求值域方法(精选9篇)
求值域方法 篇1
函数是中学数学的重要基本概念之一,它与代数式、方程、不等式、三角函数、微积分等内容有着密切的关系,应用十分广泛。函数的基础性强、概念多,其中函数的定义域、值域、奇偶性等都是难点,是高考的常见题型考查的知识点。下面列出函数值域的十二种求法,以便于广大师生系统掌握求函数值域的初等求解方法。
一、观察法
通过对函数定义域、性质的观察,结合函数的解析式求得函数的值域。
例1:的值域。
解:由算术平方根的性质知,故,
∴函数的值域为[3,+∞)。
二、反函数法
当函数的反函数存在时,则其反函数的定义域就是原函数的值域。形如均可用。
例2:求函数的值域。
解:函数的反函数为,其定义域为x≠1的实数,故函数的值域为{y|y≠1, y∈R}。
三、配方法
当所给函数是二次函数或可化为二次函数的复合函数时,可以利用配方法求函数值域。
例3:求函数的值域。
解:由-x2+x+2≥0可知定义域为x∈[-1, 2],此时-x2+x+
∴即函数的值域为[0, ]。
四、判别式法
形如 (其中a、b不同时为零) 的函数, 可用判别式法求函数的值域。
例4:求函数的值域。
解:上式可化为(y-2) x2-(y-2) x+(y-3)=0(*)
当y≠2时,由方程有解△=(y-2) 2-4 (y-2) (y-3)≥0,解得
当y=2时,方程(*)无解。∴函数的值域为(2, ]。
五、单调法
利用函数在给定区间上的单调递增或单调递减求值域。
例5:求函数的值域。
解:设,易知它们在定义域内为增函数,从而,在定义域{x|x≤}上也是增函数,而且y≤f,故所求的函数值域为{y|y≤}。
六、换元法
以新变量代替函数式中的某些量,使函数转化为以新变量为自变量的函数形式,进而求出值域。
例6:求函数的值域。
解:设,则x=t2+1。
于是
∴原函数的值域为{y|y≤}。
七、数形结合法
利用函数所表示的几何意义,借助于几何方法或图像来求函数的值域。
例7:求函数的值域。
解:原函数可化为,其几何意义是平面内动点p (x, 0)到两定点M (2, 3)、N (5,-1)的距离之和。(如下图示)所以,要求其值域,只要求其最值即可。易知当M、N、P三点共线时f (x)取得最小值,F (x) , 而无最大值, 故得函数的值域为[5, +∞) 。
八、比例法
对于一类含条件的函数的值域的求法,可将条件转化为比例式代入目标函数,进而求出原函数的值域。
例8:已知x, y∈R,且3x-4y-5=0,求函数Z=x2+y2的值域。
解:由3x-4y-5=0变形得 (K为参数),
∴函数的值域为{Z|Z≥1|}。
九、不等式法
将函数转化成形如y=x+,利用均值不等式求值域,注意不等式成立的条件:“一正、二定、三相等”。
例9:求函数y=Log2x+Logx (2x)的值域。
如果x>1,则Log2x+Logx2≥2。
如果0
∴函数的值域为[3,+∞)∪(-∞,-1]。
十、利用某些式子的有界性
形如型函数的值域可利用|sinx|≤1的方法求值域。
例10:求函数的值域。
解:由已知得
由|sinx|≤1知,且y≠1,解得y≤或y≥3。
∴函数的值域是{y|y≤或y≥3}。
十一、复数法
用复数的方法解函数的最值,就是利用复数的模,以及绝对值的性质来解题。
例11:求函数的值域。
解:令Z1=x+i, Z2=12-x+4i,
则
其中当且仅当Z1=λZ2(λ>0)时,上述不等式取等号。
由两个复数相等的条件可求得时函数ymin=13。故函数的值域为[13,+∞)。
十二、导数法
要求三次及三次以上的函数的值域,以及用其他方法很难求得函数的值域通常都用该方法,导数法往往是最简便的方法,应该引起足够重视。
例12:求函数f (x)=x3-3x2+6x-2, x∈[-1, 1]的值域。
