所以,
根据问题的实际意义.
.
.
解得.
所以,所求函数定义域为.
上述求函数定义域问题涵盖了确定函数定义域的两种类型问题.
(1)给出函数解析式求定义域(如例2),这类问题就是求使解析式有意义的自变量的取值范围.正确的解不等式或不等式组在解决这类问题中是重要的.
中学数学中常见的对变量有限制的运算法则有: ① 分式中分母不为零; ② 偶次方根下被开方数非负; ③ 零次幂的底数要求不为零;
④ 对数中的真数大于零,底数大于零且不等于 1;
⑤ ,则.
(2)在实际问题中求函数的定义域(如例 3). 在这类问题中除了考虑解析式对自变量的限制 , 还应考虑实际问题对自变量的限制.
另外,在处理函数问题时要有一种随时关注定义域的意识,这是极其重要的.比如在研究函数单调性、奇偶性、最值等问题时,首先要考虑的就是函数的定义域.
3.函数的对应法则问题:
确定函数的对应法则(即求函数的解析式)是有关函数概念中的重要问题,教学中教师可以设置如下相关题组,和学生共同解决.
例4:(1)已知,求的解析式;
(2)已知(3)如果的解析式;
(4)已知函数析式.
分析:(1)求函数
为二次函数,
,求的值; ,并且当
时,
取得最小值
,求
与函数的图象关于直线对称,求的解
的解析式,从映射的角度看就是求对应法则,于是,我们一般
有下面两种方法解决(1)这样的问题.
方法一:则
. 通过这样“凑型”的方法,我们可以明确看到法
.
是“原象对应于原象除以原象的平方减1”.所以,
方法二:设,则.则,所以.
这样,通过“换元”的方法也可以明确看到法则是什么.
(2)用“凑型”的方法,
.
.所以,
(3)因为为二次函数,并且当时,取得最小值,
所以,可设又
,所以
,
,所以.
.
(4)这个问题相当于已知的图象满足一定的条件,进而求函数
的解析式.
的解析式. 所
以,可以类比解析几何中求轨迹方程的方法求
设由已知,点
的图象上任意一点坐标为在函数的坐标
.
的图象上, 满足
,则关于对称点的坐标为,
所以,点所以,
的解析式,即,
由于已知条件的不同,求函数的解析式的常见方法有像(1)(2)所用到的“凑形”及“换元”的方法;有像(3)所用到的待定系数法;也有像(4)所用到的解析法.
值得注意的是(4)中所用的解析法.在求函数解析式或求曲线的轨迹方程时都可以用这种方法,是一种通法.同时也表明函数和它的图象与曲线和它的方程之间有必然的取系.
(二)教学中如何突出函数性质的本质?
函数的性质主要包括函数的单调性、奇偶性、周期性与对称性等,侧重点在于理解与函数性质有关的概念,掌握有关判断、证明的基本方法以及简单的应用. 这部分内容常用到数形结合的思想方法.
1.关于基本概念的理解: (1)设函数
的定义域为
,如果对于
内的任意一个,都有
,且
,则这个函数叫做奇函数.
设函数
的定义域为
,如果对于
内任意一个,都有
,且
,则这个函数叫做偶函数.
由奇函数定义可知,对于奇函数象上.又点
与点
,点
与点
都在其图
关于原点对称,我们可以得到:
奇函数的图象是以坐标原点为对称中心的中心对称图形;通过同样的分析可以得到,偶函数的图象是以
轴为对称轴的轴对称图形.
(2)一般地,设函数两个值
,
,改变量
的定义域为
,则
,区间.如果取区间中的任意
当当
如果一个函数在某个区间有单调性,区间
时,就称函数时,就称函数
在区间在区间
上是增函数; 上是减函数.
上具
上是增函数或是减函数,就说这个函数在这个区间
称为单调区间.
在单调区间上,增函数的图象是上升的,减函数的图象是下降的. (3)一般地,对于函数每一个值时,数
叫做这个函数的周期. (4)一般地,对于函数每一个值时,
,如果存在一个不为零的常数,使得当取定义域中的都成立,则函数
的图象关于直线
对称.
,如果存在一个不为零的常数都成立,那么就把函数
,使得当取定义域中的
叫做周期函数,不为零的常
这四个概念都比较抽象,建议讲述相关概念时采用数形结合的手段,不断揭示概念的几何背景,进而完善学生对概念的认识.
2.关于函数的奇偶性问题:
对于函数的奇偶性,要求学生会判断及简单应用.教学中可给出如下题组: 例1:判断下列函数的奇偶性.
(1); (2); (3);
(4); (5).
解:(1)解,得到函数的定义域为或,关于原点不对称,
所以此函数为非奇非偶函数. (2)函数的定义域为即
,且
,但是,由于
,
,
,
所以此函数为非奇非偶函数.
(3)函数的定义域为所以此函数为偶函数.
,又,
(4)解,得,
又
所以此函数为奇函数.
,
(5)函数的定义域为所以此函数为奇函数.
,又,
通过本例及函数奇偶性的定义,进一步可以得到下面几个结论:
① 一个函数是奇(或偶)函数的必要不充分条件是定义域关于原点对称; ②
是奇函数,并且
在
时有定义,则必有
;
③ 既是奇函数又是偶函数的函数,其解析式一定为判定函数奇偶性按照其定义可以分为两个步骤: ① 判断函数的定义域是否关于原点对称; ② 考察
与
的关系.
,等.
由此,若以奇偶性为标准可以把函数分为奇函数,偶函数,既奇又偶函数和非奇非偶 函数四类. 例2:已知(1)求
为奇函数,当的值;
时,
,
(2)当时,求的解析式.