函数定义域、值域求法总结一、定义域是函数中的自变量的范围 求函数的定义域需要从这几个方面入手: (1)分母不为零 2)偶次根式的被开方数非负3)对数中的真数部分大于0 (4)指数、对数的底数大于0,且不等于1 (5)中 6 )中x二、值域是函数中的取值范围 常用的求值域的方法: (1)直接法 (2)图象法(数形结合) (3)函数单调性法(4)配方法 (5)换元法 (包括三角换元) (6)反函数法(逆求法) (7)分离常数法 (8)判别式法 (9)复合函数法(10)不等式法 (11)平方法等等这些解题思想与方法贯穿了高中数学的始终三、典例解析1、定义域问题例1 求下列函数的定义域:① ;② ;③ 解:①∵x-2=0,即x=2时,分式无意义,而时,分式有意义,∴这个函数的定义域是.②∵3x+2<0,即x<-时,根式无意义,而,即时,根式才有意义,∴这个函数的定义域是{|}.③∵当,即且时,根式和分式 同时有意义,∴这个函数的定义域是{|且}另解:要使函数有意义,必须: Þ 例2 求下列函数的定义域:① ②③ ④ ⑤ 解:①要使函数有意义,必须: 即: ∴函数的定义域为: [] ②要使函数有意义,必须: ∴定义域为:{ x|}③要使函数有意义,必须: Þ ∴函数的定义域为:④要使函数有意义,必须: ∴定义域为: ⑤要使函数有意义,必须: 即 x< 或 x> ∴定义域为:例3 若函数的定义域是R,求实数a 的取值范围 解:∵定义域是R,∴∴例4 若函数的定义域为[-1,1],求函数的定义域解:要使函数有意义,必须:∴函数的定义域为:例5 已知f(x)的定义域为[-1,1],求f(2x-1)的定义域。
分析:法则f要求自变量在[-1,1]内取值,则法则作用在2x-1上必也要求2x-1在 [-1,1]内取值,即-1≤2x-1≤1,解出x的取值范围就是复合函数的定义域;或者从位置上思考f(2x-1)中2x-1与f(x)中的x位置相同,范围也应一样,∴-1≤2x-1≤1,解出x的取值范围就是复合函数的定义域注意:f(x)中的x与f(2x-1)中的x不是同一个x,即它们意义不同解:∵f(x)的定义域为[-1,1],∴-1≤2x-1≤1,解之0≤x≤1,∴f(2x-1)的定义域为[0,1]例6已知已知f(x)的定义域为[-1,1],求f(x2)的定义域答案:-1≤x2≤1 x2≤1-1≤x≤1 练习:设的定义域是[-3,],求函数的定义域解:要使函数有意义,必须: 得: ∵ ≥0 ∴ ∴ 函数的定域义为:例7已知f(2x-1)的定义域为[0,1],求f(x)的定义域因为2x-1是R上的单调递增函数,因此由2x-1, x∈[0,1]求得的值域[-1,1]是f(x)的定义域已知f(3x-1)的定义域为[-1,2),求f(2x+1)的定义域提示:定义域是自变量x的取值范围)练习:已知f(x2)的定义域为[-1,1],求f(x)的定义域若的定义域是,则函数的定义域是 ( )A. B C. D.已知函数的定义域为A,函数的定义域为B,则 ( )A. B.B C. D. 2、求值域问题利用常见函数的值域来求(直接法)一次函数y=ax+b(a0)的定义域为R,值域为R;反比例函数的定义域为{x|x0},值域为{y|y0};二次函数的定义域为R,当a>0时,值域为{};当a<0时,值域为{}.例1 求下列函数的值域① y=3x+2(-1x1) ② ③ (记住图像) 解:①∵-1x1,∴-33x3,∴-13x+25,即-1y5,∴值域是[-1,5]②略③ 当x>0,∴=,当x<0时,=-∴值域是[2,+).(此法也称为配方法)函数的图像为:二次函数在区间上的值域(最值):例2 求下列函数的最大值、最小值与值域:①; ②;③; ④;解:∵,∴顶点为(2,-3),顶点横坐标为2. ①∵抛物线的开口向上,函数的定义域R,∴x=2时, ,无最大值;函数的值域是{y|y-3 }.②∵顶点横坐标2[3,4],当x=3时,y= -2;x=4时,y=1; ∴在[3,4]上,=-2,=1;值域为[-2,1].