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1、函数值域求 法十一种在函数 的三要素中,定义域和值域起 决定作用,而值域是由定义域和对应法则共同确定。研究函数的值域,不但要重视对应法则的作用,而且还要特别重视定义域对值域的制约作用。确定函数的值域是研究函数不可缺少的重要一环。对于如何求函 数的值域,是学生感到头痛的问题,它所涉及到的知识面广,方法灵活多样,在高考中经常出现,占有一定的地 位,若方法运用适当,就能起 到简化运算过程,避繁就简,事半功倍的作用。本文就函数值域求法归纳如下,供参考。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。例1. 求函数x1y的值域。解:0 x0 x1显然函 数的值域是:),0()0,(例2.
2、 求函数x3y的 值域。解:0 x3x3 ,0 x故函数 的值域是:3,2. 配方法配方法 是求二次函数值域最基本的方法之一。例3. 求函数2,1x,5x2xy2的值域。解:将 函数配方得:4)1x(y22,1x由二次 函数的性质可知:当x=1时,4ym i n,当1x时,8ym a x故函数 的值域是:4,8 3. 判别式法例4. 求函数22x1xx1y的值域。解:原 函数化为关于x 的一元二次方程0 x)1y(x)1y(2(1)当1y时,Rx0)1y)(1y(4)1(2解得:23y21(2)当 y=1时,0 x,而23,211故函数的值域为23,21例5. 求函数)x2(xxy的值域。解:
3、两 边平方整理得:0yx)1y(2x222(1)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 9 页 - - - - - - - - - Rx0y8)1y(42解得:21y21但此时 的函数的定义域由0)x2(x,得2x0由0,仅保证关于x的方程 :0yx)1y(2x222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,由0求出的范围可能比 y 的实际范围大,故不能确定此函数的值域为23,21。可以采 取如下方法进一步确定原函数的值
4、域。2x00)x2(xxy21y,0ym in代入方程(1)解得:2,022222x41即当22222x41时,原函数的值域 为:21 ,0注:由判别式法来判断函数的值域时,若原函数的定义域不是实数集时,应综合函数的定义域,将扩大的部分剔除。4. 反函数法直接求 函数的值域困难时,可以通过求其原函数的定义域来确定原函数的值域。例6. 求函数6x54x3值 域。解:由 原函数式可得:3y5y64x则其反 函数为:3x5y64y,其 定义域为:53x故所求函数的值域为:53,5. 函数有界性法直接求 函数的值域困难时,可以利用已学过函数的有界性,反客为主来确定函数的值域。例7. 求函数1e1eyx
5、x的值域。解:由 原函数式可得:1y1yex0ex01y1y解得:1y1故所求 函数的值域为)1 ,1(例8. 求函数3xs i nxco sy的值域。解:由 原函数式可得:y3xco sxs i ny,可化为:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 9 页 - - - - - - - - - y3)x(xsin1y2即1yy3)x(xsin2Rx1 ,1)x(xsin即11yy312解得:42y42故函数 的值域为42,426. 函数单调性法例9. 求函数)10
6、 x2(1xlog2y35x的 值域。解:令1xl o gy,2y325x1,则21y,y在2,10 上都是增函数所以21yyy在2,10 上是增函数当x=2时,8112l o g2y33m i n当x=10时,339log2y35max故所求 函数的值域为:33,81例10. 求函数1x1xy的值域。解:原 函数可化为:1x1x2y令1xy,1xy21,显然21y,y在,1上为无上界的增函数所以1yy,2y在,1上 也为无上界的增函数所以当x=1时,21yyy有最小值2,原函数 有最大值222显然0y,故原函数的值域为2,0(7. 换元法通过简单的换元把一个函数变为简单函数,其题型特征是函数
7、解析式含有根式 或三角函数公式模型,换元法是数学方法中几种最主要方法之一,在求函数的值域中同 样发挥作用。例11. 求 函数1xxy的值域 。解:令t1x,)0t (,则1tx243)21t(1tty22又0t,由二次函数的性质可知当0t时,1ym i n当0t时,y名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 9 页 - - - - - - - - - 故函数 的值域为),1例12. 求函数2)1x(12xy的值域。解:因0)1x(12,即1)1x(2故可令,0,co
8、s1x1cossincos11cosy21)4sin(24540,0211)4sin(201)4sin(22故所求 函数的值域为21 ,0例13. 求函数1x2xxxy243的值域。解:原 函数可变形为:222x1x1x1x221y可令tgx,则有2222cosx1x1,2sinx1x24sin412cos2sin21y当82k时,41ym a x当82k时,41ym i n而此时t a n有意义。故所求函数的值 域为41,41例14. 求函数)1x)(cos1x(siny,2,12x的值域。解:)1x)( co s1x(s i ny1xcosxsinxcosxsin令txcosxsin,则)
9、1t (21xcosxsin222)1t(211t)1t(21y由)4/xsin(2xcosxsint,且2,12x名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 9 页 - - - - - - - - - 可得:2t22当2t时,223ym a x,当22t时,2243y故所求 函数的值域为223,2243。例15. 求函数2x54xy的值域。解:由0 x52,可得5|x|故可令,0,cos5x4)4sin(10sin54cos5y04544当4/时,104ymax当时
