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新人教A版必修第一冊2023年秋高中數(shù)學(xué)3.1函數(shù)的概念及其表示 學(xué)生+教師用書(含答案)(8份打包)

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新人教A版必修第一冊2023年秋高中數(shù)學(xué)3.1函數(shù)的概念及其表示 學(xué)生+教師用書(含答案)(8份打包)

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3.1.1 函數(shù)的概念
第1課時(shí) 函數(shù)的概念(一)
1.在初中用變量之間的依賴關(guān)系描述函數(shù)的基礎(chǔ)上,用集合語言和對應(yīng)關(guān)系刻畫函數(shù),建立完整的函數(shù)概念.(數(shù)學(xué)抽象)
2.體會集合語言和對應(yīng)關(guān)系在刻畫函數(shù)概念中的作用.(數(shù)學(xué)抽象)
3.了解構(gòu)成函數(shù)的要素,能求簡單函數(shù)的定義域.(數(shù)學(xué)運(yùn)算)
  如果將2005年某國創(chuàng)新指數(shù)記為100,近些年來該國創(chuàng)新指數(shù)的情況如下表所示.
年度 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
某國 創(chuàng)新 指數(shù) 148.2 152.6 158.2 171.5 189.5 196.3 212.0 228.3 242.6
  以y表示年度值,i表示該國創(chuàng)新指數(shù)的取值,則i是y的函數(shù)嗎?如果是,這個(gè)函數(shù)用數(shù)學(xué)符號可以怎樣表示?
知識點(diǎn) 函數(shù)的概念
定義 一般地,設(shè)A,B是非空的實(shí)數(shù)集,如果對于集合A中的任意一個(gè)數(shù)x,按照某種確定的對應(yīng)關(guān)系f ,在集合B中都有唯一確定的數(shù)y和它對應(yīng),那么就稱f :A→B為從集合A到集合B的一個(gè)函數(shù)
三要素 對應(yīng)關(guān)系 y=f (x),x∈A
定義域 自變量x的取值范圍
值域 與x的值相對應(yīng)的y的函數(shù)值的集合{f (x)|x∈A}
理解函數(shù)的概念抓住以下4點(diǎn):
(1)“y=f (x)”是函數(shù)符號,可以用任意的字母表示,如“y=g(x)”“y=h(x)”都可以.
(2)“A,B”是非空的數(shù)集,定義域?yàn)榭占暮瘮?shù)是不存在的.
(3)函數(shù)定義中強(qiáng)調(diào)“三性”:任意性、存在性、唯一性.
(4)定義域、值域的結(jié)果應(yīng)該寫成集合的形式.
1.在函數(shù)的定義中,符號y=f (x)是表示f 與x的乘積嗎?
[提示] y=f (x)僅是函數(shù)的一個(gè)符號,不表示“y等于f 與x的乘積”.
2.f (x)與f (a)的區(qū)別與聯(lián)系是什么?
[提示] f (a)表示當(dāng)x=a時(shí)函數(shù)f (x)的值,是一個(gè)常量,而f (x)是自變量x的函數(shù),在一般情況下,它是一個(gè)變量.f (a)是f (x)的一個(gè)特殊值.
思考辨析(正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”)
(1)根據(jù)函數(shù)的定義,定義域中的任意一個(gè)x可以對應(yīng)著值域中不同的y. (  )
(2)任何兩個(gè)集合之間都可以建立函數(shù)關(guān)系. (  )
(3)函數(shù)的定義域必須是數(shù)集,值域可以為其他集合. (  )
(4)在函數(shù)的定義中,集合B是函數(shù)的值域. (  )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
類型1 函數(shù)關(guān)系的判斷
【例1】 (1)(2022·四川省德陽市第三中學(xué)月考)設(shè)集合 M=,N=,那么下面的 4 個(gè)圖形中,能表示集合M到集合N的函數(shù)圖象的個(gè)數(shù)為(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
(2)(多選)下列對應(yīng)關(guān)系是實(shí)數(shù)集R上的函數(shù)的是(  )
A.f :把x對應(yīng)到3x+1
B.g:把x對應(yīng)到|x|+1
C.h:把x對應(yīng)到
D.r:把x對應(yīng)到
(1)A (2)AB [(1)對圖①,由圖知:0≤x≤1,不符合函數(shù)的定義域,故圖①錯(cuò)誤;
對圖②,由圖知:0≤x≤2,0≤y≤2,圖象符合函數(shù)的定義,故圖②正確;
對圖③,由圖知:0≤y≤3,不符合函數(shù)的值域,故圖③錯(cuò)誤;對圖④,不符合函數(shù)定義,不是函數(shù)圖象,故圖④錯(cuò)誤.故選A.
(2)A,B滿足題意,C中當(dāng)x=0時(shí)不滿足,D中當(dāng)x<0時(shí)不滿足,故選AB.]
 判斷一個(gè)對應(yīng)關(guān)系是否為函數(shù)的方法
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
1.判斷下列對應(yīng)是不是從集合A到集合B的函數(shù).
(1)A=N,B=N*,對應(yīng)法則f :對集合A中的元素取絕對值與B中元素對應(yīng);
(2)A={-1,1,2,-2},B={1,4},對應(yīng)法則f :x→y=x2,x∈A,y∈B;
(3)A={0,1},B={-1,0,1},對應(yīng)法則f :對A中的元素開方與B中的元素對應(yīng);
(4)A={三角形},B={x|x>0},對應(yīng)法則f :對A中元素求面積與B中元素對應(yīng).
[解] (1)對于A中的元素0,在f 的作用下得0,但0不屬于B,即A中的元素0在B中沒有元素與之對應(yīng),故不是函數(shù).
(2)對于A中的元素±1,在f 的作用下與B中的1對應(yīng),A中的元素±2,在f 的作用下與B中的4對應(yīng),所以滿足A中的任一元素與B中唯一元素對應(yīng),是“多對一”的對應(yīng),故是函數(shù).
(3)對于集合A中的元素1,在集合B中有兩個(gè)元素與之對應(yīng),因此不是函數(shù)關(guān)系.
(4)集合A不是數(shù)集,故不是函數(shù).
類型2 求函數(shù)值
【例2】 (源自湘教版教材)已知定義域?yàn)镽的函數(shù)f (x)=x+1和g(x)=x2,計(jì)算下列各式:
(1)f (2)+g(3);
(2)f (a2)-g(a);
(3)f (f (f (0))).
[解] (1)f (2)+g(3)=(2+1)+32=3+9=12;
(2)f (a2)-g(a)=(a2+1)-a2=1;
(3)因?yàn)閒 (0)=0+1=1,
所以f (f (0))=f (1)=1+1=2,
從而f (f (f (0)))=f (2)=2+1=3.
 函數(shù)求值的方法
(1)已知f (x)的表達(dá)式時(shí),只需用a替換表達(dá)式中的x即得f (a)的值.
(2)求f (g(a))的值應(yīng)遵循由里往外的原則.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
2.已知函數(shù)f (x)=,g(x)=
(1)求f (3),f (4),f (g(3));
(2)求f (g(x)).
[解] (1)f (3)==-,f (4)==-,
f (g(3))=f ==
(2)因?yàn)閒 (x)=,g(x)=,
所以f (g(x))=f ==
類型3 求函數(shù)的定義域
【例3】 求下列函數(shù)的定義域:
(1)f (x)=2+;
(2)f (x)=(x-1)0+;
(3)f (x)=·;
(4)f (x)=-
思路導(dǎo)引:從f (x)由幾部分組成,是否含有分母、開偶次方根、x0等角度思考使f (x)有意義的條件,進(jìn)而進(jìn)行解答.
[解] (1)當(dāng)且僅當(dāng)x-2≠0,即x≠2時(shí),
函數(shù)f (x)=2+有意義,
所以這個(gè)函數(shù)的定義域?yàn)閧x|x≠2}.
(2)函數(shù)有意義,當(dāng)且僅當(dāng)
解得x>-1且x≠1,
所以這個(gè)函數(shù)的定義域?yàn)閧x|x>-1,且x≠1}.
(3)函數(shù)有意義,當(dāng)且僅當(dāng)解得1≤x≤3,
所以這個(gè)函數(shù)的定義域?yàn)閧x|1≤x≤3}.
(4)要使函數(shù)有意義,自變量x的取值必須滿足解得x≤1且x≠-1,
即函數(shù)定義域?yàn)閧x|x≤1,且x≠-1}.
 求函數(shù)定義域的常用方法
(1)若f (x)是分式,則應(yīng)考慮使分母不為零.
(2)若f (x)是偶次根式,則被開方數(shù)大于或等于零.
(3)若f (x)是指數(shù)冪,則函數(shù)的定義域是使冪運(yùn)算有意義的實(shí)數(shù)集合.
(4)若f (x)是由幾個(gè)式子構(gòu)成的,則函數(shù)的定義域是幾個(gè)部分定義域的交集.
(5)若f (x)是實(shí)際問題的解析式,則應(yīng)符合實(shí)際問題,使實(shí)際問題有意義.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
3.求函數(shù)y=+的定義域.
[解] 要使函數(shù)有意義,只需

∴x≤-或2≤x<4,
∴函數(shù)的定義域?yàn)?br/>1.函數(shù)f (x)=的定義域?yàn)?  )
A.{x|x≥-3} B.{x|x>-3}
C.{x|x≥-3,且x≠1} D.{x|x>-3,且x≠1}
C [要使函數(shù)f (x)=有意義,
則解得x≥-3且x≠1,
所以函數(shù)f (x)=的定義域?yàn)閧x|x≥-3,且x≠1}.]
2.(多選)下列四個(gè)圖象中,是函數(shù)圖象的是(  )
A     B    C      D
ACD [根據(jù)函數(shù)的定義知:y是x的函數(shù)中,x確定一個(gè)值,y就隨之確定一個(gè)值,體現(xiàn)在圖象上,圖象與平行于y軸的直線最多只能有一個(gè)交點(diǎn),對照選項(xiàng),可知只有B不符合此條件.故選ACD.]
