函式問題的題型與方法
(一) 對映與函式
1.對映與一一對映
2.函式
函式三要素是定義域,對應法則和值域,而定義域和對應法則是起決定作用的要素,因為這二者確定後,值域也就相應得到確定,因此只有定義域和對應法則二者完全相同的函式才是同一函式.
3.反函式
反函式的定義
設函式的值域是c,根據這個函式中x,y 的關係,用y把x表示出,得到x=(y). 若對於y在c中的任何乙個值,通過x=(y),x在a中都有唯一的值和它對應,那麼,x=(y)就表示y是自變數,x是自變數y的函式,這樣的函式x=(y) (yc)叫做函式的反函式,記作,習慣上改寫成
(二)函式的性質
1. 函式單調性:
定義:對於函式f(x)的定義域i內某個區間上的任意兩個自變數的值x1,x2,
⑴若當x1⑵若當x1f(x2),則說f(x) 在這個區間上是減函式.
若函式y=f(x)在某個區間是增函式或減函式,則就說函式y=f(x)在這一區間具有(嚴格的)單調性,這一區間叫做函式y=f(x)的單調區間.此時也說函式是這一區間上的單調函式.
單調性性質:(1)、增函式+增函式=增函式;(2)、減函式+減函式=減函式;
(3)、增函式-減函式=增函式;(4)、減函式-增函式=減函式;
注:上述結果中的函式的定義域一般情況下是要變的,是等號左邊兩個函式定義域的交集。
復合函式的單調性:
等價關係:
(1)設那麼
上是增函式;
上是減函式.
(2)設函式在某個區間內可導,如果,則為增函式;如果,則為減函式.
2. 函式的奇偶性:(注:是奇偶函式的前提條件是:定義域必須關於原點對稱)
奇函式:
定義:在前提條件下,若有,則f(x)就是奇函式。
性質:(1)、奇函式的圖象關於原點對稱;
(2)、奇函式在x>0和x<0上具有相同的單調區間;
(3)、定義在r上的奇函式,有f(0)=0 .
偶函式:
定義:在前提條件下,若有,則f(x)就是偶函式。
性質:(1)、偶函式的圖象關於y軸對稱;
(2)、偶函式在x>0和x<0上具有相反的單調區間;
奇偶函式間的關係:新課標第一網
(1)、奇函式·偶函式=奇函式; (2)、奇函式·奇函式=偶函式;
(3)、偶奇函式·偶函式=偶函式; (4)、奇函式±奇函式=奇函式(也有例外得偶函式的)
(5)、偶函式±偶函式=偶函式; (6)、奇函式±偶函式=非奇非偶函式
奇函式的圖象關於原點對稱,偶函式的圖象關於y軸對稱;反過來,如果乙個函式的圖象關於原點對稱,那麼這個函式是奇函式;如果乙個函式的圖象關於y軸對稱,那麼這個函式是偶函式.
3. 函式的週期性:
定義:對函式f(x),若存在t0,使得f(x+t)=f(x),則就叫f(x)是週期函式,
其中,t是f(x)的乙個週期。
週期函式幾種常見的表述形式:
(1)、f(x+t)= - f(x),此時週期為2t ;
(2)、 f(x+m)=f(x+n),此時週期為2 ;
(3)、,此時週期為2m 。
(三)指數函式與對數函式
1.指數函式的圖象和性質
2.對數函式y=logax的圖象和性質:
3. 分數指數冪與根式的性質:
(1)(,且).
(2)(,且).
(3).
(4)當為奇數時,;當為偶數時,.
4. 指數式與對數式的互化式: .
指數性質:
(1)1、 ; (2)、() ; (3)、
(4)、 ; (5)、 ;
指數函式:
(1)、在定義域內是單調遞增函式;
(2)、在定義域內是單調遞減函式。注: 指數函式圖象都恆過點(0,1)
對數性質:
(1)、;(2)、;
(3)、 ;(4)、; (5)、
(67)、
對數函式:
(1)、在定義域內是單調遞增函式;
(2)、在定義域內是單調遞減函式;注: 對數函式圖象都恆過點(1,0)
(3)、
(4)、或
5. 對數的換底公式 : (,且, ,且,).
對數恒等式: (,且,).
推論(,且,).
6.對數的四則運算法則:若a>0,a≠1,m>0,n>0,則
(1); (2);
(3); (4)。
(四)補充
1.二次函式的解析式的三種形式:
(1) 一般式;
(2) 頂點式;(當已知拋物線的頂點座標時,設為此
式)(3) 零點式;(當已知拋物線與軸的交點座標為時,設為此式)
2.常見函式的影象:
3.對於函式(),恆成立,則函式的對稱軸是;兩個函式與的圖象關於直線對稱.
4. 對稱變換:①y = f(x)
②y =f(x)
③y =f(x)
六.例題講解
例1.已知函式定義域為(0,2),求下列函式的定義域:
分析:x的函式f(x)是由u=x與f(u)這兩個函式復合而成的復合函式,其中x是自變數,u是中間變數.由於f(x),f(u)是同乙個函式,故(1)為已知0<u<2,即0<x<2.求x的取值範圍.
