第一篇、復合函式問題
一、復合函式定義: 設y=f(u)的定義域為a,u=g(x)的值域為b,若a b,則y關於x函式的y=f[g(x)]叫做函式f與g的復合函式,u叫中間量.
二、復合函式定義域問題:
(一)例題剖析:
(1)、已知的定義域,求的定義域
思路:設函式的定義域為d,即,所以的作用範圍為d,又f對作用,作用範圍不變,所以,解得,e為的定義域。
例1. 設函式的定義域為(0,1),則函式的定義域為
解析:函式的定義域為(0,1)即,所以的作用範圍為(0,1)
又f對lnx作用,作用範圍不變,所以
解得,故函式的定義域為(1,e)
例2. 若函式,則函式的定義域為
解析:先求f的作用範圍,由,知
即f的作用範圍為,又f對f(x)作用
所以,即中x應滿足
即,解得
故函式的定義域為
(2)、已知的定義域,求的定義域
思路:設的定義域為d,即,由此得,所以f的作用範圍為e,又f對x作用,作用範圍不變,所以為的定義域。
例3. 已知的定義域為,則函式的定義域為
解析:的定義域為,即,由此得
所以f的作用範圍為,又f對x作用,作用範圍不變,所以
即函式的定義域為
例4. 已知,則函式的定義域為
解析:先求f的作用範圍,由,知
解得,f的作用範圍為,又f對x作用,作用範圍不變,所以,即的定義域為
(3)、已知的定義域,求的定義域
思路:設的定義域為d,即,由此得,的作用範圍為e,又f對作用,作用範圍不變,所以,解得,f為的定義域。
例5. 若函式的定義域為,則的定義域為
解析:的定義域為,即,由此得
的作用範圍為
又f對作用,所以,解得
即的定義域為
評注:函式定義域是自變數x的取值範圍(用集合或區間表示)f對誰作用,則誰的範圍是f的作用範圍,f的作用物件可以變,但f的作用範圍不會變。利用這種理念求此類定義域問題會有「得來全不費功夫」的感覺,值得大家**。
三、復合函式單調性問題
(1)引理證明
已知函式.若在區間)上是減函式,其值域為(c,d),又函式在區間(c,d)上是減函式,那麼,原復合函式在區間)上是增函式.
證明:在區間)內任取兩個數,使
因為在區間)上是減函式,所以,記,即
因為函式在區間(c,d)上是減函式,所以,即,
故函式在區間)上是增函式.
(2).復合函式單調性的判斷
復合函式的單調性是由兩個函式共同決定。為了記憶方便,我們把它們總結成乙個圖表:
以上規律還可總結為:「同向得增,異向得減」或「同增異減」.
(3)、復合函式的單調性判斷步驟:
ⅰ 確定函式的定義域;
ⅱ 將復合函式分解成兩個簡單函式:與。
ⅲ 分別確定分解成的兩個函式的單調性;
ⅳ 若兩個函式在對應的區間上的單調性相同(即都是增函式,或都是減函式),則復合後的函式為增函式; 若兩個函式在對應的區間上的單調性相異(即乙個是增函式,而另乙個是減函式),則復合後的函式為減函式。
(4)例題演練
例1、 求函式的單調區間,並用單調定義給予證明
解:定義域
單調減區間是設則
=∵ ∴
∴> 又底數
∴ 即
∴在上是減函式
同理可證:在上是增函式
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