专题一:函数定义域的求法及常见题型
一、函数定义域求法
(一)常规函数
函数解析式确定且已知,求函数定义域。其解法是根据解析式有意义所需条件,列出关于自变量的不等式或不等式组,解此不等式(或组),即得函数定义域。
例1.求函数的定义域。
解:要使函数有意义,则必须满足
由①解得 或。 ③
由②解得 或 ④
③和④求交集得且或x>5。
故所求函数的定义域为(-∞,-11)U(-11,-3] U(5,+ ∞)。
注意点:分母、偶次方根被开方数,多条件求交集,定义域写法,仅可写成区间或集合形式,不能写成不等式。
例2.求函数的定义域。
解:要使函数有意义,则必须满足
由①解得 ③
由②解得 ④
由③和④求公共部分,得
故函数的定义域为(-4,-π] U(0,π]。
提示点:③和④怎样求公共部分?
(二)抽象函数
1.有关概念
定义域:函数y=f(x)的自变量x的取值范围,可以理解为函数y=f(x)图象向x轴投影的区间;凡是函数的定义域,永远是指自变量x的取值范围;
对应法则:通过“工厂” 或“模具”观点进行类比,以此深入理解函数的对应法则“f”。 把函数的对应法则“f”看作“工厂” 或“模具”,把自变量“x”的取值看作“原料”,把相应函数值“y”看作“成品”。该观点注重“原料”以怎样的形式组装成“成品”,而不管“原料”是否为“初级产品”,从而避免了当所给函数的“原料”不是某个单一字母的情形时,不到或不好函数的对应法则。
如(1)已知函数f(x)的定义域是[0,4],求函数f(2x+1)的定义域;(2)已知函数f(2x+1)的定义域是[0,4],求函数f(x)的定义域。
可以把f(x)看成工厂的生产加工,f是加工工序,x是原料。
(1)中f(x)的原料就是初级产品,所以原料或初级产品满足的条件就是[0,4];在f(2x+1)中,初级产品是2x+1,它必须满足[0,4],由此求出f(2x+1)的原料x满足的条件(即自变量)。
因为(2)中f(2x+1)的定义域是[0,4],即原料x满足[0,4],变成初步产品2x+1,那么初步产品的限制条件就成了[1,9], 所以f(x)的原材料就是 [1,9],这样好不好理解?
值 域:函数y=f(x)的因变量y的取值范围,可以理解为函数y=f(x)图象向y轴投影的区间;
显函数:俗称常见函数,函数解析式是明确的,例如:y=f(x)=2x2+3x-5;
隐函数:俗称抽象函数,函数解析式是不明确的,就用y=f(x)表示,具体f(x)是什么内容是隐藏的;
复合函数:如果说y=f(x)是一个简单的抽象函数,那么把自变量x用一个函数g(x)来代替,就称y=f(g(x))为复合的抽象函数,习惯上称y=f(t)是外函数,t=g(x)为内函数。
2.四种类型
题型一:已知抽象函数y=f(x)的定义域为[m,n],如何求复合抽象函数y=f(g(x))的定义域?
思路分析:本题型是已知y=f(x)的自变量x的范围,求y=f(g(x))的自变量x的范围,其中的关键是,后者的g(x)相当于前者的x。
解决策略:求不等式m≤g(x)≤n的解集,即为y=f(g(x))的定义域
例题3.已知函数y=f(x)的定义域[0,3],求函数y=f(3+2x)的定义域
解:令t=3+2x,∵y=f(x)的定义域[0,3],∴y=f(t)的定义域也为[0,3],即t=3+2x∈[0,3],
说明:内函数g(x)=3+2x,通过令t=3+2x做了一个换元,此处换元不能写为令x=3+2x。原因是y=f(x)中的x与y=f(3+2x)的x虽然长得一样,但是意义不同,如果令x=3+2x,则等号两边的x就是一模一样了,x只能为-3了。
强化训练:
1.已知函数y=f(x)的定义域[-1,5],求函数y=f(3x-5)的定义域;
2.已知函数y=f(x)的定义域[1/2,2],求函数y=f(log2x)的定义域;
3.已知的定义域为[-2,2],求的定义域。
题型二:已知复合抽象函数y=f(g(x))定义域[m,n],如何求抽象函数y=f(x)的的定义域?
