抽象函数的定义域
1.已知)(x f 的定义域,求复合函数()][x g f 的定义域
由复合函数的定义我们可知,要构成复合函数,则内层函数的值域必须包含于外层函数的定义域之中,因此可得其方法为:若)(x f 的定义域为()b a x ,∈,求出)]([x g f 中b x g a <<)(的解x 的范围,即为)]([x g f 的定义域。
2.已知复合函数()][x g f 的定义域,求)(x f 的定义域
方法是:若()][x g f 的定义域为()b a x ,∈,则由b x a <<确定)(x g 的范围即为)(x f 的定义域。
3.已知复合函数[()]f g x 的定义域,求[()]f h x 的定义域
结合以上一、二两类定义域的求法,我们可以得到此类解法为:可先由()][x g f 定义域求得()x f 的定义域,再由()x f 的定义域求得()][x h f 的定义域。
4.已知()f x 的定义域,求四则运算型函数的定义域
若函数是由一些基本函数通过四则运算结合而成的,其定义域为各基本函数定义域的交集,即先求出各个函数的定义域,再求交集。
例1已知函数()f x 的定义域为[]15-,,求(35)f x -的定义域.
分析:若()f x 的定义域为a x b ≤≤,则在[]()f g x 中,()a g x b ≤≤,从中解得x 的取值范围即为[]()f g x 的定义域.本题该函数是由35u x =-和()f u 构成的复合函数,其中x 是自变量,u 是中间变量,由于()f x 与()f u 是同一个函数,因此这里是已知15u -≤≤,即1355x --≤≤,求x 的取值范围.
解:()f x Q 的定义域为[]15-,,1355x ∴--≤≤,41033x ∴≤≤
. 故函数(35)f x -的定义域为41033
??????
,. 例2已知函数2(22)f x x -+的定义域为[]03,,求函数()f x 的定义域. 分析:若[]()f g x 的定义域为m x n ≤≤,则由m x n ≤≤确定的()g x 的范围即为()f x 的定义域.这种情况下,()f x 的定义域即为复合函数[]()f g x 的内函数的值域。
本题中令222u x x =-+,则2
(22)()f x x f u -+=, 由于()f u 与()f x 是同一函数,因此u 的取值范围即为()f x 的定义域.
解:由03x ≤≤,得2
1225x x -+≤≤.
令222u x x =-+,则2(22)()f x x f u -+=,15u ≤≤. 故()f x 的定义域为[]15,
例3. 函数定义域是,则的定义域是( ) A. B. C. D. 分析:已知的定义域,求的定义域,可先由定义域求得的定义域,再由的定义域求得的定义域 解:先求的定义域 的定义域是, 即的定义域是,再求的定义域 的定义域是,故应选A
变式训练:
已知函数f(2x )的定义域是[-1,1],求f(log 2x)的定义域.
分析:先求2x 的值域为M 则log 2x 的值域也是M ,再根据log 2x 的值域求定义域。
解 ∵y=f(2x )的定义域是[-1,1],即-1≤x ≤1,∴21≤2x ≤2.
∴函数y=f(log 2x)中21
≤log 2x ≤2.即log 22≤log 2x ≤log 24,∴2≤x ≤4.
故函数f(log 2x)的定义域为[2,4]
例4 若()f x 的定义域为[]35-,,求()()(25)x f x f x ?=-++的定义域.
分析:求由有限个抽象函数经四则运算得到的函数的定义域,其解法是:先求出各个函数的定义域,然后再求交集.
解:由()f x 的定义域为[]35-,,则()x ?必有353255x x --??-+?,,
≤≤≤≤解得40x -≤≤.
所以函数()x ?的定义域为[]40-,.
变式训练: 已知函数的定义域是,求的定义
域。 分析:分别求f(x+a)与f(x-a)的定义域,再取交集。 解:由已知,有 ,即 函数的定义域由确定
函数的定义域是
例5 若函数f (x +1)的定义域为[-
2
1,2],求f (x 2)的定义域. 分析:已知f (x +1)的定义域为[-21,2],x 满足-21≤x ≤2,于是21<x +1<3,得到f (x )的定义域,然后f (x 2)的定义域由f (x )的定义域可得.
解:先求f (x )的定义域: 由题意知-21≤x ≤2,则21<x +1<3,即f (x )的定义域为[2
1,3], 再求f [h (x )] 的定义域:
∴ 2
1<x 2<3,解得-3<x <-22<x <3. ∴f (x 2)的定义域是{x |-3<x 22<x <3}.
的定义域由f (x )的定义域可得.
