复合函数知识总结材料及例题
复合函数的定义域详细讲义及练习详细标准答案
复合函数的定义域详细讲义及练习详细标准答案复合函数的定义域详细讲义及练习详细答案————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:2复合函数一,复合函数的定义:设y是u的函数,即y=f(u),u是x的函数,即u=g(x),且g(x)的值域与f(u)的定义域的交集非空,那么y通过u 的联系成为x的函数,这个函数称为由y=f(u),u=g(x)复合而成的复合函数,记作y=f[g(x)],其中u称为中间变量。
二,对高中复合函数的通解法——综合分析法1、解复合函数题的关键之一是写出复合过程例1:指出下列函数的复合过程。
(1)y=√2-x2 (2)y=sin3x (3)y=sin3x (4)y=3cos√1-x2解:(1) y=√2-x2是由y=√u,u=2-x2复合而成的。
(2)y=sin3x是由y=sinu,u=3x复合而成的。
(3)∵y=sin3x=(sinx)-3∴y=sin3x是由y=u-3,u=sinx复合而成的。
(4)y=3cos√1+x2是由y=3cosu,u=√r,r=1+x2复合而成的。
2、解复合函数题的关键之二是正确理解复合函数的定义。
看下例题:例2:已知f(x+3)的定义域为[1、2],求f(2x-5) 的定义域。
经典误解1:解:f(x+3)是由y=f(u),u=g(x)=x+3复合而成的。
F(2x-5)是由y=f(u2),u2=g(x)=2x-5复合而成的。
由g(x),G(x)得:u2=2x-11即:y=f(u2),u2=2x-11∵f(u1)的定义域为[1、2]∴1≤x﹤2∴-9≤2x-11﹤-6即:y=f(u2)的定义域为[-9、-6]∴f(2x-5)的定义域为[-9、-6]经典误解2:解:∵f(x+3)的定义域为[1、2]∴1≤x+3﹤2∴-2≤x﹤-1∴-4≤2x﹤-2∴-9≤2x-5﹤-7∴f(2x-5)的定义域为[-9、-7](下转2页)注:通过以上两例误解可得,解高中复合函数题会出错主要原因是对复合函数的概念的理解模棱两可,从定义域中找出“y”通过u的联系成为x的函数,这个函数称为由y=f(u),u=g(x)复合而成的复合函数,记作y=f[g(x)],其中u称为“中间变量”。
高中数学复习专题五--复合函数问题
专题五 复合函数问题一、复合函数定义: 设y=f(u)的定义域为A ,u=g(x)的值域为B ,若A ⊇B ,则y 关于x 函数的y=f [g(x)]叫做函数f 与g 的复合函数,u 叫中间量. 二、复合函数定义域问题:题型一、已知f x ()的定义域,求[]f g x ()的定义域思路:设函数f x ()的定义域为D ,即x D ∈,所以f 的作用范围为D ,又f 对g x ()作用,作用范围不变,所以D x g ∈)(,解得x E ∈,E 为[]f g x ()的定义域。
例1. 设函数f u ()的定义域为(0,1),则函数f x (ln )的定义域为__________。
解:函数f u ()的定义域为(0,1)即u ∈()01,,所以f 的作用范围为(0,1) 又f 对lnx 作用,作用范围不变,所以01<<ln x 解得x e ∈()1,,故函数f x (ln )的定义域为(1,e )例2. 若函数f x x ()=+11,则函数[]f f x ()的定义域为______________。
解:先求f 的作用范围,由f x x ()=+11,知x ≠-1即f 的作用范围为{}x R x ∈≠-|1,又f 对f(x)作用所以f x R f x ()()∈≠-且1,即[]f f x ()中x 应满足x f x ≠-≠-⎧⎨⎩11()即x x ≠-+≠-⎧⎨⎪⎩⎪1111,解得x x ≠-≠-12且故函数[]f f x ()的定义域为{}x R x x ∈≠-≠-|12且 题型二、已知[]f g x ()的定义域,求f x ()的定义域思路:设[]f g x ()的定义域为D ,即x D ∈,由此得g x E ()∈,所以f 的作用范围为E ,又f 对x 作用,作用范围不变,所以x E E ∈,为f x ()的定义域。
例3. 已知f x ()32-的定义域为[]x ∈-12,,则函数f x ()的定义域为_____。
第01讲复合函数-2022年高考数学六大考点全面解读检测(原卷版)
第01讲 复合函数本节主要包括复合函数的定义域、值域、解析式、单调性、零点5类问题 复合函数定义:设,y f x yg x 是两个函数,则y f g x称为复合函数,其中y f x 为外层函数,yg x 为内层函数,多用换元法即令内层函数为t来解决问题1.1复合函数定义域12,;,yf x x D yg x x D 则y f g x定义域为12g x D x D【例题】1.求函数11y x 的定义域 【例题】2.求函数22log 23y x x 的定义域【例题】 3.已知函数y f x的定义域是2,2,求函数1y f x 的定义域【例题】4.已知函数1y f x 的定义域为2,2求函数y f x的定义域【例题】5. 已知函数1y f x 的定义域为2,2求函数1yf x 的定义域1..2复合函数值域,y f x y g x 两个函数组成复合函数y f g x第一步:先求复合函数定义域D第二步:求内层函数在定义域D 中的值域记作1D第三步:把内层函数的值域1D 记作外层函数的定义域,求外层函数在区间1D 中的值域即可 【例题】1.求函数2123yx x 的值域【例题】2.求函数2212x x y 的值域【例题】3.求函数1421x x y 的值域 【例题】4. 求函数22log 23y x x 的值域【例题】5.求函数sin 2,0,62y xx的值域1.3复合函数单调性f xg xf g x【例题】1求函数22log 23y x x 的单调区间【例题】2.求函数sin 26yx 的增区间【例题】3.求函数sin26y x的增区间1.4复合函数零点函数yf x零点就是方程0f x 的实数根,也是函数y f x图像与x 轴的交点横坐标。
(零点不是点是实数)解决复合函数y f g x零点问题需先用换元法把内外层函数分开,先求外层再求内层,注意函数的自变量是x注:下面题目中函数图像的画法参照本专辑后面章节【函数图像的三种画法】【例题】1已知函数lg ,02,xx x f xx ,则函数2231yf xf x 的零点个数是 .【例题】 2.设定义域为R 的函数,1251,044,0x x f xxx x ,关于x 的方程22210f xm f xm 有7个不同的实数解,则m 的值为 .【例题】3.263,034,0xx x x f xx 则函数y f f x的零点个数为 .【例题】 4.已知函数2211,142,1xx x x f xx ,则关于x 的方程11f x k x的实根个数最多为 .1.5复合函数解析式,y f g x 令内层函数,gx t 则1x gt (用t 把x 解出来),带入yf g x,注意定义域问题【例题】已知12f x x ,则f x.。
高中数学讲义: 复合函数零点问题
复合函数零点问题一、基础知识:1、复合函数定义:设()y f t =,()t g x =,且函数()g x 的值域为()f t 定义域的子集,那么y 通过t 的联系而得到自变量x 的函数,称y 是x 的复合函数,记为()y f g x =éùëû2、复合函数函数值计算的步骤:求()y g f x =éùëû函数值遵循“由内到外”的顺序,一层层求出函数值。
例如:已知()()22,x f x g x x x ==-,计算()2g f éùëû解:()2224f ==()()2412g f g \==éùëû3、已知函数值求自变量的步骤:若已知函数值求x 的解,则遵循“由外到内”的顺序,一层层拆解直到求出x 的值。
例如:已知()2x f x =,()22g x x x =-,若()0g f x =éùëû,求x 解:令()t f x =,则()2020g t t t =Þ-=解得0,2t t ==当()0020xt f x =Þ=Þ=,则x ÎÆ当()2222x t f x =Þ=Þ=,则1x =综上所述:1x =由上例可得,要想求出()0g f x =éùëû的根,则需要先将()f x 视为整体,先求出()f x 的值,再求对应x 的解,这种思路也用来解决复合函数零点问题,先回顾零点的定义:4、函数的零点:设()f x 的定义域为D ,若存在0x D Î,使得()00f x =,则称0x x =为()f x 的一个零点5、复合函数零点问题的特点:考虑关于x 的方程()0g f x =éùëû根的个数,在解此类问题时,要分为两层来分析,第一层是解关于()f x 的方程,观察有几个()f x 的值使得等式成立;第二层是结合着第一层()f x 的值求出每一个()f x 被几个x 对应,将x 的个数汇总后即为()0g f x =éùëû的根的个数6、求解复合函数()y g f x =éùëû零点问题的技巧:(1)此类问题与函数图象结合较为紧密,在处理问题的开始要作出()(),f x g x 的图像(2)若已知零点个数求参数的范围,则先估计关于()f x 的方程()0g f x =éùëû中()f x 解的个数,再根据个数与()f x 的图像特点,分配每个函数值()i f x 被几个x 所对应,从而确定()i f x 的取值范围,进而决定参数的范围复合函数:二、典型例题例1:设定义域为R 的函数()1,111,1x x f x x ì¹ï-=íï=î,若关于x 的方程()()20f x bf x c ++=由3个不同的解123,,x x x ,则222123x x x ++=______思路:先作出()f x 的图像如图:观察可发现对于任意的0y ,满足()0y f x =的x 的个数分别为2个(000,1y y >¹)和3个(01y =),已知有3个解,从而可得()1f x =必为()()20f x bf x c ++=的根,而另一根为1或者是负数。
