人教B版 (2019)必修 第一册第三章 函数3.1 函数的概念与性质3.1.1 函数及其表示方法第2课时学案及答案
展开第2课时 函数的表示方法
学习目标 1.了解函数的三种表示法及各自的优缺点,会根据不同需要选择恰当的方法表示函数.2.掌握求函数解析式的常用方法.3.会作函数的图像并从图像上获取有用信息.
知识点 函数的表示方法
思考 函数三种表示法的优缺点各有哪些?
答案
1.任何一个函数都可以用解析法表示.( × )
2.任何一个函数都可以用图像法表示.( × )
3.函数f(x)=2x+1不能用列表法表示.( √ )
4.函数的图像一定是定义区间上一条连续不断的曲线.( × )
一、函数的三种表示方法
例1 某商场新进了10台4K高清电视,每台售价3 000元,试求售出台数x(x为正整数)与收款数y之间的函数关系,分别用列表法、图像法、解析法表示出来.
解 (1)列表法:
x/台
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
y/元
3 000
6 000
9 000
12 000
15 000
18 000
21 000
24 000
27 000
30 000
(2)图像法:如图所示.
(3)解析法:y=3 000x,x∈{1,2,3,…,10}.
反思感悟 应用函数三种表示方法应注意以下两点
(1)解析法必须注明函数的定义域.
(2)列表法必须罗列出所有的自变量与函数值的对应关系.
(3)图像法要注意是否连续.
跟踪训练1 某问答游戏的规则是:共5道选择题,基础分为50分,每答错一道题扣10分,答对不扣分,试分别用列表法、图像法、解析法表示一个参与者的得分y与答错题目道数x(x∈{0,1,2,3,4,5})之间的函数关系.
解 (1)该函数关系用列表法表示为:
x/道
0
1
2
3
4
5
y/分
50
40
30
20
10
0
(2)该函数关系用图像法表示,如图.
(3)该函数关系用解析法表示为y=50-10x(x∈{0,1,2,3,4,5}).
二、求函数的解析式
例2 (1)已知f(x)是一次函数,且f(f(x))=9x+4,求f(x)的解析式;
(2)已知f(+1)=x+2,求f(x)的解析式;
(3)已知2f +f(x)=x(x≠0),求f(x)的解析式.
解 (1)设f(x)=kx+b(k≠0),
则f(f(x))=k(kx+b)+b=k2x+kb+b=9x+4.
∴解得k=3,b=1或k=-3,b=-2.
∴f(x)=3x+1或f(x)=-3x-2.
(2)方法一 (配凑法)
∵f(+1)=x+2=(+1)2-1(+1≥1),
∴f(x)=x2-1(x≥1).
方法二 (换元法)
令+1=t(t≥1),则x=(t-1)2(t≥1),
∴f(t)=(t-1)2+2=t2-1(t≥1).
∴f(x)=x2-1(x≥1).
(3)由题意知,f(x)+2f =x,令x=,
得f +2f(x)=.
于是得到关于f(x)与f 的方程组
解得f(x)=-(x≠0).
反思感悟 求函数解析式的常用方法
(1)换元法(有时可用“配凑法”):已知函数f(g(x))的解析式,求f(x)的解析式可用换元法(或“配凑法”),即令g(x)=t,反解出x,然后代入f(g(x))中求出f(t),从而求出f(x).
(2)待定系数法:若已知函数的类型,可用待定系数法求解,即由函数类型设出函数解析式,再根据条件列方程(组),通过解方程(组)求出待定系数,进而求出函数解析式.
(3)消元法(或解方程组法):在已知式子中,含有关于两个不同变量的函数,而这两个变量有着某种关系,这时就要依据两个变量的关系,建立一个新的关于这两个变量的式子,由两个式子建立方程组,通过解方程组消去一个变量,得到目标变量的解析式.
跟踪训练2 (1) 已知函数f(x)是二次函数,且f(0)=1,f(x+1)-f(x)=2x+2,求f(x);
(2)已知f(+4)=x+8,求f(x2).