解:先求f (x )的定义域: 由题意知-21≤x ≤2,则21<x +1<3,即f (x )的定义域为[2
1,3],
再求f [h (x )] 的定义域:
∴ 21<x 2<3,解得-3<x <-22或22<x <3. ∴f (x 2)的定义域是{x |-3<x <-
22或22<x <3}. 求函数值域常用的方法
1、直接法——从自变量x 的范围出发,推出y =f(x)的取值范围;
2、二次函数法(配方法)——配方法式求“二次函数类”值域的基本方法。
3、分离常数法——形如)0(≠++=a b ax d cx y 的函数,求出y 的取值范围;
4、换元法——形如d cx b ax y +±+=的函数 点拨:通过换元将原函数转化为某个变量的二次函数,利用二次函数的最值,确定原函数的值域,要注意换元后自变量的取值范围。
5、反函数法 当函数的反函数存在时,则其反函数的定义域就是原函数的值域。 点拨:先求出原函数的反函数再求出其定义域。
6、判别式法。判别式法是求二次分式函数的基本方法之一,即先去分母,把函数转化成关于x 的二次方程f (x ,y )=0,因为方程有实根,所以判别式△≥0,通过解不等式求得原函数的值域。需注意的是判别式法求二次函数的值域只适用于在整个定义域内。
7、不等式法。不等式法是利用基本不等式:a +b ≥2 (a 、b ∈R +),是在指定区间上求二次分式函数的基本方法之一,当二次分式函数在指定区间上求值域时可考虑用不等式法。用不等式法求值域,要注意均值不等式的使用条件:“一正、二定、三相等”。
8、单调性法。单调性法是通过确定函数在定义域(或某个定义域的子集)上的单调性求出函数的值域的方法。
类型一:一次分式型
1.y = (a 0)型
例1 求函数y =的值域。
解法一:分离常数法。将y =转化为y =(k 1,k 2为常数),则y k 1
解:∵y==,
∴y 。
解法二:反函数法。通过求反函数的定义域,得到原函数的值域。
解:反解y=得x=,
对调y=(x),
∴函数y=的值域为y 。
类型二:二次分式型
1.y=(a、d不同时为0),x∈R型
用判别式法:先去分母,得到含参数y的二次方程f(x)=0,根据判别式≥0(=f(y)),即可求出值域。
例2求函数y=的值域。
解:由y=得yx2-3x+4y=0。
当y=0时,x=0,当y≠0时,由△≥0得-≤y≤。
∵函数定义域为R,
∴函数y=的值域为[-,] 。
说明:判别式法求二次函数的值域只适用于在整个定义域内,但不能用其在指定的区间上求二次函数的值域,否则就会放大值域。
2.y=(a、d不同时为0),指定的区间上求值域型。
例5求(x<)的值域。
分析:因为x<,所以若用判别式法,可能会放大其值域。可以考虑使用均值定理解题。
解:∵x<,∴5-4x>0,>0。
∴=1-4x+
=[(5-4x)+ ]-4
≥2-4
=-2,
∴原函数的值域为。
例6求的值域。
错解:=≥2。
分析:在使用均值定理时一定要注意使用条件“一定、二正、三相等”,显然上述解法
中和不能相等,“相等”条件不能成立。所以不能使用均值定理。但若用判别式法又无法解决根式问题,此时可考虑借函数的单调性求值域。
解:用单调性法
=,
令=t,显然t≥2,则y=t+(t≥2),
任取2≤t1≤t2,则f(t1)= t1+, f(t2)= t2+,
f(t1)- f(t2)=( t1+)-( t2+)=( t1- t2)( 1-),
∵2≤t 1≤t 2 ∴t 1- t 2<0, t 1· t 2≥4, 1->0,
∴f (t 1)- f (t 2)=( t 1- t 2)( 1-)<0 。
∴f (t 1)< f (t 2),即函数y=t + 在t ≥2上单调递增。
∴当t =2、即=2、x =0时,y min =, ∴原函数的值域为
。
三.解析式的求法
1. 配凑法
例1.已知 :23)1(2+-=+x x x f ,求f(x);
解因为15)1(23)1(22+-+=+-=+x x x x x f
65)(6)1(5)1(22+-=++-+=x x x f ,x x 所以
例2、已知:221)1(x
x x x f +=+,求)(x f 。 解: 2)1(1)1(222-+=+=+x x x
x x x f ∴ )22(2
)(2-≤≥-=x x x x f 或
2.换元法 例1.已知:x x x f 2)1(+=+,求f(x); 解令2)1(,1,1-=≥=+t x t t x 即则
则1)1(2)1()(22-=-+-=t t t t f
所以)1(1)(2≥-=x x x f
例2、已知:11)11(2-=+x
x f ,求)(x f 。 解:设x t 11+=,则1≠t ,1
1-=t x ,代入已知得
t t t t t f 21)1(1111
)(222-=--=-??? ??-=
∴ )1(2)(2≠-=x x x x f
注意:使用换元法要注意t 的范围限制,这是一个极易忽略的地方。 3待定系数法
例1.已知:f(x) 是二次函数,且f(2)=-3, f(-2)=-7, f(0)=-3,求f(x)。 解(1)设则)0(,)(2≠++=a c bx ax x f
∵3)0(,7)2(,3)2(-=-=--=f f f
∴?????-=-=+--=++3724324c c b a c b a 解理???
????-==-=3121c b a
∴32
1)(2-+-=x x x f 4.赋值(式)法
例1、已知函数)(x f 对于一切实数y x ,都有x y x y f y x f )12()()(++=-+成立,且0)1(=f 。
(1)求)0(f 的值;
(2)求)(x f 的解析式。
解:(1) 取0,1==y x ,则有
1)101()0()01(++=--f f
?2202)1()0(-=-=-=f f
(2)取0=y ,则有x x f x f )10()0()0(++=--.
整理得:2)(2++=x x x f
5、方程法
例1、已知:)0(,31)(2≠=??
? ??+x x x f x f ,求)(x f 。 解:已知:,31)(2x x f x f =??? ??+①