3.下列對應(yīng)或關(guān)系式中是A到B的函數(shù)的是(  )
A.A∈R,B∈R,y=±
B.A={1,2,3,4},B={0,1},對應(yīng)關(guān)系如圖:
C.A=R,B=R,f :x→y=
D.A=Z,B=Z,f :x→y=
B [A錯(cuò)誤,顯然存在x∈A,對應(yīng)的y值不唯一;B正確,符合函數(shù)的定義;C錯(cuò)誤,2∈A,在B中找不到與之相對應(yīng)的數(shù);D錯(cuò)誤,-1∈A,在B中找不到與之相對應(yīng)的數(shù).]
4.若f (x)=,則f (3)=________,f (f (-2))=________.
-  [∵f (x)=,
∴f (3)==-
∵f (-2)==-,
∴f (f (-2))=f ==]
回顧本節(jié)知識,自主完成以下問題:
1.判斷一個(gè)對應(yīng)關(guān)系是否為函數(shù)的條件是什么?
[提示] (1)A,B必須是非空實(shí)數(shù)集.
(2)A中任一元素在B中有且只有一個(gè)元素與之對應(yīng).
2.f (x)與f (a)相同嗎?兩者存在怎樣的聯(lián)系?
[提示] f (a)表示當(dāng)x=a時(shí),函數(shù)f (x)的值,是一個(gè)常量,而f (x)是自變量x的函數(shù),一般情況下,它是一個(gè)變量,f (a)是f (x)的一個(gè)特殊值,如一次函數(shù)f (x)=3x+4,當(dāng)x=8時(shí),f (8)=3×8+4=28是一個(gè)常數(shù).
3.求函數(shù)y=f (x)的定義域常注意哪些問題?
[提示] (1)分母是否為零;(2)被開偶次方數(shù)是否非負(fù);(3)x0中x是否為0;(4)實(shí)際意義.
函數(shù)定義的演變過程簡介
  在現(xiàn)代數(shù)學(xué)以及其他相關(guān)學(xué)科中,函數(shù)都是非常重要甚至是不可或缺的.與其他重要數(shù)學(xué)概念一樣,函數(shù)定義的發(fā)展與完善也經(jīng)歷了比較長的一段時(shí)間.
“函數(shù)”一詞是萊布尼茨創(chuàng)造的,他用這個(gè)詞表示與曲線上的點(diǎn)有關(guān)的線段長度,并使用這個(gè)詞表示變量之間的依賴關(guān)系.
歐拉于1734年首先使用字母f 表示函數(shù),歐拉在他的著作《微分學(xué)》中給出的函數(shù)定義是:如果某變量,以如下的方式依賴于另一些變量,即當(dāng)后面這些變量變化時(shí),前者也隨之變化,則稱前面的變量是后面變量的函數(shù).
1851年,德國數(shù)學(xué)家黎曼給出的函數(shù)定義是:假定z是一個(gè)變量,它可以逐次取所有可能的實(shí)數(shù)值.如果對它的每一個(gè)值,都有未知量w的唯一的一個(gè)值與之對應(yīng),則w稱為z的函數(shù).人們通常稱這樣的定義為函數(shù)的“對應(yīng)說”,因?yàn)槎x中采用了“唯一的一個(gè)值與之對應(yīng)”的說法.
1939年,法國布爾巴基學(xué)派在集合論的基礎(chǔ)上給出了如下函數(shù)的定義:設(shè)E和F是兩個(gè)集合,它們可以不同,也可以相同.E中的變元x和F中的變元y之間的一個(gè)關(guān)系稱為一個(gè)函數(shù)關(guān)系,如果對于每一個(gè)x∈E,都存在唯一的y∈F,它滿足與x給定的關(guān)系,稱這樣的運(yùn)算為函數(shù).它以上述方式將與x有給定關(guān)系的元素y∈F與每一個(gè)元素x∈E相聯(lián)系.稱y是函數(shù)在元素x處的值,函數(shù)值由給定的關(guān)系所確定.兩個(gè)等價(jià)的函數(shù)關(guān)系確定同一個(gè)函數(shù).人們通常稱這樣的定義為“關(guān)系說”.
后來,有些學(xué)者把布爾巴基學(xué)派的定義進(jìn)一步符號化:設(shè)F是定義在集合X和Y上的一個(gè)二元關(guān)系,稱這個(gè)關(guān)系為函數(shù),如果對于每一個(gè)x∈X,都存在唯一的y∈Y,使得(x,y)∈F.這樣,函數(shù)的定義就完全用數(shù)學(xué)的符號形式化了.
可以看出,上述函數(shù)的定義越來越嚴(yán)格,抽象程度越來越強(qiáng),數(shù)學(xué)直觀則越來越弱.
在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,如果我們能借助直觀來理解有關(guān)概念和結(jié)論,可能會有事半功倍的效果.為了形象地理解函數(shù)的概念,有人提議將函數(shù)類比成對每一個(gè)允許的輸入指定唯一確定的輸出的機(jī)器,所有輸入的集合是函數(shù)的定義域,所有輸出的集合是函數(shù)的值域,如下圖所示.
  你覺得這種提議有助于進(jìn)一步理解函數(shù)的概念嗎?如果條件允許的話,去查閱更多的有關(guān)資料吧!3.1.1 函數(shù)的概念
第1課時(shí) 函數(shù)的概念(一)
1.在初中用變量之間的依賴關(guān)系描述函數(shù)的基礎(chǔ)上,用集合語言和對應(yīng)關(guān)系刻畫函數(shù),建立完整的函數(shù)概念.(數(shù)學(xué)抽象)
2.體會集合語言和對應(yīng)關(guān)系在刻畫函數(shù)概念中的作用.(數(shù)學(xué)抽象)
3.了解構(gòu)成函數(shù)的要素,能求簡單函數(shù)的定義域.(數(shù)學(xué)運(yùn)算)
如果將2005年某國創(chuàng)新指數(shù)記為100,近些年來該國創(chuàng)新指數(shù)的情況如下表所示.
年度 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
某國 創(chuàng)新 指數(shù) 148.2 152.6 158.2 171.5 189.5 196.3 212.0 228.3 242.6
  以y表示年度值,i表示該國創(chuàng)新指數(shù)的取值,則i是y的函數(shù)嗎?如果是,這個(gè)函數(shù)用數(shù)學(xué)符號可以怎樣表示?
知識點(diǎn) 函數(shù)的概念
定義 一般地,設(shè)A,B是非空的______,如果對于集合A中的__________,按照某種確定的對應(yīng)關(guān)系f ,在集合B中都有________的數(shù)y和它對應(yīng),那么就稱f :A→B為從集合A到集合B的一個(gè)函數(shù)
三要素 對應(yīng)關(guān)系 y=f (x),x∈A
定義域 ________的取值范圍
值域 與x的值相對應(yīng)的y的函數(shù)值的集合____________
理解函數(shù)的概念抓住以下4點(diǎn):
(1)“y=f (x)”是函數(shù)符號,可以用任意的字母表示,如“y=g(x)”“y=h(x)”都可以.
(2)“A,B”是非空的數(shù)集,定義域?yàn)榭占暮瘮?shù)是不存在的.
(3)函數(shù)定義中強(qiáng)調(diào)“三性”:任意性、存在性、唯一性.
(4)定義域、值域的結(jié)果應(yīng)該寫成集合的形式.
1.在函數(shù)的定義中,符號y=f (x)是表示f 與x的乘積嗎?
                                    
                                    
                                    
2.f (x)與f (a)的區(qū)別與聯(lián)系是什么?
                                    
                                    
                                    
思考辨析(正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”)
(1)根據(jù)函數(shù)的定義,定義域中的任意一個(gè)x可以對應(yīng)著值域中不同的y.
(  )
(2)任何兩個(gè)集合之間都可以建立函數(shù)關(guān)系. (  )
(3)函數(shù)的定義域必須是數(shù)集,值域可以為其他集合. (  )
(4)在函數(shù)的定義中,集合B是函數(shù)的值域. (  )
類型1 函數(shù)關(guān)系的判斷
【例1】 (1)(2022·四川省德陽市第三中學(xué)月考)設(shè)集合 M=,N={y|0≤y≤2},那么下面的 4 個(gè)圖形中,能表示集合M到集合N的函數(shù)圖象的個(gè)數(shù)為(  )
A.1   B.2   C.3   D.4
(2)(多選)下列對應(yīng)關(guān)系是實(shí)數(shù)集R上的函數(shù)的是(  )
A.f :把x對應(yīng)到3x+1
B.g:把x對應(yīng)到|x|+1
C.h:把x對應(yīng)到
D.r:把x對應(yīng)到
[嘗試解答]                                     
                                    
                                    
                                    
 判斷一個(gè)對應(yīng)關(guān)系是否為函數(shù)的方法
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
1.判斷下列對應(yīng)是不是從集合A到集合B的函數(shù).
(1)A=N,B=N*,對應(yīng)法則f :對集合A中的元素取絕對值與B中元素對應(yīng);
(2)A={-1,1,2,-2},B={1,4},對應(yīng)法則f :x→y=x2,x∈A,y∈B;
(3)A={0,1},B={-1,0,1},對應(yīng)法則f :對A中的元素開方與B中的元素對應(yīng);
(4)A={三角形},B={x|x>0},對應(yīng)法則f :對A中元素求面積與B中元素對應(yīng).
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
類型2 求函數(shù)值
【例2】 (源自湘教版教材)已知定義域?yàn)镽的函數(shù)f (x)=x+1和g(x)=x2,計(jì)算下列各式:
(1)f (2)+g(3);(2)f (a2)-g(a);(3)f (f (f (0))).
[嘗試解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 函數(shù)求值的方法
(1)已知f (x)的表達(dá)式時(shí),只需用a替換表達(dá)式中的x即得f (a)的值.
(2)求f (g(a))的值應(yīng)遵循由里往外的原則.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
2.已知函數(shù)f (x)=,g(x)=.
(1)求f (3),f (4),f (g(3));
(2)求f (g(x)).
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
類型3 求函數(shù)的定義域
【例3】 求下列函數(shù)的定義域:
(1)f (x)=2+;
(2)f (x)=(x-1)0+;
(3)f (x)=·;
(4)f (x)=-.
思路導(dǎo)引:從f (x)由幾部分組成,是否含有分母、開偶次方根、x0等角度思考使f (x)有意義的條件,進(jìn)而進(jìn)行解答.
