§2.1 函数及其表示
1.函数的概念
一般地,设A,B是两个非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有 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________,记作y=f(x),x∈A,其中,x叫做 ,x的取值范围A叫做函数的 ;与x的值相对应的y值叫做 ,其集合{f(x)|x∈A}叫做函数的 .
2.函数的表示方法
(1)解析法:就是用 表示两个变量之间的对应关系的方法. (2)图象法:就是用 表示两个变量之间的对应关系的方法. (3)列表法:就是 来表示两个变量之间的对应关系的方法. 3.构成函数的三要素
(1)函数的三要素是: , , .
(2)两个函数相等:如果两个函数的 相同,并且 完全一致,则称这两个函数相等.
4.分段函数
若函数在定义域的不同子集上的对应关系也不同,这种形式的函数叫做分段函数,它是一类重要的函数.
5.映射的概念
一般地,设A,B是两个非空的集合,如果按某一个确定的对应关系f,使对于集合A中的 元素x,在集合B中都有 元素y与之对应,那么就称对应f:A→B为从集合A到集合B的一个映射.
6.映射与函数的关系
(1)联系:映射的定义是在函数的现代定义(集合语言定义)的基础上引申、拓展而来的;函数是一种特殊的_________. (2)区别:函数是从非空数集..A到非空数集..B的映射;对于映射而言,A和B不一定是数集. ..
7.复合函数
一般地,对于两个函数y=f(u)和u=g(x),如果通过变量u,y可以表示成x的函数,那么称这个函数为函数y=f(u)和u=g(x)的复合函数,记作y=f(g(x)),其中y=f(u)叫做复合函数y=f(g(x))的外层函数,u=g(x)叫做y=f(g(x))的内层函数.
自查自纠
1.唯一确定的数 函数 自变量 定义域 函数值 值域 2.(1)数学表达式 (2)图象 (3)列出表格
3.(1)定义域 对应关系 值域 (2)定义域 对应关系 5.任意一个 唯一确定的 6.(1)映射
(2014·山东)函数f(x)=
的定义域为( ) 2
(log2x)-1
1
?1?A.?0,? ?2??1?C.?0,?∪(2,+∞) ?2?
B.(2,+∞)
?1?D.?0,?∪[2,+∞) ?2?
12
解:(log2x)-1>0,即log2x>1或log2x<-1,解得x>2或0<x<,故所求的定义
2
?1?域是?0,?∪(2,+∞).故选C. ?2?
??1+log2(2-x),x<1,
(2015·全国新课标Ⅱ)设函数f(x)=?x-1 则f(-2)+
?2, x≥1,?
f(log212)=( )
A.3
B.6
C.9
D.12
解:由条件得f(-2)=1+log24=3,因为log212>1,所以f(log212)=2log212-1=2log26=6,故f(-2)+f(log212)=9.故选C.
下列各图表示两个变量x,y的对应关系,则下列判断正确的是( )
A.都表示映射,都表示y是x的函数 B.仅③表示y是x的函数 C.仅④表示y是x的函数 D.都不能表示y是x的函数
解:根据映射的定义,①②③中,x与y的对应关系都不是映射,当然不是函数关系,④是映射,是函数关系.故选C.
??2x,
(2015·甘肃模拟)已知f(x)=?
??f(x+1),x≤0,
x>0,
?4? 则f?-?=________.
?3?
244?4??4??1??1??2?解:由题意知f?-?=f?-+1?=f?-?=f?-+1?=f??=2×=.故填. 333?3??3??3??3??3?
x-1
?e,x<1, (2014·新课标Ⅰ)设函数f(x)=?1 则使得f(x)≤2成立的x的取值范
??x3,x≥1,
围是________.
?
???x<1,?
解:由题设知f(x)≤2可转化为?x-1或?1
?e≤2??
x≥1,
解得x≤8.故填(-∞,8].
?x3≤2,
类型一 函数和映射的定义
下列对应是集合P上的函数的是________.
①P=Z,Q=N,对应关系f:对集合P中的元素取绝对值与集合Q中的元素相对应; ②P={-1,1,-2,2},Q={1,4},对应关系f:x→y=x,x∈P,y∈Q;
③P={三角形},Q={x|x>0},对应关系f:对P中三角形求面积与集合Q中元素对应. 解:由于①中集合P中元素0在集合Q中没有对应元素,而③中集合P不是数集,所以①和③都不是集合P上的函数.由题意知,②正确.故填②.
【点拨】函数是一种特殊的对应,要检验给定的两个变量之间是否具有函数关系,只需要检验:①定义域和对应关系是否给出;②根据给出的对应关系,自变量x在其定义域内的每一个值是否都有唯一确定的函数值y与之对应;③集合P,Q是否为非空数集.
