高考总复习2函数与映射的概念s
映射与函数知识点总结
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映射与函数知识点总结一、映射与函数的概念1.映射的定义:将一个集合中的每个元素都对应到另一个集合中的一些元素的规律称为映射。
对于给定的两个集合A和B,如果每个元素a∈A都有一个元素b∈B与之对应,那么就称集合A到集合B的映射。
记作f:A→B。
2.函数的定义:函数是一种特殊的映射,它满足每个元素a∈A只能对应一个元素b∈B的规律。
对于给定的两个集合A和B,如果每个元素a∈A都有唯一的元素b∈B与之对应,那么就称集合A到集合B的函数。
记作f:A→B。
3.定义域和值域:函数f的定义域是指所有可能作为函数输入的数的集合,通常用符号D(f)表示;函数f的值域是指函数所有可能的输出的数的集合,通常用符号R(f)表示。
二、映射与函数的性质1.单射:也称为一一对应,指当对于集合A中的不同元素a1和a2,它们在集合B中的对应元素f(a1)和f(a2)也不相同。
换句话说,每个元素a∈A都对应着集合B中唯一的元素。
2.满射:也称为映满函数,指函数的值域与集合B相同,即函数的所有可能的输出都在集合B中。
3.双射:即同时满足单射和满射的函数,也称为一一映射。
4.奇函数和偶函数:如果对于函数f的定义域中的每一个实数x,都有f(-x)=-f(x)成立,则称函数f是奇函数;如果对于函数f的定义域中的每一个实数x,都有f(-x)=f(x)成立,则称函数f是偶函数。
5.反函数:如果函数f的定义域和值域都是实数集,且对于函数f中的每一对实数(x,y),都有y=f(x),则存在一个函数g,使得对于函数g中的每一对实数(y,x),都有x=g(y)。
这样的函数g称为函数f的反函数。
三、映射与函数的应用1.函数关系式:映射与函数可以描述实际问题中的各种关系,如线性函数、二次函数、指数函数、对数函数等。
通过分析函数关系式,我们可以了解函数的性质和特点,从而应用到各种实际问题中。
2.函数的图像:通过绘制函数的图像,可以直观地表达函数的变化规律,了解函数的增减性、奇偶性、周期性等。
函数、映射的概念
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函数、映射的概念•1、映射:(1)设A,B是两个非空集合,如果按照某一个确定的对应关系f,使对于集合A中的任何一个元素x,在集合B中都有唯一确定的元素y与之对应,那么,就称对应f:A→B为从集合A到集合B的映射,记作:f:A→B。
(2)像与原像:如果给定一个集合A到集合B的映射,那么,和集合A中的a对应的集合B中的b叫做a的像,a叫做b的原像。
2、函数:(1)定义(传统):如果在某变化过程中有两个变量x,y并且对于x在某个范围内的每一个确定的值,按照某个对应法则,y都有唯一确定的值和它对应,那么y就是x的函数,x叫做自变量,x 的取值范围叫做函数的定义域,和x的值对应的y的值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域。
(2)函数的集合定义:设A,B都是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A 中的任何一个元素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:x→y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f(x)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f(x)的值域。
显然值域是集合B的子集。
3、构成函数的三要素:定义域,值域,对应法则。
值域可由定义域唯一确定,因此当两个函数的定义域和对应法则相同时,值域一定相同,它们可以视为同一函数。
4、函数的表示方法:(1)解析法:如果在函数y=f(x)(x∈A)中,f(x)是用代数式(或解析式)来表达的,则这种表示函数的方法叫做解析式法;(2)列表法:用表格的形式表示两个量之间函数关系的方法,称为列表法;(3)图象法:就是用函数图象表示两个变量之间的关系。
注意:函数的图象可以是一个点,或一群孤立的点,或直线,或直线的一部分,或若干曲线组成。
•映射f:A→B的特征:(1)存在性:集合A中任一a在集合B中都有像;(2)惟一性:集合A中的任一a在集合B中的像只有一个;(3)方向性:从A到B的映射与从B到A的映射一般是不一样的;(4)集合B中的元素在集合A中不一定有原象,若集合B中元素在集合A中有原像,原像不一定惟一。
【精】高中数学知识点总结-映射与函数概念
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映射与函数的概念1.映射的概念设A ,B 为非空集合,在某种对应关系f 的作用下,使集合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f:A →B 为从集合A 到集合B 的一个映射。
2.函数的概念从非空数集A 到非空数集B 的映射叫做函数,其中A 是定义域,C 是值域(C ⊆B )。
函数的三要素:定义域,对应关系,值域。
定义域和对应关系确定,则值域确定,函数确定。
(1)求定义域①分式:分母不能为0。
②根式:偶次根式的被开方数大于等于0。
③指数:底数大于0且不等于1。
④对数:底数大于0且不等于1,真数大于0。
⑤x 0中x ≠0。
⑥tanx 中的x ≠k π+π/2。
(2)求值域①观察法:求函数y =x+1+1的值域。
解:该函数的定义域为[﹣1,+∞].∵√x +1≥0,∴√x +1+1≥1,∴0<√x+1+1≤1. 该原函数的值域为(0,1].②换元法:求函数y =x +√x −1的值域。
解:该函数的定义域为[﹣1,+∞). 令√x −1=t (t ≥0),则x =t ²-1.∴y=t ²+t +1.(t ≥0)求得y=t ²+t +1值域为[1,﹢∞),即原函数的值域.③分离常数法:求函数y =﹣x²x²+1的值域。
解:该函数的定义域为R.该函数=﹣(x 2+1)−1x²+1=﹣1+1x²+1.∵x ²+1≥1,∴0<1x²+1.≤1,∴﹣1<﹣1+1x²+1≤0.该函数的值域为(﹣1,0]. 归纳:形如y =Cx+D Ax+B (A,B,C,D 为常数且A ≠0)或y =Cx²+DAx²+B (A,B,C,D 为常数且A ≠0)的函数可以采用分离常数法,分离到y =c ax+b +d (a,b,c,d 为常数且a ≠0)或y =c ax²+b +d (a,b,c,d 为常数且a ≠0),前者的值域为y ≠d ,求后者的值域是y =c ax²+b 的值域加上d 。
高考数学一轮复习考点与题型总结:第二章 函数的概念与基本初等函数
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精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!第二章函数的概念与基本初等函数Ⅰ第一节函数及其表示一、基础知识1.函数与映射的概念2.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.求函数定义域的策略(1)确定函数的定义域常从解析式本身有意义,或从实际出发.(2)如果函数y=f(x)是用表格给出,则表格中x的集合即为定义域.(3)如果函数y=f(x)是用图象给出,则图象在x轴上的投影所覆盖的x的集合即为定义域.(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.两函数值域与对应关系相同时,两函数不一定相同.(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.3.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.关于分段函数的3个注意(1)分段函数虽然由几个部分构成,但它表示同一个函数.(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.(3)各段函数的定义域不可以相交.考点一函数的定义域[典例] (1)(2019·长春质检)函数y =ln (1-x )x +1+1x 的定义域是( )A .[-1,0)∪(0,1)B .[-1,0)∪(0,1]C .(-1,0)∪(0,1]D .(-1,0)∪(0,1)(2)已知函数f (x )的定义域为(-1,0),则函数f (2x +1)的定义域为( ) A .(-1,1) B.⎝⎛⎭⎫-1,-12 C .(-1,0)D.⎝⎛⎭⎫12,1[解析] (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧1-x >0,x +1>0,x ≠0,解得-1<x <0或0<x <1.所以原函数的定义域为(-1,0)∪(0,1).(2)令u =2x +1,由f (x )的定义域为(-1,0),可知-1<u <0,即-1<2x +1<0, 得-1<x <-12.[答案] (1)D (2)B [解题技法]1.使函数解析式有意义的一般准则 (1)分式中的分母不为0; (2)偶次根式的被开方数非负; (3)y =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; (5)正切函数y =tan x ,x ≠k π+π2(k ∈Z);(6)实际问题中除考虑函数解析式有意义外,还应考虑实际问题本身的要求. 2.抽象函数的定义域问题(1)若已知函数f (x )的定义域为[a ,b ],其复合函数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 ]上的值域.[题组训练]1.函数f (x )=1ln (x +1)+4-x 2的定义域为( )A .[-2,0)∪(0,2]B .(-1,0)∪(0,2]C .[-2,2]D .(-1,2]解析:选B 由⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,ln (x +1)≠0,4-x 2≥0,得-1<x ≤2,且x ≠0.2.若函数y =f (x )的定义域是[1,2 019],则函数g (x )=f (x +1)x -1的定义域是________________.解析:因为y =f (x )的定义域是[1,2 019],所以若g (x )有意义,应满足⎩⎪⎨⎪⎧1≤x +1≤2 019,x -1≠0,所以0≤x ≤2 018,且x ≠1.因此g (x )的定义域是{x |0≤x ≤2 018,且x ≠1}. 答案:{x |0≤x ≤2 018,且x ≠1}考点二 求函数的解析式[典例] (1)已知二次函数f (2x +1)=4x 2-6x +5,求f (x ); (2)已知函数f (x )满足f (-x )+2f (x )=2x ,求f (x ). [解] (1)法一:待定系数法因为f (x )是二次函数,所以设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则f (2x +1)=a (2x +1)2+b (2x +1)+c =4ax 2+(4a +2b )x +a +b +c .因为f (2x +1)=4x 2-6x +5, 所以⎩⎪⎨⎪⎧4a =4,4a +2b =-6,a +b +c =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-5,c =9,所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R). 法二:换元法令2x +1=t (t ∈R),则x =t -12,所以f (t )=4⎝⎛⎭⎫t -122-6·t -12+5=t 2-5t +9(t ∈R),所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R). 法三:配凑法因为f (2x +1)=4x 2-6x +5=(2x +1)2-10x +4=(2x +1)2-5(2x +1)+9, 所以f (x )=x 2-5x +9(x ∈R).(2)解方程组法由f (-x )+2f (x )=2x , ① 得f (x )+2f (-x )=2-x ,② ①×2-②,得3f (x )=2x +1-2-x . 即f (x )=2x +1-2-x3.故f (x )的解析式是f (x )=2x +1-2-x3(x ∈R).[解题技法] 求函数解析式的4种方法及适用条件 (1)待定系数法先设出含有待定系数的解析式,再利用恒等式的性质,或将已知条件代入,建立方程(组),通过解方程(组)求出相应的待定系数.(2)换元法对于形如y =f (g (x ))的函数解析式,令t =g (x ),从中求出x =φ(t ),然后代入表达式求出f (t ),再将t 换成x ,得到f (x )的解析式,要注意新元的取值范围.(3)配凑法由已知条件f (g (x ))=F (x ),可将F (x )改写成关于g (x )的表达式,然后以x 替代g (x ),便得f (x )的解析式.(4)解方程组法已知关于f (x )与f ⎝⎛⎭⎫1x 或f (-x )的表达式,可根据已知条件再构造出另外一个等式组成方程组,通过解方程组求出f (x ).[提醒] 由于函数的解析式相同,定义域不同,则为不相同的函数,因此求函数的解析式时,如果定义域不是R ,一定要注明函数的定义域.[题组训练]1.[口诀第2句]已知f (x )是二次函数,且f (0)=0,f (x +1)=f (x )+x +1,则f (x )=________________.解析:设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 由f (0)=0,知c =0,f (x )=ax 2+bx . 