[嘗試解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 求函數(shù)定義域的常用方法
(1)若f (x)是分式,則應(yīng)考慮使分母________.
(2)若f (x)是偶次根式,則被開方數(shù)__________.
(3)若f (x)是指數(shù)冪,則函數(shù)的定義域是使冪運(yùn)算有意義的實(shí)數(shù)集合.
(4)若f (x)是由幾個(gè)式子構(gòu)成的,則函數(shù)的定義域是幾個(gè)部分定義域的________.
(5)若f (x)是實(shí)際問題的解析式,則應(yīng)________________,使實(shí)際問題有意義.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
3.求函數(shù)y=+的定義域.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
1.函數(shù)f (x)=的定義域?yàn)?  )
A.{x|x≥-3} B.{x|x>-3}
C.{x|x≥-3,且x≠1} D.{x|x>-3,且x≠1}
2.(多選)下列四個(gè)圖象中,是函數(shù)圖象的是(  )
A     B    C     D
3.下列對應(yīng)或關(guān)系式中是A到B的函數(shù)的是(  )
A.A∈R,B∈R,y=±
B.A={1,2,3,4},B={0,1},對應(yīng)關(guān)系如圖:
C.A=R,B=R,f :x→y=
D.A=Z,B=Z,f :x→y=
4.若f (x)=,則f (3)=____________,f (f (-2))=________.
回顧本節(jié)知識,自主完成以下問題:
1.判斷一個(gè)對應(yīng)關(guān)系是否為函數(shù)的條件是什么?
2.f (x)與f (a)相同嗎?兩者存在怎樣的聯(lián)系?
3.求函數(shù)y=f (x)的定義域常注意哪些問題?
函數(shù)定義的演變過程簡介
在現(xiàn)代數(shù)學(xué)以及其他相關(guān)學(xué)科中,函數(shù)都是非常重要甚至是不可或缺的.與其他重要數(shù)學(xué)概念一樣,函數(shù)定義的發(fā)展與完善也經(jīng)歷了比較長的一段時(shí)間.
“函數(shù)”一詞是萊布尼茨創(chuàng)造的,他用這個(gè)詞表示與曲線上的點(diǎn)有關(guān)的線段長度,并使用這個(gè)詞表示變量之間的依賴關(guān)系.
歐拉于1734年首先使用字母f 表示函數(shù),歐拉在他的著作《微分學(xué)》中給出的函數(shù)定義是:如果某變量,以如下的方式依賴于另一些變量,即當(dāng)后面這些變量變化時(shí),前者也隨之變化,則稱前面的變量是后面變量的函數(shù).
1851年,德國數(shù)學(xué)家黎曼給出的函數(shù)定義是:假定z是一個(gè)變量,它可以逐次取所有可能的實(shí)數(shù)值.如果對它的每一個(gè)值,都有未知量w的唯一的一個(gè)值與之對應(yīng),則w稱為z的函數(shù).人們通常稱這樣的定義為函數(shù)的“對應(yīng)說”,因?yàn)槎x中采用了“唯一的一個(gè)值與之對應(yīng)”的說法.
1939年,法國布爾巴基學(xué)派在集合論的基礎(chǔ)上給出了如下函數(shù)的定義:設(shè)E和F是兩個(gè)集合,它們可以不同,也可以相同.E中的變元x和F中的變元y之間的一個(gè)關(guān)系稱為一個(gè)函數(shù)關(guān)系,如果對于每一個(gè)x∈E,都存在唯一的y∈F,它滿足與x給定的關(guān)系,稱這樣的運(yùn)算為函數(shù).它以上述方式將與x有給定關(guān)系的元素y∈F與每一個(gè)元素x∈E相聯(lián)系.稱y是函數(shù)在元素x處的值,函數(shù)值由給定的關(guān)系所確定.兩個(gè)等價(jià)的函數(shù)關(guān)系確定同一個(gè)函數(shù).人們通常稱這樣的定義為“關(guān)系說”.
后來,有些學(xué)者把布爾巴基學(xué)派的定義進(jìn)一步符號化:設(shè)F是定義在集合X和Y上的一個(gè)二元關(guān)系,稱這個(gè)關(guān)系為函數(shù),如果對于每一個(gè)x∈X,都存在唯一的y∈Y,使得(x,y)∈F.這樣,函數(shù)的定義就完全用數(shù)學(xué)的符號形式化了.
可以看出,上述函數(shù)的定義越來越嚴(yán)格,抽象程度越來越強(qiáng),數(shù)學(xué)直觀則越來越弱.
在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,如果我們能借助直觀來理解有關(guān)概念和結(jié)論,可能會有事半功倍的效果.為了形象地理解函數(shù)的概念,有人提議將函數(shù)類比成對每一個(gè)允許的輸入指定唯一確定的輸出的機(jī)器,所有輸入的集合是函數(shù)的定義域,所有輸出的集合是函數(shù)的值域,如下圖所示.
你覺得這種提議有助于進(jìn)一步理解函數(shù)的概念嗎?如果條件允許的話,去查閱更多的有關(guān)資料吧!第2課時(shí) 函數(shù)的概念(二)
1.會判斷兩個(gè)函數(shù)是不是同一個(gè)函數(shù).(數(shù)學(xué)抽象)
2.能正確使用區(qū)間表示數(shù)集.(數(shù)學(xué)抽象)
3.會求一些簡單函數(shù)的值域.(直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算)
有人將“高鐵、掃碼支付、共享單車和網(wǎng)購”稱為我們這個(gè)時(shí)代的新四大發(fā)明.高鐵之所以被稱為“高鐵”,是因?yàn)槠湛旌涂焖倭熊嚨倪\(yùn)行速度一般控制在80~120千米/時(shí),特快列車的運(yùn)行速度控制在120~140千米/時(shí),而高鐵的運(yùn)行速度控制在200~350千米/時(shí).
問題:用集合表示上述三類列車的運(yùn)行速度的范圍稍顯麻煩,還有其他表示方法嗎?
知識點(diǎn)1 區(qū)間及有關(guān)概念
(1)一般區(qū)間的表示
設(shè)a,b∈R,且a定義 名稱 符號 數(shù)軸表示
{x|a≤x≤b} 閉區(qū)間 [a,b]
{x|a{x|a≤x{x|a(2)特殊區(qū)間的表示
定義 R {x|x≥a} {x|x>a} {x|x≤a} {x|x<a}
符號 (-∞,+∞) [a,+∞) (a,+∞) (-∞,a] (-∞,a)
1.(1)區(qū)間是數(shù)集的另一種表示方法,那么任何數(shù)集都能用區(qū)間表示嗎?
(2)“∞”是數(shù)嗎?
[提示] (1)不是任何數(shù)集都能用區(qū)間表示,如集合{0}就不能用區(qū)間表示.
(2)“∞”讀作“無窮大”,是一個(gè)符號,不是數(shù).
知識點(diǎn)2 同一個(gè)函數(shù)
如果兩個(gè)函數(shù)的定義域相同,并且對應(yīng)關(guān)系完全一致,即相同的自變量對應(yīng)的函數(shù)值也相同,那么這兩個(gè)函數(shù)是同一個(gè)函數(shù).
2.若兩個(gè)函數(shù)的定義域和值域相同,它們是否為同一個(gè)函數(shù)?對應(yīng)關(guān)系和值域相同呢?
[提示] 都不是同一個(gè)函數(shù).對于f1(x) =x和f2(x)=3x,定義域和值域雖相同,但對應(yīng)關(guān)系不同,故不是同一個(gè)函數(shù);對于f3(x)=x2,x∈[0,2]和f4(x)=x2,x∈[-2,2]對應(yīng)關(guān)系和值域雖相同,但定義域不同,故不是同一個(gè)函數(shù).
知識點(diǎn)3 常見函數(shù)的值域
(1)一次函數(shù)f (x)=ax+b(a≠0)的定義域?yàn)镽,值域是R.
(2)二次函數(shù)f (x)=ax2+bx+c(a≠0)的定義域是R,
當(dāng)a>0時(shí),值域?yàn)椋?br/>當(dāng)a<0時(shí),值域?yàn)椋?br/>(3)反比例函數(shù)y=(a≠0) 的定義域是{x|x≠0},值域?yàn)閧y|y≠0}.
1.用區(qū)間表示下列集合:
(1){x|10≤x≤100}用區(qū)間表示為________;
(2){x|x>1}用區(qū)間表示為________.
(1)[10,100] (2)(1,+∞) [結(jié)合區(qū)間的定義可知(1)為[10,100],(2)為(1,+∞).]
2.(1)函數(shù)f (x)=x2+1的值域?yàn)開_______;
(2)函數(shù)f (x)=-x2+1的值域?yàn)開_______;
(3)函數(shù)y=的值域?yàn)開_______.
[答案] (1)[1,+∞) (2)(-∞,1] (3){y|y≠0}
類型1 區(qū)間的應(yīng)用
【例1】 把下列數(shù)集用區(qū)間表示:
(1){x|x≥-1};(2){x|x<0};(3){x|-1[解] (1){x|x≥-1}=[-1,+∞).
(2){x|x<0}=(-∞,0).
(3){x|-1(4){x|-2 用區(qū)間表示數(shù)集的關(guān)鍵點(diǎn)
(1)區(qū)間左端點(diǎn)值小于右端點(diǎn)值.
(2)區(qū)間兩端點(diǎn)之間用“,”隔開.
(3)含端點(diǎn)值的一端用中括號,不含端點(diǎn)值的一端用小括號.
(4)以“-∞”“+∞”為區(qū)間的一端時(shí),這端必須用小括號.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
1.(1)集合{x|0(2)已知區(qū)間(a2+a+1,7],則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________.
(1)(0,1)∪[2,4] (2)(-3,2) [(1){x|0(2)由題意可知a2+a+1<7,即a2+a-6<0,解得-3所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-3,2).]
類型2 同一個(gè)函數(shù)的判斷
【例2】 下列各組函數(shù):
①f (x)=,g(x)=x-1;
②f (x)=,g(x)=;
③f (x)=·,g(x)=;
④f (x)=,g(x)=x+3;
⑤汽車勻速運(yùn)動時(shí),路程與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系f (t)=80t(0≤t≤5)與一次函數(shù)g(x)=80x(0≤x≤5).
