高中数学-函数与映射的概念练习

合集下载

2020届高考文科数学复习练习题(二):函数 专题训练

2020届高考文科数学复习练习题(二):函数 专题训练

专题二函数函数是中学数学中的重点内容,是描述变量之间依赖关系的重要数学模型.本章内容有两条主线:一是对函数性质作一般性的研究,二是研究几种具体的基本初等函数——一次函数、二次函数、指数函数、对数函数、幂函数.研究函数的问题主要围绕以下几个方面:函数的概念,函数的图象与性质,函数的有关应用等.§2-1 函数【知识要点】要了解映射的概念,映射是学习、研究函数的基础,对函数概念、函数性质的深刻理解在很多情况下要借助映射这一概念.1、设A,B是两个非空集合,如果按照某种对应法则f,对A中的任意一个元素x,在B中有一个且仅有一个元素y与x对应,则称f是集合A到集合B的映射.记作f:A→B,其中x叫原象,y叫象.2、设集合A是一个非空的数集,对A中的任意数x,按照确定的法则f,都有唯一确定的数y与它对应,则这种映射叫做集合A上的一个函数.记作y=f(x),x∈A.其中x叫做自变量,自变量取值的范围(数集A)叫做这个函数的定义域.所有函数值构成的集合{y|y=f(x),x∈A}叫做这个函数的值域.函数的值域由定义域与对应法则完全确定.3、函数是一种特殊的映射.其定义域和值域都是非空的数集,值域中的每一个元素都有原象.构成函数的三要素:定义域,值域和对应法则.其中定义域和对应法则是核心.【复习要求】1.了解映射的意义,对于给出对应关系的映射会求映射中指定元素的象与原象.2.能根据函数三要素判断两个函数是否为同一函数.3.掌握函数的三种表示法(列表法、图象法和解析法),理解函数符号f(x)(对应法则),能依据一定的条件求出函数的对应法则.4.理解定义域在三要素的地位,并会求定义域.【例题分析】例1 设集合A和B都是自然数集合N.映射f:A→B把集合A中的元素x映射到集合B中的元素2x+x,则在映射f作用下,2的象是______;20的原象是______.【分析】由已知,在映射f作用下x的象为2x+x.所以,2的象是22+2=6;设象20的原象为x,则x的象为20,即2x+x=20.由于x∈N,2x+x随着x的增大而增大,又可以发现24+4=20,所以20的原象是4.例2 设函数则f(1)=______;若f(0)+f(a)=-2,则a的所有可能值为______.【分析】从映射的角度看,函数就是映射,函数解析式就是映射的法则.所以f(1)=3.又f(0)=-1,所以f(a)=-1,当a≤0时,由a-1=-1得a=0;当a>0时,由-a2+2a+2=-1,即a2-2a-3=0得a=3或a=-1(舍).综上,a=0或a=3.例3 下列四组函数中,表示同一函数的是( )(A) (B)(C) (D)【分析】(A)(C)(D)中两个函数的定义域均不同,所以不是同一函数.(B)中两个函数的定义域相同,化简后为y=|x|及y=|t|,法则也相同,所以选(B).【评析】判断两个函数是否为同一函数,就是要看两个函数的定义域与法则是否完全相同.一般有两个步骤:(1)在不对解析式进行变形的情况下求定义域,看定义域是否一致.(2)对解析式进行合理变形的情况下,看法则是否一致.例4 求下列函数的定义域(1) (2)(3) (4)解:(1)由|x-1|-1≥0,得|x-1|≥1,所以x-1≥1或x-1≤-1,所以x≥2或x≤0.所以,所求函数的定义域为{x|x≥2或x≤0}.(2)由x2+2x-3>0得,x>1或x<-3.所以,所求函数的定义域为{x|x>1或x<-3}.(3)由得x<3,且x≠0,x≠1,所以,所求函数的定义域为{x|x<3,且x≠0,x≠1}(4)由所以-1≤x≤1,且x≠0.所以,所求函数定义域为{x|-1≤x≤1,且x≠0}.例5 已知函数f(x)的定义域为(0,1),求函数f(x+1)及f(x2)的定义域.【分析】此题的题设条件中未给出函数f(x)的解析式,这就要求我们根据函数三要素之间的相互制约关系明确两件事情:①定义域是指x的取值范围;②受对应法则f制约的量的取值范围在“已知”和“求”当中是一致的.那么由f(x)的定义域是(0,1)可知法则f制约的量的取值范围是(0,1),而在函数f(x+1)中,受f直接制约的是x+1,而定义域是指x的范围,因此通过解不等式0<x+1<1得-1<x<0,即f(x+1)的定义域是(-1,0).同理可得f(x2)的定义域为{x|-1<x<1,且x≠0}.例6 如图,用长为l的铁丝弯成下部为矩形,上部为半圆形的框架,若矩形的底边长为2x,求此框架围成的面积y与x的函数关系式,并指出定义域.解:根据题意,AB=2x.所以,根据问题的实际意义.AD>0,x>0.解所以,所求函数定义域为【评析】求函数定义域问题一般有以下三种类型问题.(1)给出函数解析式求定义域(如例4),这类问题就是求使解析式有意义的自变量的取值范围.正确的解不等式或不等式组在解决这类问题中是重要的.中学数学中常见的对变量有限制的运算法则有:①分式中分母不为零;②偶次方根下被开方数非负;③零次幂的底数要求不为零;④对数中的真数大于零,底数大于零且不等于1;⑤y=tan x,则,k∈Z.(2)不给出f(x)的解析式而求定义域(如例5).其解决办法见例5的分析.(3)在实际问题中求函数的定义域(如例6).在这类问题中除了考虑解析式对自变量的限制,还应考虑实际问题对自变量的限制.另外,在处理函数问题时要有一种随时关注定义域的意识,这是极其重要的.比如在研究函数单调性、奇偶性、最值等问题时,首先要考虑的就是函数的定义域.例7 (1)已知,求f(x)的解析式;(2)已知,求f(3)的值;(3)如果f(x)为二次函数,f(0)=2,并且当x=1时,f(x)取得最小值-1,求f(x)的解析式;(4)*已知函数y=f(x)与函数y=g(x)=2x的图象关于直线x=1对称,求f(x)的解析式.【分析】(1)求函数f(x)的解析式,从映射的角度看就是求对应法则,于是,我们一般有下面两种方法解决(1)这样的问题.方法一.通过这样“凑型”的方法,我们可以明确看到法则f是“原象对应于原象除以原象的平方减1”.所以,方法二.设,则.则,所以这样,通过“换元”的方法也可以明确看到法则是什么.(2)用“凑型”的方法,(3)因为f(x)为二次函数,并且当x=1时,f(x)取得最小值-1,所以,可设f(x)=a(x-1)2-1,又f(0)=2,所以a(0-1)2-1=2,所以a=3.f(x)=3(x-1)2-1=3x2-6x+2.(4)这个问题相当于已知f(x)的图象满足一定的条件,进而求函数f(x)的解析式.所以,可以类比解析几何中求轨迹方程的方法求f(x)的解析式.设f(x)的图象上任意一点坐标为P(x,y),则P关于x=1对称点的坐标为Q(2-x,y),由已知,点Q在函数y=g(x)的图象上,所以,点Q的坐标(2-x,y)满足y=g(x)的解析式,即y=g(2-x)=22-x,所以,f(x)=22-x.【评析】由于已知条件的不同,求函数的解析式的常见方法有象(1)(2)所用到的“凑形”及“换元”的方法;有象(3)所用到的待定系数法;也有象(4)所用到的解析法.值得注意的是(4)中所用的解析法.在求函数解析式或者求轨迹方程时都可以用这种方法,是一种通法.同时也表明函数和它的图象与曲线和它的方程之间有必然的联系.例8 已知二次函数f(x)的对称轴为x=1,且图象在y轴上的截距为-3,被x轴截得的线段长为4,求f(x)的解析式.解:解法一设f(x)=ax2+bx+c,由f(x)的对称轴为x=1,可得b=-2a;由图象在y轴上的截距为-3,可得c=-3;由图象被x轴截得的线段长为4,可得x=-1,x=3均为方程ax2+bx+c=0的根.所以f(-1)=0,即a-b+c=0,所以a=1.f(x)=x2-2x-3.解法二因为图象被x轴截得的线段长为4,可得x=-1,x=3均为方程f(x)=0的根.所以,设f(x)=a(x+1)(x-3),又f(x)图象在y轴上的截距为-3,即函数图象过(0,-3)点.即-3a=-3,a=1.所以f(x)=x2-2x-3.【评析】二次函数是非常常见的一种函数模型,在高中数学中地位很重.二次函数的解析式有三种形式:一般式y=ax2+bx+c;顶点式y=a(x-h)2+k,其中(h,k)为顶点坐标;双根式y=a(x-x1)(x-x2),其中x1,x2为函数图象与x轴交点的横坐标,即二次函数所对应的一元二次方程的两个根.例9 某地区上年度电价为0.8元/kW·h,年用电量为a kW·h.本年度计划将电价降到0.55元/kW·h至0.75元/kW·h之间,而用户期望电价为0.40元/kW·h.经测算,下调电价后新增的用电量与实际电价和用户期望电价的差成反比(比例系数为k).该地区电力的成本价为0.30元/kW·h.(1)写出本年度电价下调后,电力部门的收益y与实际电价x的函数关系式;(2)设k=0.2a,当电价最低定为多少时,仍可保证电力部门的收益比上年至少增长20%?解:(1)依题意,当实际电价为x元/kW·h时,用电量将增加至故电力部门的收益为.(2)易知,上年度的收益为(0.8-0.3)a,依题意,且0.55≤x≤0.75,解得0.60≤x≤0.75.所以,当电价最低定为0.60元/kW·h时,仍可保证电力部门的收益比上年至少增长20%.练习2-1一、选择题1.已知函数的定义域为M,g(x)=ln(1+x)的定义域为N,则M∩N=( )(A){x|x>1} (B){x|x<1} (C){x|-1<x<1} (D)2.图中的图象所表示的函数的解析式为( )(A)(B)(C)(D)y=1-|x-1|(0≤x≤2)3.已知f(x-1)=x2+2x,则( )(A) (B) (C) (D)4.已知若f(x)=3,则x的值是( )(A)0 (B)0或 (C) (D)二、填空题5.给定映射f:(x,y)→(x+2y,x-2y),在映射f下(0,1)的象是______;(3,1)的原象是______.6.函数的定义域是______.7.已知函数f(x),g(x)分别由下表给出x 1 2 3 x 1 2 3f(x) 1 3 1 g(x) 3 2 1则f[g(1)]的值为______;满足f[g(x)]>g[f(x)]的x的值是______.8.已知函数y=f(x)与函数y=g(x)=2x的图象关于点(0,1)对称,则f(x)的解析式为______.三、解答题9.已知f(x)=2x+x-1,求g(-1),g[f(1)]的值.10.在如图所示的直角坐标系中,一运动物体经过点A(0,9),其轨迹方程为y=ax2+c(a<0),D=(6,7)为x轴上的给定区间.为使物体落在区间D内,求a的取值范围.11.如图,直角边长为2cm的等腰Rt△ABC,以2cm/s的速度沿直线l向右运动,求该三角形与矩形CDEF重合部分面积y(cm2)与时间t的函数关系(设0≤t≤3),并求出y的最大值.§2-2 函数的性质【知识要点】函数的性质包括函数的定义域、值域及值的某些特征、单调性、奇偶性、周期性与对称性等等.本章着重研究后四个方面的性质.本节的重点在于理解与函数性质有关的概念,掌握有关判断、证明的基本方法以及简单的应用.数形结合是本节常用的思想方法.1.设函数y=f(x)的定义域为D,如果对于D内的任意一个x,都有-x∈D,且f(-x)=-f(x),则这个函数叫做奇函数.