又由f (x +1)=f (x )+x +1,得a (x +1)2+b (x +1)=ax 2+bx +x +1, 即ax 2+(2a +b )x +a +b =ax 2+(b +1)x +1,所以⎩⎪⎨⎪⎧2a +b =b +1,a +b =1,解得a =b =12.所以f (x )=12x 2+12x (x ∈R).答案:12x 2+12x (x ∈R)2.[口诀第3句]已知f ⎝⎛⎭⎫2x +1=lg x ,则f (x )=________________.解析:令2x +1=t ,得x =2t -1,则f (t )=lg 2t -1,又x >0,所以t >1,故f (x )的解析式是f (x )=lg2x -1(x >1). 答案:lg2x -1(x >1) 3.[口诀第4句]已知f (x )满足2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,则f (x )=________. 解析:∵2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,①把①中的x 换成1x ,得2f ⎝⎛⎭⎫1x +f (x )=3x.② 联立①②可得⎩⎨⎧2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x ,2f ⎝⎛⎭⎫1x +f (x )=3x,解此方程组可得f (x )=2x -1x(x ≠0).答案:2x -1x (x ≠0)考点三 分段函数考法(一) 求函数值[典例] (2019·石家庄模拟)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3x ,x >0,a x +b ,x ≤0(0<a <1),且f (-2)=5,f (-1)=3,则f (f (-3))=( )A .-2B .2C .3D .-3[解析] 由题意得,f (-2)=a -2+b =5,① f (-1)=a -1+b =3,②联立①②,结合0<a <1,得a =12,b =1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3x ,x >0,⎝⎛⎭⎫12x +1,x ≤0,则f (-3)=⎝⎛⎭⎫12-3+1=9,f (f (-3))=f (9)=log 39=2. [答案] B[解题技法] 求分段函数的函数值的策略(1)求分段函数的函数值时,要先确定要求值的自变量属于哪一区间,然后代入该区间对应的解析式求值;(2)当出现f (f (a ))的形式时,应从内到外依次求值;(3)当自变量的值所在区间不确定时,要分类讨论,分类标准应参照分段函数不同段的端点.考法(二) 求参数或自变量的值(或范围)[典例] (2018·全国卷Ⅰ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤0,1,x >0,则满足f (x +1)<f (2x )的x 的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(0,+∞)C .(-1,0)D .(-∞,0)[解析] 法一:分类讨论法①当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x ≤0,即x ≤-1时,f (x +1)<f (2x ),即为2-(x +1)<2-2x,即-(x +1)<-2x ,解得x <1. 因此不等式的解集为(-∞,-1].②当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x >0时,不等式组无解.③当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x ≤0,即-1<x ≤0时,f (x +1)<f (2x ),即为1<2-2x,解得x <0.因此不等式的解集为(-1,0).④当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x >0,即x >0时,f (x +1)=1,f (2x )=1,不合题意.综上,不等式f (x +1)<f (2x )的解集为(-∞,0). 法二:数形结合法∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤0,1,x >0,∴函数f (x )的图象如图所示. 结合图象知,要使f (x +1)<f (2x ), 则需⎩⎪⎨⎪⎧x +1<0,2x <0,2x <x +1或⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥0,2x <0,∴x <0,故选D. [答案] D[解题技法]已知函数值(或范围)求自变量的值(或范围)的方法(1)根据每一段的解析式分别求解,但要注意检验所求自变量的值(或范围)是否符合相应段的自变量的取值范围,最后将各段的结果合起来(求并集)即可;(2)如果分段函数的图象易得,也可以画出函数图象后结合图象求解.[题组训练]1.设f (x )=⎩⎨⎧x ,0<x <1,2(x -1),x ≥1,若f (a )=f (a +1),则f ⎝⎛⎭⎫1a =( ) A .2 B .4 C .6D .8解析:选C 当0<a <1时,a +1>1,f (a )=a ,f (a +1)=2(a +1-1)=2a , ∵f (a )=f (a +1),∴a =2a , 解得a =14或a =0(舍去).∴f ⎝⎛⎭⎫1a =f (4)=2×(4-1)=6.当a ≥1时,a +1≥2,f (a )=2(a -1),f (a +1)=2(a +1-1)=2a , ∵f (a )=f (a +1),∴2(a -1)=2a ,无解. 综上,f ⎝⎛⎭⎫1a =6.2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x ≤1,f (x -1),x >1,则f (f (3))=________.解析:由题意,得f (3)=f (2)=f (1)=21=2,∴f (f (3))=f (2)=2. 答案:23.(2017·全国卷Ⅲ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≤0,2x ,x >0,则满足f (x )+f ⎝⎛⎭⎫x -12>1的x 的取值范围是________.解析:由题意知,可对不等式分x ≤0,0<x ≤12,x >12讨论.①当x ≤0时,原不等式为x +1+x +12>1,解得x >-14,故-14<x ≤0.②当0<x ≤12时,原不等式为2x +x +12>1,显然成立.③当x >12时,原不等式为2x +2x -12>1,显然成立.综上可知,所求x 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-14,+∞. 答案:⎝⎛⎭⎫-14,+∞ 4.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x -7,x <0,x ,x ≥0,若f (a )<1,则实数a 的取值范围是____________.解析:若a <0,则f (a )<1⇔⎝⎛⎭⎫12a-7<1⇔⎝⎛⎭⎫12a <8,解得a >-3,故-3<a <0; 若a ≥0,则f (a )<1⇔a <1,解得a <1,故0≤a <1. 综上可得-3<a <1. 答案:(-3,1)[课时跟踪检测]1.下列所给图象是函数图象的个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:选B ①中当x >0时,每一个x 的值对应两个不同的y 值,因此不是函数图象;②中当x =x 0时,y 的值有两个,因此不是函数图象;③④中每一个x 的值对应唯一的y 值,因此是函数图象.故选B.2.函数f (x )=2x -1+1x -2的定义域为( ) A .[0,2)B .(2,+∞)C .[0,2)∪(2,+∞)D .(-∞,2)∪(2,+∞)解析:选C 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2x -1≥0,x -2≠0,解得x ≥0,且x ≠2.3.已知f ⎝⎛⎭⎫12x -1=2x -5,且f (a )=6,则a 等于( ) A.74 B .-74C.43D .-43解析:选A 令t =12x -1,则x =2t +2,f (t )=2(2t +2)-5=4t -1,则4a -1=6,解得a =74.4.(2019·贵阳检测)下列函数中,同一个函数的定义域与值域相同的是( ) A .y =x -1 B .y =ln x C .y =13x -1D .y =x +1x -1解析:选D 对于A ,定义域为[1,+∞),值域为[0,+∞),不满足题意;对于B ,定义域为(0,+∞),值域为R ,不满足题意;对于C ,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),值域为(-∞,-1)∪(0,+∞),不满足题意;对于D ,y =x +1x -1=1+2x -1,定义域为(-∞,1)∪(1,+∞),值域也是(-∞,1)∪(1,+∞).5.(2018·福建期末)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x +a ,x >0,4x -2-1,x ≤0.若f (a )=3,则f (a -2)=( )A .-1516B .3C .-6364或3D .-1516或3解析:选A 当a >0时,若f (a )=3,则log 2a +a =3,解得a =2(满足a >0);当a ≤0时,若f (a )=3,则4a -2-1=3,解得a =3,不满足a ≤0,所以舍去.于是,可得a =2.故f (a -2)=f (0)=4-2-1=-1516.6.已知函数y =f (2x -1)的定义域是[0,1],则函数f (2x +1)log 2(x +1)的定义域是( )A .[1,2]B .(-1,1] C.⎣⎡⎦⎤-12,0 D .(-1,0)解析:选D 由f (2x -1)的定义域是[0,1], 得0≤x ≤1,故-1≤2x -1≤1, ∴f (x )的定义域是[-1,1], ∴要使函数f (2x +1)log 2(x +1)有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧-1≤2x +1≤1,x +1>0,x +1≠1,解得-1<x <0.7.下列函数中,不满足f (2 018x )=2 018f (x )的是( ) A .f (x )=|x | B .f (x )=x -|x | C .f (x )=x +2D .f (x )=-2x解析:选C 若f (x )=|x |,则f (2 018x )=|2 018x |=2 018|x |=2 018f (x );若f (x )=x -|x |,则f (2 018x )=2 018x -|2 018x |=2 018(x -|x |)=2 018f (x );若f (x )=x +2,则f (2 018x )=2 018x +2,而2 018f (x )=2 018x +2 018×2,故f (x )=x +2不满足f (2 018x )=2 018f (x );若f (x )=-2x ,则f (2 018x )=-2×2 018x =2 018×(-2x )=2 018f (x ).故选C.8.已知具有性质:f ⎝⎛⎭⎫1x =-f (x )的函数,我们称为满足“倒负”变换的函数,下列函数: ①f (x )=x -1x ;②f (x )=x +1x ;③f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x ,0<x <1,0,x =1,-1x ,x >1.其中满足“倒负”变换的函数是( ) A .①② B .①③ C .②③D .①解析:选B 对于①,f (x )=x -1x ,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x-x =-f (x ),满足题意;对于②,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x +x =f (x ),不满足题意;对于③,f ⎝⎛⎭⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧1x ,0<1x<1,0,1x =1,-x ,1x >1,即f ⎝⎛⎭⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧1x,x >1,0,x =1,-x ,0<x <1,故f ⎝⎛⎭⎫1x =-f (x ),满足题意.综上可知,满足“倒负”变换的函数是①③.9.(2019·青岛模拟)函数y =ln ⎝⎛⎭⎫1+1x +1-x 2的定义域为________. 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧1+1x >0,1-x 2≥0⇒⎩⎪⎨⎪⎧x <-1或x >0,-1≤x ≤1⇒0<x ≤1.所以该函数的定义域为(0,1]. 答案:(0,1]10.(2019·益阳、湘潭调研)若函数f (x )=⎩⎨⎧lg (1-x ),x <0,-2x ,x ≥0,则f (f (-9))=________.解析:∵函数f (x )=⎩⎨⎧lg (1-x ),x <0,-2x ,x ≥0,∴f (-9)=lg 10=1,∴f (f (-9))=f (1)=-2.答案:-211.(2018·张掖一诊)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x >0,x +1,x ≤0,若f (a )+f (1)=0,则实数a 的值等于________.