第4讲 生活中的变量关系及函数的概念
生活中的变量关系及函数的概念
【学习目标】
(1)了解函数是描述变量之间的依赖关系的重要数学模型。
(2)理解函数的概念,会用集合与对应的语言刻画函数,了解构成函数的要素,在学会运用区间表示数集的基础上,会求一些简单函数的定义域和值域,初步掌握换元法的简单运用.
【要点梳理】
要点一:函数关系与依赖关系的联系
(1)具有依赖关系的两个变量,不一定具有函数关系;
(2)当且仅当对于其中一个变量的每一个值,另一个变量都有唯一确定的值时,才称这两个变量之间有函数关系;
(3)运用图形语言说明变量x,y间的关系:
结合依赖关系及函数(初中)的定义可知,图2-1中变量x,y间具有依赖关系,但不具有函数关系;而图2-2中变量x,y间具有函数关系和依赖关系.
要点二:函数的定义
设A、B是非空的数集,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值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.
要点诠释:
(1)A、B集合的非空性;(2)对应关系的存在性、唯一性、确定性;(3)A中元素的无剩余性;(4)B中元素的可剩余性。
要点三:构成函数的三要素:定义域、对应关系和值域
(1)构成函数的三个要素是定义域、对应关系和值域.由于值域是由定义域和对应关系决定的,所以,如果两个函数的定义域和对应关系完全—致,即称这两个函数相等(或为同一函数);
(2)两个函数相等当且仅当它们的定义域和对应关系完全—致,而与表示自变量和函数值的字母无关.
要点四:区间的概念
(1)区间的分类:开区间、闭区间、半开半闭区间;
(2)无穷区间;
(3)区间的数轴表示.
区间表示:
x a x b a b
<<= {x|a≤x≤b}=[a,b];
{|}(,);
(]
x a x b a b
≤<=;
{|},
{|},
x a x b a b
<≤=;[)
(][)
≤=∞≤=+∞.
x x b b x a x a
{|}-,; {|},
要点五:函数定义域的求法
(1)当函数是以解析式的形式给出时,其定义域就是使函数解析式有意义的自变量的取值的集合.具体地讲,就是考虑分母不为零,偶次根号的被开方数、式大于或等于零,零次幂的底数不为零以及我们在后面学习时碰到的所有有意义的限制条件.
(2)当函数是由实际问题给出时,其定义域不仅要考虑使其解析式有意义,还要有实际意义.
(3)求函数的定义域,一般是转化为解不等式或不等式组的问题,注意定义域是一个集合,其结果必须用集合或区间来表示.
要点六:函数值域的求法
实际上求函数的值域是个比较复杂的问题,虽然给定了函数的定义域及其对应法则以后,值域就完全确定了,但求值域还是特别要注意讲究方法,常用的方法有:
观察法:通过对函数解析式的简单变形,利用熟知的基本函数的值域,或利用函数的图象的“最高点”和“最低点”,观察求得函数的值域;
配方法:对二次函数型的解析式可先进行配方,在充分注意到自变量取值范围的情况下,利用求二次函数的值域方法求函数的值域;
判别式法:将函数视为关于自变量的二次方程,利用判别式求函数值的范围,常用于一些“分式”函数等;此外,使用此方法要特别注意自变量的取值范围;
换元法:通过对函数的解析式进行适当换元,将复杂的函数化归为几个简单的函数,从而利用基本函数的取值范围来求函数的值域.
求函数的值域没有通用的方法和固定的模式,除了上述常用方法外,还有最值法、数形结合法等.总之,求函数的值域关键是重视对应法则的作用,还要特别注意定义域对值域的制约.
【典型例题】
类型一:函数关系与依赖关系
例1.某宾馆有相同标准的床位100张,根据经验,该宾馆的床价(即每张床每天的租金)不超过10元时,床位可以全部租出;当床价高于10元时,每提高1元,将有3张床位空闲.为了获得较好的效益,该宾馆需给床位定一个合适的价格,条件是:(1)要方便结账,床价应为1元的整数倍.(2)该宾馆每日的费用支出为575元,床位出租的收入必须高于支出,而且高出得越多越好.若用x表示床价,y表示该宾馆一天出租床位的净收入(即除去每日的支出费用后的收入).则净收入y是否是床价x的函数?若是,写出y与x的函数关系;若不是,请说明理由.