设函数y=g(x)的定义域为D,如果对于D内任意一个x,都有-x∈D,且g(-x)=g(x),则这个函数叫做偶函数.由奇函数定义可知,对于奇函数y=f(x),点P(x,f(x))与点(-x,-f(x))都在其图象上.又点P与点关于原点对称,我们可以得到:奇函数的图象是以坐标原点为对称中心的中心对称图形;通过同样的分析可以得到,偶函数的图象是以y轴为对称轴的轴对称图形.2.一般地,设函数y=f(x)的定义域为A,区间MA.如果取区间M中的任意两个值x1,x2,改变量x=x2-x1>0,则当y=f(x2)-f(x1)>0时,就称函数y=f(x)在区间M上是增函数;当y=f(x2)-f(x1)<0时,就称函数y=f(x)在区间M上是减函数.如果一个函数在某个区间M上是增函数或是减函数,就说这个函数在这个区间M上具有单调性,区间M称为单调区间.在单调区间上,增函数的图象是上升的,减函数的图象是下降的.3.一般的,对于函数f(x),如果存在一个不为零的常数T,使得当x取定义域中的每一个值时,f(x+T)=f(x)都成立,那么就把函数y=f(x)叫做周期函数,不为零的常数T叫做这个函数的周期.4.一般的,对于函数f(x),如果存在一个不为零的常数a,使得当x取定义域中的每一个值时,f(a+x)=f(a-x)都成立,则函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称.【复习要求】1.理解函数的单调性、最大值、最小值及其几何意义;会用定义证明函数的单调性,会利用函数的单调性处理有关的不等式问题;2.了解函数奇偶性的含义.能判断简单函数的奇偶性.3.了解函数周期性的含义.4.了解函数单调性、奇偶性和周期性之间的联系,并能解决相关的简单问题.【例题分析】例1 判断下列函数的奇偶性.(1) (2)(3)f(x)=x3-3x; (4)(5)解:(1)解,得到函数的定义域为{x|x>1或x≤0},定义域区间关于原点不对称,所以此函数为非奇非偶函数.(2)函数的定义域为{x|x≠0},但是,由于f(1)=2,f(-1)=0,即f(1)≠f(-1),且f(1)≠-f(-1),所以此函数为非奇非偶函数.(3)函数的定义域为R,又f(-x)=(-x)3-3(-x)=-x3+3x=-f(x),所以此函数为奇函数.(4)解,得-1<x<1,又所以此函数为奇函数.(5)函数的定义域为R,又,所以此函数为奇函数.【评析】由函数奇偶性的定义,可以得到下面几个结论:①一个函数是奇(或偶)函数的必要不充分条件是定义域关于原点对称;②f(x)是奇函数,并且f(x)在x=0时有定义,则必有f(0)=0;③既是奇函数又是偶函数的函数,其解析式一定为f(x)=0.判定函数奇偶性按照其定义可以分为两个步骤:①判断函数的定义域是否关于原点对称;②考察f(-x)与f(x)的关系.由此,若以奇偶性为标准可以把函数分为奇函数,偶函数,既奇又偶函数和非奇非偶函数四类.例2 设函数f(x)在R上有定义,给出下列函数:①y=-|f(x)|;②y=xf(x2);③y=-f(-x);④y=f(x)-f(-x).其中必为奇函数的有______.(填写所有正确答案的序号)【分析】①令F(x)=-|f(x)|,则F(-x)=-|f(-x)|,由于f(x)与f(-x)关系不明确,所以此函数的奇偶性无法确定.②令F(x)=xf(x2),则F(-x)=-xf[(-x)2]=-xf(x2)=-F(x),所以F(x)为奇函数.③令F(x)=-f(-x),则F(-x)=-f[-(-x)]=-f(x),由于f(x)与f(-x)关系不明确,所以此函数的奇偶性无法确定.④令F(x)=f(x)-f(-x),则F(-x)=f(-x)-f[-(-x)]=f(-x)-f(x)=-F(x),所以F(x)为奇函数.所以,②④为奇函数.例3 设函数f(x)在R上有定义,f(x)的值不恒为零,对于任意的x,y∈R,恒有f(x+y)=f(x)+f(y),则函数f(x)的奇偶性为______.解:令x=y=0,则f(0)=f(0)+f(0),所以f(0)=0,再令y=-x,则f(0)=f(x)+f(-x),所以f(-x)=-f(x),又f(x)的值不恒为零,故f(x)是奇函数而非偶函数.【评析】关于函数方程“f(x+y)=f(x)+f(y)”的使用一般有以下两个思路:令x,y为某些特殊的值,如本题解法中,令x=y=0得到了f(0)=0.当然,如果令x=y=1则可以得到f(2)=2f(1),等等.令x,y具有某种特殊的关系,如本题解法中,令y=-x.得到f(2x)=2f(x),在某些情况下也可令y=,y=x,等等.总之,函数方程的使用比较灵活,要根据具体情况作适当处理.在不是很熟悉的时候,要有试一试的勇气.例4 已知二次函数f(x)=x2+bx+c满足f(1+x)=f(1-x),求b的值,并比较f(-1)与f(4)的大小.解:因为f(1+x)=f(1-x),所以x=1为二次函数图象的对称轴,所以,b=-2.根据对称性,f(-1)=f(3),又函数在[1,+∞)上单调递增,所以f(3)<f(4),即f(-1)<f(4).例5已知f(x)为奇函数,当x≥0时,f(x)=x2-2x,(1)求f(-1)的值;(2)当x<0时,求f(x)的解析式.解:(1)因为f(x)为奇函数,所以f(-1)=-f(1)=-(12-2×1)=1.(2)方法一:当x<0时,-x>0.所以,f(x)=-f(-x)=-[(-x)2-2(-x)]=-x2-2x.方法二:设(x,y)是f(x)在x<0时图象上一点,则(-x,-y)一定在f(x)在x>0时的图象上.所以,-y=(-x)2-2(-x),所以y=-x2-2x.例6 用函数单调性定义证明,函数y=ax2+bx+c(a>0)在区间上为增函数.证明:设,且x1<x2f(x2)-f(x1)=(ax22+bx2+c)-(ax12+bx1+c)=a(x22-x12)+b(x2-x1)=a(x2+x1)(x2-x1)+b(x2-x1)=(x2-x1)[a(x1+x2)+b]因为x1<x2,所以x2-x1>0,又因为,所以,所以f(x2)-f(x1)>0,函数y=ax2+bx+c(a>0)在区间上为增函数.例7 已知函数f(x)是定义域为R的单调增函数.(1)比较f(a2+2)与f(2a)的大小;(2)若f(a2)>f(a+6),求实数a的取值范围.解:(1)因为a2+2-2a=(a-1)2+1>0,所以a2+2>2a,由已知,f(x)是单调增函数,所以f(a2+2)>f(2a).(2)因为f(x)是单调增函数,且f(a2)>f(a+6),所以a2>a+6,解得a>3或a<-2.【评析】回顾单调增函数的定义,在x1,x2为区间任意两个值的前提下,有三个重要的问题:x=x2-x1的符号;y=f(x2)-f(x1)的符号;函数y=f(x)在区间上是增还是减.由定义可知:对于任取的x1,x2,若x2>x1,且f(x2)>f(x1),则函数y=f(x)在区间上是增函数;不仅如此,若x2>x1,且函数y=f(x)在区间上是增函数,则f(x2)>f(x1);若f(x2)>f(x1),且函数y=f(x)在区间上是增函数,则x2>x1;于是,我们可以清晰地看到,函数的单调性与不等式有着天然的联系.请结合例5例6体会这一点.函数的单调性是极为重要的函数性质,其与其他问题的联系、自身的应用都很广泛,在复习中要予以充分注意.例8 设f(x)是定义域为(-∞,0)∪(0,+∞)的奇函数,且它在区间(-∞,0)上是减函数.(1)试比较f(-2)与-f(3)的大小;(2)若mn<0,且m+n<0,求证:f(m)+f(n)>0.解:(1)因为f(x)是奇函数,所以-f(3)=f(-3),又f(x)在区间(-∞,0)上是减函数,所以f(-3)>f(-2),即-f(3)>f(-2).(2)因为mn<0,所以m,n异号,不妨设m>0,n<0,因为m+n<0,所以n<-m,因为n,-m∈(-∞,0),n<-m,f(x)在区间(-∞,0)上是减函数,所以f(n)>f(-m),因为f(x)是奇函数,所以f(-m)=-f(m),所以f(n)>-f(m),即f(m)+f(n)>0.例9函数f(x)是周期为2的周期函数,且f(x)=x2,x∈[-1,1].(1)求f(7.5)的值;(2)求f(x)在区间[2n-1,2n+1]上的解析式.解:(1)因为函数f(x)是周期为2的周期函数,所以f(x+2k)=f(x),k∈Z.所以f(7.5)=f(-0.5+8)=f(-0.5)=.(2)设x∈[2n-1,2n+1],则x-2n∈[-1,1].所以f(x)=f(x-2n)=(x-2n)2,x∈[2n-1,2n+1].练习2-2一、选择题1.下列函数中,在(1,+∞)上为增函数的是( )(A)y=x2-4x (B)y=|x| (C) (D)y=x2+2x2.下列判断正确的是( )(A)定义在R上的函数f(x),若f(-1)=f(1),且f(-2)=f(2),则f(x)是偶函数(B)定义在R上的函数f(x)满足f(2)>f(1),则f(x)在R上不是减函数(C)定义在R上的函数f(x)在区间(-∞,0]上是减函数,在区间(0,+∞)上也是减函数,则f(x)在R上是减函数(D)不存在既是奇函数又是偶函数的函数3.已知函数f(x)是R上的奇函数,并且是周期为3的周期函数,又知f(1)=2.则f(2)=( )(A)-2 (B)2 (C)1 (D)-14.设f(x)是R上的任意函数,则下列叙述正确的是( )(A)f(x)f(-x)是奇函数 (B)f(x)|f(-x)|是奇函数(C)f(x)-f(-x)是偶函数 (D)f(x)+f(-x)是偶函数二、填空题5.若函数f(x)=4x2-mx+5在区间[-2,+∞)是增函数,则m的取值范围是______;f(1)的取值范围是______.6.已知函数f(x)是定义在(-∞,+∞)上的偶函数.当x∈(-∞,0)时,f(x)=x-x4,则当x∈(0,+∞)时,f(x)=______.7.设函数为奇函数,则实数a=______.8.已知函数f(x)=x2-cos x,对于上的任意x1,x2,有如下条件:①x1>x2;②③|x1|>x2.其中能使f(x1)>f(x2)恒成立的条件序号是______三、解答题9.已知函数f(x)是单调减函数.(1)若a>0,比较与f(3)的大小;(2)若f(|a-1|)>f(3),求实数a的取值范围.10.已知函数(1)判断函数f(x)的奇偶性;(2)当a=1时,证明函数f(x)在区间[2,+∞)上是增函数.11.定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足①f(2)=1;②f(xy)=f(x)+f(y),其中x,y 为任意正实数,③任意正实数x,y满足x≠y时,(x-y)[f(x)-f(y)]>0恒成立.(1)求f(1),f(4)的值;(2)试判断函数f(x)的单调性;(3)如果f(x)+f(x-3)≤2,试求x的取值范围.§2-3 基本初等函数(Ⅰ)本节复习的基本初等函数包括:一次函数、二次函数、指数函数、对数函数和幂函数,三角函数在三角部分复习.函数的图象上直观地反映着函数的性质,学习函数的“捷径”是熟知函数的图象.熟知函数图象包括三个方面:作图,读图,用图.