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函数是高中数学的重要内容,而求函数的值域问题是高中函数的重要问题,也是高一上期学生感觉困难的问题。求值域虽然比较难,但也有章可循,下面对函数值域中经常用到的方法加以归纳。
一、观察法:
例1,求下列函数的值域:
⑴y=+1;⑵y=。
解:⑴∵≥0∴+1≥1
∴y=+1的值域是[1,+∞])
⑵∵2x>0∴2x +16>16,>4,即y>4
∴y=的值域是(4,+∞)
注:观察法就是将函数分解成几个常见的函数,然后,利用这些熟知函数的值域来求原函数值域的方法。
二、分离常数法:
例2,求下列函数的值域:
⑴y=;⑵y=。
解:⑴y===2+
∵≠0,∴y≠2∴值域是{y|y∈R且y≠2}
⑵y===1-
∵x2+1≥1,∴0<≤1
∴-2≤-<0,-1≤1-<1
即-1≤y<1,∴值域为[-1,1])
注:关于x的一次分式函数,可采用分离常数法求值域。
三、利用有界性:
例3,求下列函数的值域:
⑴y=;⑵y=(a>0,a≠1)
解:⑴由y=得:x2=∵x2≥0 ∴≥0
解得:-1≤y<1∴值域为[-1,1])
⑵解法一:由y=得:ax= ∵ax>0∴>0
解得:-1<y<1∴值域为(-1,1)
解法二:y==1-
∵ax+1>1∴0<<1,-2<-<0
∴-1<1-<1,即-1<y<1∴值域为(-1,1)
注:利用x2≥0,ax>0等的有界性可求值域。
四、配方法:
例4,求下列函数的值域:
⑴y=x2+2x-3;⑵y=x2-4x+6,x∈[1,5]。
解:⑴y=x2+2x-3=(x+1)2-4
∵x∈R∴y≥-4
∴函数y=x2+2x-3的值域为[-4,+∞]
⑵y=x2-4x+6=(x-2)2+2
∵x∈[1,5],如图,函数y的最小值
ymin=f⑵=2,最大值ymax=f⑸=11
∴值域为[2,11]
注:配方法是求二次函数型值域问题的基本方法。一般地,形如F(x)=a[f(x)]2+b[f(x)]+c的函数值域问题,均可考虑用配方法。注意自变量的取值不是全体实数时,要结合图象来求解。
五、换元法:
例5,求下列函数的值域:
⑴y=x+;⑵y=x-1-
解:⑴函数的定义域是{x|x≤}
令=t(t≥0),则x=(1-t2)
∴y=(1-t2)+t=-(t-1)2+1
∵t≥0结合图像可知y≤1,故函数的值域为(-∞,1]
⑵函数的值域为{x|x≤1}
令=t(t≥0),则x=1-t2
∴y=(1-t2)-1-t= -t2-t=-(t+)2+
∵t≥0结合图像可知y≤0,故函数的值域为(-∞,0]
注:一般地,形如y=ax±b±(a,b,c,d均为常数,且a≠0)的函数可用换元法求值域,用此种方法要特别注意换元后中间变量的取值范围。
六、判别式法:
例6,求下列函数的值域:
⑴y=;⑵y=
解:⑴函数的定义域为x∈R
由y=得:(x2+x+1)y=2x2+2x+3,
即(y-2)x2+(y-2)x+y-3=0
若y-2=0,即y=2时,得:-1=0,不成立。
∴y≠2∵x∈R
∴△=(y-2)2-4(y-2)(y-3)≥0
解得:2≤y≤
∴函数的值域为(2,)]
⑵函数的定义域为x∈R
由y=得:yx2-2x+y=0
当y=0,得:x=0,成立。
当y≠0时,∵x∈R,则△=4-4y2≥0
解得:-1≤y≤1∴-1≤y≤1,且y≠0
故函数的值域为[-1,1]
注:一般地,形如y=(a1,a2不同时为0)的函数常用判别式法求值域。
七、图象法
例7,求函数y=|x+1|+|x-2|的值域
解:f(x)=
它的图象如图所示,显然,函数值y≥3,
∴函数的值域为[3,+∞]
注:一般地,含有绝对值符号的函数或分段函数求值域的问题常用图象法。