(2013·南昌模拟)给出下列四个对应:
1
①A=R,B=R,对应关系f:x→y,y=;
x+1
?1?11*?*????②A=a|a∈N,B=b|b=,n∈N?,对应关系f:a→b,b=;
na?2???③A={x|x≥0},B=R,对应关系f:x→y,y=x;
④A={x|x是平面α内的矩形},B={y|y是平面α内的圆},对应关系f:每一个矩形都对应它的外接圆.
其中是从A到B的映射的为________.
解:对于①,当x=-1时,y值不存在,所以①不是从A到B的映射;
??111
对于②,A,B两个集合分别用列举法表述为A={2,4,6,…},B=?1,,,,…?,
234??
1
由对应关系f:a→b,b=知,②是从A到B的映射;
2
2
*
a③不是从A到B的映射,如A中元素1对应B中两个元素±1; ④是从A到B的映射. 故填②④.
类型二 判断两个函数是否相等
已知函数f(x)=|x-1|,则下列函数中与f(x)相等的函数是( )
2
|x-1|
A.g(x)=
|x+1|2
|x-1|??,x≠-1,|x+1|B.g(x)=?
??2,x=-1
??x-1,x>0,
C.g(x)=?
?1-x,x≤0?
D.g(x)=x-1
2
|x-1|??=|x-1|,x≠-1,
解:∵g(x)=?|x+1| 与f(x)的定义域和对应关系完全一致,故
??2,x=-1
选B.
【点拨】两个函数相等的充要条件是它们的定义域和对应关系完全一致,与函数的自变量和因变量用什么字母表示无关.在对函数解析式进行化简变形时应注意定义域是否发生改变(即是否是等价变形);对于含绝对值的函数式可以展开为分段函数后再判断.
(2013·杭州质检)下列各组函数中,是同一函数的是( )
332
A.f(x)=x,g(x)=x
??1,x≥0,|x|
B.f(x)=,g(x)=?
x?-1,x<0?C.f(x)=
2n+1
x2n+1,g(x)=(
2n-1
x)2n-1,n∈N*
D.f(x)=x·x+1,g(x)=x(x+1)
332
解:对于A,f(x)=x=|x|,g(x)=x=x,它们的值域和对应关系都不同,所以不是同一函数;对于B,函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),而g(x)的定义域为R,所以不是同一函数;对于C,当n∈N时,2n±1为奇数,则f(x)=(2n-1
*
2n+1
x2n+1=x,g(x)=
x)2n-1=x,它们的定义域、对应关系都相同,所以是同一函数;对于D,f(x)的定义
域为[0,+∞),而g(x)的定义域为(-∞,-1]∪[0,+∞),它们的定义域不同,所以不是同一函数.故选C.
类型三 求函数的定义域
(1)(2015·山东模拟)函数y=log0.5(4x-3)的定义域为( ) 3??A.?,+∞? ?4??3?C.?,1? ?4?
B.(-∞,1)
?3?D.?,1? ?4?
??4x-3>0,3
解:要使函数有意义,x应满足? 解得<x≤1,所以函数的定义
4?log0.5(4x-3)≥0,?
?3?域为?,1?.故选D.
?4?
(2)若函数y=f(x)的定义域为[-1,1),则函数y=f(x-3)的定义域为________.
2??x-3≥-1,
解:由题意知?2 ?x-3<1,?
?x≤-2或x≥2,解得?
?-2<x<2.∴函数的定义域为(-2,-2]∪[2,2). 故填(-2,-2]∪[2,2).
【点拨】求函数定义域的原则:用列表法表示的函数的定义域,是指表格中实数x的集合;用图象法表示的函数的定义域,是指图象在x轴上的投影所对应的实数的集合;当函数
2
y=f(x)用解析法表示时,函数的定义域是指使解析式有意义的实数x的集合,一般通过列
不等式(组)求其解集.常见的条件有:分式的分母不等于0,对数的真数大于0,偶次根式下的被开方数大于或等于0等.若已知函数y=f(x)的定义域为[a,b],则函数y=f(g(x))的定义域由不等式a≤g(x)≤b解出.
log2(x-1)
(1)(2015·安徽省黄山市检测)函数y=的定义域为________.
2-x(2)已知函数f(2x-1)的定义域为[1,4],求函数f(2)的定义域为________.
??x-1>0,
解:(1)要使函数有意义,x应满足? 解得1<x<2,所以函数的定义域为(1,
?2-x>0,?2).故填(1,2).
(2)令1≤2≤7,得0≤x≤log27,故所求函数的定义域为[0,log27].故填[0,log27].
类型四 求函数的值域
xx 求下列函数的值域:
2
1-x(1)y=2; (2)y=2x+1-x;
1+xx2-2x+52
(3)y=2x+1-x; (4)y=;
x-1(5)若x,y满足3x+2y=6x,求函数z=x+y的值域; (6)f(x)=|2x+1|-|x-4|.
解:(1)解法一:(反解)
2
1-x1-y2
由y=,解得x=, 2
1+x1+y1-y2
∵x≥0,∴≥0,解得-1<y≤1,
1+y∴函数值域为(-1,1].
2
2
2
2