (x )=f (x )+1f x 的值域是( )2.已知函数f (x +2)=x +2x ,则函数f (x )的值域为________.一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)1.已知a 为实数,则下列函数中,定义域和值域都有可能是R 的是( )A .f (x )=x 2+a B .f (x )=ax 2+1 C .f (x )=ax 2+x +1 D .f (x )=x 2+ax +1 2.已知等腰△ABC 周长为10,则底边长y 关于腰长x 的函数关系为y =10-2x ,则函数的定义域为( )A .RB .{x |x >0}C .{x |0<x <5}3.设M ={x |-2≤x ≤2},N ={y |0≤y ≤2},函数f (x )的定义域为M ,值域为N ,则f (x )的图象可以是( )4.(2013·南昌模拟)函数y = xx -1-lg 1x的定义域为( )A .{x |x >0}B .{x |x ≥1}C .{x |x ≥1,或x <0}D .{x |0<x ≤1}5.函数y =2--x 2+4x 的值域是( )A .[-2,2]B .[1,2]C .[0,2]D .[-2, 2 ]6.设函数g (x )=x 2-2(x ∈R ),f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧gx +x +4,x <g x ,g x -x ,x ≥g x ,则f (x )的值域是( )∪(1,+∞) ∪(2,+∞)二、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分) 7.函数y =16-x -x2的定义域是________.8.设x ≥2,则函数y =x +5x +2x +1的最小值是______.9.(2013·厦门模拟)定义新运算“⊕”:当a ≥b 时,a ⊕b =a ;当a <b 时,a ⊕b =b 2.设函数f (x )=(1⊕x )x -(2⊕x ),x ∈[-2,2],则函数f (x )的值域为________.三、解答题(本大题共3小题,每小题12分,共36分)10.若函数f (x )=12x 2-x +a 的定义域和值域均为[1,b ] (b >1),求a ,b 的值.11.设O 为坐标原点,给定一个定点A (4,3),而点B (x,0)在x 轴的正半轴上移动,l (x )表示AB 的长,求函数y =xl x的值域.12.已知函数f (x )=x 2+4ax +2a +6.(1)若函数f (x )的值域为[0,+∞),求a 的值;(2)若函数f (x )的函数值均为非负数,求g (a )=2-a |a +3|的值域.1.下列函数中,与函数y =1x有相同定义域的是( )A .f (x )=ln xB .f (x )=1xC .f (x )=|x |D .f (x )=e x2.函数y =ln x +1-x 2-3x +4的定义域为( ) A .[-4,-1) B .(-4,1) C .(-1,1) D .(-1,1] 3.若函数y =f (x )的定义域为[0,2],则函数g (x )=f 2xx -1的定义域是( ) A .[0,1] B .[0,1) C .[0,1)∪(1,4]D .(0,1)4.已知函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x ,x ∈[-1,1],函数g (x )=f 2(x )-2af (x )+3的最小值为h (a ).(1)求h (a )的解析式;(2)是否存在实数m ,n 同时满足下列两个条件:①m >n >3;②当h (a )的定义域为[n ,m ]时,值域为[n 2,m 2]若存在,求出m ,n 的值;若不存在,请说明理由.[探究] 1. 提示:①y =1x 的定义域和值域都是(-∞,0)∪(0,+∞),故函数y =1x是圆满函数;②y =2x 的定义域和值域都是R ,故函数y =2x 是圆满函数;③y = x 的定义域和值域都是[0,+∞),故y = x 是圆满函数;④y =x 2的定义域为R ,值域为[0,+∞),故函数y =x 2不是圆满函数.2.提示:分段函数的定义域、值域为各段上的定义域、值域的并集.[自测·牛刀小试]1.解析:选D 要使函数f (x )=4-xx -1有意义,只需⎩⎪⎨⎪⎧4-x ≥0,x -1≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧x ≤4,x ≠1.所以函数的定义域为(-∞,1)∪(1,4].2.解析:选D 函数值只有四个数2,3,4,5,故值域为{2,3,4,5}.3.解析:选A 根据题意得log 12(2x +1)>0,即0<2x +1<1,解得-12<x <0,即x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0. 4.解析:由图象可知,函数y =f (x )的定义域为[-6,0]∪[3,7), 值域为[0,+∞).答案:[-6,0]∪[3,7) [0,+∞)5.解析:∵x -4有意义,∴x -4≥0,即x ≥4.又∵y =x 2-6x +7=(x -3)2-2,∴y min =(4-3)2-2=1-2=-1.∴其值域为[-1,+∞). 答案:[-1,+∞)[例1] [自主解答] (1)x 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,x +1≠1,4-x 2≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧x >-1,x ≠0,-2≤x ≤2.