解 (1)(待定系数法)
设f(x)=ax2+bx+c(a≠0).
∵f(0)=1,∴c=1.
又∵f(x+1)-f(x)=2x+2,
∴a(x+1)2+b(x+1)+1-(ax2+bx+1)=2x+2,
整理,得2ax+(a+b)=2x+2.
由恒等式的性质,知上式中对应项的系数相等,
∴解得∴f(x)=x2+x+1.
(2)方法一 (配凑法)
∵f(+4)=()2+8=(+4)2-16,
∴f(x)=x2-16(x≥4).
∴f(x2)=x4-16(x≥2或x≤-2).
方法二 (换元法)
令+4=t(t≥4),
则x=(t-4)2(t≥4).
∴f(t)=(t-4)2+8(t-4)=t2-16(t≥4),
即f(x)=x2-16(x≥4).
∴f(x2)=x4-16(x≥2或x≤-2).
三、函数图像的作法及应用
例3 作出下列函数的图像并求出其值域:
(1)y=2x+1,x∈[0,2];
(2)y=,x∈[2,+∞);
(3)y=x2+2x,x∈[-2,2].
解 (1)当x∈[0,2]时,图像是直线y=2x+1的一部分,如图,观察图像可知,其值域为[1,5].
(2)当x∈[2,+∞)时,图像是反比例函数y=的一部分,如图,观察图像可知其值域为(0,1].
(3)当-2≤x≤2时,图像是抛物线y=x2+2x的一部分,如图,
由图可得函数的值域是[-1,8].
反思感悟 函数y=f(x)图像的画法
(1)若y=f(x)是已学过的基本初等函数,则描出图像上的几个关键点,直接画出图像即可,有时需要根据定义域进行取舍.
(2)若y=f(x)不是所学过的基本初等函数之一,则要按:①列表;②描点;③连线三个基本步骤作出y=f(x)的图像.
跟踪训练3 作出下列函数的图像:
(1)y=x+2,|x|≤3;
(2)y=x2-2,x∈Z且|x|≤2.
解 (1)因为|x|≤3,所以函数的图像为线段,而不是直线,如图(1).
(2)因为x∈Z且|x|≤2,所以函数的图像是五个孤立的点,如图(2).
函数图像的应用
典例 (1)已知f(x)的图像如图所示,则f(x)的定义域为________________,值域为________.
答案 [-2,4]∪[5,8] [-4,3]
解析 函数的定义域对应图像上所有点的横坐标的取值集合,值域对应纵坐标的取值集合.
(2)若函数f(x)=x2-4x+3(x≥0)的图像与y=m有两个交点,求实数m的取值范围.
解 f(x)=x2-4x+3(x≥0)的图像如图,
f(x)的图像与直线y=m有2个不同交点,
由图易知-1
(2)函数图像很直观,在解题过程中常用来帮助理解问题的数学本质,依托函数图像可以更直观地寻求问题的解决思路和要点.
(3)借助几何直观认识事物的位置关系,形态变化与运动规律;利用图形分析数学问题,是直观想象的核心内容,也是数学的核心素养.
1.若f(x)=3x-4,g(x-1)=f(x),则g(x)等于( )
A.3x-3 B.3x-5 C.3x-1 D.3x+4
答案 C
解析 ∵g(x-1)=3x-4=3(x-1)-1,
∴g(x)=3x-1.
2.已知函数f(x),g(x)分别由下表给出.
x
1
2
3
f(x)
2
1
1
x
1
2
3
g(x)
3
2
1
则f(g(1))的值为______;当g(f(x))=2时,x=______.
答案 1 1
解析 由给出函数关系的表格,知g(1)=3,∴f(g(1))=f(3)=1.由于g(2)=2,∴f(x)=2,∴x=1.
3.已知函数f(x)是一次函数,且其图像过A(-2,0),B(1,5)两点,则f(x)的解析式为________________.
