高考数学第一轮复习第二章 §2.1 函数的概念及其表示
展开考试要求 1.了解函数的含义,会求简单函数的定义域和值域.2.在实际情景中,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.3.了解简单的分段函数,并会简单的应用.
知识梳理
1.函数的概念
一般地,设A,B是非空的实数集,如果对于集合A中的任意一个数x,按照某种确定的对应关系f,在集合B中都有唯一确定的数y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.
2.函数的三要素
(1)函数的三要素:定义域、对应关系、值域.
(2)如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,则这两个函数相等.
3.函数的表示法
表示函数的常用方法有解析法、图象法和列表法.
4.分段函数
若函数在其定义域的不同子集上,因对应关系不同而分别用几个不同的式子来表示,这种函数称为分段函数.
常用结论
1.直线x=a与函数y=f(x)的图象至多有1个交点.
2.在函数的定义中,非空数集A,B,A即为函数的定义域,值域为B的子集.
3.分段函数虽由几个部分组成,但它表示的是一个函数.分段函数的定义域等于各段函数的定义域的并集,值域等于各段函数的值域的并集.
思考辨析
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)若两个函数的定义域和值域相同,则这两个函数是同一个函数.( × )
(2)函数y=f(x)的图象可以是一条封闭曲线.( × )
(3)y=x0与y=1是同一个函数.( × )
(4)函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x-1,x≥0,,x2,x<0))的定义域为R.( √ )
教材改编题
1.下列各曲线表示的y与x之间的关系中,y不是x的函数的是( )
答案 C
2.下列各组函数相等的是( )
A.f(x)=x2-2x-1(x∈R),g(s)=s2-2s-1(s∈Z)
B.f(x)=x-1,g(x)=eq \f(x2-1,x+1)
C.f(x)=eq \r(x2),g(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x,x≥0,,-x,x<0))
D.f(x)=eq \r(-x3),g(x)=xeq \r(-x)
答案 C
3.(2022·长沙质检)已知函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(3x,x≤0,,lg3x,x>0,))则f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(f \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))))等于( )
A.-1 B.2 C.eq \r(3) D.eq \f(1,2)
答案 D
解析 ∵f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))=lg3eq \f(1,2)<0,
∴f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(f \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))))==eq \f(1,2).
题型一 函数的定义域
例1 (1)函数f(x)=lg(x-1)+eq \f(1,x-2)的定义域为( )
A.(1,+∞)
B.(1,2)∪(2,+∞)
C.[1,2)∪(2,+∞)
D.[1,+∞)
答案 B
解析 要使函数有意义,
则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x-1>0,,x-2≠0,))解得x>1且x≠2,
所以f(x)的定义域为(1,2)∪(2,+∞).
(2)若函数f(x)的定义域为[0,2],则函数f(x-1)的定义域为________.
答案 [1,3]
解析 ∵f(x)的定义域为[0,2],
∴0≤x-1≤2,即1≤x≤3,
∴函数f(x-1)的定义域为[1,3].
教师备选
1.(2022·西北师大附中月考)函数y=lg(x2-4)+eq \r(x2+6x)的定义域是( )
A.(-∞,-2)∪[0,+∞)
B.(-∞,-6]∪(2,+∞)
C.(-∞,-2]∪[0,+∞)
D.(-∞,-6)∪[2,+∞)
答案 B
解析 由题意,得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x2-4>0,,x2+6x≥0,))
解得x>2或x≤-6.
因此函数的定义域为(-∞,-6]∪(2,+∞).
2.已知函数f(x)=eq \f(x,\r(1-2x)),则函数eq \f(fx-1,x+1)的定义域为( )
A.(-∞,1)
B.(-∞,-1)
C.(-∞,-1)∪(-1,0)
D.(-∞,-1)∪(-1,1)
答案 D
解析 令1-2x>0,
即2x<1,即x<0.
∴f(x)的定义域为(-∞,0).
∴函数eq \f(fx-1,x+1)中,有eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x-1<0,,x+1≠0,))
解得x<1且x≠-1.
故函数eq \f(fx-1,x+1)的定义域为(-∞,-1)∪(-1,1).
思维升华 (1)求给定函数的定义域:由函数解析式列出不等式(组)使解析式有意义.
(2)求复合函数的定义域
①若f(x)的定义域为[m,n],则在f(g(x))中,由m≤g(x)≤n解得x的范围即为f(g(x))的定义域.
②若f(g(x))的定义域为[m,n],则由m≤x≤n得到g(x)的范围,即为f(x)的定义域.