解得-1<x <0或0<x ≤2.(2)∵0≤x ≤3,∴0≤x 2≤9,-1≤x 2-1≤8. ∴函数y =f (x )的定义域为[-1,8]. [答案] (1)B (2)[-1,8]解:∵y =f (x )的定义域为[0,3],∴0≤x 2-1≤3,解得-2≤x ≤-1或1≤x ≤2,所以函数定义域为[-2,-1]∪[1,2].1.解析:(1)由1-2log 6x ≥0解得log 6x ≤12⇒0<x ≤6,故所求定义域为(0, 6 ].答案:(0, 6 ](2)∵f (x )的定义域是[-2,4],∴-2≤x 2-3x ≤4,由二次函数的图象可得,-1≤x ≤1或2≤x ≤4. ∴定义域为[-1,1]∪[2,4].[例2] [自主解答] (1)法一:(分离常数法)y =x -3x +1=x +1-4x +1=1-4x +1.因为4x +1≠0,所以1-4x +1≠1,即函数的值域是{y |y ∈R ,y ≠1}. 法二:由y =x -3x +1得yx +y =x -3. 解得x =y +31-y,所以y ≠1,即函数值域是{y |y ∈R ,y ≠1}. (2)法一:(换元法)令1-2x =t ,则t ≥0且x =1-t 22,于是y =1-t 22-t =-12(t +1)2+1,由于t ≥0,所以y ≤12,故函数的值域是⎩⎨⎧⎭⎬⎫y |y ≤12.法二:(单调性法)容易判断函数y =f (x )为增函数,而其定义域应满足1-2x ≥0,即x ≤12.所以y ≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=12,即函数的值域是⎩⎨⎧⎭⎬⎫y |y ≤12.(3)法一:(基本不等式法)当x >0时,x +4x≥2x ×4x=4, 当且仅当x =2时“=”成立;当x <0时,x +4x=-(-x -4x)≤-4,当且仅当x =-2时“=”成立. 即函数的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞).法二:(导数法)f ′(x )=1-4x 2=x 2-4x2. x ∈(-∞,-2)或x ∈(2,+∞)时,f (x )单调递增,当x ∈(-2,0)或x ∈(0,2)时,f (x )单调递减.故x =-2时,f (x )极大值=f (-2)=-4;x =2时,f (x )极小值=f (2)=4. 即函数的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞).解:易知函数y =x -4x 在(-∞,0)和(0,+∞)上都是增函数,故函数y =x -4x的值域为R .2.解:(1)(配方法)y =x 2+2x =(x +1)2-1,∵0≤x ≤3,∴1≤x +1≤4.∴1≤(x +1)2≤16. ∴0≤y ≤15,即函数y =x 2+2x (x ∈[0,3])的值域为[0,15].(2)y =x 2-x +1-1x 2-x +1=1-1x 2-x +1,∵x 2-x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34≥34,∴0<1x 2-x +1≤43,∴-13≤y <1,即值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-13,1. (3)y =log 3x +1log 3x -1,令log 3x =t ,则y =t +1t -1(t ≠0),当x >1时,t >0,y ≥2t ·1t-1=1,当且仅当t =1t即log 3x =1,x =3时,等号成立;当0<x <1时,t <0,y =-⎣⎢⎡⎦⎥⎤-t +⎝ ⎛⎭⎪⎫-1t -1≤-2-1=-3.当且仅当-t =-1t 即log 3x =-1,x =13时,等号成立.综上所述,函数的值域是(-∞,-3]∪[1,+∞).[例3] [自主解答] ①若a =0,则对于每个正数b ,f (x )=bx 的定义域和值域都是[0,+∞),故a =0满足条件;②若a >0,则对于正数b ,f (x )=ax 2+bx 的定义域为D ={x |ax 2+bx ≥0}=⎝⎛⎦⎥⎤-∞,-b a∪[0,+∞),但f (x )的值域A ⊆[0,+∞),故D ≠A ,即a >0不符合条件;③若a <0,则对于正数b ,f (x )=ax 2+bx 的定义域D =⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,-b a,由于此时f (x )max =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a =b2-a ,故f (x )的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,b2-a ,则-b a =b2-a ⇒⎩⎨⎧a <0,2-a =-a⇒a =-4. 综上所述,a 的值为0或-4.3.解析:∵由题意知x -1>0,又x ∈[a ,b ],∴a >1.则f (x )=1x -1在[a ,b ]上为减函数, 则f (a )=1a -1=1且f (b )=1b -1=13,∴a =2,b =4,a +b =6. 答案:6 易误警示——与定义域有关的易错问题[典例] [解析] ∵要使函数f (x )=x +12x +1-1-x 有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧1-x ≥0,x +1≠0,∴⎩⎪⎨⎪⎧x ≤1,x ≠-1,∴函数f (x )的定义域为{x |x ≤1,且x ≠-1}.[答案] (-∞,-1)∪(-1,1] [变式训练]1.解析:选C 令t =f (x ),则12≤t ≤3. 