题目列表(包括答案和解析)
3、下列说法中,不正确的是( )
A、函数的值域中的每个数都有原象
B、定义域和值域分别相等的两函数是同一函数
C、定义域和对应法则分别相同的两函数是同一函数
D、函数的定义域只含一个元素,则值域也只有一个元素
2、下列四组函数中,表示同一函数是( )
A、
B、
C、
D、
A组
1、已知,则f[f(-1)] 的值等于( )
A、2 B、3 C、4 D、5
4、评价:检验与评价结果是否符合实际。
例9.已知f(x+1)=x2-3x+2,
(1)求f(x);
(2)求f(x-a)+f(x+a)
[探路]换元法:用凑法换元或设法换元。
[解法一]
(1)改写已知等式,并且凑法:
f(t+1)=t2-3t+2=(t+1)2-5t+1=(t+1)2-5(t+1)+6,
∴f(x)=x2-5x+6
(2)f(x-a)+f(x+a)=(x-a)2-5(x-a)+6+(x+a)2-5(x+a)+6
=2x2-10x+2a2+12
[解法二]
(1)把已知等式改写为
f(t+1)=t2-3t+2
设 t+1=x,则t=x-1
f(x)=(x-1)2-3(x-1)+2=x2-5x+6
即f(x)=x2-5x+6
(2)同“解法一”
[评注]
解法一是“凑法”,解法二是“设法”,它们都是换元法。选用哪个方法要由题目的条件来确定,
如本题解法二较好。但下面的例2用解法二(设法)却是不好的。
例10.已知,求f(x)和f(-3)。
[探路]
用凑法换元。
[解]把已知式先改写,并用凑法:
∴
∴f(-3)=-3(9-3)=-18
[评注]
本题用“设法”,即“设,解出t”是不好的,请你试试看。
例11.求下列函数的定义域:
(1); (2)
[解](1)
∴函数的定义域是(-∞,-3)∪(-3,-1] ∪[4,+∞)。
(2)
∴函数的定义域是(-2,2)∪(2,+∞)
[评注]
在(1)中,解|x+1|-2≠0得x≠1 , x≠-3,如果写成“x≠1,或x≠-3”,这是错误的;应写成
“x≠1,且x≠3”。这是一个重要的逻辑思维问题,不要用错逻辑联结词“或”、“且”。写出
上面的x{1,-3}是最好的。
在(2)中,解时,先解方程,经检验x=-1是增根,应舍去。
所以得x≠2。
求定义域最关键问题是列出自变量可取值的充要条件组。在解析式上,目前应记准列条件组的下述
法则:
有分式--分母非零;
有偶次根式--被开方式非负;
有零指数幂--底非零。
例12.(1)已知y=f(x)的定义域是[-1,2],求函数y=f(x+1)-f(x-1)的定义域。
(2)已知y=f(1-2x)的定义域是[-1,2],求函数y=f(x)的定义域。
[探路]
利用函数的符号意义来求其自变量的取值范围。先改写已知定义域的函数的自变量。
[解]
(1)∵f(t)的定义域是[-1,2],
∴-1≤t≤2。
对于函数y=f(x+1)-f(x-1)使f(t)有意义,应有
,
∴函数y=f(x+1)-f(x-1)的定义域是[0,1]。
(2)∵f(1-2t)的定义域是[-1,2]
∴-1≤t≤2
∴-3≤1-2t≤3
对于函数f(x)的自变量x=1-2t∈[-3,3]
∴函数y=f(x)的定义域是[-3,3]
[评注]
本题就是“抽象问题”,求抽象函数的定义域要由函数符号的意义来确定,其关键是抓住“谁是自
变量”,求定义域就是求自变量的取值范围。以本题之(2)为例:首先要弄清f(1-2x)和f(x)是两个
不同的函数;因为它们的自变量都表示为x,为了防止混淆,把已知函数f(1-2x)改写为f(1-2t),这
样函数f(1-2t)的自变量为t∈[-1,2].所求函数f(x)的自变量为x,再由x=1-2t , t∈[-1 , 2],求
得x∈[-3,3],即得f(x)的定义域。函数y=f(1-2t)是函数y=f(x)和函数x=1-2t的“复合”。中学
所遇到的“抽象函数问题”就是这种复合函数的符号问题。
例13.求函数的值域。
[探路]用“不等式法”或“反解法”。
[解法一]用“不等式法”:
由x≠3得≠0(即)
∴y≠2,即得函数y的值域:{y|y∈R,且y≠2}。
[解法二]用“反解法”,即“解x法”:
①
关于自变量x的方程①有x≠3的解y≠2,
∴函数y的值域是{y|y∈R,且y≠2}
[评注]
“不等式法”,已在前面说过,通过本例加以熟练。
“反解法”就是把函数y=f(x) , x∈A(A是定义域)等价地化为关于自变量x的方程,求值域就是求
该方程在定义域上有解的充要条件。但不必求出x,只要用各种方法消去x,用y表出这个充要条件,即可
解得值域。当这个充要条件可用判别式表出,那么,这种“反解法”就叫做“判别式法”。当这个充要条
件不能用判别式表出,即是判别式法失效!