解析:∵f (1)=2,且f (1)+f (a )=0,∴f (a )=-2<0,故a ≤0. 依题知a +1=-2,解得a =-3. 答案:-312.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧12x +1,x ≤0,-(x -1)2,x >0,使f (x )≥-1成立的x 的取值范围是________.解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x ≤0,12x +1≥-1或⎩⎪⎨⎪⎧x >0,-(x -1)2≥-1, 解得-4≤x ≤0或0<x ≤2, 故所求x 的取值范围是[-4,2]. 答案:[-4,2]13.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax +b ,x <0,2x ,x ≥0,且f (-2)=3,f (-1)=f (1).(1)求函数f (x )的解析式;(2)在如图所示的直角坐标系中画出f (x )的图象.解:(1)由f (-2)=3,f (-1)=f (1),得⎩⎪⎨⎪⎧-2a +b =3,-a +b =2,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =-1,b =1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +1,x <0,2x ,x ≥0.(2)函数f (x )的图象如图所示.第二节函数的单调性与最值一、基础知识1.增函数、减函数定义:设函数f(x)的定义域为I:(1)增函数:如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数.(2)减函数:如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数.增(减)函数定义中的x1,x2的三个特征一是任意性;二是有大小,即x1<x2(x1>x2);三是同属于一个单调区间,三者缺一不可.2.单调性、单调区间若函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,则称函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做函数y=f(x)的单调区间.有关单调区间的两个防范(1)单调区间只能用区间表示,不能用不等式表示.(2)有多个单调区间应分别写,不能用符号“∪”连接,也不能用“或”连接,只能用“逗号”或“和”连接.3.函数的最值设函数y=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或f(x)≥M.(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M.那么,我们称M是函数y=f(x)的最大值或最小值.函数最值存在的两条结论(1)闭区间上的连续函数一定存在最大值和最小值.当函数在闭区间上单调时最值一定在端点取到.(2)开区间上的“单峰”函数一定存在最大(小)值.二、常用结论在公共定义域内:(1)函数f(x)单调递增,g(x)单调递增,则f(x)+g(x)是增函数;(2)函数f (x )单调递减,g (x )单调递减,则f (x )+g (x )是减函数; (3)函数f (x )单调递增,g (x )单调递减,则f (x )-g (x )是增函数; (4)函数f (x )单调递减,g (x )单调递增,则f (x )-g (x )是减函数;(5)若k >0,则kf (x )与f (x )单调性相同;若k <0,则kf (x )与f (x )单调性相反; (6)函数y =f (x )(f (x )>0)在公共定义域内与y =-f (x ),y =1f (x )的单调性相反;(7)复合函数y =f [g (x )]的单调性与y =f (u )和u =g (x )的单调性有关.简记:“同增异减”.考点一 确定函数的单调性(区间))[典例] (1)求函数f (x )=-x 2+2|x |+1的单调区间. (2)试讨论函数f (x )=ax x -1(a ≠0)在(-1,1)上的单调性.[解] (1)易知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x +1,x ≥0,-x 2-2x +1,x <0=⎩⎪⎨⎪⎧-(x -1)2+2,x ≥0,-(x +1)2+2,x <0. 画出函数图象如图所示,可知单调递增区间为(-∞,-1]和[0,1],单调递减区间为[-1,0]和[1,+∞).(2)法一:定义法 设-1<x 1<x 2<1, f (x )=a ⎝⎛⎭⎪⎫x -1+1x -1=a ⎝⎛⎭⎫1+1x -1,则f (x 1)-f (x 2)=a ⎝⎛⎭⎫1+1x 1-1-a ⎝⎛⎭⎫1+1x 2-1=a (x 2-x 1)(x 1-1)(x 2-1).由于-1<x 1<x 2<1,所以x 2-x 1>0,x 1-1<0,x 2-1<0, 故当a >0时,f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2), 函数f (x )在(-1,1)上单调递减;当a <0时,f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 函数f (x )在(-1,1)上单调递增. 法二:导数法f ′(x )=(ax )′(x -1)-ax (x -1)′(x -1)2=a (x -1)-ax (x -1)2=-a(x -1)2. 当a >0时,f ′(x )<0,函数f (x )在(-1,1)上单调递减; 当a <0时,f ′(x )>0,函数f (x )在(-1,1)上单调递增.[解题技法] 判断函数单调性和求单调区间的方法(1)定义法:一般步骤为设元―→作差―→变形―→判断符号―→得出结论.(2)图象法:如果f (x )是以图象形式给出的,或者f (x )的图象易作出,则可由图象的上升或下降确定单调性.(3)导数法:先求导数,利用导数值的正负确定函数的单调性及区间.(4)性质法:对于由基本初等函数的和、差构成的函数,根据各初等函数的增减性及复合函数单调性性质进行判断;复合函数单调性,可用同增异减来确定.[题组训练]1.下列函数中,满足“∀x 1,x 2∈(0,+∞)且x 1≠x 2,(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]<0”的是( ) A .f (x )=2x B .f (x )=|x -1| C .f (x )=1x-xD .f (x )=ln(x +1)解析:选C 由(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]<0可知,f (x )在(0,+∞)上是减函数,A 、D 选项中,f (x )为增函数;B 中,f (x )=|x -1|在(0,+∞)上不单调;对于f (x )=1x -x ,因为y =1x 与y=-x 在(0,+∞)上单调递减,因此f (x )在(0,+∞)上是减函数.2.函数f (x )=log 12(x 2-4)的单调递增区间是( )A .(0,+∞)B .(-∞,0)C .(2,+∞)D .(-∞,-2)解析:选D 令t =x 2-4,则y =log 12t .因为y =log 12t 在定义域上是减函数,所以求原函数的单调递增区间,即求函数t =x 2-4的单调递减区间,结合函数的定义域,可知所求区间为(-∞,-2).3.判断函数f (x )=x +ax (a >0)在(0,+∞)上的单调性.解:设x 1,x 2是任意两个正数,且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=⎝⎛⎭⎫x 1+a x 1-⎝⎛⎭⎫x 2+a x 2=x 1-x 2x 1x 2(x 1x 2-a ). 当0<x 1<x 2≤a 时,0<x 1x 2<a ,x 1-x 2<0,所以f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2), 所以函数f (x )在(0,a ]上是减函数; 当a ≤x 1<x 2时,x 1x 2>a ,x 1-x 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 所以函数f (x )在[a ,+∞)上是增函数.综上可知,函数f (x )=x +ax (a >0)在(0,a ]上是减函数,在[a ,+∞)上是增函数.考点二 求函数的值域(最值))[典例] (1)(2019•深圳调研)函数y =|x +1|+|x -2|的值域为________.(2)若函数f (x )=-ax+b (a >0)在⎣⎡⎦⎤12,2上的值域为⎣⎡⎦⎤12,2,则a =________,b =________. (3)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-4x ,x ≤0,sin x ,x >0的最大值为________.[解析] (1)图象法函数y =⎩⎪⎨⎪⎧-2x +1,x ≤-1,3,-1<x <2,2x -1,x ≥2.作出函数的图象如图所示.根据图象可知,函数y =|x +1|+|x -2|的值域为[3,+∞). (2)单调性法∵f (x )=-ax +b (a >0)在⎣⎡⎦⎤12,2上是增函数, ∴f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫12=12,f (x )max =f (2)=2.即⎩⎨⎧-2a +b =12,-a2+b =2,解得a =1,b =52.(3)当x ≤0时,f (x )=-x 2-4x =-(x +2)2+4,而-2∈(-∞,0],此时f (x )在x =-2处取得最大值,且f (-2)=4;当x >0时,f (x )=sin x ,此时f (x )在区间(0,+∞)上的最大值为1.综上所述,函数f (x )的最大值为4.[答案] (1)[3,+∞) (2)1 52 (3)4[提醒] (1)求函数的最值时,应先确定函数的定义域.(2)求分段函数的最值时,应先求出每一段上的最值,再选取其中最大的作为分段函数的最大值,最小的作为分段函数的最小值.[题组训练]1.函数f (x )=x 2+4x 的值域为________.解析:当x >0时,f (x )=x +4x ≥4,当且仅当x =2时取等号; 当x <0时,-x +⎝⎛⎭⎫-4x ≥4, 即f (x )=x +4x ≤-4,当且仅当x =-2取等号,所以函数f (x )的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞). 答案:(-∞,-4]∪[4,+∞)2.若x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,2π3,则函数y =4sin 2x -12sin x -1的最大值为________,最小值为________.解析:令t =sin x ,因为x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,2π3, 所以t ∈⎣⎡⎦⎤-12,1,y =f (t )=4t 2-12t -1, 因为该二次函数的图象开口向上,且对称轴为t =32,所以当t ∈⎣⎡⎦⎤-12,1时,函数f (t )单调递减,所以当t =-12时,y max =6;当t =1时,y min =-9. 答案:6 -93.已知f (x )=x 2+2x +ax ,x ∈[1,+∞),且a ≤1.若对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析:对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立等价于x 2+2x +a >0在x ∈[1,+∞)上恒成立,即a >-x 2-2x 在x ∈[1,+∞)上恒成立.又函数y =-x 2-2x 在[1,+∞)上单调递减, ∴(-x 2-2x )max =-3,故a >-3,又∵a ≤1,∴-3<a ≤1. 答案:(-3,1]考点三 函数单调性的应用考法(一) 比较函数值的大小[典例] 设偶函数f (x )的定义域为R ,当x ∈[0,+∞)时,f (x )是增函数,则f (-2),f (π),f (-3)的大小关系是( )A .f (π)>f (-3)>f (-2)B .f (π)>f (-2)>f (-3)C .f (π)<f (-3)<f (-2)D .f (π)<f (-2)<f (-3)[解析] 因为f (x )是偶函数,所以f (-3)=f (3),f (-2)=f (2). 又因为函数f (x )在[0,+∞)上是增函数. 所以f (π)>f (3)>f (2),即f (π)>f (-3)>f (-2). [答案] A[解题技法] 比较函数值大小的解题思路比较函数值的大小时,若自变量的值不在同一个单调区间内,要利用其函数性质,转化到同一个单调区间内进行比较,对于选择题、填空题能数形结合的尽量用图象法求解.考法(二) 解函数不等式[典例] 设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x <2,x 2,x ≥2.若f (a +1)≥f (2a -1),则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,1]B .(-∞,2]C .[2,6]D .[2,+∞)[解析] 易知函数f (x )在定义域(-∞,+∞)上是增函数,∵f (a +1)≥f (2a -1), ∴a +1≥2a -1,解得a ≤2.