易知函数g (t )=t +1t 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1上是减函数,在[1,3]上是增函数.又因为g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=52,g (1)=2,g (3)=103. 可知函数F (x )=f (x )+1f x 的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,103.2.解析:令2+x =t ,则x =(t -2)2(t ≥2).∴f (t )=(t -2)2+2(t -2)=t 2-2t (t ≥2). ∴f (x )=x 2-2x (x ≥2).∴f (x )=(x -1)2-1≥(2-1)2-1=0,即f (x )的值域为[0,+∞). 答案:[0,+∞)一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)1.解析:选C 当a =0时,f (x )=ax 2+x +1=x +1为一次函数,其定义域和值域都是R .2.解析:选D 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x >0,10-2x >0,2x >10-2x ,即52<x <5. 3.解析:选A A 中定义域是[-2,2],值域为[0,2];B 中定义域为[-2,0],值域为[0,2];C 不表示函数;D 中的值域不是[0,2].4.解析:选B 由⎩⎪⎨⎪⎧x x -1≥0,1x>0,得x ≥1.5.解析:选C ∵-x 2+4x =-(x -2)2+4≤4,0≤-x 2+4x ≤2,-2≤--x 2+4x ≤0, 0≤2--x 2+4x ≤2,∴0≤y ≤2.6.解析:选D 令x <g (x ),即x 2-x -2>0,解得x <-1或x >2;令x ≥g (x ),即x 2-x -2≤0,解得-1≤x ≤2,故函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x +2,x <-1或x >2,x 2-x -2,-1≤x ≤2.当x <-1或x >2时,函数f (x )>f (-1)=2;当-1≤x ≤2时,函数f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12≤f (x )≤f (-1),即-94≤f (x )≤0,故函数f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-94,0∪(2,+∞).二、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)7.解析:由函数解析式可知6-x -x 2>0,即x 2+x -6<0,故-3<x <2. 答案:(-3,2) 8.解析:y =[x +1+4][x +1+1]x +1,设x +1=t ,则t ≥3,那么y =t 2+5t +4t =t +4t+5,在区间[2,+∞)上此函数为增函数,所以t =3时,函数取得最小值即y min =283. 答案:2839.解析:由题意知,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -2,x ∈[-2,1],x 3-2,x ∈1,2]. 当x ∈[-2,1]时,f (x )∈[-4,-1];当x ∈(1,2]时,f (x )∈(-1,6],故当x ∈[-2,2]时,f (x )∈[-4,6].答案:[-4,6]三、解答题(本大题共3小题,每小题12分,共36分)10.解:∵f (x )=12(x -1)2+a -12,∴其对称轴为x =1,即[1,b ]为f (x )的单调递增区间.∴f (x )min =f (1)=a -12=1,① f (x )max =f (b )=12b 2-b +a =b .② 由①②解得⎩⎪⎨⎪⎧a =32,b =3.11.解:依题意有x >0,l (x )=x -42+32=x 2-8x +25,所以y =x l x =xx 2-8x +25=11-8x +25x2. 由于1-8x +25x 2=25⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -4252+925,所以1-8x +25x 2≥35,故0<y ≤53. 即函数y =x l x 的值域是⎝ ⎛⎦⎥⎤0,53. 12.解:(1)∵函数的值域为[0,+∞),∴Δ=16a 2-4(2a +6)=0⇒2a 2-a -3=0⇒a =-1或a =32. (2)∵对一切x ∈R 函数值均为非负,∴Δ=8(2a 2-a -3)≤0⇒-1≤a ≤32. ∴a +3>0.∴g (a )=2-a |a +3|=-a 2-3a +2=-⎝ ⎛⎭⎪⎫a +322+174⎝ ⎛⎭⎪⎫a ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,32.∵二次函数g (a )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,32上单调递减,∴g ⎝ ⎛⎭⎪⎫32≤g (a )≤g (-1),即-194≤g (a )≤4.∴g (a )的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-194,4.1.解析:选A 当x >0时,1x有意义,因此函数y =1x的定义域为{x |x >0}.