其中表示同一個(gè)函數(shù)的是________.(填序號)
③⑤ [①不是同一個(gè)函數(shù),定義域不同,
f (x)定義域?yàn)閧x|x≠0},g(x)定義域?yàn)镽.
②不是同一個(gè)函數(shù),對應(yīng)關(guān)系不同,
f (x)=,g(x)=
③是同一個(gè)函數(shù),定義域、對應(yīng)關(guān)系都相同.
④不是同一個(gè)函數(shù),對應(yīng)關(guān)系,值域不同,f (x)≥0,g(x)∈R.
⑤是同一個(gè)函數(shù),定義域、對應(yīng)關(guān)系都相同.]
 判斷兩個(gè)函數(shù)是否為同一個(gè)函數(shù)的步驟
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
2.(2022·江蘇海安市曲塘中學(xué)月考)下列函數(shù):①y=;②y=++1;③y=1(-1≤x≤1);④y=x0,其中與函數(shù)y=1是同一個(gè)函數(shù)的個(gè)數(shù)是(  )
A.0   B.1   C.2   D.3
A [y=,定義域?yàn)閧x|x≠0},與函數(shù)y=1不是同一個(gè)函數(shù);y=++1滿足x≥1且x≤1,則x=1,與函數(shù)y=1的定義域?yàn)镽不同,與函數(shù)y=1不是同一個(gè)函數(shù);y=1(-1≤x≤1)與函數(shù)y=1的定義域不同,不是同一個(gè)函數(shù);y=x0定義域?yàn)閧x|x≠0},與函數(shù)y=1不是同一個(gè)函數(shù).故選A.]
類型3 求函數(shù)的值域
【例3】 求下列函數(shù)的值域:
(1)y=-1;
(2)y=x2-2x+3,x∈{-2,-1,0,1,2,3};
(3)y=;
(4)y=2x-
思路導(dǎo)引:看函數(shù)類型―→想函數(shù)的圖象特征―→求最值.
[解] (1)(直接法)∵≥0,∴-1≥-1,
∴y=-1的值域?yàn)閇-1,+∞).
(2)(觀察法)∵x∈{-2,-1,0,1,2,3},
把x代入y=x2-2x+3得y=11,6,3,2,
∴y=x2-2x+3的值域?yàn)閧2,3,6,11}.
(3)(分離常數(shù)法)y===2+,顯然≠0,所以y≠2,
故函數(shù)的值域?yàn)?-∞,2)∪(2,+∞).
(4)(換元法)設(shè)t=,則t≥0,且x=t2+1,
所以y=2(t2+1)-t=2+,
由t≥0,結(jié)合函數(shù)y=2+的圖象可得原函數(shù)的值域?yàn)?br/> 求函數(shù)值域的方法
(1)觀察法:對于一些比較簡單的函數(shù),其值域可通過觀察得到.
(2)配方法:此方法是求“二次函數(shù)類”值域的基本方法,即把函數(shù)通過配方轉(zhuǎn)化為能直接看出其值域的方法.
(3)分離常數(shù)法:此方法主要是針對有理分式,即將有理分式轉(zhuǎn)化為“反比例函數(shù)類”的形式,便于求值域.
(4)換元法:對于一些無理函數(shù)(如y=ax±b±),通過換元把它們轉(zhuǎn)化為有理函數(shù),然后利用有理函數(shù)求值域的方法,間接地求解原函數(shù)的值域.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
3.求下列函數(shù)的值域:
(1)y=-x2-2x+3(-5≤x≤-2);
(2)y=x+
[解] (1)∵x∈[-5,-2]在對稱軸x=-1的左側(cè),∴x∈[-5,-2]時(shí),拋物線上升.
∴當(dāng)x=-5時(shí),ymin=-12,
當(dāng)x=-2時(shí),ymax=3.
∴y=-x2-2x+3的值域是[-12,3].
(2)設(shè)u=,則u≥0,
∴x=.∴y=+u=(u+1)2.
∵u≥0,∴y≥,
∴y=x+的值域?yàn)椋?br/>1.區(qū)間[5,8)表示的集合是(  )
A.{x|x≤5或x>8} B.{x|5C.{x|5≤x<8} D.{x|5≤x≤8}
[答案] C
2.函數(shù)y=x2-2x的定義域?yàn)閧0,1,2,3},那么其值域?yàn)?  )
A.{-1,0,3} B.{0,1,2,3}
C.{y|-1≤y≤3} D.{y|0≤y≤3}
A [當(dāng)x=0時(shí),y=0;當(dāng)x=1時(shí),y=1-2=-1;當(dāng)x=2時(shí),y=4-2×2=0;當(dāng)x=3時(shí),y=9-2×3=3,∴函數(shù)y=x2-2x的值域?yàn)閧-1,0,3}.故選A.]
3.(多選)下列各組函數(shù)是同一個(gè)函數(shù)的是(  )
A.f (x)=與g(x)=x
B.f (x)=x與g(x)=
C.f (x)=x0與g(x)=
D.f (x)=x2-2x-1與g(t)=t2-2t-1
CD [對于A,f (x)==-x與g(x)=x的對應(yīng)關(guān)系和值域不同,故不是同一個(gè)函數(shù).
對于B,g(x)==|x|與f (x)=x的對應(yīng)關(guān)系和值域不同,故不是同一個(gè)函數(shù).
對于C,f (x)=x0與g(x)=都可化為y=1且定義域是{x|x≠0},故是同一個(gè)函數(shù).
對于D,f (x)=x2-2x-1與g(t)=t2-2t-1的定義域都是R,對應(yīng)關(guān)系也相同,而與用什么字母表示無關(guān),故是同一個(gè)函數(shù).故選CD.]
4.將函數(shù)y=的定義域用區(qū)間表示為________.
(-∞,0)∪(0,1] [由
解得x≤1且x≠0,用區(qū)間表示為(-∞,0)∪(0,1].]
回顧本節(jié)知識,自主完成以下問題:
1.區(qū)間[a,b]中a,b滿足什么條件?
[提示] 區(qū)間[a,b]中a,b滿足a,b∈R且a2.如何判斷兩個(gè)函數(shù)是不是同一個(gè)函數(shù)?
[提示] 判定兩個(gè)函數(shù)是否是同一個(gè)函數(shù)時(shí),就看定義域和對應(yīng)關(guān)系是否完全一致,完全一致的兩個(gè)函數(shù)才算同一個(gè)函數(shù).
3.求函數(shù)值域的常用方法有哪些?
[提示] (1)觀察法;(2)配方法;(3)分離常數(shù)法;(4)換元法.第2課時(shí) 函數(shù)的概念(二)
1.會判斷兩個(gè)函數(shù)是不是同一個(gè)函數(shù).(數(shù)學(xué)抽象)
2.能正確使用區(qū)間表示數(shù)集.(數(shù)學(xué)抽象)
3.會求一些簡單函數(shù)的值域.(直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算)
有人將“高鐵、掃碼支付、共享單車和網(wǎng)購”稱為我們這個(gè)時(shí)代的新四大發(fā)明.高鐵之所以被稱為“高鐵”,是因?yàn)槠湛旌涂焖倭熊嚨倪\(yùn)行速度一般控制在80~120千米/時(shí),特快列車的運(yùn)行速度控制在120~140千米/時(shí),而高鐵的運(yùn)行速度控制在200~350千米/時(shí).
問題:用集合表示上述三類列車的運(yùn)行速度的范圍稍顯麻煩,還有其他表示方法嗎?
知識點(diǎn)1 區(qū)間及有關(guān)概念
(1)一般區(qū)間的表示
設(shè)a,b∈R,且a定義 名稱 符號 數(shù)軸表示
{x|a≤x≤b} 閉區(qū)間 ________
{x|a{x|a≤x{x|a(2)特殊區(qū)間的表示
定義 R {x|x≥a} {x|x>a} {x|x≤a} {x|x<a}
符號 _____ [a,+∞) (a,+∞) (-∞,a] (-∞,a)
1.(1)區(qū)間是數(shù)集的另一種表示方法,那么任何數(shù)集都能用區(qū)間表示嗎?
(2)“∞”是數(shù)嗎?
                                    
                                    
知識點(diǎn)2 同一個(gè)函數(shù)
如果兩個(gè)函數(shù)的定義域________,并且對應(yīng)關(guān)系________,即相同的自變量對應(yīng)的函數(shù)值也相同,那么這兩個(gè)函數(shù)是同一個(gè)函數(shù).
2.若兩個(gè)函數(shù)的定義域和值域相同,它們是否為同一個(gè)函數(shù)?對應(yīng)關(guān)系和值域相同呢?
                                    
                                    
知識點(diǎn)3 常見函數(shù)的值域
(1)一次函數(shù)f (x)=ax+b(a≠0)的定義域?yàn)開_______,值域是________.
(2)二次函數(shù)f (x)=ax2+bx+c(a≠0)的定義域是________,
當(dāng)a>0時(shí),值域?yàn)開_______________,
當(dāng)a<0時(shí),值域?yàn)開_______________.
(3)反比例函數(shù)y=(a≠0) 的定義域是________, 值域?yàn)開_______.
1.用區(qū)間表示下列集合:
(1){x|10≤x≤100}用區(qū)間表示為________;
(2){x|x>1}用區(qū)間表示為________.
2.(1)函數(shù)f (x)=x2+1的值域?yàn)開_______;
(2)函數(shù)f (x)=-x2+1的值域?yàn)開_______;
(3)函數(shù)y=的值域?yàn)開_______.
類型1 區(qū)間的應(yīng)用
【例1】 把下列數(shù)集用區(qū)間表示:
(1){x|x≥-1};
(2){x|x<0};
(3){x|-1(4){x|-2[嘗試解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 用區(qū)間表示數(shù)集的關(guān)鍵點(diǎn)
(1)區(qū)間左端點(diǎn)值________右端點(diǎn)值.
(2)區(qū)間兩端點(diǎn)之間用“,”隔開.
(3)含端點(diǎn)值的一端用________括號,不含端點(diǎn)值的一端用________括號.
(4)以“-∞”“+∞”為區(qū)間的一端時(shí),這端必須用________括號.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
1.(1)集合{x|0(2)已知區(qū)間(a2+a+1,7],則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________.
