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第二章 函数的概念与基本初等函数
2.1 函数的概念及其表示
数学
内容索引
必备知识回顾
关键能力提升
第一部分
第二部分
考点1 函数的定义域
考点2 求函数的解析式
01
02
考点3 分段函数
03
课时作业
第三部分
04
高考创新方向 深刻理解
1.了解构成函数的要素,能求简单函数的定义域.
2.在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图象法、列表法、解析法)表示函数,理解函数图象的作用.
3.了解简单的分段函数,并能简单应用.
自主学习·基础回扣
必备知识回顾
第
分
部
一
1.函数的概念
(1)函数的定义
一般地,设A,B是____________,如果对于集合A中的____________,按照某种确定的对应关系f,在集合B中都有______________和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数,记作y=f(x),x∈A.
(2)函数的三要素
函数由______、____和对应关系三个要素构成.在函数y=f(x),x∈A中,____________范围(即数集A)称为这个函数的______,__________组成的集合{f(x)|x∈A}称为函数的值域.
教材回扣
非空的实数集
任意一个数x
唯一确定的数y
定义域
值域
自变量的取值
定义域
所有函数值
2.函数的表示法
3.分段函数
若函数在其定义域内,对于定义域内的不同取值区间,有着不同的________,这样的函数叫做________.
解析法 图象法 列表法
用解析式表示两个变量之间的对应关系 用图象表示两个变量之间的对应关系 列出表格来表示两个变量之间的对应关系
对应关系
分段函数
1.直线x=a与函数y=f(x)的图象至多有1个交点.
2.在函数的定义中,非空实数集A,B,A即为函数的定义域,值域为B的子集.
3.分段函数虽由几部分组成,但它表示的是一个函数.分段函数的定义域等于各段函数的定义域的并集,值域等于各段函数的值域的并集.
教材拓展
1.判断(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)若两个函数的定义域和值域相同,则这两个函数是同一个函数.( )
(2)任何一个函数都可以用图象法表示.( )
(3)直线y=a与函数y=f(x)的图象可以有多个交点.( )
基础检测
×
×
√
√
2.(人教A版必修第一册P66例3改编)下列各组函数表示同一个函数的是( )
C
0
互动探究·考点精讲
关键能力提升
第
分
部
二
考点1 函数的定义域
D
(2)(2024·湖北武汉二模)已知函数f(2x+1)的定义域为[-1,1),则函数f(1-x)的定义域为____________.
【解析】 由函数f(2x+1)的定义域为[-1,1),则有2x+1∈[-1,3),令-1≤1-x<3,解得-2(-2,2]
规律总结
1.求给定解析式的函数的定义域,其实质就是以函数解析式中所含式子(运算)有意义为准则,列出不等式或不等式组求解;对于实际问题,定义域应使实际问题有意义.
2.求抽象函数定义域的方法
(1)若已知函数f(x)的定义域为[a,b],则复合函数f(g(x))的定义域可由不等式a≤g(x)≤b求出.
(2)若已知函数f(g(x))的定义域为[a,b],则f(x)的定义域为g(x)在[a,b]上的值域.
3.定义域是一个集合,要用集合的描述法或区间等形式表示.若定义域不连续,则用区间表示时,应分成多个区间,各区间之间不能用“或”连接,而应该用并集符号“∪”连接.
A.(-∞,1)
B.(-∞,-1)
C.(-∞,-1)∪(-1,0)
D.(-∞,-1)∪(-1,1)
D
{x|x>2}
考点2 求函数的解析式
【例2】 (1)已知f(1-sin x)=cos2x,求f(x)的解析式.
【解】 (换元法)设1-sinx=t,t∈[0,2],则sin x=1-t,
∵f(1-sin x)=cos2x=1-sin2x,
∴f(t)=1-(1-t)2=2t-t2,t∈[0,2],
即f(x)=2x-x2(0≤x≤2).
(3)已知f(x)是一次函数且3f(x+1)-2f(x-1)=2x+17,求f(x)的解析式.
【解】 (待定系数法)∵f(x)是一次函数,可设f(x)=ax+b(a≠0),
∴3[a(x+1)+b]-2[a(x-1)+b]=2x+17,即ax+(5a+b)=2x+17,
(4)若对任意实数x,均有f(x)-2f(-x)=9x+2,求f(x)的解析式.
【解】 (解方程组法)∵f(x)-2f(-x)=9x+2①,
∴f(-x)-2f(x)=9(-x)+2②,
由①+2×②得-3f(x)=-9x+6,
∴f(x)=3x-2.
规律总结
函数解析式的求法
(1)配凑法:由已知条件f(g(x))=F(x),可将F(x)改写成关于g(x)的解析式,然后以x替代g(x),便得f(x)的解析式.
(2)待定系数法:若已知函数的类型(如一次函数、二次函数)可用待定系数法.
(3)换元法:已知复合函数f(g(x))的解析式,可用换元法,此时要注意新元的取值范围.
(1,+∞)
(2)已知f(x)满足3f(x)+2f(1-x)=4x,则f(x)的解析式为__________________.
