函数
一、函数的定义:
1.函数的概念: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,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函
数.记作:y=f(x),x∈A.
(1)其中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;
(2)与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.
2.函数的三要素:定义域、值域、对应法则
3.函数的表示方法:(1)解析法:明确函数的定义域
(2)图想像:确定函数图像是否连线,函数的图像可以是连续的曲线、直线、折线、
离散的点等等。
(3)列表法:选取的自变量要有代表性,可以反应定义域的特征。
4、函数图象知识归纳
(1)定义:在平面直角坐标系中,以函数y=f(x),(x∈A)中的x为横坐标,函数值y为纵坐标的点P(x,y)
的集合C,叫做函数y=f(x),(x∈A)的图象.C上每一点的坐标(x,y)均满足函数关系y=f(x),
反过来,以满足y=f(x)的每一组有序实数对x、y为坐标的点(x,y),均在C上.
(2)画法
A、描点法:B、图象变换法:平移变换;伸缩变换;对称变换,即平移。
(3)函数图像平移变换的特点:
1)加左减右——————只对x
2)上减下加——————只对y
3)函数y=f(x)关于X轴对称得函数y=-f(x)
4)函数y=f(x)关于Y轴对称得函数y=f(-x)
5)函数y=f(x)关于原点对称得函数y=-f(-x)
6)函数y=f(x)将x轴下面图像翻到x轴上面去,x轴上面图像不动得
函数y=|f(x)|
7)函数y=f(x)先作x≥0的图像,然后作关于y轴对称的图像得函数f(|x|)
二、函数的基本性质
1、函数解析式子的求法
(1)、函数的解析式是函数的一种表示方法,要求两个变量之间的函数关系时,一是要求出它们之间的对应
法则,二是要求出函数的定义域.
(2)、求函数的解析式的主要方法有:
1)代入法:
2)待定系数法:
3)换元法:
4)拼凑法:
2.定义域:能使函数式有意义的实数x的集合称为函数的定义域。
求函数的定义域时列不等式组的主要依据是:
(1)分式的分母不等于零;
(2)偶次方根的被开方数不小于零;
(3)对数式的真数必须大于零;
(4)指数、对数式的底必须大于零且不等于1.
(5)如果函数是由一些基本函数通过四则运算结合而成的.那么,它的定义域是使各部分都有意义的x的值组
成的集合.
(6)指数为零底不可以等于零,
(7)实际问题中的函数的定义域还要保证实际问题有意义.
3、相同函数的判断方法:①表达式相同(与表示自变量和函数值的字母无关)②定义域一致(两点必须同时备)
n
g
at
a
t
i
m
e
a
n
d
Al
l
t
hi
n
g
s
i
n
t
h
ei
r
b
ei
n
g
a
r
e
g
o
o
d
f
o
r
s
o
m
et
hi
n
4、区间的概念:
(1)区间的分类:开区间、闭区间、半开半闭区间
(2)无穷区间
(3)区间的数轴表示
5、值域(先考虑其定义域)
(1)观察法:直接观察函数的图像或函数的解析式来求函数的值域;
(2)反表示法:针对分式的类型,把Y关于X的函数关系式化成X关于Y的函数关系式,由X的范围类似
求Y的范围。
(3)配方法:针对二次函数的类型,根据二次函数图像的性质来确定函数的值域,注意定义域的范围。
(4)代换法(换元法):作变量代换,针对根式的题型,转化成二次函数的类型。
6.分段函数
(1)在定义域的不同部分上有不同的解析表达式的函数。
(2)各部分的自变量的取值情况.
(3)分段函数的定义域是各段定义域的交集,值域是各段值域的并集.
(4)常用的分段函数有取整函数、符号函数、含绝对值的函数
7.映射
一般地,设A、B是两个非空的集合,如果按某一个确定的对应法则f,使对于集合A中的任意一个元素
x,在集合B中都有唯一确定的元素y与之对应,那么就称对应f:AB为从集合A到集合B的一个映射。记作
“f(对应关系):A(原象)B(象)”
对于映射f:A→B来说,则应满足:
(1)集合A中的每一个元素,在集合B中都有象,并且象是唯一的;
(2)集合A中不同的元素,在集合B中对应的象可以是同一个;
(3)不要求集合B中的每一个元素在集合A中都有原象。
注意:映射是针对自然界中的所有事物而言的,而函数仅仅是针对数字来说的。所以函数是映射,而映射不一
定的函数
8、函数的单调性(局部性质)及最值
(1)、增减函数
(1)设函数y=f(x)的定义域为I,如果对于定义域I内的某个区间D内的任意两个自变量x
1
,x
2
,当
x
1
2
时,都有f(x
1
)
2
),那么就说f(x)在区间D上是增函数.区间D称为y=f(x)的单调增区间.
(2)如果对于区间D上的任意两个自变量的值x
1
,x
2
,当x
1
2
时,都有f(x
1
)>f(x
2
),那么就说f(x)在
这个区间上是减函数.区间D称为y=f(x)的单调减区间.