故实数a 的取值范围是(-∞,2]. [答案] B[解题技法] 求解含“f ”的函数不等式的解题思路先利用函数的相关性质将不等式转化为f (g (x ))>f (h (x ))的形式,再根据函数的单调性去掉“f ”,得到一般的不等式g (x )>h (x )(或g (x )<h (x )).考法(三) 利用单调性求参数的范围(或值)[典例] (2019•南京调研)已知函数f (x )=x -a x +a2在(1,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是________.[解析] 设1<x 1<x 2,∴x 1x 2>1. ∵函数f (x )在(1,+∞)上是增函数, ∴f (x 1)-f (x 2)=x 1-a x 1+a2-⎝⎛⎭⎫x 2-a x 2+a 2 =(x 1-x 2)⎝⎛⎭⎫1+a x 1x 2<0.∵x 1-x 2<0,∴1+ax 1x 2>0,即a >-x 1x 2.∵1<x 1<x 2,x 1x 2>1,∴-x 1x 2<-1,∴a ≥-1. ∴a 的取值范围是[-1,+∞). [答案] [-1,+∞)[解题技法]利用单调性求参数的范围(或值)的方法(1)视参数为已知数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参数;(2)需注意若函数在区间[a ,b ]上是单调的,则该函数在此区间的任意子集上也是单调的.[题组训练]1.已知函数f (x )的图象向左平移1个单位后关于y 轴对称,当x 2>x 1>1时,[f (x 2)-f (x 1)]·(x 2-x 1)<0恒成立,设a =f ⎝⎛⎭⎫-12,b =f (2),c =f (3),则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .c >a >b B .c >b >a C .a >c >bD .b >a >c解析:选D 由于函数f (x )的图象向左平移1个单位后得到的图象关于y 轴对称,故函数y =f (x )的图象关于直线x =1对称,所以a =f ⎝⎛⎭⎫-12=f ⎝⎛⎭⎫52.当x 2>x 1>1时,[f (x 2)-f (x 1)](x 2-x 1)<0恒成立,等价于函数f (x )在(1,+∞)上单调递减,所以b >a >c .2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax 2-x -14,x ≤1,log a x -1,x >1是R 上的单调函数,则实数a 的取值范围是( )A.⎣⎡⎭⎫14,12 B.⎣⎡⎦⎤14,12 C.⎝⎛⎦⎤0,12 D.⎣⎡⎭⎫12,1解析:选B 由对数函数的定义可得a >0,且a ≠1.又函数f (x )在R 上单调,而二次函数y =ax 2-x -14的图象开口向上,所以函数f (x )在R 上单调递减,故有⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,12a≥1,a ×12-1-14≥log a1-1,即⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,0<a ≤12,a ≥14.所以a ∈⎣⎡⎦⎤14,12.[课时跟踪检测]A 级1.下列四个函数中,在x ∈(0,+∞)上为增函数的是( ) A .f (x )=3-x B .f (x )=x 2-3x C .f (x )=-1x +1D .f (x )=-|x |解析:选C 当x >0时,f (x )=3-x 为减函数;当x ∈⎝⎛⎭⎫0,32时,f (x )=x 2-3x 为减函数,当x ∈⎝⎛⎭⎫32,+∞时,f (x )=x 2-3x 为增函数;当x ∈(0,+∞)时,f (x )=-1x +1为增函数;当x ∈(0,+∞)时,f (x )=-|x |为减函数.2.若函数f (x )=ax +1在R 上单调递减,则函数g (x )=a (x 2-4x +3)的单调递增区间是( )A .(2,+∞)B .(-∞,2)C .(4,+∞)D .(-∞,4)解析:选B 因为f (x )=ax +1在R 上单调递减,所以a <0. 而g (x )=a (x 2-4x +3)=a (x -2)2-a .因为a <0,所以g (x )在(-∞,2)上单调递增.3.已知函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的函数,且在该区间上单调递增,则满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13的x 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫13,23 B.⎣⎡⎭⎫13,23 C.⎝⎛⎭⎫12,23D.⎣⎡⎭⎫12,23解析:选D 因为函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的增函数,满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13. 所以0≤2x -1<13,解得12≤x <23.4.(2019·菏泽模拟)定义新运算⊕:当a ≥b 时,a ⊕b =a ;当a <b 时,a ⊕b =b 2,则函数f (x )=(1⊕x )x -(2⊕x ),x ∈[-2,2]的最大值等于( )A .-1B .1C .6D .12解析:选C 由题意知当-2≤x ≤1时,f (x )=x -2,当1<x ≤2时,f (x )=x 3-2,又f (x )=x -2,f (x )=x 3-2在相应的定义域内都为增函数,且f (1)=-1,f (2)=6,∴f (x )的最大值为6.5.已知函数f (x )是R 上的增函数,A (0,-3),B (3,1)是其图象上的两点,那么不等式-3<f (x +1)<1的解集的补集是(全集为R)( )A .(-1,2)B .(1,4)C .(-∞,-1)∪[4,+∞)D .(-∞,-1]∪[2,+∞)解析:选D 由函数f (x )是R 上的增函数,A (0,-3),B (3,1)是其图象上的两点,知不等式-3<f (x +1)<1即为f (0)<f (x +1)<f (3),所以0<x +1<3,所以-1<x <2,故不等式-3<f (x +1)<1的解集的补集是(-∞,-1]∪[2,+∞).6.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-ax -5,x ≤1,a x ,x >1是R 上的增函数,则实数a 的取值范围是( )A .[-3,0)B .(-∞,-2]C .[-3,-2]D .(-∞,0)解析:选C 若f (x )是R 上的增函数,则应满足⎩⎪⎨⎪⎧-a2≥1,a <0,-12-a ×1-5≤a 1,解得-3≤a ≤-2.7.已知函数f (x )=x 2-2x -3,则该函数的单调递增区间为________.解析:设t =x 2-2x -3,由t ≥0,即x 2-2x -3≥0,解得x ≤-1或x ≥3,所以函数f (x )的定义域为(-∞,-1]∪[3,+∞).因为函数t =x 2-2x -3的图象的对称轴为x =1,所以函数t =x 2-2x -3在(-∞,-1]上单调递减,在[3,+∞)上单调递增,所以函数f (x )的单调递增区间为[3,+∞).答案:[3,+∞)8.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x ,x ≥1,-x 2+2,x <1的最大值为________.解析:当x ≥1时,函数f (x )=1x 为减函数,所以f (x )在x =1处取得最大值,为f (1)=1;当x <1时,易知函数f (x )=-x 2+2在x =0处取得最大值,为f (0)=2.故函数f (x )的最大值为2.答案:29.若函数f (x )=1x 在区间[2,a ]上的最大值与最小值的和为34,则a =________.解析:由f (x )=1x 的图象知,f (x )=1x 在(0,+∞)上是减函数,∵[2,a ]⊆(0,+∞),∴f (x )=1x 在[2,a ]上也是减函数,∴f (x )max =f (2)=12,f (x )min =f (a )=1a ,∴12+1a =34,∴a =4. 答案:410.(2019·甘肃会宁联考)若f (x )=x +a -1x +2在区间(-2,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是________.解析:f (x )=x +a -1x +2=x +2+a -3x +2=1+a -3x +2,要使函数在区间(-2,+∞)上是增函数,需使a -3<0,解得a <3.答案:(-∞,3)11.已知函数f (x )=1a -1x (a >0,x >0).(1)求证:f (x )在(0,+∞)上是增函数;(2)若f (x )在⎣⎡⎦⎤12,2上的值域是⎣⎡⎦⎤12,2,求a 的值. 解:(1)证明:任取x 1>x 2>0, 则f (x 1)-f (x 2)=1a -1x 1-1a +1x 2=x 1-x 2x 1x 2,∵x 1>x 2>0,∴x 1-x 2>0,x 1x 2>0, ∴f (x 1)-f (x 2)>0, 即f (x 1)>f (x 2),∴f (x )在(0,+∞)上是增函数.(2)由(1)可知,f (x )在⎣⎡⎦⎤12,2上是增函数, ∴f ⎝⎛⎭⎫12=1a -2=12,f (2)=1a -12=2, 解得a =25.12.已知f (x )=xx -a(x ≠a ).(1)若a =-2,试证f (x )在(-∞,-2)内单调递增;(2)若a >0且f (x )在(1,+∞)内单调递减,求a 的取值范围. 解:(1)证明:当a =-2时,f (x )=xx +2.任取x 1,x 2∈(-∞,-2),且x 1<x 2, 则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1+2-x 2x 2+2=2(x 1-x 2)(x 1+2)(x 2+2). 因为(x 1+2)(x 2+2)>0,x 1-x 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 所以f (x )在(-∞,-2)内单调递增. (2)任取x 1,x 2∈(1,+∞),且x 1<x 2, 则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1-a -x 2x 2-a =a (x 2-x 1)(x 1-a )(x 2-a ). 因为a >0,x 2-x 1>0,又由题意知f (x 1)-f (x 2)>0, 所以(x 1-a )(x 2-a )>0恒成立,所以a ≤1. 所以0<a ≤1.所以a 的取值范围为(0,1].B 级1.若f (x )=-x 2+4mx 与g (x )=2mx +1在区间[2,4]上都是减函数,则m 的取值范围是( )A .(-∞,0)∪(0,1]B .(-1,0)∪(0,1]C .(0,+∞)D .(0,1]解析:选D 函数f (x )=-x 2+4mx 的图象开口向下,且以直线x =2m 为对称轴,若在区间[2,4]上是减函数,则2m ≤2,解得m ≤1;g (x )=2m x +1的图象由y =2mx 的图象向左平移一个单位长度得到,若在区间[2,4]上是减函数,则2m >0,解得m >0.综上可得,m 的取值范围是(0,1].2.已知函数f (x )=ln x +x ,若f (a 2-a )>f (a +3),则正数a 的取值范围是________. 解析:因为f (x )=ln x +x 在(0,+∞)上是增函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2-a >a +3,a 2-a >0,a +3>0,解得-3<a <-1或a >3.又a >0,所以a >3. 答案:(3,+∞)3.已知定义在R 上的函数f (x )满足:①f (x +y )=f (x )+f (y )+1,②当x >0时,f (x )>-1. (1)求f (0)的值,并证明f (x )在R 上是单调增函数; (2)若f (1)=1,解关于x 的不等式f (x 2+2x )+f (1-x )>4. 解:(1)令x =y =0,得f (0)=-1.在R 上任取x 1>x 2,则x 1-x 2>0,f (x 1-x 2)>-1. 又f (x 1)=f [(x 1-x 2)+x 2]=f (x 1-x 2)+f (x 2)+1>f (x 2), 所以函数f (x )在R 上是单调增函数. (2)由f (1)=1,得f (2)=3,f (3)=5.由f (x 2+2x )+f (1-x )>4得f (x 2+x +1)>f (3), 又函数f (x )在R 上是增函数,故x 2+x +1>3, 解得x <-2或x >1,故原不等式的解集为{x |x <-2或x >1}.第三节 函数的奇偶性与周期性一、基础知1.函数的奇偶性函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的前提条件.若f (x )≠0,则奇(偶)函数定义的等价形式如下:(1)f (-x )=f (x )⇔f (-x )-f (x )=0⇔f (-x )f (x )=1⇔f (x )为偶函数;(2)f (-x )=-f (x )⇔f (-x )+f (x )=0⇔f (-x )f (x )=-1⇔f (x )为奇函数.2.函数的周期性 (1)周期函数对于函数f (x ),如果存在一个非零常数T ,使得当x 取定义域内的任何值时,都有f (x +T )=f (x ),那么就称函数f (x )为周期函数,称T 为这个函数的周期.