類型2 同一個(gè)函數(shù)的判斷
【例2】 下列各組函數(shù):
①f (x)=,g(x)=x-1;
②f (x)=,g(x)=;
③f (x)=·,g(x)=;
④f (x)=,g(x)=x+3;
⑤汽車勻速運(yùn)動時(shí),路程與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系f (t)=80t(0≤t≤5)與一次函數(shù)g(x)=80x(0≤x≤5).
其中表示同一個(gè)函數(shù)的是________.(填序號)
[嘗試解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
 判斷兩個(gè)函數(shù)是否為同一個(gè)函數(shù)的步驟
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
2.(2022·江蘇海安市曲塘中學(xué)月考)下列函數(shù):①y=;②y=++1;③y=1(-1≤x≤1);④y=x0,其中與函數(shù)y=1是同一個(gè)函數(shù)的個(gè)數(shù)是(  )
A.0   B.1   C.2   D.3
類型3 求函數(shù)的值域
【例3】 求下列函數(shù)的值域:
(1)y=-1;
(2)y=x2-2x+3,x∈{-2,-1,0,1,2,3};
(3)y=;
(4)y=2x-.
思路導(dǎo)引:看函數(shù)類型―→想函數(shù)的圖象特征―→求最值.
[嘗試解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 
求函數(shù)值域的方法
(1)觀察法:對于一些比較簡單的函數(shù),其值域可通過觀察得到.
(2)配方法:此方法是求“二次函數(shù)類”值域的基本方法,即把函數(shù)通過配方轉(zhuǎn)化為能直接看出其值域的方法.
(3)分離常數(shù)法:此方法主要是針對有理分式,即將有理分式轉(zhuǎn)化為“反比例函數(shù)類”的形式,便于求值域.
(4)換元法:對于一些無理函數(shù)(如y=ax±b±),通過換元把它們轉(zhuǎn)化為有理函數(shù),然后利用有理函數(shù)求值域的方法,間接地求解原函數(shù)的值域.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
3.求下列函數(shù)的值域:
(1)y=-x2-2x+3(-5≤x≤-2);
(2)y=x+.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
1.區(qū)間[5,8)表示的集合是(  )
A.{x|x≤5或x>8}
B.{x|5C.{x|5≤x<8}
D.{x|5≤x≤8}
2.函數(shù)y=x2-2x的定義域?yàn)閧0,1,2,3},那么其值域?yàn)?  )
A.{-1,0,3} B.{0,1,2,3}
C.{y|-1≤y≤3} D.{y|0≤y≤3}
3.(多選)下列各組函數(shù)是同一個(gè)函數(shù)的是(  )
A.f (x)=與g(x)=x
B.f (x)=x與g(x)=
C.f (x)=x0與g(x)=
D.f (x)=x2-2x-1與g(t)=t2-2t-1
4.將函數(shù)y=的定義域用區(qū)間表示為________.
回顧本節(jié)知識,自主完成以下問題:
1.區(qū)間[a,b]中a,b滿足什么條件?
2.如何判斷兩個(gè)函數(shù)是不是同一個(gè)函數(shù)?
3.求函數(shù)值域的常用方法有哪些?3.1.2 函數(shù)的表示法
第1課時(shí) 函數(shù)的表示法
1.掌握函數(shù)的三種表示方法:解析法、圖象法、列表法.(直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算)
2.會根據(jù)不同的需要選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ū硎竞瘮?shù).(數(shù)學(xué)運(yùn)算)
(1)某高速鐵路總長約1 318千米,設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為380千米/時(shí).若該高速鐵路時(shí)速按300千米/時(shí)計(jì)算,火車行駛x小時(shí)后,路程為y千米,則y是x的函數(shù),可以用y=300x來表示,其中y=300x叫做該函數(shù)的解析式.
(2)如圖是某國人口出生率變化曲線:
(3)下表是大氣中氰化物濃度與污染源距離的關(guān)系表:
污染源距離 50 100 200 300 500
氰化物濃度 0.678 0.398 0.121 0.05 0.01
問題:根據(jù)初中學(xué)過的知識,說出問題(1)(2)(3)分別是用什么法表示函數(shù)的?
知識點(diǎn) 函數(shù)的表示法
理解函數(shù)表示法的三個(gè)關(guān)注點(diǎn)
(1)列表法、圖象法、解析法均是函數(shù)的表示法,無論是哪種方式表示函數(shù),都必須滿足函數(shù)的概念.
(2)列表法更直觀形象,圖象法從形的角度描述函數(shù),解析法從數(shù)的角度描述函數(shù).
(3)函數(shù)的三種表示法互相兼容或補(bǔ)充,許多函數(shù)是可以用三種方法表示的,但在實(shí)際操作中,仍以解析法為主.
1.思考辨析(正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”)
(1)任何一個(gè)函數(shù)都可以用列表法表示. (  )
(2)任何一個(gè)函數(shù)都可以用圖象法表示. (  )
(3)函數(shù)的圖象一定是其定義域上的一條連續(xù)不斷的曲線. (  )
[答案] (1)× (2)× (3)×
2.已知函數(shù)f (x)由下表給出,則f (3)=________.
x 1≤x2 2 2x≤4
f (x) 1 2 3
3 [∵當(dāng)2x≤4時(shí),f (x)=3,∴f (3)=3.]
3.已知函數(shù)y=f (x)的圖象如圖所示,則其定義域是______.
[-2,3] [由圖象可知f (x)的定義域?yàn)閇-2,3].]
4.若反比例函數(shù)f (x)滿足f (3)=-6,則f (x)的解析式為________.
[答案] f (x)=-
類型1 函數(shù)的三種表示方法
【例1】 (源自蘇教版教材)購買某種飲料x聽,所需錢數(shù)為y元.若每聽2元,試分別用解析法、列表法、圖象法將y表示成x(x∈{1,2,3,4})的函數(shù),并指出這個(gè)函數(shù)的值域.
[解] (1)解析法:y=2x,x∈{1,2,3,4}.
(2)列表法:如表所示.
x/聽 1 2 3 4
y/元 2 4 6 8
(3)圖象法:圖象由點(diǎn)(1,2),(2,4),(3,6),(4,8)組成,如圖所示.
 函數(shù)的三種表示需注意的問題
(1)解析法必須注明函數(shù)的定義域;
(2)列表法中選取的自變量要有代表性,應(yīng)能反映定義域的特征;
(3)圖象法中要注意圖象是離散點(diǎn)還是連續(xù)的曲線.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
1.已知函數(shù)f (x)=-x-1,x∈{1,2,3,4},試分別用圖象法和列表法表示函數(shù)y=f (x).
[解] 用圖象法表示函數(shù)y=f (x),如圖所示.
用列表法表示函數(shù)y=f (x),如表所示.
x 1 2 3 4
y -2 -3 -4 -5
類型2 圖象的畫法及應(yīng)用
【例2】 作出下列函數(shù)的圖象并求出其值域.
(1)y=-x,x∈{0,1,-2,3};
(2)y=;
(3)y=x2+2x,x∈[-2,2).
[解] (1)列表
x 0 1 -2 3
y 0 -1 2 -3
函數(shù)圖象只是四個(gè)點(diǎn)(0,0),(1,-1),(-2,2),(3,-3),其值域?yàn)閧0,-1,2,-3}.
(2)列表
?x 2 3 4 5 …
y 1 …
當(dāng)x∈[2,+∞)時(shí),圖象是反比例函數(shù)y=的一部分,觀察圖象可知其值域?yàn)?0,1].
(3)列表
x -2 -1 0 1 2
y 0 -1 0 3 8
畫圖象,圖象是拋物線y=x2+2x在-2≤x2之間的部分.
由圖可得函數(shù)的值域?yàn)閇-1,8).
 描點(diǎn)法作函數(shù)圖象的3個(gè)關(guān)注點(diǎn)
(1)畫函數(shù)圖象時(shí)首先關(guān)注函數(shù)的定義域,即在定義域內(nèi)作圖.
(2)圖象是實(shí)線或?qū)嶞c(diǎn),定義域外的部分有時(shí)可用虛線來襯托整個(gè)圖象.
(3)要標(biāo)出某些關(guān)鍵點(diǎn),例如圖象的頂點(diǎn)、端點(diǎn)、與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)等.要分清這些關(guān)鍵點(diǎn)是實(shí)心點(diǎn)還是空心圈.
提醒:函數(shù)圖象既可以是連續(xù)的曲線,也可以是直線、折線、離散的點(diǎn)等.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
2.畫出下列函數(shù)的圖象:
(1)y=x+1(x≤0);
(2)y=x2-2x(x>1或x-1).
[解] (1)y=x+1(x≤0)表示一條射線,圖象如圖①.
(2)y=x2-2x=(x-1)2-1(x>1或x-1)是拋物線y=x2-2x去掉-1≤x≤1之間的部分后剩余曲線.如圖②實(shí)線部分.
類型3 函數(shù)解析式的求法
 換元法(配湊法)求函數(shù)解析式
【例3】 已知f (+1)=x-2,求f (x).
[解] 法一(換元法):令t=+1,則t≥1,x=(t-1)2,代入原式有f (t)=(t-1)2-2(t-1)=t2-4t+3,所以f (x)=x2-4x+3(x≥1).
法二(配湊法):f (+1)=x+2+1-4-4+3=(+1)2-4(+1)+3,
因?yàn)椋?≥1,所以f (x)=x2-4x+3(x≥1).
 用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式
【例4】 已知f (x)是一次函數(shù),且f (f (x))=16x-25,求f (x).
[解] 設(shè)f (x)=kx+b(k≠0),
則f (f (x))=k(kx+b)+b=k2x+kb+b=16x-25,
∴∴或
∴f (x)=4x-5或f (x)=-4x+.
 方程組法(消元法)求函數(shù)解析式
【例5】 已知函數(shù)f (x)對于任意的x都有f (x)-2f (-x)=1+2x,求f (x).
思路導(dǎo)引:欲求f (x),必須消去已知方程中的f (-x),不難想到再尋找一個(gè)方程,可由x與-x的關(guān)系,用-x去替換已知式中的x,便可得另一個(gè)方程,然后聯(lián)立解之.
