求值域的10种方法.doc

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1、 第 1 页 共 13 页求 函 数 值 域 的 十 种 方 法一 直 接 法 ( 观 察 法 ) : 对于一些比较简单的函数,其值域可通过观察得到。例 1求函数 的值域。1yx【解析】 , ,函数 的值域为 。01yx,)【练习】1求下列函数的值域: ; ;32(1)yxxxf42)( ; , 。 4 12y2,10【参考答案】 ; ; ; 。1,52,)(,)() 43二 配 方 法 :适用于二次函数及能通过换元法等转化为二次函数的题型。形如的函数的值域问题,均可使用配方法。2()()Fxafbfxc例 2求函数 ( )的值域。24y1,x【解析】 。22()6x , , , , 。131

2、x2()9x23()65x35y函数 ( )的值域为 。24y,5例 3求函数 的值域。)4,0(2x【解析】本题中含有二次函数可利用配方法求解,为便于计算不妨设:配方得: 利用二次函数的相关知识得)(4)(2xfxf )4,0()2()xf,从而得出: 。,00,2y说明:在求解值域(最值) 时,遇到分式、根式、对数式等类型时要注意函数本身定义域的限制,本题为: 。xf例 4若 ,试求 的最大值。,42y0yxyxlg第 2 页 共 13 页【分析与解】本题可看成第一象限内动点 在直线 上滑动时函数 的最(,)Pxy42yx xyxlgl大值。利用两点 , 确定一条直线,作出图象易得:(4,

3、0),2,y=1 时, 取最2(0,)lglg(4)lg(1)xyxyxyy而 yxl大值 。2lg【练习】2求下列函数的最大值、最小值与值域: ; ; ;142xy 4,312xy 1,042xy ; , ; 。5,02xy 5 x2, 6 23yx【参考答案】 ; ; ; ; ;3,)2,1,3, 573,4 60,三 反 函 数 法 :反函数的定义域就是原函数的值域,利用反函数与原函数的关系,求原函数的值域。适用类型:分子、分母只含有一次项的函数(即有理分式一次型),也可用于其它易反解出自变量的函数类型。例 5求函数 的值域。12xy分析与解:由于本题中分子、分母均只含有自变量的一次型,

4、易反解出 ,从而便于求出反函数。x反解得 ,故函数的值域为 。12xyy2(,2)(,)【练习】1求函数 的值域。32yx2求函数 , 的值域。abycxd0,dxc【参考答案】1 ; 。2(,)(,)3(,)(,)a第 3 页 共 13 页四 分 离 变 量 法 :适用类型 1:分子、分母是一次函数的有理函数,可用分离常数法,此类问题一般也可以利用反函数法。例 6:求函数 的值域。25xy解: ,17()125xxx , ,函数 的值域为 。7205yy1|2y适用类型 2:分式且分子、分母中有相似的项,通过该方法可将原函数转化为为 ( 常)xfky为数)的形式。例 7:求函数 的值域。12

5、xy分析与解:观察分子、分母中均含有 项,可利用分离变量法;则有x2。221xxy213()4不妨令: 从而 。)0(),)()2 xfxgf ,43)(xf注意:在本题中若出现应排除 ,因为 作为分母 .所以 故 。0)(f)(f()0,g1,3y另解:观察知道本题中分子较为简单,可令 ,求出 的值域,进而可得到221xtxt的值域。y【练习】1求函数 的值域。132x【参考答案】10(,第 4 页 共 13 页五 、 换 元 法 :对于解析式中含有根式或者函数解析式较复杂的这类函数,可以考虑通过换元的方法将原函数转化为简单的熟悉的基本函数。其题型特征是函数解析式含有根式或三角函数公式模型,

6、当根式里是一次式时,用代数换元;当根式里是二次式时,用三角换元。例 8:求函数 的值域。21yx解:令 ( ),则 , 。t0t2tx2215()4ytt当 ,即 时, ,无最小值。函数 的值域为 。12t38xmax54yx(,例 9:求函数 的值域。21()y解:因 ,即 。21()0xx故可令 , 。cos,1cosincos1cosy21)4sin(2 , ,45,0in()240i()2故所求函数的值域为 。1,0例 10.求函数 的值域。342xy解:原函数可变形为:21xy可令 X= ,则有tan22sin,cos11xx1sicoi42y当 时,8kmax1y当 时,2in4而

7、此时 有意义。tan第 5 页 共 13 页故所求函数的值域为 41,例 11. 求函数 , 的值域。(sin)(cos)yx,12x解: 1sincosix令 ,则it21incos()xt2211()()yttt由sincosin()4txx且,12可得:t当 时, ,当 时,2tmax32yt324y故所求函数的值域为 。,4例 12. 求函数 的值域。25yxx解:由 ,可得250|故可令 cos,x545in10si()4y 0544第 6 页 共 13 页当 时,4max410y当 时, in5故所求函数的值域为: 4,10六 、 判 别 式 法 :把函数转化成关于 的二次方程 ;