对于A ,函数f (x )=ln x 的定义域为{x |x >0};对于B ,函数f (x )=1x的定义域为{x |x ≠0,x ∈R };对于C ,函数f (x )=|x |的定义域为R ;对于D ,函数f (x )=e x的定义域为R . 所以与函数y =1x有相同定义域的是f (x )=ln x .2.解析:选C 由⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-3x +4>0x +1>0得-1<x <1,因此该函数的定义域是(-1,1).3.解析:选B 要使g (x )有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧0≤2x ≤2,x -1≠0,解得0≤x <1.故定义域为[0,1).4.解:(1)由f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x ,x ∈[-1,1],知f (x )∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,3,令t =f (x )∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,3记g (x )=y =t 2-2at +3,则g (x )的对称轴为t =a ,故有:①当a ≤13时,g (x )的最小值h (a )=289-2a3,②当a ≥3时,g (x )的最小值h (a )=12-6a ,③当13<a <3时,g (x )的最小值h (a )=3-a2综上所述,h (a )=⎩⎪⎨⎪⎧289-2a 3,a ≤13,3-a 2,13<a <3,12-6a ,a ≥3,(2)当a ≥3时,h (a )=-6a +12,故m >n >3时,h (a )在[n ,m ]上为减函数, 所以h (a )在[n ,m ]上的值域为[h (m ),h (n )].由题意,则有⎩⎪⎨⎪⎧h m =n 2,hn =m 2,⇒⎩⎪⎨⎪⎧-6m +12=n 2,-6n +12=m 2,,两式相减得6n -6m =n 2-m 2,又m ≠n ,所以m +n =6,这与m >n >3矛盾,故不存在满足题中条件的m ,n 的值.。
常见函数定义域和值域
常见函数定义域和值域
1. 线性函数 f(x) = mx + b
定义域: 所有实数
值域: 所有实数
2. 二次函数f(x) = ax^2 + bx + c (a ≠ 0)
定义域: 所有实数
值域: 如果a > 0, 值域为[最小值, +∞); 如果a < 0, 值域为(-∞, 最大值]
3. 分数函数 f(x) = a / (x - b) (a ≠ 0, b为常数)
定义域: 所有实数, 除了x = b
值域: 所有实数, 除了0
4. 指数函数 f(x) = a^x (a > 0, a ≠ 1)
定义域: 所有实数
值域: 如果a > 1, 值域为(0, +∞); 如果0 < a < 1, 值域为(0, +∞)
5. 对数函数f(x) = log_a(x) (a > 0, a ≠ 1)
定义域: 所有正实数
值域: 所有实数
6. 三角函数
正弦函数 f(x) = sin(x)
定义域: 所有实数
值域: [-1, 1]
余弦函数 f(x) = cos(x)
定义域: 所有实数
值域: [-1, 1]
正切函数 f(x) = tan(x)
定义域: 所有实数, 除了x = (2n + 1)π/2, n为整数
值域: 所有实数
以上是一些常见函数的定义域和值域。
需要注意的是,函数的定义域和值域可能会受到其他条件的限制,如不等式约束等。
函数的定义域与值域
函数的定义域与值域函数的定义域与值域是数学中一个非常重要的概念。
它们可以帮助我们更好地理解和描述函数的特征和性质。
在这篇文章中,我们将深入探讨定义域和值域,并讨论它们在实际问题中的应用。
首先,我们需要明确什么是函数的定义域和值域。
简单来说,函数的定义域是指函数能够接受输入的所有可能值的集合,而函数的值域是指函数能够产生的所有可能输出的集合。
举个例子来说,考虑一个简单的函数:f(x) = x^2。
这个函数的定义域包括所有实数,因为我们可以用任何实数作为输入来计算函数的值。
然而,这个函数的值域仅限于非负实数,因为平方运算始终产生一个非负的结果。
在数学中,我们经常使用符号来描述函数的定义域和值域。
函数的定义域通常表示为D(f),而函数的值域通常表示为R(f)。
函数的定义域可以通过多种方式确定。
首先,我们可以根据函数的表达式来确定定义域的范围。
例如,对于一个分式函数f(x) = 1/x,我们知道分母不能为零,因此定义域不包括0。
此外,对于某些函数,定义域可能受到其他限制,例如平方根函数f(x) = √x,定义域限制为x≥0,因为负数的平方根是无解的。
除了函数的表达式,定义域还可能受到问题的实际背景约束。
例如,考虑一个表示某个物体运动距离的函数f(t),其中t表示时间。
在这种情况下,定义域可能受到时间的限制,例如t≥0,因为时间不能为负。
对于值域的确定,我们可以通过求解函数的表达式、观察图像或进行其他数学推导来确定。
有时,值域可能很容易确定,例如三角函数sin(x)的值域是[-1, 1],因为正弦函数的值在此范围内变化。
然而,对于某些函数,值域可能更加复杂。
考虑另一个简单的函数f(x) = x^3。
从表达式来看,我们可以看出这个函数的值域是所有实数,因为平方运算可以得到任意实数结果。
但是,通过观察其图像,我们可以发现这个函数的值域实际上是所有实数,而不仅仅是平方运算所能得到的结果。
在实际问题中,定义域和值域的概念经常被用于描述各种情况。
函数定义域值域求法总结
