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拨云见日,细说函数定义域

2012-08-27江苏省沭阳高级中学周海勇

中学数学杂志 2012年17期
关键词:实际意义值域定义域

☉江苏省沭阳高级中学 周海勇

函数是中学数学最基本的内容,函数的数学思想贯穿整个高中数学学习的始终,定义域是函数“三要素”(定义域、值域、对应法则)之一,是函数最本质的特征.在解决问题的过程中,如果忽视函数的定义域,常常会事倍功半,甚至误入歧途,在求函数解析式时,必须考虑函数的定义域,否则所求函数关系式是不完整的.下面就对求函数定义域的方法进行分类说明,希望对大家在教学中引导学生解决与定义域有关的问题时有所帮助.

题型一:由解析式确定函数的定义域

当函数是由解析式给出时,则其定义域是使解析式有意义的自变量的取值集合.也就是:(1)若f(x)为整式函数,则定义域为全体实数;(2)若f(x)为分式函数,则分母不能为0;(3)若f(x)为偶次方根,则被开方数不小于0;(4)若f(x)=x0,则定义域为{x|x∈R,且x≠0};(5)在解决实际问题时,自变量的取值要有实际意义等.

分析:根据函数式子的特点,要求偶次根式下被开方数是非负数,分式的分母不为0;x0要有意义,即其中的自变量x不能为0.

点评:求函数定义域就是求使函数解析式有意义的自变量取值的集合,一般可通过解不等式或不等式组完成.当一个函数是由两个或者两个以上的式子的形式构成时,那么它的定义域是使每个式子有意义的集合的交集.

题型二:复合函数的定义域

如果函数y=f(t)的定义域为A,函数t=g(x)的定义域为D,值域为C,则当C⊆A时,称y=f[g(x)]为f与g在D上的复合函数,其中t叫中间变量,t=g(x)叫内函数,y=f(x)叫外函数.复合函数的定义域由外函数的定义域、内函数的值域以及内函数的定义域共同确定.

1.已知函数f(x)的定义域,求函数y=f[g(x)]的定义域

分析:求满足不等式a≤g(x)≤b的x的取值范围即可.

例2设函数f(x)的定义域为[0,1],则函数f(2x)的定义域是________.

解:依题意,有:

2.已知函数f[g(x)]的定义域,求函数f(x)的定义域

分析:由已知a≤x≤b,求g(x)的值域,即为f(x)的定义域.

变式1:已知函数g(x)=f(3-2x)的定义域为[-1,2],则函数f(x)的定义域为_____.

解:g(x)的定义域为[-1,2].

即-1≤x≤2.

所以-1≤3-2x≤5.

即f(x)的定义域为[-1,5].

3.已知函数f[g(x)]的定义域,求函数f[h(x)]的定义域

分析:先由y=f[g(x)]的定义域求出f(x)的定义域,再由f(x)的定义域求f[h(x)]的定义域.

变式2:已知函数f(x+1)的定义域为[-2,3],求f(2x-2)的定义域.

解:f(x+1)的定义域为-2≤x≤3.

令t=x+1,则-1≤t≤4.

故f(t)的定义域为-1≤x≤4.

点评:(1)对于复合函数f[g(x)]而说,如果函数f(x)的定义域为A,则f[g(x)]的定义域是使得函数g(x)∈A的x的取值范围.(2)如果f[g(x)]的定义域为A,则函数f(x)的定义域是函数g(x)的值域.

题型三:由实际问题确定函数的定义域

在解决函数实际应用题时,要考虑结合实际问题,其定义域的确定不仅要考虑解析式有意义,还要注意问题的实际意义对自变量的限制(如长度、面积必须大于0,人必须为自然数等).

例3 甲、乙两地相距skm,汽车从甲地匀速行驶到乙地,速度不得超过ckm/h.已知汽车每小时的运输成本(以元为单位)由可变部分和固定部分组成:可变部分与速度v(km/h)的平方成正比,且比例系数为b;固定部分为a元.把全程运输成本y(元)表示为速度v(km/h)的函数,并指出这个函数的定义域.

分析:先建立函数关系,根据函数的关系式以及速度v的实际意义确定函数的定义域.

故函数的解析式有意义得到v≠0,由自变量v的实际意义得到v>0,由题目的限制条件“速度v不得超过ckm/h”得到v≤c.

所以函数的解析式及其定义域为

点评:在解决关于函数的实际应用问题时,一定要注意研究并写明函数的定义域,否则扣分是比较多的.这是因为作为解答题的这类题型,往往还要考查函数的其他性质.如果函数的定义域出错了,那么在此基础上研究出来的函数的其他性质也就不一定正确了.这一点我们要加倍注意,并形成重视函数定义域的良好意识与习惯.

总之,函数的定义域是求解函数的一切问题的基础,解决函数的一切问题必须认真考查函数的定义域,学会并掌握求函数的定义域的常用方法是学习好函数的基础.

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