问题补充说明:求值域的方法,最好有例题附助说明,答的好会有追分哦
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函数值域求法介绍
城区捷胜文昌中学许天一
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定曾磁接站模印线输操,而且还要特别重视定360问答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。对于如何电逐求函数的值域,是学生感更建缺较垂须到头痛的问题,它所涉及到缩养的知识面广,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,就能黄销星把教即具容四起到简化运算过程,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。
1、直接观察法
对于一些比较简单的函或树宣沙们危爱贵数,其值域可通过观察得到。
例1求函数y=的值域
解:x≠0,≠0
显然函数的值域是:(-∞,0)∪(0,+∞)。
例2求函数y=3-的值域思。
解:≥0-≤03-≤3
故函数的值域是:[-∞,3]
2、配方法
配方法是求二次函数值域最基本的方法之一。
例3、求函数y=-2x+5,x[-1,2]的值域。
解:将函数配方得:y原意谓氧况服离=(x-1)+4,x[-1,2],由二次函数的性质可知:
当x=1时,y=4
当x=-1积句衡植态示,时=8
故函数的值域是:[4,8]
3、判别式法
例4求函数y=的值域。
解:原函数化为关x的一元二次方程(y-1)+(y-1)x=0
(1)当y≠争连怕映怕否析关些响1时,xR,△=(-1酒乎微会)-4(y-1)(y-1)≥0
解号氢乎乎践食得:≤y≤
(2)当y=1,时,x=0,而1[,听头越设认]
故函数的值域为[,]
例5求以接波点某函数y=x+的值域。
解:两边平方整理得:2-2(y+1)x+y=0(1)
xR,△=4(y+1)-8y≥0
解得:1-≤y≤1+
但此时的函数的定义域由x(2-x)≥0,得:0≤x≤2。
由△≥0,仅保证关于x的方程:2-2(y+1)x+y=0在实数集R有商实根,而不能确保法用尽胶随良巴率最田其实根在区间[0,2]上,即不能确保方程(1)有实根,由△≥0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。
0≤x≤2,y=x+≥0,
=0,y=1+代入方程(1),解得:=[土笔许敌差信耐顶拿0,2],即当=时,原函数的值域为:[0,1+]。
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6求函数y=值域。
解:由原函数式可得:x=
则其反函数为:y=
其定义域为:x≠
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7求函数y=的值域。
解:由原函数式可得:=
>0,>0
解得:-1<y<1。
故所求函数的值域为(-1,1).
例8求函数y=的值域。
解:由原函数式可得:ysinx-cosx=3y
可化为:sinx(x+β)=3y
即sinx(x+β)=
∵x∈R,∴sinx(x+β)∈[-1,1]。即-1≤≤1
解得:-≤y≤故函数的值域为[-,]。
6、函数单调性法
例9求函数y=(2≤x≤10)的值域
解:令y=,=,则y,在[2,10]上都是增函数。
所以y=y+在[2,10]上是增函数。
当x=2时,y=+=,
当x=10时,=+=33。
故所求函数的值域为:[,33]。
例10求函数y=-的值域。
解:原函数可化为:y=
令y=,=,显然y,在[1,+∞)上为无上界的增函数,所以y=y+在[1,+∞)上也为无上界的增函数。所以当x=1时,y=y+有最小值,原函数有最大值=。
显然y>0,故原函数的值域为(0,]。
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用。
例11求函数y=x+的值域。
解:令x-1=t,(t≥0)则x=+1
∵y=+t+1=+,又t≥0,由二次函数的性质可知
当t=0时,y=1,当t→0时,y→+∞。
故函数的值域为[1,+∞)。
例12求函数y=x+2+的值域
解:因1-≥0,即≤1
故可令x+1=cosβ,β∈[0,∏]。
∴y=cosβ+1+=sinβ+cosβ+1=sin(β+∏/4)+1
∵0≤β≤∏,0≤β+∏/4≤5∏/4
∴-≤sin(β+∏/4)≤1
∴0≤sin(β+∏/4)+1≤1+。
故所求函数的值域为[0,1+]。
例13求函数y=的值域
解:原函数可变形为:y=-
可令x=tgβ,则有=sin2β,=cos2β
∴y=-sin2βcos2β=-sin4β
当β=k∏/2-∏/8时,=。
当β=k∏/2+∏/8时,y=-
而此时tgβ有意义。
故所求函数的值域为[-,]。
例14求函数y=(sinx+1)(cosx+1),x∈[-∏/12∏/2]的值域。
解:y=(sinx+1)(cosx+1)=sinxcosx+sinx+cosx+1
令sinx+cosx=t,则sinxcosx=(-1)
y=(-1)+t+1=
由t=sinx+cosx=sin(x+∏/4)且x∈[-∏/12,∏/2]
可得:≤t≤
∴当t=时,=+,当t=时,y=+
故所求函数的值域为[+,+]。
例15求函数y=x+4+的值域
解:由5-x≥0,可得∣x∣≤
故可令x=cosβ,β∈[0,∏]
y=cosβ+4+sinβ=sin(β+∏/4)+4
∵0≤β≤∏,∴∏/4≤β+∏/4≤5∏/4
当β=∏/4时,=4+,当β=∏时,y=4-。
故所求函数的值域为:[4-,4+]。
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。
例16求函数y=+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:[10,+∞)
例17求函数y=+的值域
解:原函数可变形为:y=+
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,y=∣AB∣==,
故所求函数的值域为[,+∞)。
例18求函数y=-的值域
解:将函数变形为:y=-
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P¹,则构成△ABP¹,根据三角形两边之差小于第三边,
有∣∣AP¹∣-∣BP¹∣∣<∣AB∣==
即:-<y<
(2)当点P恰好为直线AB与x轴的交点时,有∣∣AP∣-∣BP∣∣=∣AB∣=。
综上所述,可知函数的值域为:(-,-]。注:由例17,18可知,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,则要使两点A,B在x轴的同侧。
如:例17的A,B两点坐标分别为:(3,2),(-2,-1),在x轴的同侧;
例18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a+b≥2,a+b+c≥3(a,b,c∈),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,不过有时须要用到拆项、添项和两边平方等技巧。
例19求函y=(sinx+1/sinx)+(cosx+1/cosx)的值域
解:原函数变形为:
y=(+)+1/+1/
=1++
=3++
≥3+2
=5
当且仅当tgx=ctgx,即当x=k∏±∏/4时(k∈z),等号成立。
故原函数的值域为:[5,+∞)。
例20求函数y=2sinxsin2x的值域
解:y=2sinxsinxcosx
=4cosx
=16
=8(2-2)
≤8(++2-)
=8[(++2-)/3]
=
当且当=2-2,即当=时,等号成立。
由≤,可得:-≤y≤
故原函数的值域为:[-,)。
10、多种方法综合运用
例21求函数y=的值域
解:令t=(t≥0),则x+3=+1
(1)当t>0时,y==≤,当且仅当t=1,即x=-1时取等号
所以0<y≤。
(2)当t=0时,y=0。综上所述,函数的值域为:[0,]。
注:先换元,后用不等式法。
例22求函数y=的值域。
解:y=+=+
令x=tg,则=,=sin,
∴y=+sin=-+sin+1
=-+
∴当sin=时,=。当sin=-1时,y=-2。
此时tg都存在,故函数的值域为:〔-2,〕。
注:此题先用换元法。后用配方法,然后再运用sin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。
标签:高中数学,函数