跟踪训练1 (1)函数f(x)=eq \f(1,\r(1-4x2))+ln(3x-1)的定义域为( )
A.eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,3),\f(1,2))) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3),\f(1,2)))
C.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),\f(1,4))) D.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),\f(1,2)))
答案 B
解析 要使函数f(x)=eq \f(1,\r(1-4x2))+ln(3x-1)有意义,
则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(1-4x2>0,,3x-1>0))⇒eq \f(1,3)
(2)已知函数f(x)的定义域为[-2,2],则函数g(x)=f(2x)+eq \r(1-2x)的定义域为__________.
答案 [-1,0]
解析 由条件可知,函数的定义域需满足eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-2≤2x≤2,,1-2x≥0,))
解得-1≤x≤0,
所以函数g(x)的定义域是[-1,0].
题型二 函数的解析式
例2 (1)(2022·哈尔滨三中月考)已知f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,x)+1))=lg x,则f(x)的解析式为______.
答案 f(x)=lg eq \f(2,x-1)(x>1)
解析 令eq \f(2,x)+1=t(t>1),
则x=eq \f(2,t-1),
所以f(t)=lg eq \f(2,t-1)(t>1),
所以f(x)=lg eq \f(2,x-1)(x>1).
(2)已知y=f(x)是二次函数,若方程f(x)=0有两个相等实根,且f′(x)=2x+2,则f(x)=________.
答案 x2+2x+1
解析 设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),
则f′(x)=2ax+b,
∴2ax+b=2x+2,
则a=1,b=2.
∴f(x)=x2+2x+c,
又f(x)=0,
即x2+2x+c=0有两个相等实根.
∴Δ=4-4c=0,则c=1.
故f(x)=x2+2x+1.
教师备选
已知f(x)满足f(x)-2f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)))=2x,则f(x)=________.
答案 -eq \f(2x,3)-eq \f(4,3x)
解析 ∵f(x)-2f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)))=2x,①
以eq \f(1,x)代替①中的x,
得f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)))-2f(x)=eq \f(2,x),②
①+②×2得-3f(x)=2x+eq \f(4,x),
∴f(x)=-eq \f(2x,3)-eq \f(4,3x).
思维升华 函数解析式的求法
(1)配凑法;(2)待定系数法;(3)换元法;(4)解方程组法.
跟踪训练2 (1)已知f(1-sin x)=cs2x,则f(x)=________.
答案 -x2+2x,x∈[0,2]
解析 令t=1-sin x,
∴t∈[0,2],sin x=1-t,
∴f(t)=1-sin2x=1-(1-t)2
=-t2+2t,t∈[0,2],
∴f(x)=-x2+2x,x∈[0,2].
(2)(2022·黄冈质检)已知f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2+\f(1,x2)))=x4+eq \f(1,x4),则f(x)=__________.
答案 x2-2,x∈[2,+∞)
解析 ∵f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2+\f(1,x2)))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2+\f(1,x2)))2-2,
∴f(x)=x2-2,x∈[2,+∞).
题型三 分段函数
例3 (1)已知f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(cs πx,x≤1,,fx-1+1,x>1,))则f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,3)))+f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(4,3)))的值为( )
A.eq \f(1,2) B.-eq \f(1,2) C.-1 D.1
答案 D
解析 f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,3)))=f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,3)-1))+1=f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))+1
=cs eq \f(π,3)+1=eq \f(3,2),
f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(4,3)))=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(4π,3)))
=cs eq \f(2π,3)=-eq \f(1,2),
∴f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,3)))+f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(4,3)))=eq \f(3,2)-eq \f(1,2)=1.
(2)已知函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(lg2x,x≥1,,-x+1,x<1.))
若f(a)=2,则a的值为________;
若f(a)<2,则a的取值范围是________.
答案 4或-1 (-1,4)
解析 若f(a)=2,则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a≥1,,lg2a=2))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a<1,,-a+1=2,))
解得a=4或a=-1,
若f(a)<2,则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a≥1,,lg2a<2))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a<1,,-a+1<2,))
解得1≤a<4或-1教师备选
1.已知函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(πx+\f(π,6))),x>1,,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x,x<1,))则f(f(2 022))等于( )
A.-eq \f(\r(3),2) B.eq \f(\r(2),2) C.eq \f(\r(3),2) D.eq \r(2)
答案 B
解析 f(2 022)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2 022π+\f(π,6)))=sin eq \f(π,6)=eq \f(1,2),
∴f(f(2 022))=f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))==eq \f(\r(2),2).