思路分析:本题型是已知y=f(g(x))的自变量x的范围,求y=f(x)的自变量x的范围,其中的关键是,前者的g(x)相当于后者的x。
解决策略:求内函数t=g(x)在区间[m,n]的值域(t的取值范围),即为y=f(x)的定义域
例题4.已知函数y=f(2x-1)的定义域[0,3],求函数y=f(x)的定义域.
解:∵y=f(2x-1)的定义域[0,3],∴0≤x≤3,令t=2x-1,∴t=2x-1∈[-1,5]
故,函数y=f(t)的定义域为t∈[-1,5],
故,函数y=f(x)的定义域为x∈[-1,5]
说明:函数y=f(x)与y=f(t)是同一个函数,与单个自变量是x还是t无关。另外,题型二是题型一的逆向题目。
强化训练:
1.已知函数y=f(x2-2x+2)的定义域[0,3],求函数y=f(x)的定义域.
2.已知函数y=f[lg(x+1)]的定义域[0,9],求函数y=f(x)的定义域.
题型三:已知复合抽象函数y=f(g(x))定义域[m,n],如何求复合抽象函数y=f(h(x))定义域的定义域?
思路分析:本题型是已知y=f(g(x))的自变量x的范围,求y=f(h(x))的自变量x的范围,其中的关键是,前者的g(x)相当于后者的h(x),故先求出“桥梁”函数y=f(x)的定义域。
解决策略:用题型二的方法根据y=f(g(x))定义域求y=f(x)的定义域,用题型一的方法根据y=f(x)的定义域求y=f(h(x))的定义域
例题5.已知函数y=f(2x-1)的定义域[0,3],求函数y=f(3+x)的定义域.
解:∵y=f(2x-1)的定义域[0,3],∴0≤x≤3,令t=2x-1,∴t=2x-1∈[-1,5]
故,函数y=f(t)的定义域为t∈[-1,5],
故,函数y=f(x)的定义域为x∈[-1,5]
令t=3+x,则t=3+x∈[-1,5]
故,函数y=f(3+x)定义域为[-4,2]
说明:题型三其实是题型一与题型二的综合而已,会了前两个题型,第三个题型自然就会了。
强化训练:
1.已知函数y=f(x+1)的定义域[-2,3],求函数y=f(2x-1)的定义域.
2.已知函数y=f(2x)的定义域[-1,1],求函数y=f(log2x)的定义域.
3. 已知f(x+1)的定义域为[-1/2,2],求f(x2)定义域。
题型四:已知f(x)的定义域,求与f(x)相关四则运算型函数的定义域。
思路分析: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。
解题策略:先求出各个函数的定义域,再求交集。
例6.已知f(x)的定义域为[-3,5],求φ(x)=f(-x)+f(2x+5)定义域。
强化训练:
1.已知f(x)的定义域为(0函数的定义域怎么算,5],求g(x)=f(x+a)f(x-a)定义域,其中-1﹤a≦0。
二、与函数定义域相关的变形题型
(一)逆向型
即已知所给函数的定义域求解析式中参数的取值范围。特别是对于已知定义域为R,求参数的范围问题通常是转化为恒成立问题来解决。
例7.已知函数的定义域为R,求实数m的取值范围。
分析:函数的定义域为R,表明,使一切x∈R都成立,由项的系数是m,所以应分m=0或进行讨论。
解:当m=0时,函数的定义域为R;
当时,是二次不等式,其对一切实数x都成立的充要条件是
综上可知。
评注:不少学生容易忽略m=0的情况,希望通过此例解决问题。
例8.已知函数的定义域是R,求实数k的取值范围。
解:要使函数有意义,则必须≠0恒成立,因为的定义域为R,即无实数
①当k≠0时,恒成立,解得;
②当k=0时,方程左边=3≠0恒成立。
综上k的取值范围是。
定义域非实数,求法。
(二)参数型
对于含参数的函数,求定义域时,必须对分母分类讨论。
例9.已知的定义域为[0,1],求函数的定义域。
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