第一篇:函數(shù)的值域與最值教案
專題課
函數(shù)的值域與最值
教材分析:1.值域是函數(shù)的三要素之一,函數(shù)的值域與最值,特別是最值是高考重點,而且考察的題型涉及選擇、填空、解答題.2.值域與最值知識在教材中比較分散,且方法較多,因此教學(xué)中要善于總結(jié).教學(xué)設(shè)計:通過對例題的變式訓(xùn)練,讓學(xué)生在問題的認(rèn)知、探索、發(fā)現(xiàn)、設(shè)計、解決、創(chuàng)造等全過程、全方位、深層次中進(jìn)行主體性、實質(zhì)性的參與.教學(xué)目標(biāo):1.知識目標(biāo):讓學(xué)生掌握求值域的基本方法及基本函數(shù)的的值域.2.能力目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、總結(jié)、化歸的能力,熟練各種方法.3.情感目標(biāo):在探究的過程中形成良好的數(shù)學(xué)素質(zhì)和正確的學(xué)習(xí)態(tài)度.教學(xué)重點:求值域的方法.教學(xué)難點:判別式法、單調(diào)性法.教學(xué)方法:導(dǎo)練法 教學(xué)過程: 一.知識提煉:
1.函數(shù)的值域
值域是__________組成的集合,它是由_________和______________確定的.2.基本函數(shù)的值域
(1).一次函數(shù)y?kx?b?k?0?的值域是______.(2).二次函數(shù)y?ax2?bx?c(a?0),當(dāng)a?0時,值域是_______________,當(dāng)a?0時,值域是_______________.(3).反比例函數(shù)y?kx?k?0?的值域是__________________.(4).指數(shù)函數(shù)y?ax?a?0且a?1?的值域是_____________.(5).對數(shù)函數(shù)y?logax?a?0且a?1?的值域是_____________.3.求值域的基本方法(1).形如y?ax?bmx?n?mn?0?的函數(shù),用________________________________求值域.(2).形如y?ax2?bx?c(a?0)的函數(shù),用___________求值域,要特別注意定義域.二次函數(shù)在給出區(qū)間上的最值有兩類:
一是求閉區(qū)間?a,b?上函數(shù)的最值問題;
二是求區(qū)間確定(運動),對稱軸運動(確定)時函數(shù)的最值問題。在求二次函數(shù)的最值問題時,一定要注意數(shù)形結(jié)合,注意“兩看”: 一看開口方向;
二看對稱軸與所給區(qū)間的相對位置關(guān)系。
(3).形如y?ax2?bx?cmx2?nx?e?m,a至少一個不為0?的函數(shù),可用____________求值域.(4).形如y?f?x??g?x?的函數(shù)用_______________求值域.(5).其它方法:不等式法,導(dǎo)數(shù)法,單調(diào)性法,函數(shù)的有界性,圖象法等.二.典例示范:
例1.求下列各函數(shù)的值域.(1)y?x2?4x?3?x?R?
變式1:當(dāng)x??-1,3?時,求函數(shù)值域.變式2:當(dāng)x??t,t?1??t?R?時,求函數(shù)的最小值.點評:(2)y?x?4x?x?0?
變式:當(dāng)x??1,5?時,求函數(shù)的值域.點評:
(3)y?x2?x?1x?1
變式1:將函數(shù)式改為y?x2-x-2x?1,值域如何求?
變式2:將函數(shù)式改為y?x2?x?1x2?1,值域如何求?
點評:
(4)y?x?1?x
變式1:將函數(shù)式改為y?x-1?x,值域如何求?
變式2:將函數(shù)式改為y?x?1?x2,值域如何求?
點評:
例2.已知f(x)?2?log3x(1?x?9),求函數(shù)g(x)?f2(x)?f(x2)的最大值與最小值.點評:
探究題.已知函數(shù)f(x)?x2?2x?ax,x?[1,??)(1)當(dāng)a?
