目标认知
考试大纲要求:
1. 了解映射的概念,了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域和值域;
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.
3. 了解简单的分段函数,并能简单应用.
4. 理解函数的单调性、最大(小)值及其几何意义;结合具体函数,了解函数奇偶性的含义.
5. 会运用函数图象理解和研究函数的性质.
重点:
会求一些简单函数的定义域和值域,理解分段函数及其简单应用,会运用函数图象理解和研究函数的性质。
难点:
分段函数及其简单应用;运用函数图象理解和研究函数的性质.
知识要点梳理
知识点一:函数的概念
1.映射
设A、B是两个集合,如果按照某种对应法则f,对于集合A中任何一个元素,在集合B中都有唯一的元素和它对应,那么这样的对应(包括集合A、B及集合A到集合B的对应法则f)叫做集合A到集合B的映射,记作 f:A→B。
理解:
(1)映射是从集合A到集合B的“一对一”或“多对一”两种特殊的对应.
(2)映射中的两个集合可以是数集,点集或其它集合.
(3)集合A到集合B的映射 f:A→B是一个整体,具有方向性; f:A→B 与 f:B→A 一般情况下是不同
的映射.
(4)给定一个集合A到集合B的映射 f:A→B,且a∈A,b∈B,如果在此映射之下元素a和元素b对应,则将
元素b叫做元素a的象,元素a叫做元素b的原象.即如果在给定映射下有 f:a→b,则b叫做a的象,a叫
做b的原象.
(5)映射允许集合B中的元素在集合A中没有原象.
2.函数的定义
(1)传统定义:设在某一变化过程中有两个变量x和y,如果对于某一范围内x的每一个值,y都有唯一的值和它对应,那么就说y是x的函数,x叫做自变量,y叫做因变量(函数).
(2)现代定义:设A、B是两个非空数集,如果按照某个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x ,在集合B中都有唯一确定的数f(x)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.其中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y的值叫做函数值,函数值的集合C={f(x)|x∈A}叫做函数的值域.
理解:
①集合A、B是两个非空数集;
②f表示对应法则;
③f:A→B为从集合A到集合B的一个映射;
④值域CB。
3.函数的表示
函数关系可用列表法,图象法,解析法来表示.
① 解析法:把两个变量的函数关系,用一个等式来表示,这个等式叫做函数的解析表达式,简称解析式.
当对应法则可以用解析式表达时,一般用符号y=f(x)表示,此时解析式本身就是从定义域到值域的
对应法则.
② 列表法:列出表格表示两个变量的函数关系的方法.运用列表法表示的,多是理论或实际生活中偏于实
用的函数.
③ 图象法:用函数图象表示两个变量之间函数关系的方法.图象法直现形象地表示出函数的变化情况,是
数形结合的典范.只是它不能精确表示自变量与函数值之间的对应关系.
4.函数的三要素
函数的三要素是指函数的定义域、值域、对应法则.
只有两个函数的定义域,值域,对应法则完全相同,它们才是同一函数.
知识点二:函数的性质
1.单调性
(1)定义:
设函数f(x)的定义域为I,区间DI.如果对任意,D,当<时,都有 (或),则称f(x)是区间D上的增(减)函数.区间D称为f(x)的单调区间.
如果函数f(x)在区间(a,b)上是增函数或是减函数,那么就称f(x)在区间(a,b)上具有单调性,称为单调函数。
理解:
① 单调性立足于函数定义域的某一子区间.相对于整个定义域而言,单调性往往是函数的局部性质,而对
于这一区间而言,单调性又是函数在这一区间上的“整体”性质.因此定义中的,具有任意性,不
能以特殊值代替.
② 函数f(x)在区间D上递增(或递减),与f(x)图像在区间D上部分(从左向右)的上升(或下降)是一样的.
③ 注意到定义均为充要性命题,因此,在函数的单调性之下,自变量的不等关系与相应函数值间的不等关
系相互贯通:
f(x)在D上为增函数且f()<f()<,且,D;
f(x)在D上为减函数且f()<f()>,,D.
(2)定义的应用
单调性的定义,是判断,证明函数的单调性以及寻求函数单调区间的基本依据.应用函数的单调性定义的解题三部曲为:
① 设值定大小:设,为给定区间上任意两个自变量值,且<;
② 作差并变形:作差f()-f(),并将差式向着有利于判断差式符号的方向变形;
③ 定号作结论:确定差值的符号,当符号不确定时考虑分类讨论,而后根据定义作出结论.
在这里,差式的变形到位与否是解题成功的关键环节,差式变形的主要手段有通分,分解因式,配方以及有理化分母(或分子)等,其中,应用最为广泛的是分解因式.
(3)延伸
单调性相同的两个函数的复合函数必为增函数;
单调性相反的两个函数的复合函数必为减函数.