8、通过方程有实数根,判别式x(,)0Fxy,从而求得原函数的值域,形如 ( 、 不同时为零)的函数的值域,常用此02112abcya2方法求解。例 13:求函数 的值域。231xy解:由 变形得 ,2x2()(1)30yxy当 时,此方程无解;1y当 时, , ,xR2()4()yy解得 ,又 ,13y113函数 的值域为2x|y七 、 函 数 的 单 调 性 法 :确定函数在定义域(或某个定义域的子集)上的单调性,求出函数的值域。例 14:求函数 的值域。12yx解:当 增大时, 随 的增大而减少, 随 的增大而增大,12x函数 在定义域 上是增函数。12yx(,2 ,函数 的值域为 。12y

9、x1(,2第 7 页 共 13 页例 15. 求函数 的值域。1yx解:原函数可化为: 1x2令 ,显然 在 上为无上界的增函数,121xyx2y,所以 在 上也为无上界的增函数,所以当 x=1 时, 有最小值 ,原函数有最大值21y2显然 ,故原函数的值域为0y,0(适用类型 2:用于求复合函数的值域或最值。(原理:同增异减)例 16:求函数 的值域。)4log221x分析与解:由于函数本身是由一个对数函数(外层函数)和二次函数(内层函数)复合而成,故可令:配方得: 由复合函数的单调性(同增异减)2()4()0txxt2()4()0,4t tx所 以 (知: 。,y八 、 利 用 有 界 性

10、 :一般用于三角函数型,即利用 等。1,cos,1sinxx例 17:求函数 的值域。cosin3xy解:由原函数式可得: ,可化为:sy21si()yxy即23n1 xR si(),即2311y解得: 4y第 8 页 共 13 页故函数的值域为2,4注:该题还可以使用数形结合法。 ,利用直线的斜率解题。cos0in3ixy例 18:求函数 的值域。12xy解:由 解得 ,12xxy , ,0x0y1y函数 的值域为 。12x(,)九 、 图 像 法 ( 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,

11、一目了然,赏心悦目。例 19:求函数 的值域。|3|5|yx解: ,2|8x(3)5x 的图像如图所示,|3|5|yx由图像知:函数 的值域为|yx8,)例 20. 求函数 的值域。22()()x解:原函数可化简得: |2|8|yx上式可以看成数轴上点 P(x)到定点 A(2 ), 间的距离之和。()B由上图可知,当点 P 在线段 AB 上时, |8|10yxA当点 P 在线段 AB 的延长线或反向延长线上时, |2|xB85-3 oyx第 9 页 共 13 页故所求函数的值域为: 10,例 21. 求函数 的值域。226345yxx解:原函数可变形为: 2222(3)(0)()(01)yx上

12、式可看成 x 轴上的点 到两定点 的距离之和,,Px3,(,)AB由图可知当点 P 为线段与 x 轴的交点时, ,22min|3(1)43y故所求函数的值域为 43,例 22. 求函数 的值域。2261345yxx解:将函数变形为:22()(0)()(01)x上式可看成定点 A(3,2 )到点 P(x,0)的距离与定点 到点 的距离之差。,B)0,x(P即: |yPB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 ,则构成 ,根据三 ABP角形两边之差小于第三边,有22|(3)(1)6BA即: 26y(2)当点 P 恰好为直线 AB 与 x 轴的交点时,有 |

13、2PBA综上所述,可知函数的值域为: (26,第 10 页 共 13 页例 23、:求函数 的值域.xycos2in3分析与解:看到该函数的形式,我们可联想到直线中已知两点求直线的斜率的公式 ,将12xyk原函数视为定点(2,3) 到动点 的斜率,又知动点 满足单位圆的方程,从而问题)sin,(cox)sin,(cox就转化为求点(2 ,3 )到单位圆连线的斜率问题,作出图形观察易得的最值在直线和圆上点的连线和圆相切时取得,从而解得: 326,y点评:本题从函数本身的形式入手,引入直线的斜率,结合图形,从而使问题得到巧解。例 24求函数 的值域。xy1分析与解答:令 , ,则 , , ,uv0,vu22vuyvu原问题转化为 :当直线 与圆 在直角坐标系 的第一象限有公共点时,求直线y2o的截距的取值范围。由图 1 知:当 经过点 时, ;vu),0(min当直线与圆相切时, 。22maxOCDy所以:值域为 222OVUAB CDE

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