例14.求函数的值域。
[探路]用“判别式法”
[解]该函数的定义域A=R
①
(1)当y=0时,①x=0∈A(定义域),∴有y=0
(2)当y≠0时,①有实数解△=1-4y2≥0(y≠0)
Û。
由(1)和(2),得函数值域为[]。
[评注]
判别式法应用在二次方程中,所以应注意讨论方程①是否为二次方程,因此本题要分类讨论。
本题“判别式法”有效,是因为二次方程①的根x∈R,没有限制。对于根x有限制的二次方程,△≥0
只是有实数根的必要条件,还要补加其它条件,使之成为充要条件才能求得值域,否则,要改用其他方法。
例15.求函数的值域。
[探路]用换元法,设,则x可用t的有理式表示,从而化为二次函数的值域问题。
[解]设,则t∈[0,+∞),x=1+t2
∴
∴
∴函数的值域是[)。
[评注]
用换元法,必须注意:不但解析式要完全化为新元的函数,而且要求出新元的取值范围(新函数的定
义域),即建立完整的新函数。如本例的新函数是,t∈[0,+∞],否则,换元不等
价,容易造成错误。
例16.x为何值时,|x-1|+|x-2|+|x-3|+|x-5|的值最小?并求出这个最小值。
[探路]
显然,这是求函数。
f(x)=|x-1|+|x-2|+|x-3|+|x-5|
的值域问题。用分类法(零点划分)是可以解决的,但要分为五种情况(分段函数),太麻烦了,
于是想用图象法来解,试试看,能不能非常简单,还有没有更妙的解法?
[解法一]
(图象法)这个函数的图象是折线,其最小值必在折点上取得,于是计算四个折点的函数值:
f(1)=7 , f(2)=5 , f(3)=5 , f(5)=9
∴f(x)的最小值为5,当x∈[2,3]时取得。
[解法三](利用绝对值的几何意义)画数轴:
设动点P的坐标为x,A、B、C、D的坐标分别为1、2、3、5,则f(x)=|x-1|+|x-2|+|x-3|+|x-5|
=|PA|+|PB|+|PC|+|PD|=d
由图可知,当点P在线段BC上时,取得d0=|BC|+|AD|=1+4=5;当点P在线段BC的两侧延长线上时d>d0,
∴当x∈[2,3]时,取得f(x)min=5。
[评注]解法一是图象法,但无需画图,其图象是开口向上的折线,在解题者的想象之中。
解法二是“图解法”--画数学式的几何图,图解法包括图象法。由本题,我们看到图解法包括:
(1)图象法;(2)图示法--画几何图或示意图
图解法是数形结合法。
3、求解;
2、建立目标函数,如本例目标函数是求最值的矩形面积;
例1:下列对应是不是从A到B的映射?是不是函数?
(1)A=(-∞,+∞),B=(0,+∞), f∶x→y=|x|
(2)A={x|x≥0}, B=R, f∶x→y, y2=x.
(3)A={x|x≥2, x∈Z}, B={y|y≥0, y∈Z}, f∶x→y=x2-2x+2.