③∵顶点横坐标2 [0,1],当x=0时,y=1;x=1时,y=-2,∴在[0,1]上,=-2,=1;值域为[-2,1].④∵顶点横坐标2 [0,5],当x=0时,y=1;x=2时,y=-3, x=5时,y=6,∴在[0,1]上,=-3,=6;值域为[-3,6].注:对于二次函数,⑴若定义域为R时,①当a>0时,则当时,其最小值;②当a<0时,则当时,其最大值.⑵若定义域为x [a,b],则应首先判定其顶点横坐标x0是否属于区间[a,b].①若[a,b],则是函数的最小值(a>0)时或最大值(a<0)时,再比较的大小决定函数的最大(小)值.②若[a,b],则[a,b]是在的单调区间内,只需比较的大小即可决定函数的最大(小)值.注:①若给定区间不是闭区间,则可能得不到最大(小)值;②当顶点横坐标是字母时,则应根据其对应区间特别是区间两端点的位置关系进行讨论.练习:1、求函数的值域解:由算术平方根的性质,知, 故。
∴函数的值域为 .2、求函数 的值域解: 对称轴 例3 求函数的值域 解:法一:(单调性法)设,易知它们在定义域内为增函数,从而在定义域为上也为增函数,而且,因此,所求的函数值域为 小结:利用单调性求函数的值域,是在函数给定的区间上,或求出函数隐含的区间,结合函数的增减性,求出其函数在区间端点的函数值,进而可确定函数的值域练习:求函数 的值域答案:)法二:换元法(下题讲)例4 求函数 的值域 解:(换元法)设,则 点评:将无理函数或二次型的函数转化为二次函数,通过求出二次函数的最值,从而确定出原函数的值域这种解题的方法体现换元、化归的思想方法它的应用十分广泛练习:求函数的值域答案:例5 (选)求函数 的值域解:(平方法)函数定义域为: 例6 (选不要求)求函数的值域解:(三角换元法) 设 小结:(1)若题目中含有,则可设 (2)若题目中含有则可设,其中(3)若题目中含有,则可设,其中(4)若题目中含有,则可设,其中(5)若题目中含有,则可设其中-10134-4xy 例7 求 的值域解法一:(图象法)可化为 如图, 观察得值域解法二:(零点法)画数轴 利用可得。
103解法三:(选)(不等式法) 同样可得值域练习:的值域呢? ()(三种方法均可)例8 求函数 的值域解:(换元法)设 ,则 原函数可化为 例9求函数 的值域10xy解:(换元法)令,则 由指数函数的单调性知,原函数的值域为 例10 求函数 的值域解:(图象法)如图,值域为 例11 求函数 的值域解法一:(逆求法)解法二:(分离常数法)由 ,可得值域小结:已知分式函数,如果在其自然定义域(代数式自身对变量的要求)内,值域为;如果是条件定义域(对自变量有附加条件),采用部分分式法将原函数化为,用复合函数法来求值域例12 求函数 的值域011解法一:(逆求法) 小结:如果自变量或含有自变量的整体有确定的范围,可采用逆求法解法二:(换元法)设 ,则 练习:y=;(y∈(-1,1)).01例13 函数 的值域解法一:(逆求法) 2解法二:(换元法)设 ,则 解法三:(判别式法)原函数可化为 1) 时 不成立2) 时,综合1)、2)值域解法四:(三角换元法)设,则 原函数的值域为10例14 求函数的值域5解法一:(判别式法)化为1)时,不成立2)时,得综合1)、2)值域解法二:(复合函数法)令,则 所以,值域例15 函数的值域解法一:(判别式法)原式可化为 解法二:(不等式法)1)当时,2) 时,综合1)2)知,原函数值域为例16 (选) 求函数的值域解法一:(判别式法)原式可化为 解法二:(不等式法)原函数可化为 当且仅当时取等号,故值域为例17 (选) 求函数的值域解:(换元法)令 ,则原函数可化为。
小结:已知分式函数 ,如果在其自然定义域内可采用判别式法求值域;如果是条件定义域,用判别式法求出的值域要注意取舍,或者可以化为(选)的形式,采用部分分式法,进而用基本不等式法求出函数的最大最小值;如果不满足用基本不等式的条件,转化为利用函数的单调性去解 练习:1 、;解:∵x0,,∴y11.另外,此题利用基本不等式解更简捷:(或利用对勾函数图像法)2 、0