2.2.1 函数的概念 教案1

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名称 2.2.1 函数的概念 教案1
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资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 数学
更新时间 2016-08-14 11:07:08

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2.2.1
函数的概念
教案
1.了解生活中的变量关系.
2.理解函数的概念.
3.会求出简单函数的定义域、值域.
1.生活中的变量关系
(1)依赖关系:在某变化过程中有两个变量,如果其中一个变量的值发生了变化,另一个变量的值也会随之发生变化,那么就称这两个变量具有依赖关系.如果变量x,y具有依赖关系,对于其中一个变量x的每一个值,另一个变量y都有________的值时,那么称变量y是变量x的函数,即这两个变量之间具有函数关系.
(2)非依赖关系:在某变化过程中有两个变量,如果其中一个变量的值发生了变化,另一个变量的值不受任何影响,那么就称这两个变量具有非依赖关系.
函数关系是特殊的依赖关系,具有依赖关系的两个变量有的是函数关系,有的不是函数关系.因此说依赖关系不一定是函数关系,而函数关系是依赖关系.例如,积雪层对越冬作物具有防冻保暖作用,大雪可以防止土壤中的热量向外散发,又可阻止外界冷空气的侵入,具有增墒肥田作用.所以下雪与来年的丰收具有依赖关系,但不是函数关系.
【做一做1-1】
张大爷种植了10亩小麦,每亩施肥x千克,小麦总产量为y千克,则(
).
A.x,y之间有依赖关系
B.x,y之间有函数关系
C.y是x的函数
D.x是y的函数
【做一做1-2】
某人骑车的速度是v千米/时,他骑t小时,走的路程s是多少?路程是时间的函数吗?
2.函数的概念
给定两个非空____________A和B,如果按照某个对应关系f,对于集合A中________数x,在集合B中都存在____________确定的数f(x)与之对应,那么就把对应关系f叫作定义在集合A上的函数,记作f:A→B,或y=______________,x∈A.此时,x叫作自变量,集合A叫作函数的定义域,集合__________叫作函数的值域.习惯上我们称y是x的函数.
(1)符号y=f(x)表示变量y是变量x的函数,它仅仅是函数符号,并不表示y等于f与x的乘积;符号f(x)与f(m)既有区别又有联系,当m是变量时,函数f(x)与函数f(m)是一样的;当m是常数时,f(m)表示自变量x=m时对应的函数值,是一个常量.
(2)函数的三要素:定义域、对应关系、值域.有时给出的函数没有明确说明定义域,这时,它的定义域就是自变量的允许取值范围,此时的定义域又称为此函数的“自然定义域”;如果函数涉及实际问题,它的定义域还需使实际问题有意义,此时的定义域又称为此函数的“临时定义域”.
【做一做2】
下列式子中不能表示函数y=f(x)的是(
).
A.x=y2+1
B.y=2x2+1
C.x-2y=6
D.x=
3.区间与无穷的概念
(1)区间
设a,b是两个实数,而且a<b,规定如下表:
定义
名称
符号
几何表示
{x|a≤x≤b}
闭区间
______
{x|a<x<b}
开区间
______
{x|a≤x<b}
左闭右开区间
______
{x|a<x≤b}
左开右闭区间
______
这里实数a,b都叫作相应区间的________________.
并不是所有的数集都能用区间表示.例如:数集M={1,2,3,4}就不能用区间表示.由此可见,区间仍是集合,是一类特殊数集的另一种符号语言.
(2)无穷的概念及无穷区间
定义
R
{x|x≥a}
{x|x>a}
{x|x≤a}
{x|x<a}
符号
(-∞,+∞)
________
________
________
________
无穷大“∞”是一个符号,不是一个具体的数.因此不能将[1,+∞)写成[1,+∞].
【做一做3】
将下列集合用区间表示出来,并在数轴上表示区间.
(1){x|x≥1};
(2){x|x<1或x≥2};
(3){x|2≤x≤8且x≠5}.
答案:1.(1)唯一确定 
【做一做1-1】
A
【做一做1-2】
解:t小时走的路程是s=vt.
由于时间t每取一个值,路程s有唯一确定的值与之对应,所以路程是时间的函数.