2023年复合函数知识点总结例题分类讲解
复合函数旳定义域和解析式以及单调性【复合函数有关知识】1、复合函数旳定义假如y 是u 旳函数,u 又是x 旳函数,即()y f u =,()u g x =,那么y 有关x 旳 函数(())y f g x =叫做函数()y f u =(外函数)和()u g x =(内函数)旳复合函数,其中u 是中间变量,自变量为x 函数值为y 。
例如:函数212x y += 是由2u y =和21u x =+ 复合而成立。
阐明:⑴复合函数旳定义域,就是复合函数(())y f g x =中x 旳取值范围。
⑵x 称为直接变量,u 称为中间变量,u 旳取值范围即为()g x 旳值域。
⑶))((x g f 与))((x f g 表达不一样旳复合函数。
2.求有关复合函数旳定义域① 已知)(x f 旳定义域为)(b a ,,求))((x g f 旳定义域旳措施:已知)(x f 旳定义域为)(b a ,,求))((x g f 旳定义域。
实际上是已知中间变量旳u 旳取值范围,即)(b a u ,∈,)()(b a x g ,∈。
通过解不等式b x g a <<)(求得x 旳范围,即为))((x g f 旳定义域。
② 已知))((x g f 旳定义域为)(b a ,,求)(x f 旳定义域旳措施:若已知))((x g f 旳定义域为)(b a ,,求)(x f 旳定义域。
实际上是已知直接变量x 旳取值范围,即)(b a x ,∈。
先运用b x a <<求得)(x g 旳范围,则)(x g 旳范围即是)(x f 旳定义域。
3.求有关复合函数旳解析式①已知)(x f 求复合函数)]([x g f 旳解析式,直接把)(x f 中旳x 换成)(x g 即可。
②已知)]([x g f 求)(x f 旳常用措施有:配凑法和换元法。
配凑法:就是在)]([x g f 中把有关变量x 旳体现式先凑成)(x g 整体旳体现式,再直接把)(x g 换成x 而得)(x f 。
(完整word)复合函数知识总结及例题,推荐文档
复合函数问题一、复合函数定义: 设y=f(u)的定义域为A ,u=g(x)的值域为B ,若A B ,则y 关于x 函数的⊇y=f [g(x)]叫做函数f 与g 的复合函数,u 叫中间量.二、复合函数定义域问题:(1)、已知的定义域,求的定义域f x ()[]fg x ()思路:设函数的定义域为D ,即,所以的作用范围为D ,又f 对作用,作用范f x ()x D ∈f g x ()围不变,所以,解得,E 为的定义域。
D x g ∈)(xE ∈[]f g x ()例1. 设函数的定义域为(0,1),则函数的定义域为_____________。
f u ()f x (ln )解析:函数的定义域为(0,1)即,所以的作用范围为(0,1)f u ()u ∈()01,f 又f 对lnx 作用,作用范围不变,所以01<<ln x 解得,故函数的定义域为(1,e )x e ∈()1,f x (ln )例2. 若函数,则函数的定义域为______________。
f x x ()=+11[]f f x ()解析:先求f 的作用范围,由,知f x x ()=+11x ≠-1即f 的作用范围为,又f 对f(x)作用所以,即中x{}x R x ∈≠-|1f x R f x ()()∈≠-且1[]f f x ()应满足即,解得x f x ≠-≠-⎧⎨⎩11()x x ≠-+≠-⎧⎨⎪⎩⎪1111x x ≠-≠-12且故函数的定义域为[]f f x (){}x R x x ∈≠-≠-|12且(2)、已知的定义域,求的定义域[]f g x ()f x ()思路:设的定义域为D ,即,由此得,所以f 的作用范围为E ,又f 对x 作[]f g x ()x D ∈g x E ()∈用,作用范围不变,所以为的定义域。
x E E ∈,f x ()例3. 已知的定义域为,则函数的定义域为_________。
f x ()32-[]x ∈-12,f x ()解析:的定义域为,即,由此得f x ()32-[]-12,[]x ∈-12,[]3215-∈-x ,所以f 的作用范围为,又f 对x 作用,作用范围不变,所以[]-15,[]x ∈-15,即函数的定义域为例4. 已知,则函数的定义域为-------f x ()[]-15,f x x x ()lg 22248-=-f x ()解析:先求f 的作用范围,由,知f x x x ()lg 22248-=-x x 2280->解得,f 的作用范围为,又f 对x 作用,作用范围不变,所以,x 244->()4,+∞x ∈+∞()4,即的定义域为f x ()()4,+∞(3)、已知的定义域,求的定义域[]f g x ()[]f h x ()思路:设的定义域为D ,即,由此得,的作用范围为E ,又f 对[]f g x ()x D ∈g x E ()∈f 作用,作用范围不变,所以,解得,F 为的定义域。
复合函数知识点总结题型
复合函数知识点总结题型一、复合函数的定义1.1 复合函数的概念复合函数是指一个函数作用于另一个函数的结果,即一个函数的输入值是另一个函数的输出值。
设有两个函数f(x)和g(x),那么复合函数可以表示为f(g(x))或g(f(x))。
例如,若f(x) = 2x,g(x) = x^2,则f(g(x)) = 2x^2,g(f(x)) = (2x)^2。
1.2 复合函数的符号表示复合函数一般用圆括号来表示,如f(g(x))或g(f(x)),表示函数g和f的复合函数。
若有多个函数进行复合,如f(g(h(x))),则可以用括号表示复合次序,从内到外进行计算。
1.3 复合函数的定义域和值域复合函数的定义域和值域需要满足前一个函数的值域和后一个函数的定义域的交集,即f(g(x))的定义域是g(x)的定义域,f(g(x))的值域是f的值域。
二、复合函数的性质2.1 复合函数的可交换性对于函数f(x)和g(x),一般情况下f(g(x)) ≠ g(f(x)),即复合函数的次序一般是不能交换的。
但对于一些特殊的函数,如幂函数、指数函数等,复合函数的次序可以交换。
2.2 复合函数的代数性质复合函数具有分配律、结合律等代数性质,如(f+g)(x) = f(x) + g(x)、(f·g)(x) = f(x)·g(x)等。
2.3 复合函数的可逆性如果两个函数f和g满足f(g(x)) = x和g(f(x)) = x,则称f和g是互逆的函数。
在这种情况下,f和g都是可逆的函数,且f(g(x))和g(f(x))互为逆函数。
三、复合函数的求导3.1 复合函数的导数法则复合函数的求导可以使用链式法则,即对于复合函数f(g(x)),其导数为f'(g(x))·g'(x)。
链式法则是求导复合函数的一般方法,可以推广到多重复合函数的情况。
3.2 复合函数的高阶导数对于复合函数的高阶导数,可以依次求导,或者使用高阶链式法则进行求导。
复合函数(知识点总结、例题分类讲解)
2
x 1
在区间 [0,) 上都是增函数。
其中正确命题的序号是:__________。 (把你认为正确的命题序号都填上)
7
2.函数 y e |ln x| | x 1 | 的图象大致是(
)
6
Go the distance
3. (2008 江苏南通模拟, 5 分) 设 f ( x) o g l
3 3
a
( a 0 且 a 1) , 若 f ( x1 ) f ( x2 ) f ( xn ) 1 ( xi R , x
a a a 函数.而实质上原函数的最大单调增区间是 , ,由 ,3 , 得 3 ,即 a 6 . 2 2 2
【过关检测】
1. (1) f ( x)
x 2 5x 4 ;
2) g ( x) ( ) 4( ) 5
4.求复合函数的单调性 若 u g ( x) 增函数 减函数 增函数 减函数 即“同增异减”法则 5.复合函数的奇偶性 一偶则偶,同奇则奇
【例题讲解】
y f ( x)
增函数 减函数 减函数 增函数
则 y f [ g ( x)] 增函数 增函数 减函数 减函数
一、复合函数定义域解析式 例1 设函数 f ( x) 2 x 3, g ( x) 3x 5 ,求 f ( g ( x)), g ( f ( x)) .
1 2
2
2.求函数 y 4
x
3 2 x 5 的单调区间和值域.
