数学函数公式_数学函数求值域的12种好方法

数学函数公式_数学函数求值域的12种好方法

　　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求函数y=3+√(2-3x)的值域。

　　点拨：根据算术平方根的性质，先求出√(2-3x)的值域。

　　解：由算术平方根的性质，知√(2-3x)≥0，故3+√(2-3x)≥3。∴函数的值域为{y∣y≥3｝.

　　点评：算术平方根具有双重非负性，即：(1)被开方数的非负性，(2)值的非负性。

　　本题通过直接观察算术平方根的性质而获解，这种方法对于一类函数的值域的求法，简捷明了，不失为一种巧法。练习：求函数y=[x](0≤x≤5)的值域。(答案：值域为：{0，1，2，3，4，5｝)

　　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。

　　例2求函数y=(x+1)/(x+2)的值域。

　　点拨：先求出原函数的反函数，再求出其定义域。

　　解：显然函数y=(x+1)/(x+2)的反函数为:x=(1-2y)/(y-1),其定义域为y≠1的实数,故函数y的值域为{y∣y≠1,y∈R｝。

　　点评：利用反函数法求原函数的定义域的前提条件是原函数存在反函数。

　　这种方法体现逆向思维的思想，是数学解题的重要方法之一。练习：求函数y=(10x+10-x)/(10x-10-x)的值域。(答案：函数的值域为{y∣y1｝)

　　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y=√(-x2+x+2)的值域。

　　点拨：将被开方数配方成完全平方数，利用二次函数的最值求。

　　解：由-x2+x+2≥0,可知函数的定义域为x∈[-1，2]。此时-x2+x+2=-(x-1/2)2+9/4∈[0，9/4]∴0≤√-x2+x+2≤3/2,函数的值域是[0,3/2]

　　点评：求函数的值域不但要重视对应关系的应用,而且要特别注意定义域对值域的制约作用。

　　配方法是数学的一种重要的思想方法。练习：求函数y=2x-5+√15-4x的值域.(答案:值域为{y∣y≤3})

　　四.判别式法

　　若可化为关于某变量的二次方程的分式函数或无理函数,可用判别式法求函数的值域。

　　例4求函数y=(2x2-2x+3)/(x2-x+1)的值域。

　　点拨：将原函数转化为自变量的二次方程，应用二次方程根的判别式，从而确定出原函数的值域。

　　解：将上式化为(y-2)x2-(y-2)x+(y-3)=0(*)当y≠2时,由Δ=(y-2)2-4(y-2)x+(y-3)≥0，解得：2当y=2时,方程(*)无解。∴函数的值域为2点评：把函数关系化为二次方程F(x,y)=0，由于方程有实数解，故其判别式为非负数，可求得函数的值域。常适应于形如y=(ax2+bx+c)/(dx2+ex+f)及y=ax+b±√(cx2+dx+e)的函数。

　　练习：求函数y=1/(2x2-3x+1)的值域。(答案：值域为y≤-8或y>0)。

　　五.最值法

　　对于闭区间[a,b]上的连续函数y=f(x),可求出y=f(x)在区间[a,b]内的极值,并与边界值f(a).f(b)作比较,求出函数的最值,可得到函数y的值域。

　　例5已知(2x2-x-3)/(3x2+x+1)≤0,且满足x+y=1,求函数z=xy+3x的值域。

　　点拨：根据已知条件求出自变量x的取值范围，将目标函数消元、配方，可求出函数的值域。

　　解：∵3x2+x+1>0，上述分式不等式与不等式2x2-x-3≤0同解，解之得-1≤x≤3/2，又x+y=1，将y=1-x代入z=xy+3x中，得z=-x2+4x(-1≤x≤3/2),∴z=-(x-2)2+4且x∈[-1,3/2],函数z在区间[-1,3/2]上连续，故只需比较边界的大小。当x=-1时，z=-5;当x=3/2时，z=15/4。∴函数z的值域为{z∣-5≤z≤15/4｝。

　　点评：本题是将函数的值域问题转化为函数的最值。对开区间，若存在最值，也可通过求出最值而获得函数的值域。

　　练习：若√x为实数，则函数y=x2+3x-5的值域为()A.(-∞，+∞)B.[-7，+∞]C.[0，+∞)D.[-5，+∞)；(答案：D)。

　　六.图象法

　　通过观察函数的图象，运用数形结合的方法得到函数的值域。

　　例6求函数y=∣x+1∣+√(x-2)2的值域。点拨：根据绝对值的意义，去掉符号后转化为分段函数，作出其图象。

　　解：原函数化为-2x+1(x≤1)y=3(-12)显然函数值y≥3,所以，函数值域[3，+∞]。

　　点评：分段函数应注意函数的端点。利用函数的图象求函数的值域，体现数形结合的思想。是解决问题的重要方法。求函数值域的方法较多，还适应通过不等式法、函数的单调性、换元法等方法求函数的值域。