2.数集 任何一个 唯一 f(x) {f(x)|x∈A} 
【做一做2】
A A选项中,给定一个x(比如x=5),有两个y(y=±2)与它对应,所以y不是x的函数.同理可验证其他选项中y都是x的函数.
3.(1)[a,b] (a,b) [a,b) (a,b] 端点 (2)[a,+∞)
(a,+∞) (-∞,a] (-∞,a)
【做一做3】
解:(1)[1,+∞);
(2)(-∞,1)∪[2,+∞);
(3)[2,5)∪(5,8].
数轴表示分别如图(1)(2)(3).
如何理解函数符号f(x)的意义?
剖析:(1)符号“y=f(x)”中的“f”表示对应法则,在不同的具体函数中,“f”的含义不一样,可以把函数的对应法则“f”形象地看作一个“暗箱”.例如y=f(x)=x2,可以将其看作输入x,输出x2,于是“暗箱”相当于一个“平方机”的作用(如图所示),则显然应该有f(a)=a2,f(m+1)=(m+1)2,f(x+1)=(x+1)2.
(2)符号y=f(x)是“y是x的函数”的数学表示,应理解为x是自变量,它是法则所施加的对象;f是对应法则,它可以是一个或几个解析式,可以是图像、表格,也可以是文字描述;y是自变量的函数,当x允许取某一具体值时,相应的y值为与该自变量值对应的函数值.y=f(x)仅仅是函数符号,不是表示“y等于f与x的乘积”.在研究函数时,除用符号f(x)外,还常用g(x),F(x),G(x)等来表示函数.
(3)f(x)与f(a)的区别与联系:f(a)表示当x=a时,函数f(x)的值,是一个常量,而f(x)是自变量x的函数,一般情况下,它是一个变量,f(a)是f(x)的一个特殊值.如一次函数f(x)=3x+4,当x=8时,f(8)=3×8+4=28是一个常数.
y=f(x)是“y是x的函数”的数学表示,它也未必就是一个解析式,y=f(a)表示自变量x=a时的函数值,它是一个常数;y=f(x)是函数,通常是一个依赖于x变化而变化的变量.函数还可以用其他一些符号来表示,例如:F(x),G(x),h(x),…,也就是说,不管用哪一个字母表示,它总是表达同样一个含义:y是x的函数.
题型一
函数的概念
【例1】
判断下列函数是否为同一函数:
(1)f(x)=与g(x)=
(2)f(x)=与g(x)=;
(3)f(x)=x2-2x-1与g(t)=t2-2t-1;
(4)f(x)=1与g(x)=x0(x≠0).
分析:判断函数的定义域和对应关系是否一致.
反思:判断两个函数是否相同,只需判断这两个函数的定义域与对应关系是否相同.
(1)定义域和对应关系都相同,则两个函数表示同一函数;
(2)定义域不同,则两个函数不表示同一函数;
(3)对应关系不同,则两个函数不表示同一函数;
(4)即使定义域和值域都分别相同的两个函数,也不一定是同一函数,例如y=x和y=2x-1的定义域和值域都是R,但不是同一函数;
(5)两个函数是否相同,与自变量是什么字母无关.
题型二
求函数的定义域
【例2】
求下列函数的定义域:
(1)y=2-;
(2)y=.
分析:求函数的定义域就是求使函数表达式有意义的自变量的取值范围,可考虑列不等式或不等式组.
反思:1.如果f(x)是整式,那么函数的定义域是实数集R.
2.如果f(x)是分式,那么函数的定义域是使分母不等于零的实数的集合.
3.如果f(x)是二次根式,那么函数的定义域是使根号内的式子大于或等于零的实数的集合.
4.如果f(x)是由几个部分的数学式子构成的,那么函数定义域是使各部分式子都有意义的实数集合(即求各部分定义域的交集).
5.对于由实际背景确定的函数,其定义域还要受实际问题的制约.
题型三
求函数值
【例3】
已知f(x)=(x∈R,且x≠-1),g(x)=x2+2(x∈R).
(1)求f(2),g(2)的值;
(2)求f(g(2))的值.
分析:解决求值问题,先分清对应法则,再代入求值.
反思:(1)求函数值问题,首先确定出函数的对应法则f的具体含义,再代入求值.
(2)求类似f(g(2))的值,要注意f,g作用的对象,按“由内向外”的顺序求值.