周期函数定义的实质存在一个非零常数T ,使f (x +T )=f (x )为恒等式,即自变量x 每增加一个T 后,函数值就会重复出现一次.(2)最小正周期如果在周期函数f (x )的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f (x )的最小正周期.二、常用结论1.函数奇偶性常用结论(1)如果函数f (x )是奇函数且在x =0处有定义,则一定有f (0)=0;如果函数f (x )是偶函数,那么f (x )=f (|x |).(2)奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.(3)在公共定义域内有:奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.2.函数周期性常用结论 对f (x )定义域内任一自变量x : (1)若f (x +a )=-f (x ),则T =2a (a >0). (2)若f (x +a )=1f (x ),则T =2a (a >0). (3)若f (x +a )=-1f (x ),则T =2a (a >0).3.函数图象的对称性(1)若函数y =f (x +a )是偶函数,即f (a -x )=f (a +x ),则函数y =f (x )的图象关于直线x =a 对称.(2)若对于R 上的任意x 都有f (2a -x )=f (x )或f (-x )=f (2a +x ),则y =f (x )的图象关于直线x =a 对称.(3)若函数y =f (x +b )是奇函数,即f (-x +b )+f (x +b )=0,则函数y =f (x )关于点(b,0)中心对称.考点一 函数奇偶性的判断[典例] 判断下列函数的奇偶性: (1)f (x )=36-x 2|x +3|-3;(2)f (x )=1-x 2+x 2-1; (3)f (x )=log 2(1-x 2)|x -2|-2;(4)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x <0,x 2-x ,x >0.[解] (1)由f (x )=36-x 2|x +3|-3,可知⎩⎪⎨⎪⎧ 36-x 2≥0,|x +3|-3≠0⇒⎩⎪⎨⎪⎧-6≤x ≤6,x ≠0且x ≠-6,故函数f (x )的定义域为(-6,0)∪(0,6],定义域不关于原点对称,故f (x )为非奇非偶函数.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2≥0,x 2-1≥0⇒x 2=1⇒x =±1,故函数f (x )的定义域为{-1,1},关于原点对称,且f (x )=0,所以f (-x )=f (x )=-f (x ),所以函数f (x )既是奇函数又是偶函数.(3)由⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2>0,|x -2|-2≠0⇒-1<x <0或0<x <1,定义域关于原点对称.此时f (x )=log 2(1-x 2)|x -2|-2=log 2(1-x 2)2-x -2=-log 2(1-x 2)x ,故有f (-x )=-log 2[1-(-x )2]-x =log 2(1-x 2)x =-f (x ),所以函数f (x )为奇函数. (4)法一:图象法画出函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x <0,x 2-x ,x >0的图象如图所示,图象关于y 轴对称,故f (x )为偶函数.法二:定义法易知函数f (x )的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,当x >0时,f (x )=x 2-x ,则当x <0时,-x >0,故f (-x )=x 2+x =f (x );当x <0时,f (x )=x 2+x ,则当x >0时,-x <0,故f (-x )=x 2-x =f (x ),故原函数是偶函数.法三:f (x )还可以写成f (x )=x 2-|x |(x ≠0),故f (x )为偶函数.[题组训练]1.(2018·福建期末)下列函数为偶函数的是( ) A .y =tan ⎝⎛⎭⎫x +π4 B .y =x 2+e |x | C .y =x cos xD .y =ln|x |-sin x解析:选B 对于选项A ,易知y =tan ⎝⎛⎭⎫x +π4为非奇非偶函数;对于选项B ,设f (x )=x 2+e |x |,则f (-x )=(-x )2+e |-x |=x 2+e |x |=f (x ),所以y =x 2+e |x |为偶函数;对于选项C ,设f (x )=x cos x ,则f (-x )=-x cos(-x )=-x cos x =-f (x ),所以y =x cos x 为奇函数;对于选项D ,设f (x )=ln|x |-sin x ,则f (2)=ln 2-sin 2,f (-2)=ln 2-sin(-2)=ln 2+sin 2≠f (2),所以y =ln|x |-sin x 为非奇非偶函数,故选B.2.设函数f (x )=e x -e -x2,则下列结论错误的是( )A .|f (x )|是偶函数B .-f (x )是奇函数C .f (x )|f (x )|是奇函数D .f (|x |)f (x )是偶函数解析:选D ∵f (x )=e x -e -x2,则f (-x )=e -x -e x2=-f (x ).∴f (x )是奇函数. ∵f (|-x |)=f (|x |),∴f (|x |)是偶函数,∴f (|x |)f (x )是奇函数.考点二 函数奇偶性的应用[典例] (1)(2019·福建三明模拟)函数y =f (x )是R 上的奇函数,当x <0时,f (x )=2x ,则当x >0时,f (x )=( )A .-2xB .2-x C .-2-xD .2x(2)(2018·贵阳摸底考试)已知函数f (x )=a -2e x +1(a ∈R)是奇函数,则函数f (x )的值域为( )A .(-1,1)B .(-2,2)C .(-3,3)D .(-4,4)[解析] (1)当x >0时,-x <0,∵x <0时,f (x )=2x ,∴当x >0时,f (-x )=2-x .∵f (x )是R 上的奇函数,∴当x >0时,f (x )=-f (-x )=-2-x .(2)法一:由f (x )是奇函数知f (-x )=-f (x ),所以a -2e -x+1=-a +2e x +1,得2a =2e x+1+2e -x +1,所以a =1e x +1+e x e x +1=1,所以f (x )=1-2e x +1.因为e x +1>1,所以0<1e x +1<1,-1<1-2e x +1<1,所以函数f (x )的值域为(-1,1).法二:函数f (x )的定义域为R ,且函数f (x )是奇函数,所以f (0)=a -1=0,即a =1,所以f (x )=1-2e x +1.因为e x +1>1,所以0<1e x +1<1,-1<1-2e x +1<1,所以函数f (x )的值域为(-1,1).[答案] (1)C (2)A[解题技法]应用函数奇偶性可解决的四类问题及解题方法(1)求函数值将待求值利用奇偶性转化为已知区间上的函数值求解.(2)求解析式先将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用奇偶性求解,或充分利用奇偶性构造关于f (x )的方程(组),从而得到f (x )的解析式.(3)求函数解析式中参数的值利用待定系数法求解,根据f (x )±f (-x )=0得到关于待求参数的恒等式,由系数的对等性得参数的值或方程(组),进而得出参数的值.(4)画函数图象和判断单调性利用奇偶性可画出另一对称区间上的图象及判断另一区间上的单调性.[题组训练]1.(2019·贵阳检测)若函数f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=log 2(x +2)-1,则f (-6)=( )A .2B .4C .-2D .-4解析:选C 根据题意得f (-6)=-f (6)=1-log 2(6+2)=1-3=-2.2.已知函数f (x )为奇函数,当x >0时,f (x )=x 2-x ,则当x <0时,函数f (x )的最大值为________.解析:法一:当x <0时,-x >0,所以f (-x )=x 2+x .又因为函数f (x )为奇函数,所以f (x )=-f (-x )=-x 2-x =-⎝⎛⎭⎫x +122+14,所以当x <0时,函数f (x )的最大值为14. 法二:当x >0时,f (x )=x 2-x =⎝⎛⎭⎫x -122-14,最小值为-14,因为函数f (x )为奇函数,所以当x <0时,函数f (x )的最大值为14.答案:143.(2018·合肥八中模拟)若函数f (x )=x ln(x +a +x 2)为偶函数,则a =________. 解析:∵f (x )=x ln(x +a +x 2)为偶函数,∴f (-x )=f (x ),即-x ln(a +x 2-x )=x ln(x +a +x 2),从而ln[(a +x 2)2-x 2]=0,即ln a =0,故a =1.答案:1考点三 函数的周期性[典例] (1)(2018·开封期末)已知定义在R 上的函数f (x )满足f (x )=-f (x +2),当x ∈(0,2]时,f (x )=2x +log 2x ,则f (2 019)=( )A .5 B.12C .2D .-2(2)(2018·江苏高考)函数f (x )满足f (x +4)=f (x )(x ∈R),且在区间(-2,2]上,f (x )=⎩⎨⎧cos πx2,0<x ≤2,⎪⎪⎪⎪x +12,-2<x ≤0,则f (f (15))的值为________.[解析] (1)由f (x )=-f (x +2),得f (x +4)=f (x ),所以函数f (x )是周期为4的周期函数,所以f (2 019)=f (504×4+3)=f (3)=f (1+2)=-f (1)=-(2+0)=-2.(2)由函数f (x )满足f (x +4)=f (x )(x ∈R), 可知函数f (x )的周期是4, 所以f (15)=f (-1)=⎪⎪⎪⎪-1+12=12, 所以f (f (15))=f ⎝⎛⎭⎫12=cos π4=22. [答案] (1)D (2)22[题组训练]1.(2019·山西八校联考)已知f (x )是定义在R 上的函数,且满足f (x +2)=-1f (x ),当2≤x ≤3时,f (x )=x ,则f ⎝⎛⎭⎫-112=________. 解析:∵f (x +2)=-1f (x ),∴f (x +4)=f (x ), ∴f ⎝⎛⎭⎫-112=f ⎝⎛⎭⎫52,又2≤x ≤3时,f (x )=x , ∴f ⎝⎛⎭⎫52=52,∴f ⎝⎛⎭⎫-112=52. 答案:522.(2019·哈尔滨六中期中)设f (x )是定义在R 上的周期为3的函数,当x ∈[-2,1)时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧4x 2-2,-2≤x ≤0,x ,0<x <1,则f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫214=________. 解析:由题意可得f ⎝⎛⎭⎫214=f ⎝⎛⎭⎫6-34=f ⎝⎛⎭⎫-34=4×⎝⎛⎭⎫-342-2=14,f ⎝⎛⎭⎫14=14.答案:14[课时跟踪检测]A 级1.下列函数为奇函数的是( ) A .f (x )=x 3+1 B .f (x )=ln 1-x1+xC .f (x )=e xD .f (x )=x sin x解析:选B 对于A ,f (-x )=-x 3+1≠-f (x ),所以其不是奇函数;对于B ,f (-x )=ln 1+x 1-x=-ln1-x 1+x=-f (x ),所以其是奇函数;对于C ,f (-x )=e -x ≠-f (x ),所以其不是奇函数;对于D ,f (-x )=-x sin(-x )=x sin x =f (x ),所以其不是奇函数.故选B.2.(2019·南昌联考)函数f (x )=9x +13x 的图象( )A .关于x 轴对称B .关于y 轴对称C .关于坐标原点对称D .关于直线y =x 对称解析:选B 因为f (x )=9x +13x =3x +3-x ,易知f (x )为偶函数,所以函数f (x )的图象关于y轴对称.3.设函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2(x +1),x ≥0,g (x ),x <0,则f (-7)=( )A .3B .-3C .2D .-2解析:选B 因为函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2(x +1),x ≥0,g (x ),x <0,所以f (-7)=-f (7)=-log 2(7+1)=-3.4.若定义在R 上的偶函数f (x )和奇函数g (x )满足f (x )+g (x )=e x ,则g (x )=( ) A .e x -e -x B.12(e x +e -x )C.12(e -x -e x ) D.12(e x -e -x )解析:选D 因为f (x )+g (x )=e x ,所以f (-x )+g (-x )=f (x )-g (x )=e -x , 所以g (x )=12(e x -e -x ).。
高考数学总复习 第二章 第1讲 函数与映射的概念配套课件 文
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f:A→B
之对应,那么(nàme)这样的对应关系叫做从集合 A 到集合 B 的映射,
通常记为________.