時,求函數(shù)f(x)的最小值 ;(2)若對任意x?[1,??),f(x)?0恒成立,試求實數(shù)a的取值范圍.三.基礎(chǔ)練習(xí):
1.函數(shù)y?x2?5的值域為x2______________.?42.y?3?2x?x2 的值域是______________.3.y?x?2x?1的最小值是______________.4.y?2x?1x?3的值域是______________.5.函數(shù)f?x??2x2?13x3在區(qū)間[-1,5]上的最大值是______
6.函數(shù)y?2?2x2x?1的值域為()
A.(??,?2]?[?1,??)B.(??,?2)?(?1,??)
C.?yy??1,y?R? D.?yy??2,y?R?
7.已知函數(shù)f(x)的值域是[3,489],試求y?f(x)?1?2f(x)的值域.8.已知函數(shù)f?x??logmx2?8x?n3x2?1的定義域為R,值域為?0,2?,求實數(shù)m,n的值.四.歸納總結(jié):
1.求值域時不但要重視對應(yīng)法則的作用,而且要特別注意定義域的制約作用.2.求值域問題的結(jié)果要寫成集合或區(qū)間形式.3.熟練掌握求值域的幾種方法,積累經(jīng)驗,掌握規(guī)律,根據(jù)問題的不同特點,綜合而靈活地運用條件選擇方法求之.五.布置作業(yè)
第二篇:函數(shù)的值域與最值的求法一教案
函數(shù)的值域與最值的求法一(2課時)
2011年2月14號 星期一
重難點:函數(shù)值域與最值的求法
口訣:分式分,單調(diào)單,拋物找軸最關(guān)鍵;絕對脫,根式換,化為二次方程判;
x2?13x1、觀察法: 例題: ①y=2;②y=x
x?23?
12、配方法:y=a(f(x))2+bf(x)+c(a≠0)例題:①求y=-x2+2x+5,x ∈[2,3]的值域;②y=4-3?2x?x2;③y= 3x2-x+2;④y=?x2?6x?5
3、代數(shù)換元法:y=ax+b±cx?d
例題:①y=2x+1?2x;②y=x+41?x;③y=x+2x?1;④y=2x-5+15?4x;⑤y=2x-4x?13 ⑥y=2x-1?x⑦y=x-1?2x
4、中間變量法(定義域為R)
x2?1例題:y=2
x?
25、三角函數(shù)的有界性法(幾何意義法:斜率公式)
3x?21?x例題:①y=②y=
5?4x2x?5??, ]或設(shè)x=cos22??θ, θ∈[0,Л] 題中出現(xiàn)1?x2可設(shè)x=tanθ, θ∈(-,)或設(shè)x=cosθ,22θ∈(0,Л)ax?ba7、分離常量法:y=(結(jié)果規(guī)律:y≠)
cx?dc6、三角函數(shù)換元法:題中出現(xiàn)1?x2可設(shè)x=sinθ, θ∈[-ax?b3x?21?x10x?10?x8、反函數(shù)法:y=例題:①y=②y= ③y=x
cx?d5?4x2x?510?10?xa1x2?b1x?c19、判別式法:y=(定義域為R)即分子或分母中含有二次三項式a2x2?b2x?c2的分式函數(shù) 3xx2?x?32x2?x?2x2?2x?2例題:①y=2;②y=2;③y=2④y=2⑤x?4x?x?1x?x?1x?x?12xx2?x?2x2?xy=2⑥y=2 ⑦y=2 x?x?1x?4x?3x?x?1kx2?
310、均值不等式法y=f(x)+(f(x)>0,k>0)y=
2f(x)x?
211、單調(diào)性法(對勾函數(shù)y=ax+
12、數(shù)形結(jié)合法(分段函數(shù))
b(a,b>0))x例題:設(shè)函數(shù)g(x)?x2?2(x?R),(x)?x?4,x?g(x),f(x)?{gg(x)?x,x?g(x).則f(x)的值域是()
9?9??9?(A)??,0??(1,??)(B)[0,??)(C)[?,??)(D)??,0??(2,??)
4?4??4?
