函数的概念
1.回顾初中
形如y=kx+b(k≠0)的函数叫一次函数,其中x叫自变量,与x对应的y的值叫函数值,它的图象为一条倾斜直线.
形如y=ax2+bx+c(a≠0)的函数叫二次函数,它的图象为抛物线.
2.函数的概念
一般地,设A、B是非空的数集,如果按照某个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么f:A→B就称为从集合A到集合B的一个函数.记作y=f(x),x∈A.其中,x叫做自变量, x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应y的值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.
例如:正方形边长为x,与x的值相对应的面积为y,把y表示为x的函数:y=x2;该函数的定义域为{x|x>0};值域为{y|y>0};当边长为4的时候,面积为16;当面积为4的时候,相应的边长为2 .
3.区间
设a,b∈R,且a
a,x≤a,x
题
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1)怎样检验两个变量之间是否具有函数关系?
解析:由函数近代定义知,我们要检验两个变量之间是否具有函数关系,只要检验:①定义域和对应关系是否给出且定义域为非空数集;②根据给出的对应关系,自变量在其定义域内任一个值,是否都能确定唯一的函数值.
2)函数f(x)与f(a)(a是常数)有什么区别与联系?
解析:由f(a)表示当x=a时函数f(x)的值,是一个常量,而f(x)是自变量x的函数,在一般情况下,它是一个变量,f(a)是f(x)的一个特殊值。
3)如何认识集合{x|a≤x≤b}与区间[a,b]的区别?
解析:区间[a,b]一定是无限集,且隐含a<b,集合{x|a≤x≤b}中对实数,a,b大小关系无限制条件.
当a=b时,{x|a≤x≤b}={a}是单元素集:当a>b时,{x|a≤x≤b}=?,这两种情况均不能用区间[a,b]表示.
例题讲解
题型一 函数概念的理解
例1
下列对应关系是否为A到B的函数?
(1)A=R,B={x|x>0},f:x→y=|x|;
(2)A=Z,B=Z,f:x→y=x2;
(3)A=R,B=Z,f:x→y=;
(4)A=[-1,1],B={0},f:x→y=0.
解析:(1)A中的元素0在B中没有对应元素,故不是A到B的函数;
(2)对于集合A中的任意一个整数x,按照对应关系f:x→y=x2,在集合B中都有唯一一个确定的整数x2与其对应,故是集合A到集合B的函数;
(3)A中元素负数没有平方根,故在B中没有对应的元素且不一定为整数,故此对应关系不是A到B的函数;
(4)对于集合A中任意一个实数x,按照对应关系f:x→y=0,在集合B中都有唯一一个确定的数0与它对应,故是集合A到集合B的函数.
点评:判断所给对应是否是函数,首先观察两个集合A,B是否是非空集合(数集),其次验证对应关系下,集合A中数x的任意性,集合B中数y的唯一性.
巩 固
若集合A={x|0≤x≤2},B={y|0≤y≤3},则下列图形给出的对应中能构成从A到B的函数f:A→B的是( )
解析:A中的对应不满足函数的存在性,即存在x∈A,但B中无与之对应的y;B、C均不满足函数的唯一性,只有D正确.
答案:D
题型二 “ f”的含义及函数值的问题
例2
已知f(x)=x2-6x.
(1)求f(2),f(a+1)的值;
(2)若f(x)=-5,求x的值.
解析:(1)f(2)=22-6×2=-8,
f(a+1)=(a+1)2-6(a+1)=a2-4a-5.
(2)f(x)=x2-6x=-5?x=1或x=5.
点评:(1)在函数y=f(x)中,x为自变量,f为对应关系,f(x)是对应关系f下x对应的函数值,所以求函数值时,只需将f(x)的x用对应的值(包括值在定义域内的代数式)代入既可;
(2)求f[f(x)]时,一般应遵循由里到外的原则.
巩 固
已知f(x)=(x∈R且x≠-1),g(x)=x2+2(x∈R).求:
(1)f(2)、g(2)的值;
(2)f[g(2)]的值;
(3)f[g(x)]的解析式.
分析:依函数的定义可知,该题是给定自变量和对应关系求函数值,分别将自变量的值代入解析式中的x即可求解.
解析:
题型三 求函数的定义域
例3
求下列函数的定义域:
(1)y=3-x; (2)y=;
(3)y=; (4)y=-+.
解析:(1)函数y=3-x的定义域为R;
(2)要使函数有意义,需??x≤1且x≠0,
所以函数y=的定义域为{x|x≤1且x≠0}=(-∞,0)∪(0,1];
(3)要使函数有意义,需
??x≤0且x≠-.
故函数y=的定义域为
=∪;
(4)要使函数有意义,需
解得-≤x<2且x≠0,
所以函数y=-+的定义域为
=∪(0,2).
点评:求函数定义域的原则:(1)分式的分母不等于零;(2)偶次根式的被开方数(式)为非负数;(3)零指数幂的底数不等于零等.
巩 固
求下列函数的定义域:
(1)f(x)=; (2)f(x)=++4;(3)f(x)=.
解析:(1)由x2-3x+2≠0,
得:x≠1,x≠2
∴f(x)=的定义域是{x∈R|x≠1且x≠2}.
(2)由,得≤x≤.
∴f(x)=++4的定义域是.
(3)由,得∴x<0且x≠-1,
∴原函数的定义域为{x|x<0且x≠-1}.
题型四 两函数相同的判定
例4
下列各题中两个函数是否表示同一函数:
(1)f(x)=x,g(x)=()2; (2)f(t)=t,g(x)=;(3)f(x)=,g(x)=x+2.
解析:(1)f(x)的定义域为R,
g(x)的定义域为{x|x≥0},
两个函数的定义域不同,故不是同一函数.
(2)g(x)=x,两者的定义域和对应法则相同,故是同一函数.
(3)f(x)的定义域为(-∞,2)∪(2,+∞),
g(x)的定义域为R,故不是同一函数.
点评:只有当两个函数的定义域和对应法则都分别相同时,这两个函数才是同一函数,这就是说:
(1)定义域不同,两个函数也就不同;
(2)对应法则不同,两个函数也是不同的;
(3)即使是定义域和值域分别相同的两个函数,它们也不一定是同一函数,因为函数的定义域和值域不能唯一地确定函数的对应法则;
(4)两个函数是否相同,与自变量是什么字母无关.
巩 固
试判断下列函数是否为同一函数:
(1)f(x)=·与g(x)=;