解:f′(x)=3x2-6x+6,令f′(x)=0方程无解。
∵f′(x)=3x2-6x+6=3 (x-1) 2+3>0,∴函数f (x)在x∈[-1, 1]上是增函数。
故当x=-1时,fmin (x)=f(-1)=-12。当x=1时,fmax (x)=f (1)=2。
∴函数的值域为[-12, 2]。
以上就是本文整理出的有关求函数值域问题的十二种解法,当然求函数值域问题的方法不止这些,还有分离函数法、三角换元法等。这里只是对求值域问题方法作部分的归纳,具体的方法还有待读者进一步地发现和总结。由于值域问题的解题方法的灵活多样性,因此教师在对值域问题的教学活动中应重视思想方法的渗透,把发展学生数学思维作为教学活动的一项重要任务。
反比例型函数求值域的应对策略 篇2
关键词:反比例函数;值域;反解法
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)22-251-02
高中数学所有章节中,函数作为学习的核心内容,也是高中数学的灵魂,函数的内容辐射面广,其蕴涵的思想方法对其它章节的学习影响深远。而作为函数三要素中的值域,在高考中非常重要,求值域的方法之多,若能够掌握几种典型的求值域问题,由此解决类似问题,便可轻松驾驭求值域问题。函数求值域常以几个重要的函数作为模型,以几种不同思想方法为工具,操作起来便捷有效。本人在长期的教学工作中对反比例函数进行了不断认识,本文通过以反比例函数为模型的实例展现给读者,希望能与大家共同学习与探讨。
一、反比例函数与反比例型函数的图像与值域
反比例函数一般形式为,图像如下:
由图知函数的值域为。
反比例型函数本身不是反比例函数,形式上类似反比例函数,图像可由反比例函数图像变换得到,如:。故其图像如下:
1
-1
故此函数的值域为。
反比例型函数一般形式为
,
而,设,则,故值域为
注:(1)上述过程中,图像是由反比例函数的图像通过“左加右减,上加下减”平移得到。(2)上述化简方法使用了换元法与分离常数法。(3)上述函数定义域为自然定义,没有限制。
二、反比例型函数在限定范围上的值域
例题:求的值域。
应对策略一
【解】设代入原题得,而,
①当时,值域为。②当时,如右图知在时函数单调递增,当时故函数的值域为。
1
-1
③当时,如右图知在时函数单调递减,当 时,故函数的值域为。
1
-1
综上所述:当时,值域为 。当时,值域为。当时值域为。
【注】:此种解法是以反比例函数为模型,以换元法、图像法和分离常数法为工具。换元法必须写清楚换元后变量的范围,然后再找出图像上变量所在范围上的图像,既而求出值域,此种方法是部分换元,另外还可以设,则函数可变为,然后再由图像法求解。应对策略二
【另解】(1)当时,。
(2)当时,,故,得,然后,故得,由,所以,即,所以所以当时,;当时,。
当综上所述:当 时,值域为 。当 时,值域为。当时值域为。
【注】:本题本身不是反比例型函数,但通过简单换元后变成了限定范围上的反比例型函数,采用“逆求法”或“反解法”求解,由题目中反解出自变量关于函数值的函数。根据自变量的范围建立关于函数值y的不等式去解函数值的范围。
三、反比例函数模型给我们的启示
反比例函数作为一种重要的函数模型,在求值域时经常被使用,操作起来较为简单,正面处理,即通过换元,分离常数,作图像等方法为工具达到有效求解。逆向思维,即“逆求法”或“反解法”,把自变量表示为函数值y的函数,根据自变量的范围,建立关于函数值的不等式,达到求解目的,不仅给学生提供了不同的解题方法,又起到了拔高的效果。
【注】:此种解法是以反比例函数为模型,以换元法、图像法和分离常数法为工具。换元法必须写清楚换元后变量的范围,然后再找出图像上变量所在范围上的图像,既而求出值域,此种方法是部分换元,另外还可以设,则函数可变为,然后再由图像法求解。应对策略二
【另解】(1)当时,。
(2)当时,,故,得,然后,故得,由,所以,即,所以所以当时,;当时,。
当综上所述:当 时,值域为 。当 时,值域为。当时值域为。
【注】:本题本身不是反比例型函数,但通过简单换元后变成了限定范围上的反比例型函数,采用“逆求法”或“反解法”求解,由题目中反解出自变量关于函数值的函数。根据自变量的范围建立关于函数值y的不等式去解函数值的范围。
三、反比例函数模型给我们的启示
反比例函数作为一种重要的函数模型,在求值域时经常被使用,操作起来较为简单,正面处理,即通过换元,分离常数,作图像等方法为工具达到有效求解。逆向思维,即“逆求法”或“反解法”,把自变量表示为函数值y的函数,根据自变量的范围,建立关于函数值的不等式,达到求解目的,不仅给学生提供了不同的解题方法,又起到了拔高的效果。
【注】:此种解法是以反比例函数为模型,以换元法、图像法和分离常数法为工具。换元法必须写清楚换元后变量的范围,然后再找出图像上变量所在范围上的图像,既而求出值域,此种方法是部分换元,另外还可以设,则函数可变为,然后再由图像法求解。应对策略二
【另解】(1)当时,。
(2)当时,,故,得,然后,故得,由,所以,即,所以所以当时,;当时,。
当综上所述:当 时,值域为 。当 时,值域为。当时值域为。
【注】:本题本身不是反比例型函数,但通过简单换元后变成了限定范围上的反比例型函数,采用“逆求法”或“反解法”求解,由题目中反解出自变量关于函数值的函数。根据自变量的范围建立关于函数值y的不等式去解函数值的范围。
三、反比例函数模型给我们的启示
反比例函数作为一种重要的函数模型,在求值域时经常被使用,操作起来较为简单,正面处理,即通过换元,分离常数,作图像等方法为工具达到有效求解。逆向思维,即“逆求法”或“反解法”,把自变量表示为函数值y的函数,根据自变量的范围,建立关于函数值的不等式,达到求解目的,不仅给学生提供了不同的解题方法,又起到了拔高的效果。
初探求函数值域的方法 篇3
观察法是求一些简单的函数的值域的最基本的方法,它只须通过对函数的解析式进行简单的变形和观察即可.诸如下面这些函数:
例1.求下列函数的值域:
解:(略)
二、配方法
求二次函数在其定义域内的值域最基本最常用的方法就是配方法.像y=af2 (x)+bf (x)+c (a≠0)类型的函数值域问题均可用配方法.同时要结合二次函数的图像来求解,解决这类问题要从两个方面考虑:对称轴和区间端点处.
例2.求函数的值域.
∵-1≤sinx≤1令t=sinx则t∈[-1, 1]
∵t对=2埸[-1, 1]且开口向上,
∴函数在[-1, 1]上为减函数
例3.求函数y=x2-2x+3, x∈[0, a]上的值域;
∵x对=1且开口向上(定对称轴,变区间)
(3)当a≥2时,f (x)在[0, 1]上为减函数,在[1, a]上为增函数
当a≥2时,函数的值域为[2, a2-2a+3].
三、分离常数法(把分子变成常数)
四、反解法
例5.求函数y=4x+5x-21, x∈[-3,-1]的值域.
五、判别式法
若一个函数能整理成一个关于x的一元二次方程(y出现在方程的系数位置),由方程有实数解的条件△≥0,得到一个关于y的不等式,解出y的范围即为函数的值域.
当y-1=0即y=1时,(*)为y=0,无解∴y≠1
当y≠1时,(*)式有实数解即x∈R得
六、换元法
运用代数或三角代换,将所给函数转化成值域容易确定的另一函数,从而求得原函数的值域.
七、图象法(数形结合法)
有的函数(如:分段函数、含绝对值的函数等)往往利用函数的图象即函数所表示的几何意义,借助于几何方法来求函数的值域会比较形象直观、容易快捷,这样的方法就叫做图象法.