注意:函数的单调性是函数的局部性质;函数的单调性还有单调不增,和单调不减两种
(2)、图象的特点
如果函数y=f(x)在某个区间是增函数或减函数,那么说函数y=f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,在单
调区间上增函数的图象从左到右是上升的,减函数的图象从左到右是下降的.
(3)、函数单调区间与单调性的判定方法
(A)定义法:
任取x
1
,x
2
∈D,且x
1
2
;
○1
作差f(x
1
)-f(x
2
);
○2
变形(通常是因式分解和配方);
○3
定号(即判断差f(x
1
)-f(x
2
)的正负);
○4
下结论(指出函数f(x)在给定的区间D上的单调性).
○5
(B)图象法(从图象上看升降)
(C)复合函数的单调性
复合函数:如果y=f(u)(u∈M),u=g(x)(x∈A),则y=f[g(x)]=F(x)(x∈A)称为f、g的复合函数。
复合函数f[g(x)]的单调性与构成它的函数u=g(x),y=f(u)的单调性密切相关,其规律:“同增异减”
注意:函数的单调区间只能是其定义域的子区间,不能把单调性相同的区间和在一起写成其并集.
9:函数的奇偶性(整体性质)
(1)、偶函数
一般地,对于函数f(x)的定义域内的任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么f(x)就叫做偶函数.
(2)、奇函数
一般地,对于函数f(x)的定义域内的任意一个x,都有f(-x)=—f(x),那么f(x)就叫做奇函数.
(3)、具有奇偶性的函数的图象的特征
偶函数的图象关于y轴对称;奇函数的图象关于原点对称.
利用定义判断函数奇偶性的步骤:
a、首先确定函数的定义域,并判断其是否关于原点对称;若是不对称,则是非奇非偶的函数;若对称,则
进行下面判断;
b、确定f(-x)与f(x)的关系;
c、作出相应结论:若f(-x)=f(x)或f(-x)-f(x)=0,则f(x)是偶函数;
若f(-x)=-f(x)或f(-x)+f(x)=0,则f(x)是奇函数.
(4)利用奇偶函数的四则运算以及复合函数的奇偶性
a、在公共定义域内,偶函数的加减乘除仍为偶函数;
奇函数的加减仍为奇函数;
奇数个奇函数的乘除认为奇函数;
偶数个奇函数的乘除为偶函数;
一奇一偶的乘积是奇函数;
a、复合函数的奇偶性:一个为偶就为偶,两个为奇才为奇。
注意:函数定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的必要条件.首先看函数的定义域是否关于原点对称,若不
对称则函数是非奇非偶函数.若对称,
(1)再根据定义判定;
(2)由f(-x)±f(x)=0或f(x)/f(-x)=±1来判定;
(3)利用定理,或借助函数的图象判定.
10、函数最值及性质的应用
(1)、函数的最值
a利用二次函数的性质(配方法)求函数的最大(小)值
b利用图象求函数的最大(小)值
c利用函数单调性的判断函数的最大(小)值:
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上单调递增,在区间[b,c]上单调递减则函数y=f(x)在x=b处有最大值f(b);
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上单调递减,在区间[b,c]上单调递增则函数y=f(x)在x=b处有最小值f(b);
(2)、函数的奇偶性与单调性
奇函数在关于原点对称的区间上有相同的单调性;
偶函数在关于原点对称的区间上有相反的单调性。
(3)、判断含糊单调性时也可以用作商法,过程与作差法类似,区别在于作差法是与0作比较,作商法是与1作比
较。
(4)、绝对值函数求最值,先分段,再通过各段的单调性,或图像求最值。
(5)、在判断函数的奇偶性时候,若已知是奇函数可以直接用f(0)=0,但是f(0)=0并不一定可以判断函数为奇函
数。(高一阶段可以利用奇函数f(0)=0)。
三、基本初等函数
指数函数
n
g
at
a
t
i
m
e
a
n
d
Al
l
t
hi
n
g
s
i
n
t
h
ei
r
b
ei
n
g
a
r
e
g
o
o
d
f
o
r
s
o
m
et
hi
n
(一)指数
1、指数与指数幂的运算:
复习初中整数指数幂的运算性质:
am*an=am+n
(am)n=amn
(a*b)n=anbn
2、根式的概念:一般地,若,那么叫做的次方根,其中>1,且∈*.axn
xannn
N
当n是奇数时,正数的n次方根是一个正数,负数的n次方根是一个负数。此时,a的n次方根用符号
表示。
当n为偶数时,正数的n次方根有两个,这两个数互为相反数。此时正数a的正的n次方根用符号表示,
负的n的次方根用符号表示。正的n次方根与负的n次方根可以合并成(a>0)。
注意:负数没有偶次方根;0的任何次方根都是0,记作。00n
当是奇数时,,当是偶数时,n
aan
n
n
)0(
)0(
||
a
a
a
a
aan
n
式子叫做根式,这里n叫做根指数,a叫做被开方数。na
3、分数指数幂
正数的分数指数幂的
,)1,,,0(*nNnmaaan
m
n
m
)1,,,0(
11
*nNnma
a
a
a
n
m
n
m
n
m
0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义
4、有理数指数米的运算性质
(1)·;
rasrraa
),,0(Rsra
(2);
rssraa)(
),,0(Rsra
(3).
srraaab)(
),,0(Rsra
5、无理数指数幂
一般的,无理数指数幂aa(a>0,a是无理数)是一个确定的实数。有理数指数幂的运算性质同样使用于无理数
指数幂。
(二)、指数函数的性质及其特点
1、指数函数的概念:一般地,函数叫做指数函数,其中x是自变量,函数的定义域为)1,0(aaayx且
R.