函数定义域、值域求法总结一、定义域是函数()y f x =中的自变量x 的范围; 求函数的定义域需要从这几个方面入手: 1分母不为零2偶次根式的被开方数非负; 3对数中的真数部分大于0;4指数、对数的底数大于0,且不等于15y=tanx 中x ≠k π+π/2;y=cotx 中x ≠k π等等; 6 0x 中x 0≠二、值域是函数()y f x =中y 的取值范围;常用的求值域的方法: 1直接法 2图象法数形结合 3函数单调性法4配方法 5换元法 包括三角换元 6反函数法逆求法 7分离常数法 8判别式法 9复合函数法 10不等式法 11平方法等等这些解题思想与方法贯穿了高中数学的始终;三、典例解析 1、定义域问题例1 求下列函数的定义域:① 21)(-=x x f ;② 23)(+=x x f ;③ xx x f -++=211)( 解:①∵x-2=0,即x=2时,分式21-x 无意义,而2≠x 时,分式21-x 有意义,∴这个函数的定义域是{}2|≠x x .②∵3x+2<0,即x<-32时,根式23+x 无意义,而023≥+x ,即32-≥x 时,根式23+x 才有意义,∴这个函数的定义域是{x |32-≥x }.③∵当0201≠-≥+x x 且,即1-≥x 且2≠x 时,根式1+x 和分式x-21同时有意义,∴这个函数的定义域是{x |1-≥x 且2≠x }另解:要使函数有意义,必须: ⎩⎨⎧≠-≥+0201x x ⎩⎨⎧≠-≥21x x例2 求下列函数的定义域:①14)(2--=x x f ②2143)(2-+--=x x x x f③=)(x f x11111++④xx x x f -+=0)1()(⑤373132+++-=x x y解:①要使函数有意义,必须:142≥-x 即: 33≤≤-x ∴函数14)(2--=x x f 的定义域为: 3,3-②要使函数有意义,必须:⎩⎨⎧≠-≠-≤≥⇒⎩⎨⎧≠-+≥--13140210432x x x x x x x 且或 ∴定义域为:{ x|4133≥-≤<--<x x x 或或}③要使函数有意义,必须: 011110110≠++≠+≠⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧xx x 2110-≠-≠≠⎪⎩⎪⎨⎧x x x∴函数的定义域为:}21,1,0|{--≠∈x R x x 且④要使函数有意义,必须: ⎩⎨⎧≠-≠+001x x x ⎩⎨⎧<-≠⇒01x x∴定义域为:{}011|<<--<x x x 或⑤要使函数有意义,必须: ⎩⎨⎧≠+≥+-073032x x ⎪⎩⎪⎨⎧-≠∈⇒37x Rx即 x<37- 或 x>37- ∴定义域为:}37|{-≠x x例3 若函数aax ax y 12+-=的定义域是R,求实数a 的取值范围 解:∵定义域是R,∴恒成立,012≥+-aax ax∴⎪⎩⎪⎨⎧≤<⇒≤⋅-=∆>2001402a a a a a 等价于例4 若函数)(x f y =的定义域为1,1,求函数)41(+=x f y )41(-⋅x f 的定义域解:要使函数有意义,必须:∴函数)41(+=x f y )41(-⋅x f 的定义域为:⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤≤-4343|x x 例5 已知fx 的定义域为-1,1,求f2x -1的定义域;分析:法则f 要求自变量在-1,1内取值,则法则作用在2x -1上必也要求2x -1在 -1,1内取值,即-1≤2x -1≤1,解出x 的取值范围就是复合函数的定义域;或者从位置上思考f2x -1中2x -1与fx 中的x 位置相同,范围也应一样,∴-1≤2x -1≤1,解出x 的取值范围就是复合函数的定义域;注意:fx 中的x 与f2x -1中的x 不是同一个x,即它们意义不同; 解:∵fx 的定义域为-1,1, ∴-1≤2x -1≤1,解之0≤x ≤1, ∴f2x -1的定义域为0,1;例6已知已知fx 的定义域为-1,1,求fx 2的定义域;答案:-1≤x 2≤1⇒ x 2≤1⇒-1≤x ≤1练习:设)(x f 的定义域是3,2,求函数)2(-x f 的定义域解:要使函数有意义,必须:223≤-≤-x 得: 221+≤≤-x ∵ x ≥0 ∴ 220+≤≤x 2460+≤≤x ∴ 函数)2(-x f 的定域义为:{}2460|+≤≤x x例7已知f2x -1的定义域为0,1,求fx 的定义域因为2x -1是R 上的单调递增函数,因此由2x -1, x ∈0,1求得的值域-1,1是fx 的定义域;已知f3x -1的定义域为-1,2,求f2x+1的定义域;[2,25-提示:定义域是自变量x 的取值范围 练习:已知fx 2的定义域为-1,1,求fx 的定义域若()y f x =的定义域是[]0,2,则函数()()121f x f x ++-的定义域是A.[]1,1- B⎥⎦⎤⎢⎣⎡-21,21C.⎥⎦⎤⎢⎣⎡1,21D.10,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦已知函数()11xf x x+=-的定义域为A,函数()y f f x =⎡⎤⎣⎦的定义域为B,则A.A B B = B.B A ∈ C.A B B = D. A B =2、求值域问题利用常见函数的值域来求直接法一次函数y=ax+ba ≠0的定义域为R,值域为R ;反比例函数)0(≠=k xk 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{ab ac y y 4)4(|2-≥};当a<0时,值域为{ab ac y y 4)4(|2-≤}. 例1 求下列函数的值域① y=3x+2-1≤x ≤1 ②)(3x 1x32)(≤≤-=x f③ xx y 1+=记住图像 解:①∵-1≤x ≤1,∴-3≤3x ≤3,∴-1≤3x+2≤5,即-1≤y ≤5,∴值域是-1,5 ②略③ 当x>0,∴xx y 1+==2)1(2+-xx 2≥,当x<0时,)1(xx y -+--==-2)1(2----xx -≤∴值域是 ]2,(--∞2,+∞.