3.1 函数的概念(学案)(原卷版+解析版)

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3.1 函数的概念(学案)(原卷版+解析版)

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3.1 函数的概念及其表示(讲)
函数的概念
设、是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系,使对于集合A中的任意一个数,在集合中都有唯一确定的数和它对应,那么就称为从集合到集合的一个函数,记作
其中,叫做自变量,的取值范围A叫做函数的定义域;与值相对应的叫做值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域。显然,值域是集合的子集。
函数的三要素(定义域、值域、对应关系)
在中,叫做自变量,的取值范围叫做函数的定义域,仍然叫做函数值,的取值范围叫做值域。其中表示的是自变量与函数值的对应关系,该对应关系常体现在解析式中。定义域、值域、对应关系统称函数的三要素。
考点1 具体函数的定义域
【例1】已知集合,集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】求得集合后,与集合进行交运算即可.
【详解】令,
解得,
所以,
又,
故,
故选:B.
【变式1-1】设集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数式有意义列出不等式,求解不等式,利用集合的交集定义即得.
【详解】在中,由得,即,
又由可得:,解得:,即,
故.
故选:B.
【变式1-2】函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由被开方数大于等于0及真数大于0计算即可得.
【详解】要使函数有意义需满足,解得,则函数的定义域为.
故选:A.
【变式1-3】已知函数的定义域为,则函数的定义域为 .
【答案】
【分析】利用给定的函数有意义,列不等式求解作答.
【详解】函数的定义域为,则由有意义,
得,解得,即,
所以函数的定义域为.
故答案为:
【变式1-4】函数的定义域是 .
【答案】
【分析】由真数大于零及分母不等于零计算即可得.
【详解】由题意可得、,故且,
故该函数定义域为.
故答案为:.
考点2 抽象函数的定义域
【例2】已知函数的定义域为,求的定义域 .
【答案】
【分析】根据定义域的意义和括号内取值范围相同可求得结果.
【详解】∵的定义域为,即,
∴,
故需,
∴.
∴的定义域为.
故答案为:
【变式2-1】若函数的定义域是,则函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】结合已知条件,利用抽象函数的定义域以及对数、分式的定义域求法求解即可.
【详解】因为函数的定义域是,
所以对于有:,
解得:且,
故函数的定义域是,
故选:B.
【变式2-2】已知的定义域为,则的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据抽象函数定义域求解即可.
【详解】因为定义域为,所以的定义域为,解得,
由分母不为,得,即,所以函数定义域为:.
故选:.
【变式2-3】已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据给定的函数关系,结合抽象函数定义域,列出不等式组求解即得.
【详解】由函数的定义域为,得,
因此函数中,,解得或,
所以函数的定义域为.
故选:D
考点3 复合函数的定义域
【例3】已知的定义域为,则函数的定义域为
【答案】
【分析】根据函数成立的条件,建立条件关系即可.
【详解】因为的定义域为,
要使函数有意义,则,
即,解得,
所以定义域为.
故答案为:
【变式3-1】若函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用函数有意义并结合抽象函数的定义域求解作答.
【详解】由函数的定义域为,即,得,
因此由函数有意义,得,解得,
所以函数的定义域为.
故选:D
【变式3-2】已知函数,则函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先求得的定义域,进而求得的定义域.
【详解】由,解得,所以的定义域为.
令,则,所以的定义域为.
故选:D
【变式3-3】已知函数的定义域为,则函数的定义域是 .
【答案】
【分析】根据函数解析式列出其需满足的条件,即可求得答案.
【详解】由题意知函数需满足,即,
解得且,即,
故函数的定义域是,
故答案为:
考点4 求函数值
【例4】已知,则 .
【答案】0
【分析】由解析式直接代入求解即可.
【详解】因为,

所以.
故答案为:0.
【变式4-1】已知函数,则 .
【答案】
【分析】将代入函数解析式中计算即可.
【详解】因为函数,
所以,
故答案为:.
【变式4-2】已知函数,则
【答案】
【分析】先求出并判断是否大于1,再代入求解即可.
【详解】,
所以,
故答案为:
【变式4-3】已知函数,则 .
【答案】7
【分析】根据解析式代入即可求解.
【详解】因为,所以.
故答案为:7
考点5 求函数值域
【例5】若,则函数的值域是 .
【答案】
【分析】先将函数变形为,再利用基本不等式求最值即可求得函数的值域.
【详解】∵.
当时,,
当且仅当,即时取等号;
故函数的值域为.
故答案为:.
【变式5-1】求函数的值域.
【答案】
【分析】先分离常数,再分类讨论与,结合换元法与对勾函数的性质即可得解.
【详解】,
当时,,
当时,,
令,则,,
所以,
由对勾函数的值域可知,当时,,
所以,
所以.
综上所述,函数的值域为.
【变式5-2】已知函数的值域为,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】先求解出时的值域,然后根据分类讨论时的值域,由此确定出的取值范围.
【详解】当时,,此时,
当且时,,
此时,且,所以不满足;
当且时,,
由对勾函数单调性可知在上单调递增,在上单调递减,
所以,此时,
若要满足的值域为,只需要,解得;
当且时,因为均在上单调递增,
所以在上单调递增,且时,,时,,
所以此时,此时显然能满足的值域为;
综上可知,的取值范围是,
故答案为:.
【变式5-3】函数的值域为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用换元法以及直线斜率的几何意义、直线与圆的位置关系进行求解.
【详解】依题意且,所以函数的定义域为.
设,,则,,其几何含义表示点与的斜率,为圆弧上一动点,
如图,当为圆弧为右端点时,斜率最小,最小值为,
当与圆弧相切时,直线的斜率存在且最大,设,即,
则圆心到直线的距离,即,如图,显然,所以.
所以函数的值域为.
故选:C.