(4)A={平面α内的矩形},B={平面α内的圆},f∶作矩形的外接圆。
[探路]
按映射的特点:A中每一元素都有象,且象唯一来判别;按函数的特点;A、B都是非空数集的映射来
判别。
[解]
(1)不是映射,因为0∈A,但|0|=0∈B,当然,(1)更不是函数。
(2)不是映射,更不是函数。因为,当x>0时,元素x的象不唯一。
(3)是映射。因为,又当x∈A时,y∈Z,所以(3)是映射。又因为A、B都是数集,
所以(3)也是函数。
(4)是映射。因为每一个矩形都有唯一的外接圆,即A中每一元素在B中都有唯一的象,所以
(4)是映射。但A、B不是数集,所以不是函数。
例2:已知映射f∶A→B,其中,集合A={-3,-2,-1,1,2,3,4},集合B的元素都是A中元素在映射f下
的象,且对任意的a∈A,在B中和它对应的元素是|a|,则集合B中元素的个数是( )
A、4 B、5 C、6 D、7
[探路]该映射是函数,问题化为求函数的值域。
[解]已知映射f∶A→B是函数
f(x)=|x|,定义域A={-3,-2,-1,1,2,3,4},且B是值域,求值域,得
B={3,2,1,4},其元素的个数是4,因此,选A。
[评注]
用映射的概念来深刻理解函数,反之,用函数的方法来解映射的问题,这是把概念与操作相结合的现
代观点,在本例,用具体的函数来操作映射是最快的算法,而不在概念中兜圈子。
例3:已知函数
求f[f(1)]和f[f(-1)]的值。
[探路]分段计算。
[解]∵
∴
∵
∴
例4:下列哪组函数是同一函数?为什么?
①
②
③
④
[解]
①是同一函数,因为对应法则等价:。
②不是同一函数,因为定义域不相等:前一函数的定义域是[1,+∞]后一函数的定义域是
。
③不是同一函数,因为定义域不相等:前一函数的定义域是[0,+∞);后一函数的定义域是
(-∞,+∞)。本题也可按值域不相等直接看出。
④不是同一函数。因为定义域不相等:前一函数的定义域为R;后一函数定义
域为。
例5:作出函数的图象。
[探路]
先把函数化为分段函数,再画图
[解]已知函数化为
其图象如图2。
[评注]
这类函数的图象是折线,因此,还有画图快法:先求折点,即各绝对值等于零的点,如本题折点有
两个:(-1,6)、(2,3);再求一两个适当点画两边的射线,连折点间的线段,即成图。
例6:设集合A={a1,a2,a3},B={b1,b2},
(1)从A到B的映射有多少个?
(2)从B到A的映射有多少个?
[探路]
根据“什么叫映射”来做一个映射:先算每一元素的象有几种可能,然后就能算出共能做出多少个不
同的映射。
[解]
(1)作a1的象有b1或b22种方法,同样作a2,a3的象也各有2种方法,所以从A到B的映射,
共有2×2×2=8个。
(2)从B到A的映射共有3×3=9个。
例7:《中华人民共和国个人所得税法》规定,公民全月工资、薪金所得不超过800元的部分不必纳税,
超过800元的部分为全月应纳税所得额。此项税款按下表分段累进计算。
全月应纳税所得额 |
税率 |
不超过500元的部分 |
5% |
超过500元至2000元的部分 |
10% |
超过2000元至5000元的部分 |
15% |
|
|
(1)某人今年十月份工薪为4000元,问他应纳税多少元?
(2)某人去年十月份纳税26.78元,问他去年十月份的工薪为多少元?
[探路]利用分段函数进行计算。
[解](1)该人全月纳税所得额为
4000元-800元=3200元
他应纳税:500元×5%+1500元×10%+1200元×15%=355元。
(2)工薪1300元应纳税:500元×5%=25元;
工薪2800元应纳税:25元+1500元×10%=175元。
∵26.78∈(25,175),
∴他去年十月份的工薪为1300元+(26.78-25)元×元。
例8:将长为l厘米的铁丝折成矩形,问怎样折才能使矩形的面积最大?并求出这个最大面积。
[探路]选取自变量,建立面积函数,注意定义域,求出值域,便得最大值。
[解]设折成的矩形的一边长为xcm,面积为Scm2,
则
当时,取得
∴将铁丝折成边长为的正方形时,面积最大,最大面积为
[评注]这种解决应用问题的方法叫“目标函数法”,其步骤是:
1、选取自变量,并确定定义域;
5.图象法。
[评注]
函数的定义域和对应法则确定以后,值域就被完全确定,然而求出值域却是一个相当复杂的问题,没
有包求所有函数值域的万能方法,只能靠自己不断地总结和发现它。今后,随着学习数学知识的丰富,
解题也积累了经验,你将学会许多求值域的方法,但要注意总结和掌握最基本的通法。我们暂时学会
上面的五个方法,并且只能采取“例中学”的方法。由于例题较多,暂不列举,请在下面的《B级》
中学习求值域的范例。
4.反解法、判别式法。
3.换元法、配方法。
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