13、導(dǎo)數(shù)法
課堂練習(xí)題:
1、求下列函數(shù)的值域:
x2?x(1)y=2 解法一:配方法;解法二:判別式法
x?x?1(2)y=x-1?2x 解法一:換元法;解法二:單調(diào)性法(3)y=-xx?2x?22換元法
10x?10?x(4)y=x ?x10?10 反函數(shù)法
(5)f(x)=(x-1)3x2在[-1,1]上的最值。
2五、課下練習(xí)作業(yè):練習(xí)冊P121
第三篇:函數(shù)值域問題
努力今天成就明
天
知識就是財富
求分式函數(shù)值域的幾種方法
求分式函數(shù)值域的常見方法 1 用配方法求分式函數(shù)的值域
如果分式函數(shù)變形后可以轉(zhuǎn)化為y?配方,用直接法求得函數(shù)的值域.例1 求y?解:y?1的值域.22x?3x?113?1?2?x???4?8?2a?b的形式則我們可以將它的分母2a1x?b2x?c22,3?11?因為2?x???≥?,4?88?所以函數(shù)的值域為:???,?8?∪?0,???.x2?x例2 求函數(shù)y?2的值域.x?x?1解:y?2?1?1,2x?x?121?33?因為x?x?1??x???≥,2?44?所以?3?1≤2?0,4x?x?12 ?1?故函數(shù)的值域為??,1?.?3?先配方后再用直接法求值域的時候,要注意自變量的取值范圍.取“?”的條件.利用判別式法求分式函數(shù)的值域
我們知道若ax2?bx?c?0?a?0,a,b?R?有實根,則??b2?4ac≥0常常利用這一結(jié)論來求分式函數(shù)的值域.x2?3x?4例1 求y?2的值域.x?3x?4解:將函數(shù)變形為?y?1?x2??3y?3?x??4y?4??0?①,當(dāng)y?1時①式是一個關(guān)于x的一元二次方程.因為x可以是任意實數(shù),所以?≥0,即?3y?3??4?y?1??4y?4???7y?50y?7≥0,解得,17≤y≤1或1?y≤7,又當(dāng)y?1時,x?0,?1?故函數(shù)的值域為?,7?.?7?2x2?bx?c例2 函數(shù)y?的值域為?1,3?,求b,c的值.2x?1解:化為?y?2?x?bx?y?c?0,⑴當(dāng)y?2時x?R???b?4?y?2??y?c?≥0,?4y2?4?c?2?y?8c?b2≥0,由已知4y2?4?c?2?y?8c?b2?0的兩根為1,3,由韋達(dá)定理得,c?2,b??2.⑵當(dāng)y?2時x?2?c?0有解 b綜上⑴和⑵,b??2,c?2.由這兩個例題我們知道在利用判別式法求分式函數(shù)的值域時要注意下列問題:
1、函數(shù)定義域為R(即分母恒不為0)時用判別式求出的值域是完備的.2、當(dāng)x不能取某些實數(shù)時(分母為零),若要用判別式法求它的值域則需要對使y?a2x2?b2x?c2??a1x2?b1x?c1的判別式??0的y值進(jìn)行檢驗.3、轉(zhuǎn)換后的一元二次方程若二次項系數(shù)中含有字母則需要討論其是否為0只有在其不為0的情況下才可以使用判別式法.3.利用函數(shù)單調(diào)性求分式函數(shù)的值
對于求函數(shù)的值域問題,我們通常使用能夠揭示此類函數(shù)本質(zhì)特征的通性通法即利用函數(shù)的單調(diào)性來求其值域.例1求函數(shù)y?解:y?2x?1(x?R,x??1)的值域.x?12x?12(x?1)?33,?2??x?1x?1x?13是x減函數(shù)進(jìn)而y是x的增函數(shù),于是y????,?2?; x?1當(dāng)x??1時,當(dāng)x??1時,同樣y是x的增函數(shù),于是y??2,???; 所以y?2x?1(x??1)的值域為???,?2?∪?2,???.x?1a的單調(diào)性的結(jié)論: x在求分式函數(shù)時我們常運用函數(shù)y?x??⑴當(dāng)a?0時在??,a和??a,??上增函數(shù),在??a,0和0,a上是減函數(shù).??????⑵當(dāng)a?0時在???,0?和?0,???上是增函數(shù).例求函數(shù)y?x(1≤x≤3)的值域.2x?x?4解:x?0所以y?x.4x??1x4令t?x?在?1,2?上是減函數(shù),在?2,3?是上增函數(shù),x所以x?2時,tmin?4;