2.(2022·百校联盟联考)已知函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x3,x≥0,,-x2,x<0,))若对于任意的x∈R,|f(x)|≥ax,则a=________.
答案 0
解析 当x≥0时,|f(x)|=x3≥ax,即x(x2-a)≥0恒成立,则有a≤0;
当x<0时,|f(x)|=x2≥ax,即a≥x恒成立,
则有a≥0,所以a=0.
思维升华 分段函数求值问题的解题思路
(1)求函数值:当出现f(f(a))的形式时,应从内到外依次求值.
(2)求自变量的值:先假设所求的值在分段函数定义区间的各段上,然后求出相应自变量的值,切记要代入检验.
跟踪训练3 (1)(2022·河北冀州一中模拟)设f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x+\f(2,x)-3,x≥1,,x2+1,x<1.))则f(f(-1))=_______,f(x)的最小值是_______.
答案 0 2eq \r(2)-3
解析 ∵f(-1)=2,
∴f(f(-1))=f(2)=2+eq \f(2,2)-3=0,
当x≥1时,f(x)=x+eq \f(2,x)-3≥2eq \r(2)-3,
当且仅当x=eq \r(2)时取等号,f(x)min=2eq \r(2)-3,
当x<1时,f(x)=x2+1≥1,x=0时取等号,
∴f(x)min=1,综上有f(x)的最小值为2eq \r(2)-3.
(2)(2022·重庆质检)已知函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(lg2x,x>1,,x2-1,x≤1,))则f(x)
解析 当x≤0时,x+1≤1,f(x)
解得-eq \f(1,2)
此时f(x)=x2-1≤0,
f(x+1)=lg2(x+1)>0,
∴当0
1.(2022·重庆模拟)函数f(x)=eq \f(\r(3-x),lg x)的定义域是( )
A.(0,3) B.(0,1)∪(1,3)
C.(0,3] D.(0,1)∪(1,3]
答案 D
解析 ∵f(x)=eq \f(\r(3-x),lg x),∴eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(3-x≥0,,lg x≠0,,x>0,))
解得0
2.若函数y=f(x)的定义域为M={x|-2≤x≤2},值域为N={y|0≤y≤2},则函数y=f(x)的图象可能是( )
答案 B
解析 A中函数定义域不是[-2,2];C中图象不表示函数;D中函数值域不是[0,2].
3.(2022·安徽江淮十校联考)设函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(4x-\f(1,2),x<1,,ax,x≥1,))若f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(f \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7,8)))))=8,则a等于( )
A.eq \f(1,2) B.eq \f(3,4) C.1 D.2
答案 D
解析 f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7,8)))=4×eq \f(7,8)-eq \f(1,2)=3,
则f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(f \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7,8)))))=f(3)=a3,
得a3=8,解得a=2.
4.下列函数中,与y=x是相等函数的是( )
A.y=(eq \r(x))2 B.y=eq \r(x2)
C.y=lg 10x D.y=10lg x
答案 C
解析 y=x的定义域为x∈R,值域为y∈R,
对于A选项,函数y=(eq \r(x))2=x的定义域为[0,+∞),故不是相等函数;
对于B选项,函数y=eq \r(x2)=eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(x))≥0,与y=x的解析式、值域均不同,故不是相等函数;
对于C选项,函数y=lg 10x=x,且定义域为R,故是相等函数;
对于D选项,y=10lg x=x的定义域为(0,+∞),与函数y=x的定义域不相同,故不是相等函数.
5.设函数f(x-2)=x2+2x-2,则f(x)的表达式为( )
A.x2-2x-2 B.x2-6x+6
C.x2+6x-2 D.x2+6x+6
答案 D
解析 令t=x-2,∴x=t+2,
∴f(t)=(t+2)2+2(t+2)-2=t2+6t+6,
∴f(x)=x2+6x+6.
6.函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2x-5,x≤2,,3sin x,x>2,))则f(x)的值域为( )
A.[-3,-1] B.(-∞,3]
C.(-5,3] D.(-5,1]
答案 C
解析 当x≤2时,f(x)=2x-5,
∴0<2x≤4,∴f(x)∈(-5,-1],
当x>2时,f(x)=3sin x,
∴f(x)∈[-3,3],
∴f(x)的值域为(-5,3].