举一反三:
【变式1】由于环境气候的原因,夏季高山上的温度要比山下低.著名风景旅游区泰山夏季山脚平均温度为26℃,从山脚起每升高100 m,气温就降低0.7℃,则温度y是否是爬山高度x的函数?若是,写出y与x之间的函数关系;若不是,请说明理由.
类型二:函数的概念
例2.已知集合{}1,2,3A =,{}4,5B =,则从A 到B 的函数()f x 有 个.
举一反三:
【变式1】下列各问的对应关系是否是给出的实数集R 上的一个函数?为什么?
(1):f x →
2
,0,x x R x
≠∈; (2):g x →y ,2,,y x x N y R =∈∈;
(3):h *A B N ==,对任意的,x A ∈|3|x x →-.
例3.下列函数f (x )与g (x )是否表示同一个函数,为什么? (1)0
)1x ()x (f -=;1)x (g = (2)x )x (f =;2x )x (g =
(3)2
x )x (f =;2
)1x ()x (g += (4)|x |)x (f =;2x )x (g =
举一反三:
【变式】设x R ∈,定义符号函数1,0sgn 0,01,0x x x x >??
==??-
则( )
A. sgn x x x =
B. sgn x x x =
C. sgn x x x =
D. sgn x x x =
类型三:函数定义域的求法
例4.求下列函数的定义域(用区间表示).
(1)
2-1
()-3x f x x =
; (2)()f x = (3)()f x =.
举一反三:
【变式1】求下列函数的定义域(用区间表示):
(1)3
f (x)|x 1|2
=
--;
(2)1
f (x)x 1
=
-;
(3)()f x =
例4.(1)已知函数()f x 的定义域为[1,2],求函数(21)y f x =+的定义域; (2)已知函数(21)y f x =+的定义域[1,2],求函数()f x 的定义域;
(3)已知函数(21)y f x =+的定义域[1,2],求函数(21)y f x =-的定义域.
举一反三:
【变式1】已知(1)f x +的定义域为[)2,3-,求1
(2)f x
+的定义域.
例5.已知函数()f x x =,()4g x x m =--+ (1)解关于x 的不等式()20g f x m +->????;
(2)若函数()f x 的图象恒在()g x 图像的上方,求实数m 的取值范围.
类型四:求函数的值及值域
例6. 已知f(x)=2x 2
-3x-25,g(x)=2x-5,求: (1)f(2),g(2); (2)f(g(2)),g(f(2)); (3)f(g(x)),g(f(x))
例
7. 求值域(用区间表示):(1)y=x 2
-2x+4,①[]4,1x ∈--;②[]2,3x ∈-;
-2
(2)()()3
x f x f x x ==
+.
举一反三:
【变式1】 求下列函数的值域:
(1)1y =;(2)213
x y x +=-;(3)22
11x y x -=+;(4)y =
【巩固练习】
1.若函数()f x =
) A. [)0,1 B. ()0,1 C. (](),01,-∞+∞ D. ()(),01,-∞+∞
2.函数2y =的值域是( )
A .[2,2]-
B .[1,2]
C .[0,2]
D .[2,2]-
3.如图所示,垂直于x 轴的直线EF 从坐标原点O 向右移动,若E 是EF 与x 轴的交点,设OE =x (0≤x ≤a ),EF 在移动过程中扫过平行四边形OABC 的面积为y (图中阴影部分),则函数y =f (x )的图像大致是( ).
4.设{}{}|02,|12M x x N y y =≤≤=≤≤,给出下列四个图形,如下图所示,其中能表示从集合M 到N 的函数关系的有 ( )个.
A .1个
B .2个
C .3个
D .4个
5.已知函数2,0
(),()(1)0,1,0
x x f x f a f x x >?=+=?+≤?若则实数a 的值等于( )
A .-3
B .-1
C .1
D .3 6.已知函数)2(+=x f y 定义域是]21[,-,则的定义域是( ) A .]2
5
1[, B . [1
4]-, C . D .
7.定义域为R 的函数()y f x =值域为[],a b ,则()f x a +的值域为( ) A .[2]a a b +, B . [0],b-a C . []a ,b D . []a -,a+b
8.已知函数2
2
()1x f x x
=+,则1111
(1)(2)()(3)()(4)()(2010)()2342010
f f f f f f f f f +++++++???++的值是( )
A .2008
B .2009
C . 1
20092
D . 2010
9.函数()f x =
的定义域是 . 10.若函数()y f x =的定义域是[]0,1,则函数()()()(2)01F x f x a f x a a =+++<<的定义域是 .
11.已知??
