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第三章 函数
第1讲 函数的概念及其表示
1.在初中用变量之间的依赖关系描述函数的基础上,用集合语言和对应关系刻画函数,建立完整的函数概念,体会集合语言和对应关系在刻画函数概念中的作用.2.了解构成函数的要素,能求简单函数的定义域.3.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.4.通过具体实例,了解简单的分段函数,并能简单应用.
前提 设A,B是两个________________
对应关系 对于集合A中的_______一个数x,按照某种确定的对应关系f,在集合B中都有____________的数y和它对应
名称 称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数
记法 y=f(x),x∈A
1.函数的定义
非空的实数集
任意
唯一确定
2.函数的定义域、值域
在函数y=f(x),x∈A中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的________;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的_______.
3.函数的三要素:________、__________和_______.
4.同一个函数:如果两个函数的_________相同,且__________完全一致,即相同的自变量对应的函数值也相同,那么这两个函数是同一个函数.
5.函数的表示法
表示函数的常用方法有:________、________、________.
定义域
值域
定义域
对应关系
值域
定义域
对应关系
解析法
列表法
图象法
6.分段函数
(1)定义:若函数在定义域的不同子集上,因___________不同而分别用几个不同的式子来表示,这种函数称为分段函数.
(2)定义域和值域:分段函数的定义域等于各段函数的定义域的并集,其值域等于各段函数的值域的并集.
(3)注意点:分段函数虽由几个部分组成,但它表示的是一个函数.
对应关系
1.(多选)下列各图中,能表示函数y=f(x)的图象的是( )
解析:对于A,多个x对应一个y,可以是函数;对于B,在y轴左侧或右侧,一个x对应多个y,不是函数;对于C,一个x对应一个y,可以是函数;对于D,为不连续的点函数.
-7
4.(人教A必修第一册习题3.1 T11改编)函数y=f(x)的图象如图所示,那么f(x)的定义域是_________________,值域是__________,其中只有唯一的x值与之对应的y值的范围是__________________.
(注:图中f(x)的图象与直线x=3无限靠近但无公共点)
(0,+∞)
[-3,0]∪(1,3)
(0,1)∪(4,+∞)
解析:求f(x)的定义域可看f(x)的图象上所有点的横坐标的取值构成的集合,易知为[-3,0]∪(1,3);求f(x)的值域可看f(x)的图象上所有点的纵坐标的取值构成的集合,易知为(0,+∞);作直线y=m,可知当m∈(0,1)∪(4,+∞)时,直线y=m与f(x)的图象有唯一公共点,所以只有唯一的x值与之对应的y值的范围是(0,1)∪(4,+∞).
x2-2x,x≥1
核心考向突破
考向一 函数的定义域
角度1 求具体函数的定义域
(1)(2025·江苏南京江宁区模拟)函数f(x)=log2(x+3)+(x+2)0的定义域是( )
A.[-3,+∞) B.(-3,-2)∪(-2,+∞)
C.(-3,+∞) D.[-3,2)∪(2,+∞)
2
(-∞,-2)
[0,3)
角度2 求抽象函数的定义域
已知函数f(x)的定义域为(0,1),f(x+1)的定义域为M,f(2x)的定义域为N,则( )
A.M=N B.M∩N=
C.M N D.N M
(2025·湖北武汉模拟)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:根据函数f(2x+1)的定义域为[-1,1),由-1≤x<1,得-1≤2x+1<3,所以f(x)的定义域为[-1,3),由-1≤1-x<3,得-2(-2,2]
考向二 求函数的解析式
(2)已知函数f(x)是一次函数,若f(f(x))=4x+8,则f(x)=________________.
求函数解析式的四种方法
1.若f(x)为二次函数且f(0)=3,f(x+2)-f(x)=4x+2,则f(x)的解析式为________________.
f(x)=x2-x+3
2.已知f(x)+3f(-x)=2x+1,则f(x)=_________.
x2-2(x≥2或x≤-2)
考向三 分段函数
角度1 分段函数求值问题
2
分段函数求值的策略
(1)求分段函数的函数值时,要先确定所求值的自变量属于哪一个区间,然后代入该区间对应的解析式求值.
(2)当出现f(f(a))的形式时,应从内到外依次求值.
(3)当自变量的值所在区间不确定时,要分类讨论,分类标准应参照分段函数不同段的端点.
0
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解析:当a≥0时,f(a)=a2+a=6,解得a=2或a=-3(舍去);当a<0时,f(a)=5a+6=6,解得a=0(舍去).综上所述,a=2.