掌握初等函数一般包括以下一些内容:首先是函数的定义,之后是函数的图象和性质.函数的性质一般包括定义域,值域,图象特征,单调性,奇偶性,周期性,零点、最值以及值的变化特点等,研究和记忆函数性质的时候应全面考虑.函数的定义(通常情况下是解析式)决定着函数的性质,我们可以通过解析式研究函数的性质,也可以通过解析式画出函数的图象,进而直观的发现函数的性质.【知识要点】1.一次函数:y=kx+b(k≠0)(1)定义域为R,值域为R;(2)图象如图所示,为一条直线;(3)k>0时,函数为增函数,k<0时,函数为减函数;(4)当且仅当b=0时一次函数是奇函数.一次函数不可能是偶函数.(5)函数y=kx+b的零点为2.二次函数:y=ax2+bx+c(a≠0)通过配方,函数的解析式可以变形为(1)定义域为R:当a>0时,值域为;当a<0时,值域为;(2)图象为抛物线,抛物线的对称轴为,顶点坐标为.当a>0时,抛物线开口向上;当a<0时,抛物线开口向下.(3)当a>0时,是减区间,是增区间;当a<0时,是增区间,是减区间.(4)当且仅当b=0时,二次函数是偶函数;二次函数不可能是奇函数.(5)当判别式=b2-4ac>0时,函数有两个变号零点;当判别式=b2-4ac=0时,函数有一个不变号零点;当判别式=b2-4ac<0时,函数没有零点.3.指数函数y=a x(a>0且a≠1)(1)定义域为R;值域为(0,+∞).(2)a>1时,指数函数为增函数;0<a<1时,指数函数为减函数;(3)函数图象如图所示.不具有奇偶性、周期性,也没有零点.4.对数函数y=log a x(a>0且a≠1),对数函数y=log a x与指数函数y=a x互为反函数.(1)定义域为(0,+∞);值域为R.(2)a>1时,对数函数为增函数;0<a<1时,对数函数为减函数;(3)函数图象如图所示.不具有奇偶性、周期性,(4)函数的零点为1.5.幂函数y=xα(α∈R)幂函数随着α的取值不同,它们的定义域、性质和图象也不尽相同,但它们有一些共同的性质:(1)所有的幂函数在(0,+∞)都有定义,并且图象都通过点(1,1);(2)如果α>0,则幂函数的图象通过原点,并且在区间[0,+∞)上是增函数;(3)如果α<0,则幂函数在区间(0,+∞)上是减函数,在第一象限内,当x从右边趋向于原点时,图象在y轴右方无限地接近y轴,当x趋于+∞时,图象在x轴上方无限地接近x轴.要注意:因为所有的幂函数在(0,+∞)都有定义,并且当x∈(0,+∞)时,xα>0,所以所有的幂函数y=xα(α∈R)在第一象限都有图象.根据幂函数的共同性质,可以比较容易的画出一个幂函数在第一象限的图象,再根据幂函数的定义域和奇偶性,我们可以得到这个幂函数在其他象限的图象,这样就能够得到这个幂函数的大致图象.6.指数与对数(1)如果存在实数x,使得x n=a (a∈R,n>1,n∈N+),则x叫做a的n次方根.负数没有偶次方根.;(2)分数指数幂,;n,m∈N*,且为既约分数).,且为既约分数).(3)幂的运算性质a m a n=a m+n,(a m)n=a mn,(ab)n=a nb n,a0=1(a≠0).(4)一般地,对于指数式a b=N,我们把“b叫做以a为底N的对数”记为log a N,即b=log a N(a>0,且a≠1).(5)对数恒等式:=N.(6)对数的性质:零和负数没有对数(对数的真数必须大于零!);底的对数是1,1的对数是0.(7)对数的运算法则及换底公式:;;.(其中a>0且a≠1,b>0且b≠1,M>0,N>0).【复习要求】1.掌握基本初等函数的概念,图象和性质,能运用这些知识解决有关的问题;其中幂函数主要掌握y=x,y=x2,y=x3,这五个具体的幂函数的图象与性质.2.准确、熟练的掌握指数、对数运算;3.整体把握函数的图象和性质,解决与函数有关的综合问题.【例题分析】例1化简下列各式:(1); (2);(3); (4)log2[log3(log464)];(5).解:(1)(2)(3)(4)log2[log3(log464)]=log2[log3(log443)]=log2[log33]=log21=0.(5)【评析】指数、对数运算是两种重要的运算,在运算过程中公式、法则的准确、灵活使用是关键.例2已知二次函数f(x)满足f(2)=-1,f(-1)=-1,且f(x)的最大值为8,试确定f(x)的解析式.解:解法一设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),依题意解之得所以所求二次函数为f(x)=-4x2+4x+7.解法二f(x)=a(x-h)2+k(a≠0),为f(2)=-1,f(-1)=-1,所以抛物线的对称轴为,又f(x)的最大值为8,所以.因为(-1,-1)点在抛物线上,所以,解得a=-4.所以所求二次函数为.例3 (1)如果二次函数f(x)=x2+(a+2)x+5在区间(2,+∞)上是增函数,则a的取值范围是______.(2)二次函数y=ax2-4x+a-3的最大值恒为负,则a的取值范围是______.(3)函数f(x)=x2+bx+c对于任意t∈R均有f(2+t)=f(2-t),则f(1),f(2),f(4)的大小关系是_______.解:(1)由于此抛物线开口向上,且在(2,+∞)上是增函数,画简图可知此抛物线对称轴或与直线x=2重合,或位于直线x=2的左侧,于是有,解之得.(2)分析二次函数图象可知,二次函数最大值恒为负的充要条件是“二次项系数a<0,且判别式<0”,即,解得a∈(-∞,-1).(3)因为对于任意t∈R均有f(2+t)=f(2-t),所以抛物线对称轴为x=2,又抛物线开口向上,做出函数图象简图可得f(2)<f(1)<f(4).例4已知函数f(x)=mx2+(m-3)x+1的图象与x轴的交点至少有一个在原点的右侧,求实数m的范围.解:当m=0时,f(x)=-3x+1,其图象与x轴的交点为,符合题意;当m<0时,注意到f(0)=1,又抛物线开口向下,所以抛物线与x轴的两个交点必在原点两侧.所以m<0符合题意;当m>0时,注意到f(0)=1,又抛物线开口向上,所以抛物线与x轴的两个交点必在原点同侧(如果存在),所以若满足题意,则解得0<m≤1.综上,m∈(-∞,1].【评析】在高中阶段,凡“二次”皆重点,二次函数,一元二次方程,一元二次不等式,二次曲线都应着重去理解、掌握.例2、3、4 三个题目充分体现了数形结合思想及运动变化思想的运用.这两种数学思想在函数问题的解决中被普遍使用.例5 (1)当a≠0时,函数y=ax+b与y=b ax的图象只可能是( )(2)函数y=log a x,y=log b x,y=log c x,y=log d x的图象分别是图中的①、②、③、④,则a,b,c,d的大小关系是______.【分析】(1)在选项(A)中,由y=ax+b图象可知a<0,b>1,所以b a<b0=1(根据以为底的指数函数的性质),所以y=b ax=(b a)x应为减函数.在选项(B)中,由y=ax+b图象可知a>0,b>1,所以b a>b0=1,所以y=b ax=(b a)x应为增函数.在选项(C)中,由y=ax+b图象可知a>0,0<b<1,所以b a<b0=1,所以y=b ax=(b a)x应为减函数.与图形提供的信息相符.在选项(D)中,由y=ax+b图象可知a<0,0<b<1,所以b a>b0=1,所以y=b ax=(b a)x应为增函数.综上,选C.(2)如图,作直线y=1与函数y=log a x,y=log b x,y=log c x,y=log d x的图象依次交于A,B,C,D四点,则A,B,C,D四点的横坐标分别为a,b,c,d,显然,c<d<a<b.【评析】在本题的解决过程中,对函数图象的深入分析起到了至关重要的作用.这里,对基本初等函数图象的熟悉是前提,对图象的形态的进一步研究与关注是解决深层问题要重点学习的,例4中“注意到f(0)=1”,例5中“作直线y=1”就是具体的表现,没有“熟悉”和“深入的研究”是不可能“注意到”的,也作不出“直线y=1”.例6已知幂函数.(1)若f(x)为偶函数,且在(0,+∞)上是增函数,求f(x)的解析式;(2)若f(x)在(0,+∞)上是减函数,求k的取值范围.解:(1)因为f(x)在(0,+∞)上是增函数,所以,解得-1<k<3,因为k∈Z,所以k=0,1,2,又因为f(x)为偶函数,所以k=1,f(x)=x2.(2)因为f(x)在(0,+∞)上是减函数,所以,解得k<-1,或k>3(k∈Z).例7比较下列各小题中各数的大小(1);(2)lg2与lg(x2-x+3);(3)0.50.2与0.20.5;(4);(5);(6)a m+a-m与a n+a-n(a>0,a≠1,m>n>0)【分析】(1)函数y=log2x在区间(0,+∞)上是增函数,所以log20.6<log21=0,函数y=log0.6x在区间(0,+∞)上是减函数,所以所以.(2)由于,所以lg2<lg(x2-x+3).(3)利用幂函数和指数函数单调性.0.50.2>0.20.2>0.20.5.(4)因为.根据不等式的性质有(5)因为比较与log32,只需比较与log32,因为y=log3x是增函数,所以只需比较与2的大小,因为,所以,所以,综上,(6),当a>1时,因为m>n>0,a m>a n,a m+n>1,所以a m+a-m>a n+a-n;当0<a<1时,因为m>n>0,a m<a n,a m+n<1,所以a m+a-m>a n+a-n.综上,a m+a-m>a n+a-n.例8已知a>2,b>2,比较a+b,ab的大小.【分析】方法一(作商比较法),又a>2,b>2,所以,所以,所以a+b<ab.方法二(作差比较法),因为a>2,b>2,所以2-a<0,2-b<0,所以a+b-ab<0,即a+b<ab.方法三(构造函数)令y=f(a)=a+b-ab=(1-b)a+b,将y看作是关于a的一次函数,因为1-b<0,所以此函数为减函数,又a∈(2,+∞),y最大<f(2)=(1-b)×2+b=2-b<0,所以a+b-ab<0,即a+b<ab.【评析】两个数比较大小的基本思路:如果直接比较,可以考虑用比较法(包括“作差比较法”与“作商比较法”,如例8的方法一与方法二),或者利用函数的单调性来比较(如例7(1)(2)(3),例8的方法三).如果用间接的方法可以尝试对要比较的两数进行适当的变形,转化成对另两个数的比较,也可以考虑借助中间量来比较(如例7(4)(5)(6)).例9若log2(x-1)<2,则x的取值范围是______.解:log2(x-1)<2,即log2(x-1)<log24,根据函数y=log2x的单调性,可得x-1<4,所以x<5,结合x-1>0,所以x的取值范围是1<x<5.例10 已知A,B为函数y=log8x的图象上两点,分别过A,B作y轴的平行线与函数y=log2x的图象交于C,D两点.(1)如果A,B两点的连线经过原点O,请问C,D,O三点也共线么?证明你的结论.(2)当A,B,O三点共线并且BC与x轴平行时,求A点的坐标.略解:(1)设A(x1,log8x1),B(x2,log8x2),由于A,B,O在同一条直线上,所以又设C(x1,log2x1),D(x2,log2x2),于是有同样可得结合①式,有k OC=k OD,即C,D,O三点共线.(2)当BC∥x轴时,即。

