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函数值域的若干求法
一. 函数值域的几点解读
在函数中,与自变量的值对应的的值叫做函数值,函数值的集合即为函数的值域。实质上
1.当函数用表格给出时,其值域指表格中实数的集合。
2.当函数的图象给出时,其值域即为图象在轴上的投影所覆盖的实数的集合。
3.当函数用解析式给出时,其值域由函数的定义域及其对应法则唯一确定。
4.当函数由实际问题给出时,其值域由问题的实际意义确定。
二.求函数值域的几种方法
(一)观察法:
对于一些简单的函数,可以通过定义域及对应法则,用观察的方法来确定函数的值域。
例1:求下列函数的值域
解: 且
2、 所以函数的值域是:
所以函数 的值域是
(二)配方法:
对于二次三项式有关问题,常根据求解问题的要求,采用配方法来解决。对于含有二次三项式的函数,也常用配方法来求其值域。
例2:求下列函数的值域
解: 配方得:
所以函数的值域是:
显然 的最大值是9
函数 的最大值是3 且
所以函数的值域是:
(三) 图象法
3、就是利用函数图象的直观性求函数值域的方法
例3:求函数的值域
解:将函数化为分段函数:
函数图象如图示:显然
所以函数的值域是:
(四) 换元法:
对于一些无理函数或超越函数,通过换元把它们化为有理函数,然后利用有理函数求值域的一些方法可间接地把原函数的值域求出。
例4:求下列函数的值域
(1)
(2)
解:令 则
由二次函数最大值是 知
当 时
当 时
所以函数的值域是:
(2)设 则 且
于是
所以函数的值
4、域是:
(五) 反函数法
若一个函数是到值域上的一一映射,且反函数易求,则可利用反函数的定义域求原函数的值域
例5:求下列函数的值域
(1)
(2)
解:(1) 易求原函数的反函数为:
由于原函数的定义域为
可得不等式组
所以 或
所以函数 的值域是:
(2)易知原函数的定义域为R,
由函数解析式解出有:当 时有 故当且仅当 时有实数解
所以函数的值域是:
(六) 判别式法:
即利用一元二次方程根的判别式求。若一个有理函数式可化为关于的一元二次方程,则可利用 来求函数值域。
例6:求下列函数的值域
5、
(1)
(2)
解:(1), 由 可知 R 分母 恒不为0,则原式可化为
整理成关于 的方程得:
解得: (若方程显然不成立)
所以函数 的值域是:
(2), 将函数两边平方得:
于是:
由于 是实数,故 或
得: 因为函数的定义域为 ,显然
所以函数 的值域是:
(七)不等式法
利用基本不等式 求函数的值域,要注意条件“一正、二定、三相等”
例7:求函数的值域
解: ,
当 时, 当 时
所以函数的值域是:
(八)函数单调性法
利用函数在定义
6、域中的单调性求其值域
例8:求函数的值域
解: 令 ,故不能使用不等式,但 在 时为增函数
所以函数的值域是:
(九)分离系数法
对于一次分式函数,用分离系数法,则较为简单
例9:求的值域
解: 且
所以函数 的值域是:
(十)三角函数法
即利用三角函数的有界性求函数值域
例10:
(十一)导数法
求函数 的值域
解:令得,由于,故比较可知的最大值是3,最小值是,值域为
( 十一)几何意义法
把一些代数式赋予一定的几何意义,如直线的斜率,线段的长度等。可以将代数中的求最值问题转化为几何中的问题解决,实现数形转化
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