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必修一

第15讲 3.1.1函数的概念

学习目标

第15讲 3.1.1函数的概念

课程标准学习目标
①函数的概念; ②了解函数的三要素; ③掌握简单函数的定义域; ④掌握求函数的值; ⑤掌握区间的写法.通过本节课的学习,掌握函数概念及函数的三要素,会判断同一函数,会求简单函数的定义域及值域.

知识清单

知识点01:函数的概念

1、初中学习的函数的传统定义

设在一个变化的过程中,有两个变量和,如果给定了一个值,相应地就有唯一确定的一个值与之对应,那么我们就称是的函数,其中是自变量,是因变量.它们描述的是两个变量之间的依赖关系.

2、函数的近代定义

一般地,设,是非空的实数集,如果对于集合中的任意一个数,按照某种确定的对应关系,在集合中都有唯一确定的数和它对应,那么就称为从集合到集合的一个函数(function),记作,.其中,叫做自变量,的取值范围叫做函数的定义域;与的值相对应的值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域.显然,值域是集合的子集.

函数的四个特征:

①非空性:,必须为非空数集(注意不仅非空,还要是数集),定义域或值域为空集的函数是不存在的.

②任意性:即定义域中的每一个元素都有函数值.

③单值性:每一个自变量有且仅有唯一的函数值与之对应(可以多对一,不能一对多).

④方向性:函数是一个从定义域到值域的对应关系,如果改变这个对应方向,那么新的对应所确定

的关系就不一定是函数关系.

知识点02:函数的三要素

1、定义域:函数的定义域是自变量的取值范围.

2、对应关系:对应关系是函数的核心,它是对自变量实施“对应操作”的“程序”或者“方法”.

3、值域:与的值相对应的值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域(range).

知识点03:函数相等

同一函数:只有当两个函数的定义域和对应关系都分别相同时,这两个函数才相等,即是同一个函数.

知识点04:区间的概念

1区间的概念

设 , 是实数,且,满足的实数的全体,叫做闭区间,

记作,即,。如图:, 叫做区间的端点.在数轴上表示一个区间时,若区间包括端点,则端点用实心点表示;若区间不包括端点,则端点用空心点表示.

集合
区间

2含有无穷大的表示

全体实数也可用区间表示为,符号“”读作“正无穷大”,“”读作“负无穷大”,即。

集合
区间

题型精讲

【即学即练1】(23-24高一上·河南濮阳·阶段练习)下图中可表示函数的图象是(    )

A.B.C.D.

【即学即练2】(23-24高一上·广东韶关·阶段练习)函数的定义域是 .

【即学即练3】(2024高二下·浙江·学业考试)下列各组函数表示同一函数的是(    )

A.和B.和

C.和D.与

【即学即练4】(23-24高一上·全国·课后作业)把下列数集用区间表示:

(1);

(2);

(3);

(4)或.

题型01函数关系的判断

【典例1】(23-24高一上·安徽淮南·期中)设,给出下列四个图形,其中能表示从集合M到集合N的函数关系的是(    )

A.  B.

C.  D.

【典例2】(多选)(23-24高一上·海南海口·阶段练习)以下与的关系中,其中是关于的函数的有(    )

A.B.

C.D.

【变式1】(多选)(23-24高一上·江苏徐州·期中)下列图形不可能是函数图象的是(    )

A.B.

C.D.

【变式2】(多选)(23-24高一上·重庆永川·开学考试)下列坐标系中的曲线或直线,能作为函数的图象的是(   )

A.B.

C.D.

题型02集合与区间的转化

【典例1】(23-24高一·全国·课堂例题)用区间表示下列数集:

(1) ;

(2) ;

(3)且 ;

(4) ;

(5) .

【典例2】(23-24高一·全国·课后作业)试用区间表示下列实数集

(1);

(2);

(3);

(4);

【变式1】(2024高一·全国·专题练习)用区间表示下列集合:

(1)用区间表示为 ;

(2)用区间表示为 .

【变式2】(23-24高一·全国·课堂例题)用区间表示下列集合:

(1);

(2);

(3);

(4).

题型03同一个函数

【典例1】(23-24高一上·浙江杭州·期中)下列函数中,与函数是同一函数的是(    )

A.B.

C.D.

