1、函数求值域方法之值域换元法求值域的方法有很多,在众多的方法中,换元法是比较常用且非常有效的求解值域的办法,这里,给大家总结五种常见的换元方法,欢迎大家补充。五种常见换元办法:一般换元法;三角换元法(难度较大) ;三角换常值换元法;双换元法;整体换元法类型一:一般换元法形如:y=ax+b dcx方法:本形式下,部分函数在取值区间内,单调性确定,所以可以直接使用单调性判断,单调性无法确定的时候,本题可使用一般换元的思路,令 t=,用 t 表示 x,带入原函数得到一个关于 t 的二次函数,求解值域即可。dcx例 1:求函数 的值域1)(xf分析:本题 ,在取值区间内,x 单调增, 单调增,两个单调增
2、,11x的函数相减无法直接判断单调性,所以单调性无法确认,考虑使用一般换元。解:另 ( ) ,则 ,1xt0t12tx代入 得 ( ))(f2tf0本题实求二次函数在指定区间内的范围当 ,0t43)(xf所以 ,f变式:求函数 的值域1)(xf分析:本题 ,在取值区间内,x 单调增, 单调增,两个单调增,11x的函数相加,所以整个函数在取值区间上单调递增所以 即可)(f答案: ),1(xf由于一般换元法相对来说比较简单,这里就不赘述,留一道练习练习:求 的值域132)(xxf类型二:三角换元记住一句话:三角换元 一个大原则,三个常用公式A、一个大原则: 有界,换成xcos,in无界,换成 ta
3、B、三个常用公式:遇到 ,且前面系数为 ,常用2x11cossin22遇到 ,且前面系数为 1,常用2x 22tan1cos巧用万能公式: 2tan1si2tan1cos三角换元时,尤其注意确定好 的取值范围,下面用具体的例题跟大家说明。 例 2:求 的值域21)(xxf分析:本题若使用一般换元法,则只能得到 与 之间的关系,操作起来比较2xt麻烦,换元法本身的目的就是要使得题目变得更为简单便捷,所以一般换元法失灵,考虑使用三角换元,因为 前面的系数是-1,所以使用公式换元2x解:令 , , ,sinx0121,1,sin另 (原因:方便后面化出来的 ,不用讨论正负性了),co代入 ,得 =)
4、(xf 2sin1si)(f |s|i,2,coixf辅助角公式,合一变形得: ( ))4sin(2)(f 2,,43,1xf变式:求 的值域2)(xxf分析:另 即可 sin2x答案: ,例 3 :求 的值域1)(2xf分析:本题 前面的系数是 1,所以考虑使用公式2解: ,012xx,另 U)4,2(,tan)(, )4sin(21cosin1cosin1ta)(22 xfU , U)( 4,2),()0,4(,(U,()xf ),1(变式: 求 的值域12)(xf分析: 11,20,02 xxx 或或,使用三角公式,1但具体过程问群主哟答案: 2,1,)(xf例 4:求 的值域4231)
5、(xxf分析:本题是高次式求值域,通过常规的解法很难操作,因而我们通过转化,进行三角换元,再求解值域。解: 1x)1()22xf到这一步以后,自然而然想到我们的第三个三角公式万能公式2tan1si2tan1cos2对 f(x)再进行转化令 )2,(,tanRx4sin1)2cos(sin1ta12)(2 f4,)(,(4xf类型三:三角换常值换元法本类型主要是三角函数求值域下的一类,由于涉及换元,所以在本专题下讲解,221)(xxf此类题目主要是针对分式形式的三角函数,用到的换元方法是万能公式的逆向应用。由于 ,可令 ,则 就转化cos2tan1,si2tan1 2tancos,i成了关于 t
6、 的函数,再根据一般函数求解值域的办法求解(在另外专题中讲解)例 5:求 的值域xxfcos2in)(分析:本题解法颇多,这里主要讲解两种方法。利用万能公式我们可以把正余弦转发为关于 t 的函数;当然本题也可用斜率的相关知识求解。解:方法一:万能公式法 xxxxf 2tan312tan1tcos2in)( 令 ,但是 ,有 范 围 要 求虽 然Rt t,0,tan Rx整 体2tanR,当 ,分母是对勾函数,应231)(txf txftxft 132)(0,)(时 ,时 ,用对勾函数的相关性质,可得值域 ,)(f方法二:斜率法(联系 群主 要哦)类型四:双换元法例 6:求 的值域31)(xxf分析:本题含有两个根号,使用一次换元,无法把根号去掉。有根号的题目,要么换元,要么平方,要么分子分母有理化。本题介绍两种解法。解:方法一:平方法 3243231)(2 xxxf 10,本题实求在 时, 的取值范围,二次函数求范围,3x32x, ,4208,4)(f 2,)(f方法二:双换元法令 13,1xxnm20,4312xn本题等价于:已知 ,求2nmnmxf)(接下来有两种思路:思路一: