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浅谈函数定义域的求法
新疆北屯高级中学 董晶晶
【摘要】:函数作为高中数学的主线,贯穿于整个高中数学的始终.函数的定义域是构成函数的三要素之关键,正确求出函数的定义域是一项非常基本的数学能力.函数的定义域(使函数解析式有意义的自变量的取值范围)似乎是非常简单的,然而在解决问题中不加以注意,常常会使人误入歧途.数学中有许多有关函数的题目,求解的思路很容易想到,入手并不困难,但不少同学求解时,往往由于忽视了函数的定义域而导致错解.在解函数题时,应透彻理解函数定义域与函数其他性质之间的关系和相互作用,强调定义域对解题结论的作用与影响。
【关键词】: 数学教学 函数定义域 解析式
一、含分式的函数
例 求函数y=X-2/X+1的定义域.
解:要使函数有意义,则x+1≠0,即x≠-1.故该函数的定义域为{x|x≠-1}.
【点评】在求含分式的函数的定义域时,要注意两点:(1)分式的分母一定不能为0;绝对不能先化简后求函数定义域,如本题,若先约分后求函数的定义域,则会使定义域的范围扩大,变为所有实数.
二、含偶次根式的函数
例 求函数y=(a为不等于0的常数)的定义域.
解:要使函数有意义,则ax-3≥0,所以当a>0时,原函数的定义域为[3/a,+∞);
当a<0时,原函数的定义域为(-∞,3/a].
【点评】(1)求含偶次根式的函数的定义域时,注意偶次根式的被开方数不小于0,通过求不等式来求其定义域;(2)在研究函数时,常常用到区间的概念,它是数学中常用的术语和符号,注意区间的开闭情况.
三、复合型函数
函数是由一些基本初等函数通过四则运算而得到的,则它的定义域是各基本函数定义域的交集,通过列不等式组来实现.
四、基本初等函数(如指数函数、对数函数、三角函数等),掌握其函数定义域。
五、对于实际问题中函数的定义域
函数的解析式包括定义域和对应法则,所以在求函数的解析式时必须要考虑所求函数解析式的定义域,还要考虑实际问题中定义域受到实际意义的制约,否则所求函数关系式可能是错误。
例5 某单位计划建筑一矩形围墙,现有材料可筑墙的总长度为100m,求矩形的面积S与矩形长x的函数关系式?
解:设矩形的长为x米,则宽为(50-x)米,由题意得:
S=x(50-x)
故函数关系式为:S=x(50-x)
如果解题到此为止,则本题的函数关系式还欠完整,缺少自变量的范围。也就说学生的解题思路不够严密。因为当自变量取负数或不小于50的数时,S的值是负数,即矩形的面积为负数,这与实际问题相矛盾,所以还应补上自变量的范围:0<x<50
即:函数关系式为:S=x(50-x) (0<x<50)
【点评】在用函数方法解决实际问题时,必须要注意到函数定义域的取值范围对实际问题的影响。若考虑不到这一点,就体现出学生思维缺乏严密性。若注意到定义域的变化,就说明学生的解题思维过程体现出较好思维的严密性。
六、抽象函数
抽象函数是指没有给出解析式的函数,不能常规方法求解,一般表示为已知一个抽象函数的定义域求另一个抽象函数的解析式,一般有两种情况
例6 (1)已知的定义域,求的定义域。(1)已知函数f(x)的定义域为(0,1),求f(2x-1)的定义域;
(2)已知函数f(2x-1)的定义域为(0,1),求f(x)的定义域.
解:(1)令t=2x-1,因为f(x)的定义域为(0,1),所以0<t<1,即 0<2x-1<1 .解得<x<1.
所以f(2x-1)的定义域为.
2x
(2)令t=2x-1,因为0<x<1,所以-1<2x-1<1 .所以f(x)的定义域为(-1,1).
【点评】本题容易被函数f(x)中的x和f(2x-1)中的x所迷惑,它们的意义是不同的:(1)问相当于已知x∈(0,1),求出2x-1的范围就是f(x) 的定义域;(2)问中函数f(2x-1)的定义域是(0,1),意思是指x的取值范围是(0,1),欲求f(x)的定义域只要看2x-1在什么范围就行了.
(3):已知函数y=f(x+1)的的定义域是[-2,3],
求y=f(2x-1)的定义域。
解:∵函数y=f(x+1)的的定义域是[-2,3],
∴ -2 ≤x ≤3 ,
∴-1≤x+1≤4,
∴定义域[-1,4]。
再由-1≤2x-1≤4,得0≤x≤5/2
故y=f(2x-1)的定义域是[0, 5/2]。
七 逆向思维型
给出函数的解析式可以求出其定义域,有时我们也会遇到给出函数式并给出其定义域,要求其函数式中参数的取值范围。
例 7 已知函数y=mxx-6mx+m+80的定义域是R 时y>0,求实数m的取值范围。
解: 函数的定义域是R,即要求对任意实数x, mxx-6mx+m+80>0恒成立。
(1)当m=0时, ,其定义域为R; (2) 当m≠0时,要使mxx-6mx+m+80>0恒成立。只需△=36mm-4m(m+8) < 0 ,0<m<1 综上所述,m的取值范围是0≤m<1
八 隐蔽型
有些问题从表面上看并不求定义域,但是不注意定义域,往往导致错解,事实上定义域隐蔽在问题中,例如函数的单调区间是其定义域的子集。因此,求函数的单调区间,必须先求定义域。
例8 指出函数的单调区间.
解:先求定义域:
∵ ∴
∴ 函数定义域为.
令,知在上时,u为减函数,
在上时, u为增函数。
又∵.
∴函数在上是减函数,在上是增函数。
即函数的单调递增区间,单调递减区间是。
如果在做题时,没有在定义域的两个区间上分别考虑函数的单调性,就说明学生对函数单调性的概念一知半解,没有理解,在做练习或作业时,只是对题型,套公式,而不去领会解题方法的实质,也说明学生的思维缺乏深刻性。
九、参数型
对于含有参数的函数,求其定义域时,必须对分母进行分类讨论,要注意讨论字母的方法。
例9:已知函数的定义域为(-1,a),求函数g(x)=f(ax)+f(x)(a>0)的定义域。
解:由已知,有 -1<ax<a, -1<x<a,
(1) 当a=1时, 定义域为{x∣-1<x<a};
(2) 当0<a<1时, 定义域为{x∣-1<x<a};
(3)当a>1时, 定义域为{x∣-1<x<1};
故当a>1时,定义域为{x∣-1<x<1};
当0<a≤1时,定义域为{x∣-1<x<a}。
本文介绍求函数定义域的类型和求法,目的在于使学生全面认识定义域,深刻理解定义域,正确求函数的定义域,在解函数题中强调定义域对解题结论的作用与影响,树立起“定义域优先”的观点, 拓展思路,增强创新意识,提高分析问题解决问题的能力。对提高学生的数学思维的培养是十分有益的。
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