例2
求 f ( x) = 5 - 4 x - x 2 的单调区间及值域
变式练习 2 求函数 f(x)= 2
(完整word版)复合函数相关性质和经典例题
定义 由函数)(u f y =和)(x g u =所构成的函数)]([x g f y =称为复合函数,其中)(u f y =通常称为外层函数,)(x g u =称为内层函数。
求上述复合函数)]([x g f y =的单调区间,我们一般可以按照下面这几个步骤来进行:(1) 写出构成原复合函数的外层函数)(u f y =和内层函数)(x g u =;(2) 求外层函数)(u f y =的单调区间(包括增区间和减区间)B A 、等;(3) 令内层函数A x g u ∈=)(,求出x 的取值范围M ;(4) 若集合M 是内层函数)(x g u =的一个单调区间,则M 便是原复合函数)]([x g f y =的一个单调区间;若M 不是内层函数)(x g u =的一个单调区间,则需把M 划分成内层函数)(x g u =的若干个单调子区间,这些单调子区间便分别是原复合函数)]([x g f y =的单调区间;(5) 根据复合函数“同增异减”的复合原则,分别指出原复合函数)]([x g f y =在集合M 或这些单调子区间的增减性;(6) 令内层函数B x g u ∈=)(,同理,重复上述(3)、(4)、(5)步骤。
若外层函数)(u f y =还有更多的单调区间C 、D ,则同步骤(6)类似,不断地重复上述步骤.(7) 设单调函数)(x f y =为外层函数,)(x g y =为内层函数(8) (1) 若)(x f y =增,)(x g y =增,则))((x g f y =增.(9) (2) 若)(x f y =增,)(x g y =减,则))((x g f y =减。
(10) (3) 若)(x f y =减,)(x g y =减,则))((x g f y =增.(11) (4) 若)(x f y =减,)(x g y =增,则))((x g f y =减.(12) 结论:同曾异减(13) 例1. 求函数222)(-+=x xx f 的单调区间.(14) 解题过程: (15) 外层函数:t y 2=(16) 内层函数:22-+=x x t (17) 内层函数的单调增区间:],21[+∞-∈x (18) 内层函数的单调减区间:]21,[--∞∈x (19) 由于外层函数为增函数(20) 所以,复合函数的增区间为:],21[+∞-∈x (21) 复合函数的减区间为: ]21,[--∞∈x (22) 求函数)23(log 221x x y --=的单调区间.(23) 解 原函数是由外层函数u y 21log =和内层函数223x x u --=复合而成的; (24) 易知),0(+∞是外层函数u y 21log =(25) 令0232>--=x x u ,解得x 的取值范)1,3(-; (26) 解题过程:(27) 外层函数:t y 2log =(28) 内层函数:22-+=x x t (29) 022>-+=x x t(30) 由图知:(31) 内层函数的单调增区间:],1[+∞∈x(32) 内层函数的单调减区间:]2,[--∞∈x(33) 由于外层函数为增函数(34) 所以,复合函数的增区间为:],1[+∞∈x(35) 复合函数的减区间为:]2,[--∞∈x结合二次函数的图象可知)1,3(-不是内层函数223x x u --=的一个单调区间,但可以把区间)1,3(-划分成内层函数的两个单调子区间]1,3(--和)1,1[-,其中]1,3(--是其单调增区间,)1,1[-是其单调减区间;于是由复合函数“同增异减”的复合原则可知,]1,3(--是原函数的单调减区间,)1,1[-是原函数的单调增区间。
复合函数的单调性例题和知识点总结
复合函数的单调性例题和知识点总结在数学的学习中,函数是一个非常重要的概念,而复合函数的单调性更是函数知识中的重点和难点。
理解并掌握复合函数的单调性,对于解决函数相关的问题有着至关重要的作用。
下面,我们将通过一些例题来深入探讨复合函数的单调性,并对相关知识点进行总结。
首先,我们来明确一下复合函数的概念。
如果函数$y=f(u)$的定义域为$D_1$,函数$u=g(x)$的值域为$D_2$,且$D_2\subseteq D_1$,那么对于定义域内的某个区间上的任意一个$x$,经过中间变量$u$,有唯一确定的$y$值与之对应,则变量$y$是变量$x$的复合函数,记为$y=fg(x)$。
接下来,我们探讨复合函数单调性的判断方法——同增异减。
也就是说,当内层函数与外层函数的单调性相同时,复合函数为增函数;当内层函数与外层函数的单调性不同时,复合函数为减函数。
下面通过几个例题来加深对复合函数单调性的理解。
例题 1:求函数$f(x)=\log_2(x^2 2x + 3)$的单调性。
首先,令$u = x^2 2x + 3$,则$f(u) =\log_2 u$。
对于$u = x^2 2x + 3$,其图象开口向上,对称轴为$x = 1$。
所以$u$在$(\infty, 1)$上单调递减,在$(1, +\infty)$上单调递增。
而$f(u) =\log_2 u$在定义域$(0, +\infty)$上单调递增。
因为内层函数$u$在$(1, +\infty)$上单调递增,外层函数$f(u)$也单调递增,根据同增异减,所以复合函数$f(x)$在$(1, +\infty)$上单调递增。
又因为内层函数$u$在$(\infty, 1)$上单调递减,外层函数$f(u)$单调递增,所以复合函数$f(x)$在$(\infty, 1)$上单调递减。
例题 2:求函数$f(x) = 2^{x^2 + 2x 3}$的单调性。
令$u = x^2 + 2x 3$,则$f(u) = 2^u$。
常见复合函数的性质(3大压轴考法)解析版—2024-2025学年高一数学(人教A版2019必修第一册
常见复合函数的性质(3大压轴考法)目录解题知识必备................................................................................................................1压轴题型讲练................................................................................................................2题型一、幂函数中的复合函数....................................................................................2题型二、指数函数中的复合函数................................................................................4题型三、对数中的复合函数........................................................................................7压轴能力测评(16题) (12)一、复合函数1.复合函数定义:两个或两个以上的基本初等函数经过嵌套式复合成一个函数叫做复合函数。
复合函数形式:()[]x g f y =,令:()x g t =,则()()x g f y =转化为()()x g t t f y ==,其中t 叫作中间变量.()x g 叫作内层函数,()t f y =叫作外层函数.2.求复合函数单调性的步骤:①确定函数的定义域②将复合函数分解成两个基本函数 ()[]x g f y = 分解成()()x g t t f y ==,③分别确定这两个函数在定义域的单调性④再利用复合函数的”同增异减”来确定复合函数的单调性。
高考数学经典常考题型第12专题 复合函数零点问题
高考数学经典常考题型第12专题复合函数零点问题第12专题训练:复合函数零点问题一、基础知识:1、复合函数定义:设 $y=f(t),t=g(x)$,且函数 $g(x)$ 的值域为 $f(t)$ 的定义域的子集,那么 $y$ 通过 $t$ 的联系而得到自变量 $x$ 的函数,称 $y$ 是 $x$ 的复合函数,记为$y=f(g(x))$。
2、复合函数函数值计算的步骤:求 $y=g(f(x))$ 函数值遵循“由内到外”的顺序,一层层求出函数值。
例如:已知$f(x)=2x,g(x)=x^2-x$,计算 $g(f(2))$。
解:$f(2)=2\times 2=4$,$\therefore g(f(2))=g(4)=12$3、已知函数值求自变量的步骤:若已知函数值求 $x$ 的解,则遵循“由外到内”的顺序,一层层拆解直到求出 $x$ 的值。
例如:已知 $f(x)=2x,g(x)=x^2-2x$,若 $g(f(x))=0$,求 $x$。
解:令 $t=f(x)$,则 $g(t)=0$,$\therefore t=0$ 或 $t=2$。
当 $t=0$ 时,$f(x)=0$,XXX;当 $t=2$ 时,$f(x)=2$,$\therefore x=1$。
综上所述,$x=1$。
由上例可得,要想求出 $g(f(x))=0$ 的根,则需要先将$f(x)$ 视为整体,先求出 $f(x)$ 的值,再求对应 $x$ 的解。
这种思路也用来解决复合函数零点问题。
先回顾零点的定义:4、函数的零点:设 $f(x)$ 的定义域为 $D$,若存在 $x\in D$,使得 $f(x)=0$,则称 $x$ 是 $f(x)$ 的一个零点。
5、复合函数零点问题的特点:考虑关于 $x$ 的方程$g(f(x))=0$ 的根的个数,在解此类问题时,要分为两层来分析。
第一层是解关于 $f(x)$ 的方程,观察有几个 $f(x)$ 的值使得等式成立;第二层是结合着第一层 $f(x)$ 的值求出每一个$f(x)$ 被几个 $x$ 对应,将 $x$ 的个数汇总后即为$g(f(x))=0$ 的根的个数。
高一数学复合函数例题