例8.已知实数x、y满足的最值.
解:如图所示可看作是动点P (x, y)与原点O (x, y)连线的斜率,而动点P (x, y)在圆(x-2) 2+(y-1) 2=4上
八、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的方法.
九、均值不等式法
利用均值不等式求函数的值域时要注意“一正、二定、三相等”.
例10.求函数y=log3x+logx3-1的值域.
解:原函数可化为(题目隐含条件x>0且x≠1)
当0
综上知,函数的值域为(∞,-3]∪[1,+∞).(体现分类讨论的思想)
十、利用导数确定极值、最值或判断函数单调性,从而得值域
解:(略)
综上知,f (x) max=f(-1)=f (2)=1, f (x) min=f (1)=f(-2)=-1
∴函数的值域为[-1, 1].
求函数的值域常见类型 篇4
(1)观察法、直接法、配方法、换元法:
对于(可化为)“二次函数型”的函数常用配方法,如求函数ysin2x2cosx4,可变为ysin2x2cosx4(cosx1)22解决
(2)基本函数法:一些由基本函数复合而成的函数可以利用基本函数的值域来求,如函数ylog1(x22x3)就是利用函数ylog1u和ux22x3的值域来求。
(3)判别式法:通过对二次方程的实根的判别求值域。如求函数y2x133的值域[,] x22x222
(4)分离常数法:常用来求“分式型”函数的值域。如求函数y
(5)利用基本不等式求值域:如求函数y3x的值域 x242cosx3的值域,因为 cosx1
(6)利用函数的单调性求求值域:如求函数y2x4x22(x[1,2])的值域
(7)图象法:如果函数的图象比较容易作出,则可根据图象直观地得出函数的值域
(8)导数法――一般适用于高次多项式函数,如求函数f(x)2x34x240x,x[3,3]的最小值。(-48)
m,(m>0)的函数,m<0就是单调函数了 x
4三种模型:(1)如yx,求(1)单调区间(2)x的范围[3,5],求值域(3)x [-1,0)(0,4],求值x(9)对勾函数法 像y=x+
域
(2)如 yx4求(1)[3,7]上的值域(2)单调递增区间(x0或x4)x4,1,(1)求[-1,1]上的值域(2)求单调递增区间 x3(3)如y2x
例1.
1、已知函数f(x)=-x2+2ax+1-a在0≤x≤1时有最大值2,求a的值。
2、已知y=f(x)=x2-2x+3,当x∈[t,t+1]时,求函数的最大值和最小值。
例2. 设函数f(x)ax33x1(xR),若对于任意的x1,1都有f(x)0成立,则实数a的值为
x22xa例
求函数值域的几种方法 篇5
方法一:利用值域的定义来求函数的值域
例1 求函数y=3-2x (-3≤x≤2, x∈Z) 的值域.
解 将函数的定义域x=-3, -2, -1, 0, 1, 2分别代入函数解析式y=3-2x, 求得相应的y值为9, 7, 5, 3, 1, -1, 所以, 函数的值域为{9, 7, 5, 3, 1, -1}.
方法二:利用互为反函数的函数定义域、值域之间的关系来求函数的值域
例2 求函数undefined的值域.
解 由undefined求得undefined, 交换x, y的位置得函数undefined的反函数undefined.而undefined的定义域为x≠-2的一切实数, undefined的值域为y≠-2的一切实数.
方法三:利用函数的单调性来求函数的值域
例3 求函数undefined的值域.
解 容易求出函数的定义域为undefined
设undefined,
则它们都是区间undefined上的减函数.
∴函数undefined在区间undefined上也是减函数.
∵当undefined时, y=2;当x→0时, y→+∞,
∴函数的值域为[2, +∞﹚.
方法四:利用一些非负数undefined等) 的概念来求函数的值域
例4 求函数undefined的值域.
解undefined
即函数的值域为[1, +∞﹚.
方法五:利用求函数的最大值、最小值来求函数的值域
例5 求函数y=sinx+cosx-1的值域.
