高中数学求值域的10种方法.doc

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。
【解析】∵，∴，∴函数的值域为。
【练习】
1．求下列函数的值域：
①； ②；
③； ，。
【参考答案】①；②；③；。
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。
例2．求函数（）的值域。
【解析】。
∵，∴，∴，∴，∴。
∴函数（）的值域为。
例3．求函数的值域。
【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，从而得出：。

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：。
例4．若，试求的最大值。
【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大值。利用两点，确定一条直线，作出图象易得：
，y=1时，取最大值。
【练习】
2．求下列函数的最大值、最小值与值域：
①； ②； ③；
④；，；。
【参考答案】①；②；③；④；；
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
分析与解：由于本题中分子、分母均只含有自变量的一次型，易反解出，从而便于求出反函数。
反解得，故函数的值域为。
【练习】
1．求函数的值域。
2．求函数，的值域。
【参考答案】1．；。
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。
解：∵，
∵，∴，∴函数的值域为。
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(常数)的形式。
例7：求函数的值域。
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 。
不妨令：从而。
注意：在本题中若出现应排除，因为作为分母.所以故。
另解：观察知道本题中分子较为简单，可令，求出的值域，进而可得到的值域。
【练习】
1．求函数的值域。
【参考答案】1．
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，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。
解：令（），则，∴。
∵当，即时，，无最小值。∴函数的值域为。
例9：求函数的值域。
解：因，即。
故可令，∴。
∵，，
故所求函数的值域为。
例10.求函数的值域。
解：原函数可变形为：
可令X=，则有

当时，
当时，
而此时有意义。
故所求函数的值域为
例11. 求函数，的值域。
解：

令，则

由
且
可得：
∴当时，，当时，
故所求函数的值域为。
例12. 求函数的值域。
解：由，可得
故可令

∵

当时，
当时，
故所求函数的值域为：
六、判别式法：把函数转化成关于的二次方程；通过方程有实数根，判别式，从而求得原函数的值域，形如（、不同时为零）的函数的值域，常用此方法求解。
例13：求函数的值域。
解：由变形得，
当时，此方程无解；
当时，∵，∴，
解得，又，∴
∴函数的值域为
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。
解：∵当增大时，随的增大而减少，随的增大而增大，
∴函数在定义域上是增函数。
∴，
∴函数的值域为。
例15. 求函数的值域。
解：原函数可化为：
令，显然在上为无上界的增函数
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
显然，故原函数的值域为
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。
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）知：。
八、利用有界性：一般用于三角函数型，即利用等。
例17：求函数的值域。
解：由原函数式可得：，可化为：

即
∵
∴
即
解得：
故函数的值域为
注：该题还可以使用数形结合法。，利用直线的斜率解题。
例18：求函数的值域。
解：由解得，
∵，∴，∴
∴函数的值域为。
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，一目了然，赏心悦目。
例19：求函数的值域。
解：∵ ，
∴的图像如图所示，
由图像知：函数的值域为
例20. 求函数的值域。

解：原函数可化简得：
上式可以看成数轴上点P（x）到定点A（2），间的距离之和。
由上图可知，当点P在线段AB上时，
当点P在线段AB的延长线或反向延长线上时，
故所求函数的值域为：
例21. 求函数的值域。
解：原函数可变形为：

上式可看成x轴上的点到两定点的距离之和，
由图可知当点P为线段与x轴的交点时，，
故所求函数的值域为

例22. 求函数的值域。
解：将函数变形为：
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。
即：
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，根据三角形两边之差小于第三边，有
即：
（2）当点P恰好为直线AB与x轴的交点时，有
综上所述，可知函数的值域为：

例23、：求函数的值域.
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：

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。
分析与解答：令，，则，，，
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，求直线的截距的取值范围。
由图1知：当经过点时，；
当直线与圆相切时，。
所以：值域为

十：不等式法：利用基本不等式，求函数的最值，其题型特征解析式是和式时要求积为定值，解析式是积时要求和为定值，不过有时需要用到拆项、添项和两边平方等技巧。
例25. 求函数的值域。
解：原函数变形为：

当且仅当
即当时，等号成立
故原函数的值域为：
例26. 求函数的值域。
解：

当且仅当，即当时，等号成立。
由可得：
故原函数的值域为：
＊十一、 多种方法综合运用：
例27. 求函数的值域。
解：令，则
（1）当时，，当且仅当t=1，即时取等号，所以
（2）当t=0时，y=0。
综上所述，函数的值域为：
注：先换元，后用不等式法
例28. 求函数的值域。
解：

令，则

∴当时，
当时，
此时都存在，故函数的值域为
注：此题先用换元法，后用配方法，然后再运用的有界性。

总之，在具体求某个函数的值域时，首先要仔细、认真观察其题型特征，然后再选择恰当的方法，一般优先考虑直接法，函数单调性法和基本不等式法，然后才考虑用其他各种特殊方法。