此法也称为配方法 函数xx y 1+=的图像为: 二次函数在区间上的值域最值:例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 ;解:∵3)2(1422--=+-=x x x y ,∴顶点为2,-3,顶点横坐标为2. ①∵抛物线的开口向上,函数的定义域R,∴x=2时,ymin=-3 ,无最大值;函数的值域是{y|y ≥-3 }.②∵顶点横坐标2∉3,4,当x=3时,y= -2;x=4时,y=1;∴在3,4上,min y =-2,m ax y =1;值域为-2,1.③∵顶点横坐标2∉ 0,1,当x=0时,y=1;x=1时,y=-2, ∴在0,1上,min y =-2,m ax y =1;值域为-2,1.④∵顶点横坐标2∈ 0,5,当x=0时,y=1;x=2时,y=-3, x=5时,y=6,∴在0,1上,min y =-3,m ax y =6;值域为-3,6.注:对于二次函数)0()(2≠++=a c bx ax x f ,⑴若定义域为R 时,①当a>0时,则当a b x 2-=时,其最小值ab ac y 4)4(2min -=;②当a<0时,则当a b x 2-=时,其最大值ab ac y 4)4(2max -=. ⑵若定义域为x ∈ a,b,则应首先判定其顶点横坐标x0是否属于区间a,b. ①若0x ∈a,b,则)(0x f 是函数的最小值a>0时或最大值a<0时, 再比较)(),(b f a f 的大小决定函数的最大小值.②若0x ∉a,b,则a,b 是在)(x f 的单调区间内,只需比较)(),(b f a f 的大小即可决定函数的最大小值.注:①若给定区间不是闭区间,则可能得不到最大小值;②当顶点横坐标是字母时,则应根据其对应区间特别是区间两端点的位置关系进行讨论.练习:1、求函数y =3+√2-3x 的值域解:由算术平方根的性质,知√2-3x ≥0,故3+√2-3x ≥3;∴函数的值域为 [)+∞,3 .2、求函数[]5,0,522∈+-=x x x y 的值域解: 对称轴 []5,01∈=x例3 求函数y=4x -√1-3xx ≤1/3的值域;解:法一:单调性法设fx=4x,gx= -√1-3x ,x ≤1/3,易知它们在定义域内为增函数,从而y=fx+gx= 4x -√1-3x在定义域为x ≤1/3上也为增函数,而且y ≤f1/3+g1/3=4/3,因此,所求的函数值域为{y|y ≤4/3};小结:利用单调性求函数的值域,是在函数给定的区间上,或求出函数隐含的区间,结合函数的增减性,求出其函数在区间端点的函数值,进而可确定函数的值域;练习:求函数y=3+√4-x 的值域;答案:{y|y ≥3} 法二:换元法下题讲例4 求函数x x y -+=12 的值域解:换元法设t x =-1,则)0(122≥++-=t t t y点评:将无理函数或二次型的函数转化为二次函数,通过求出二次函数的最值,从而确定出原函数的值域;这种解题的方法体现换元、化归的思想方法;它的应用十分广泛;练习:求函数y=√x-1 –x 的值域;答案:{y|y ≤-3/4} 例5 选求函数x x y -+-=53 的值域 解:平方法函数定义域为:[]5,3∈x 例6 选不要求求函数21x x y -+=的值域解:三角换元法 11≤≤-x ∴设[]πθθ,0cos ∈=x 小结:1若题目中含有1≤a ,则可设2若题目中含有122=+b a 则可设θθsin ,cos ==b a ,其中πθ20<≤3若题目中含有21x -,则可设θcos =x ,其中πθ≤≤0 4若题目中含有21x +,则可设θtan =x ,其中22πθπ<<-5若题目中含有)0,0,0(>>>=+r y x r y x ,则可设θθ22sin ,cos r y r x ==其中⎪⎭⎫⎝⎛∈2,0πθ 例7 求13+--=x x y 的值域解法一:图象法可化为 ⎪⎩⎪⎨⎧>-≤≤---<=3,431,221,4x x x x y 如图,观察得值域{}44≤≤-y y可得;解法三:选不等式法414114)1(134)1()3(13-=+--+≥+--+=+--=+--≤+--x x x x x x x x x x 同样可得值域练习:1y x x =++的值域呢 )[∞+,1三种方法均可例8 求函数[])1,0(239∈+-=x y x x 的值域解:换元法设t x =3 ,则 31≤≤t 原函数可化为[][]8,28,3;2,13,121,2max min2值域为时时对称轴∴====∴∉=+-=y t y t t t t y例9求函数xx y 2231+-⎪⎭⎫ ⎝⎛= 的值域解:换元法令1)1(222+--=+-=x x x t ,则)1(31≤⎪⎭⎫⎝⎛=t y t由指数函数的单调性知,原函数的值域为⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞,31 例10 求函数 )0(2≤=x y x 的值域 解:图象法如图,值域为(]1,0 例11 求函数21+-=x x y 的值域 -1 0 3解法一:逆求法{}1121,≠-+=y y yyx x 原函数值域为观察得解出 解法二:分离常数法由1231232≠+-=+-+=x x x y ,可得值域{}1≠y y 小结:已知分式函数)0(≠++=c dcx bax y ,如果在其自然定义域代数式自身对变量的要求内,值域为⎭⎬⎫⎩⎨⎧≠c a y y ;如果是条件定义域对自变量有附加条件,采用部分分式法将原函数化为)(bc ad dcx c adb c a y ≠+-+=,用复合函数法来求值域;例12 求函数133+=x xy 的值域解法一:逆求法10013<<∴>-=y yyx ()1,0原函数的值域为∴小结:如果自变量或含有自变量的整体有确定的范围,可采用逆求法; 解法二:换元法设t x =+13 ,则()111131113113>-=+-=+-+=t t y x xx 练习:y =1212+-x x ;y ∈-1,1.