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函数值域求法十五种.doc

上传人:tangtianxu1 文档编号:3066394 上传时间:2018-10-02 格式:DOC 页数:10 大小:409.50KB
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资源描述

1、 在函数的三要素中,定义域和值域起决定作用,而值域是由定义域和对应法则共同确定。研究函数的值域,不但要重视对应法则的作用,而且还要特别重视定义域对值域的制约作用。确定函数的值域是研究函数不可缺少的重要一环。对于如何求函数的值域,是学生感到头痛的问题,它所涉及到的知识面广,方法灵活多样,在高考中经常出现,占有一定的地位,若方法运用适当,就能起到简化运算过程,避繁就简,事半功倍的作用。本文就函数值域求法归纳如下,供参考。基本知识 1.定义:因变量 y 的取值范围叫做函数的值域(或函数值的集合) 。2.函数值域常见的求解思路: 划归为几类常见函数,利用这些函数的图象和性质求解。 反解函数,将自变量

2、x 用函数 y 的代数式形式表示出来,利用定义域建立函数 y 的不等式,解不等式即可获解。 可以从方程的角度理解函数的值域,从方程的角度讲,函数的值域即为使关于 x 的方程 y=f(x)在定义域内有解的 y 得取值范围。 特别地,若函数可看成关于 x 的一元二次方程,则可通过一元二次方程在函数定义域内有解的条件,利用判别式求出函数的值域。 可以用函数的单调性求值域。 其他。 1. 直接观察法对于一些比较简单的函数,通过对函数定义域、性质的观察,结合函数的解析式,求得函数的值域例 1. 求函数 的值域。解: 显然函数的值域是:2. 配方法 配方法是求二次函数值域最基本的方法之一。例 2. 求函数

3、 的值域。解:将函数配方得:由二次函数的性质可知:当 x=1 时, ,当 x=-1 时,故函数的值域是:4,83. 判别式法例 3. 求函数 的值域。解:两边平方整理得: (1) 解得:但此时的函数的定义域由 ,得由 ,仅保证关于 x 的方程: 在实数集 R 有实根,而不能确保其实根在区间0,2上,即不能确保方程(1)有实根,由 求出的范围可能比 y 的实际范围大,故不能确定此函数的值域为 。可以采取如下方法进一步确定原函数的值域。 代入方程(1)解得: 即当 时,原函数的值域为:注:由判别式法来判断函数的值域时,若原函数的定义域不是实数集时,应综合函数的定义域,将扩大的部分剔除。4. 反函数

4、法直接求函数的值域困难时,可以通过求其原函数的定义域来确定原函数的值域。例 4. 求函数 值域。解:由原函数式可得:则其反函数为: ,其定义域为:故所求函数的值域为:5. 函数有界性法直接求函数的值域困难时,可以利用已学过函数的有界性,反客为主来确定函数的值域。例 5. 求函数 的值域。解:由原函数式可得: ,可化为:即 即 解得:故函数的值域为6. 函数单调性法例 6. 求函数 的值域。解:令 则 在2,10上都是增函数所以 在2,10上是增函数当 x=2 时,当 x=10 时,故所求函数的值域为:例 7. 求函数 的值域。解:原函数可化为:令 ,显然 在 上为无上界的增函数所以 , 在 上

5、也为无上界的增函数所以当 x=1 时, 有最小值 ,原函数有最大值显然 y0,故原函数的值域为7. 换元法通过简单的换元把一个函数变为简单函数,其题型特征是函数解析式含有根式或三角函数公式模型,换元法是数学方法中几种最主要方法之一,在求函数的值域中同样发挥作 例 8. 求函数 的值域。解:因即故可令故所求函数的值域为例 9. 求函数 的值域。解:原函数可变形为:可令 ,则有当 时,当 时,而此时 有意义。故所求函数的值域为例 10. 求函数 , 的值域。解:令 ,则 由 且可得:当 时, ,当 时,故所求函数的值域为 。例 11. 求函数 的值域。解:由 ,可得故可令 当 时,当 时,故所求函

6、数的值域为:8. 数形结合法其题型是函数解析式具有明显的某种几何意义,如两点的距离公式直线斜率等等,这类题目若运用数形结合法,往往会更加简单,一目了然,赏心悦目。要学习网,只做中学生最喜欢、最实用的学习论坛,地址 手机版地址 例 12. 求函数 的值域。解:原函数可化简得:y=|x-2|+|x+8|上式可以看成数轴上点 P(x)到定点 A(2) ,B(-8)间的距离之和。由上图可知,当点 P 在线段 AB 上时,y=|x-2|+|x+8|=|AB|=10当点 P 在线段 AB 的延长线或反向延长线上时, y=|x-2|+|x+8|AB|=10故所求函数的值域为:例 13. 求函数 的值域。解