答案 f(x)=x+
解析 设f(x)=kx+b(k≠0),则解得k=,b=.所以f(x)的解析式为f(x)=x+.
4.已知函数f(x)的图像如图所示,其中点A,B的坐标分别为(0,3),(3,0),则f(f(0))=________.
答案 0
解析 结合题图可得f(0)=3,
则f(f(0))=f(3)=0.
5.函数f(x)的图像如图所示,则f(x)的定义域是______________,值域是________.
答案 [-1,0)∪(0,2] [-1,1)
1.知识清单:
(1)函数的三种表示方法.
(2)函数解析式的求法.
(3)函数图像的画法和应用.
2.方法归纳:配凑法、换元法、待定系数法、数形结合法.
3.常见误区:求函数解析式时易忽视定义域.
1.下表表示y是x的函数,则函数的值域是( )
x
0
10≤x<15
15≤x≤20
y
2
3
4
5
A.[2,5] B.{2,3,4,5}
C.(0,20] D.N+
答案 B
解析 由表格可知,y的值为2,3,4,5.故函数的值域为{2,3,4,5}.
2.已知函数y=f(x)的对应关系如下表,函数y=g(x)的图像是如图的曲线ABC,其中A(1,3),B(2,1),C(3,2),则f(g(2))的值为( )
x
1
2
3
f(x)
2
3
0
A.3 B.2 C.1 D.0
答案 B
解析 由函数g(x)的图像知,g(2)=1,则f(g(2))=f(1)=2.
3.若f(1-2x)=(x≠0),那么f 等于( )
A.1 B.3 C.15 D.30
答案 C
解析 方法一 令1-2x=t(t≠1),则x=(t≠1),
∴f(t)=-1(t≠1),∴f =16-1=15.
方法二 令1-2x=,得x=,
∴f ==15.
4.(多选)若一次函数的图像经过点A(1,6)和B(2,8),则该函数的图像还可能经过的点的坐标为( )
A. B. C.(-1,2) D.(-2,1)
答案 AC
解析 设一次函数的解析式为y=kx+b(k≠0),由该函数的图像经过点A(1,6)和B(2,8),得解得所以此函数的解析式为y=2x+4,故A,C选项的坐标符合此函数的解析式.
5.当x为任意实数时,有f(x)+2f(-x)=2x+6,则f(x)为( )
A.2x+1 B.2x+2
C.-2x+1 D.-2x+2
答案 D
解析 ∵x∈R,f(x)+2f(-x)=2x+6,①
∴f(-x)+2f(x)=-2x+6,②
由②×2-①,得3f(x)=-6x+6,
∴f(x)=-2x+2.
6.已知函数f(x)的图像如图所示,则此函数的定义域是________,值域是________.
答案 [-3,3] [-2,2]
解析 结合图像,知函数f(x)的定义域为[-3,3],值域为[-2,2].
7. 已知函数f(x)=x-,且此函数图像过点(5,4),则实数m的值为________.
答案 5
解析 将点(5,4)代入f(x)=x-,得m=5.
8.已知f(x)是一次函数,若f(0)=1且f(2x)=f(x)+x,则f(x)的表达式为________________.
答案 f(x)=x+1
解析 设f(x)=kx+b(k≠0),∵f(0)=1,∴b=1.
∴f(2x)=2kx+1.又f(2x)=f(x)+x,∴2kx+1=kx+x+1,解得k=1,∴f(x)=x+1.
9. 已知函数f(x)是一次函数,若f(f(x))=4x+8,求f(x)的解析式.
解 设f(x)=ax+b(a≠0),
则f(f(x))=f(ax+b)=a(ax+b)+b=a2x+ab+b.
又f(f(x))=4x+8,
∴a2x+ab+b=4x+8,
即解得或
∴f(x)=2x+或f(x)=-2x-8.