题型四
求函数的值域
【例4】
求下列各函数的值域:
(1)y=x+1,x∈{2,3,4,5,6};
(2)y=+1;
(3)y=x2-4x+6;
(4)y=x+.
分析:确定函数的值域必须认真分析自变量x与对应法则之间的联系,关键是弄清自变量变化时由对应法则确定函数值的变化规律.
反思:求函数值域的方法:
(1)图像法:借助于函数值域的几何意义,利用函数的图像求值域;
(2)观察法:对于解析式比较简单的函数,利用常见的结论如x2≥0,|x|≥0,≥0等观察出函数的值域;
(3)换元法:利用换元法转化为求常见函数如二次函数的值域等.
论函数的值域要先考虑函数的定义域,本例(1)中,如果忽视函数的定义域,那么会错误地得出函数值域为R.避免此类错误的方法是研究函数时要遵循定义域优先的原则.
题型五
易错辨析
易错点
求函数定义域时非等价化简解析式致错
【例5】
求函数y=·的定义域.
错解:y=·=,由x2-4≥0,得x≥2或x≤-2,∴函数的定义域为{x|x≥2或x≤-2}.
错因分析:错解在求函数的定义域时,对函数的解析式进行了不等价变形,导致定义域范围扩大.
答案:【例1】
解:(1)f(x)的定义域中不含有元素0,而g(x)的定义域为R,即定义域不相同,所以不是同一函数.
(2)f(x)的定义域为[0,+∞),而g(x)的定义域为(-∞,-1]∪[0,+∞),定义域也不相同,所以不是同一函数.
(3)尽管两个函数的自变量一个用x表示,另一个用t表示,但它们的定义域相同,对应关系相同,即对定义域内同一个自变量,根据表达式,都能得到同一函数值,因此二者为同一函数.
(4)f(x)的定义域为R,g(x)的定义域为{x|x≠0},因此也不是同一函数.
【例2】
解:(1)令即所以0≤x≤.
所以函数的定义域为.
(2)令即
所以x<0且x≠-1.
所以函数的定义域为{x|x<0且x≠-1}.
【例3】
解:(1)∵f(x)=,∴f(2)==;
又g(x)=x2+2,∴g(2)=22+2=6.
(2)f(g(2))=f(6)==.
【例4】
解:(1)当x分别取2,3,4,5,6时,y=x+1分别取3,4,5,6,7,∴函数的值域为{3,4,5,6,7}.
(2)∵函数的定义域为[0,+∞),
当x≥0时,≥0,
∴y≥1,即函数y=+1的值域为[1,+∞).
(3)函数的定义域为R.
∵y=x2-4x+6=(x-2)2+2≥2,
∴该函数的值域为[2,+∞).
(4)换元法:
设t=,则x=且t≥0.
问题转化为求y=+t(t≥0)的值域.
∵y=+t=(t+1)2(t≥0),(t+1)2≥1,
∴y的取值范围为.
故该函数的值域为.
【例5】
正解:由得即x≥2,
∴函数的定义域为{x|x≥2}.
1
下列四个图形中,不是以x为自变量的函数的图像是(
).
2
已知函数f(x)=,则f(2)等于(
).
A.3
B.2
C.1
D.0
3
函数y=的定义域为(
).
A.{x|x≤1}
B.{x|x≥0}
C.{x|x≥1或x≤0}
D.{x|0≤x≤1}
4
函数y=,x∈[1,5)的值域是__________.
5
判断下列各组的两个函数是否相等,并说明理由.
(1)y=x-1,x∈R与y=x-1,x∈N;
(2)y=与y=;
(3)y=与u=.
答案:1.C 2.A
3.D 要使函数有意义须解得0≤x≤1.
4.
(1,5] 画出函数的图像,如图所示,观察图像得图像上所有点的纵坐标的取值范围是(f(5),f(1)],则函数的值域是(1,5].
5.解:(1)不相等.前者的定义域是R,后者的定义域是N,由于它们的定义域不同,故不相等.
(2)不相等.前者的定义域是R,后者的定义域是{x|x≥0},它们的定义域不同,故不相等.
(3)相等.定义域相同均为非零实数,对应关系相同,都是自变量取倒数后加1,故相等.