7、:原函数可变形为:上式可看成 x 轴上的点 P(x,0)到两定点 A(3,2),B(-2,-1)的距离之和,由图可知当点 P 为线段与 x 轴的交点时, ,故所求函数的值域为例 14. 求函数 的值域。解:将函数变形为:上式可看成定点 A(3 ,2)到点 P(x,0 )的距离与定点 B(-2,1)到点 P(x,0)的距离之差。即:y=|AP|-|BP|由图可知:(1)当点 P 在 x 轴上且不是直线 AB 与 x 轴的交点时,如点 P,则构成ABP,根据三角形两边之差小于第三边,有即:(2)当点 P 恰好为直线 AB 与 x 轴的交点时,有综上所述,可知函数的值域为:注:由例 13,14 可知

8、,求两距离之和时,要将函数式变形,使 A、B 两点在 x 轴的两侧,而求两距离之差时,则要使 A,B 两点在 x 轴的同侧。如:例 13 的 A,B 两点坐标分别为:( 3,2) ,(-2,-1),在 x 轴的同侧;例 14 的A,B 两点坐标分别为(3,2) ,(2,-1),在 x 轴的同侧。9. 不等式法利用基本不等式 ,求函数的最值,其题型特征解析式是和式时要求积为定值,解析式是积时要求和为定值,不过有时需要用到拆项、添项和两边平方等技巧。例 15. 求函数 的值域。解:原函数变形为:当且仅当 tanx=cotx即当 时,等号成立故原函数的值域为:例 16. 求函数 y=2sinxsin

9、2x 的值域。解:y=4sinxsinxcosx当且仅当 ,即当 时,等号成立。由 可得:故原函数的值域为:10. 映射法原理:因为 在定义域上 x 与 y 是一一对应的。故两个变量中,若知道一个变量范围,就可以求另一个变量范围。例 17. 求函数 的值域。解:定义域为由 得故 或解得故函数的值域为11最值法对于闭区间a,b上的连续函数 y=f(x),可求出 y=f(x)在区间a,b 内的极值,并与边界值f(a).f(b)作比较,求出函数的最值,可得到函数 y 的值域。要学习网,只做中学生最喜欢、最实用的学习论坛,地址 手机版地址 例 18.已知 ,且满足 x+y=1,求函数 z=xy+3x

10、 的值域。点拨:根据已知条件求出自变量 x 的取值范围,将目标函数消元、配方,可求出函数的值域。解: ,上述分式不等式与不等式 同解,解之得1x3/2,又 x+y=1,将 y=1-x 代入 z=xy+3x 中,得 (-1x3/2), 且 x-1,3/2, 函数 z 在区间-1,3/2 上连续,故只需比较边界的大小。当 x=-1 时,z= 5;当 x=3/2 时,z=15/4。函数 z 的值域为z5z15/4 。点评:本题是将函数的值域问题转化为函数的最值。对开区间,若存在最值,也可通过求出最值而获得函数的值域。12.构造法根据函数的结构特征,赋予几何图形,数形结合。例 19.求函数 的值域。点

11、拨:将原函数变形,构造平面图形,由几何知识,确定出函数的值域。解:原函数变形为作一个长为 4、宽为 3 的矩形 ABCD,再切割成 12 个单位正方形。设 HK=x,则 EK=2-x,KF=2+x, ,。由三角形三边关系知,AK+KCAC=5。当 A、K、C 三点共线时取等号。原函数的知域为y|y5 。点评:对于形如函数 (a,b,c 均为正数) ,均可通过构造几何图形,由几何的性质,直观明了、方便简捷。这是数形结合思想的体现。13比例法对于一类含条件的函数的值域的求法,可将条件转化为比例式,代入目标函数,进而求出原函数的值域。例 20.已知 x,yR ,且 3x-4y-5=0,求函数 的值域

12、。点拨:将条件方程 3x-4y-5=0 转化为比例式,设置参数,代入原函数。解:由 3x-4y-5=0 变形得,(x3)/4=(y-1)/3=k(k 为参数 )x=3+4k,y=1+3k, 。当 k=3/5 时,x=3/5,y=4/5 时, 。函数的值域为z|z1 .点评:本题是多元函数关系,一般含有约束条件,将条件转化为比例式,通过设参数,可将原函数转化为单函数的形式,这种解题方法体现诸多思想方法,具有一定的创新意识。14利用多项式的除法例 21.求函数 y=(3x+2)/(x+1)的值域。点拨:将原分式函数,利用长除法转化为一个整式与一个分式之和。解:y=(3x+2)/(x+1)=31/(

13、x+1)。1/(x+1)0,故 y3。函数 y 的值域为 y3 的一切实数。点评:对于形如 y=(ax+b)/(cx+d)的形式的函数均可利用这种方法。15. 多种方法综合运用例 22. 求函数 的值域。解:令 ,则(1)当 t0 时, ,当且仅当 t=1,即 x=-1 时取等号,所以(2)当 t=0 时,y=0。综上所述,函数的值域为:注:先换元,后用不等式法例 23. 求函数 的值域。解:令 ,则当 时,当 时,此时 都存在,故函数的值域为注:此题先用换元法,后用配方法,然后再运用 的有界性。总之,在具体求某个函数的值域时,首先要仔细、认真观察其题型特征,然后再选择恰当的方法,一般优先考虑直接法,函数单调性法和基本不等式法,然后才考虑用其他各种特殊方法。

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