北师大版高中数学必修一学第二章映射讲解与例题

北师大版高中数学必修一学第二章映射讲解与例题

2.3 映射两个非空集合A与B之间存在着对应关系f,而且对于A中的每一个元素x,B中总有唯一的一个元素y与它对应,就称这种对应为从A到B的映射,记作f:A→B.A中的元素x称为原像,B中的对应元素y称为x的像,记作f:x→y.谈重点映射定义的理解(1)映射中的集合A和B是非空集合,它们可以是数集、点集或由图形组成的集合以及其他元素的集合.(2)映射是一种特殊的对应,其特殊性在于:集合A中的每一个元素,在集合B中都有唯一的元素与之对应,这种集合A中元素的任意性和集合B中对应的元素的唯一性构成了映射的核心.对应关系常用图示或文字描述的方式来表达.(3)对应有“方向性”,即“从A到B的对应”与“从B到A的对应”一般是不同的,因此,从A到B的映射与从B到A的映射是不同的.(4)映射允许集合A中不同的元素在集合B中有相同的像,即映射可以是“多对一”或“一对一”,但不能是“一对多”.(5)映射允许集合B中的某些元素在集合A中没有原像,也就是由像组成的集合C⊆B.【例1-1】给出下列四个对应,其中构成映射的是( ).A.(1)(2) BC.(1)(3)(4) D.(3)(4)解析:判断一个对应是否为映射,必须严格根据定义,观察A中每一个元素是否在B中都有唯一的元素与之对应.说明一种对应关系不是映射,只需找到一个反例即可.在(2)中,集合A中的元素3在集合B中没有元素与它对应;在(3)中,集合A中的元素2在集合B中有两个元素4和5与它对应,因此(2)和(3)不是映射,故选B.答案:B解技巧判断映射的技巧映射应满足存在性(即A中每一个元素在B中都有像)和唯一性(即像唯一).所以,判断一个对应是否为映射,关键是看是否具备:①“一对一”或“多对一”;②A中元素都有像.【例1-2】下列对应是不是从A到B的映射?(1)A=B=N+,f:x→|x-3|;(2)A={x|x≥2,x∈N},B={y|y≥1,y∈Z},f:x→y=x2-2x+2;(3)A=R,B={0,1},f:x→y=10 00xx≥⎧⎨<⎩,,,;(4)A={x|x>0},B={y|y∈R},f:x→y=(5)设A={矩形},B={实数},对应关系f为矩形到它的面积的对应;(6)设A={实数},B={正实数},对应关系f为x→1||x.解:(1)当x=3∈A时,|x-3|=0∉B,即A中的元素3按对应关系f,在B中没有元素和它对应,故(1)不是映射.(2)∵y=x2-2x+2=(x-1)2+1,对任意的x,总有y≥1.又当x∈N时,x2-2x+2必为整数,即y∈Z.∴当x ∈A 时,x 2-2x +2∈B .∴对A 中每一个元素x ,在B 中都有唯一的y 与之对应,故(2)是映射.(3)按照对应关系f ,在A 中任意一个非负数,在B 中都有唯一的数1与之对应;在A 中任意一个负数,在B 中都有唯一的数0与之对应,故(3)是映射.(4)对任意的x ∈A ={x |x >0},按对应法则f :x →y=,存在两个y ∈B ={y |y ∈R },即y =y =与之对应,故(4)不是映射.(5)∵对每一个矩形,它的面积是唯一确定的,∴对于集合A 中的每一个矩形,B 中都有唯一的实数与之对应,故(5)是映射.(6)∵实数0的绝对值还是0,其没有倒数,∴对于A 中的实数0,B 中没有元素与之对应,故(6)不是映射.2.一一映射的概念若从A 到B 的映射满足下列条件:①A 中每一个元素在B 中都有唯一的像与之对应;②A 中的不同元素的像也不同;③B 中的每一个元素都有原像.就称此映射为一一映射.有时,我们把集合A ,B 之间的一一映射也叫作一一对应.映射造出多少个映射?其中有多少个一一映射?分析:可根据映射的定义,构造从集合A 到集合B 的映射,即让A 中的每一个元素在B 中都有唯一的元素与之对应.从集合A 到集合B 的映射,若对应关系不同,则所得到的映射不同.最后依据一一映射的概念从中数出一一映射的个数.解:从集合A 到集合B 可构造如下映射(其中的对应关系用箭头表示):(3),A 到集合B 能构造出4个映射,其中有2个一一映射.【例2-2】若M ={x |0≤x ≤2},N ={y |0≤y ≤1},下列对应关系f :x →y 是从M 到N 的一一映射的是( ).A .12y x =B .13y x = C .212y x = D .y =(x -1)2 解析:一一映射首先是映射,其次是A 中的不同元素在B 中的像不同,且B 中的每一个元素在A 中都有原像,只有满足这三个条件的对应关系,才是从A 到B 的一一映射.在选项A 中,当0≤x ≤2时,0≤y ≤1,对于集合M 中的每一个元素在N 中都有唯一的像与之对应,且M 中的不同元素的像也不同,N 中的每个元素都有原像,符合一一映射的三个条件;在选项B 中,当0≤x ≤2时,0≤y ≤23,所以集合N 中的元素y ∈213y y ⎧⎫<≤⎨⎬⎩⎭在M 中没有原像;在选项C 中,当0≤x ≤2时,0≤y ≤2,所以集合M 中的元素x ∈{x x ≤2}在N 中没有像;在选项D 中,当x =0和2时,都有y =1,所以集合M 中的不同元素的像可能相同,故选A.(1)函数包括三要素:定义域、值域、两者之间的对应关系;映射包括三要素:非空集合A 、非空集合B 以及A ,B 之间的对应关系.(2)函数定义中的两个集合为非空数集;映射中两个非空集合中的元素为任意元素,如人、物、命题等都可以.(3)在函数中,对定义域中的每一个数x ,在值域中都有唯一确定的函数值和它对应,在映射中,对集合A 中的任意元素a 在集合B 中都有唯一确定的像b 和它对应.(4)在函数中,对值域中的每一个确定的函数值,在定义域中都有确定的值和它对应;在映射中,对于集合B 中的任一元素b ,在集合A 中不一定有原像.(5)函数是一种特殊的映射,是从非空数集到非空数集的映射.函数概念可以叙述为:设A ,B 是两个非空数集,f 是A 到B 的一个映射,那么映射f :A →B 就叫作A 到B 的函数.在函数中,原像的集合称为定义域,像的集合称为值域.(1)A =R ,B =R ,f :x →y =11x +;(2)A ={三角形},B ={圆},f :三角形的内切圆; (3)A =R ,B ={1},f :x →y =1;(4)A =[-1,1],B =[-1,1],f :x →x 2+y 2=1.分析:映射是一种特殊的对应,函数是一种特殊的映射,判断两个集合间的对应关系是否为函数时,只需把握两点:一、两个集合是否都是非空数集;二、对应关系是否为映射.解:(1)当x =-1时,y 的值不存在,所以不是映射,更不是函数.(2)由于A ,B 不是数集,所以(2)不是函数,但每个三角形都有唯一的内切圆,所以(2)是A 到B 的映射.(3)A 中的每一个数都与B 中的数1对应,因此,(3)是A 到B 的函数,也是A 到B 的映射.(4)取x =0,则由x 2+y 2=1,得y =±1,即A 中的一个元素0与B 中的两个元素±1对应,因此(4)不是A 到B 的映射,也不是从A 到B 的函数.警误区 关系式x =1是函数吗?有的同学问:关系式y =1是y 关于x 的函数,那么关系式x =1是y 关于x 的函数吗?函数是一种特殊的映射,是非空数集间的一种映射.对于关系式x=1,显然有x∈{1},y∈R,则1与全体实数建立对应关系,不符合函数的定义,因此,“x=1”不是y关于x的函数.4.像与原像的求解问题(1)对于一个从集合A到集合B的映射f而言,A中的每个元素x,在f的作用下,在B 中都对应着唯一的元素y,则y称为像,而x叫原像.(2)对于给出原像求像的问题,只需将原像代入对应关系式中,即可求出像.对于给出像求原像的问题,可先设出原像,再代入对应关系式中得到像,而它与已知的像是同一个元素,从而求出原像;也可根据对应关系式,由像逆推出原像.解答此类问题,关键是:①分清原像和像;②搞清楚由原像到像的对应关系.例如:已知M={自然数},P={正奇数},映射f:a(a∈M)→b=2a-1(b∈P).则在映射f下,M中的元素11对应着P中的元素________;P中的元素11对应着M中的元素________.∵2×11-1=21,∴M中的元素11对应着P中的元素21.由2a-1=11,得a=6,∴P中的元素11对应着M中的元素6.【例4-1】已知集合A=B=R,x∈A,y∈B,f:x→y=ax+b,若4和10的原像分别对应6和9,则19在f作用下的像为( ).A.18 B.30 C.272D.28解析:由题意,可知64,910,a ba b+=⎧⎨+=⎩解得a=2,b=-8,∴对应关系为y=2x-8.故19在f作用下的像是y=2×19-8=30.答案:B【例4-2】已知映射f:A→B中,A=B={(x,y)|x∈R,y∈R},f:(x,y)→(3x-2y +1,4x+3y-1).(1)求A中元素(1,2)的像;(2)求B中元素(1,2)的原像.分析:解答(1)可利用x=1,y=2代入对应关系求出3x-2y+1与4x+3y-1的值便可,解答(2)可利用方程的观点解方程组321=1431=2x yx y-+⎧⎨+-⎩,,求出x,y的值便可.解:(1)当x=1,y=2时,3x-2y+1=0,4x+3y-1=9,故A中元素(1,2)的像为(0,9).(2)令32114312x yx y-+=⎧⎨+-=⎩,,得6,179.17xy⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩故B中元素(1,2)的原像是69, 1717⎛⎫ ⎪.(1)一般地,若集合A中含有m个元素,集合B中含有n个元素,则从A到B的映射有n m 个,从B到A的映射有m n个.例如:求集合A={a,b,c}到集合B={-1,1}的映射的个数.按照映射的定义,A中元素可都对应B中同一个元素,即a→-1,b→-1,c→-1或a→1,b→1,c→1,共有2个不同的映射;A中元素也可对应B中两个元素,即a→-1,b→-1,c→1或a→-1,b→1,c→-1或a→1,b→-1,c→-1或a→1,b→1,c→-1或a→1,b→-1,c→1或a→-1,b→1,c→1,共有6个不同的映射,综上可知,从A到B的映射共有2+6=8=23个.以后可以根据两个集合中元素的个数直接计算映射的个数.(2)计算满足某些特定要求的映射的个数时,关键是将映射具体化、形象化(如用列表法、图像法、数形结合等).例如,设M={a,b,c},N={-1,0,1},若从M到N的映射f满足f(a)+f(b)=f(c),求这样的映射f的个数.要确定映射f,则只需要确定M中的每个元素对应的像即可,即确定f(a),f(b),f(c)的值.而f(a),f(b),f(c)∈{-1,0,1},还满足f(a)+f(b)=f(c),因此要确定这样的映射f的个数,则只需要确定由-1,0,1能组成多少个等式( )+( )=( ).注意到映射不要求N f(c)的取值情况表示出来.【例5-1】集合A={1,2,3},B={3,4},从A到B的映射f满足f(3)=3,则这样的映射共有________个.解析:由于f(3)=3,因此只需考虑剩下的两个元素1和2的像的问题,总共有如图所示的4种可能(也可直接利用公式得到这样的映射共有22=4个).答案:4【例5-2】已知集合A={a,b,c},B={1,2},从A到B建立映射f,使f(a)+f(b)+f(c)=4,则满足条件的映射共有________个.解析:要确定映射f,则只需确定A中的每个元素对应的像即可,即确定f(a), f(b),f(c)的值,而f(a),f(b),f(c)∈{1,2},还满足f(a)+f(b)+f(c)=4,所以f(a),f(b),f(c)中有一个是2,另两个是3个.答案:3【例5-3】设集合A={1,2,3},集合B={a,b,c},那么从集合A到集合B的映射的个数为________,从集合A到集合B的一一映射的个数为________.解析:因为集合A中有3个元素,集合B中有3个元素,所以从集合A到集合B的映射有33=27个.其中A到B的一一映射有下面6种情形.答案:27 6。