考点6 判断函数是否相等
【例6】下列各组函数中表示同一函数的是(  )
A.与
B.与
C.与
D.与
【答案】D
【分析】根据相等函数的定义域和对应关系相同依次讨论各选项即可得答案.
【详解】对于A选项,定义域为,的定义域为,故不满足条件;
对于B选项,定义域为,的定义域为,,故不满足条件;
对于C选项,定义域为,的定义域为,故不满足条件;
对于D选项,与定义域相同,对应关系相同,故满足条件.
故选:D.
【变式6-1】以下四组函数中,表示同一个函数的是( )
A.与
B.与
C.与
D.与
【答案】B
【分析】根据相同函数的定义,逐个判断即可.
【详解】从定义域,对应关系,值域是否相同,逐项判断即可.
对于A:的值域为,的值域为,所以A错误;
对于B:的定义域需满足,即为,
的定义域满足,即为,且,
所以和是同一个函数,B正确;
对于C:的定义域为,的定义域为,所以C错误;
对于D:的定义域满足,即为,
的定义域需满足,即为,所以D错误,
故选:B
【变式6-2】下列各组函数表示同一函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】判断函数的定义域是否相同,再在定义域基础上,化解解析式是否一致即可.
【详解】对于A,,定义域和对应法则不一样,故不为同一函数;
对于B,,定义域不同,故不为同一函数;
对于C,,定义域和对应法则均相同,故为同一函数:
对于D,,定义域不同,故不为同一函数.
故选:C.
【变式6-3】下列各组函数表示相等函数的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【答案】B
【分析】根据相等函数的定义即可求解.
【详解】由题知:
对于A:的定义域为,
的定义域为,两者的定义域不同,不是相等函数.故A选项错误;
对于B:,其定义域为,
的定义域为,两者定义域相同对应法则相同,所以是相等函数.
故B选项正确;
对于C:与对应法则不同,不是相等函数.故C选项错误;
对于D:的定义域为,
的定义域为或,
两者的定义域不同,不是相等函数.
故D选项错误;
故选:B.
考点7 求函数解析式
【例7】已知,则=( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用换元法求解函数解析式,即可得答案.
【详解】令,则 ,则,
所以,
故选:D.
【变式7-1】已知,那么 .
【答案】
【分析】利用解方程组法求解即可.
【详解】∵,,
∴.
联立方程组,
解得.
故答案为:.
【变式7-2】已知满足,则 .
【答案】
【分析】利用方程组法即可得解.
【详解】因为,所以,
联立,解得.
故答案为:.
【变式7-3】已知二次函数满足,且.求的解析式;
【答案】
【分析】由题意设,再由已知得,根据多项式相等列方程求参即可.
【详解】由,设,
由,则,
整理得,则,解得.
所以.3.1 函数的概念及其表示(讲)
函数的概念
设、是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系,使对于集合A中的任意一个数,在集合中都有唯一确定的数和它对应,那么就称为从集合到集合的一个函数,记作
其中,叫做自变量,的取值范围A叫做函数的定义域;与值相对应的叫做值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域。显然,值域是集合的子集。
函数的三要素(定义域、值域、对应关系)
在中,叫做自变量,的取值范围叫做函数的定义域,仍然叫做函数值,的取值范围叫做值域。其中表示的是自变量与函数值的对应关系,该对应关系常体现在解析式中。定义域、值域、对应关系统称函数的三要素。
考点1 具体函数的定义域
【例1】已知集合,集合,则( )
A. B.
C. D.
【变式1-1】设集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式1-2】函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】已知函数的定义域为,则函数的定义域为 .
【变式1-4】函数的定义域是 .
考点2 抽象函数的定义域
【例2】已知函数的定义域为,求的定义域 .
【变式2-1】若函数的定义域是,则函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】已知的定义域为,则的定义域为( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
考点3 复合函数的定义域
【例3】已知的定义域为,则函数的定义域为
【变式3-1】若函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【变式3-2】已知函数,则函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【变式3-3】已知函数的定义域为,则函数的定义域是 .
考点4 求函数值
【例4】已知,则 .
【变式4-1】已知函数,则 .
【变式4-2】已知函数,则
【变式4-3】已知函数,则 .
考点5 求函数值域
【例5】若,则函数的值域是 .
【变式5-1】求函数的值域.
【变式5-2】已知函数的值域为,则实数的取值范围为 .
【变式5-3】函数的值域为( )
A. B.
C. D.
考点6 判断函数是否相等
【例6】下列各组函数中表示同一函数的是(  )
A.与
B.与
C.与
D.与
【变式6-1】以下四组函数中,表示同一个函数的是( )
A.与
B.与
C.与
D.与
【变式6-2】下列各组函数表示同一函数的是( )
A. B.
C. D.
【变式6-3】下列各组函数表示相等函数的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
考点7 求函数解析式
【例7】已知,则=( ).
A. B.
C. D.
【变式7-1】已知,那么 .
【变式7-2】已知满足,则 .
【变式7-3】已知二次函数满足,且.求的解析式;

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