【典例2】(23-24高一上·安徽·期末)中文“函数”一词,最早是由近代数学家李善兰翻译的,之所以这么翻译,他给出的原因是“凡此变数中函彼变数者,则此为彼之函数”,下列选项中是同一个函数的是(    )

A.与

B.与

C.与

D.与

【变式1】(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)下列各组函数是同一个函数的是(    )

A.与B.与

C.与D.与

【变式2】(多选)(23-24高一下·山东淄博·期中)下列各组函数是同一函数的是(    )

A.与B.与

C.与D.与

题型04求函数值

【典例1】(23-24高一上·四川遂宁·期末)已知函数,则(    )

A.B.2C.D.1

【典例2】(23-24高一上·黑龙江·期中)已知函数,则 .

【变式1】(23-24高一上·广东韶关·阶段练习)若,的值为 .

【变式2】(23-24高一上·浙江温州·期末)已知函数,则 .

题型05根据函数值求自变量或参数

【典例1】(23-24高二下·山东烟台·阶段练习)已知函数,且,则实数的值等于(    )

A.B.C.2D.

【典例2】(23-24高一上·辽宁大连·期中)已知,,则m等于(    )

A.0B.C.D.

【变式1】(23-24高一上·海南海口·期中)已知函数,且,则 .

【变式2】(23-24高三上·四川·阶段练习)已知函数,若,则 .

题型06函数的定义域(具体函数的定义域)

【典例1】(23-24高一上·浙江杭州·期中)函数的定义域为(    )

A.B.

C.D.

【典例2】(23-24高一上·北京·期中)函数的定义域为 .

【变式1】(23-24高一下·广东韶关·阶段练习)函数的定义域是 .(结果写成集合或区间形式,否则不得分)

【变式2】(23-24高一上·北京·期中)函数的定义域是 .

题型07函数的定义域(抽象函数的定义域)

【典例1】(23-24高一上·重庆璧山·阶段练习)已知函数的定义域为,则的定义域为(    )

A.B.C.D.

【典例2】(23-24高一上·江西南昌·期中)已知函数的定义域为,则函数的定义域为(      )

A.B.C.D.

【变式1】(23-24高一上·福建莆田·期中)已知函数的定义域为,则函数的定义域为(    )

A.B.C.D.

【变式2】(23-24高一上·安徽六安·期中)已知函数的定义域为,则函数的定义域为 .

【变式3】(23-24高一上·广东惠州·阶段练习)若函数的定义域为,则函数的定义域为 .

题型08函数的定义域(复合函数的定义域)

【典例1】(2024·河北衡水)已知函数的定义域为R,则实数k的取值范围是

A.B.C.D.

【典例2】(23-24高一上·河北衡水·阶段练习)已知函数.

(1)当时,求函数的定义域;

(2)若函数的定义域为,求实数的取值范围.

【变式1】(23-24高二上·福建泉州·期中)已知函数的定义域,则实数的取值范围为

A.B.

C.D.

【变式2】(23-24高二下·辽宁阜新·期末)函数的定义域是 .

【变式3】(23-24高二上·广东清远·期末)设函数.

(1)当时,求函数的定义域;

(2)若函数的定义域为,求实数的取值范围.

题型09函数的定义域(实际问题中的定义域)

【典例1】(23-24高一上·四川成都·期中)一枚炮弹发射后,经过落到地面击中目标.炮弹的射高为,且炮弹距地面的高度(单位:)与时间(单位:)的关系为.该函数定义域为(    )

A.B.C.D.

【典例2】(23-24高一上·贵州遵义·期中)将长度为2的一根铁丝折成长为的矩形,矩形的面积关于的函数关系式是,则函数的定义域为

A.B.C.D.

【变式1】(23-24高一·全国·单元测试)已知等腰三角形的周长为,底边长是腰长的函数,则函数的定义域为( )

A.B.C.D.

【变式2】(23-24高一上·江苏淮安·期末)如图所示,在一张边长为20cm的正方形铁皮的4个角上,各剪去一个边长是cm的小正方形,折成一个容积是的无盖长方体铁盒,试写出用表示的函数关系式,并指出它的定义域.

【典例1】(23-24高一上·广西南宁·阶段练习)函数的值域为 .

【典例2】(23-24高一上·河北石家庄·阶段练习)求下列函数的值域.

(1),

(2)

【变式1】(23-24高一上·北京·期中)函数,的值域是(  )

A.B.C.D.

【变式2】(23-24高一上·云南丽江·阶段练习)函数在的值域为 .

【变式3】(2024高一上·全国·专题练习)求下列函数的值域.

