高三第一轮复习函数及其表示

第1讲 函数及其表示1．函数的基本概念(1)函数的定义：设A 、B 是非空数集，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 中都有唯一确定的数f (x )和它对应，那么称f ：A →B 为从集合A 到集合B 的一个函数，记作：y ＝f (x )，x ∈A . (2)函数的定义域、值域在函数y ＝f (x )，x ∈A 中，x 叫自变量，x 的取值范围A 叫做定义域，与x 的值对应的y 值叫函数值，函数值的集合{f (x )|x ∈A }叫值域．值域是集合B 的子集． (3)函数的三要素：定义域、值域和对应关系．(4)相等函数：如果两个函数的定义域和对应关系完全一致，则这两个函数相等；这是判断两函数相等的依据． 2．函数的三种表示方法 表示函数的常用方法有：解析法、列表法、图象法． 3．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 中的任意一个元素x ，在集合B 中都有唯一确定的元素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．映射是一种特殊的函数，映射中的集合A,B 可以是数集，也可以是点集或其他集合，这两个集合有先后顺序。

A 到B 的映射与B 到A 的映射是不同的。

而函数是数集到数集的映射，所以函数是特殊的映射，但是映射不一定是函数。

4.求函数的定义域的主要依据是：（1）分式的分母不能等于零；（2）偶次方根的被开方数必须大于等于零；（3）对数函数x y a log =的真数0>x ；（4）指数函数x a y =和对数函数x y a log =的底数0>a 且1≠a ；（5）零次幂0x 的底数0≠x ； （6）由实际问题确定函数的定义域，不仅要考虑解析式有意义，还要有实际意义。

求复合函数y ＝f (t )，t ＝q (x )的定义域的方法：①若y ＝f (t )的定义域为(a ，b )，则解不等式得a ＜q (x )＜b 即可求出y ＝f (q (x ))的定义域；②若y ＝f (g (x ))的定义域为(a ，b )，则求出g (x )的值域即为f (t )的定义域．5.两个防范 (1)解决函数问题，必须优先考虑函数的定义域． (2) 函数的定义域和值域必须用集合表示，也可以用区间表示，但是不能用不等式表示。

6. 三个要素函数的三要素是：定义域、值域和对应关系．值域是由函数的定义域和对应关系所确定的．两个函数的定义域和对应关系完全一致时，则认为两个函数相等．7.求函数的解析式的主要方法有以下四种：①待定系数法：如果知道函数解析式的类型（函数是二次函数、指数函数和对数函数等）时，可以用待定系数法；②代入法：如果已知原函数)(x f 的解析式，求复合函数)]([x g f 的解析式时，可以用代入法；③换元法：如果已知复合函数)]([x g f 的解析式，求原函数)(x f 的解析式时，可以用换元法。

换元时，注意新“元”的范围；④解方程组法：如果已知抽象函数的解析式，可以用解方程组的方法。

8. 区间的概念和记号 设,a b R ∈，且a b <，我们规定：（1）满足不等式a x b ≤≤的实数x 的集合叫做闭区间，表示为],[b a 。

（2）满足不等式b x a <<的实数x 的集合叫做开区间，表示为),(b a 。

（3）满足不等式a x b ≤<或b x a ≤<的实数x 的集合叫做半闭半开区间，分别表示为),[b a 和],(b a 。

这里的实数a 和b 叫做相应区间的端点。

（4）实数R 可以用区间表示为),,(+∞-∞“∞”读作“无穷大”，“∞-”读作“负无穷大”，“∞+”读作“正无穷大”。

我们可以把满足a x ≥的实数x 表示为),[+∞a(5)不等式b x a ≤≤中，a 可以小于等于b ，也可以大于b ，当b a >时，不等式表示的是空集；但是区间],[b a 中，一定是b a <，它不可能是空集。