[解] 由題意,在f (x)-2f (-x)=1+2x中,以-x 代替x可得f (-x)-2f (x)=1-2x,聯(lián)立可得消去f (-x)可得f (x)=x-1.
 求函數(shù)解析式的4種常用方法
(1)待定系數(shù)法:若已知f (x)的解析式的類型,設(shè)出它的一般形式,根據(jù)特殊值確定相關(guān)的系數(shù)即可.
(2)換元法:對于形如f (g(x))的解析式求f (x),設(shè)t=g(x),解出x,代入f (g(x)),求f (t)的解析式即可.
(3)配湊法:對f (g(x))的解析式進(jìn)行配湊變形,使它能用g(x)表示出來,再用x代替兩邊所有的“g(x)”即可.
(4)方程組法(或消元法):當(dāng)同一個(gè)對應(yīng)關(guān)系中的兩個(gè)變量之間有互為相反數(shù)或互為倒數(shù)關(guān)系時(shí),可構(gòu)造方程組求解.
提醒:應(yīng)用換元法求函數(shù)解析式時(shí),務(wù)必保證函數(shù)在換元前后的等價(jià)性.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
3.(1)已知函數(shù)f (x)是二次函數(shù),且f (x+1)+f (x-1)=2x2-4x,求f (x)的解析式;
(2)若2f +f (x)=x(x≠0),求f (x)的解析式.
[解] (1)設(shè)f (x)=ax2+bx+c(a≠0),
則f (x+1)+f (x-1)=
a(x+1)2+b(x+1)+c+a(x-1)2+b(x-1)+c=
2ax2+2bx+2a+2c=2x2-4x,
所以
所以
所以f (x)=x2-2x-1.
(2)f (x)+2f =x,令x=,
得f +2f (x)=.
于是得關(guān)于f (x)與f 的方程組
解得f (x)=-(x≠0).
1.由下表給出函數(shù)y=f (x),則f (f (1))等于(  )
x 1 2 3 4 5
y 4 5 3 2 1
A.1   B.2   C.4   D.5
B [由題意可知,f (1)=4,f (4)=2,∴f (f (1))=f (4)=2.故選B.]
2.已知函數(shù)f (x+1)=3x+2,則f (x)的解析式是(  )
A.f (x)=3x-1 B.f (x)=3x+1
C.f (x)=3x+2 D.f (x)=3x+4
A [令x+1=t,則x=t-1,∴f (t)=3(t-1)+2=3t-1.∴f (x)=3x-1.故選A.]
3.f (x)的圖象如圖所示,則f (x)的定義域?yàn)開_____,值域?yàn)開_______.
[-2,4]∪[5,8] [-4,3] [由函數(shù)的圖象可知,f (x)的定義域?yàn)閇-2,4]∪[5,8],f (x)的值域?yàn)閇-2,3]∪[-4,2.7],即[-4,3].]
4.已知二次函數(shù)f (x)的圖象經(jīng)過點(diǎn)(-3,2),頂點(diǎn)是(-2,3),則函數(shù)f (x)的解析式為________.
f (x)=-(x+2)2+3 [由題意可設(shè)f (x)=a(x+2)2+3,又f (-3)=2,
∴a(-3+2)2+3=2,
∴a=-1.
∴f (x)=-(x+2)2+3.]
回顧本節(jié)知識,自主完成以下問題:
1.函數(shù)的常用表示方法有哪三種?
[提示] 列表法、解析法和圖象法.
2.函數(shù)的圖象一定是一條光滑的曲線嗎?
[提示] 不一定,函數(shù)的圖象有可能是一些離散的點(diǎn).
3.求函數(shù)解析式的常用方法有哪些?
[提示] (1)待定系數(shù)法;(2)換元法;(3)配湊法;(4)解方程組法(或消元法).3.1.2 函數(shù)的表示法
第1課時(shí) 函數(shù)的表示法
1.掌握函數(shù)的三種表示方法:解析法、圖象法、列表法.(直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算)
2.會根據(jù)不同的需要選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ū硎竞瘮?shù).(數(shù)學(xué)運(yùn)算)
(1)某高速鐵路總長約1 318千米,設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為380千米/時(shí).若該高速鐵路時(shí)速按300千米/時(shí)計(jì)算,火車行駛x小時(shí)后,路程為y千米,則y是x的函數(shù),可以用y=300x來表示,其中y=300x叫做該函數(shù)的解析式.
(2)如圖是我國人口出生率變化曲線:
(3)下表是大氣中氰化物濃度與污染源距離的關(guān)系表:
污染源距離 50 100 200 300 500
氰化物濃度 0.678 0.398 0.121 0.05 0.01
問題:根據(jù)初中學(xué)過的知識,說出問題(1)(2)(3)分別是用什么法表示函數(shù)的?
知識點(diǎn) 函數(shù)的表示法
理解函數(shù)表示法的三個(gè)關(guān)注點(diǎn)
(1)列表法、圖象法、解析法均是函數(shù)的表示法,無論是哪種方式表示函數(shù),都必須滿足函數(shù)的概念.
(2)列表法更直觀形象,圖象法從形的角度描述函數(shù),解析法從數(shù)的角度描述函數(shù).
(3)函數(shù)的三種表示法互相兼容或補(bǔ)充,許多函數(shù)是可以用三種方法表示的,但在實(shí)際操作中,仍以解析法為主.
1.思考辨析(正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”)
(1)任何一個(gè)函數(shù)都可以用列表法表示. (  )
(2)任何一個(gè)函數(shù)都可以用圖象法表示. (  )
(3)函數(shù)的圖象一定是其定義域上的一條連續(xù)不斷的曲線. (  )
2.已知函數(shù)f (x)由下表給出,則f (3)=________.
x 1≤x<2 2 2f (x) 1 2 3
3.已知函數(shù)y=f (x)的圖象如圖所示,則其定義域是______.
4.若反比例函數(shù)f (x)滿足f (3)=-6,則f (x) 的解析式為________.
類型1 函數(shù)的三種表示方法
【例1】 (源自蘇教版教材)購買某種飲料x聽,所需錢數(shù)為y元.若每聽2元,試分別用解析法、列表法、圖象法將y表示成x(x∈{1,2,3,4})的函數(shù),并指出這個(gè)函數(shù)的值域.
[嘗試解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 函數(shù)的三種表示需注意的問題
(1)解析法必須注明函數(shù)的定義域;
(2)列表法中選取的自變量要有代表性,應(yīng)能反映定義域的特征;
(3)圖象法中要注意圖象是離散點(diǎn)還是連續(xù)的曲線.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
1.已知函數(shù)f (x)=-x-1,x∈{1,2,3,4},試分別用圖象法和列表法表示函數(shù)y=f (x).
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
類型2 圖象的畫法及應(yīng)用
【例2】 作出下列函數(shù)的圖象并求出其值域.
(1)y=-x,x∈{0,1,-2,3};(2)y=,x∈[2,+∞);(3)y=x2+2x,x∈[-2,2).
[嘗試解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 描點(diǎn)法作函數(shù)圖象的3個(gè)關(guān)注點(diǎn)
(1)畫函數(shù)圖象時(shí)首先關(guān)注函數(shù)的定義域,即在定義域內(nèi)作圖.
(2)圖象是實(shí)線或?qū)嶞c(diǎn),定義域外的部分有時(shí)可用虛線來襯托整個(gè)圖象.
(3)要標(biāo)出某些關(guān)鍵點(diǎn),例如圖象的頂點(diǎn)、端點(diǎn)、與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)等.要分清這些關(guān)鍵點(diǎn)是實(shí)心點(diǎn)還是空心圈.
提醒:函數(shù)圖象既可以是連續(xù)的曲線,也可以是直線、折線、離散的點(diǎn)等.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
2.畫出下列函數(shù)的圖象:
(1)y=x+1(x≤0);
(2)y=x2-2x(x>1或x<-1).
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
類型3 函數(shù)解析式的求法
 換元法(配湊法)求函數(shù)解析式
【例3】 已知f (+1)=x-2,求f (x).
[嘗試解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式
【例4】 已知f (x)是一次函數(shù),且f (f (x))=16x-25,求f (x).
[嘗試解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 方程組法(消元法)求函數(shù)解析式
【例5】 已知函數(shù)f (x)對于任意的x都有f (x)-2f (-x)=1+2x,求f (x).
思路導(dǎo)引:欲求f (x),必須消去已知方程中的f (-x),不難想到再尋找一個(gè)方程,可由x與-x的關(guān)系,用-x去替換已知式中的x,便可得另一個(gè)方程,然后聯(lián)立解之.
[嘗試解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 求函數(shù)解析式的4種常用方法
(1)待定系數(shù)法:若已知f (x)的解析式的類型,設(shè)出它的一般形式,根據(jù)特殊值確定相關(guān)的系數(shù)即可.
(2)換元法:對于形如f (g(x))的解析式求f (x),設(shè)t=g(x),解出x,代入f (g(x)),求f (t)的解析式即可.
(3)配湊法:對f (g(x))的解析式進(jìn)行配湊變形,使它能用g(x)表示出來,再用x代替兩邊所有的“g(x)”即可.
(4)方程組法(或消元法):當(dāng)同一個(gè)對應(yīng)關(guān)系中的兩個(gè)變量之間有互為相反數(shù)或互為倒數(shù)關(guān)系時(shí),可構(gòu)造方程組求解.
提醒:應(yīng)用換元法求函數(shù)解析式時(shí),務(wù)必保證函數(shù)在換元前后的等價(jià)性.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
3.(1)已知函數(shù)f (x)是二次函數(shù),且f (x+1)+f (x-1)=2x2-4x,求f (x)的解析式;
(2)若2f +f (x)=x(x≠0),求f (x)的解析式.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
1.由下表給出函數(shù)y=f (x),則f (f (1))等于(  )
x 1 2 3 4 5
y 4 5 3 2 1
A.1   B.2   C.4   D.5
2.已知函數(shù)f (x+1)=3x+2,則f (x)的解析式是(  )
A.f (x)=3x-1 B.f (x)=3x+1
C.f (x)=3x+2 D.f (x)=3x+4
3.f (x)的圖象如圖所示,則f (x)的定義域?yàn)開_____________,值域?yàn)開_____________.