x?1時,tmax?5;
所以t??4,5?,t?1??3,t?,?11?故值域為?,?.?43?4.利用反函數(shù)法(反解)求分式函數(shù)的值域
設(shè)y?f(x)有反函數(shù),則函數(shù)y?f(x)的定義域是它反函數(shù)的值域,函數(shù)y?f(x)的值域是其反函數(shù)的定義域.那么如果一個分式函數(shù)的反函數(shù)存在,我們就可以通過求反函數(shù)的定義域來求其值域.例1 求函數(shù)y?2x的值域.5x?12x1(x??)的映射是一一映射因此反函數(shù)存在,其反函數(shù)為5x?152??,5?解:由于函數(shù)y?y?x? 明顯知道該函數(shù)的定義域為?x|x?2?5x?2??2??故函數(shù)的值域為???,?∪?,???.5??5??說明:由于本方法中所具有的某些局限性,一般說來,用此方法求值域只用y?ax?b(c≠0)的函數(shù),并且用此方法求函數(shù)的值域,也不是比較理想的方法.我們用這種cx?d方法目的是找關(guān)于y的不等式所以反函數(shù)求值域的實質(zhì)是反函數(shù)的思想樹立這種思想是我們的宗旨.下面這種方法就是利用了反函數(shù)的思想比較通用的方法.5.利用方程法求分式函數(shù)的值域
4x2?7x??0,1?求函數(shù)例1(2005年全國高考理科卷Ⅲ第22題)已知函數(shù)f(x)?2?xf(x)的值域
4x2?7解:f(x)?,x??0,1?,2?x所以2y?xy?4x2?7,x??0,1?,即4x2?yx?(7?2y)?0,x??0,1?.這樣函數(shù)的值域即為關(guān)于x的方程4x2?yx?(7?2y)?0在x??0,1?內(nèi)有解的y的取值集.令g(x)?4x2?yx?(7?2y),x??0,1?,則關(guān)于x的方程4x2?yx?(7?2y)?0在x??0,1?內(nèi)有解?g(0)?g(1)≤0 ?g(0)?0?g(1)?0?77?或???≤y≤?3或?4≤y≤???4≤y≤3,by22?0??2a??2?4?1???b?4ac?y?4?(?7?2y)?0即所求函數(shù)的值域為??4,?3?..利用換元法求分式函數(shù)的值域
當(dāng)題目的條件與結(jié)論看不出直接的聯(lián)系(甚至相去甚遠(yuǎn))時,為了溝通已知與未知的聯(lián)系,我們常常引進(jìn)一個(或幾個)新的量來代替原來的量,實行這種“變量代換”往往可以暴露已知與未知之間被表面形式掩蓋著的實質(zhì),發(fā)現(xiàn)解題方向.換元法是一種重要的數(shù)學(xué)解題方法,掌握它的關(guān)鍵在于通過觀察、聯(lián)想,發(fā)現(xiàn)與構(gòu)造出變換式(或新元換舊式、或新式換舊元、或新式換舊式).在中學(xué)數(shù)學(xué)問題中,常見的基本換元形式有式代換、三角代換、點代換、參數(shù)代換等.x2?4x?4,x?[?1,0]的值域. 例1 求函數(shù)f(x)?2x?4x?5解:令t?x?2,t2則y?2?t?111,?[,1]. 1t21?2t115因為1?2?[,2],t414所以函數(shù)f(x)的值域是[,].
25x4例2 求函數(shù)y?的值域.