映射及映射法及例题

映射及映射法及例题

映射及映射法及例题知识、方法、技能1.映射的定义设A ,B 是两个集合,如果按照某种对应法则f ,对于集合A 中的任何一个元素,在集合B 中都有惟一的元素和它对应,这样的对应叫做从集合A 到集合B 的映射,记作.:B A f →(1)映射是特殊的对应,映射中的集合A ,B 可以是数集,也可以是点集或其他集合,这两个集合有先后次序,从A 到B 的映射与从B 到A 的映射是截然不同的.(2)原象和象是不能互换的,互换后就不是原来的映射了.(3)映射包括集合A 和集合B ,以及集合A 到B 的对应法则f ,三者缺一不可.(4)对于一个从集合A 到集合B 的映射来说,A 中的每一个元素必有惟一的,但B 中的每一个元素都不一定都有原象.如有,也不一定只有一个.2.一一映射一般地,设A 、B 是两个集合,.:B A f →是集合A 到集合B 的映射,如果在这个映射下,对于集合A 中的不同元素,在集合B 中有不同的象,而且B 中每一个元素都有原象,那么个这个映射叫做A 到B 上的一一映射.3.逆映射如果f 是A 与B 之间的一一对应,那么可得B 到A 的一个映射g :任给B b ∈,规定 a b g =)(,其中a 是b 在f 下的原象,称这个映射g 是f 的逆映射,并将g 记为f —1.显然有(f —1)—1= f ,即如果f 是A 与B 之间的一一对应,则f —1是B 与A 之间的一一对应,并且f —1的逆映射是f .事实上,f —1是B 到A 的映射,对于B 中的不同元素b 1和b 2,由于它们在f 下的原象不同,所以b 1和b 2在f —1下的像不同,所以f —1是1-1的.任给b a f A a =∈)(,设,则a b f=-)(1.这说明A 中每个元素a 在f —1都有原象.因此,f —1是映射上的.这样即得f —1是B 到A 上的1-1映射,即f —1是B 与A 之间一一对应.从而f —1有逆映射.:B A h →由于任给b a h A a =∈)(,设,其中b 是a 在f—1下的原象,即f —1(b)=a ,所以, f(a)=b ,从而f h a f b a h ===得),()(,这即是f —1的逆映射是f .赛题精讲Ⅰ映射关映射的高中数学竞赛题是常见题型之一,请看下述试题.例1:设集合},,,,|),,,{(},,110|{M d c b a d c b a F x x x M ∈=∈≤≤=集合Z 映射f :F →Z.使得v u y x v x y u y x v u cd ab d c b a ff f ,,,,66),,,(,39),,,(.),,,(求已知→→-→的值.【思路分析】应从cd ab d c b a f -→),,,(入手,列方程组来解之.【略解】由f 的定义和已知数据,得⎩⎨⎧∈=-=-).,,,(66,39M y x v u xv uy xy uv 将两式相加,相减并分别分解因式,得.27))((,105))((=+-=-+x u v y x u v y显然,},110|{,,,,0,0Z ∈≤≤∈≥-≥-x x x v u y x v y x u 在的条件下,,110≤-≤v u ,21)(,15)(,105|)(,2210,221]11105[21=+=++≤+≤≤+≤+v y v y v y v y v y 可见但即 对应可知.5)(,7)(21=-=-x u x u同理,由.9)(,3)(223,221]1127[,11021=+=+≤+≤≤+≤+≤-≤x u x u x u x u v y 又有知 对应地,.3)(,9)(21=-=-v y v y 于是有以下两种可能: (Ⅰ)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=+=-=+;3,9,7,15v y x u x u x y (Ⅱ)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=+=-=+.3,9,5,21v y x u x u v y 由(Ⅰ)解出x =1,y=9,u =8,v =6;由(Ⅱ)解出y=12,它已超出集合M 中元素的范围.因此,(Ⅱ)无解.【评述】在解此类问题时,估计x u v y x u v y +--+,,,的可能值是关键,其中,对它们的取值范围的讨论十分重要.例2:已知集合}.0|),{(}333|),{(><<=xy y x x y y x A 和集合求一个A 与B 的一一对应f ,并写出其逆映射.【略解】从已知集合A ,B 看出,它们分别是坐标平面上两直线所夹角形区域内的点的集合(如图Ⅰ-1-2-1).集合A 为直线x y x y 333==和所夹角内点的集合,集合B 则是第一、三象限内点的集合.所要求的对应实际上可使A 区域拓展成B 区域,并要没有“折叠”与“漏洞”.先用极坐标表示集合A 和B :},36,,0|)sin ,cos {(πθπρρθρθρ<<∈≠=R A图Ⅰ-1-2-1}.20,,0|)sin ,cos {(πϕρρϕρϕρ<<∈≠=R B令).6(3),sin ,cos ()sin ,cos (πθϕϕρϕρθρθρ-=→f 在这个映射下,极径ρ没有改变,辐角之间是一次函数23πθϕ-=,因而ϕθ和之间是一一对应,其中),3,6(ππθ∈ ).2,0(πϕ∈所以,映射f 是A 与B 的一一对应. 逆映射极易写,从略.【评述】本题中将下角坐标问题化为极坐标问题,颇具特色.应注意理解掌握.Ⅱ映射法应用映射知识往往能巧妙地解决有关集合的一些问题.例3:设X={1,2,…,100},对X 的任一非空子集M ,M 中的最大数与最小数的和称为M 的特征,记为).(M m 求X 的所有非空子集的特征的平均数.【略解】设.}|101{,:,X A a a A A A f X A ≠≠⊂∈-=''→⊂令 于是A A f '→:是X 的非空子集的全体(子集组成的集),Y 到X 自身的满射,记X 的非空子集为A 1,A 2,…,A n (其中n=2100-1),则特征的平均数为.))()((21)(111∑∑=='+=ni i i n i i A m A m n A m n 由于A 中的最大数与A ′中的最小数的和为101,A 中最小数与A ′中的最大数的和也为101,故,202)()(='i i A m A m 从而特征平均数为 .10120221=⋅⋅n n如果A ,B 都是有限集合,它们的元素个数分别记为).(),(B card A card 对于映射B A f →:来说,如果f 是单射,则有)()(B card A card ≤;如果f 是满射,则有)()(B card A card ≥;如果f 是双射,则有)()(B card A card =.这在计算集合A 的元素的个数时,有着重要的应用.即当)(A card 比较难求时,我们就找另一个集合B ,建立一一对应B A f →:,把B 的个数数清,就有)()(B card A card =.这是我们解某些题时常用的方法.请看下述两例.例4:把△ABC 的各边n 等分,过各分点分别作各边的平行线,得到一些由三角形的边和这些平行线所组成的平行四边形,试计算这些平等四边形的个数.【略解】如图Ⅰ-1-2-2所示,我们由对称性,先考虑边不行于BC 的小平行四边形.把AB 边和AC 边各延长一等分,分别到B ′,C ′,连接 B ′C ′.将A ′B ′的n 条平行线分别延长,与B ′C ′相交,连同B ′,C ′共有n+2个分点,从B ′至C ′依次记为1,2,…,n+2.图中所示的小平行四边形所在四条线分别交B ′C ′于i ,j ,k ,l .记A={边不平行于BC 的小平行四边形},}.21|),,,{(+≤<<<≤=n l k j i l k j i B把小平行四边形的四条边延长且交C B ''边于四点的过程定义为一个映射:B A f →:. 下面我们证明f 是A 与B 的一一对应,事实上,不同的小平行四边形至少有一条边不相同,那么交于C B ''的四点亦不全同.所以,四点组),,,(l k j i 亦不相同,从而f 是A 到B 的1-1的映射.任给一个四点组21),,,,(+≤<<<≤n l k j i l k j i ,过i ,j 点作AB 的平行线,过k ,l 作AC 的平行线,必交出一个边不平行于BC 的小平行四边形,所以,映射f 是A 到B 的满射. 总之f 是A 与B 的一一对应,于是有.)()(42+==n C B card A card加上边不平行于AB 和AC 的两类小平行四边形,得到所有平行四边形的总数是.342+n C例5:在一个6×6的棋盘上,已经摆好了一些1×2的骨牌,每一个骨牌都恰好覆盖两上相邻的格子,证明:如果还有14个格子没有被覆盖,则至少能再放进一个骨牌.【思路分析】还有14个空格,说明已经摆好了11块骨牌,如果已经摆好的骨牌是12块,图Ⅰ-1-2-3所示的摆法就说明不能再放入骨牌.所以,有14个空格这一条件是完全必要的.我们要证明当还有14个空格时,能再放入一个骨牌,只要能证明必有两个相邻的空格就够了.如果这种 情况不发生,则每个空格的四周都有骨牌,由于正方形是对称的,当我们选定一个方向时,空格和骨牌就有了某种对应关系,即可建立空格到骨牌的一种映射,通过对空格集合与骨牌集合之间的数量关系,可以得到空格分布的一个很有趣的结论,从而也就证明了我们的命题.【略解】我们考虑下面5×6个方格中的空.如果棋盘第一行(即最上方的一行)中的空格数多于3个时,则必有两空格相邻,这时问题就得到解决.现设第一行中的空格数最多是3个,则有11314)(=-≥X card ,另一方面全部的骨牌数为11,即.11)(=Y card 所以必有),()(Y card X card =事实上这是一个一一映射,这时,将发生一个很有趣的现象:最下面一行全是空格,当然可以放入一个骨牌.【评述】这个题目的证明是颇具有特色的,从内容上讲,这个题目具有一定的综合性,既有覆盖与结构,又有计数与映射,尤其是利用映射来计数,在数学竞赛中还较少见.当然这个题目也可以用其他的方法来解决.例如,用抽屉原则以及用分组的方法来讨论其中两行的结构,也能比较容易地解决这个问题,请读者作为练习.例6:设N={1,2,3,…},论证是否存一个函数N N f →:使得2)1(=f ,n n f n f f +=)())((对一切N ∈n 成立,)1()(+<n f n f 格,即除去第一行后的方格中的空格.对每一个这样的空格,考察它上方的与之相邻的方格中的情况.(1)如果上方的这个方格是空格,则问题得到解决.(2)如果上方的这个方格被骨牌所占,这又有三种情况.(i )骨牌是横放的,且与之相邻的下方的另一个方格也是空格,则这时有两空格相邻,即问题得到解决;(ii )骨牌是横放的,与之相邻的下方的另一个方格不是空格,即被骨牌所覆盖; (iii )骨牌是竖放的.现在假设仅发生(2)中的(ii )和(iii )时,我们记X 为下面5×6个方格中的空格集合,Y 为上面5×6个方格中的骨牌集合,作映射Y X →:ϕ,由于每个空格(X 中的)上方都有骨牌(Y 中的),且不同的空格对应于不同的骨牌.所以,这个映射是单射,于是有 )()(Y card X card ≤,对一切N ∈n 成立.【解法1】存在,首先有一条链.1→2→3→5→8→13→21→… ①链上每一个数n 的后继是)(n f ,f 满足n n f n f f +=)())(( ②即每个数是它产面两个数的和,这种链称为f 链.对于①中的数m>n ,由①递增易知有n m n f m f -≥-)()( ③我们证明自然数集N 可以分析为若干条f 链,并且对任意自然数m>n ,③成立(从而)()1(n f n f >+),并且每两条链无公共元素).方法是用归纳法构造链(参见单壿著《数学竞赛研究教程》江苏教育出版社)设已有若干条f 链,满足③,而k+1是第一个不在已有链中出现的数,定义1)()1(+=+k f k f ④这链中其余的数由②逐一确定.对于m>n ,如果m 、n 同属于新链,③显然成立,设m 、n 中恰有一个属于新链.若m 属于新链,在m=k+1时,,1)(1)()()(n m n k n f k f n f m f -=+-≥-+=-设对于m ,③成立,则n m f m n m n f m m f n f m f f -≥+-≥-+=-)()()()())(([由②易知)(2m f m ≥]. 即对新链上一切m ,③成立.若n 属于新链,在n=k+1时,.11)()()()(n m k m k f m f n f m f -=--≥--=-设对于n ,③成立,在m>n 时,m 不为原有链的链首。

高中数学2.1映射和函数

高中数学2.1映射和函数

第二章 函数一 映射与函数【考点阐述】映射.函数【考试要求】(1)了解映射的概念,理解函数的概念.【考题分类】(一)选择题(共9题)1.(湖北卷理4文1)函数1()f x x=的定义域为 A. (,4][2,)-∞-+∞ B. (4,0)(0.1)- C. [-4,0)(0,1] D. [4,0)(0,1)-解:函数的定义域必须满足条件:220320[4,0)(0,1)3400x x x x x x ≠⎧⎪-+≥⎪⇒∈-⎨--+≥+> 2.(江西卷理3)若函数()y f x =的值域是1[,3]2,则函数1()()()F x f x f x =+的值域是 A .1[,3]2 B .10[2,]3 C .510[,]23 D .10[3,]3解:B .令()t f x =,则1[,3]2t ∈,110()[2,]3F x t t =+∈ 3.(江西卷文3)若函数()y f x =的定义域是[0,2],则函数(2)()1f xg x x =-的定义域是 A .[0,1] B .[0,1) C . [0,1)(1,4] D .(0,1) 解:B. 因为()f x 的定义域为[0,2],所以对()g x ,022x ≤≤但1x ≠故[0,1)x ∈。

4.(全国Ⅰ卷理1)函数y =的定义域为( ) A .{}|0x x ≥B .{}|1x x ≥C .{}{}|10x x ≥D .{}|01x x ≤≤ 解:C. 由()10,0,1,0;x x x x x -≥≥≥=得或5.(全国Ⅰ卷文1)函数y = ) A .{|1}x x ≤ B .{|0}x x ≥C .{|10}x x x ≥或≤D .{|01}x x ≤≤D 解析:本题主要考查了函数的定义域及集体运算。

是基础题。

答案为6.(山东卷文5)设函数2211()21x x f x x x x ⎧-⎪=⎨+->⎪⎩,,,,≤则1(2)f f ⎛⎫ ⎪⎝⎭的值为( ) A .1516 B .2716- C .89D .18 解析:本小题主要考查分段函数问题。

高中数学第二章函数概念与基本初等函数I映射的概念名师导航学案苏教版

高中数学第二章函数概念与基本初等函数I映射的概念名师导航学案苏教版

2。

3 映射的概念名师导航知识梳理1.映射的概念映射f:A→B的定义是:设A、B是两个集合,如果按照某种对应法则f,对于集合A中的__________一个元素,在集合B中都有__________的元素和它对应,那么这样的对应(包括集合A、B以及A到B的对应法则f)叫做集合A到集合B的映射,记作__________。

2.象与原象在映射f:A→B中,如果a∈A,b∈B,且元素a和元素b对应,那么,元素b叫做元素a的__________,元素a叫做元素b的__________,记作__________.3.一一映射如果映射f:A→B再满足_________________,那么这个映射叫做A到B上的一一映射.4.用映射的概念定义函数,函数的定义域、值域如果A、B都是__________,那么A到B的映射f:A→B就叫做A到B的函数,记作y=f(x)(x∈A,y∈B).原象的集合A叫做函数y=f(x)的__________;象的集合C(C B)叫做函数y=f(x)的__________.__________、__________和__________,通常称为函数的三要素.疑难突破怎样理解映射概念?(1)映射是一种特殊的对应。