第五页,共22页。
1.设 f:x→|x|是集合(jíhé) A 到集合(jíhé) B 的映射,若 A={-2,0,2},
f(3)=3×3+1=10,f(k)=3k+1.
由映射的定义,知:
第九页,共22页。
a4=10, (1)a2+3a=3k+1,
或(2)aa42= +33ka+=11.0,
∵a∈N,∴方程组(1)无解(wú jiě).
解方程组(2),得 a=2 或 a=-5(舍),
则 3k+1=16,3k=15,k=5.
第二十一页,共22页。
(3)f(x-1)的图象是将 f(x)的图象向右平移 1 个单位长度得 到的,不改变(gǎibiàn)值域.f(x)-1 的图象是将 f(x)的图象向下平移 1 个 单位长度得到的.故 f(x-1)的值域为[2,3],f(x)-1 的值域为[1,2].
答案:(1)[3,4] (2)[1,2] 0,12 (3)[2,3] [1,2]
第三页,共22页。
(2)函数的定义域、值域:
在函数 y=f(x),x∈A 中定,x义叫域做自变量,x 的取值范围 A
函数(hánshù)值的集合{f(x)|x∈A}
叫做函数 y=f(x)的________;与 x 的值相对(xiāngduì)应的 y 值叫做函数
定义域
值域
对应(duìyìng)关系 f
(1)f(x)= x2,g(x)=Байду номын сангаас3 x3 ;
(2)f(x)=|xx|,g(x)=1-1
高考数学复习全套 第二章 第一节 映射、函数及反函数
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D.k≤1Biblioteka 精品课件[思路点拨]
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[课堂笔记] 由题意,方程-x2+2x=k无实数根,也就是 x2-2x+k=0无实数根. ∴Δ=(-2)2-4k=4(1-k)<0,∴k>1. ∴当k>1时,集合A中不存在元素与实数k∈B对应.
[答案] A
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若-15∈B,则在集合A中与之对应的元素x为何值? 解:∵-15∈B, ∴-x2+2x=-15. 即x2-2x-15=0 解之得x=-3或x=5.
与从B到A的对应关系是不同的; 3.对于A中的任意元素a,在B中有唯一元素b与之相对应.其要
点在“任意”、“唯一”两词上.
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已知映射f:A→B.其中A=B=R,对应关系
f:x→y=-x2+2x,对于实数k∈B,在集合A中不存在
元素与之相对应,则k的取值范围是
()
A.k>1
B.k≥1
C.k<1
及
相
如果映射是集合A到集合B的映射并且对于集合
关 概 一一 念 映射
B中的任意一个元素,在集合A中都有且只有 一个原象,这时就说这两个集合间存在一一对 应关系,并把这个映射叫做从集合A到集合B的
一一映射
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[思考探究] 映射与函数有什么区别?
提示:函数是特殊的映射,二者区别在于映射定义中的 两个集合是非空集合,可以不是数集,而函数中的两个 集合必须是非空数集.
答案:B
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2.如图所示,可表示函数y=f(x)的图象的只可能是( )
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解析:A、B、C选项中都有“一对二”情形,不符
合函数定义中从集合A到集合B应为“一一对应”或
“多对一对应”,只有D符合函数定义. 答案:D
高考数学 映射与函数的概念知识归纳复习教案
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映射与函数的概念一、映射(1)映射的概念:设A,B是两个集合,如果按照某种对应法则f,对于集合A中的任何一个元素,在集合B中都有惟一的元素与它对应,这样的对应关系叫做从集合A到集合B的映射,记作B:.Af→(2)象和原象:给定一个集合A到B的映射,且Ab∈,a∈,B 如果元素a和元素b对应,那么,我们把元素b叫做元素a的象,元素a叫做元素b的原象.二、函数(1)传统定义:如果在某变化过程中有两个变量x,y,并且对于x在某个范围内的每一个确定的值,按照某个对应法则f,y都有惟一确定的值和它对应,那么y就是x的函数,记为fy=.(x)(2)近代定义:函数是由一个非空数集到另一个非空数集的映射.(3)函数的三要素:函数是由定义域、值域以及从定义域到值域的对应法则三部分组成的特殊的映射.(4)函数的表示法:解析法、列表法、图象法.理解好函数概念还必须注意以下几点:①函数是一种特殊的映射,集合A、B都是非空的数的集合.②确定函数的映射是从定义域A到值域C上的映射,允许A中的不同元素在C中有相同的象,但不允许C中的元素在A中没有原象.③两个函数只有当定义域、值域、对应法则都分别相同时,这两个函数才相同.④函数的定义域、值域、对应法则f统称为函数的三要素,其中对应法则f是核心,f是使对应得以实现的方法和途径,是联系x与y的纽带.定义域是自变量x的取值范围,是函数的一个重要组成部分.同一个函数的对应法则,由于定义域不相同,函数的图像与性质一般也不相同.⑤函数的图像可以是一条或几条平滑的曲线也可以是一些离散的点,一些线段等.⑥)x 时所得的函数(af表示自变量af的含义不同.)(af的含义与)(x值,它是一个常量;)(xf是x的函数,通常它是一个变量.定义法用数学概念的基本定义解决相关问题的方法,称之为定义法.利用定义解题的关键是把握住定义的本质特征.[例1]已知函数f(x)的定义域为[-1,5],在同一直角坐标系下,函数y=f(x)的图象与直线x=1的交点个数为()A.0个B.1个C.2个D.0个或1个解析:∵f(x)的定义域为[-1,5],而1∈[-1,5]∴点(1,f(1))在函数y=f(x)的图象上而点(1,f(1))又在直线x=1上∴直线x=1与函数y=f(x)的图象必有一个交点(1,f(1))根据函数的定义知,函数是一个特殊的映射,即对于定义域[-1,5]中的任何一个元素,在其值域中有唯一确定的元素f(1)与之对应,故直线x=1与y=f(x)的图象有且只有一个交点.选B.三、典型例题题型一.映射与函数的概念[例1]判断下列各组中两个函数是否为同一函数.解析:(1)函数的定义域、对应法则均相同,所以是同一函数.(2)y==x+1,但x≠1,故两函数定义域不同,所以它们不是同一函数.(3)函数f(x)=·的定义域为{x|x≥0}.而g(x)=的定义域为{x|x≤-1或x≥0},它们的定义域不同,所以它们不是同一函数.(4)去掉绝对值号可知f (x )与g (x )是同一函数.总结评述:当一个函数的对应法则和定义域确定后,其值域随之得到确定,故函数的三要素(定义域、值域、对应法则)可简化为两要素(定义域、对应法则),所以两个函数当且仅当定义域和对应法则相同时为同一函数.练习:下列各组函数中,表示相同函数的是 (D )()()()x x g x x f A ln 2,ln 2== ()()()()x x g a a a x f B xa =≠>=,1,0log()()()[]1,1(1,12-∈-=-=x x x g x x f C ()()()33),1,0(log x x g a a x f D xa a=≠>= 例2、下列对应是否为从A 到B 的映射?能否构成函数?()11:,,1+=→==x y x f R B R A 不,不 ()a b a f N n n b b B N a a A 1:,,1,212=→⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈==⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈=* 是,是 (){}{}作矩形的外接圆内的圆平面内的矩形平面:,,3f B A αα==。
高中数学复习课件-第二章 映射
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f(a) f(b) f(c)
0
0
0
1
0
1
0
1
1
-1
0
-1
0
-1
-1
1
-1
0
-1
1
0
由上表可知满足条件的映射有 7 个.
小结:
1、映射的概念 2、映射与函数的区别与联系
思考:映射与函数有什么区别与联系?
函数 映射
建立在两个非空数集上的特殊对应
扩展
建立在两个任意集合上的特殊对应
(1)函数是特殊的映射,映射是函数概念的扩展
1.可以是“一对一” 2.可以是“多对一” 3.不能“一对多”
4.A中不能有剩余元素
5.B中可以有剩余元素
例1 说出下图所示的对应中,哪些是A到B的映射?
求一定条件下映射的个数
已知 A={a,b,c},B={-1,0,1},映射 f:A→B 满足
f(a)+f(b)=f(c),求映射 f:A→B 的个数.
【解析】(法一)由于 f(a),f(b),f(c)∈{-1,0,1},故符合
f(a)+f(b)=f(c)条件的 f(a),f(b),f(c)的取值情况如下表所示:
练习1:下列对应是否为从集合A到集合B的映射?
(1)A R, B {y | y 0}, f : x | x |;
(2) A R, B R, f : x x2;
(3) A Z , B R, f : x x; (4) A Z, B N, f : x x2 3
练习2 :已知集合A={a , b},集合B={c, d, e}. (1)一共可建立多少个从集合A到集合B的映射?