解析:由3f(x)+2f(1-x)=4x①,
用1-x代x可得,3f(1-x)+2f(x)=4(1-x)②,
考点3 分段函数
B
【解析】 当x≤0时,f(x)=x+1≤1,得x≤0,所以x≤0;当x>0时,f(x)=ln (x+1)≤1,得-1(-∞,e-1]
规律总结
关于分段函数求值问题的解题思路
(1)求函数值:先确定要求值的自变量属于哪一段区间,然后代入该段的解析式求值,当出现f(f(a))的形式时,应从内到外依次求值.
(2)求自变量的值或范围:先假设所求的值或范围在分段函数定义区间的某段上,然后求出相应自变量的值或范围,再用同样的方法求其余各段上自变量的值或范围,最后综合得出结果.切记要代入检验.
D
1
高考创新方向 深刻理解
【例】 (多选)(2024·广东六校联考)给定数集A=R,B=(0,+∞),x,y满足方程2x-y=0,下列对应关系f为函数的是( )
A.f:A→B,y=f(x)
B.f:B→A,y=f(x)
C.f:A→B,x=f(y)
D.f:B→A,x=f(y)
ABD
【解析】 对于A,y=f(x)=2x, x∈A,均有唯一确定的f(x),且f(x)∈(0,+∞)=B与之对应,符合函数定义,故A符合题意;对于B,y=f(x)=2x, x∈B,均有唯一确定的f(x),且f(x)∈(1,+∞) A,符合函数定义,故B符合题意;对于C,x=f(y)=log2y,取y=1∈A,但x=0 B,不符合函数定义,故C不符合题意;对于D,x=f(y)=log2y, y∈B,均有唯一确定的f(y),且f(y)∈R=A,符合函数定义,故D符合题意.故选ABD.
创新解读
本题考查函数的定义,需要学生对函数定义中的几个关键点深刻理解,才能将正确选项全部选出,如C选项考查A中的每一个元素在B中都有唯一确定元素与之对应,体现新高考对基础概念深入考查的特点和趋势.
课时作业6
第
分
部
三
A.(-1,1)
B.(-1,1)∪(2,+∞)
C.[2,+∞)
D.(-1,1)∪[2,+∞)
D
A.1 B.2
C.4 D.8
解析:由函数可得,f(-3)=f(-1)=f(1)=21=2.故选B.
B
A.7 B.-2
C.2 D.7或-2
D
A.(-∞,2) B.(-∞,3)
C.[0,3) D.(3,+∞)
解析:当x<0时,不等式f(x)<2可化为-x2-2x<2,所以x2+2x+2>0,可得x<0;当x≥0时,不等式f(x)<2可化为log2(x+1)<2,所以x+1<4,且x+1>0,所以0≤x<3,所以不等式f(x)<2的解集是(-∞,3).故选B.
B
D
C
7.(6分)(多选)下列各组函数中,两个函数是同一个函数的有( )
AC
BD
9.(5分)已知f(x+1)=2x2-3,若f(m)=15,则m=________.
解析:令x+1=t,则可得x=t-1,由f(x+1)=2x2-3可得f(t)=2(t-1)2-3,所以f(m)=2(m-1)2-3=15,解得m=4或m=-2.
4或-2
4
a≤1
12.(16分)(1)已知函数f(x-1)=x2-4x,求函数f(x)的解析式.
解:令x-1=t,则x=t+1,
所以f(t)=(t+1)2-4(t+1)=t2-2t-3,即f(x)=x2-2x-3.
(2)已知f(x)是二次函数,且f(x+1)+f(x-1)=2x2-4x,求f(x)的解析式.
解:设f(x)=ax2+bx+c,则f(x+1)+f(x-1)=a(x+1)2+b(x+1)+c+a(x-1)2+b(x-1)+c=2ax2+2bx+2a+2c,
又f(x+1)+f(x-1)=2x2-4x,
(3)已知函数f(x)满足2f(x)+f(-x)=3x+4,求f(x)的解析式.
解:因为2f(x)+f(-x)=3x+4①,
所以2f(-x)+f(x)=-3x+4②,
13.(5分)若f(x+y)=f(x)+f(y)+xy,f(1)=1,则f(-20)=( )
A.55 B.190
C.210 D.231
B
B
14.(5分)若函数f(x)的定义域为R,且xf(x)+f(1-x)=1,则f(x)的最大值为( )
A.0 B.1
C.2 D.3
15.(5分)(2024·山东济南一模)已知集合A={u(x)|u(x)=ax2-(a+b)x+b,a,b∈R},函数f(x)=x2-1.若函数g(x)满足对任意u(x)∈A,存在λ,μ∈R,使得u(x)=λf(x)+μg(x),则g(x)的解析式可以是_________________ _______________________________________________________________.(写出一个满足条件的函数解析式即可)
解析:u(x)=ax2-(a+b)x+b,f(x)=x2-1,u(1)=a-(a+b)+b=0,f(1)=0,u(x)=λf(x)+μg(x),u(1)=λf(1)+μg(1)=μg(1)=0,所以g(1)=0,则g(x)的解析式可以为g(x)=x-1.经检验,g(x)=x-1满足题意.
g(x)=x-1(满足g(1)=0,且一次项系数不为零的所有一次或者二次函数解析式均正确)