?<-≥=0
,10
,1)(x x x f ,则不等式(2)(2)5x x f x ++?+≤的解集是 .
12.已知*
,a b N ∈,()()(),(1)2,f a b f a f b f +==则(2)(3)(4)(2011)
(1)(2)(3)(2010)
f f f f f f f f +++???+= .
13.当m 为何值时,方程2
4||5,x x m -+=(1)无解;(2)有两个实数解;(3)有三个实数解;(4)有四个实数解.
14.已知函数2
()f x ax bx c =++,且满足(0)0,(1)()1,f f x f x x =+-=+求()f x 的值域.
15.设()211f x x x =--+, (1)求()0f x <的解集;
(2)当1x <-时,()()f x f a >,求实数a 的取值范围.
16.已知函数对任意的实数,a b ,都有()()()f ab f a f b =+成立. (1)求(0),(1)f f 的值;
(2)求证:1()()0(0)f f x x x
+=≠;
(3)若(2),(3)(,)f m f n m n ==均为常数,求(36)f 的值.
函数概念与基本初等函数第四讲指数函数对数函数幂函数答案
专题二函数概念与基本初等函数I 第四讲指数函数、对数函数、幂函数答案部分2019 年 1. 解析由题意知,m 太阳 E E 太阳 ,将数据代入,可得lg 太阳10.1 m lg E 天狼星天狼星 2 , E 天狼星 所以 E .故选A. 太阳 10 10.1 E 天狼星 sin xx , x[ n,n ], 2.解析因为cos x x f x 2 sin x x f x sin x x xcos x x 2 2
所 cos x x 所以f x为 [ n,n ]上的奇函数,因此排除A; n 0 ,因此排除B,C; sin n n f n 又 又 cos n n 2 1 n 2 故选D.3.解析:由函数y ,y log x 1 ,单调性相反,且函数 x 1 log a
1 a 图像恒 a x 2 2 1 可各满足要求的图象为D.故选D.过 ,0 2 2010-2018 年 1 1. D【解析】c log 1 y log x 为增函数, 3 log 5,因为 3 5 3 7 所以 log 5 log 3 3 log 3 1. 3 2 因为函数 1 x 1 1 1 0 y ()为减函数,所以()()1,故c a b,故选D. 3 4 2. B【解析】当x 0时,因为
ex 4 ex 4 x 0 ,所以此时 x e e f (x) x 2 1 0 ,故排除A. D; 1 又f (1) e 2 e ,故排除C,选B. 3. B【解析】解法一设所求函数图象上任一点的坐标为(x, y),则其关于直线x 1的对称 点的坐标为(2 x, y) ,由对称性知点(2 x, y) 在函数f (x) ln x 的图象上,所以y ln(2 x) ,故选B. 解法二由题意知,对称轴上的点(1, 0) 即在函数y ln x 的图象上也在所求函数的图象上,代入选项中的函数表达式逐一检验, 排除A, 2(1 x) ,0 x 2知,f (x) 在(0,1) 上单调递增,在(1, 2) 上
19.1.1《变量与函数》反思
19.1.1《变量与函数》教学反思 本节课是八年级学生初步接触函数的入门课,必须让学生准确认识变量与常量的特征,初步感受现实世界各种变量之间相互联系的复杂性,同时感受到数学研究方法的化繁为简,知道在初中阶段主要研究两个变量之间的特殊对应关系。 函数定义的关键词是:“两个变量”、“唯一确定”、“与其对应”;函数的要点是:1 有两个变量,2 一个变量的值随另一个变量的值的变化而变化,3 一个变量的值确定另一个变量总有唯一确定的值与其对应;函数的实质是:两个变量之间的对应关系;学习函数的意义是:用运动变化的观念观察事物。与学习进行仔细的研究,有助于函数意义的理解,但是,不可能在一课的学时内真正理解函数的意义,继续布置作业:每个同学列举出几个反映函数关系的实例,培育学生用函数的观念看待现实世界,最后,我还说明了,函数的学习,是我们数学认识的第二个飞跃,代数式的学习,是数学认识的第一次飞跃:由具体的数、孤立的数到一般的具有普遍意义的数,函数的学习,是由静止的不变的数到运动变化的数。 在函数概念的教学中,应突出“变化”的思想和“对应”的思想。从概念的起源来看,函数是随着数学研究事物的运动、变化而出现的,他刻画了客观世界事物间的动态变化和相互依存的关系,这种关系反映了运动变化过程中的两个变量之间的制约关系。