(1)点(2,3)在映射f下的像是(1,7);
映射的概念和函数的概念
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映射的概念和函数的概念映射的概念和函数的概念都涉及了数学中的一种关系,在数学中常被用来描述元素之间的对应关系。
虽然映射和函数都描述了元素之间的关系,但在不同的数学领域和语境中,这两个术语的使用可能略有不同。
下面将分别对映射和函数这两个概念进行较为详细的解释。
映射是数学中的一个概念,它描述了元素之间的一种对应关系。
简单来说,映射就是将一个集合中的元素对应到另一个集合中的元素,其中每个元素在映射中只能被对应一次。
映射通常用箭头“→”或者表示,例如“f: A →B”,表示把集合A中的元素映射到集合B中的元素。
其中,A称为映射的定义域或者输入域,B称为映射的值域或者输出域。
映射的定义可以相当灵活,可以是任意类型的元素之间的对应关系,不仅局限在数字之间的对应关系。
例如,我们可以定义一个映射f,把一个人的名字对应到他的年龄上。
在这个例子中,映射的定义域是人的名字的集合,值域是人的年龄的集合。
我们可以通过查找映射f来找到某个人的年龄。
函数是映射的一种特殊情况,它在数学中具有更为具体严格的定义。
函数是一种关系,它将一个集合中的每个元素映射到另一个集合中的唯一元素。
函数通常用一种常见的表示法“y = f(x)”来展示,其中y是函数的输出,x是函数的输入。
函数的定义域是所有可能的输入,而值域则是所有可能的输出。
函数的定义域和值域可以是实数集、整数集或者其他类型的集合,取决于问题的具体上下文,而函数的定义域和值域通常具有一定的关系。
例如,我们可以定义一个函数f(x) = x²,其中定义域和值域都是实数集。
这个函数接受一个实数作为输入,并将其平方作为输出。
函数在数学中有很多重要的属性和性质。
比如,函数可以是线性的、非线性的、一一对应的、多对一的、单射的、满射的等等。
函数之间可以进行运算,比如函数的加法、减法、乘法和除法。
函数还可以进行复合,即将一个函数的输出作为另一个函数的输入。
在计算机科学中,函数被广泛应用于编程和算法设计中。
高考数学知识点解析映射与函数的关系
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高考数学知识点解析映射与函数的关系高考数学知识点解析:映射与函数的关系在高考数学中,映射与函数是非常重要的概念,理解它们之间的关系对于解决相关问题至关重要。
首先,咱们来聊聊什么是映射。
映射就像是一个“对应规则”,它把一个集合中的元素与另一个集合中的元素对应起来。
比如说,有集合A 和集合 B,通过某种规则,集合 A 中的每一个元素都能在集合B 中找到唯一对应的元素,这就是映射。
那函数又是什么呢?函数其实是一种特殊的映射。
它特殊在哪里呢?函数要求集合 A(通常称为定义域)中的每一个元素,在集合 B(通常称为值域)中都有唯一确定的元素与之对应。
为了更清楚地理解,咱们来看几个例子。
假设集合A ={1, 2, 3},集合 B ={4, 5, 6}。
如果我们规定映射规则是:1 对应 4,2 对应 5,3 对应 6,那么这就是一个映射。
但如果规定 1 对应4 和 5,那就不是函数了,因为 1 对应的元素不唯一。
再比如,我们有一个函数 f(x) = 2x,当 x 取 1 时,f(1) = 2;当 x取 2 时,f(2) = 4。
对于定义域中的每一个 x,都有唯一确定的 f(x)与之对应,这就是函数的特点。
从定义上看,函数是映射的一种,但映射不一定是函数。
可以说函数是“规矩”的映射,必须满足每一个输入都有唯一的输出。
映射和函数在数学中的应用非常广泛。
在解决实际问题时,我们常常需要建立映射或函数关系来描述事物之间的联系。
比如在物理学中,路程和时间的关系可以用函数 s = vt 来表示(其中 s 表示路程,v 表示速度,t 表示时间)。
通过这个函数,我们可以根据给定的速度和时间计算出路程,或者已知路程和时间求出速度。
在经济学中,成本和产量之间的关系、收益和销售量之间的关系等也常常可以用函数来描述。
对于高考来说,掌握映射与函数的关系,能够帮助我们更好地解决各种类型的题目。
比如在求函数的定义域和值域时,就需要清楚函数的定义和映射的规则。
映射与函数的概念与性质
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映射与函数的概念与性质随着数学领域的不断发展,映射与函数的概念与性质也逐渐被人所熟知。
那么,什么是映射与函数呢?它们又有哪些特性呢?让我们一起来探讨一下。
一、映射的概念和性质映射是指将集合A中的每一个元素都对应唯一的集合B中的一个元素的规律。
我们也可以将其称之为映照、映像或者变换。
关于映射,我们可以了解以下几点性质:(1)如果A中的每一个元素都有对应B中的元素,则我们称之为映射f:A→B。
其中A称之为“定义域”,B称之为“到达域”。
(2)如果集合A中有两个元素x和y,在B中它们分别对应了f(x)和f(y),那么就表示f(x)和f(y)具有重合的情况。
(3)如果B中存在一个元素y,使得在A中有多个元素x1、x2、……、xn,它们对应的f(x1)、f(x2)、……、f(xn)均为y,则我们称f(x1)、f(x2)、……、f(xn)在B中具有重合的情况。
(4)我们可以将映射看作是一种相对关系,即若A与B中仅有x和y两个元素,则我们可以有以下三种类型的映射:①单射:若x和y在B中的形式不同,则我们称此时的映射是“单射”。
②满射:若映射中每个元素都被映射到了B中,则我们称此时的映射是“满射”。
③一一映射:如果一个映射既是单射,又是满射,则我们称之为“一一映射”。
二、函数的概念和性质函数也是映射的一种,它实际上是将一个集合映射到另一个集合的过程中,其中定义域和到达域都是实数集。
对于函数,我们可以了解以下几点性质:(1)如果函数y=f(x)既有定义域又有到达域,则可以认为f(x)是一个函数。
(2)函数的定义域和到达域都必须是实数集,同时,函数的定义域中的每一个元素都必须在函数的定义范围内。
(3)函数的定义域中两个元素x1和x2必须是不同的。
如果它们是相同的,则我们认为f(x1)和f(x2)也是相同的。
(4)每一个实数,都必须有且只有一个对应的函数值。
(5)如果函数y=f(x)中所有的函数值都大于零,则我们称f(x)是正函数。
高等数学映射与函数笔记
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高等数学映射与函数笔记一、引言高等数学是理工科学生的一门重要基础课程,其中映射与函数是其中的重要组成部分。
本笔记旨在帮助读者梳理映射与函数的基本概念、性质、应用以及常见问题,为进一步学习高等数学打下坚实的基础。
二、映射的基本概念1. 映射的定义:给定两个集合A和B,如果存在一个从A到B的函数f,则称f为从A到B的映射。
2. 映射的性质:映射具有像集和原像集等基本性质,同时映射还可以进行复合、逆映射等操作。
三、函数的定义与性质1. 函数的定义:给定一个数集A,以及一个集合B上的运算,如果这个运算满足函数的基本性质,那么这个运算就可以被称为A到B的函数。
2. 函数的性质:函数具有单调性、奇偶性、周期性、有界性等基本性质,这些性质在解决函数问题时非常重要。
四、常见函数类型1. 一次函数:形如y=kx+b(k≠0)的函数,其中k为一次项系数,b为常数项。
2. 二次函数:形如y=ax²+bx+c(a≠0)的函数,其中a为二次项系数,b、c为常数项。
3. 指数函数:形如y=a^x(a>0且a≠1)的函数。
4. 对数函数:形如y=log(a) x(a>0且a≠1)的函数。
5. 三角函数:包括正弦函数、余弦函数、正切函数等,是描述周期性现象的重要工具。
五、映射与函数的应用1. 函数在数学建模中的应用:在解决实际问题时,常常需要建立数学模型,而函数是建模的重要工具之一。
例如,在物理中的速度与时间的关系,就可以用一次函数或二次函数来表示。
2. 映射在算法中的应用:在计算机科学中,映射可以用于实现数据结构(如映射表和哈希表)以及算法(如最短路径算法和排序算法)等。
3. 映射与函数在经济学中的应用:在经济学中,函数被用于描述经济变量之间的关系,如生产函数、消费函数等;而映射可以用于实现数据库和数据挖掘等应用。
六、常见问题与解答1. 问:什么是映射?答:给定两个集合A和B,如果存在一个从A到B的函数f,则称f为从A到B的映射。
高考数学总复习 第二章 函数、导数及其应用 第1讲 函数与映射的概念课件 理
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通常记为 f:A→B.
2.函数的概念
(1)函数的定义:
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,通常记为 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 定义域 ;与 x 的值相对应的 y 的值叫做函 叫做函数 y=f(x)的________ 数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}称为函数 y=f(x)的值域. 值域 和对应关系 f. (3)函数的三个要素:定义域、______
4.设 M={x|0≤x≤2},N={y|0≤y≤3},给出如图 2-1-1 所示的四个图象,其中能表示从集合 M 到集合 N 的函数关系的 ②③ 填序号). 是________(
图 2-1-1
考点1
有关映射与函数的概念
例1:若集合 A={1,2,3,k}到集合 B={4,7,a4,a2+3a} 是一个映射,对应关系为 f:x→y=3x+1,则自然数 a=____,
考点 2 判断两个函数是否为同一个函数
例2:试判断以下各组函数是否表示同一个函数? (1)f(x)= x ,g(x)= x3;
x≥0, 1 |x| (2)f(x)= ,g(x)= x -1 x<0;
2
3
(3)f(x)=
2n+1
x
2n+1
,g(x)=
2n-1
x2n-1,n∈N*;
(5)∵函数的定义域和对应关系都相同, ∴它们是同一个函数.
【规律方法】构成函数的三个要素是定义域、对应关系和 值域.由于值域是由定义域和对应关系确定的,所以如果两个 函数的定义域和对应关系完全一致,即称这两个函数为同一个 函数.第(5)小题易错判断成它们是不同的函数,原因是对函数 的概念理解不透.在函数的定义域及对应法则 f 不变的条件下, 自变量变换字母对于函数本身并无影响,比如 f(x)=x2+1,f(t) =t2+1,f(u+1)=(u+1)2+1 都可视为同一个函数.
高数映射与函数
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高数映射与函数高等数学是大学数学的一个重要基础课程,其中涉及到映射与函数的概念和相关性质。
映射与函数是高数中的重要内容,对于理解和应用高等数学知识具有重要意义。
我们来了解一下映射的概念。
映射是两个集合之间的关系,它将一个集合中的每个元素都对应到另一个集合中的唯一元素。
在映射中,我们通常用字母x表示第一个集合中的元素,用字母y表示第二个集合中的元素。
如果元素x被映射到了元素y,我们可以用符号y=f(x)来表示,其中f表示映射的规则或者函数。
接下来,我们来了解一下函数的概念。
函数是一种特殊的映射,它有且仅有一个自变量和一个因变量。
函数中的自变量表示输入值,因变量表示输出值。
我们可以将函数看作是一种输入和输出之间的对应关系。
在函数中,自变量的取值范围称为定义域,因变量的取值范围称为值域。
映射与函数有许多重要的性质。
首先是定义域和值域。
在映射中,每个元素都有其对应的值,因此定义域和值域是映射的重要性质。
在函数中,自变量的取值范围决定了定义域,而函数的性质决定了值域。
其次是单射、满射和双射。
单射是指映射中不同的自变量对应不同的因变量,也就是说每个因变量最多只有一个自变量与之对应。
满射是指映射中的每个因变量都有至少一个自变量与之对应,也就是说每个因变量都有元素与之对应。
双射是指既是单射又是满射的映射,即每个因变量都有唯一的自变量与之对应。
再次是反函数。
反函数是指将函数的自变量和因变量互换位置得到的新函数。
如果原函数为f(x),那么它的反函数为f^(-1)(x)。
反函数的定义域和值域与原函数相反,即原函数的定义域为反函数的值域,原函数的值域为反函数的定义域。
最后是复合函数。
复合函数是指将两个函数按照一定的规则组合在一起得到的新函数。
如果函数f(x)和g(x)都是定义在实数集上的函数,那么它们的复合函数为f(g(x)),表示先对自变量应用函数g(x),再对结果应用函数f(x)。
在高等数学中,映射与函数的概念和性质是许多数学理论和方法的基础。
【原创】高考复习数学(理科) 第二章 第1讲 函数与映射的概念[配套课件]
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函数的 概念
函数的 定义
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,通常记为y= f(x),x∈A
定义域
x的取值范围A
函数的 三个要素
值域
函数值的集合{f(x)|x∈A} 对应关系f
【互动探究】 4.(2017 年江西临川模拟)已知函数 y=f(x+1)的定义域是
[-2,3],则 y=f(2x-1)的定义域是( D )
A.[-3,7]
B.[-1,4]
C.[-5,5]
D. 0,52
解析:由 x∈[-2,3],得 x+1∈[-1,4].由 2x-1∈[-1,4],
解得 x∈
故选 D.