教科书上介绍了一些不同的对应,如一对多、一对一、多对一等,而且集合A、B中元素个数也注意了多样化,集合B中有的元素没有得到对应。

(2)映射定义中的两个集合A、B是有先后次序的,A到B的映射与B到A的映射是不同的.(3)映射是由集合A、B以及从A到B的对应法则f所确定的.(4)在一个映射中,在对应法则f的作用下,集合A中的任何一个元素a对应着集合B中的元素b,b叫a(在f下)的象,并且a的象是唯一的,a叫做b的原象,b的原象不要求唯一。

B中的每一个元素不要求都有原象.(5)记号“f:A→B"表示集合A到集合B的映射,其中对应法则f的具体内容在教材中是用汉字叙述的,如“求正弦”“乘以2再加5”等.在专业教材中,一般用比较抽象的符号来表示。

高中数学必修一函数性质详解及知识点总结及题型详解

高中数学必修一函数性质详解及知识点总结及题型详解

经典高中数学最全必修一函数性质详解及知识点总结及题型详解分析一、函数的概念与表示1、映射:1对映射定义的理解;2判断一个对应是映射的方法;一对多不是映射,多对一是映射集合A,B 是平面直角坐标系上的两个点集,给定从A →B 的映射f:x,y →x 2+y 2,xy,求象5,2的原象.3.已知集合A 到集合B ={0,1,2,3}的映射f:x →11-x ,则集合A 中的元素最多有几个写出元素最多时的集合A.2、函数;构成函数概念的三要素 ①定义域②对应法则③值域函 数 解 析 式 的 七 种 求 法 待定系数法:在已知函数解析式的构造时,可用待定系数法; 例1 设)(x f 是一次函数,且34)]([+=x x f f ,求)(x f配凑法:已知复合函数[()]f g x 的表达式,求()f x 的解析式,[()]f g x 的表达式容易配成()g x 的运算形式时,常用配凑法;但要注意所求函数()f x 的定义域不是原复合函数的定义域,而是()g x 的值域;例2 已知221)1(xx x x f +=+ )0(>x ,求 ()f x 的解析式三、换元法:已知复合函数[()]f g x 的表达式时,还可以用换元法求()f x 的解析式;与配凑法一样,要注意所换元的定义域的变化; 例3 已知x x x f 2)1(+=+,求)1(+x f四、代入法:求已知函数关于某点或者某条直线的对称函数时,一般用代入法; 例4已知:函数)(2x g y x x y =+=与的图象关于点)3,2(-对称,求)(x g 的解析式五、构造方程组法:若已知的函数关系较为抽象简约,则可以对变量进行置换,设法构造方程组,通过解方程组求得函数解析式;例5 设,)1(2)()(x xf x f x f =-满足求)(x f例6 设)(x f 为偶函数,)(x g 为奇函数,又,11)()(-=+x x g x f 试求)()(x g x f 和的解析式六、赋值法:当题中所给变量较多,且含有“任意”等条件时,往往可以对具有“任意性”的变量进行赋值,使问题具体化、简单化,从而求得解析式;例7 已知:1)0(=f ,对于任意实数x 、y,等式)12()()(+--=-y x y x f y x f 恒成立,求)(x f七、递推法:若题中所给条件含有某种递进关系,则可以递推得出系列关系式,然后通过迭加、迭乘或者迭代等运算求得函数解析式;例8 设)(x f 是+N 上的函数,满足1)1(=f ,对任意的自然数b a , 都有ab b a f b f a f -+=+)()()(,求)(x f1、求函数定义域的主要依据:1分式的分母不为零;2偶次方根的被开方数不小于零,零取零次方没有意义;32 2 (21)x x 已知f -的定义域是[-1,3],求f()的定义域1求函数值域的方法①直接法:从自变量x 的范围出发,推出y=fx 的取值范围,适合于简单的复合函数; ②换元法:利用换元法将函数转化为二次函数求值域,适合根式内外皆为一次式; ③判别式法:运用方程思想,依据二次方程有根,求出y 的取值范围;适合分母为二次且x ∈R 的分式;④分离常数:适合分子分母皆为一次式x 有范围限制时要画图; ⑤单调性法:利用函数的单调性求值域; ⑥图象法:二次函数必画草图求其值域; ⑦利用对号函数四.1.定义:2.性质:①y=fx 是偶函数⇔y=fx 的图象关于y 轴对称, y=fx 是奇函数⇔y=fx 的图象关于原点对称,②若函数fx 的定义域关于原点对称,则f0=0③奇±奇=奇 偶±偶=偶 奇×奇=偶 偶×偶=偶 奇×偶=奇两函数的定义域D 1 ,D 2,D 1∩D 2要关于原点对称31、函数单调性的定义:2 设()[]x g f y =是定义在M 上的函数,若fx 与gx 的单调性相反,则()[]x g f y =在M 上是减函数;若fx 与gx 的单调性相同,则()[]x g f y =在M 上是增函数;时,1)(>x f ,⑴求证:)(x f 在R 上是增函数; ⑵若4)3(=f ,解不等式2)5(2<-+a a f 3函数)26(log 21.0x x y -+=的单调增区间是________4高考真题已知(31)4,1()log ,1a a x a x f x x x -+<⎧=⎨>⎩是(,)-∞+∞上的减函数,那么a 的取值范围是A (0,1)B 1(0,)3C 11[,)73D 1[,1)7一:函数单调性的证明1.取值 2,作差 3,定号 4,结论 二:函数单调性的判定,求单调区间x a x y += 0>a xax y -= 0>a 三:函数单调性的应用1.比较大小 例:如果函数c bx x x f ++=2)(对任意实数t 都有)2()2(-=+t f t f ,那么 A 、)4()1()2(f f f << B 、)4()2()1(f f f <<C 、)1()4()2(f f f << C 、)1()2()4(f f f <<2.解不等式例:定义在-1,1上的函数()f x 是减函数,且满足:(1)()f a f a -<,求实数a 的取值范围; 例:设是定义在上的增函数,,且,求满足不等式的x 的取值范围.3.取值范围例: 函数 在上是减函数,则 的取值范围是_______.例:若(31)41()log 1a a x a x f x x x -+≤⎧=⎨>⎩是R 上的减函数,那么a 的取值范围是A.(0,1)B.1(0,)3C.11[,)73D.1[,1)74. 二次函数最值例:探究函数12)(2+-=ax x x f 在区间[]1,0的最大值和最小值;例:探究函数12)(2+-=x x x f 在区间[]1,+a a 的最大值和最小值;5.抽象函数单调性判断例:已知函数)(x f 的定义域是),0(+∞,当1>x 时,0)(>x f ,且)()()(y f x f xy f +=⑴求)1(f ,⑵证明)(x f 在定义域上是增函数⑶如果1)31(-=f ,求满足不等式)21()(--x f x f ≥2的x 的取值范围例:已知函数fx 对于任意x ,y ∈R ,总有fx +fy =fx +y ,且当x >0时,fx <0,f 1=-错误!.1求证:fx 在R 上是减函数; 2求fx 在-3,3上的最大值和最小值.例:已知定义在区间0,+∞上的函数fx 满足f 错误!=fx 1-fx 2,且当x >1时,fx <0. 1求f 1的值;2判断fx 的单调性;3若f 3=-1,解不等式f |x |<-2.六.函数的周期性:1.定义若⇔≠=+)0)(()(T x f T x f )(x f 是周期函数,T 是它的一个周期;说明:nT 也是)(x f 的周期推广若)()(b x f a x f +=+,则)(x f 是周期函数,a b -是它的一个周期对照记忆()()f x a f x a +=-说明:()()f a x f a x +=-说明:2.若)()(x f a x f -=+;)(1)(x f a x f =+;)(1)(x f a x f -=+;则)(x f 周期是2a1 已知定义在R 上的奇函数fx 满足fx+2=-fx ,则,f 6的值为A -1B 0C 1 D22 定义在R 上的偶函数()f x ,满足(2)(2)f x f x +=-,在区间-2,0上单调递减,设( 1.5),(2),(5)a f b f c f =-==,则,,a b c 的大小顺序为_____________3 已知f x 是定义在实数集上的函数,且,32)1(,)(1)(1)2(+=-+=+f x f x f x f 若则f 2005= .4 已知)(x f 是-∞+∞,上的奇函数,)()2(x f x f -=+,当0≤≤x 1时,fx=x,则f=________ 例11 设)(x f 是定义在R 上的奇函数,且对任意实数x 恒满足)()2(x f x f -=+,当]2,0[∈x 时22)(x x x f -=⑴求证:)(x f 是周期函数;⑵当]4,2[∈x 时,求)(x f 的解析式;⑶计算:1、已知函数54)(2+-=mx x x f 在区间),2[+∞-上是增函数,则)1(f 的范围是A 25)1(≥fB 25)1(=fC 25)1(≤fD 25)1(>f2、方程0122=++mx mx 有一根大于1,另一根小于1,则实根m 的取值范围是_______八.指数式与对数式 1.幂的有关概念1零指数幂)0(10≠=a a 2负整数指数幂()10,n na a n N a-*=≠∈ 3正分数指数幂()0,,,1m n m na a a m n N n *=>∈>; 5负分数指数幂()110,,,1m nm nmnaa m n N n a a-*==>∈>60的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义. 2.有理数指数幂的性质3.根式根式的性质:当n 是奇数,则a a n n =;当n 是偶数,则⎩⎨⎧<-≥==00a aa aa a n n4.对数1对数的概念:如果)1,0(≠>=a a N a b ,那么b 叫做以a 为底N 的对数,记)1,0(log ≠>=a a N b a2对数的性质:①零与负数没有对数 ②01log =a ③1log =a a3对数的运算性质 logMN=logM+logN对数换底公式:)10,10,0(log log log ≠>≠>>=m m a a N aNN m m a 且且 对数的降幂公式:)10,0(log log ≠>>=a a N N mnN a n a m 且 1 213323121)()1.0()4()41(----⨯b a ab 2 1.0lg 10lg 5lg 2lg 125lg 8lg ⋅--+x 名称 指数函数 对数函数 一般形式 Y=a x a>0且a ≠1 y=log a x a>0 , a ≠1 定义域 -∞,+ ∞ 0,+ ∞ 值域 0,+ ∞ -∞,+ ∞ 过定点 0,1 1,0 图象 指数函数y=a x 与对数函数y=log a x a>0 , a ≠1图象关于y=x 对称数相同,如果底数相同,可利用指数函数的单调性;指数相同,可以利用指数函数的底数与图象关系对数式比较大小同理记住下列特殊值为底数的函数图象:3、研究指数,对数函数问题,尽量化为同底,并注意对数问题中的定义域限制4、指数函数与对数函数中的绝大部分问题是指数函数与对数函数与其他函数的(1)1、平移变换:左+ 右- ,上+ 下- 即①函数图象及变化规则掌握几类基本的初等函数图像是学好本内容的前题1、基本函数1一次函数、2二次函数、3反比例函数、4指数函数、5对数函数、6三角函数;2、图象的变换1平移变换左加右减①函数y=fx+2的图象是把函数y=fx的图像沿x轴向左平移2个单位得到的;反之向右移2个单位②函数y=fx-3的图象是把函数y=fx的图像沿y轴向下平移3个单位得到的;反之向上移3个单位2对称变换①函数y=fx 与函数y=f-x 的图象关于直线x=0对称; 函数y=fx 与函数y=-fx 的图象关于直线y=0对称;函数y=fx 与函数y=-f-x 的图象关于坐标原点对称;②如果函数y=fx 对于一切x ∈R 都有fx+a=fx-a,那么y=fx 的图象关于直线x=a对称;③y=f-1x 与y=fx 关于直线y=x 对称 ⑤y=fx →y=f|x|3、伸缩变换y=afxa>0的图象,可将y=fx 的图象上的每一点的纵坐标伸长a>1或缩短0<a<1到原来的a 倍;y=faxa>0的图象,可将y=fx 的图象上的每一点的横坐标缩短a>1或伸长0<a<1到原来的a 倍;十.函数的其他性质1.函数的单调性通常也可以以下列形式表达:1212()()0f x f x x x ->- 单调递增1212()()0f x f x x x -<- 单调递减2.函数的奇偶性也可以通过下面方法证明:()()0f x f x +-= 奇函数 ()()0f x f x --= 偶函数3.函数的凸凹性:1212()()()22x x f x f x f ++<凹函数图象“下凹”,如:指数函数 1212()()()22x x f x f x f ++>凸函数图象“上凸”,如:对数函数。

