函数值域求法
小结
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一、观察法(根据函数图象、性质能较容易得出值域(最值)的简单函数)
1、求
的值域。
由绝对值函数知识及二次函数值域的求法易得:
2、求函数
的值域。
分析:首先由
0,得
+1
1,然后在求其倒数即得答案。
解:
0
+1
1,
0<
1,
函数的值域为(0,1].
二、配方法(当所给函数是二次函数或可化为二次函数的复合函数时,可利用配方法求值域)
1、求函数
的值域。
设:
配方得:
利用二次函数的相关知识得
,从而得出:
。
说明:在求解值域(最值)时,遇到分式、根式、对数式等类型时要注意函数本身定义域的限制,本题为:
。
2、求函数
的值域。
解答:此题可以看作是
和
两个函数复合而成的函数,对
配方可得:
,得到函数
的最大值
,再根据
得到
为增函数且
故函数
的值域为:
。
3、若
,试求
的最大值。
本题可看成一象限动点
在直线
上滑动时函数
的最大值。利用两点(4,0),(0,2)确定一条直线,作出图象易得:
,y=1时,
取最大值
。
三、反函数法(分子、分母只含有一次项的函数,也可用于其它易反解出自变量的函数类型)
对于存在反函数且易于求得其反函数的函数,可以利用“原函数的定义域和值域分别为其反函数的值域和定义域”这一性质,先求出其反函数,进而通过求其反函数的定义域的方法求原函数的值域。
1、求函数
的值域。
由于本题中分子、分母均只含有自变量的一次型,易反解出x,从而便于求出反函数。
反解得
即
故函数的值域为:
。(反函数的定义域即是原函数的值域)
2、求函数
的值域。
解答:先证明
有反函数,为此,设
且
,
。
所以
为减函数,存在反函数。可以求得其反函数为:
。此函数的定义域为
,故原函数的值域为
。
四、判别式法(分子、分母中含有二次项的函数类型,此函数经过变形后可以化为
的形式,再利用判别式加以判断)
1、求函数
的值域。
由于本题的分子、分母均为关于x的二次形式,因此可以考虑使用判别式法,将原函数变形为:
整理得:
当
时,上式可以看成关于
的二次方程,该方程的
范围应该满足
即
此时方程有实根即△
,△
注意:判别式法解出值域后一定要将端点值(本题是
)代回方程检验。
将
分别代入检验得
不符合方程,所以
。
2、求函数
的值域。
解答:先将此函数化成隐函数的形式得:
,(1)
这是一个关于
的一元二次方程,原函数有定义,等价于此方程有解,即方程(1)的判别式
,
解得:
。
故原函数的值域为:
。
五、换元法(通过简单的换元把一个函数变为简单函数,其题型特征是无理函数、三角函数(用三角代换)等)
1、求函数
的值域。
由于题中含有
不便于计算,但如果令:
注意
从而得:
变形得
即:
注意:在使用换元法换元时一定要注意新变量的范围,否则将会发生错误。
2、已知
是圆
上的点,试求
的值域。
在三角函数章节中我们学过:
注意到
可变形为:
令
2)则
)即
故
3、试求函数
的值域。
题中出现
,而
由此联想到将
视为一整体,令
由上面的关系式易得
故原函数可变形为:
六、数形结合法(对于一些能够准确画出函数图像的函数来说,可以先画出其函数图像,然后利用函数图像求其值域)
1、求函数
的值域。
分析与解:看到该函数的形式,我们可联想到直线中已知两点求直线的斜率的公式
,将原函数视为定点(2,3)到动点
的斜率,又知动点
满足单位圆的方程,从而问题就转化为求点(2,3)到单位圆连线的斜率问题,作出图形观察易得的最值在直线和圆上点的连线和圆相切时取得,从而解得:
2、求函数
的值域。
分析:此题首先是如何去掉绝对值,将其做成一个分段函数。
在对应的区间内,画出此函数的图像,如图1所示,易得出函数的值域为
。
七、不等式法(能利用几个重要不等式及推论来求得最值。(如:
),利用此法求函数的值域,要合理地添项和拆项,添项和拆项的原则是要使最终的乘积结果中不含自变量,同时,利用此法时应注意取
成立的条件。)
1、当
时,求函数
的最值,并指出
取最值时
的值。
因为
可利用不等式
即:
所以
当且仅当
即
时取“=”当
时
取得最小值12。
2、双曲线
的离心率为
,双曲线
的离心率为
,则
的最小值是()。
A
B4 C2 D
根据双曲线的离心率公式易得:
,我们知道
所以
(当且仅当
时取“=”)而
故
(当且仅当
时取“=”)
。
说明:利用均值不等式解题时一定要注意“一正,二定,三等”三个条件缺一不可。
3、求函数
的值域。
解答:
,当且仅当
时
成立。故函数的值域为
。
此法可以灵活运用,对于分母为一次多项式的二次分式,当然可以运用判别式法求得其值域,但是若能变通地运用此法,可以省去判别式法中介二次不等式的过程。
4、求函数
的值域。
解答:此题可以利用判别式法求解,这里考虑运用基本不等式法求解此题,此时关键是在分子中分解出
项来,可以一般的运用待定系数法完成这一工作,
办法
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是设:
,
将上面等式的左边展开,有:
,
故而
,
。
解得
,
。
从而原函数
;
ⅰ)当
时,
,
,此时
,等号成立,当且仅当
。
ⅱ)当
时,
,
,此时有
,
等号成立,当且仅当
。
综上,原函数的值域为:
。
八、部分分式法(分离常数法)(分式且分子、分母中有相似的项,通过该方法可将原函数转化为为
(
常数)的形式)
1、求函数
的值域。
观察分子、分母中均含有
项,可利用部分分式法;则有
不妨令:
从而
注意:在本题中应排除
,因为
作为分母。所以
故
2、如对于函数
,利用恒等变形,得到:
,
容易观察得出此函数的值域为
。
注意到分时的分子、分母的结构特点,分离出一个常数后,再通过观察或配方等其他方法易得函数值域。
九、单调性法(利用函数在给定的区间上的单调递增或单调递减求值域)
1、求函数
的值域。
由于函数本身是由一个对数函数(外层函数)和二次函数(内层函数)复合而成,故可令:
配方得:
由复合函数的单调性(同增异减)知:
。
当函数
在
上单调,譬如
在
上递增时,自然有函数
在
上的值域为
(其中
,当
时,
也称其存在,记为
);若
在
上递减,函数
在
上的值域为
。在闭区间
上也有相应的结论。
2、求函数
的值域。
此题可以看作
和
,
的复合函数,显然函数
为单调递增函数,易验证
亦是单调递增函数,故函数
也是单调递增函数。而此函数的定义域为
。
当
时,
取得最小值
。当
时,
取得最大值
。
故而原函数的值域为
。
十、利用导数求函数的值域(若函数f在(a、b)内可导,可以利用导数求得
在(a、b)内的极值,然后再计算
在a,b点的极限值。从而求得f的值域)
求函数
在
内的值域。
分析:显然
在
可导,且
。由
得
的极值点为
。
。
。
所以,函数
的值域为
。