9.分段函数在函数的定义域内，对于自变量的不同取值区间，有着不同的对应法则，则称这个函数为分段函数。

分段函数是一个函数，而不是几个函数。

分段函数书写时，注意格式规范，一般在左边的区间写在上面，右边的区间写在下面，每一段自变量的取值范围的交集为空集，所有段的自变量的取值范围的并集是函数的定义域。

分段函数的首先分段处理，最后综合。

考点一 求函数的定义域【例1】►求下列函数的定义域：(1)f (x )＝|x －2|－1log 2(x －1)；(2)f (x )＝ln (x ＋1)－x 2－3x ＋4.解 (1)要使函数f (x )有意义，必须且只须⎩⎪⎨⎪⎧|x －2|－1≥0，x －1>0，x －1≠1.解不等式组得x ≥3，因此函数f (x )的定义域为[3，＋∞)．(2)要使函数有意义，必须且只须⎩⎪⎨⎪⎧ x ＋1>0，－x 2－3x ＋4>0，即⎩⎪⎨⎪⎧x >－1，(x ＋4)(x －1)<0，解得：－1<x <1.因此f (x )的定义域为(－1,1)．求函数定义域的主要依据是(1)分式的分母不能为零；(2)偶次方根的被开方式其值非负；(3)对数式中真数大于零，底数大于零且不等于1. 【训练1】 (1)已知f (x )的定义域为⎣⎡⎦⎤－12，12，求函数y ＝f ⎝⎛⎭⎫x 2－x －12的定义域； (2)已知函数f (3－2x )的定义域为[－1,2]，求f (x )的定义域．解 (1)令x 2－x －12＝t ，知f (t )的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫t ⎪⎪－12≤t ≤12，∴－12≤x 2－x －12≤12，整理得⎩⎪⎨⎪⎧x 2－x ≥0，x 2－x －1≤0⇒⎩⎪⎨⎪⎧x ≤0或x ≥1，1－52≤x ≤1＋52，∴所求函数的定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－52，0∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤1，1＋52.(2)用换元思想，令3－2x ＝t ，f (t )的定义域即为f (x )的定义域，∵t ＝3－2x (x ∈[－1,2])，∴－1≤t ≤5，故f (x )的定义域为[－1,5]．考点二 求函数的解析式【例2】(1)已知f ⎝⎛⎭⎫2x ＋1＝lg x ，求f (x )；(2)定义在(－1,1)内的函数f (x )满足2f (x )－f (－x )＝lg(x ＋1)，求函数f (x )的解析式．解 (1)令t ＝2x ＋1，则x ＝2t －1，∴f (t )＝lg 2t －1，即f (x )＝lg 2x －1.(2)x ∈(－1,1)时，有2f (x )－f (－x )＝lg(x ＋1)．①以－x 代x 得，2f (－x )－f (x )＝lg(－x ＋1)．②由①②消去f (－x )得f (x )＝23lg(x ＋1)＋13lg(1－x )，x ∈(－1,1)．求函数解析式的方法主要有：(1)代入法；(2)换元法；(3)待定系数法；(4)解函数方程等．【训练2】 (1)已知f (x )是二次函数，若f (0)＝0，且f (x ＋1)＝f (x )＋x ＋1，试求f (x )的表达式．(2)已知f (x )＋2f (1x )＝2x ＋1，求f (x )．解 (1)由题意可设f (x )＝ax 2＋bx (a ≠0)，则a (x ＋1)2＋b (x ＋1)＝ax 2＋bx ＋x ＋1ax 2＋(2a ＋b )x ＋a ＋b ＝ax 2＋(b ＋1)x ＋1∴⎩⎪⎨⎪⎧2a ＋b ＝b ＋1，a ＋b ＝1，解得a ＝12，b ＝12.因此f (x )＝12x 2＋12x .(2)由已知得⎩⎨⎧f (x )＋2f ⎝⎛⎭⎫1x ＝2x ＋1，f ⎝⎛⎭⎫1x ＋2f (x )＝2x＋1，消去f ⎝⎛⎭⎫1x ，得f (x )＝4＋x －2x23x. 考点三 分段函数【例3】►(2011·辽宁)设函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧21－x ，x ≤1，1－log 2x ，x ＞1，则满足f (x )≤2的x 的取值范围是( )．A ．[－1,2]B ．[0,2]C ．[1，＋∞)D ．[0，＋∞)解析 f (x )≤2⇔⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤1，21－x ≤2或⎩⎪⎨⎪⎧x ＞1，1－log 2x ≤2⇔0≤x ≤1或x ＞1，故选D.