因此,变化是函数概念产生的源头,是制约概念学习的关节点,同时也是概念教学的一个重要突破口。教师可以通过大量的典型实例,让学生反复观察、反复比较、反复分析每个具体问题的量与量之间的变化关系,把静止的表达式看动态的变化过程,让他们从原来的常量、代数式、方程式和算式的静态的关系中,逐步过渡到变量、函数这些表示量与量之间的动态的关系上,使学生的认识实现 为了快速明了的引出课题,课前让学生收集一些变化的实例,从学生的生活入手,开门见山,来指明本节课的学习内容。本课的引例较为丰富,但有些内容学生解决较为困难,于是我采取了三种不同的提问方式:1.教师问,学生答; 2.学生自主回答; 3.学生合作交流回答。为了较好的突出重点突破难点,在处理教学活动过程中,让学生思考每个变化活动中反映的是哪个量随哪个量的变化而变化,并提出一个量确定时另一个量是否唯一确定的问题,在得出变量和常量概念的同时渗透函数的概念.为了更好的让学生理解变量和常量的意义,由“问题中分别涉及哪些量?哪些量是变化的,哪些量是始终不变的?”一系列问题,在借助生活实例回答的过程中,归纳总结出变量与常量的概念,并能指出具体问题中的变量与常量。函数的概念是把学生由常量数学的学习引入变量数学的学习的过程,学生初步接触函数的概念,难以理解定义中“唯一确定”的准确含义,我设置了以下二个问题:1.在前面研究的每个问题中,都出现了几个变量?它们之间是相互影响,相互制约的。2.在二个变量中,一个量在变化的过程中每取一个值,另一个量有多少个值与它对应?来理解具体实例中二个变量的特殊对应关系,初步理解函数的概念。为了进一步让学生理解“唯一对应”关系,借助函数图像,使学生直观的感受二个变量之间特殊对应关系-----唯一对应。通过这种从实际问题出发的探究方式,使学生体验从具体到抽象的认识过程,及时给出函数的定义。再从抽象转化到实际应用中去,加深学生对函数概念的理解。为了加强学生辨析函数的能力,我准备了一道思考题,Y2=X中对于X的每一个值Y都
第四讲函数的概念及定义域 求法
第4讲 函数及其表示 【教学目标】 1.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。 【教学重难点】 1.理解函数的集合定义 【旧知识回顾】 初中函数的定义:在一个变化过程中,如果有两个变量x 与y ,并且对于x 的每一个确定的值,y 都有唯一确定的值与其对应,那么我们就说x 是自变量,y 是x 的函数. 在初中,我们学过一些函数,如1y x =+,2 3y x x =+,2 y x = 等, 思考: (1)3=y 是函数吗? (2)x y =与x x y 2 =是同一个函数吗? 【知识点讲解】 1.1 函数的概念 如果A ,B 是非空的数集,如果按某个确定的对应关系f ,使对于集合A 中的任意一个数,在集合B 中都有唯一确定的数)(x f 和它对应,那么就称B A f →:为从集合A 到集合B 的一个函数,记作 )(x f y =,A x ∈. 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{}A x x f ∈|)(叫做函数的值域. 思考1:{}A x x f ∈|)(______B . 思考2:新的函数定义与函数的传统定义有什么异同点? 思考3:(1)3=y 是函数吗? (2)x y =与x x y 2 =是同一个函数吗? 思考4:2 23y x x =-+函数吗?
1.2 函数的三要素 函数是由三件事构成的一个整体:定义域A ; 值域{}A x x f ∈|)(; 对应法则f . 【例1】 以下关系式表示函数吗?为什么? (1)2 12)(x x x f --=; (2)22)(-+-=x x x f . 练习1:下列可作为函数y= f (x)的图象的是( ) 【例2】已知函数1()2 f x x = +, (1)求函数()f x 的定义域;(2)求(3)f -,2()3 f ;(3)当0a >时,求)(a f ,(1)f a -的值 特别注意:)(a f 是常量,而)(x f 是变量,)(a f 只是)(x f 中一个特殊值. 练习1:已知函数,23)(-=x x f 试求(3)f ,()f a ,2 (1)f x +,((2))f f ,1 (())f f x -. 1.3 对函数符号)(x f 的理解 )(x f y =与) (x f 的含义是一样的,它们都表示y 是x 的函数,其中x 是自变量, )(x f 是函数值,连接的 纽带是法则f ,所以这个符号本身也说明函数是三要素构成的整体.