解:(1)由0<x<2, 得
例2. 已知xy<0,並且4x-9y=36.由此能否確定乙個函式關係y=f(x)?如果能,求出其解析式、定義域和值域;如果不能,請說明理由.
分析: 4x-9y=36在解析幾何中表示雙曲線的方程,僅此當然不能確定乙個函式關係y=f(x),但加上條件xy<0呢?
所以因此能確定乙個函式關係y=f(x).其定義域為(-∞,-3)∪(3,+∞).且不難得到其值域為(-∞,0)∪(0,+∞).
例3. 下面四個結論:①偶函式的圖象一定與y軸相交;②奇函式的圖象一定通過原點;③偶函式的圖象關於y軸對稱;④既是奇函式又是偶函式的函式一定是f(x)=0(x∈r),其中正確命題的個數是 ( )a.1 b.2c.3 d.4
分析:偶函式的圖象關於y軸對稱,但不一定相交,因此③正確,①錯誤.
奇函式的圖象關於原點對稱,但不一定經過原點,因此②不正確.
若y=f(x)既是奇函式,又是偶函式,由定義可得f(x)=0,但不一定x∈r,如例1中的(3),故④錯誤,選a.
例4. 若y=log (2-ax)在[0,1]上是x的減函式,則a的取值範圍是( )
a.(0,1) b.(1,2) c.(0,2) d.[2,+∞)
分析:本題存在多種解法,但不管哪種方法,都必須保證:①使log (2-ax)有意義,即a>0且a≠1,2-ax>0.②使log (2-ax)在[0,1]上是x的減函式.由於所給函式可分解為y=logu,u=2-ax,其中u=2-ax在a>0時為減函式,所以必須a>1;③[0,1]必須是y=log (2-ax)定義域的子集.
解法一:因為f(x)在[0,1]上是x的減函式,所以f(0)>f(1),
即log2>log (2-a).
解法二:由對數概念顯然有a>0且a≠1,因此u=2-ax在[0,1]上是減函式,y= logu應為增函式,得a>1,排除a,c,再令
故排除d,選b.
例5.(2023年全國高考試題)甲、乙兩地相距skm,汽車從甲地勻速行駛到乙地,速度不得超過c km/h,已知汽車每小時的運輸成本(以元為單位)由可變部分和固定部分組成:可變部分與速度v(km/h)的平方成正比,比例係數為b;固定部分為a元.
(1)把全程運輸成本y(元)表示為速度v(km/h)的函式,並指出這個函式的定義域;
(2)為了使全程運輸成本最小,汽車應以多大速度行駛.
分析:(1)難度不大,抓住關係式:全程運輸成本=單位時間運輸成本×全程運輸時間,而全程運輸時間=(全程距離)÷(平均速度)就可以解決.
故所求函式及其定義域為
但由於題設條件限制汽車行駛速度不超過ckm/h,所以(2)的解決需要
論函式的增減性來解決.
由於vv>0,v-v>0,並且
又s>0,所以即
則當v=c時,y取最小值.
例6.作出下列函式的圖象(1)y=|x-2|(x+1);(2)y=10|lgx|.
分析:顯然直接用已知函式的解析式列表描點有些困難,除去對其函式性質分析外,我們還應想到對已知解析式進行等價變形.
解:(1)當x≥2時,即x-2≥0時,
當x<2時,即x-2<0時,
這是分段函式,每段函式圖象可根據二次函式圖象作出(見圖6)
(2)當x≥1時,lgx≥0,y=10|lgx|=10lgx=x;
當0<x<1時,lgx<0,
所以這是分段函式,每段函式可根據正比例函式或反比例函式作出.(見圖7)
例8. 已知f(x+199)=4x+4x+3(x∈r),那麼函式f(x)的最小值為____.
分析:由f(x+199)的解析式求f(x)的解析式運算量較大,但這裡我們注意到,y=f(x +100)與y=f(x),其圖象僅是左右平移關係,它們取得
求得f(x)的最小值即f(x+199)的最小值是2.
例9. 已知函式f(x),x∈f,那麼集合∩{(x,y)|x=1}中所含元素的個數是.( )
a.0 b.1 c.0或1 d.1或2
分析:這裡首先要識別集合語言,並能正確把集合語言轉化成熟悉的語言.從函式觀點看,問題是求函式y=f(x),x∈f的圖象與直線x=1的交點個數(這是一次數到形的轉化),不少學生常誤認為交點是1個,並說這是根據函式定義中「惟一確定」的規定得到的,這是不正確的,因為函式是由定義域、值域、對應法則三要素組成的.這裡給出了函式y=f(x)的定義域是f,但未明確給出1與f的關係,當1∈f時有1個交點,當1 f時沒有交點,所以選c.
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