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1、函数的定义域与值域的常用方法(一)求函数的解析式1、函数的解析式表示函数与自变量之间的一种对应关系,是函数与自变量建立联系的一座桥梁,其一般形式是yf(x),不能把它写成f(x,y)0;2、求函数解析式一般要写出定义域,但若定义域与由解析式所确定的自变量的范围一致时,可以不标出定义域;一般地,我们可以在求解函数解析式的过程中确保恒等变形;3、求函数解析式的一般方法有:(1)直接法:根据题给条件,合理设置变量,寻找或构造变量之间的等量关系,列出等式,解出y。(2)待定系数法:若明确了函数的类型,可以设出其一般形式,然后代值求出参数的值;(3)换元法:若给出了复合函数fg(x)的表达式,求f(x)
2、的表达式时可以令tg(x),以换元法解之;(4)构造方程组法:若给出f(x)和f(x),或f(x)和f(1/x)的一个方程,则可以x代换x(或1/x),构造出另一个方程,解此方程组,消去f(x)(或f(1/x)即可求出f(x)的表达式;(5)根据实际问题求函数解析式:设定或选取自变量与因变量后,寻找或构造它们之间的等量关系,列出等式,解出y的表达式;要注意,此时函数的定义域除了由解析式限定外,还受其实际意义限定。(二)求函数定义域1、函数定义域是函数自变量的取值的集合,一般要求用集合或区间来表示;2、常见题型是由解析式求定义域,此时要认清自变量,其次要考查自变量所在位置,位置决定了自变量的范围
3、,最后将求定义域问题化归为解不等式组的问题;3、如前所述,实际问题中的函数定义域除了受解析式限制外,还受实际意义限制,如时间变量一般取非负数,等等;4、对复合函数yfg(x)的定义域的求解,应先由yf(u)求出u的范围,即g(x)的范围,再从中解出x的范围I1;再由g(x)求出yg(x)的定义域I2,I1和I2的交集即为复合函数的定义域;5、分段函数的定义域是各个区间的并集;6、含有参数的函数的定义域的求解需要对参数进行分类讨论,若参数在不同的范围内定义域不一样,则在叙述结论时分别说明;7、求定义域时有时需要对自变量进行分类讨论,但在叙述结论时需要对分类后求得的各个集合求并集,作为该函数的定义
4、域;(三)求函数的值域1、函数的值域即为函数值的集合,一般由定义域和对应法则确定,常用集合或区间来表示;2、在函数f:AB中,集合B未必就是该函数的值域,若记该函数的值域为C,则C是B的子集;若CB,那么该函数作为映射我们称为“满射”;3、分段函数的值域是各个区间上值域的并集;4、对含参数的函数的值域,求解时须对参数进行分类讨论;叙述结论时要就参数的不同范围分别进行叙述;5、若对自变量进行分类讨论求值域,应对分类后所求的值域求并集;6、求函数值域的方法十分丰富,应注意总结;(四)求函数的最值1、设函数yf(x)定义域为A,则当xA时总有f(x)f(xo)M,则称当xxo时f(x)取最大值M;当
5、xA时总有f(x)f(x1)N,则称当xx1时f(x)取最小值N;2、求函数的最值问题可以化归为求函数的值域问题;3、闭区间的连续函数必有最值。【典型例题】考点一:求函数解析式1、直接法:由题给条件可以直接寻找或构造变量之间的联系。例1. 已知函数yf(x)满足xy0,4x29y236,求该函数解析式。解:由4x29y236可解得:。说明:这是一个分段函数,必须分区间写解析式,不可以写成的形式。2、待定系数法:由题给条件可以明确函数的类型,从而可以设出该类型的函数的一般式,然后再求出各个参变量的值。例2. 已知在一定条件下,某段河流的水流量y与该段河流的平均深度x成反比,又测得该段河流某段平均
6、水深为2m时,水流量为340m3/s,试求该段河流水流量与平均深度的函数关系式。解:设,代入x,y的值可求得反比例系数k780m3/s,故所求函数关系式为。3、换元法:题目给出了与所求函数有关的复合函数表达式,可将内函数用一个变量代换。例3. 已知,试求。解:设,则,代入条件式可得:,t1。故得:。说明:要注意转换后变量范围的变化,必须确保等价变形。4、构造方程组法:对同时给出所求函数及与之有关的复合函数的条件式,可以据此构造出另一个方程,联立求解。例4. (1)已知,试求;(2)已知,试求;解:(1)由条件式,以代x,则得,与条件式联立,消去,则得:。(2)由条件式,以x代x则得:,与条件式