例13 函数1122+-=x x y 的值域解法一:逆求法110112<≤-∴≥-+=y yyx解法二:换元法设t x =+12 ,则解法三:判别式法原函数可化为 010)1(2=++⋅+-y x x y 1) 1=y 时 不成立2) 1≠y 时,110)1)(1(400≤≤-⇒≥+--⇒≥∆y y y0 11 0 1综合1、2值域}11|{<≤-y y 解法四:三角换元法∴∈Rx 设⎪⎭⎫⎝⎛-∈=2,2tan ππθθx ,则∴原函数的值域为}11|{<≤-y y 例14 求函数34252+-=x x y 的值域 解法一:判别式法化为0)53(422=-+-y yx yx10=y 时,不成立 20≠y 时,0≥∆得综合1、2值域}50|{≤<y y解法二:复合函数法令t x x =+-3422,则ty 5=50≤<∴y 所以,值域}50|{≤<y y例15 函数11++=xx y 的值域解法一:判别式法原式可化为 01)1(2=+-+x y x 解法二:不等式法1当0>x 时,321≥∴≥+y xx 2) 0<x 时综合12知,原函数值域为(][)∞+-∞-,31,例16 选 求函数)1(1222->+++=x x x x y 的值域 解法一:判别式法原式可化为 02)2(2=-+-+y x y x解法二:不等式法原函数可化为当且仅当0=x 时取等号,故值域为[)∞+,2例17 选 求函数)22(1222≤≤-+++=x x x x y 的值域解:换元法令t x =+1 ,小结:已知分式函数)0(2222≠+++++=d a fex dx c bx ax y ,如果在其自然定义域内可采用判别式法求值域;如果是条件定义域,用判别式法求出的值域要注意取舍,或者可以化为 选)(二次式一次式或一次式二次式==y y 的形式,采用部分分式法,进而用基本不等式法求出函数的最大最小值;如果不满足用基本不等式的条件,转化为利用函数)0(≠+=x xa x y 的单调性去解; 练习:1 、)0(9122≠++=x x x y ; 解:∵x ≠0,11)1(91222+-=++=x x x x y ,∴y ≥11. 另外,此题利用基本不等式解更简捷:11929122=+≥++=x x y 或利用对勾函数图像法2 、34252+-=x x y 0<y ≤5.3 、求函数的值域 ①x x y -+=2; ②242x x y --= 解:①令x u -=2≥0,则22u x -=, 原式可化为49)21(222+--=+-=u u u y ,②解:令 t=4x 2x ≥0 得 0≤x ≤4在此区间内 4x 2x m ax =4 ,4x 2x m in =0 ∴函数242x x y --=的值域是{ y| 0≤y ≤2}4、求函数y=|x+1|+|x-2|的值域.解法1:将函数化为分段函数形式:⎪⎩⎪⎨⎧≥-<≤--<+-=)2(12)21(3)1(12x x x x x y ,画出它的图象下图,由图象可知,函数的值域是{y|y ≥3}.解法2:∵函数y=|x+1|+|x-2|表示数轴上的动点x 到两定点-1,2的距离之和,∴易见y 的最小值是3,∴函数的值域是3,+∞. 如图5、求函数x x y -+=142的值域解:设 x t -=1 则 t ≥0 x=12t代入得 t t t f y 4)1(2)(2+-⋅==4)1(224222+--=++-=t t t∵t ≥0 ∴y ≤46、选求函数66522-++-=x x x x y 的值域 方法一:去分母得 y12x +y+5x6y6=0 ①当 y1时 ∵xR ∴△=y+52+4y1×6y+1≥0由此得 5y+12≥0检验 51-=y 有一个根时需验证时 2)56(2551=-⋅+--=x 代入①求根 ∵2 定义域 { x| x2且 x3} ∴51-≠y再检验 y=1 代入①求得 x=2 ∴y1综上所述,函数66522-++-=x x x x y 的值域为 { y| y1且 y 51-} 方法二:把已知函数化为函数36133)3)(2()3)(2(--=+-=+---=x x x x x x x y x2 由此可得 y1,∵ x=2时51-=y 即 51-≠y ∴函数66522-++-=x x x x y 的值域为 { y| y1且 y 51-}。
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第二章 函数与导数第2课时 函数的定义域和值域
一、基础知识自测
1. (必修1P 27练习6改编)函数f(x)=x +1+1
2-x
的定义域为________.
2. (必修1P 27练习7改编)函数f(x)=(x -1)2-1,x ∈{-1,0,1,2,3}的值域是________.
3. (必修1P 31习题3改编)函数f(x)=2x
5x +1的值域为____________.
4. (原创)下列四组函数中的f(x)与g(x)表示同一函数的有________.(填序号) ① f(x)=x 0,g(x)=1x ; ② f(x)=x
x ,g(x)=x ;
③ f(x)=x 2,g(x)=(x)4; ④ f(x)=|x|,g(x)=⎩⎪⎨
⎪
⎧x ,x ≥0,-x ,x<0.
5. (必修1P 36习题13改编)已知函数f(x)=x 2-2x ,x ∈[a ,b]的值域为[-1,3],则b -a 的取值范围是________.