高一数学复合函数例题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第一篇、复合函数问题一、复合函数定义: 设y=f(u)的定义域为A ,u=g(x)的值域为B ,若A⊇B ,则y 关于x 函数的y=f [g(x)]叫做函数f 与g 的复合函数,u 叫中间量.二、复合函数定义域问题: (一)例题剖析:(1)、已知f x ()的定义域,求[]f g x ()的定义域例1. 设函数f u ()的定义域为(0,1),则函数f x (ln )的定义域为_____________。
解析:函数f u ()的定义域为(0,1)即u ∈()01,,所以f 的作用范围为(0,1)又f 对lnx 作用,作用范围不变,所以01<<ln x 解得x e ∈()1,,故函数f x (ln )的定义域为(1,e )例2. 若函数f x x ()=+11,则函数[]f f x ()的定义域为______________。
解析:先求f 的作用范围,由f x x ()=+11,知x ≠-1即f 的作用范围为{}x R x ∈≠-|1,又f 对f(x)作用所以f x R f x ()()∈≠-且1,即[]f f x ()中x 应满足x f x ≠-≠-⎧⎨⎩11()即x x ≠-+≠-⎧⎨⎪⎩⎪1111,解得x x ≠-≠-12且故函数[]f f x ()的定义域为{}x R x x ∈≠-≠-|12且 (2)、已知[]f g x ()的定义域,求f x ()的定义域例3. 已知f x ()32-的定义域为[]x ∈-12,,则函数f x ()的定义域为_________。
解析:f x ()32-的定义域为[]-12,,即[]x ∈-12,,由此得[]3215-∈-x ,所以f 的作用范围为[]-15,,又f 对x 作用,作用范围不变,所以[]x ∈-15,即函数f x ()的定义域为[]-15,例4. 已知f x x x ()lg 22248-=-,则函数f x ()的定义域为______________。
高中数学选择性必修二 5 2 3简单复合函数的导数(知识梳理+例题+变式+练习)(含答案)
5.2.3简单复合函数的导数要点一 复合函数的定义一般地,对于两个函数y =f (u )和u =g (x ),如果通过中间变量u ,y 可以表示成x 的函数,那么称这个函数为函数y =f (u )和u =g (x )的复合函数,记作y =f(g(x)) 要点二 复合函数的求导法则复合函数y =f (g (x ))的导数和函数y =f (u ),u =g (x )的导数间的关系为y ′x =y ′u ·u ′x ,即y 对x 的导数等于y 对u 的导数与u 对x 的导数的乘积,即若y =f (g (x )),则y ′=[f (g (x ))]′=f ′(g (x ))·g ′(x ) 【重点小结】(1)复合函数对自变量的导数,等于已知函数对中间变量的导数乘以中间变量对自变量的导数.(2)中学阶段不涉及较复杂的复合函数的求导问题,只研究y =f(ax +b)型复合函数的求导,不难得到y ′=(ax +b) ′·f ′(ax +b)=af ′(ax +b). 【基础自测】1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)(1)函数y =log 3(x +1)是由y =log 3t 及t =x +1两个函数复合而成的.( ) (2)函数f (x )=e -x 的导数是f ′(x )=e -x .( ) (3)函数f (x )=ln (1-x )的导数是f ′(x )=11-x .( )(4)函数f (x )=sin 2x 的导数是f ′(x )=2 cos 2x .( ) 【答案】(1)√(2)×(3)×(4)√ 2.(多选题)下列所给函数为复合函数的是( ) A .y =ln (x -2) B .y =ln x +x -2 C .y =(x -2)ln x D .y =ln 2x 【答案】AD【解析】函数y =ln(x -2)是由函数y =ln u 和u =g (x )=x -2复合而成的,A 符合;函数y =ln 2x 是由函数y =ln u 和u =2x 复合而成的,D 符合,B 与C 不符合复合函数的定义.故选AD. 3.若函数f (x )=3cos(2x +π3),则f ′(π2)等于( )A .-3 3B .33C .-6 3D .63 【答案】B【解析】f ′(x )=-6sin(2x +π3)∴f ′(π2)=-6sin ⎝⎛⎭⎫2×π2+π3=6sin π3=6×32=3 3.故选B.4.曲线y =e -x 在点(0,1)的切线方程为________.【答案】x +y -1=0 【解析】∵y =e -x ∴y ′=-e -x ∴y ′|x =0=-1∴切线方程为y -1=-x 即x +y -1=0题型一 求复合函数的导数【例1】写出下列各函数的中间变量,并利用复合函数的求导法则,求出函数的导数. (1)y =1(3-4x )4;(2)y =cos(2 008x +8); (3)y =21-3x;(4)y =ln(8x +6).【解析】(1)引入中间变量u =φ(x )=3-4x .则函数y =1(3-4x )4是由函数f (u )=1u 4=u -4 与u =φ(x )=3-4x 复合而成的.查导数公式表可得f ′(u )=-4u -5=-4u 5,φ′(x )=-4.根据复合函数求导法则可得⎣⎡⎦⎤1(3-4x )4′=f ′(u )φ′(x )=-4u 5·(-4)=16u 5=16(3-4x )5.(2)引入中间变量u =φ(x )=2 008x +8,则函数y =cos(2 008x +8)是由函数f (u )=cos u 与u =φ(x )=2 008x +8复合而成的,查导数公式表可得 f ′(u )=-sin u ,φ′(x )=2 008. 根据复合函数求导法则可得[cos(2 008x +8)]′=f ′(u )φ′(x )=(-sin u )·2 008 =-2 008sin u =-2 008sin(2 008x +8). (3)引入中间变量u =φ(x )=1-3x , 则函数y =21-3x是由函数f (u )=2u 与u =φ(x )=1-3x 复合而成的,查导数公式表得f ′(u )=2u ln 2,φ′(x )=-3, 根据复合函数求导法则可得 (21-3x)′=f ′(u )φ′(x )=2u ln 2·(-3)=-3×2u ln 2=-3×21-3xln 2.(4)引入中间变量u =φ(x )=8x +6,则函数y =ln(8x +6)是由函数f (u )=ln u 与u =φ(x )=8x +6复合而成的,查导数公式表可得f ′(u )=1u ,φ′(x )=8.根据复合函数求导法则可得[ln(8x +6)]′=f ′(u )·φ′(x )=8u =88x +6=44x +3.选取中间变量,确定原函数复合方式,写出内层,外层函数表达式,利用复合函数求导法则求解 【方法归纳】复合函数求导的步骤【跟踪训练】求下列函数的导数. (1)y =e 2x +1. (2)y =1(2x -1)3.(3)y =5log 2(1-x ). (4)y =sin 3x +sin 3x .【解析】(1)函数y =e 2x +1可看作函数y =e u 和u =2x +1的复合函数,所以y ′x =y ′u ·u ′x =(e u )′(2x +1)′=2e u =2e 2x +1.(2)函数y =1(2x -1)3可看作函数y =u -3和u =2x -1的复合函数,所以y ′x =y ′u ·u ′x =(u -3)′(2x -1)′=-6u -4=-6(2x -1)-4=-6(2x -1)4.(3)函数y =5log 2(1-x )可看作函数y =5log 2u 和u =1-x 的复合函数,所以y ′x =y ′u ·u ′x =(5log 2u )′·(1-x )′=-5u ln 2=5(x -1)ln 2.(4)函数y =sin 3 x 可看作函数y =u 3和u =sin x 的复合函数,函数y =sin 3x 可看作函数y =sin v 和v =3x 的复合函数.所以y ′x =(u 3)′·(sin x )′+(sin v )′·(3x )′=3u 2·cos x +3cos v =3 sin 2 x cos x +3cos 3x . 题型二 复合函数求导法则的综合应用 【例2】(1)已知f (x )为偶函数,当x ≤0时,f (x )=e -x -1-x ,则曲线y =f (x )在点(1,2)处的切线方程是________.【答案】(1)2x -y =0【解析】(1)设x >0,则-x <0,因为x ≤0时,f (x )=e-x -1-x ,所以f (-x )=e x -1+x ,又因为f (x )为偶函数,所以f (x )=e x -1+x ,f ′(x )=e x -1+1,f ′(1)=e 1-1+1=2,所以切线方程为y -2=2(x -1),即:2x -y =0. (2)已知函数f (x )=ax 2+2ln(2-x )(a ∈R ),设曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线为l ,若直线l 与圆C :x 2+y 2=14相切,则实数a 的值为__________.【解析】(2)因为f (1)=a ,f ′(x )=2ax +2x -2(x <2),所以f ′(1)=2a -2,所以切线l 的方程为2(a -1)x -y +2-a =0.因为直线l 与圆相切,所以圆心到直线l 的距离等于半径,即d =|2-a |4(a -1)2+1=12,解得a =118【方法归纳】准确利用复合函数求导法则求出导函数是解决此类问题的第一步,也是解题的关键,务必做到准确. 【跟踪训练2】(1)设曲线y =e ax 在点(0,1)处的切线与直线x +2y +1=0垂直,则a =________. 【答案】(1)2 【解析】(1)令y =f (x )则曲线y =e ax 在点(0,1)处的切线的斜率为f ′(0),又切线与直线x +2y +1=0垂直,所以f ′(x )=(e ax )′=a e ax . 