(1);

(2);

【典例1】(2024高一上·安徽·竞赛)已知函数,则的值域为 .

【典例2】(23-24高一上·河北邢台·阶段练习)函数的最大值为 .

【变式1】(23-24高一上·福建莆田·期中)已知函数,则的值域是 .

【变式2】(23-24高一上·江苏南京·期中)函数的值域是 .

【典例1】(23-24高一上·广西南宁·期中)若,则函数的值域为(    )

A.B.C.D.

【典例2】(23-24高一上·四川宜宾·期中)函数的值域是(    )

A.B.C.D.

【变式1】(2024高一上·全国·专题练习)求函数的值域

【变式2】(2024高三·全国·专题练习)求函数的值域.

【变式3】(2024高一·全国·专题练习)求函数的值域.

【典例1】(23-24高三上·山西吕梁·阶段练习)函数的最大值为(    )

A.4B.2C.D.

【典例2】(23-24高一上·江苏苏州·阶段练习)求下列函数的值域:

(1)

【变式1】(23-24高一上·全国·课后作业)求下列函数的值域.

(1);

【典例1】(23-24高一上·天津红桥·期中)已知函数 ,则函数的值域为 .

【典例2】(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)若,则函数的值域为(    )

A.B.

C.D.

【变式1】(23-24高一上·河南南阳·阶段练习)函数的值域为 .

【典例1】(2024高一·全国·专题练习)函数的值域是 .

【典例2】(23-24高一·全国·课后作业)作出下列函数的图象,并根据图象求其值域:

(1),;

(2),.

【变式1】(23-24高一上·上海·阶段练习)函数的值域为

强化训练

A夯实基础

一、单选题

1.(23-24高一上·广东韶关·阶段练习)设,如下选项是从M到N的四种应对方式,其中是M到N的函数是(    )

A.B.

C.D.

2.(23-24高一上·重庆北碚·期末)函数的定义域为(    )

A.B.

C.D.

3.(23-24高一上·江苏宿迁·期中)函数,则的定义域是(   )

A.B.

C.D.

4.(23-24高一上·河南商丘·期中)下列四组函数中,表示同一个函数的一组是(    )

A.,

B.,

C.,

D.,

5.(23-24高一上·广东广州·期中)函数的值域是(    )

A.B.C.D.

6.(2024·江苏南通·二模)已知对于任意,都有,且,则(    )

A.4B.8C.64D.256

7.(23-24高一上·四川广安·期中)若函数的值域为,则实数m的取值范围是(    ).

A.B.

C.D.

8.(23-24高一上·陕西西安·期中)已知函数的定义域为R,则实数的取值范围是(  )

A.B.

C.D.

二、多选题

9.(23-24高一上·山东临沂·期中)下列各组函数中,两个函数是同一函数的有(    )

A.与

B.与

C.与

D.与

10.(23-24高一上·四川眉山·期中)若函数的定义域为,值域为,则可以取(    )

A.B.C.D.

三、填空题

11.(23-24高一上·贵州·阶段练习)已知函数,则 .

12.(2024高三·上海·专题练习)若函数的值域为,则实数a的值为 .

四、解答题

13.(2023高一上·全国·专题练习)求下列函数的值域.

(1);

(2).

14.(23-24高一上·云南昆明·期中)已知,.

(1)当时,求的解集;

(2)若的解集为,求实数的值;

(3)当时,求关于的不等式的解集.

B能力提升

1.(23-24高一上·安徽芜湖·期中)定义:称为区间的长度,若函数的定义域与值域区间长度相等,则的值为(    )

A.B.C.4或D.与的取值有关

2.(23-24高一上·广东深圳·期中)若函数的定义域为,则实数的取值范围是(    )

A.B.

C.D.

3.(2024·辽宁沈阳)定义两种运算:,,则函数的解析式为(    )

A.,

B.,

C.,

D.,

4.(23-24高一上·重庆南岸·阶段练习)高斯是德国著名的数学家,享有“数学王子”的称号,用其名字命名的“高斯函数”为:设,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数,例如:,、已知函数,则函数的值域是(    )

A.B.C.D.

C新定义题型

1.(23-24高一上·辽宁大连·阶段练习)设函数在其图象上横坐标与纵坐标相等的点称为这个函数的稳定点.

(1)求函数的稳定点;

(2)若函数有两个关于原点对称的稳定点A,B,求a的值及函数的稳定点;

(3)已知函数,.若,函数恒有两个相异的稳定点,求a的取值范围.