解undefined,
undefined
即函数的值域为undefined
方法六:利用一元二次方程ax2+bx+c=0 (a≠0) 有实数根的充分必要条件是Δ=b2-4ac≥0来求函数的值域
例6 求函数undefined的值域.
解 将undefined变形成一元二次方程形式为 (y-2) x2+ (2y+1) x+ (2y+1) =0, (y≠2) .
当y≠2时, 要使方程有实数根, 必定有
Δ= (2y+1) 2-4 (y-2) (2y+1) ≥0,
解此不等式得undefined, 且y≠2.
又 ∵函数的定义域为 (-∞, +∞) , 而当x=-1时, y=2,
∴函数undefined的值域是undefined
使用此方法时, 要注意函数的定义域和对一元二次方程中二次项系数不为零的y值要进行检验确定.
求函数值域的十种方法 篇6
对于一些简单的函数,可在定义域及函数对应关系基础上确定函数的值域,这叫观察法。
由于函数值域是对应于函数定义域的函数值集合,因此首先要考察函数结构。在此基础上,从定义域出发,逐步推断出函数的值域。
例1:求函数y=(x-3)的值域。
解:∵函数定义域为-1≤x<1,又∵≥0, x-3<0,∴y≤0,即函数值域y∈(-∞,0]。
2. 反函数法
如果函数在定义域内存在反函数,而求函数值域又不易求解时,可在通过求反函数的定义域的过程中而使问题获解,叫反函数求函数值域的方法。
即由y=f (x),反解出求函数x=f-1 (x),原函数值域包含在f-1 (y)的定义域中。然后分析二者的关系以确定函数值域。此法的成功取决于反解成立,分析正确,并注意在反解过程中保持同解性。
例2:求函数, x∈ (0, 1]的值域。
错解一:∵,∴函数值域y∈[2,+∞)。
剖析:当x=(0,+∞]时,结论x=[2,+∞)才是正确的。但当x∈(0, 1),这个结论就不可靠了。
错解二:,
∵x∈R,∴△4y2-16≥0,解得y≤-2或y≥2。
函数值域为(-∞,-2]∪[2,+∞)。
剖析:以上求出的结果,只能是x∈(-∞,0)∪(0,+∞)时函数的值域,解法二同样忽略了0≤x≤1了这一限制条件,而x∈(0, 1]的值域用“判别式法”是无法解决的。
正解:(反函数法)
∵x∈(0, 1],y≥2,∴,∴方程(1)的根只能是,由,解得,∴函数值域为。
3. 转化法
利用已知值域的函数或所给函数的定义域,作为“媒介”,将待求值域的函数式变形。通过适当的运算,求得所给函数的值域。将所求函数值域问题转化为熟知的基本初等函数的值域问题,常能化难为易。
例3:求函数的值域。
解:由函数表达式得:,其中θ由和确定。
, 即原函数值域y∈[,+∞)。
4. 不等式法
运用不等式的性质,特别是含等量的不等式,分析等号成立的条件,以确定函数值域,叫不等式求函数值域的方法。
例4:已知α∈(0,π),求函数y=的值域。
错解:∵α∈(0,π),∴sinα>0, , sinα+≥2
,函数值域为[,+∞)。
剖析:由于忽略了“当且仅当sinα+时上式才能取等号”,但因|sinα|≤1故sinα≠,因此上式不能取等号,至少应有y≠2。
正解:∵α∈(0,π),∴sinα>0, >0, sinα+=sinα+
当且仅当sinα=1sinα,即sinα=1时,上式能全取等号。
小结:用“不等式法”求函数值域,主要是利用“几个正数的算术平均值不小于其几何平均值”,但须注意取等号时条件是否能得到满足。
5. 最值法
由于初等函数在其定义域内是连续的,所以我们可以通过求函数在定义区间内的最大值,最小值的办法,并求函数的值域。
例5:求函数y=的值域。
解:由函数定义域知,cosx∈[-1,)∪(, 1]。
(1) 当cosx∈) 时, ∵y=x+, ∴, 注意到cosx) , ) , y→-∞∴-∞
(2) 当cosx∈]时, ∵ (1+2cosx) 最大) =-1, ∴, 注意到cosx→) , y→+∞, ∴
故函数值域为(-∞,-1]∪[,+∞).