解析:当x≤-2时,f(x+2)=1,f(2x)=1,则1<1,矛盾;当-2<x≤0时,f(x+2)=2x+2,f(2x)=1,则2x+2<1 x<-2,矛盾;当x>0时,f(x+2)=2x+2,f(2x)=22x,则2x+2<22x x+2<2x x>2,符合题意.综上,x的取值范围为(2,+∞).
(2,+∞)
解决分段函数与方程、不等式问题的基本策略
(1)分类讨论:根据分段函数的不同分段区间进行分类讨论,根据每一段的解析式分别求解,但要注意检验所求自变量的值(取值范围)是否符合相应段的自变量的取值范围.
(2)数形结合:解决分段函数问题时,通过画出函数的图象,对代数问题进行转化,结合图象直观地分析判断,可以快速准确地解决问题.
(-∞,-1)
-2
课时作业
一、单项选择题
1.如图所示,对应关系f是从A到B的函数的是( )
解析:从A到B的函数为对于A中的每一个元素,在B中都有唯一的元素与之对应.对于A,A中的元素4与9在B中各有两个元素和它对应,故A不符合题意;对于B,C,A中的元素0在B中没有元素和它对应,故B,C不符合题意.故选D.
3.若函数y=f(2x)的定义域为[-2,4],则y=f(x)-f(-x)的定义域为( )
A.[-2,2] B.[-2,4]
C.[-4,4] D.[-8,8]
4.已知函数f(x2+1)=x4,则函数y=f(x)的解析式是( )
A.f(x)=(x-1)2,x≥0 B.f(x)=(x-1)2,x≥1
C.f(x)=(x+1)2,x≥0 D.f(x)=(x+1)2,x≥1
解析:因为f(x2+1)=x4=(x2+1)2-2(x2+1)+1,且x2+1≥1,所以f(x)=x2-2x+1=(x-1)2,x≥1.故选B.
5.若二次函数g(x)满足g(1)=1,g(-1)=5,且图象过原点,则g(x)的解析式为( )
A.g(x)=2x2-3x B.g(x)=3x2-2x
C.g(x)=3x2+2x D.g(x)=-3x2-2x
8.(2025·宝鸡实验高级中学质检)取整函数[x]表示不超过x的最大整数,如[1.2]=1,[3.9]=3,[-1.5]=-2,下列关于“取整函数”的命题中,为真命题的是( )
A. x∈R,[2x]=2[x] B. x,y∈R,[x]=[y],则x-y≥1
C. x∈R,[2x]=2[x] D. x,y∈R,[x+y]≤[x]+[y]
解析:当x=1.5时,[2x]=[3]=3,但2[x]=2[1.5]=2×1=2,故A为假命题;设[x]=[y]=k∈Z,则k≤x[x]+[y],故D为假命题.
10.下列函数中,满足f(18x)=18f(x)的是( )
A.f(x)=|x| B.f(x)=x-|x|
C.f(x)=x+2 D.f(x)=-2x
解析:若f(x)=|x|,则f(18x)=|18x|=18|x|=18f(x);若f(x)=x-|x|,则f(18x)=18x-|18x|=18(x-|x|)=18f(x);若f(x)=x+2,则f(18x)=18x+2,而18f(x)=18x+18×2,故f(x)=x+2不满足f(18x)=18f(x);若f(x)=-2x,则f(18x)=-2×18x=18×(-2x)=18f(x).故选ABD.
x 1 2 3
g(x) 3 2 1
三、填空题
12.已知函数f(x),g(x)分别由下表给出:
则f(g(1))的值为________;满足f(g(x))>g(f(x))的x的值是________.
1
解析:∵g(1)=3,∴f(g(1))=f(3)=1.当x=1时,f(g(1))=1,g(f(1))=g(2)=2,不满足f(g(x))>g(f(x));当x=2时,f(g(2))=f(2)=3,g(f(2))=g(3)=1,满足f(g(x))>g(f(x));当x=3时,f(g(3))=f(1)=2,g(f(3))=g(1)=3,不满足f(g(x))>g(f(x)),∴满足f(g(x))>g(f(x))的x的值是2.
x 1 2 3
f(x) 2 3 1
2
解:(1)f(f(-1))=f(3)=3.
(2)当a>0时,f(a)=3 a=3;
当a≤0时,f(a)=3 -a(a+4)=3 a2+4a+3=0 a=-1或a=-3,
所以a=-3,-1或3.
(3)函数图象如图所示.
由图可知,函数f(x)的图象与直线y=m有三个
交点,只需0