注意:指数函数的底数的取值范围,底数不能是负数、零和1.为什么?
2、指数函数的图象和性质
n
g
at
a
t
i
m
e
a
n
d
Al
l
t
hi
n
g
s
i
n
t
h
ei
r
b
ei
n
g
a
r
e
g
o
o
d
f
o
r
s
o
m
et
hi
n
0
0
定义域R定义域R
值域y>0值域y>0
在R上单调递增在R上单调递减
非奇非偶函数非奇非偶函数
函数图象都过定点(0,1)函数图象都过定点(0,1)
注意:利用函数的单调性,结合图象还可以看出:
(1)在[a,b]上,值域是或;)]b(f),a(f[)]a(f),b(f[
(2)若,则;取遍所有正数当且仅当;0x
1)x(f)x(fRx
(3)对于指数函数,总有;)1a0a(a)x(fx且a)1(f
(4)当a>1时,若X
1
2
,则有f(X
1
)
2
)。
对数函数
(一)对数
1.对数的概念:一般地,如果,那么数叫做以为底的对数,记作:(Nax)1,0(aa
xa
NNx
a
log
—底数,—真数,—对数式)a
N
N
a
log
说明:注意底数的限制,且;
○10a1a
;
○2xNNa
a
xlog
注意对数的书写格式:
N
a
log
○3
两个重要对数:
常用对数:以10为底的对数;
○1Nlg
自然对数:以无理数为底的对数的对数.
○271828.2eNln
(二)对数的运算性质
如果,且,,,那么:0a1a0M0N
·+;
○1M
a
(log)NM
a
log
N
a
log
-;
○2
N
M
a
logM
a
log
N
a
log
.
○3n
a
MlognM
a
log)(Rn
注意:换底公式
(,且;,且;).
a
b
b
c
c
alog
log
log0a1a0c1c0b
n
g
at
a
t
i
m
e
a
n
d
Al
l
t
hi
n
g
s
i
n
t
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r
b
ei
n
g
a
r
e
g
o
o
d
f
o
r
s
o
m
et
hi
n
利用换底公式推导下面的结论
(1);(2).b
m
n
b
a
n
amloglog
a
b
b
alog
1
log
(二)对数函数
1、对数函数的概念:函数,且叫做对数函数,其中是自变量,函数的定义域是0(logaxy
a
)1a
x
(0,+∞).
注意:对数函数的定义与指数函数类似,都是形式定义,注意辨别。如:,都不是
○1xy
2
log2
5
log
5
x
y
对数函数,而只能称其为对数型函数.
对数函数对底数的限制:,且.
○20(a)1a
2、对数函数的性质:
0
1
1
0
1
1
定义域x>0定义域x>0
值域为R值域为R
在R上递增在R上递减
函数图象都过定点(1,0)函数图象都过定点(1,0)
幂函数
1、幂函数定义:一般地,形如的函数称为幂函数,其中为常数.
xy
)(Ra
2、幂函数性质归纳.
(1)所有的幂函数在(0,+∞)都有定义并且图象都过点(1,1);
(2)时,幂函数的图象通过原点,并且在区间上是增函数.特别地,当时,幂函数的图象0),0[
1
下凸;当时,幂函数的图象上凸;10
(3)时,幂函数的图象在区间上是减函数.在第一象限内,当从右边趋向原点时,图象在轴0),0(
x
y
右方无限地逼近轴正半轴,当趋于时,图象在轴上方无限地逼近轴正半轴.y
x
xx
四、函数的应用
方程的根与函数的零点
1、函数零点的概念:对于函数,把使成立的实数叫做函数的零点。
2、函数零点的意义:函数的零点就是方程实数根,亦即函数的图象与轴交点的横坐标。即:方程有实数根,函
数的图象与坐标轴有交点,函数有零点.
3、函数零点的求法:
(1)(代数法)求方程的实数根;
(2)(几何法)对于不能用求根公式的方程,可以将它与函数的图象联系起来,并利用函数的性质找出零点.
4、二次函数的零点:
(1)△>0,方程有两不等实根,二次函数的图象与轴有两个交点,二次函数有两个零点.
(2)△=0,方程有两相等实根(二重根),二次函数的图象与轴有一个交点,二次函数有一个二重零点或二阶
零点.
(3)△<0,方程无实根,二次函数的图象与轴无交点,二次函数无零点.
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