(1?x2)3解:令x?tan?,??(???,),22tan4?tan4??則y??sin4?cos2? 233(1?tan?)sec?1?sin2?sin2?2cos2?21?sin2??sin2??2cos2??4≤?.??2?327?6
3當(dāng)且僅當(dāng)tan2??2時“?”成立.x4?4?所以函數(shù)y?的值域為0,?.?(1?x2)3?27?在這道例題中不僅用了換元法還用了均值不等式.利用三角函數(shù)來代換是我們在用換元法解題最常用的在換元后根據(jù)三角函數(shù)的有界性求能求出函數(shù)的值域.在用換元法的時候重要的就是要注意換元后的自變量發(fā)生了改變,那么它的定義域也就變了.注意到這點才能準(zhǔn)確地求出值域.7.利用不等式法求分式函數(shù)的值域
“不等式法”就是通過利用不等式的一些性質(zhì)和均值不等式來求某些具有一定特性的分式函數(shù)的值域.若原函數(shù)通過變形后的分子分母符和下列條件①各變數(shù)為正;②各變數(shù)的和或積為常數(shù).則可以考慮用均值不等式求它的值域.要注意在得到結(jié)論之后要說明其中等號能夠取到.例1 求函數(shù)y?解:y?24(x?1)(x??1)的值域.(x?3)224(x?1)24.?24(x?1)?4(x?1)?4(x?1)??4x?14因為x?1?0,所以x?1?≥4,x?14則x?1??4?8,x?124所以0?y≤?3(當(dāng)x?1時取等號),8故函數(shù)的值域為?0,3?.例2 設(shè)Sn?1?2?3???n,n?N求f(n)?中數(shù)學(xué)聯(lián)賽)
解:f(n)?Sn(n?32)Sn?1Sn的最大值.(2000年全國高
(n?32)Sn?1n(n?1)nn2??2,?(n?1)(n?2)(n?32)(n?2)n?34n?64(n?32)?27 即化為了求分式函數(shù)最值的問題f(n)?164n?34?n.又因為n?34?當(dāng)n?6464?34?50,≥2n?nn641即n?8時“?”成立,所以對任何n?N有f(n)≤,n501故f(n)的最大值為.50例2表面上看是數(shù)列的問題而實際是我們可以將其轉(zhuǎn)化為求函數(shù)值域的問題在這里我們利用均值不等式的性質(zhì)來求其值域就使得整個解題過程利用數(shù)更簡單.8.斜率法求分式函數(shù)的值域
數(shù)形結(jié)合是中學(xué)數(shù)學(xué)中的一種重要的數(shù)學(xué)思想方法.數(shù)是形的抽象概括,形是數(shù)的直觀表現(xiàn).華羅庚先生指出:數(shù)缺形時少直覺,形少數(shù)時難入微,數(shù)形結(jié)合百般好,隔離分家萬事休.這種方法不僅僅體現(xiàn)在數(shù)學(xué)的其它領(lǐng)域中,在求函數(shù)的值域與最值時也有良好的反映.聯(lián)想到過A(x1,y1),B(x2,y2)的直線LAB的斜率為kAB?函數(shù)化為斜率式并利用數(shù)形結(jié)合法來求函數(shù)的值域.3t22(t?)的最小值.例1 求函數(shù)f(t)?2(3t?2)3y2?y1,我們可以考慮把分式x2?x13t2?02解:函數(shù)f(t)可變形為f(t)?(t?),6t?43設(shè)A(6t,3t2),B(4,0)則f(t)看作是直線AB的斜率,令x?6t,y?3t2則x2?12y(x?4).在直角坐標(biāo)系中A點的軌跡為拋物線的一部分直線與拋物線相切是斜率最小.過點B(4,0)直線方程為:y?k(x?4)將它代入x2?12y,有x2?12kx?48k?0,則??0推算出k?即t?8時,f(t)min?4.34此時x?8,38 x2?x?11例2 求y?(?≤x≤1)的值域.x?12(x2?x)?1解:y?,令A(yù)(?1,1),B(x,x2?x),x?(?1)則y?kAB,點B的軌跡方程為y?x2?x(?1≤x≤1),21151B1(?,?),B2(1,2),kAB1??,kAB2?,2422所以y?k?51?AB????2,2??,即函數(shù)的值域為??51???2,2??.