所以f ′(0)=a e 0=a 故a =2.(2)已知函数f (x )=ax 2+2ln(2-x )设曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线为l ,则切线l 的方程为________;若直线l 与圆 C :x 2+y 2=14相交,则实数u 的取值范围为________.【答案】(2)2(a -1)x -y +2-a =0 (118,+∞)【解析】(2)f ′(x )=2ax +2x -2(x <2)∴f ′(1)=2a -2 又f (1)=a∴切线l 的方程为:y -a =(2a -2)(x -1) 即2(a -1)x -y +2-a =0.若直线l 与圆C :x 2+y 2=14相交则圆心到直线l 的距离d =|2-a |4(a -1)2+1<12.解得a >118,即实数a 的取值范围为(118,+∞).【易错辨析】对复合函数求导不完全致错 例3 函数y =x e 1-2x的导数y ′=________. 【答案】(1-2x )e 1-2x【解析】y ′=e 1-2x+x (e 1-2x)′=e 1-2x +x e 1-2x ·(1-2x )′ =e 1-2x+x e 1-2x(-2)=(1-2x )e 1-2x.【易错警示】 出错原因 对e 1-2x的求导没有按照复合函数的求导法则进行,导致求导不完全致错纠错心得复合函数对自变量的导数等于已知函数对中间变量的导数乘以中间变量对自变量的导数,分步计算时,每一步都要明确是对哪个变量求导一、单选题1.随着科学技术的发展,放射性同位素技术已经广泛应用于医学、航天等众多领域,并取得了显著的经济效益.假设在放射性同位素钍234的衰变过程中,其含量N (单位:贝克)与时间t (单位:天)满足函数关系()242tN t N -=,其中0N 为0=t 时钍234的含量.已知24t =时,钍234含量的瞬时变化率为8ln2-,则()96N =( )A .12B .12ln2C .24D .24ln2【答案】C 【分析】对()N t 求导得()24012ln 224t N t N -⎛⎫'=⨯⨯- ⎪⎝⎭,根据已知有()248ln 2N '=-即可求0N ,进而求()96N .【解析】 由()242tN t N -=,得()24012ln 224t N t N -⎛⎫'=⨯⨯- ⎪⎝⎭,∵当24t =时,()242401242ln 28ln 224N N -⎛⎫'=⨯⨯-=- ⎪⎝⎭,解得02824384N =⨯⨯=,∵()243842t N t -=⨯,∵当96t =时,()96424963842384224N --=⨯=⨯=.故选:C.2.已知()f x '是函数()f x 的导数,且对任意的实数x 都有()()()e 22xf x x f x -'=--,()08f =则不等式()0f x <的解集是( )A .()2,4-B .()(),02,-∞+∞C .()(),42,-∞-+∞D .()(),24,-∞-+∞【答案】D 【分析】构造新函数()()x g x e f x =,求出()'g x 后由导函数确定()g x ,注意可得(0)8g =,从而得出()f x 的解析式,然后解不等式即可.设()()x g x e f x =,000)e )8((f g ==,因为()()()e 22xf x x f x -'=--,所以()()e (22)x f x f x x -'+=-,所以()e ()e ()e (()())22x x x g x f x f x f x f x x '''=+=+=-. 因此2()2g x x x c =-+,(0)8g c ==,所以2()28g x x x =-++, 228()e xx x f x -++=, 不等式()0f x <即为2280exx x -++< ,2280x x -->,解得2x <-或4x >. 故选:D .3.已知0a b >>,函数axy e =在0x =处的切线与直线20x by -=平行,则22a b a b+-的最小值是( ) A .2 B .3 C .4 D .5【答案】C 【分析】结合复合函数求导求出函数的导函数,进而求出切线的斜率,然后根据两直线平行斜率相等得到2ab =,进而结合均值不等式即可求出结果. 【解析】因为ax y e =,则ax y ae '=,因为切点为()0,1,则切线的斜率为k a =,又因为切线与直线20x by -=平行,所以2a b=,即2ab =, 所以()()222244a b ab a b a b a b a b a b-++==-+≥---, 当且仅当24ab a b a b =⎧⎪⎨-=⎪-⎩,即11a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩时,等号成立,则22a b a b +-的最小值是4, 故选:C.4.已知函数()f x 在R 上可导,函数()()()2244F x f x f x =-+-,则()2F '等于( )A .1-B .0C .1D .2【答案】B 【分析】利用复合函数求导法则运算即可.∵()()()2244F x f x f x =-+-,∵()()()222424F x xf x xf x '''=---,∵()()()240400F f f '''=-=. 故选:B.5.已知()2ln 2f x x x =,若()00f x x '=,则0x 等于( )A .12 B .1e 2C .ln 2D .1【答案】A 【解析】因为()2ln 2f x x x =,所以()2ln2f x x x x '=+,又()00f x x '=,所以002ln 20x x =,因为00x >,所以0ln 20x =,所以012x =. 故选:A.6.下列关于函数()21ny x =-的复合过程与导数运算正确的是( )A .()1n y u =-,2u x =,()21ny nx u '=- B .n y t =,()21nt x =-,()121n y nx t -'=-C .n y u =,21u x =-,()1221n y nx x -'=-D .n y u =,21u x =-,()121n y n x -'=-【答案】C 【分析】直接根据函数()21ny x =-的结构,找到内层函数和外层函数,即可得解.【解析】由复合函数求导法则,知函数()21ny x =-由基本初等函数n y u =,21u x =-复合而成,所以()112221n n u x y y u nux nx x --'''=⋅=⋅=-.故选:C.7.函数2sin y x =的导数是( ) A .2sin x B .22sin xC .2cos xD .sin 2x【答案】D 【分析】利用复合函数进行求导,即可得到答案; 【解析】2sin y x =,令sin u x =,则2y u =,从而cos 2cos 2sin cos x u y y x u x x x ''=⨯== sin 2x =.故选:D.8.函数e sin 2x y x =的导数为( ) A .2e cos2x y x '=B .()e sin22cos2xy x x '=+C .()2e sin22cos2xy x x '=+D .()e 2sin2cos2xy x x '=+【答案】B 【分析】结合导数的运算法则即可求出结果. 【解析】由题意结合导数的运算法则可得()()()e sin 2e sin 2e sin 22cos2x x x y x x x x '''=⋅+⋅=+. 故选:B.二、多选题9.以下函数求导正确的是( ) A .若()2211x f x x -=+,则()()2241x f x x '=+ B .若()2e x f x =则()2e xf x '=C .若()f x ()f x '=D .设()f x 的导函数为()f x ',且()()232ln f x x xf x '=++,则()924f '=-【答案】ACD 【分析】利用求导法则逐项检验即可求解. 【解析】对于A ,()()()()()2222222112411x x x xxf x xx+--⋅'==++,故A 正确;对于B ,()22e 22e x xf x =⋅=',故B 错误;对于C ,()()()()111222121212212f x x x x --'⎡⎤'=-=⋅-⋅=-⎢⎥⎣⎦C 正确; 对于D ,()()1232f x x f x''=++,所以()924f '=-,故D 正确.故选:ACD.10.(多选)函数()x f x x =(0x >),我们可以作变形:()ln ln e e xx x x x f x x ===,所以()xf x x =可看作是由函数()e t p t =和()ln g x x x =复合而成的,即()x f x x =(0x >)为初等函数.对于初等函数()1x h x x =(0x >)的说法正确的是( ) A .无极小值 B .有极小值1 C .无极大值 D .有极大值1e e【答案】AD 【分析】根据材料,把函数改写为复合函数的形式()111ln ln e exx x xxh x x ===,求导,分析导函数正负,研究极值,即得解【解析】根据材料知()111ln ln e exx x xxh x x ===,所以()ln ln 111ee ln x x xx x h x x '⎛⎫'=⋅=⋅ ⎪⎝⎭()1ln 222ln ln 111e 1x x x x x x x ⎛⎫-+=⋅- ⎪⎝⎭. 令()0h x '=,得e x =,当0e x <<时,()0h x '>,此时函数()h x 单调递增, 当e x >时,()0h x '<,此时函数()h x 单调递减, 所以()h x 有极大值()1e e e h =,无极小值 故选:AD .11.函数()y g x =在区间[a ,]b 上连续,对[a ,]b 上任意二点1x 与2x ,有1212()()()22x x g x g x g ++<时,我们称函数()g x 在[a ,]b 上严格上凹,若用导数的知识可以简单地解释为原函数的导函数的导函数(二阶导函数)在给定区间内恒为正,即()0g x ''>.