2、奇偶性
(1)定义:
如果对于函数f(x)的定义域内的任意一个x,都有f(-x)=-f(x),则称f(x)为这一定义域内的奇函数;如果对于函数f(x)的定义域内的任意一个x,都有f(-x)=f(x),则称f(x)为这一定义域内的偶函数.
理解:
(Ⅰ)上述定义要求一对实数x,-x必须同时都在f(x)的定义域内,注意到实数x,-x在x轴上的对应点关于原点对称(或与原点重合),故知f(x)的定义域关于原点对称是f(x)具有奇偶性的必要条件.
(Ⅱ)判断函数奇偶性的步骤:
①考察函数定义域;
②考察f(-x)与f(x)的关系;
③根据定义作出判断.
(Ⅲ)定义中条件的等价转化
①f(-x)=-f(x)f(x)+f(-x)=0;或f(-x)=-f(x) =-1 (f(x)≠0)
②f(-x)= f(x) f(x)-f(-x)=0;或f(-x)=f(x) =1 (f(x)≠0)
(2)延伸
(Ⅰ) 设函数f(x)是定义域关于原点对称的任意一个函数,则有
f(x)=+ =g(x)+p(x)
其中,g(x)= 为偶函数,p(x)= 为奇函数.
即对于定义域关于原点对称的任何一个函数f(x), f(x)总可以表示为一个奇函数与一个偶函数的和.
(Ⅱ)若f(x)为奇函数且零属于f(x)的定义域,则f(0)=0.
(3)奇(偶)函数图像的特征
(Ⅰ)奇函数图像关于原点对称;
(Ⅱ)偶函数图像关于y轴对称.
(4)奇偶性与单调性的联系
当函数f(x)既具奇偶性,又在某区间上单调时,我们可利用奇、偶函数的定义导出以下命题:
设G,G'为函数f(x)的定义域的子区间,并且区间G与G'关于原点对称,则有
(Ⅰ)当f(x)为奇函数时,f(x)在区间G和区间G'上的单调性相同;
(Ⅱ)当f(x)为偶函数时,f(x)在区间G和区间G'上的单调性相反.
这一命题又可凝练为八个字:区间对称,奇同偶反.
3.周期性
定义:对于函数y=f(x),如果存在常数T≠0,使得当x取定义域内的每一个值时,都有f(x+T)=f(x)成立,称y=f(x)为周期函数,T为周期函数f(x)的周期。
由定义可以得到:
① 作为周期函数的定义域应是“无界”的,如(-∞,+∞),或至少有一端是“无界”的,
如:[0, +∞),或(-∞,0]。这是因为定义中的等式f(x+T)=f(x),其中x是对于定义域D中的每一个
x都有x+TD,则区间D一定是“无界”的才能得保证在T≠0时x+TD。例如y=sinx, 当xR或x
[0,+∞)或x(-∞,0]时都是周期函数,而当x[0,10p]或x[0,100p]等都不能构成周期函数。
② 若函数y=f(x)是周期函数且有一个周期为T(T≠0),则T的非零整数倍即nT(nZ, n≠0)都是f(x)的周
期。
规律方法指导
1、求函数的定义域时,一般遵循以下原则:
(1)是整式时,定义域是全体实数。
(2)是分式函数时,定义域是使分母不为零的一切实数。
(3)是偶次根式时,定义域是使被开方式为非负值时的实数的集合。
(4)对数函数的真数大于零;当对数或指数函数的底数中含变量时,底数须大于零且不等于1。
(5)中,;中,。
(6)零指数幂的底数不能为零。
(7)若是有限个基本初等函数的四则运算而合成的函数时,则其定义域一般是各基本初等函数的
定义域的交集。
(8)对于求复合函数定义域问题,一般步骤是:若已知的定义域为,其复合函数
的定义域应由不等式解出。
(9)对于含字母参数的函数,求其定义域,根据问题具体情况需对字母参数进行分类讨论。
(10)由实际问题确定的函数,其定义域除使函数有意义外,还要符合问题的实际意义。
2.求函数值域主要有以下一些方法:
(1)函数的定义域与对应法则直接制约着函数的值域,对于一些比较简单的函数可通过观察法求得值
域。
(2)二次函数可用配方法求值域。
(3)分子、分母是一次函数的有理函数,可用反函数法求得值域,或用分离常数法。
(4)单调函数可根据函数的单调性求得值域。
(5)函数图象是函数的重要性质,利用数形结合的方法,根据图象求得函数值域。
(6)有的函数可拆配成重要不等式的形式,利用重要不等式求值域。
(7)解析法:将某些式子根据其几何意义,运用解析几何知识求值域(或最值)。
(8)运用导数求值域。
(9)无理函数可用换元法,尤其是三角代换求得值域。
(10)分子、分母中含有二次项的有现函数,可用判别式法。
在此必须注意,在利用配方法、重要不等式、判别式法求值域时,一定要注意等号是否成立,必要时需注明等号成立的条件。