则 k 的取值范围是( A )
A.k>1 B.k≥1 C.k<1
D.k≤1
解析:y=-(x-1)2+1≤1,若 k∈B,且在集合 A 中没有
元素与之对应,则 k>1.故选 A.
考点2 求函数的定义域 考向1 具体函数的定义域
解析:要使函数 f(x)有意义,则 log2x-1≥0.解得 x≥2.即函 数 f(x)的定义域为[2,+∞).
【互动探究】 6.(2016年上海)已知点(3,9)在函数 f(x)=1+ax 的图象上, 则 f(x)的反函数 f -1(x)=__l_o_g_2(_x_-__1_)___. 解析:将点(3,9)代入函数 f(x)=1+ax 中,得 a=2.所以 f(x) =1+2x.用 y 表示 x,得 x=log2(y-1).所以 f-1(x)=log2(x-1).
C.f(x2+1)=|x+1|
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第2讲函数与映射的概念★知识梳理1.函数的概念 (1)函数的定义:设是两个非空的数集,如果按照某种对应法则,对于集合中的每一个数,在集合中都有唯一确定的数和它对应,那么这样的对应叫做从到的一个函数,通常记为 (2)函数的定义域、值域在函数中,叫做自变量,的取值范围叫做的定义域;与的值相对应的值叫做函数值,函数值的集合称为函数的值域。
(2)函数的三要素:定义域、值域和对应法则 2.映射的概念设是两个集合,如果按照某种对应法则,对于集合中的任意元素,在集合中都有唯一确定的元素与之对应,那么这样的单值对应叫做从到的映射,通常记为★重、难点突破重点:掌握映射的概念、函数的概念,会求函数的定义域、值域 难点:求函数的值域和求抽象函数的定义域 重难点:1.关于抽象函数的定义域求抽象函数的定义域,如果没有弄清所给函数之间的关系,求解容易出错误 问题1:已知函数的定义域为,求的定义域[误解]因为函数的定义域为,所以,从而 故的定义域是[正解]因为的定义域为,所以在函数中,, 从而,故的定义域是 即本题的实质是求中的范围问题2:已知的定义域是,求函数的定义域 [误解]因为函数的定义域是,所以得到,从而B A 、f A x B A B A x x f y ∈=),(A x x f y ∈=),(x x A )(x f y =x y {}A x x f ∈)()(x f y =B A 、f A B A B B A f →:)(x f y =][b a ,)2(+=x f y )(x f y =][b a ,b x a ≤≤222+≤+≤+b x a )2(+=x f y ]2,2[++b a )(x f y =][b a ,)2(+=x f y b x a ≤+≤222-≤≤-b x a )2(+=x f y ]2,2[--b a b x a ≤+≤2x )2(+=x f y ][b a ,)(x f y =)2(+=x f y ][b a ,b x a ≤+≤2,所以函数的定义域是[正解]因为函数的定义域是,则,从而 所以函数的定义域是,即本题的实质是由求的范围, 即与中含义不同重难点:2.求值域的几种常用方法(1)配方法:对于(可化为)“二次函数型”的函数常用配方法,如求函数,可变为解决(2)基本函数法:一些由基本函数复合而成的函数可以利用基本函数的值域来求,如函数就是利用函数和的值域来求。
(3)判别式法:通过对二次方程的实根的判别求值域。
如求函数的值域 由得,若,则得,所以是函数值域中的一个值;若,则由得,故所求值域是 (4)分离常数法:常用来求“分式型”函数的值域。
如求函数的值域,因为,而,所以,故22-≤≤-b x a )(x f y =]2,2[--b a )2(+=x f y ][b a ,b x a ≤≤222+≤+≤+b x a )(x f y =]2,2[++b a b x a ≤≤2+x )(x f )2(+x f x 4cos 2sin 2+--=x x y 2)1(cos 4cos 2sin 22+-=+--=x x x y )32(log 221++-=x x y u y 21log =322++-=x x u 22122+-+=x x x y 22122+-+=x x x y 012)1(22=-++-y x y yx 0=y 21-=x 0=y 0≠y 0)12(4)]1(2[2≥--+-=∆y y y 021332133≠+≤≤-y y 且]2133,2133[+-1cos 3cos 2+-=x x y 1cos 521cos 3cos 2+-=+-=x x x y ]2,0(1cos ∈+x ]25,(1cos 5--∞∈+-x ]21,(--∞∈y(5)利用基本不等式求值域:如求函数的值域当时,;当时,,若,则 若,则,从而得所求值域是 (6)利用函数的单调性求求值域:如求函数的值域因,故函数在上递减、在上递增、在上递减、在上递增,从而可得所求值域为 (7)图象法:如果函数的图象比较容易作出,则可根据图象直观地得出函数的值域(求某些分段函数的值域常用此法)。
★热点考点题型探析考点一:判断两函数是否为同一个函数[例1]试判断以下各组函数是否表示同一函数?(1),;(2),(3),(n ∈N *);(4),;(5),[解题思路]要判断两个函数是否表示同一个函数,就要考查函数的三要素。
[新题导练] 1.(2009·佛山) 下列函数中与函数相同的是( ) A .y = ()2; B. y =y =; D. y =432+=x xy 0=x 0=y 0≠x xx y 43+=0>x 4424=⋅≥+xx x x 0<x 4)4()(2)4(4=-⋅-≤-+--=+x x x x x x ]43,43[-])2,1[(2224-∈+-=x x x y )14(22823-=-=x x x x y ])2,1[(2224-∈+-=x x x y )21,1(--)0,21(-)21,0()2,21(]30,815[2)(x x f =33)(x x g =x xx f =)(⎩⎨⎧<-≥=;01,01)(x x x g 1212)(++=n n x x f 1212)()(--=n n x x g xx f =)(1+x x x x g +=2)(12)(2--=x x x f 12)(2--=t t t g x y =x 2x xx 22.(09年重庆南开中学)与函数的图象相同的函数是()A.;B.;C.;D.考点二:求函数的定义域、值域 题型1:求有解析式的函数的定义域 [例2].(08年湖北)函数的定义域为( ) A.;B.;C. ;D.题型2:求抽象函数的定义域[例3](2006·湖北)设,则的定义域为( ) A . ;B . ;C . ;D .题型3:求函数的值域[例4]已知函数,若恒成立,求的值域3.(2008安徽文、理)函数的定义域为.4.定义在上的函数的值域为,则函数的值域为( ) A .;B .;C .;D .无法确定5.(2008江西改)若函数的定义域是,则函数的定义域是)12lg(1.0-=x y )21(12>-=x x y 121-=x y )21(121>-=x x y |121|-=x y =)(x f )4323ln(122+--++-x x x x x),2[)4,(+∞--∞ )1,0()0,4( -]1,0()0,4[, -)1,0()0,4[, -()x x x f -+=22lg ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛x f x f 22()()4,00,4 -()()4,11,4 --()()2,11,2 --()()4,22,4 --)(6242R a a ax x y ∈++-=0≥y 32)(+-=a a af 2()f x =R ()y f x =[,]a b (1)y f x =-[1,1]a b --[,]a b [1,1]a b ++()y f x =]3,1[(2)()1f xg x x =-6.(2008江西理改)若函数的值域是,则函数的值域 是考点三:映射的概念[例5](06陕西)为确保信息安全,信息需加密传输,发送方由明文密文(加密),接收方由密文明文(解密),已知加密规则为:明文对应密文例如,明文对应密文当接收方收到密文时,则解密得到的明文为( )A .;B .;C .;D .【名师指引】理解映射的概念,应注意以下几点:(1)集合A 、B 及对应法则f 是确定的,是一个整体系统;(2)对应法则有“方向性”,即强调从集合A 到集合B 的对应,它与从集合B 到集合A 的对应关系一般是不同的;(3)集合A 中每一个元素,在集合B 中都有象,并且象是唯一..的,这是映射区别于一般对应的本质特征;(4)集合A 中不同元素,在集合B 中对应的象可以是同一个;(5)不要求集合B 中的每一个元素在集合A 中都有原象. [新题导练]7.集合A ={3,4},B ={5,6,7},那么可建立从A 到B 的映射个数是__________,从B 到A 的映射个数是__________.8.若f :y =3x +1是从集合A ={1,2,3,k }到集合B ={4,7,a 4,a 2+3a }的一个映射,求自然数a 、k 的值及集合A 、B.()y f x =]3,32[()()1()F x f x f x =+→→,,,a b c d 2,2,23,4.a b b c c d d +++1,2,3,45,7,18,16.14,9,23,287,6,1,46,4,1,74,6,1,71,6,4,7备选例题:(03年上海)已知集合是满足下列性质的函数的全体:存在非零常数,对任意,有成立。
(1)函数是否属于集合?说明理由;(2)设函数的图象与的图象有公共点,证明:基础巩固训练:1.(2007·广东改编) 已知函数的定义域为,的定义域为,则2.函数的定义域是3.函数的值域是4.(广东从化中学09届月考)从集合A 到B 的映射中,下列说法正确的是( ) A .B 中某一元素的原象可能不只一个;B .A 中某一元素的象可能不只一个 C .A 中两个不同元素的象必不相同; D .B 中两个不同元素的原象可能相同5.(深圳中学09届高三第一学段考试)下列对应法则中,构成从集合A 到集合的映射是()A .B .C .D .M )(x f T R x ∈)()(x Tf T x f =+x x f =)(M )1,0()(≠>=a a a x f xx y =M a x f x ∈=)(xx f -=11)(N )1ln()(x x g +=M =N M )23(log 31-=x y 1212+-=x x y b a f B 2||:,},0|{x y x f R B x x A =→=>=2:},4{},2,0,2{x y x f B A =→=-=21:},0|{,xy x f y y B R A =→>==2:},1,0{},2,0{xy x f B A =→==6.(09年执信中学)若函数的定义域为,值域为,则的取值范围是( )A .;B .;C .;D .综合提高训练:8.(05天津改)设函数,则函数的定义域是9.设函数的定义域是(是正整数),那么的值域中共有个整数234y x x =--[0,]m 25[4]4--,m (]4,03[3]2,3[]2,43[2+∞,)x x x f -+=22ln )()1()2()(xf x f xg +=21)(2++=x x x f ]1,[+n n n )(x f。