下列所列函数在所给定义域中“严格上凹”的有( ) A .2()log (0)f x x x => B .()2x f x e x -=+C .3()2(0)f x x x x =-+<D .2()sin (0)f x x x x π=-<<【答案】BC 【分析】根据题目中定义,逐个判断各函数是否满足条件二阶导函数大于零,即可解出. 【解析】由题意可知,若函数在所给定义域中“严格上凹”,则满足()0f x ''>在定义域内恒成立. 对于A ,2()log (0)f x x x =>,则2111()()0ln 2ln 2f x x x '''==-⋅<在0x >时恒成立, 不符合题意,故选项A 错误;对于B ,()2x f x e x -=+,则()(21)20x x f x e e --'''=-+=>恒成立, 符合题意,故选项B 正确;对于C ,3()2(0)f x x x x =-+<,则2()(32)60f x x x '''=-+=->在0x <时恒成立, 符合题意,故选项C 正确;对于D ,2()sin (0)f x x x x π=-<<,则()(cos 2)sin 20f x x x x ''=-'=--<在0πx <<时恒成立,不符合题意,故选项D 错误. 故选:BC.第II 卷(非选择题)请点击修改第II 卷的文字说明三、填空题12.若定义在R 上的函数()f x 满足()()30f x f x '->,13f e ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则不等式()3xf x e >的解集为________________. 【答案】1,3⎛+∞⎫⎪⎝⎭【分析】 构造()3()xf x F e x =,由已知结合导数判断函数的单调性,利用函数的单调性解不等式. 【解析】构造()3()x f x F e x =,则()3363()3()()3()x x x x e f x e f x F f x f x e x e''-=-=', 函数()f x 满足()()30f x f x '->,则()0F x '>,故()F x 在R 上单调递增.又∵13f e ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则113F ⎛⎫= ⎪⎝⎭, 则不等式3()x f x e >∵3()1x f x e >,即1()3F x F ⎛⎫> ⎪⎝⎭, 根据()F x 在R 上单调递增,可知1,3x ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭. 故答案为:1,3⎛+∞⎫ ⎪⎝⎭13.已知函数())()cos0f x θθπ=+<<,若()()f x f x '+是奇函数,则θ=______. 【答案】6π【分析】首先利用复合函数求导法则求出()f x ',然后利用辅助角公式化简()()f x f x '+,根据奇函数性质可得到()6k k Z πθπ-=∈,最后结合θ的范围即可求解.【解析】因为())f x θ'=+,所以()()))cos 2sin 6f x f x πθθθ⎫'+=++=-+-⎪⎭, 若()()f x f x '+为奇函数,则()()000f f '+=,即2sin 06πθ⎛⎫-= ⎪⎝⎭, 所以()6k k Z πθπ-=∈,又因为()0,θπ∈,所以6πθ=. 故答案为:6π.14.设()f x =()2f '=______. 【答案】2##0.45【分析】利用复合函数求导求出'()f x 即可求解.【解析】令ln y u =,12u t ==,21t x =+, 从而'1yu =,1'212u t -=='2t x =, 故'21()21x f x x u x ==+, 所以()225f '=. 故答案为:25.四、解答题 15.求下列函数的导数.(1)()991y x =+(2)y =(3)()()23sin 25y x x =-+;(4)cos(32)2x y x-= (5)()()231ln 3y x x =+(6)33x x y e -=.【答案】(1)9899(1)y x '=+(2)()122121x x y x -+'=+(3)()()()2sin 2c 6os 5425y x x x +'=+-+(4)()()26sin 322cos 324x x x y x ----'=(5)()()()236311ln 3x x x x y ++=+(6)333ln 333x x x x y e e --'=-⋅【分析】直接利用导数的运算法则、基本初等函数的导数公式以及简单复合函数的导数计算法则求解. (1)解:99(1)y x =+,989899(1)(1)99(1)y x x x ∴'=++'=+;(2)解:因为y =()()1222121x x x x y x -''⋅-+'==+(3)解:因为()()23sin 25y x x =-+,所以()()()()()()()23sin 2523sin 2552sin 2546cos 2x y x x x x x x '''+=-=⎤-+++⎡⎣+-+⎦(4) 解:因为cos(32)2x y x -=,所以[]()()()()()22cos(32)22cos 326sin 322cos 3242x x x x x x x y x x ''-------'== (5)解:因为()()231ln 3y x x =+,所以()()()()()()()222ln ln 31313313631ln 3x x x x y x x x x '+'⎡⎤+=⎣+=+++⎡⎤⎣⎦⎦ (6)解:因为33x x y e -=,所以()()3333333ln 333x x x x x x x x y e e e e ----'''=+=-⋅16.求下列函数的导数.(1)()sin 23y x =+;(2)21e x y -+=;(3)()22log 21y x =-. 【答案】(1)()2cos 23x +(2)212e x -+-(3)()2421ln 2x x -⋅【分析】(1)函数()sin 23y x =+可以看作函数sin y u =和23u x =+的复合函数,由复合函数的求导法则即可求出结果;(2)函数21e x y -+=可以看作函数u y e =和21u x =-+的复合函数,由复合函数的求导法则即可求出结果;(3)函数()22log 21y x =-可以看作函数2log y u =和221u x =-的复合函数,由复合函数的求导法则即可求出结果.(1)函数()sin 23y x =+可以看作函数sin y u =和23u x =+的复合函数,由复合函数的求导法则可得()()()sin 23cos 22cos 2cos 23x u x y y u u x u u x ''⋅'''=⋅=+=⋅==+. (2)函数21e x y -+=可以看作函数u y e =和21u x =-+的复合函数,由复合函数的求导法则可得()()()21e 21e 22eu u x x u x y y u x -+''''=⋅=⋅-+=⋅-=-'. (3)函数()22log 21y x =-可以看作函数2log y u =和221u x =-的复合函数,由复合函数的求导法则可得()2144ln 221ln 2x u x x y y u x u x '''=⋅=⋅=-⋅.。
复合函数(知识点总结、例题分类讲解)
千里之行,始于足下。
复合函数(知识点总结、例题分类讲解)复合函数是指由两个或多个函数相互作用形成的新函数。
在数学中,复合函数是一种常见的概念,并且在高等数学、线性代数、微积分等多个领域中都有应用。
本文将对复合函数的知识点进行总结,并通过分类讲解一些例题。
一、复合函数的定义:设有函数f和g,对于g的定义域中的每个x,存在f的定义域中的y,使得y=g(x),则有一个复合函数h(x)=f(g(x)),它的定义域是所有能使得g(x)的值能成为f(x)定义域中的自变量的值的x。
二、复合函数的求解步骤:1. 确定复合函数的形式h(x)=f(g(x))。
2. 确定g(x)的定义域和f(x)的定义域,并找到能使得g(x)的值成为f(x)的自变量的值。
3. 将g(x)的值代入f(x)中,得到新的函数h(x)。
三、复合函数的性质:1. 复合函数的定义域是g(x)的定义域和f(x)的定义域的交集。
2. 复合函数的值域是f(x)的值域的子集。
四、复合函数的例题分类讲解:1. 简单的复合函数求导:例题1:已知f(x)=x²和g(x)=2x+1,求复合函数h(x)=f(g(x))的导函数h'(x)。
第1页/共2页锲而不舍,金石可镂。
解析:首先计算g'(x)=2,然后计算f'的导函数f'(x)=2x。
根据链式法则,h'(x)=f'(g(x))*g'(x)=2(2x+1)*2=8x+4。
2. 复合函数中含有指数函数:例题2:已知f(x)=eˣ和g(x)=ln(x),求复合函数h(x)=f(g(x))的导函数h'(x)。
解析:首先计算g'(x)=1/x,然后计算f'的导函数f'(x)=eˣ。
根据链式法则,h'(x)=f'(g(x))*g'(x)=eˣ*(1/x)=eˣ/x。
3. 复合函数中含有三角函数:例题3:已知f(x)=sin(x)和g(x)=x²,求复合函数h(x)=f(g(x))的导函数h'(x)。
复合函数求导例题大全
复合函数求导例题大全一、基本概念。
在学习复合函数求导之前,我们首先需要了解一些基本概念。
复合函数是由两个或多个函数组合而成的新函数。
设有函数y=f(u)和u=g(x),则复合函数可以表示为y=f(g(x))。
在求解复合函数的导数时,我们需要运用链式法则,即将复合函数的导数分解为内函数和外函数的导数相乘。
这是复合函数求导的核心概念,也是我们解题的关键所在。
二、常见例题。
1. 求解 y=(3x^2+2x+1)^3 的导数。
解析,首先,我们将内函数和外函数分别确定。
内函数是3x^2+2x+1,外函数是x^3。
