1、函数的定义域、解析式、值域一、函数的定义域定义域特指的值。函数题的解答不能不考虑函数的定义域,抛弃函数的定义域解决函数问题没有任何意义。但大部分学生都会忽视这一问题,所以被称为隐形杀手,一定要确立定义域优先的思想。基本解题思路:注意“定义域优先”;不要对解析式化简变形;在解不等式组时要细心、快而准,分类讨论要全面,取交集时需要借助数轴;要注意端点值或边界值能否取到;定义域要用集合或者区间的形式写出;换元法要注意新变量的取值范围;注意对于指数不等式、对数不等式和分式不等式的解法的通用方法。(一)单一函数经过四则运算结合求函数的定义域。1、基本函数定义域的要求:(1)分式函数,分母不为;(2)偶次
2、根式函数的被开方数为非负数; (不要忘记等号)(3)一次函数、二次函数的定义域为;(4)中的底数不等于; (中的底数也不等于)(5)指数函数定义域为,对数函数定义域为; (注意且)(6)、的定义域为;的定义域为;的定义域为;(7)实际问题应考虑实际限制。2、剥洋葱原理一层一层交集(同时成立) 最后把求定义域转化成解不等式。例1-1函数的定义域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】C【解析】,解得,故选C。例1-2函数的定义域为 。【答案】【解析】且且解得。(二)单一函数与复合函数的相互转换。1、单一到复合,类比联想,整体代入。由的定义域为求的定义域实质是,求的取值范围。例2-1函数的定义域为
3、,则函数的定义域为 。【答案】【解析】,则。2、 复合到单一,方法:换元法。 规避易错点:新变量的取值范围。由的定义域,求的定义域,实质是,求的取值范围,此取值范围就是的定义域。实质就是换元法。例2-2已知函数的定义域是,则函数的定义域为 。【答案】【解析】设,故的定义域为。3、复合到复合,找到“桥梁”。由的定义域,求的定义域,须先求的定义域。例2-3若的定义域是,则函数的定义域为 。【答案】【解析】先求的定义域,设,即的定义域为,再求的定义域,解得或。(三)函数定义域逆向性问题。例3-1若函数的定义域为,则实数取值范围是( )。A、 B、 C、 D、【答案】A【解析】的定义域为,在上恒成立,
4、即方程至多有一个解,解得,则实数取值范围是,故选A。例3-2已知函数的定义域是,则实数的取值范围是( )。A、 B、 C、 D、【答案】B【解析】的定义域为,只需分母不为即可,或,可得,故选B。二、函数的解析式(一)已知函数类型,可设参,用待定系数法求解析式。若已知函数形式(一次函数,;二次函数,;反比例函数,;指数函数,且;,且;幂函数),可用待定系数法求解,即由函数类型设出函数解析式,再根据条件列方程(组),通过解方程(组)求出待定系数,进而求出函数解析式。已知函数图象,也用待定系数法求解析式。如果图象是分段的,要用分段函数表示。例4-1已知函数是指数函数,则( )。 A、 B、 C、 D
5、、【答案】C【解析】是指数函数,即,解得(可取)或(舍),故选C。多选例4-2已知函数是一次函数,且,则的解析式为( )。A、 B、 C、 D、【答案】AC【解析】设(),则, ,解得或,或,故选AC。例4-3已知二次函数满足,且,则的解析式为( )。A、 B、 C、 D、【答案】B【解析】设,则,又,令,则,即,令,则,即,故选B。(二)方程组法求函数解析式。若出现与的关系式、与的关系式或一个奇函数与一个偶函数的关系式,可构造另一个等式,通过解方程组求解。(1)互为倒数:;(2)互为相反数:或(为奇函数,为偶函数)。例5-1已知,则的解析式为( )。A、 B、 C、 D、【答案】B【解析】联
6、立,解方程组得,故选A。例5-2已知,则的解析式为 。【答案】,()【解析】联立,解方程组得,()。例5-3设为偶函数,为奇函数,求与的解析式。【解析】, 与原题中方程联立,解得(、),(、)。(三)已知求复合函数,或已知复合函数的解析式求的解析式,可用换元法、配凑法。即令,反解出,然后代入中求出,从而求出,注意新变量的取值范围。例6-1已知,则的解析式为 。【答案】 ()【解析】令,则,即 ()。例6-2已知,则的解析式为 。【答案】()【解析】令,则,(),()。(四)代入法:求已知函数关于某点或者某条直线的对称函数时,一般用代入法。1、关于点对称:关于点对称的; 特殊点:点关于原点对称的
7、点奇函数。2、关于线对称(1)特殊线:关于轴对称;关于轴对称偶函数;关于对称反函数;关于对称。(2)一般直线:构建等量关系抓两个关键点:垂直和中点。点关于直线对称的点,则;。例7-1函数关于原点对称且当时,求函数在时的解析式。【答案】()【解析】时,。例7-2与方程()的曲线关于直线对称的曲线的方程是( )。A、() B、()C、() D、()【答案】A【解析】,即,(),故选A。(五)赋值法:当题中所给变量较多,且含有“任意”等条件时,往往可以对具有“任意性”的变量进行赋值,使问题具体化、简单化,从而求得解析式。例5-1已知,对于任意实数、,恒成立,则的解析式为 。【答案】【解析】令,则有,