7、联立,消去,则得:。说明:本题虽然没有给出定义域,但由于变形过程一直保持等价关系,故所求函数的定义域由解析式确定,不需要另外给出。5、实际问题中的函数解析式:这是高考的一个热点题型,一般难度不大,所涉及知识点也不多,关键是合理设置变量,建立等量关系。例5. 动点P从边长为1的正方形ABCD的顶点B出发,顺次经过C、D再到A停止。设x表示P行驶的路程,y表示PA的长,求y关于x的函数。解:由题意知:当x0,1时:yx;当x(1,2)时:;当x(2,3)时:;故综上所述,有考点二:求函数定义域1、由函数解析式求函数定义域:由于解析式中不同的位置决定了变量不同的范围,所以解题时要认真分析变量所在的位
8、置;最后往往是通过解不等式组确定自变量的取值集合。例6. 求的定义域。解:由题意知:,从而解得:x2且x4.故所求定义域为:x|x2且x4。2、求分段函数的定义域:对各个区间求并集。例7. 已知函数由下表给出,求其定义域X123456Y2231435617解:1,2,3,4,5,6。3、求与复合函数有关的定义域:由外函数f(u)的定义域可以确定内函数g(x)的范围,从而解得xI1,又由g(x)定义域可以解得xI2.则I1I2即为该复合函数的定义域。也可先求出复合函数的表达式后再行求解。解:又由于x24x30 *联立*、*两式可解得:例9. 若函数f(2x)的定义域是1,1,求f(log2x)的
9、定义域。解:由f(2x)的定义域是1,1可知:212x2,所以f(x)的定义域为21,2,故log2x21,2,解得,故定义域为。4、求解含参数的函数的定义域:一般地,须对参数进行分类讨论,所求定义域随参数取值的不同而不同。例10. 求函数的定义域。解:若,则xR;若,则;若,则;故所求函数的定义域:当时为R,当时为,当时为。说明:此处求定义域是对参变量a进行分类讨论,最后叙述结论时不可将分类讨论的结果写成并集的形式,必须根据a的不同取值范围分别论述。考点三:求函数的值域与最值求函数的值域和最值的方法十分丰富,下面通过例题来探究一些常用的方法;随着高中学习的深入,我们将学习到更多的求函数值域与
10、最值的方法。1、分离变量法例11. 求函数的值域。解:,因为,故y2,所以值域为y|y2。说明:这是一个分式函数,分子、分母均含有自变量x,可通过等价变形,让变量只出现在分母中,再行求解。2、配方法例12. 求函数y2x24x的值域。解:y2x24x2(x22x1)22(x1)222,故值域为y|y2。说明:这是一个二次函数,可通过配方的方法来求得函数的值域。类似的,对于可以化为二次函数的函数的值域也可采用此方法求解,如yaf2(x)bf(x)c。3、判别式法例13. 求函数的值域。解:可变形为:(4y1)x2(5y2)x6y30,由0可解得:。说明:对分子分母最高次数为二次的分式函数的值域求
11、解,可以考虑采用此法。要注意两点:第一,其定义域一般仅由函数式确定,题中条件不再另外给出;如果题中条件另外给出了定义域,那么一般情况下就不能用此法求解值域;第二,用判别式法求解函数值域的理论依据是函数的定义域为非空数集,所以将原函数变形为一个关于x的一元二次方程后,该方程的解集就是原函数的定义域,故0。4、单调性法例14. 求函数,x4,5的值域。解:由于函数为增函数,故当x4时,ymin;当x5时,ymax,所以函数的值域为。5、换元法例15. 求函数的值域。解:令,则y2t24t2(t1)24,t0,故所求值域为y|y4。6、分段函数的值域:应为各区间段上值域的并集。例16. 求函数的值域
12、。解:当x1,2时,y1,2;当x2,3时,y4,9;当x3,4时,y5,7。综上所述,y1,23,9。7、图像法:例17设f(x)若f(g(x)的值域是0,),则函数yg(x)的值域是 ()A.(,11,) B.(,10,)C.0,) D.1,)解析:如图为f(x)的图象,由图象知f(x)的值域为(1,),若f(g(x)的值域是0,),只需g(x)(,10,). 故选B.8、反函数法:利用函数和它的反函数的定义域与值域的互逆关系,通过求反函数的定义域,得到原函数的值域。例18求函数的值域。解:由解得, 函数的值域为。9、有界性求法:利用某些函数有界性求得原函数的值域。例19:求函数的值域。解:由函数的解析式可以知道,函数的定义域为,对函数进行变形可得,(,),函数的值域为