第四篇:二次函數(shù)的最值教案
豐林中學(xué) 任志庫
一、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1、會通過配方或公式求出二次函數(shù)的最大或最小值;
2、在實際應(yīng)用中體會二次函數(shù)作為一種數(shù)學(xué)模型的作用,會利用二次函數(shù)的性質(zhì)求實際問題中的最大或最小值;
(二)過程與方法
通過實例的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生嘗試解決實際問題,逐步提高分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的意識。
(三)情感態(tài)度價值觀
1、使學(xué)生經(jīng)歷克服困難的活動,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動中獲得成功的體驗,建立學(xué)好數(shù)學(xué)的信心;
2、通過對解決問題過程的反思,獲得解決問題的經(jīng)驗和獲得新的思想知識的方法,從而體會熟悉活動中多動腦筋、獨立思考、合作交流的重要性。
四、教學(xué)重點與難點
1、教學(xué)重點:實際問題中的二次函數(shù)最值問題。
2、教學(xué)難點:自變量有范圍限制的最值問題。
二、課堂教學(xué)設(shè)計過程
(一)復(fù)習(xí)導(dǎo)入 以舊帶新
1、二次函數(shù)的一般形式是什么?并說出它的開口方向、對稱軸、頂點坐標(biāo)。
2、二次函數(shù)y=-x2+4x-3的圖象頂點坐標(biāo)是()
當(dāng)x
時,y有最
值,是______。
3、二次函數(shù)y=x2+2x-4的圖象頂點坐標(biāo)是()當(dāng)x
時,y有最
值,是______。
分析:由于函數(shù)的自變量的取值范圍是全體實數(shù),所以只要確定他們的圖像有最高點或最低點,就可以確定函數(shù)有最大值或最小值。
設(shè)計意圖:復(fù)習(xí)與本節(jié)課有關(guān)的知識,可充分調(diào)動學(xué)生思維的積極性,又為新課做好準(zhǔn)備。
(二)創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入新課
1、試一試:
1.有長為30米得籬笆,利用一面墻(墻的長度不超過10米),圍成中間隔有一道籬笆(平行于BC)的矩形花圃。設(shè)花圃的一邊BC為x米,面積為y平方米。
(1)求y與x的函數(shù)關(guān)系式;
(2)能否使所圍矩形花圃的面積最大?如果能,求出最大的面積;如果不能,請說明理由。設(shè)計意圖:讓學(xué)生從已學(xué)的用配方法或公式法求二次函數(shù)的最值,在教學(xué)時,可讓學(xué)生充分討論、發(fā)言,培養(yǎng)學(xué)生的合作探究精神,可讓學(xué)生感受到成功的喜悅。
2。直擊中考:
例2.某商店購進(jìn)一批單價為20元的日用品,如果以單價30元銷售,那么一個月內(nèi)可以售出400件.根據(jù)銷售經(jīng)驗,提高單價會導(dǎo)致銷售量的減少,即銷售單價每提高1元,銷售量相應(yīng)減少20件.售價提高多少元時,才能在一個月內(nèi)獲得最大利潤? 分析:解決實際問題時,應(yīng)先分析問題中的數(shù)量關(guān)系,列出函數(shù)關(guān)系式,求出自變量的取值范圍,結(jié)合圖像和二次函數(shù)的性質(zhì)求w的最大值。
(四)課堂練習(xí),見導(dǎo)學(xué)案
(五)課堂小結(jié),回顧提升
本節(jié)課我們研究了二次函數(shù)的最值問題,主要分兩種類型:
(1)如果自變量的取值范圍是全體實數(shù),那么函數(shù)在頂點處取最值;
(2)如果自變量的取值范圍不是全體實數(shù),要根據(jù)具體范圍加以分析,結(jié)合函數(shù)圖像的同時利用函數(shù)的增減性分析題意,求出函數(shù)的最大值或最小值。
另:當(dāng)給出了函數(shù)的一般形式時,不管自變量是否受限制,常常要配方化為頂點式來求最值問題。
(六)布置作業(yè),
第五篇:分式函數(shù)值域解法