10、,54ym i n故所求 函数的值域为:104,548. 数形结合法其题型是函数解析式具有明显的某种几何意义,如两点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16. 求函数22)8x()2x(y的 值域。解:原 函数可化简得:|8x|2x|y上式可 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,10|AB|8x|2x|y当点P在线段 AB的延长线或反向延长线 上时,10|AB|8x|2x|y故所求 函数的值域为:,10例17. 求函数5x4x13x6xy22的值域。解:原 函数可变形为:2222
11、)10()2x()20()3x(y上式可看成 x 轴上的点)0,x(P到两定点)1,2(B),2,3(A的距离之和,由 图 可 知 当 点P为 线 段 与x轴 的 交 点 时 ,43)12()23(|AB|y22min,故所求函数的值域 为,43名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 9 页 - - - - - - - - - 例18. 求函数5x4x13x6xy22的值域。解:将 函数变形为:2222)10()2x()20()3x(y上式可 看成定点A(3, 2
12、)到点P(x,0)的距离与定点)1 ,2(B到点)0,x(P的距离之差。即:|BP|AP|y由图可 知: (1)当点 P在 x 轴上且不是直线 AB 与 x轴的交点时,如点P,则构成ABP,根据三角形两边之差小于第三边,有26)12()23(|AB|BP| AP|22即:26y26(2)当点P恰好为直线AB与x 轴的交点时,有26|AB|BP|AP|综上所 述,可知函数的值域为:26,26(注: 由例 17, 18可 知 ,求两距 离之和时 ,要将函数式变形 ,使A、B两点在x轴的两侧,而求两距离之差时,则要使A,B两点在x轴的同侧。如:例17的A,B两点 坐标分别为: (3,2) ,)1,2
13、(,在x轴的同侧;例18的A,B两点坐标分别为(3,2) ,)1,2(,在x轴的同侧。9. 不等式法利用基 本不等式abc3cba,ab2ba3)Rc,b,a(, 求函数的最值, 其题型特征解析式是和式时要求积为定值,解析式是积时要求和为定值,不 过有时需要用到拆项、添项和两边平方等技巧。例19. 求函数4)xc os1x( co s)xs i n1x(s i ny22的值域。解:原 函数变形为:52xcotxtan3xcotxtan3xsecxces1xcos1xsin1)xcosx(siny22322222222当且仅 当xco txt a n即当4kx时)zk(,等号成立,故原函数的值域
14、为:),5例20. 求函数x2sinxsin2y的值域。解:xc osxs i nxsi n4yxc o sxs i n42名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 9 页 - - - - - - - - - 27643/)xsin22xsinx(sin8)xsin22(xsinxsin8xcosxsin16y322222224当且仅 当xsin22xsin22,即当32xsin2时,等号成立。由2764y2可得:938y938故原函 数的值域为:938,938 1
15、0. 一一映射法原理: 因为)0c(dcxbaxy在定义域上 x与y是一一对应的。 故两个变量中, 若知道一个变 量范围,就可以求另一个变量范围。例21. 求函数1x2x31y的值域。解: 定义域为21x21x|x或由1x2x31y得3y2y1x故213y2y1x或213y2y1x解得23y23y或故函数 的值域为,2323,11. 多种方法综合运用例22. 求函数3x2xy的值域。解:令)0t (2xt,则1t3x2(1)当0t时,21t1t11tty2, 当且仅当 t =1,即1x时取等号, 所以21y0(2)当t=0时,y=0 。综上所 述,函数的值域为:21,0注:先 换元,后用不等式
16、法名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 9 页 - - - - - - - - - 例23. 求函数42432xx21xxx2x1y的值域。解:4234242xx21xxxx21xx21y2222x1xx1x1令2tanx,则2222cosx1x1sin21x1x21sin21sinsin21cosy22161741sin2当41sin时,1617ymax当1sin时,2ym i n此时2t a n都存在,故函数的值域为1617,2注:此 题先用换元法,后用配方
17、法,然后再运用sin的有界性。总之,在具体求某个函数的值域时,首先要仔细、认真观察其题型特征,然后再选择恰当的方法,一般优先考虑直接法,函数单调性法和基本不等式法,然后才考虑 用其他各种特殊方法。求函数值域(最值)的方法:(1)配方法 (1)当2,0(x时,函数3)1(4)(2xaaxxf在2x时取得最大值,则a 的取值范围是 _(答:21a) ;(2)换元法(1)22sin3cos1yxx的值域为 _(答:174,8) ;(2)211yxx的值域为 _(答:(3,)) (令1xt,0t。运用换元法时,要特别要注意新元t的范围 ) ;3)sincossincosyxxxx的值域为 _(答:11
18、,2 2) ;(4)249yxx的值域为 _(答:1, 324) ;(3)函数有界性法求函数2 sin11siny,313xxy,2 sin11cosy的值域(答:1(,2、 (0,1) 、3(, 2) ;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 9 页 - - - - - - - - - ( 4) 单调性法 求1(19)yxxx,229sin1sinyxx的值域为 _(答:80(0,)9、11,92) ;(5)数形结合法 已知点(,)Px y在圆221xy上,求2yx及2yx的取值范围(答:33,33、5 ,5 ) ;(6)不等式法 设12,x aay成等差数列,12,x bby成等比数列, 则21221)(bbaa的取值范围是 _.(答:(,04,)) 。(7)导数法 求函数32()2440fxxxx,3, 3x的最小值。(答: 48)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 9 页 - - - - - - - - -