　　七.单调法

　　利用函数在给定的区间上的单调递增或单调递减求值域。

　　例7求函数y=4x-√1-3x(x≤1/3)的值域。

　　点拨：由已知的函数是复合函数，即g(x)=-√1-3x,y=f(x)+g(x)，其定义域为x≤1/3，在此区间内分别讨论函数的增减性，从而确定函数的值域。

　　解：设f(x)=4x,g(x)=-√1-3x,(x≤1/3),易知它们在定义域内为增函数，从而y=f(x)+g(x)=4x-√1-3x在定义域为x≤1/3上也为增函数，而且y≤f(1/3)+g(1/3)=4/3,因此，所求的函数值域为{y|y≤4/3｝。

　　点评：利用单调性求函数的值域，是在函数给定的区间上，或求出函数隐含的区间，结合函数的增减性，求出其函数在区间端点的函数值，进而可确定函数的值域。

　　练习：求函数y=3+√4-x的值域。(答案：{y|y≥3｝)

　　八.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8求函数y=x-3+√2x+1的值域。

　　点拨：通过换元将原函数转化为某个变量的二次函数，利用二次函数的最值，确定原函数的值域。

　　解：设t=√2x+1(t≥0),则x=1/2(t2-1)。于是y=1/2(t2-1)-3+t=1/2(t+1)2-4≥1/2-4=-7/2.所以，原函数的值域为{y|y≥-7/2｝。

　　点评：将无理函数或二次型的函数转化为二次函数，通过求出二次函数的最值，从而确定出原函数的值域。这种解题的方法体现换元、化归的思想方法。它的应用十分广泛。

　　练习：求函数y=√x-1–x的值域。(答案：{y|y≤-3/4｝

　　九.构造法

　　根据函数的结构特征，赋予几何图形，数形结合。

　　例9求函数y=√x2+4x+5+√x2-4x+8的值域。

　　点拨：将原函数变形，构造平面图形，由几何知识，确定出函数的值域。

　　解：原函数变形为f(x)=√(x+2)2+1+√(2-x)2+22作一个长为4、宽为3的矩形ABCD，再切割成12个单位正方形。设HK=x,则ek=2-x,KF=2+x,AK=√(2-x)2+22,KC=√(x+2)2+1。由三角形三边关系知，AK+KC≥AC=5。当A、K、C三点共线时取等号。∴原函数的值域为{y|y≥5｝。

　　点评：对于形如函数y=√x2+a±√(c-x)2+b(a,b,c均为正数)，均可通过构造几何图形，由几何的性质，直观明了、方便简捷。这是数形结合思想的体现。

　　练习：求函数y=√x2+9+√(5-x)2+4的值域。(答案：{y|y≥5√2｝)

　　十.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10已知x,y∈R，且3x-4y-5=0,求函数z=x2+y2的值域。

　　点拨：将条件方程3x-4y-5=0转化为比例式，设置参数，代入原函数。

　　解：由3x-4y-5=0变形得，(x3)/4=(y-1)/3=k(k为参数)∴x=3+4k,y=1+3k,∴z=x2+y2=(3+4k)2+(14+3k)2=(5k+3)2+1。当k=-3/5时，x=3/5,y=-4/5时，zmin=1。函数的值域为{z|z≥1｝.

　　点评：本题是多元函数关系，一般含有约束条件，将条件转化为比例式，通过设参数，可将原函数转化为单函数的形式，这种解题方法体现诸多思想方法，具有一定的创新意识。

　　练习：已知x,y∈R，且满足4x-y=0,求函数f(x,y)=2x2-y的值域。(答案：{f(x,y)|f(x,y)≥1｝)

　　十一.利用多项式的除法

　　例11求函数y=(3x+2)/(x+1)的值域。

　　点拨：将原分式函数，利用长除法转化为一个整式与一个分式之和。

　　解：y=(3x+2)/(x+1)=3-1/(x+1)。∵1/(x+1)≠0，故y≠3。∴函数y的值域为y≠3的一切实数。

　　点评：对于形如y=(ax+b)/(cx+d)的形式的函数均可利用这种方法。

　　练习：求函数y=(x2-1)/(x-1)(x≠1)的值域。(答案：y≠2)

　　十二.不等式法

　　例12求函数Y=3x/(3x+1)的值域。

　　点拨：先求出原函数的反函数，根据自变量的取值范围，构造不等式。

　　解：易求得原函数的反函数为y=log3[x/(1-x)],由对数函数的定义知x/(1-x)>0，1-x≠0。解得：01或y

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　　来源：新东方

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