(作者单位:625000四川省雅安市第一中学)
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”
一、观察法:
例1,求下列函数的值域:
⑴y=+1;⑵y=。
解:⑴∵≥0∴+1≥1
∴y=+1的值域是[1,+∞])
⑵∵2x>0∴2x +16>16,>4,即y>4
∴y=的值域是(4,+∞)
注:观察法就是将函数分解成几个常见的函数,然后,利用这些熟知函数的值域来求原函数值域的方法。
二、分离常数法:
例2,求下列函数的值域:
⑴y=;⑵y=。
解:⑴y===2+
∵≠0,∴y≠2∴值域是{y|y∈R且y≠2}
⑵y===1-
∵x2+1≥1,∴0<≤1
∴-2≤-<0,-1≤1-<1
即-1≤y<1,∴值域为[-1,1])
注:关于x的一次分式函数,可采用分离常数法求值域。
三、利用有界性:
例3,求下列函数的值域:
⑴y=;⑵y=(a>0,a≠1)
解:⑴由y=得:x2=∵x2≥0 ∴≥0
解得:-1≤y<1∴值域为[-1,1])
⑵解法一:由y=得:ax= ∵ax>0∴>0
解得:-1<y<1∴值域为(-1,1)
解法二:y==1-
∵ax+1>1∴0<<1,-2<-<0
∴-1<1-<1,即-1<y<1∴值域为(-1,1)
注:利用x2≥0,ax>0等的有界性可求值域。
四、配方法:
例4,求下列函数的值域:
⑴y=x2+2x-3;⑵y=x2-4x+6,x∈[1,5]。
解:⑴y=x2+2x-3=(x+1)2-4
∵x∈R∴y≥-4
∴函数y=x2+2x-3的值域为[-4,+∞]
⑵y=x2-4x+6=(x-2)2+2
∵x∈[1,5],如图,函数y的最小值
ymin=f⑵=2,最大值ymax=f⑸=11
∴值域为[2,11]
注:配方法是求二次函数型值域问题的基本方法。一般地,形如F(x)=a[f(x)]2+b[f(x)]+c的函数值域问题,均可考虑用配方法。注意自变量的取值不是全体实数时,要结合图象来求解。
五、换元法:
例5,求下列函数的值域:
⑴y=x+;⑵y=x-1-
解:⑴函数的定义域是{x|x≤}
令=t(t≥0),则x=(1-t2)
∴y=(1-t2)+t=-(t-1)2+1
∵t≥0结合图像可知y≤1,故函数的值域为(-∞,1]
⑵函数的值域为{x|x≤1}
令=t(t≥0),则x=1-t2
∴y=(1-t2)-1-t= -t2-t=-(t+)2+
∵t≥0结合图像可知y≤0,故函数的值域为(-∞,0]
注:一般地,形如y=ax±b±(a,b,c,d均为常数,且a≠0)的函数可用换元法求值域,用此种方法要特别注意换元后中间变量的取值范围。
六、判别式法:
例6,求下列函数的值域:
⑴y=;⑵y=
解:⑴函数的定义域为x∈R
由y=得:(x2+x+1)y=2x2+2x+3,
即(y-2)x2+(y-2)x+y-3=0
若y-2=0,即y=2时,得:-1=0,不成立。
∴y≠2∵x∈R
∴△=(y-2)2-4(y-2)(y-3)≥0
解得:2≤y≤
∴函数的值域为(2,)]
⑵函数的定义域为x∈R
由y=得:yx2-2x+y=0
当y=0,得:x=0,成立。
当y≠0时,∵x∈R,则△=4-4y2≥0
解得:-1≤y≤1∴-1≤y≤1,且y≠0
故函数的值域为[-1,1]
注:一般地,形如y=(a1,a2不同时为0)的函数常用判别式法求值域。
七、图象法
例7,求函数y=|x+1|+|x-2|的值域
解:f(x)=
它的图象如图所示,显然,函数值y≥3,
∴函数的值域为[3,+∞]
注:一般地,含有绝对值符号的函数或分段函数求值域的问题常用图象法。
(作者单位:625000四川省雅安市第一中学)
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