根据链式法则,我们可以得到导数的计算公式。
首先求内函数的导数,然后求外函数的导数,最后将两者相乘。
按照这个步骤,我们可以得到最终的导数结果。
2. 求解 y=sin(2x+1) 的导数。
解析,这是一个三角函数的复合函数求导题目。
同样地,我们需要先确定内函数和外函数,然后按照链式法则进行求导计算。
首先求内函数的导数,然后求外函数的导数,最后将两者相乘。
通过这样的步骤,我们可以得到最终的导数结果。
3. 求解 y=e^(2x+1) 的导数。
解析,这是一个指数函数的复合函数求导题目。
同样地,我们需要先确定内函数和外函数,然后按照链式法则进行求导计算。
首先求内函数的导数,然后求外函数的导数,最后将两者相乘。
通过这样的步骤,我们可以得到最终的导数结果。
4. 求解 y=ln(3x^2+2x+1) 的导数。
解析,这是一个对数函数的复合函数求导题目。
同样地,我们需要先确定内函数和外函数,然后按照链式法则进行求导计算。
首先求内函数的导数,然后求外函数的导数,最后将两者相乘。
通过这样的步骤,我们可以得到最终的导数结果。
5. 求解 y=tan(2x+1) 的导数。
解析,这是一个切线函数的复合函数求导题目。
同样地,我们需要先确定内函数和外函数,然后按照链式法则进行求导计算。
首先求内函数的导数,然后求外函数的导数,最后将两者相乘。
复合函数知识总结及例题
复合函数问题一、复合函数定义:设y=f(u)的定义域为A, u=g(x)的值域为B,若A=B,则y关于X函数的y=f[g(x)]叫做函数f与g的复合函数,U叫中间量.二、复合函数定义域问题:(1)、已知f (χ)的定义域,求f[g(χ) 1的定义域思路:设函数f (X)的定义域为D,即X ∙ D ,所以f的作用范围为D,又f对g(χ)作用,作用范围不变,所以g(x)∙ D ,解得X ∙E,E为f Ig(X)]的定义域。
例1.设函数f (u)的定义域为(O,1),贝U函数f (Inx)的定义域为___________________ 。
解析:函数f (U)的定义域为(0,1)即u • (0,1),所以f的作用范围为(0,1)又f对InX作用,作用范围不变,所以0 ::: In X ::: 1解得X • (1, e),故函数f (In x)的定义域为(1, e)1例2.若函数f (X)= ----------- ,则函数f [f (x)]的定义域为 ___________________ 。
X +11解析:先求f的作用范围,由f (X) ,知X = -1X +1即f的作用范围为■ RlX= ,又f对f(χ)作用所以f (X) ∙R且f (x) - -1 ,即f If(X) 1中X应r d x≠-1X 式一1 L满足彳即{1 ,解得x≠一1且x≠一2I f(X)H—1 —≠-1ιX +1故函数f If (X) 的定义域为CX R|x = -1且Xn -2(2)、已知f Ig(X)】的定义域,求f (x)的定义域思路:设f Ig(X) 1的定义域为D,即X ∙D ,由此得g(x) ∙E ,所以f的作用范围为E,又f对X作用,作用范围不变,所以X ∙E, E为f (X)的定义域。
例3.已知f (3 —2x)的定义域为X E[―1, 2 ],则函数f (x)的定义域为 _________________ 。
离散数学复合函数f°g例题a到a
离散数学复合函数f°g例题a到a摘要:1.离散数学中的复合函数概念2.复合函数的性质3.例题:复合函数f°g在集合a到a上的应用正文:离散数学中的复合函数是指将两个函数f和g组合在一起,形成一个新的函数。
复合函数的定义为:若f是从X到Y的函数,g是从Y到Z的函数,则复合函数f°g是从X到Z的函数。
具体地,对于X中的元素x,我们有f(x)在Y中的像,然后这个像在g的作用下得到Z中的元素f(x)°g(x)。
复合函数具有以下性质:1.结合律:对于任意的函数f、g和h,有(f°g)°h = f°(g°h)。
2.交换律:对于任意的函数f和g,有f°g = g°f。
3.单位元:对于任意的函数f,有id°f = f,其中id是恒等函数。
4.逆函数:若f是从X到Y的函数,g是从Y到X的函数,且f°g = id (恒等函数),则g°f是f的逆函数。
现在我们来看一个复合函数f°g在集合a到a上的例题。
题目:设f和g分别是集合a上的函数,且f(x)°g(x) = x。
解题步骤如下:1.首先,我们需要找到f(x)和g(x)的表达式。
由于f(x)°g(x) = x,我们可以设f(x) = a,g(x) = b,其中a和b是未知的函数。
2.接下来,我们需要求解a和b的关系。
将f(x)和g(x)的表达式代入f(x)°g(x) = x,得到a°b = x。
根据复合函数的性质,我们知道a°b = ab。
因此,我们有ab = x。
3.根据ab = x,我们可以得到b = x/a。
由此,我们知道g(x) = x/a。
4.将g(x) = x/a代入f(x)°g(x) = x,得到f(x)°(x/a) = x。
解这个方程,我们可以得到f(x) = a。
复变函数的极限与连续性例题和知识点总结
复变函数的极限与连续性例题和知识点总结在复变函数的学习中,极限与连续性是非常重要的概念。
理解和掌握它们对于解决许多复变函数的问题至关重要。
下面我们将通过一些例题来深入探讨复变函数的极限与连续性,并对相关知识点进行总结。
一、复变函数极限的定义设函数\(f(z)\)定义在\(z_0\)的去心邻域内,如果存在一个复数\(A\),对于任意给定的正数\(ε\),总存在正数\(δ\),使得当\(0 <|z z_0| <δ\)时,有\(|f(z) A| <ε\),则称\(A\)为\(f(z)\)当\(z\)趋于\(z_0\)时的极限,记作\(\lim_{z \to z_0} f(z) = A\)。
二、复变函数连续性的定义如果函数\(f(z)\)在\(z_0\)处满足\(\lim_{z \to z_0} f(z) = f(z_0)\),则称\(f(z)\)在\(z_0\)处连续。
三、例题分析例 1:设\(f(z) = z^2\),求\(\lim_{z \to 1 + i} f(z)\)。
解:\(\lim_{z \to 1 + i} f(z) =\lim_{z \to 1 + i} z^2 =(1 + i)^2 = 1 + 2i + i^2 = 2i\)例 2:判断函数\(f(z) =\frac{z}{|z|}\)在\(z = 0\)处的连续性。
解:当\(z\)沿实轴趋于\(0\)时,\(f(z) =\frac{x}{|x|}\),极限不存在;当\(z\)沿虚轴趋于\(0\)时,\(f(z) =\frac{iy}{|iy|}\),极限不存在。
所以\(f(z)\)在\(z = 0\)处不连续。
例 3:设\(f(z) =\begin{cases} \frac{z^2 1}{z 1},& z \neq 1 \\ 2, & z = 1 \end{cases}\),判断\(f(z)\)在\(z = 1\)处的连续性。
解:\(\lim_{z \to 1} f(z) =\lim_{z \to 1} \frac{z^2 1}{z 1} =\lim_{z \to 1} (z + 1) = 2\),且\(f(1) = 2\),所以\(f(z)\)在\(z = 1\)处连续。
同济七版复合函数列题
同济七版复合函数列题复合函数是由两个或多个函数按照一定顺序组合而成的函数,是高等数学中比较重要的一部分。
在同济大学第七版《高等数学》中,有很多复合函数的列题,下面我们就来一起学习一些复合函数的例题。
【例1】已知函数f(x)=x^2-1和g(x)=x+2,求复合函数f(g(x))和g(f(x))。
解:首先,我们要明确复合函数的定义:f(g(x))表示先计算g(x),然后将g(x)的结果作为输入代入f(x)中进行计算;g(f(x))表示先计算f(x),然后将f(x)的结果作为输入代入g(x)中进行计算。
那么,根据上述定义,我们可以计算f(g(x))和g(f(x))的具体表达式:f(g(x))=f(x+2)=(x+2)^2-1=x^2+4x+4-1=x^2+4x+3;g(f(x))=g(x^2-1)=x^2-1+2=x^2+1【例2】已知函数f(x)=√(4-x^2)和g(x)=x^2+1,求复合函数f(g(x))和g(f(x))。
解:同样地,我们先计算f(g(x))和g(f(x))的具体表达式:f(g(x))=f(x^2+1)=√(4-(x^2+1)^2);g(f(x))=g(√(4-x^2))=(√(4-x^2))^2+1=4-x^2+1=5-x^2【例3】已知函数f(x) = e^x和g(x) = ln(x),求复合函数f(g(x))和g(f(x))。
解:f(g(x)) = f(ln(x)) = e^(ln(x)) = x;g(f(x)) = g(e^x) = ln(e^x) = x。
【例4】已知函数f(x)=x+1和g(x)=√x,求复合函数f(g(x))和g(f(x))。
解:f(g(x))=f(√x)=√x+1(注意这里的√(x+1)≠√x+1,因为根号运算具有单调性);g(f(x))=g(x+1)=√(x+1)。
以上就是四道复合函数的列题。
通过这些例题,我们可以了解到复合函数的计算方法,特别是在复合函数中遇到根号和对数函数时,需要注意合理运用函数的性质和公式。
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第一篇、复合函数问题一、复合函数定义: 设y=f(u)的定义域为A ,u=g(x)的值域为B ,若A ⊇B ,则y 关于x 函数的y=f [g(x)]叫做函数f 与g 的复合函数,u 叫中间量.二、复合函数定义域问题: (一)例题剖析: (1)、已知的定义域,求的定义域思路:设函数的定义域为D ,即,所以的作用围为D ,又f 对作用,作用围不变,所以D x g ∈)(,解得,E 为的定义域。
例1. 设函数的定义域为(0,1),则函数的定义域为_____________。
