第 13 课:函数概念与图象

初升高数学衔接课程 · 不等式与函数模块
⏱ 90 分钟 ⭐⭐⭐⭐ 难度 📝 含完整答案解析

目录

  1. 一、知识梳理
  2. 二、典例精讲
  3. 三、课后作业 · 答案与解析

一、知识梳理

1. 函数的近代定义

y = f(x),x ∈ A

设 A、B 是两个非空数集,对于 A 中任意一个 x,在 B 中都有唯一确定的 f(x) 与之对应。

2. 函数三要素

定义域 + 对应法则值域。判断两个函数是否相同:定义域和对应法则都相同。

3. 求定义域

条件限制
分式分母 ≠ 0
偶次根式被开方数 ≥ 0
零次幂底数 ≠ 0

二、典例精讲

【例 1】求函数的定义域

(1)f(x) = 1/(x − 2)

解析

x−2 ≠ 0。

{x | x ≠ 2}

(2)f(x) = √(x + 3)

解析

x+3 ≥ 0。

{x | x ≥ −3}

(3)f(x) = 1/√(x − 1) + √(4 − x)

解析

x−1 > 0 且 4−x ≥ 0。1 < x ≤ 4。

{x | 1 < x ≤ 4}

(4)f(x) = √(x² − 4)/(x − 3)

解析

x²−4 ≥ 0 → x ≤ −2 或 x ≥ 2。x ≠ 3。

{x | x ≤ −2 或 2 ≤ x < 3 或 x > 3}

举一反三:f(x) = √(2x+6) + 1/(x+1)。

解析

2x+6 ≥ 0 → x ≥ −3。x ≠ −1。

{x | x ≥ −3 且 x ≠ −1}

【例 2】求函数值

f(x) = x² − 3x + 2。(1)f(2)、f(−1)、f(a)(2)f(x+1)(3)f(f(1))

解析

(1)f(2)=0,f(−1)=6,f(a)=a²−3a+2。

(2)f(x+1) = x²−x。

(3)f(1)=0,f(f(1))=f(0)=2。

举一反三:f(x) = 2x+1,求 f(f(x))。

解析

f(f(x)) = f(2x+1) = 2(2x+1)+1 = 4x+3。

【例 3】相等函数的判定

(1)f(x)=x 与 g(x)=(√x)²(2)f(x)=x 与 g(x)=x²/x(3)f(x)=|x| 与 g(x)=√(x²)

解析

(1)g(x) 定义域 [0,+∞),≠ R。不是同一函数。

(2)g(x) 定义域 {x|x≠0},≠ R。不是同一函数。

(3)g(x)=√(x²)=|x|,定义域 R,对应法则相同。是同一函数。

【例 4】分段函数

f(x) = { x+2 (x<0); x² (0≤x<2); 2x−1 (x≥2) }。

(1)f(−3)、f(1)、f(2)、f(3)(2)若 f(a)=3,求 a。

解析

(1)f(−3)=−1,f(1)=1,f(2)=3,f(3)=5。

(2)a+2=3→a=1(舍);a²=3→a=√3(∈[0,2));2a−1=3→a=2(∈[2,+∞))。

a = √3 或 a = 2

【例 5】求函数的值域

(1)y = x² − 4x + 5

解析

y = (x−2)²+1 ≥ 1。

值域:[1, +∞)

(2)y = x + 2√(x − 1)

解析

令 t = √(x−1),t ≥ 0,x = t²+1。y = (t+1)² ≥ 1。

值域:[1, +∞)

三、课后作业 · 答案与解析

A 组 · 基础题

第 1 题

x ≠ −1。

{x | x ≠ −1}

第 2 题

x ≥ 2。

{x | x ≥ 2}

第 3 题

x ≥ 1 且 x ≠ 3。

{x | 1 ≤ x < 3 或 x > 3}

第 4 题

f(0)=1,f(−2)=11,f(a+1)=2a²+3a+2。

第 5 题

g(x)=(x³)^{1/3}=x,定义域 R(立方根总有意义)。定义域和对应法则相同,是同一函数。

第 6 题

f(f(x)) = f(3x−2) = 3(3x−2)−2 = 9x−8。

第 7 题

y = (x−3)²+1 ≥ 1。

值域:[1, +∞)

第 8 题

y = |x−1| = { x−1 (x≥1); 1−x (x<1) }。V 形,顶点 (1,0),左斜率 −1,右斜率 +1。

B 组 · 提高题

第 9 题

(x−1)(x−2) ≥ 0 → x≤1 或 x≥2。x ≠ 1。

{x | x < 1 或 x ≥ 2}

第 10 题

f(f(−1)):f(−1)=−1,f(−1)=−1。f(f(1)):f(1)=1,f(1)=1。

f(f(−1)) = −1,f(f(1)) = 1

第 11 题

令 x = 2cos θ(θ∈[0,π]),y = 2√2·sin(θ+π/4)。θ+π/4 ∈ [π/4, 5π/4]。

值域:[−2, 2√2]

第 12 题

f(f(x)) = −1/x。定义域:x ≠ −1 且 x ≠ 0。

f(f(x)) = −1/x(x ≠ −1 且 x ≠ 0)

C 组 · 挑战题

第 13 题

分段讨论 6 种情况,逐一检验均无解。f(x) 在整个定义域上严格递增,故 f(a)=f(a+1) 不可能。

无解

第 14 题

分离常数:y = 1+2/(x²−1)。x²−1>0 时 y∈(1,+∞)。x²−1<0 时 x²−1∈(−1,0),y∈(−∞,−1)。

值域:(−∞, −1) ∪ (1, +∞)

第 15 题

f(x)=g(x):x²+2x=2x+1 → x²=1 → x=±1。

f(x)≥g(x):x²≥1 → x≥1 或 x≤−1。