分式函數(shù)值域解法匯編
甘肅省定西工貿(mào)中專文峰分校 張占榮
函數(shù)既是中學(xué)數(shù)學(xué)各骨干知識的交匯點,是數(shù)學(xué)思想,數(shù)學(xué)方法應(yīng)用的載體,是初等數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)的銜接點,還是中學(xué)數(shù)學(xué)聯(lián)系實際的切入點,因此函數(shù)便理所當(dāng)然地成為了歷年高考的重點與熱點,考查函數(shù)的定義域、值域、單調(diào)性、奇偶性、反函數(shù)以及函數(shù)圖象。而對函數(shù)值域的考查或是單題形式出現(xiàn),但更多的是以解題的一個環(huán)節(jié)形式出現(xiàn),其中求分式函數(shù)的值域更是學(xué)生失分較大知識點之一。為此,如何提高學(xué)生求分式函數(shù)值域的能力,是函數(shù)教學(xué)和復(fù)習(xí)中較為重要的一環(huán),值得探討。下面就本人對分式函數(shù)值域的教學(xué)作如下探究,不餒之處、敬請同仁指教。
一、相關(guān)概念
函數(shù)值是指在函數(shù)y=f(x)中,與自變量x的值對應(yīng)的y值。
函數(shù)的值域是函數(shù)值的集合,是指圖象在y軸上的投影所覆蓋的實數(shù)y的集合。函數(shù)的值域由函數(shù)的定義域及其對應(yīng)法則唯一確定;當(dāng)函數(shù)由實際問題給出時,函數(shù)的值域由問題的實際意義確定。
分式函數(shù)是指函數(shù)解析式為分式形式的函數(shù)。
二、分式函數(shù)的類型及值域解法
類型一:一次分式型
一次分式型是指分子與分母都是關(guān)于自變量x(或參數(shù))的一次函數(shù)的分式函數(shù)。
1.y=(a0)型
例1 求函數(shù)y=的值域。
解法一:常數(shù)分離法。將y=轉(zhuǎn)化為y=(k1,k2為常數(shù)),則yk1 解:∵y==,∴
y。
解法二:反函數(shù)法。利用函數(shù)和它的反函數(shù)的定義域與值域的互逆關(guān)系,通過求反函數(shù)的定義域,得到原函數(shù)的值域。
解:反解y=得x=,對調(diào) y=(x),∴函數(shù)y=的值域為
y。
2.y=(a0)型
分析:這是一道含三角函數(shù)的一次分式函數(shù),由于含三角函數(shù),不易直接解出x,但其有一個特點:只出現(xiàn)一種三角函數(shù)名??梢钥紤]借助三角函數(shù)值域解題,其實質(zhì)跟y=(t=sinx)在t的指定區(qū)間上求值域類似。
即:將y=反解得sinx=f(y),而-1≤sinx≤1,即-1≤f(y)≤1,解之即可。
例2 求函數(shù)y=的值域。
解:由y=得,sinx=,∵-1≤sinx≤1,∴-1≤≤1,解之得≤y≤3。
3.y=或y=(a0)型
分析:這道題不僅含有三角函數(shù),且三角函數(shù)不同,例2解法行不通,但反解之后會出現(xiàn)正、余弦的和、差形式,故可考慮用疊加法。
即:去分母以后,利用疊加公式和|sinx|≤1解題。
例3 求函數(shù)y=
解:∵2cosx+100,∴3sinx-2ycosx=10y+3。的值域。
∴, 其中,由∴和,整理得8y+5y≤0。2得,∴≤y≤0 即原函數(shù)的值域為[,0]。
總結(jié):求一次分式函數(shù)的值域,首先要看清楚是在整個定義域內(nèi),還是在指定區(qū)間上;其次用反函數(shù)法解題;再次還要注意含三角函數(shù)的分式函數(shù),其實質(zhì)是在指定區(qū)間上求分式函數(shù)的值域。
類型二:二次分式型
二次分式型是指分子與分母的最高次項至少有一項是關(guān)于x的二次函數(shù)。由于出現(xiàn)了x2項,直接反解x的方法行不通。但我們知道,不等式、函數(shù)、方程三者相互聯(lián)系,可以相互轉(zhuǎn)化。所以可考慮將其轉(zhuǎn)化為不等式或方程來解題。
1.y=(a、d不同時為0),x∈R型
分析:去分母后,可將方程看作是含參數(shù)y的二次方程f(x)=0。由于函數(shù)的定義域并非空集,所以方程一定有解,≥0(f(y)≥0),解該不等式便可求出原函數(shù)的值域。