4.已知二次函數(shù)f (x)的圖象經(jīng)過點(diǎn)(-3,2),頂點(diǎn)是(-2,3),則函數(shù)f (x)的解析式為________.
回顧本節(jié)知識,自主完成以下問題:
1.函數(shù)的常用表示方法有哪三種?
2.函數(shù)的圖象一定是一條光滑的曲線嗎?
3.求函數(shù)解析式的常用方法有哪些?第2課時(shí) 分段函數(shù)
1.了解分段函數(shù)的概念,會求分段函數(shù)的函數(shù)值,能畫出分段函數(shù)的圖象.(數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)運(yùn)算)
2.能在實(shí)際問題中列出分段函數(shù),并能解決有關(guān)問題.(數(shù)學(xué)建模)
國家電網(wǎng)依據(jù)不同的時(shí)間段來收取電費(fèi):一般來說,白天稍貴一些,晚上稍便宜一些.反映到我們數(shù)學(xué)上,這就需要我們分兩段來研究用電的費(fèi)用,生活中諸如此類的問題很多,比如用水收費(fèi)問題、出租車計(jì)費(fèi)問題、個(gè)人所得稅納稅問題等.這些都屬于我們今天要研究的分段函數(shù)的范疇.
知識點(diǎn) 分段函數(shù)
如果一個(gè)函數(shù),在其定義域內(nèi),對于自變量的不同取值范圍,有不同的對應(yīng)關(guān)系,則稱其為分段函數(shù).
分段函數(shù)是一個(gè)函數(shù),其定義域、值域分別是各段函數(shù)的定義域、值域的并集;各段函數(shù)的定義域的交集是空集.
思考辨析(正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”)
(1)分段函數(shù)由幾個(gè)函數(shù)構(gòu)成. (  )
(2)分段函數(shù)有多個(gè)定義域. (  )
(3)分段函數(shù)的圖象一定是其定義域上的一條連續(xù)不斷的曲線. (  )
(4)函數(shù)f (x)=|x|可以用分段函數(shù)表示. (  )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√
類型1 分段函數(shù)的求值問題
【例1】 已知函數(shù)f (x)=
(1)求f (-5),f (1),f ;
(2)若f (a2+2)≥a+4,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
[解] (1)由-5∈(-∞,-2],1∈(-2,2),-∈(-∞,-2],知f (-5)=-5+1=-4,
f (1)=3×1+5=8,f =f =f =3×+5=.
(2)因?yàn)閍2+2≥2,
所以f (a2+2)=2(a2+2)-1=2a2+3,
所以不等式f (a2+2)≥a+4化為2a2-a-1≥0,
解得a≥1或a≤-,
即實(shí)數(shù)a的取值范圍是.
[母題探究]
1.本例條件不變,若f (a)=3,求實(shí)數(shù)a的值.
[解] 當(dāng)a≤-2時(shí),f (a)=a+1=3,
即a=2>-2,不符合題意,舍去;
當(dāng)-2a2時(shí),f (a)=3a+5=3,
即a=-∈(-2,2),符合題意;
當(dāng)a≥2時(shí),f (a)=2a-1=3,
即a=2∈[2,+∞),符合題意.
綜上可得,當(dāng)f (a)=3時(shí),a的值為-或2.
2.本例條件不變,若f (x)>2x,求x的取值范圍.
[解] 當(dāng)x≤-2時(shí),f (x)>2x可化為x+1>2x,
即x1,所以x≤-2;
當(dāng)-2x2時(shí),f (x)>2x可化為3x+5>2x,
即x>-5,所以-2x2;
當(dāng)x≥2時(shí),f (x)>2x可化為2x-1>2x,則x∈ .
綜上可得,x的取值范圍是(-∞,2).
 
1.分段函數(shù)求函數(shù)值的方法
(1)確定要求值的自變量屬于哪一區(qū)間段.
(2)代入該段的解析式求值,直到求出值為止.當(dāng)出現(xiàn)f (f (x0))的形式時(shí),應(yīng)從內(nèi)到外依次求值.
2.已知函數(shù)值求字母取值的步驟
(1)先對字母的取值范圍分類討論.
(2)然后代入不同的解析式中.
(3)通過解方程求出字母的值.
(4)檢驗(yàn)所求的值是否在所討論的區(qū)間內(nèi).
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
1.(多選)(2022·廣東石門高級中學(xué)月考)已知函數(shù)f (x)=則關(guān)于函數(shù)f (x)的結(jié)論正確的是(  )
A.f (x)的定義域?yàn)镽
B.f (x)的值域?yàn)?-∞,4)
C.f (1)=3
D.若f (x)=1,則x的值為±1
BD [由題意知函數(shù)f (x)的定義域?yàn)?-∞,2),故A錯(cuò)誤;當(dāng)x≤-1時(shí),f (x)的取值范圍是(-∞,1],當(dāng)-1x2時(shí),f (x)的取值范圍是[0,4),因此f (x)的值域?yàn)?-∞,4),故B正確;當(dāng)x=1時(shí),f (1)=12=1,故C錯(cuò)誤;當(dāng)x≤-1時(shí),f (x)=x+2=1 x=-1,當(dāng)-1x2時(shí),f (x)=x2=1 x=1,故D正確;故選BD.]
類型2 分段函數(shù)的圖象及應(yīng)用
【例2】 已知函數(shù)f (x)=-x2+2,g(x)=x,令φ(x)=min{f (x),g(x)}(即f (x)和g(x)中的較小者).
(1)分別用圖象法和解析式表示φ(x);
(2)求函數(shù)φ(x)的定義域,值域.
[解] (1)在同一個(gè)坐標(biāo)系中畫出函數(shù)f (x),g(x)的圖象如圖①.
①         ②
由圖①中函數(shù)取值的情況,結(jié)合函數(shù)φ(x)的定義,可得函數(shù)φ(x)的圖象如圖②.
令-x2+2=x,得x=-2或x=1.
結(jié)合圖②,得出φ(x)的解析式為φ(x)=
(2)由圖②知,φ(x)的定義域?yàn)镽,φ(1)=1,
∴φ(x)的值域?yàn)?-∞,1].
 分段函數(shù)圖象的畫法
(1)對含有絕對值的函數(shù),要作出其圖象,首先應(yīng)根據(jù)絕對值的意義去掉絕對值符號,將函數(shù)轉(zhuǎn)化為分段函數(shù),然后分段作出函數(shù)圖象.
(2)作分段函數(shù)的圖象時(shí),分別作出各段的圖象,在作每一段圖象時(shí),先不管定義域的限制,作出其圖象,再保留定義域內(nèi)的一段圖象即可,作圖時(shí)要特別注意接點(diǎn)處點(diǎn)的虛實(shí),保證不重不漏.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
2.(源自北師大版教材)設(shè)x為任一實(shí)數(shù),不超過x的最大整數(shù)稱為x的整數(shù)部分,記作[x],如當(dāng)x=3.14時(shí),[x]=[3.14]=3;當(dāng)x=-3.14時(shí),[x]=[-3.14]=-4.于是,我們把y=[x]叫做取整函數(shù).請畫出取整函數(shù)y=[x]的圖象.
[解] 依題意知函數(shù)y=[x]的定義域?yàn)镽,值域是Z.它的圖象如圖.
類型3 分段函數(shù)的實(shí)際應(yīng)用
【例3】 (源自湘教版教材)某地為了鼓勵(lì)節(jié)約用電,采用分段計(jì)費(fèi)的方法計(jì)算用戶的電費(fèi):每月用電量不超過100 kW·h,按0.57元/(kW·h)計(jì)費(fèi);每月用電量超過100 kW·h,其中100 kW·h仍按原標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi),超過部分按1.5元/(kW·h)計(jì)費(fèi).
(1)設(shè)月用電x kW·h,應(yīng)交電費(fèi)y元,寫出y關(guān)于x的函數(shù)解析式;
(2)小趙家第一季度繳納的電費(fèi)情況如下表:
月份 1 2 3 合計(jì)
計(jì)費(fèi)金額/元 114 75 45.6 234.6
問:小趙家第一季度共用電多少?
思路導(dǎo)引:
[解] (1)當(dāng)0≤x≤100時(shí),月電費(fèi)=月用電量×標(biāo)準(zhǔn)電價(jià),可得y=0.57x;
當(dāng)x>100時(shí),月電費(fèi)=100 kW·h的電費(fèi)+超過100 kW·h部分的電費(fèi),可得y=0.57×100+1.5×(x-100)=1.5x-93.
所以y=
(2)由(1)可知,當(dāng)電費(fèi)不超過57元時(shí),
說明月用電量不超過100 kW·h;
當(dāng)電費(fèi)超過57元時(shí),說明月用電量超過100 kW·h.
因此用電量應(yīng)使用函數(shù)的不同關(guān)系式來計(jì)算.
因?yàn)?月份、2月份電費(fèi)超過57元,所以按第二個(gè)函數(shù)關(guān)系式計(jì)算,即1.5x-93=114,1.5x-93=75,分別算出1月份用電138 kW·h,2月份用電112 kW·h;而3月份電費(fèi)不超過57元,按第一個(gè)函數(shù)關(guān)系式計(jì)算,
有0.57x=45.6,算出3月份用電80 kW·h.
因此,小趙家第一季度共用電330 kW·h.
 分段函數(shù)的建模
(1)當(dāng)目標(biāo)在不同區(qū)間有不同的計(jì)算表達(dá)方式時(shí),往往需要用分段函數(shù)模型來表示兩變量間的對應(yīng)關(guān)系,而分段函數(shù)圖象也需要分段畫.
(2)分段函數(shù)模型應(yīng)用的關(guān)鍵是確定分段的各分界點(diǎn),即明確自變量的取值區(qū)間,對每一個(gè)區(qū)間進(jìn)行分類討論,從而寫出相應(yīng)的函數(shù)解析式.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
3.某市出租車的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)如下表:
里程 收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)
不超過3公里的部分 10元(起步價(jià))
超過3公里但不超過8公里的部分 每公里2元
超過8公里的部分 每公里3元
(1)設(shè)里程為x公里時(shí)乘車費(fèi)用為y元,請根據(jù)題意完善下列解題過程:
①當(dāng)0x≤3時(shí),y=________;
②當(dāng)3x≤8時(shí),y=10+2(x-3)=________;
③當(dāng)x>8時(shí),y=________.