知识总结:1. 函数的定义域 (1) 函数的定义域是指使函数表达式有意义的输入值的集合. (2) 求定义域的三个步骤 ① 写出使函数式有意义的不等式(组);
② 解不等式组; ③ 写出函数定义域(注意用区间或集合的形式写出). (3) 常见基本初等函数的定义域:① 分式函数中分母不等于零; ② 偶次根式函数、被开方式大于或等于0;③ 一次函数、二次函数的定义域为R ; ④ y =a x ,y =sinx ,y =cosx ,定义域均为R ;
⑤ y =tanx 的定义域为{x|x ≠k π+π
2,k ∈Z };⑥ 函数f(x)=x a 的定义域为{x|x ≠0}.
2. 函数的值域
(1) 在函数y =f(x)中,与自变量x 的值对应的y 的值叫函数值,函数值的集合叫函数的值域. (2) 基本初等函数的值域 ① y =kx +b(k ≠0)的值域是R . ②
y =ax 2+bx +c(a ≠0)的值域:当
a>0时,值域为[4ac -b 24a ,+∞);当a<0时,值域为⎝
⎛⎦⎤-∞,4ac -b 24a .
③ y =k
x (k ≠0)的值域为{y|y ≠0}. ④ y =a x (a>0且a ≠1)的值域是(0,+∞).
⑤ y =log a x(a>0且a ≠1)的值域是R . ⑥ y =sinx ,y =cosx 的值域是[-1,1]. ⑦ y =tanx 的值域是R . 3. 最大(小)值
一般地,设函数f(x)的定义域为I ,如果存在实数M 满足: (1) 对于任意的x ∈I ,都有f(x)≤M(f(x)≥M);
(2) 存在x 0∈I ,使得f(x 0)=M ,那么称M 是函数y =f(x)的最大(小)值. 典例精析
题型1 求函数的定义域 例1 求下列函数的定义域:
(1) y =1
2-|x|+lg(3x +1); (2) y =4-x 2ln (x +1).
变式训练
(1) 求函数y =(x +1)0
|x|-x
的定义域;
(2) 若函数y =f(x)的定义域是[0,2],求函数g(x)=f (2x )
x -1的定义域.
题型2 求函数的值域 例2 求下列函数的值域:
(1) y =x -3x -2; (2) y =x 2-2x -3,x ∈(-1,4]; (3) y =2x -1x +1,x ∈[3,5]; (4) y =x 2-4x +5x -1(x>1).
备选变式
求下列函数的值域:
(1) f(x)=1-x +x +3; (2) g(x)=x 2-9
x 2-7x +12;
(3) y =log 3x +log x 3-1.
题型3 函数值域和最值的应用 例3 已知函数f(x)=x 2+4ax +2a +6. (1) 若f(x)的值域是[0,+∞),求a 的值;
(2) 若函数f(x)≥0恒成立,求g(a)=2-a|a -1|的值域.
已知函数f(x)=1-2a x -a 2x (a>1). (1) 求函数f(x)的值域;
(2) 若x ∈[-2,1]时,函数f(x)的最小值是-7,求a 的值及函数f(x)的最大值. 巩固提高
1. (2013·大纲)已知函数f(x)的定义域为(-1,0),则函数f(2x +1)的定义域为________.
2. (2013·山东)函数f(x)=1-2x +1
x +3
的定义域为________. 3. (2013·北京)函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧log 1
2x ,x ≥1,2x ,x<1
的值域为________.
4. (2013·徐州三模)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪
⎧x +2,0≤x<1,2x +12,x ≥1,若a>b ≥0,且f(a)=f(b),则bf(a)的取值范围是
________.
5. 设函数
g(x)=x 2-2(x ∈R ),f(x)=⎩
⎪⎨
⎪⎧g (x )+x +4,x <g (x ),g (x )-x ,x ≥g (x ),则f(x)的值域是________.
6 已知二次函数f(x)=ax 2-x +c(x ∈R )的值域为[0,+∞),则c +2a +a +2
c 的最小值为________.
7. 已知函数f(x)=log 13
(-|x|+3)的定义域是[a ,b](a 、b ∈Z ),值域是[-1,0],则满足条件的整数对
(a ,b)有________对.
4. 已知二次函数f(x)=ax 2+bx(a 、b 为常数,且a ≠0)满足条件:f(x -1)=f(3-x),且方程f(x)=2x 有等根.
(1) 求f(x)的解析式;
(2) 是否存在实数m 、n(m <n),使f(x)定义域和值域分别为[m ,n]和[4m ,4n]?如果存在,求出m 、n 的值;如果不存在,说明理由.
疑难指点
1. 函数的定义域是函数的灵魂,它决定了函数的值域,并且它是研究函数性质的基础,因此,我们一定要树立函数定义域优先意识.
2. 函数的值域常常化归为求函数的最值问题,要重视函数单调性在确定函数最值过程中的作用.
3. 求函数值域的常用方法有:图象法、配方法、换元法、基本不等式法、单调性法、分离常数法、导数法等,理论上一切函数求值域或最值均可考虑“导数法”,但在具体的解题中要与初等方法密切配合.。