≥0(=f(y)),即:用判別式法。先去分母,得到含參數(shù)y的二次方程f(x)=0,根據(jù)判別式
即可求出值域。
例4 求函數(shù)y=的值域。
解:由y=得yx2-3x+4y=0。
當(dāng)y=0時,x=0,當(dāng)y≠0時,由△≥0得-
∵函數(shù)定義域為R,≤y≤。
∴函數(shù)y=的值域為[-,]。
說明:判別式法求二次函數(shù)的值域只適用于在整個定義域內(nèi),但不能用其在指定的區(qū)間上求二次函數(shù)的值域,否則就會放大值域。
2.y=(a、d不同時為0),指定的區(qū)間上求值域型。
例5 求(x<)的值域。
分析:因為x<,所以若用判別式法,可能會放大其值域??梢钥紤]使用均值定理解題。解:∵x<,∴5-4x>0,>0。
∴=1-4x+
=[(5-4x)+ ]-
4≥
2=-2,∴原函數(shù)的值域為。-4
例6 求的值域。
錯解:=≥2。
分析:在使用均值定理時一定要注意使用條件“一定、二正、三相等”,顯然上述解法中和不能相等,“相等”條件不能成立。所以不能使用均值定理。但若用判別式法又無法解決根式問題,此時可考慮借函數(shù)的單調(diào)性求值域。
解:用單調(diào)性法
=,令=t,顯然t≥2,則y=t
+(t≥2),任取2≤t1≤t2,則f(t1)= t1+, f(t2)= t2+,f(t1)-f(t2)=(t1+)-(t2+)=(t1-t2)(1-),∵2≤t1≤t2∴t1-t2<0, t1· t2≥4, 1->0,∴f(t1)-f(t2)=(t1-t2)(1-)<0。
∴f(t1)< f(t2),即函數(shù)y=t+ 在t≥2上單調(diào)遞增。
∴當(dāng)t=
2、即=
2、x=0時,ymin
=,∴原函數(shù)的值域為。
總結(jié):不管是求一次分式函數(shù),還是求二次分式函數(shù)的值域,都必須注意自變量的取值范圍。雖然我們提倡通解通法的培養(yǎng),但一定要看到只有對一類題才可以用通解通法。若失去同一類前提,只強調(diào)通解通法,便是空中樓閣。故要因題而論,就事論事,防止一概而論的錯誤,用辯證和發(fā)展的眼光看待問題,這樣才會起到事半功倍的效果。
三、提煉知識,總結(jié)分式函數(shù)值域解法
求函數(shù)的值域是高中數(shù)學(xué)的難點之一,它沒有固定的方法和模式。但我們可以針對不同的題型進(jìn)行歸類總結(jié),盡最大可能地尋找不同類型分式函數(shù)求值域的通解通法。常用的方法有:
1.反函數(shù)法。反函數(shù)法是求一次分式函數(shù)的基本方法,是利用函數(shù)和它的反函數(shù)的定義域與值域的互逆關(guān)系,通過求反函數(shù)的定義域,得到原函數(shù)的值域。但要注意看清楚是在整個定義域內(nèi),還是在指定區(qū)間上求值域。
2.判別式法。判別式法是求二次分式函數(shù)的基本方法之一,即先去分母,把函數(shù)轉(zhuǎn)化成關(guān)于x的二次方程f(x,y)=0,因為方程有實根,所以判別式△≥0,通過解不等式求得原函數(shù)的值域。需注意的是判別式法求二次函數(shù)的值域只適用于在整個定義域內(nèi)。
3.不等式法。不等式法是利用基本不等式:a+b≥2(a、b∈R+),是在指定區(qū)間上求二次分式函數(shù)的基本方法之一,當(dāng)二次分式函數(shù)在指定區(qū)間上求值域時可考慮用不等式法。用不等式法求值域,要注意均值不等式的使用條件:“一正、二定、三相等”。
4.換元法。換元法是求復(fù)合型分式函數(shù)值域的常用方法。當(dāng)分式函數(shù)的分子或分母出現(xiàn)子函數(shù)(如三角函數(shù))時,可考慮用換元法,將所給函數(shù)化成值域容易確定的另一函數(shù),從而求得原函數(shù)的值域。要注意換元后自變量的取值范圍。
5.單調(diào)性法。單調(diào)性法是通過確定函數(shù)在定義域(或某個定義域的子集)上的單調(diào)性求出函數(shù)的值域的方法。
另外,還可以根據(jù)函數(shù)的特點,利用數(shù)形結(jié)合或求導(dǎo)數(shù)的方法求分式函數(shù)的值域。由于這些方法不是很常用,在此就不多做說明