10.画出函数f(x)=-x2+2x+3的图像,并根据图像回答下列问题:
(1)比较f(0),f(1),f(3)的大小;
(2)若x1
解 因为函数f(x)=-x2+2x+3的定义域为R,
列表:
x
-1
0
1
3
y
0
3
4
0
描点,连线,得函数图像如图:
(1)因为f(0)=3,
f(1)=4,f(3)=0,
所以f(3)
11.小明骑车上学,开始时匀速行驶,途中因交通堵塞停留了一段时间后,为了赶时间加快速度行驶.与以上事件吻合得最好的图像是( )
答案 C
解析 距学校的距离应逐渐减小,由于小明先是匀速行驶,故前段是直线段,途中停留时距离不变,后段加速,直线段比前段下降的快,故应选C.
12.已知二次函数y=ax2+bx+c满足a>b>c且a+b+c=0,那么它的图像是图中的( )
答案 A
解析 ∵a>b>c且a+b+c=0,∴a>0,c<0,且f(1)=0.
13.已知a,b为常数,若f(x)=x2+4x+3,f(ax+b)=x2+10x+24,则5a-b=________.
答案 2
解析 由f(x)=x2+4x+3,f(ax+b)=x2+10x+24,得(ax+b)2+4(ax+b)+3=x2+10x+24,即a2x2+(2ab+4a)x+b2+4b+3=x2+10x+24,由系数相等得解得a=-1,b=-7或a=1,b=3,则5a-b=2.
14.一个弹簧不挂物体时长12 cm,挂上物体后会伸长,伸长的长度与所挂物体的质量成正比.如果挂上3 kg物体后弹簧总长是13.5 cm,则弹簧总长y(cm)与所挂物体质量x(kg)之间的函数解析式为________________________,若悬挂弹簧的总长变为15 cm,则悬挂的物体的质量是________kg.
答案 y=x+12(x≥0) 6
解析 设所求函数解析式为y=kx+12(k≠0),把x=3,y=13.5代入,得13.5=3k+12,解得k=,所以所求的函数解析式为y=x+12(x≥0).当y=15时,可求得x=6.
15.(多选)一水池有2个进水口,1个出水口,进出水速度如图甲、乙所示.某天0点到6点,该水池的蓄水量如图丙所示.(至少打开一个水口)
给出以下4个论断,其中正确的是( )
A.0点到3点只进水不出水
B.3点到4点不进水只出水
C.3点到4点只有一个进水口进水
D.4点到6点不进水也不出水.
答案 AC
解析 由题意可知在0点到3点这段时间,每小时进水量为2,即2个进水口同时进水且不出水,所以A 正确;从丙图可知3点到4点水量减少了1,所以应该是有一个进水口进水,同时出水口也出水,故B错,C正确;当两个进水口同时进水,出水口也同时出水时,水量保持不变,故D错.
16.设二次函数f(x)满足f(x-2)=f(-x-2),且图像与y轴交点的纵坐标为1,被x轴截得的线段长为2,求f(x)的解析式.
解 设f(x)=ax2+bx+c(a≠0).
由f(x-2)=f(-x-2)得4a-b=0;①
又因为|x1-x2|==2,
所以b2-4ac=8a2;②
又由已知得c=1.③
由①②③解得b=2,a=,c=1,
所以f(x)=x2+2x+1.
2020-2021学年3.1.1 函数及其表示方法导学案: 这是一份2020-2021学年3.1.1 函数及其表示方法导学案,共11页。
数学人教B版 (2019)3.1.1 函数及其表示方法第2课时学案设计: 这是一份数学人教B版 (2019)3.1.1 函数及其表示方法第2课时学案设计,共12页。学案主要包含了函数的三种表示方法,函数的解析式的求法,函数图像的作法及应用等内容,欢迎下载使用。
2020-2021学年第三章 函数3.1 函数的概念与性质3.1.1 函数及其表示方法第3课时导学案及答案: 这是一份2020-2021学年第三章 函数3.1 函数的概念与性质3.1.1 函数及其表示方法第3课时导学案及答案,共12页。学案主要包含了分段函数的定义域,分段函数的求值问题,分段函数的图像及应用等内容,欢迎下载使用。