映射与函数解析式

映射与函数解析式

五、对函数符号f(x)的理解
f ( x 2), x 2 例5 :已知函数f ( x) 1 x , 则f (3)的值为( C ) ( 2 ) , x 2 1 1 A.2 B.8 C. D. 8 2
x2 1 f (2) 变式1 : 函数f ( x) 2 , 则 ( B ) 1 x 1 f( ) 2 3 3 A.1 B. 1 C. D. 5 5
图1
(4) A R, B ( x, y) | x, y R, f : x ( x 1, x 2 1)
对函数要注意:
1、函数是映射,映射不一定是函数,只有两非 空数集之间的映射才是函数;
2、要克服“函数就是解析式”的片面认识,有 此对应法则很难甚至于无法用解析式表达(可 用列表法图象法表示出来)
函数解析式的常用方法有: 待定系数法 换元法 凑配法 解函数方程组法 代入法
(一)、待定系数法 例1 设二次函数 f ( x) 满足 f ( x 2) f ( x 2) 且图象在 y 轴上的截距为1,在 x 轴截
得的线段长为 2 2 ,求 f ( x) 的解析式。
• 解法一、 设 f ( x) ax bx c(a 0)
设 f ( x) a( x 2) 2 k
x 2
f (0) 1 4a ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱk 1

1 a , k 1 2
x 2 2 2 2 k 2 2 x1 a
1 2 f ( x) ( x 2) 1 2 1 2 x 2x 1 2
x A. y 1, y x C . y x, y 3 x 3
B. y x 1 x 1, y x 2 1 D. y | x |, y ( x ) 2

2022版高中数学第二章函数的表示法映射提升训练含解析北师大版必修1

2022版高中数学第二章函数的表示法映射提升训练含解析北师大版必修1

2022版高中数学北师大版必修1:函数的表示法映射基础过关练题组一函数的表示法1.(2020河北衡水冀州中学高一上第二次月考)已知函数f(x),g(x)由下列表格给出,则f[g(3)]= ()x 1 2 3 4f(x) 2 4 3 1g(x) 3 1 2 4A.4B.3C.2D.12.(2021山东烟台高一上期中)某高三学生于2020年9月第二个周末乘高铁赴济南参加全国高中数学联赛(山东赛区)的比赛活动.早上他乘出租车从家里出发,离开家不久,发现身份证忘在家里了,于是回到家取上身份证,然后乘出租车以更快的速度赶往高铁站,令x(单位:分钟)表示离开家的时间,y(单位:千米)表示离开家的距离,其中等待红绿灯及在家取身份证的时间忽略不计,下列图像中与上述事件吻合最好的是()3.如图,函数f(x)的图像是曲线OAB,其中点O、A、B的坐标分别为(0,0)、(1,2)、(3,1),则f[f(3)]的值等于.4.如图所示,有一块边长为a的正方形铁皮,将其四角各截去一个边长为x的小正方形,然后折成一个无盖的盒子,写出此盒子的体积V以x为自变量的函数解析式,并指明这个函数的定义域.题组二 函数解析式的求法5.(2021北京理工大学附中高一上期中)已知函数f (x )是一次函数,且f (x -1)=4x +3,则f (x )的解析式为( ) A.f (x )=4x -1 B.f (x )=4x +7 C.f (x )=4x +1 D.f (x )=4x +36.已知f (2x +1)=4x 2,则f (-3)= ( ) A.36 B.16 C.4D.-167.已知f (x )是一次函数,且2f (2)-3f (1)=5,2f (0)-f (-1)=1,则f (x )的解析式为 ( ) A.f (x )=2x +3 B.f (x )=3x +2 C.f (x )=3x -2 D.f (x )=2x -38.(2019河北辛集中学高一上第一次月考)已知f (x -1)=x 2,则f (x 2)= . 9.已知f (x -1x )=x 2+1x 2,则f (3)= .10.已知函数f (x )满足af (x )+f (-x )=bx ,其中a ≠±1,求函数f (x )的解析式. 题组三 分段函数问题的解法11.(2021四川成都实验外国语学校高一上第二次段考)已知f (x )={x (x +4),x ≥0,x (x -4),x <0,则f [f (-1)]的值为( )A.5B.15C.25D.4512.已知函数f (x )={x +1,x ∈[-1,0],x 2+1,x ∈(0,1],则下列函数图像正确的是( )13.已知函数f (x )={x 2(-1≤x ≤1),1(x >1或x <-1),则函数f (x )的值域为 .14.“水”这个曾经被人认为取之不尽用之不竭的资源,竟然到了严重制约我国经济发展,严重影响人民生活的程度.缺水每年给我国工业造成的损失达2000亿元,给我国农业造成的损失达1500亿元,严重缺水困扰全国三分之二的城市.为了节约用水,某市打算出台一项水费政策,规定当每季度每人用水量不超过5立方米时,每立方米水费1.2元;当超过5立方米而不超过6立方米时,超过部分的水费加收200%;当超过6立方米而不超过7立方米时,超过部分的水费加收400%.如果某人本季度实际用水量为x (x ≤7)立方米,那么本季度他应交的水费y (单位:元)与用水量x (单位:立方米)的函数关系式为 .15.已知函数f (x )=1+x -|x |4.(1)用分段函数的形式表示函数f (x ); (2)在平面直角坐标系中画出函数f (x )的图像;(3)在同一平面直角坐标系中,再画出函数g (x )=1x (x >0)的图像(不用列表),观察图像直接写出当x >0时,不等式f (x )>1x 的解集.16.(2021吉林榆树一中高一上期中)已知函数f (x )={x +1,x ≤-2,x 2+2x ,-2<x <2,2x -1,x ≥2.(1)求f (-5),f (-√3),f f -52的值;(2)若f (a )=3,求实数a 的值. 题组四 映射17.下列各个对应中,构成映射的是( )18.已知集合A ={1,2,3},B ={4,5,6},f :A →B 为集合A 到集合B 的一个函数,那么该函数的值域的不同情况的种数为 ( ) A.6B.7C.8D.2719.(2021江西南昌六校高一上期中联考)已知映射f :(x ,y )→(x +2y ,x -2y ),在映射f 下(1,-1)的原像是( ) A.0,12 B.(1,1) C.(-1,3) D.12,1能力提升练一、选择题1.(2019广东深圳中学高一上第一次段考,)汽车的“燃油效率”是指汽车每消耗1升汽油行驶的里程,如图描述了甲、乙、丙三辆汽车在不同速度下的燃油效率情况,下列叙述中正确的是( )A.消耗1升汽油,乙车最多可行驶5千米B.以相同速度行驶相同路程,三辆车中,甲车消耗汽油最多C.某城市机动车最高限速80千米/时,相同条件下,在该市用丙车比用乙车更省油D.甲车以80千米/时的速度行驶1小时,消耗10升汽油 2.()如图所示的图像表示的函数解析式为 ( )A.y =32|x -1|(0≤x ≤2)B.y =32-32|x -1|(0≤x ≤2) C.y =32-|x -1|(0≤x ≤2) D.y =1-|x -1|(0≤x ≤2)3.(2021江西景德镇一中高一上期中,)若f (x )对任意实数x 恒有2f (x )-f (-x )=3x +1,则f (x )= ( )A.x -1B.x +1C.2x +1D.3x +34.(2021辽宁抚顺一中高一上期中,)已知函数f (x )={3x -1x +3(x ≠-3),x (x =-3)的定义域与值域相同,则常数a =( ) A.3 B.-3 C.13D.-135.(2019福建莆田一中高一上月考,)定义运算:a*b ={x ,x ≥x ,x ,x <x ,则f (x )=x 2*|x |的图像是 ( )二、填空题6.(2021重庆西南大学附中高一上第二次月考,)已知函数g (√x +1)=2x +3,则g (3)= .7.()已知函数f (2x -1)=4x +3,若f (t )=11,则t =.8.(2019山东泰安一中高一上十月检测,)设函数f (x )={23x -1,x ≥0,1x,x <0,若f (a )>a ,则实数a 的取值范围是 . 三、解答题9.(2021河南南阳一中高一上第一次月考,)根据下列条件,求f (x )的解析式.(1)f [f (x )]=4x -3,其中f (x )为一次函数; (2)2f 1x+f (x )=x (x ≠0).10.()已知A ={a ,b ,c },B ={-1,0,1},映射f :A →B 满足f (a )+f (b )=f (c ),求映射f :A →B 的个数.答案全解全析 第二章 函 数 §1 生活中的变量关系 §2 对函数的进一步认识 第2.2 函数的表示法 第2.3 映 射 基础过关练1.A2.C 5.B 6.B 7.C 11.D12.A17.D18.B19.A1.A 由题意,根据题表的对应关系,可得g (3)=2,所以f [g (3)]=f (2)=4,故选A .2.答案 C信息提取 ①y 表示离开家的距离,x 表示离开家的时间;②该学生先乘出租车,中途返回家,再乘出租车以更快的速度前行;③确定与上述事件吻合的图像.数学建模 本题为实际问题中的函数图像识别题,通过构建函数模型,分析两个变量间的变化情况,得出正确的函数图像.由题意可知,该高三学生行动的三个过程均为离开家的距离关于时间的一次函数,结合图像可得答案.解析 由题意,知该高三学生离开家,y 是x 的一次函数,且y 值均匀增加; 返回家的过程中,y 仍然是x 的一次函数,且y 值均匀减少;最后由家乘出租车以更快的速度赶往高铁站,y 仍然是x 的一次函数,且y 值增加的速度比刚开始快, 所以与事件吻合最好的图像为C,故选C . 3.答案 2解析 由题中图像知f (3)=1,∴f [f (3)]=f (1)=2.4.解析 由题意可知该盒子的底面是边长为(a -2x )的正方形,高为x , ∴此盒子的体积V =x (a -2x )2, 其中自变量x 应满足{x -2x >0,x >0,即0<x <x 2,∴此盒子的体积V 以x 为自变量的函数解析式为V =x (a -2x )2,定义域为(0,x2).5.B 因为f (x -1)=4x +3=4(x -1)+7,所以f (x )=4x +7.故选B .6.B 当2x +1=-3时,x =-2,因此f (-3)=4×(-2)2=16.故选B . 7.C 设f (x )=kx +b (k ≠0),由2f (2)-3f (1)=5,2f (0)-f (-1)=1, 得{2(2x +x )-3(x +x )=5,2(0+x )-(-x +x )=1, 解得{x =3,x =-2,所以f (x )=3x -2.故选C .8.答案 (x 2+1)2解析 令t =x -1得x =t +1,由f (x -1)=x 2得f (t )=(t +1)2,即f (x )=(x +1)2,于是f (x 2)=(x 2+1)2. 9.答案 11解析 令t =x -1x ,则x 2+1x 2=(x -1x )2+2=t 2+2,因此f (t )=t 2+2,从而f (3)=32+2=11. 10.解析 在原式中以-x 替换x ,得af (-x )+f (x )=-bx , 于是有{xx (x )+x (-x )=xx ,xx (-x )+x (x )=-xx ,消去f (-x ),得f (x )=xxx -1. 故f (x )的解析式为f (x )=xx -1x. 11.D f (-1)=-(-1-4)=5>0,所以f [f (-1)]=f (5)=5×(5+4)=45,故选D .12.A 当x =-1时,f (x )=0,即图像过点(-1,0),故D 错误;当x =0时,f (x )=1,即图像过点(0,1),故C 错误;当x =1时,f (x )=2,即图像过点(1,2),故B 错误.故选A.13.答案 [0,1]解析 由已知得函数f (x )的定义域为R,大致图像如图所示,由图像知,当-1≤x ≤1时,f (x )=x 2的值域为[0,1];当x >1或x <-1时,f (x )=1,所以f (x )的值域为[0,1]. 14.答案 y ={1.2x ,x ∈[0,5]3.6x -12,x ∈(5,6]6x -26.4,x ∈(6,7]解析 由题意可知: ①当x ∈[0,5]时,y =1.2x ;②当x ∈(5,6]时,y =1.2×5+(x -5)×1.2×(1+200%)=3.6x -12; ③当x ∈(6,7]时,y =1.2×5+1×1.2×(1+200%)+(x -6)×1.2×(1+400%) =6x -26.4.∴y ={1.2x ,x ∈[0,5],3.6x -12,x ∈(5,6],6x -26.4,x ∈(6,7].15.解析 (1)当x ≥0时,f (x )=1+x -x 4=1;当x <0时,f (x )=1+x +x 4=12x +1.所以f (x )={1,x ≥0,12x +1,x <0.(2)函数f (x )的图像如图所示.(3)函数g (x )=1x (x >0)的图像如图所示,当f (x )>1x 时,f (x )的图像在g (x )的图像的上方,所以由图像可知f (x )>1x 的解集是{x |x >1}.16.解析 (1)因为f (x )={x +1,x ≤-2,x 2+2x ,-2<x <2,2x -1,x ≥2,所以f (-5)=-5+1=-4,f (-√3)=(-√3)2+2×(-√3)=3-2√3,f -52=-52+1=-32,f [x (-52)]=f -32=(-32)2+2×-32=94-3=-34.(2)当a ≤-2时,f (a )=a +1=3,解得a =2,不符合题意,舍去; 当-2<a <2时,f (a )=a 2+2a =3, 即(a -1)(a +3)=0,解得a =1或a =-3(舍去),此时a =1; 当a ≥2时,f (a )=2a -1=3,即a =2. 综上所述,a =1或a =2. 思想方法对于分段函数的求值或求参问题,常常需要针对自变量的取值分类进行求解,即分段函数分段求,这体现了分类讨论思想.17.D 选项A 中,元素2没有像,不构成映射;选项B 中,元素2没有像,不构成映射;选项C 中,元素1有两个像,不构成映射;选项D 中,满足映射的定义,构成映射.18.B 由函数的定义知,此函数可以分为三类来进行研究:若函数是三对一的对应,则值域有{4},{5},{6}三种情况;若函数是二对一的对应,则值域有{4,5},{5,6},{4,6}三种情况;若函数是一对一的对应,则值域有{4,5,6}一种情况.综上可知,函数的值域的不同情况有7种.19.A 由{x +2x =1,x -2x =-1,解得{x =0,x =12,所以在映射f 下(1,-1)的原像是0,12.故选A . 能力提升练1.C2.B3.B4.A5.B一、选择题1.C 对于A 选项,由题图可知,当乙车速度大于40千米/时时,乙车每消耗1升汽油,行驶里程都超过5千米,故A 错误;对于B 选项,由题意可知,以相同速度行驶相同路程,燃油效率越高,耗油越少,故三辆车中甲车耗油最少,故B 错误;对于C 选项,当行驶速度不超过80千米/时时,在相同条件下,丙车的燃油效率高于乙车,则在该市用丙车比用乙车更省油,故C 正确;对于D 选项,甲车以80千米/时的速度行驶时,燃油效率为10千米/升,则行驶1小时,消耗了汽油80×1÷10=8(升),故D 错误. 故选C .2.B 当0≤x ≤1时,y =32x ,当1<x ≤2时,y =3-32x ,所以y =32-32|x -1|(0≤x ≤2). 3.B ∵f (x )对任意实数x 恒有2f (x )-f (-x )=3x +1①,∴2f (-x )-f (x )=-3x +1②, 由①②得,f (x )=x +1.故选B .4.A 显然f (x )={3x -1x +3(x ≠-3),x (x =-3)的定义域为R,故值域为R,y =3x -1x +3=3-10x +3的值域为{y ∈R|y ≠3},∴a =3,故选A .5.B 依题意得f (x )={x 2,x 2≥|x |,|x |,x 2<|x |.在同一平面直角坐标系中作出y =x 2与y =|x |的图像,如图所示.由图像知,当x ≤-1时,x 2≥|x |,f (x )=x 2; 当-1<x <1,且x ≠0时,x 2<|x |,f (x )=|x |; 当x =0时,x 2=|x |,f (x )=0; 当x ≥1时,x 2≥|x |,f (x )=x 2.因此,当x ≤-1或x ≥1时,图像为抛物线的一部分,当-1<x <1时,图像为折线段,故选B .二、填空题 6.答案 11解析 令√x +1=t ≥1,则x =(t -1)2,所以g (t )=2(t -1)2+3=2t 2-4t +5(t ≥1),所以g (x )=2x 2-4x +5(x ≥1),所以g (3)=2×32-4×3+5=11.7.答案 3解析 设2x -1=t ,则x =x +12,∴f (t )=2(t +1)+3=2t +5.∵f (t )=11,∴2t +5=11,解得t =3.8.答案 (-∞,-1)解析 当a ≥0时,由f (a )>a ,得f (a )=23a -1>a ,解得a <-3,与a ≥0矛盾,舍去;当a <0时,由f (a )>a ,得f (a )=1x >a ,由a <0去分母、移项,得a 2-1>0,即(a +1)(a -1)>0,解得a >1或a <-1,又因为a <0,所以a <-1.综上所述,实数a 的取值范围是(-∞,-1).三、解答题9.解析 (1)由题意,设f (x )=ax +b (a ≠0), 则f [f (x )]=af (x )+b =a (ax +b )+b =a 2x +ab +b =4x -3,由恒等式性质,得{x 2=4,xx +x =-3,解得{x =2,x =-1或{x =-2,x =3,∴函数f (x )的解析式为f (x )=2x -1或f (x )=-2x +3. (2)f (x )+2f1x=x ,将上式中的x 与1x互换,得f1x+2f (x )=1x ,于是得关于f (x )的方程组{x (x )+2x (1x )=x ,x (1x )+2x (x )=1x ,∴f (x )=23x -x3(x ≠0).10.解析 当A 中的三个元素都对应0时,f (a )+f (b )=0+0=0=f (c ),有1个映射;当A 中的三个元素对应B 中的两个元素时,满足f (a )+f (b )=f (c )的映射有4个,分别为1+0=1,0+1=1,(-1)+0=-1,0+(-1)=-1;当A 中的三个元素对应B 中的三个元素时,满足f (a )+f (b )=f (c )的映射有2个,分别是(-1)+1=0,1+(-1)=0.因此满足题设条件的映射有7个.。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