7.如图,点P在边长为1的正方形的边上运动,M是CD的中点,当P沿A-B-C-M运动时,设点P经过的路程为x,△APM的面积为y,则函数y=f(x)的图象大致是( )
答案 A
解析 由题意可得
y=f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x,0≤x<1,,\f(3,4)-\f(x,4),1≤x<2,,\f(5,4)-\f(1,2)x,2≤x≤\f(5,2).))
画出函数f(x)的大致图象,故选A.
8.具有性质:f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)))=-f(x)的函数,我们称为满足“倒负”变换的函数,下列函数满足“倒负”变换的函数的是( )
①f(x)=x-eq \f(1,x);②f(x)=ln eq \f(1-x,1+x);
③f(x)=;④f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x,0
A.②③ B.①②④
C.②③④ D.①④
答案 D
解析 对于①,f(x)=x-eq \f(1,x),
f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)))=eq \f(1,x)-x=-f(x),满足题意;
对于②,f(x)=ln eq \f(1-x,1+x),
则f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)))=ln eq \f(x-1,x+1)≠-f(x),不满足;
对于③,f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)))==ex-1,
-f(x)=≠f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x))),不满足;
对于④,f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)))=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,x),0<\f(1,x)<1,,0,\f(1,x)=1,,-x,\f(1,x)>1,))
即f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)))=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,x),x>1,,0,x=1,,-x,0
9.已知f(x5)=lg x,则f(100)=________.
答案 eq \f(2,5)
解析 令x5=100,
则x==,
∴f(100)==eq \f(2,5).
10.函数f(x)=ln(x-1)+eq \r(4+3x-x2)的定义域为________.
答案 (1,4]
解析 依题意eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x-1>0,,4+3x-x2≥0,))
解得1
11.已知函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(1-2ax+3a,x<1,,ln x,x≥1))的值域为R,则实数a的取值范围是________.
答案 eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,\f(1,2)))
解析 ∵当x≥1时,f(x)=ln x≥ln 1=0,
又f(x)的值域为R,
故当x<1时,f(x)的值域包含(-∞,0).
故eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(1-2a>0,,1-2a+3a≥0,))
解得-1≤a
答案 [-2,0)∪(0,1]
解析 当x<0时,f(x)=x,
代入xf(x)+x≤2得x2+x-2≤0,
解得-2≤x<0;
当x>0时,f(x)=1,
代入xf(x)+x≤2,解得0
C.(-1,0) D.(-∞,0)
答案 D
解析 当x≤0时,函数f(x)=2-x是减函数,则f(x)≥f(0)=1.
作出f(x)的大致图象如图所示,结合图象知,要使f(x+1)
14.设函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-x+λ,x<1λ∈R,,2x,x≥1,))若对任意的a∈R都有f(f(a))=2f(a)成立,则λ的取值范围是______.
答案 [2,+∞)
解析 当a≥1时,2a≥2.
∴f(f(a))=f(2a)==2f(a)恒成立.
当a<1时,f(f(a))=f(-a+λ)=2f(a)=2λ-a,
∴λ-a≥1,即λ≥a+1恒成立,
由题意λ≥(a+1)max,∴λ≥2,
综上,λ的取值范围是[2,+∞).
15.已知函数f(x+1)的定义域为(-2,0),则f(2x-1)的定义域为( )
A.(-1,0) B.(-2,0)
C.(0,1) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),0))
答案 C
解析 由题意,知-1
A.f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x
B.f(x)=ln x
C.f(x)=x2(x≥0)
D.f(x)=tan xeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0≤x<\f(π,2)))
答案 B
解析 若对定义域内任意的x1,x2(x1≠x2),有f(x1)+f(x2)>2f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x1+x2,2))),则点(x1,f(x1)),(x2,f(x2))连线的中点在点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x1+x2,2),f \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x1+x2,2)))))的上方,如图eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(其中a=f \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x1+x2,2))),b=\f(fx1+fx2,2))).
根据函数f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x,f(x)=ln x,f(x)=x2(x≥0),f(x)=tan xeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0≤x<\f(π,2)))的图象可知,函数f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x,f(x)=x2(x≥0),f(x)=tan xeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0≤x<\f(π,2)))具有H性质,函数f(x)=ln x不具有H性质.
2024年高考数学第一轮复习专题训练第二章 §2.1 函数的概念及其表示: 这是一份2024年高考数学第一轮复习专题训练第二章 §2.1 函数的概念及其表示,共4页。试卷主要包含了1 函数的概念及其表示,了解函数的含义等内容,欢迎下载使用。
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