解析:函数的定义域为(0,1)即,所以的作用围为(0,1)又f 对lnx 作用,作用围不变,所以解得,故函数的定义域为(1,e )例2. 若函数,则函数的定义域为______________。
解析:先求f 的作用围,由,知即f 的作用围为,又f 对f(x)作用所以,即中x 应满足即,解得故函数的定义域为(2)、已知的定义域,求的定义域 思路:设的定义域为D ,即,由此得,所以f 的作用围为E ,又f 对x 作用,作用围不变,所以为的定义域。
例3. 已知的定义域为,则函数的定义域为_________。
解析:的定义域为,即,由此得所以f 的作用围为,又f 对x 作用,作用围不变,所以即函数的定义域为例4. 已知,则函数的定义域为______________。
解析:先求f 的作用围,由,知解得,f 的作用围为,又f 对x 作用,作用围不变,所以,即的定义域为 (3)、已知的定义域,求的定义域 思路:设的定义域为D ,即,由此得,的作用围为E ,又f 对作用,作用围不变,所以,解得,F 为的定义域。
例5. 若函数的定义域为,则的定义域为____________。
解析:的定义域为,即,由此得的作用围为又f 对作用,所以,解得即的定义域为评注:函数定义域是自变量x 的取值围(用集合或区间表示)f 对谁作用,则谁的围是f 的作用围,f 的作用对象可以变,但f 的作用围不会变。
利用这种理念求此类定义域问题会有“得来全不费功夫”的感觉,值得大家探讨。
(二)同步练习:1、 已知函数)x (f 的定义域为]1,0[,求函数)x (f 2的定义域。
答案:]1,1[-2、 已知函数)x 23(f -的定义域为]3,3[-,求)x (f 的定义域。
答案:]9,3[-3、 已知函数)2x (f y +=的定义域为)0,1(-,求|)1x 2(|f -的定义域。
答案:)23,1()0,21(⋃- 4、设()x x x f -+=22lg,则⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛x f x f 22的定义域为( )A. ()()4,00,4Y -B. ()()4,11,4Y --C. ()()2,11,2Y --D. ()()4,22,4Y --解:选C.由202x x +>-得,()f x 的定义域为{}|22x x -<<。
故22,222 2.xx⎧-<<⎪⎪⎨⎪-<<⎪⎩,解得()()4,11,4x ∈--U 。
故⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛x f x f 22的定义域为()()4,11,4--U5、已知函数)(x f 的定义域为)23,21(-∈x ,求)0)(()()(>+=a a xf ax f xg 的定义域。
[解析]由已知,有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<-<<-⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<-<<-.232,2321,2321,2321a x a ax a a x ax (1)当1=a 时,定义域为}2321|{<<-x x ; (2)当a a 2323>,即10<<a 时,有221a a ->-,定义域为}232|{a x a x <<-;(3)当a a 2323<,即1>a 时,有221a a -<-, 定义域为}2321|{ax a x <<-.故当1≥a 时,定义域为}2321|{a x a x <<-;当10<<a 时,定义域为}.232|{a x a x <<-[点评]对于含有参数的函数,求其定义域,必须对字母进行讨论,要注意思考讨论字母的方法。
三、复合函数单调性问题(1)引理证明已知函数))((x g f y =.若)(x g u =在区间b a ,( )上是减函数,其值域为(c ,d),又函数)(u f y =在区间(c,d)上是减函数,那么,原复合函数))((x g f y =在区间b a ,( )上是增函数.证明:在区间b a ,()任取两个数21,x x ,使b x x a <<<21因为)(x g u =在区间b a ,()上是减函数,所以)()(21x g x g >,记)(11x g u =,)(22x g u =即),(,21,21d c u u u u ∈>且因为函数)(u f y =在区间(c,d)上是减函数,所以)()(21u f u f <,即))(())((21x g f x g f <,故函数))((x g f y =在区间b a ,()上是增函数. (2).复合函数单调性的判断复合函数的单调性是由两个函数共同决定。
为了记忆方便,我们把它们总结成一个图表:以上规律还可总结为:“同向得增,异向得减”或“同增异减”. (3)、复合函数))((x g f y =的单调性判断步骤: ⅰ 确定函数的定义域;ⅱ 将复合函数分解成两个简单函数:)(u f y =与)(x g u =。
ⅲ 分别确定分解成的两个函数的单调性;ⅳ 若两个函数在对应的区间上的单调性相同(即都是增函数,或都是减函数),则复合后的函数))((x g f y =为增函数; 若两个函数在对应的区间上的单调性相异(即一个是增函数,而另一个是减函数),则复合后的函数))((x g f y =为减函数。
(4)例题演练例1、 求函数)32(log 221--=x x y 的单调区间,并用单调定义给予证明解:定义域 130322-<>⇒>--x x x x 或单调减区间是),3(+∞ 设2121),3(,x x x x <+∞∈且 则)32(log 121211--=x x y )32(log 222212--=x x y---)32(121x x )32(222--x x =)2)((1212-+-x x x x∵312>>x x ∴012>-x x 0212>-+x x ∴)32(121--x x >)32(222--x x 又底数1210<< ∴012<-y y 即 12y y < ∴y 在),3(+∞上是减函数同理可证:y 在)1,(--∞上是增函数[例]2、讨论函数)123(log )(2--=x x x f a 的单调性. [解]由01232>--x x 得函数的定义域为}.31,1|{-<>x x x 或则当1>a 时,若1>x ,∵1232--=x x u 为增函数,∴)123(log )(2--=x x x f a 为增函数.若31-<x ,∵1232--=x x u 为减函数. ∴)123(log )(2--=x x x f a 为减函数。
当10<<a 时,若1>x ,则)123(log )(2--=x x x f a 为减函数,若31-<x ,则)123(log )(2--=x x x f a 为增函数.例3、.已知y=a log (2-xa )在[0,1]上是x 的减函数,求a 的取值围. 解:∵a >0且a ≠1当a >1时,函数t=2-xa >0是减函数由y=a log (2-xa )在[0,1]上x 的减函数,知y=a log t 是增函数, ∴a >1由x ∈[0,1]时,2-xa ≥2-a >0,得a <2, ∴1<a <2当0<a<1时,函数t=2-xa >0是增函数由y=a log (2-xa )在[0,1]上x 的减函数,知y=a log t 是减函数, ∴0<a<1由x ∈[0,1]时,2-xa ≥2-1>0, ∴0<a<1 综上述,0<a<1或1<a <2例4、已知函数2)3()2(2-+--=-a x a ax x f (a 为负整数)的图象经过点R m m ∈-),0,2(,设)()()()],([)(x f x pg x F x f f x g +==.问是否存在实数)0(<p p 使得)(x F 在区间)]2(,(f -∞上是减函数,且在区间)0),2((f 上是减函数?并证明你的结论。
[解析]由已知0)2(=-m f ,得02)3(2=-+--a m a am , 其中.0,≠∈a R m ∴0≥∆即09232≤--a a , 解得.37213721+≤≤-a ∵a 为负整数,∴.1-=a∴1)2(34)2(2+--=-+-=-2x x x x f ,即.1)(2+-=x x f 242221)1()]([)(x x x x f f x g +-=++--==, ∴.1)12()()()(24+-+-=+=x p px x f x pg x F假设存在实数)0(<p p ,使得)(x F 满足条件,设21x x <,∴].12)()[()()(2221222121-++--=-p x x p x x x F x F ∵3)2(-=f ,当)3,(,21--∞∈x x 时,)(x F 为减函数,∴0)()(21>-x F x F ,∴.012)(,022212221>-++->-p x x p x x ∵3,321-<-<x x ,∴182221>+x x , ∴11612)(2221-->-++-p p x x p , ∴.0116≥--p ①当)0,3(,21-∈x x 时,)(x F 增函数,∴.0)()(21<-x F x F∵02221>-x x ,∴11612)(2221--<-++-p p x x p , ∴0116≤--p . ②由①、②可知161-=p ,故存在.161-=p (5)同步练习:1.函数y =21log (x 2-3x +2)的单调递减区间是( )A .(-∞,1)B .(2,+∞)C .(-∞,23)D .(23,+∞) 解析:先求函数定义域为(-o ,1)∪(2,+∞),令t (x )=x 2+3x +2,函数t (x )在(-∞,1)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,根据复合函数同增异减的原则,函数y =21log (x 2-3x +2)在(2,+∞)上单调递减.答案:B2找出下列函数的单调区间.(1))1(232>=++-a a y x x ; (2).2322++-=x x y答案:(1)在]23,(-∞上是增函数,在),23[+∞上是减函数。