綜上,y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式是
y=
(2)若計(jì)價(jià)器中顯示的里程數(shù)為5公里,問乘客需支付多少費(fèi)用?
(3)若某乘客支付了32元的費(fèi)用,問該乘客的乘車?yán)锍淌嵌嗌俟铮?br/>[解] (1)根據(jù)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)列式,可得:
當(dāng)0x≤3時(shí),y=10;
當(dāng)3x≤8時(shí),y=10+2(x-3)=2x+4;
當(dāng)x>8時(shí),y=10+(8-3)×2+3(x-8)=3x-4,
所以y=
(2)由(1)知x=5時(shí),y=2×5+4=14.
(3)由函數(shù)式知x>3時(shí),y隨x的增大而增大,而2×8+4=20,
所以y=32時(shí),3x-4=32,x=12,即該乘客的乘車?yán)锍淌?2公里.
1.已知函數(shù)f (x)=則f (3)的值是(  )
A.1   B.2   C.8   D.9
A [f (3)=3-2=1.故選A.]
2.函數(shù)f (x)=|x-1|的圖象是(  )
A         B
C         D
B [f (x)=|x-1|=故選B.]
3.函數(shù)y=f (x)的圖象如圖所示,觀察圖象可知函數(shù)y=f (x)的定義域、值域分別是(  )
A.[-5,0]∪[2,6),[0,5]
B.[-5,6),[0,+∞)
C.[-5,0]∪[2,6),[0,+∞)
D.[-5,+∞),[2,5]
C [由圖象可知,函數(shù)的定義域即為自變量的取值范圍,即[-5,0]∪[2,6),值域即為因變量的取值范圍,即[0,+∞).]
4.函數(shù)y=f (x)的圖象如圖所示,則其解析式為________.
f (x)= [當(dāng)0≤x≤1時(shí),設(shè)f (x)=kx,又過點(diǎn)(1,2),故k=2,∴f (x)=2x;
當(dāng)1x2時(shí),f (x)=2;當(dāng)x≥2時(shí),f (x)=3.
綜上f (x)=]
回顧本節(jié)知識,自主完成以下問題:
1.如何求分段函數(shù)的定義域和值域?
[提示] 分段函數(shù)的定義域、值域分別是各段函數(shù)的定義域、值域的并集.
2.畫分段函數(shù)的圖象應(yīng)注意哪些問題?
[提示] 分段函數(shù)有幾段,它的圖象就由幾條曲線組成.在同一直角坐標(biāo)系中,根據(jù)分段函數(shù)每段的定義區(qū)間和表達(dá)式依次畫出圖象,要注意確定每段圖象的端點(diǎn)是空心圈還是實(shí)心點(diǎn),各段函數(shù)圖象組合到一起就可得到整個(gè)分段函數(shù)的圖象.
3.分段函數(shù)求值時(shí)應(yīng)注意哪些問題?
[提示] 分段函數(shù)求值時(shí)應(yīng)注意找準(zhǔn)自變量所在的區(qū)間.第2課時(shí) 分段函數(shù)
1.了解分段函數(shù)的概念,會求分段函數(shù)的函數(shù)值,能畫出分段函數(shù)的圖象.(數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)運(yùn)算)
2.能在實(shí)際問題中列出分段函數(shù),并能解決有關(guān)問題.(數(shù)學(xué)建模)
國家電網(wǎng)依據(jù)不同的時(shí)間段來收取電費(fèi):一般來說,白天稍貴一些,晚上稍便宜一些.反映到我們數(shù)學(xué)上,這就需要我們分兩段來研究用電的費(fèi)用,生活中諸如此類的問題很多,比如用水收費(fèi)問題、出租車計(jì)費(fèi)問題、個(gè)人所得稅納稅問題等.這些都屬于我們今天要研究的分段函數(shù)的范疇.
知識點(diǎn) 分段函數(shù)
如果一個(gè)函數(shù),在其定義域內(nèi),對于自變量的不同取值范圍,有不同的對應(yīng)關(guān)系,則稱其為分段函數(shù).
分段函數(shù)是一個(gè)函數(shù),其定義域、值域分別是各段函數(shù)的定義域、值域的并集;各段函數(shù)的定義域的交集是空集.
思考辨析(正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”)
(1)分段函數(shù)由幾個(gè)函數(shù)構(gòu)成. (  )
(2)分段函數(shù)有多個(gè)定義域. (  )
(3)分段函數(shù)的圖象一定是其定義域上的一條連續(xù)不斷的曲線. (  )
(4)函數(shù)f (x)=|x|可以用分段函數(shù)表示. (  )
類型1 分段函數(shù)的求值問題
【例1】 已知函數(shù)f (x)=
(1)求f (-5),f (1),f ;
(2)若f (a2+2)≥a+4,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
[嘗試解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
[母題探究]
1.本例條件不變,若f (a)=3,求實(shí)數(shù)a的值.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
2.本例條件不變,若f (x)>2x,求x的取值范圍.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 
1.分段函數(shù)求函數(shù)值的方法
(1)確定要求值的自變量屬于哪一區(qū)間段.
(2)代入該段的解析式求值,直到求出值為止.當(dāng)出現(xiàn)f (f (x0))的形式時(shí),應(yīng)從內(nèi)到外依次求值.
2.已知函數(shù)值求字母取值的步驟
(1)先對字母的取值范圍分類討論.
(2)然后代入不同的解析式中.
(3)通過解方程求出字母的值.
(4)檢驗(yàn)所求的值是否在所討論的區(qū)間內(nèi).
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
1.(多選)(2022·廣東石門高級中學(xué)月考)已知函數(shù)f (x)=則關(guān)于函數(shù)f (x)的結(jié)論正確的是(  )
A.f (x)的定義域?yàn)镽
B.f (x)的值域?yàn)?-∞,4)
C.f (1)=3
D.若f (x)=1,則x的值為±1
類型2 分段函數(shù)的圖象及應(yīng)用
【例2】 已知函數(shù)f (x)=-x2+2,g(x)=x,令φ(x)=min{f (x),g(x)}(即f (x)和g(x) 中的較小者).
(1)分別用圖象法和解析式表示φ(x);
(2)求函數(shù)φ(x)的定義域,值域.
[嘗試解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 分段函數(shù)圖象的畫法
(1)對含有絕對值的函數(shù),要作出其圖象,首先應(yīng)根據(jù)絕對值的意義去掉絕對值符號,將函數(shù)轉(zhuǎn)化為分段函數(shù),然后分段作出函數(shù)圖象.
(2)作分段函數(shù)的圖象時(shí),分別作出各段的圖象,在作每一段圖象時(shí),先不管定義域的限制,作出其圖象,再保留定義域內(nèi)的一段圖象即可,作圖時(shí)要特別注意接點(diǎn)處點(diǎn)的虛實(shí),保證不重不漏.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
2.(源自北師大版教材)設(shè)x為任一實(shí)數(shù),不超過x的最大整數(shù)稱為x的整數(shù)部分,記作[x],如當(dāng)x=3.14時(shí),[x]=[3.14]=3;當(dāng)x=-3.14時(shí),[x]=[-3.14]=-4.于是,我們把y=[x]叫做取整函數(shù).請畫出取整函數(shù)y=[x]的圖象.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
類型3 分段函數(shù)的實(shí)際應(yīng)用
【例3】 (源自湘教版教材)某地為了鼓勵(lì)節(jié)約用電,采用分段計(jì)費(fèi)的方法計(jì)算用戶的電費(fèi):每月用電量不超過100 kW·h,按0.57元/(kW·h)計(jì)費(fèi);每月用電量超過100 kW·h,其中100 kW·h仍按原標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi),超過部分按1.5元/(kW·h)計(jì)費(fèi).
(1)設(shè)月用電x kW·h,應(yīng)交電費(fèi)y元,寫出y關(guān)于x的函數(shù)解析式;
(2)小趙家第一季度繳納的電費(fèi)情況如下表:
月份 1 2 3 合計(jì)
計(jì)費(fèi)金額/元 114 75 45.6 234.6
問:小趙家第一季度共用電多少?
思路導(dǎo)引:
[嘗試解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 分段函數(shù)的建模
(1)當(dāng)目標(biāo)在不同區(qū)間有不同的計(jì)算表達(dá)方式時(shí),往往需要用________模型來表示兩變量間的對應(yīng)關(guān)系,而分段函數(shù)圖象也需要________.
(2)分段函數(shù)模型應(yīng)用的關(guān)鍵是確定分段的________,即明確自變量的取值區(qū)間,對每一個(gè)區(qū)間進(jìn)行分類討論,從而寫出相應(yīng)的函數(shù)解析式.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
3.某市出租車的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)如下表:
里程 收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)
不超過3公里的部分 10元(起步價(jià))
超過3公里但不超過8公里的部分 每公里2元
超過8公里的部分 每公里3元
(1)設(shè)里程為x公里時(shí)乘車費(fèi)用為y元,請根據(jù)題意完善下列解題過程:
①當(dāng)0②當(dāng)3③當(dāng)x>8時(shí),y=________.
綜上,y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式是
y=
(2)若計(jì)價(jià)器中顯示的里程數(shù)為5公里,問乘客需支付多少費(fèi)用?
(3)若某乘客支付了32元的費(fèi)用,問該乘客的乘車?yán)锍淌嵌嗌俟铮?br/>                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
1.已知函數(shù)f (x)=則f (3)的值是(  )
A.1   B.2   C.8   D.9
2.函數(shù)f (x)=|x-1|的圖象是(  )
A        B
C        D
3.函數(shù)y=f (x)的圖象如圖所示,觀察圖象可知函數(shù)y=f (x)的定義域、值域分別是(  )
A.[-5,0]∪[2,6),[0,5]
B.[-5,6),[0,+∞)
C.[-5,0]∪[2,6),[0,+∞)
D.[-5,+∞),[2,5]
4.函數(shù)y=f (x)的圖象如圖所示,則其解析式為________.
回顧本節(jié)知識,自主完成以下問題:
1.如何求分段函數(shù)的定義域和值域?
2.畫分段函數(shù)的圖象應(yīng)注意哪些問題?
3.分段函數(shù)求值時(shí)應(yīng)注意哪些問題?

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