一般二次函数的值域常用此法求解。有些高次整函数也可用此法。
6. 判别式
根据一元二次方程ax2+by+c=0有实根时,△=b2-4ac≥0。的性质,求函数值域的方法叫做判别式法。
例6:求函数y=2x2-7x+3的值域。
解:∵2x2-7x+3-y=0,且x∈R,∴△=b2-4ac=49-8 (3-y)≥0, y≥,∴该函数值域为[,+∞).
此法可用于行如:y= (A, P不同时为零,分子分母无公因式)的函数的值域。但必须强调:(1)是既约公式;(2)验证端点值是否能取到;(3)整理成行如一元二次方程的形式后,若平方项系数含字母要讨论;(4)若定义域人为受限,则判别式法失效。
7. 换元法
通过代数换元法或者三角函数换元法,把无理函数、指数函数、对数函数等超越函数转化为代数函数求函数值域的方法叫换元法。
例7:已知函数f (x)的值域是,求y=f的值域。
解:∵f (x)∈,∴≤f (x)≤,故。令,则t∈。有f (x)=(1-t2), y=g (t)= (1-t2)+t=- (t-1) 2+1,由于g (t)在t∈[]时单调递增
∴当t=, ymin=, 当t=, ymax=,
∴y=f (x) +的值域是
8. 图像法(数行结合法)
通过分析函数式的结构、定义域、单调性、奇偶性、等。确定若干有代表性的点,勾画出函数的大致图形,从定函数的值域。
例8:求函数y=|x2-1|+x的值域。
解:原函数可以表达成:当x≤-1或x≥1, y=|x2-1|+x=(x+2) 2-;当-1≤x≤1, y=|x2-1|+x=-(x+) 2+。
作出函数图像(见图1)
由图像知函数值域为[-1,+∞)。
9. 单调性法
利用函数单调性,先求出函数的单调区间,再求每个区间上函数的值域,最后取其并集即得函数值域。
例9:求y=x-的值域。
解:∵y1=x和y2=-均为单调增函数,
∴y=y1+y2=x-为增函数, 由定义域x≤知y最大=, 故y≤。
1 0. 配方法
如果给定一个复合函数,y=f[g (x)],若g (x)或f (x)可以视为一元二次多项式,则要用配方法求其函数值域。
例10:求y=x+的值域。
解:∵y=x+=1-,在定义域x≤内,显然有≥0,∴y≤1,函数值域为(-∞,1]。
本文仅从求函数值域的十种常用方法谈起,在不同的文献中可能会有与本文有出入的其它不同的方法,但解法大致相同,如构造法、极限法、解析法、复数换元法、三角代换法、恒等变换法、有理化法等。当然,本论文求函数值域的方法不是一成不变的,应在多次解题过程中综合并灵活应用这几种方法。
参考文献
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求函数值域的五种基本方法 篇7
例1求下列函数的值域:
⑴y﹦x2﹢4x-2, x∈R;
⑵y﹦x2﹢4x-2, x∈[-5, 0];
⑶y﹦x2﹢4x-2, x∈[-6, -3];
⑷y﹦x2﹢4x-2, x∈[0, 2]。
分析:这些函数都是二次函数且解析式相同, 但各自的定义域不同, 应该通过“配方”同时借助二次函数的图象来求函数值域。
解:
⑴配方, 得y﹦ (x﹢2) 2-6, (如图 (1) )
因为x∈R, 所以当x﹦-2时, ymin﹦-6, 无最大值。故函数的值域是[-6, ﹢∞) 。
⑵配方, 得y﹦ (x﹢2) 2-6, (如图 (2) )
因为x∈[-5, 0], 所以当x﹦-2时, ymin﹦-6, 当x﹦-5时, ymax﹦3。
故函数的值域是[-6, 3]。
⑶配方, 得y﹦ (x﹢2) 2-6, (如图 (3) )