高中数学-函数与映射的概念练习
1.(重庆)函数f (x )=log 2(x 2
+2x -3)的定义域是( )
A .[-3,1]
B .(-3,1)
C .(-∞,-3]∪[1,+∞)
D .(-∞,-3)∪(1,+∞)
2.(湖北)函数f (x )=4-|x |+lg x 2-5x +6x -3
的定义域为( ) A .(2, 3) B .(2, 4]
C .(2,3)∪(3,4]
D .(-1,3)∪(3,6] 3.给定集合P ={x |0≤x ≤2},Q ={y |0≤y ≤4},下列从P 到Q 的对应关系f 中,不是映射的是( )
A .f :x →y =2x
B .f :x →y =x 2
C .f :x →y =52x
D .f :x →y =2x 4.(2012年大纲)函数y =x +1(x ≥-1)的反函数为( )
A .y =x 2-1(x ≥0) B.y =x 2-1(x ≥1)
C .y =x 2+1(x ≥0) D.y =x 2+1(x ≥1)
5.若函数y =f (x )的定义域是[1,2018],则函数g (x )=f x +1x -1
的定义域是( ) A .[0,2017] B .[0,1)∪(1,2017]
C .(1,2018]
D .[-1,1)∪(1,2017]
6.设f :x →x 2是集合M 到集合N 的映射.若N ={1,2},则M 不可能是( )
A .{-1}
B .{-2,2}
C .{1,2,2}
D .{-2,-1,1,2}
7.已知映射f :P (m ,n )→P ′(m ,n )(m ≥0,n ≥0).设点A (1,3),B (2,2),点M 是线段AB 上一动点,f :M →M ′.当点M 在线段AB 上从点A 开始运动到点B 结束时,点M 的对应点M ′所经过的路线长度为( )
A.π12
B.π6
C. π4
D. π3
8.已知函数f (x )=x 2-2x ,g (x )=ax +2(a >0).
(1)若∀x 1∈[-1,2],∃x 2∈[-1,2],使得f (x 1)=g (x 2),则实数a 的取值范围是________;
(2)若∀x 1∈[-1,2],∃x 2∈[-1,2],使得g (x 1)=f (x 2),则实数a 的取值范围是________.
9.(1)求函数f (x )=
lg x 2-2x 9-x
2的定义域; (2)已知函数f (2x )的定义域是[-1,1],求f (log 2x )的定义域.
10.规定[t]为不超过t的最大整数,例如[12.6]=12,[-3.5]=-4,对任意实数x,令f1(x)=[4x],g(x)=4x-[4x],进一步令f2(x)=f1[g(x)].
(1)若x=7
16
,分别求f1(x)和f2(x);
(2)求x的取值范围,使它同时满足f1(x)=1,f2(x)=3.
函数与映射的概念
1.D 解析:由x 2+2x -3>0⇒(x +3)(x -1)>0,解得x <-3,或x >1.故选D.
2.C 解析:由函数y =f (x )的表达式可知:函数f (x )的定义域应满足条件:⎩⎪⎨⎪⎧ 4-|x |≥0,x 2-5x +6x -3>0,解得⎩⎪⎨⎪⎧
-4≤x ≤4,x >2,x ≠3. 即函数f (x )的定义域为(2,3)∪(3,4].故选C. 3.C 解析:当x =2时,52x =5,集合Q 中没有元素与之对应,故不是映射. 4.A 解析:由y =x +1⇒x +1=y 2⇒x =y 2-1.而x ≥-1,故y ≥0.互换x ,y 得到y
=x 2-1(x ≥0).故选A.
5.B 解析:要使函数f (x +1)有意义,则有1≤x +1≤2018,解得0≤x ≤2017.故函
数f (x +1)的定义域为[0,2017].所以使函数g (x ) 有意义的条件是⎩
⎪⎨⎪⎧
0≤x ≤2017,x -1≠0,解得0≤x <1或1<x ≤2017.故函数g (x )的定义域为[0,1)∪(1,2017].故选B.
6.C 解析:由映射的定义,集合M 中的每一个元素在集合N 中有唯一的元素与它对应,
对于选项C,22=4∉N .故选C.
7.B 解析:线段AB :x +y =4(1≤x ≤2),f :P (m ,n )→P ′(m ,n )(m ≥0,n ≥0).设
P ′(x ,y ),则P (x 2,y 2).有x 2+y 2=4(1≤x ≤2),点M 的对应点M ′所经过的路线长度
为如图D89所示的两段圆弧的长,2×⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-π4=π6.故选B.
图D89
8.(1)a ≥3 (2)0<a ≤12
解析:(1)f (x )=x 2-2x 在[-1,2]上的值域为[-1,3],而g (x )=ax +2(a >0)在[-1,2]
上单调递增,则g (x )=ax +2的值域为[2-a,2a +2].由题意,得[-1,3]⊆[2-a,2a +2],即⎩⎪⎨⎪⎧ 2-a ≤-1,2a +2≥3.解得a ≥3.
(2)由题意,得[-a +2,2a +2]⊆[-1,3],有⎩⎪⎨⎪⎧ -a +2≥-1,2a +2≤3,解得a ≤12
.又a >0,故0<a ≤12
. 9.解:(1)要使函数有意义,只需:
⎩⎪⎨⎪⎧ x 2-2x >0,9-x 2>0,即⎩⎪⎨⎪⎧
x >2或x <0,-3<x <3.
解得-3<x <0或2<x <3.
故函数f (x )的定义域是(-3,0)∪(2,3).
(2)∵y =f (2x )的定义域是[-1,1],即-1≤x ≤1, ∴12≤2x ≤2.
∴对于函数y =f (log 2x ),有12≤log 2x ≤2,
即log 2 2≤log 2x ≤log 24,∴2≤x ≤4. 故函数f (log 2x )的定义域为[2,4]. 10.解:(1)∵当x =7
16时,4x =7
4, ∴f 1(x )=⎣⎢⎡⎦⎥⎤7
4=1,g (x )=74-⎣⎢⎡⎦⎥⎤74=3
4.
∴f 2(x )=f 1[g (x )]=f 1⎝ ⎛⎭⎪⎫34=[3]=3.
(2)∵f 1(x )=[4x ]=1,g (x )=4x -1,
∴f 2(x )=f 1(4x -1)=[16x -4]=3.
∴⎩⎪⎨⎪⎧ 1≤4x <2,3≤16x -4<4.∴716≤x <1
2.。

相关文档
最新文档