8、再令,则。三、函数的值域(一)直接法1、观察法:通过观察如,或等函数的定义域及性质,结合函数的解析式,应用不等式性质,可直接求得函数的值域。例6-1函数的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】D【解析】,故,值域为,故选D。注意:算术平方根具有双重非负性,即:(1)被开方数的非负性,(2)值的非负性。2、利用配方法:型如()型或可转化为二次型的函数,用此种方法,注意自变量的范围。例6-2函数的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】A【解析】,值域为,故选A。3、数形结合法:利用函数所表示的几何意义,借助于图象的直观性来求函数的值域,是一种常见的方法,如何将给定函数转化为我们熟悉的模
9、型是解答此类问题的关键。例6-3函数的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】D【解析】原函数化为,其图像如图,原函数值域为,故选D。注意:分段函数应注意函数的端点,利用函数的图象求函数的值域,体现数形结合的思想,是解决问题的重要方法。例6-4在实数的原有运算中定义新运算“”如下:当时,;当时,。设函数,则的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】B【解析】由题意知,即当时,即当时,当,则的值域为,故选B。(二)利用分离常数法:1、型如时,可化简成的格式,分母不为零,。例7-1函数的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】C【解析】,原函数的值域为,故选C。2、型如的函数,可化简成
10、的格式,再求值域。例7-2函数的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】B【解析】,原函数的值域为,故选B。(三)利用基本不等式:1、型如时,直接应用不等式性质。例8-1函数的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】B【解析】,值域为,故选B。2、(1)型如:若,则(当且仅当即当时取“=”),若,则(当且仅当即时取“=”);(2)型如(,):若,则(当且仅当即时取“=”),若,则(当且仅当即时取“=”);例8-2函数的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】A【解析】若,若,值域为,故选A。3、型如时,应先应用分离常数法化简成的格式,再利用均值不等式求值域。例8-3函数的值域为(
11、)。A、 B、 C、 D、【答案】B【解析】,值域为,故选B。4、型如时,应讨论时的值域,再讨论化简成型,最后利用均值不等式求值域。例8-4函数的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】D【解析】当时,当时,时,时,的值域为,故选D。(四)利用换元法:型如型,可用此法求其值域。例9-1函数的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】B【解析】法一(换元法):令,则且,则, ,的值域为,故选D。法二(单调性法):容易判断为增函数,而其定义域应满足,即, ,的值域为,故选B。(五)利用函数的单调性:若函数是上的单调增(减)函数,则、分别是在区间上取得最小(大)值、最大(小)值。例10-1已知
12、,且满足,则函数的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】A【解析】,则原式与同解,解之得,又,将代入中,得且,函数在区间上连续且单调递增,故只需比较边界的大小,当时,;当时,函数的值域为,故选A。(六)判别式法:型如(、不同时为零)及的函数求值域,通常把其转化成关于的一元二次方程,由判别式,求得的取值范围,即为原函数的值域。例11-1函数的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】C【解析】法一(配方法):,又,值域为,故选C。法二(判别式法):由,得,时,又,值域为,故选C。(七)反函数法:1、直接求函数的值域困难时,可以通过求其原函数的定义域来确定原函数的值域。例12-1函数值域为
13、( )。A、 B、 C、 D、【答案】B【解析】设,则,分母不等于,即。即函数的值域为。注意:利用反函数法求原函数的定义域的前提条件是原函数存在反函数。这种方法体现逆向思维的思想,是数学解题的重要方法之一。2、直接求函数的值域困难时,可以利用已学过函数的有界性,来确定函数的值域。例12-2函数的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】B【解析】设,由原式得,即函数的值域为,故选B。(八)倒数法:有时,直接看不出函数的值域时,把它倒过来之后,你会发现另一番境况。例13-1函数的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】C【解析】设,当时,当时,综上,即函数的值域为,故选C。(九)导数法:利用导数与函数的连续性求图复杂函数的极值和最值,然后求出值域。例14-1函数的值域为( )。A、 B、 C、 D、【答案】C【解析】的定义域为,令,解得,当时,则在内单调递减,当时,则在内单调递增,当时,取极小值(极小值唯一)也即最小值,即函数的值域为,故选C。(十)多种方法综合运用:总之,在具体求某个函数的值域时,首先要仔细、认真观察其题型特征,然后再选择恰当的方法,一般优先考虑直接法,函数单调性法和基本不等式法,然后才考虑用其他各种特殊方法。