因为x∈[-6, -3], 所以当x﹦-3时, ymin﹦-5, 当x﹦-6时, ymax﹦10。故函数的值域是[-5, 10]。
⑷配方, 得y﹦ (x﹢2) 2-6, (如图 (4) )
因为x∈[0, 2], 所以当x﹦0时, ymin﹦-2, 当x﹦2时, ymax﹦10。
故函数的值域是[-2, 10]。
总结:上述四个题目中函数相同但所给的定义域不同, 因为二次函数在不同区间上的单调性不同, 所以得到的值域也不同。因此在给定区间上求二次函数值域时一定要结合图象。
例2求函数的值域。
分析:函数的解析式中分子、分母都含有变量, 通过“分离常数”使分子为常数而分母没变化, 从而由分母的范围来确定函数值的范围。
方法三:换元法
例3求函数
分析:此题的函数值是由x和共同决定的, 所以要将根号去掉。
总结:这种方法主要是将含根号形式化为无根号形式, 但同时一定要注意换元时必换域。
方法四:判别式法
例4求函数
分析:由于x∈R, 函数的解析式变形后, 得到关于x的一元二次方程, 因为此方程一定有解, 故通过△≥0来求函数值的范围。
解:因为去分母整理,
得2 (y﹣1) x2-6 (y-1) x+6y-5﹦0,
(1) 当y﹦1时, 6-5﹦0不成立, 此时x无解, 不满足题意。
(2) 当y≠1时, 此时方程2 (y﹣1) x2-6 (y﹣1) x﹢6y-5﹦0是关于x的一元二次方程, 因为方程有实根, 所以△﹦36 (y-1) 2-8 (y-1) (6y-5) ≥0,
解不等式得
综合 (1) (2) 知函数的值域是[13, 1) 。
总结:形如: (x∈R, a1、a2不全为0) 的函数求值域就用判别式法。
方法五:图象法
例5:求函数y﹦│x+1│-│x-2│的值域。
解:利用绝对值的几何意义可知│x+1│表示数轴上点x到点-1的距离, │x-2│表示在数轴上点x到点2的距离, │x+1│-│x-2│表示在数轴上点x到点-1的距离与点x到点2的距离的差。在数轴上任取三个点xA≤-1, -1
可以看出│xA+1│-│xA-2│=-3, -3<│xB+1│-│xB-2│<3, │xC+1│-│xC-2│﹦3, 由此可见对于任意实数x都有-3≤│x+1│-│x-2│≤3, 所以函数的值域是[-3, 3]。
常用求函数值域的几种方法 篇8
一、直接法
通过对函数定义域、性质的观察和不等式的性质应用, 结合函数的解析式, 求得函数的值域.
例1.求函数的值域
二、换元法
换元法分代数换元和三角换元. 代数换元是将一个整式用一个变量代换, 转化为受限的二次函数等求值域, 三角换元是利用三角代换, 根据三角函数间的关系及其有界性求值域.
例2.求函数的值域
例3.求函数
三、解析几何法
利用转化为解析几何中的距离、斜率、截距等求值域.
例4.求函数的值域
四、判别式法
将原函数化为关于x的二次函数的形式, 根据二次方程有根的Δ≥0二次项系数不为0得出函数值域, 但要注意二次项系数的讨论.
例5.求函数的值域
五、均值不等式法
将原函数化为f (x) +a/f (x) , (a>0) 型, 应用均值不等式及其条件求函数的值域.
例6.在平面直角坐标系xoy中, 过原点的一条直线f (x) =2/x的图像交与P, Q两点, 则线段PQ长的最小值是__.
分析:由已知可知两点P, Q必关于原点对称, 从而设出交点代入两点间距离公式, 整理后用均值不等式求得.
六、分离法
点评:将受限的整体分离出来, 根据它的取值范围进而求出函数值域.
例7.求函数的值域
七、导数法
利用函数求导判断其单调区间和极值 (或最值) .