分段函数是一类重要的函数模型．解决分段函数问题，关键抓住在不同的段内研究问题，如本例中，需分x ≤1和x ＞1时分别解得x 的范围，再求其并集．【训练3】 (2011·江苏)已知实数a ≠0，函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋a ，x ＜1，－x －2a ，x ≥1.若f (1－a )＝f (1＋a )，则a 的值为________．解析 分类讨论：(1)当a ＞0时，1－a ＜1,1＋a ＞1.这时f (1－a )＝2(1－a )＋a ＝2－a ；f (1＋a )＝－(1＋a )－2a ＝－1－3a . 由f (1－a )＝f (1＋a )，得2－a ＝－1－3a ，解得a ＝－32，不符合题意，舍去．(2)当a ＜0时，1－a ＞1,1＋a ＜1，这时f (1－a )＝－(1－a )－2a ＝－1－a ；f (1＋a )＝2(1＋a )＋a ＝2＋3a ， 由f (1－a )＝f (1＋a )，得－1－a ＝2＋3a ，解得a ＝－34.综合(1)，(2)知a 的值为－34.答案 －34忽视函数的定义域【问题诊断】 函数的单调区间是函数定义域的子区间，所以求解函数的单调区间，必须先求出函数的定义域．如果是复合函数，应该根据复合函数单调性的判断方法，首先判断两个简单函数的单调性，根据同增异减的法则求解函数的单调区间．由于思维定势的原因，考生容易忽视定义域，导致错误．【防范措施】 研究函数的任何问题时，把求函数的定义域放在首位，即遵循“定义域优先”的原则． 【示例】 求函数y ＝log 13(x 2－3x )的单调区间．错因 忽视函数的定义域，把函数y ＝log 13t 的定义域误认为R 导致出错．实录 设t ＝x 2－3x .∵函数t 的对称轴为直线x ＝32，故t 在⎝⎛⎭⎫－∞，32上单调递减，在⎝⎛⎭⎫32，＋∞上单调递增． ∴函数y ＝log 13(x 2－3x )的单调递增区间是⎝⎛⎭⎫－∞，32，单调递减区间是⎝⎛⎭⎫32，＋∞.正解 设t ＝x 2－3x ，由t ＞0，得x ＜0或x ＞3，即函数的定义域为(－∞，0)∪(3，＋∞)．函数t 的对称轴为直线x ＝32，故t 在(－∞，0)上单调递减，在()3，＋∞上单调递增．而函数y ＝log 13t 为单调递减函数，由复合函数的单调性可知，函数y ＝log 13(x 2－3x )的单调递增区间是(－∞，0)，单调递减区间是(3，＋∞)．【试一试】 求函数f (x )＝log 2(x 2－2x －3)的单调区间．[尝试解答] 由x 2－2x －3＞0，得x ＜－1或x ＞3，即函数的定义域为(－∞，－1)∪(3，＋∞)．令t ＝x 2－2x －3，则其对称轴为x ＝1，故t 在(－∞，－1)上是减函数，在(3，＋∞)上是增函数．又y ＝log 2t 为单调增函数．故函数y ＝log 2(x 2－2x －3)的单调增区间为(3，＋∞)，单调减区间为(－∞，－1)． 1．函数f (x )＝log 2(3x ＋1)的值域为( )．A ．(0，＋∞)B ．[0，＋∞)C ．(1，＋∞)D ．[1，＋∞) 2．(2011·江西)若f (x )＝1log 12(2x ＋1)，则f (x )的定义域为( )．A.⎝⎛⎭⎫－12，0B.⎝⎛⎦⎤－12，0C.⎝⎛⎭⎫－12，＋∞ D ．(0，＋∞) 3．下列各对函数中，表示同一函数的是( )．A ．f (x )＝lg x 2，g (x )＝2lg xB ．f (x )＝lg x ＋1x －1，g (x )＝lg(x ＋1)－lg(x －1)C ．f (u )＝1＋u1－u，g (v )＝ 1＋v1－vD ．f (x )＝(x )2，g (x )＝x 2 4．(2010·陕西)某学校要召开学生代表大会，规定各班每10人推选一名代表，当各班人数除以10的余数大于6时再增选一名代表．那么，各班可推选代表人数y 与该班人数x 之间的函数关系用取整函数y ＝[x ]([x ]表示不大于x 的最大整数)可以表示为( )．A ．y ＝⎣⎡⎦⎤x 10B ．y ＝⎣⎡⎦⎤x ＋310C ．y ＝⎣⎡⎦⎤x ＋410D ．y ＝⎣⎡⎦⎤x ＋510 5．函数y ＝f (x )的图象如图所示．那么，f (x )的定义域是________； 值域是________；其中只与x 的一个值对应的y 值的范围是________．6.⎪⎩⎪⎨⎧≥<<--≤+=2 221 1|1|)(2x x x x x x x f ，那么f (f (－2))= ；如果3)(=a f ，那么实数a = 。