例8.已知, 求f (x) 的单调区间和极大值.
求值域方法 篇9
一、用观察法求函数的值域
例1求函数y=3sinx+1的值域。
解:∵x取实数时有-1≤sinx≤1
∴sinx=1时, y取得最大值4,
时, 取得最小值0。3
所以, y的值域为[0, 4]。
注意:一些学生常易误为当sinx取最小值-1时, y也取得最小值3 (-1) +1=2而把y的值域写成2≤y≤4, 忽视了绝对值的概念。
二、利用配方法求函数的值域
例2求函数y=x2-4x+6, x∈[1, 5) 的值域。
分析:这是一元二次函数的x∈[1, 5) 范围内求值域的问题, 可利用配方法并结合二次函数图象求解。
解:配方, 得y=x2-4x+6= (x-2) 2+2,
∵x∈[1, 5)
∴函数的值域为[2, 11]。
三、反解法求函数的值域
例3求函数的值域。
分析:这是关于x的一次分式函数, 它是一个单值函数, 一定有反函数。类似于这种类型的题可通过反解x进一步求原函数的反函数的定义域的办法求原函数的值域, 但不必变换x, y。
解:把函数看做x的方程, 有
(x-3) y=2x+1 (x≠3)
整理得 (y-2) x=3y+1
所以当y-2≠0时, 有
这样, 我们就找到了使x在定义域内有解的条件,
故所示函数的值域是:y∈R且y≠2。
注意:关于x的一次分式函数都可以用此例的方法。当然还有其它形式的函数也可使用类似的方法。如函数可反解求出x2, ex。再利用x2, ex的非负性求得y的范围, 即值域。
四、利用一元二次函数的判别式求函数的值域
若函数y=f (x) 可以转化为如下的隐函数形式:
a (y) ·x2+b (y) ·x+c (y) =0 (1)
则可将上面的等式看做x的二次方程。
因为x应取实数值, 即这方程应有实数解,
故其判别式△=[b (y) ]2-4a (y) c (y) ≥0 (2)
解不等式 (2) 所得到的y值的范围可导出函数y的值域。
例4求函数的值域。
解:因为, 即分母不为0,
函数式可变为y (x2+x+1) =x2-x+1,
整理得 (y-1) x2+ (y+1) x+ (y-1) =0,
因为x应取得实数, 所以判别式△= (y+1) 2-4 (y-1) 2≥0,
即3y2-10y+3≤0, (3y-1) (y-3) ≤0。
解之得
注意:用判别式求值域的方法并非总是可靠的, 因为求解过程的变形可能会改变函数的范围。
五、用换元法求函数的值域
例5求函数的值域。
解:函数的定义域是x≥1, 令,
则t∈[0, +∞) , x=t2+1
y=2 (t2+1) -t=2t2-t+2 (t≥0) 这是关于t的二次函数, 配方得。
∵t≥0
六、利用函数的单调性求值域
例6求函数的值域。
解:由2x-x2≥0得函数定义域为0≤x≤2,
而2x-x2=- (x-1) 2+1易知的值域为0≤y1≤1, 再利用函数单调性即可得出原函数的值域为
注意:利用单调性求值域时要注意定义域与单调区间的关系。如此例有些学生往往由而得出原函数的值域为0≤y≤1的错误结论。
七、利用导数求函数的值域
我们知道, 很多较复杂的函数的极值可以利用导数求得, 这也是求某些函数值域的十分有效的方法。
例7求函数y'=x2e-x2的值域。
解:∵y'=2xe-x2-2x·x2e-x2=2xe-x2 (1-x2)
令y=0得x=-1, 0, 1不难判定x=±1时, y都取得最大值;x=0时取得最小值y=0, 所以y的值域是[]。
此外还有一些求函数值域的方法, 如借助一些不等式的性质、利用函数的图象、代数式的几何意义等等。
总之, 对于一个具体的函数, 需要根据它的特点从上述的几种方法中选择用哪一种求值域, 这要因题而异。有些函数求值域的方法较多, 当然要选择简便的方法。
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