2019年高考數(shù)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 熱點聚焦與擴展 專題04 函數(shù)的定義域、值域的求法.doc

專題04 函數(shù)的定義域、值域的求法【熱點聚焦與擴展】函數(shù)的定義域作為函數(shù)的要素之一，是研究函數(shù)的基礎(chǔ)，也是高考的熱點.函數(shù)的值域也是高考中的一個重要考點，并且值域問題通常會滲透在各類題目之中，成為解題過程的一部分.所以在掌握定義域求法的基礎(chǔ)上，掌握一些求值域的基本方法，當(dāng)需要求函數(shù)的取值范圍時便可抓住解析式的特點，尋找對應(yīng)的方法從容解決.（一）函數(shù)的定義域1.求函數(shù)定義域的主要依據(jù)是：分式的分母不能為零；偶次方根的被開方式其值非負；對數(shù)式中真數(shù)大于零，底數(shù)大于零且不等于1.2.若的定義域為，則不等式的解集即為函數(shù)的定義域； 若的定義域為，則函數(shù)在上的的值域即為函數(shù)的定義域3.對于分段函數(shù)知道自變量求函數(shù)值或者知道函數(shù)值求自變量的問題，應(yīng)依據(jù)已知條件準確找出利用哪一段求解.4.與定義域有關(guān)的幾類問題第一類是給出函數(shù)的解析式，這時函數(shù)的定義域是使解析式有意義的自變量的取值范圍；第二類是實際問題或幾何問題，此時除要考慮解析式有意義外，還應(yīng)考慮使實際問題或幾何問題有意義；第三類是不給出函數(shù)的解析式，而由的定義域確定函數(shù)的定義域或由的定義域確定函數(shù)的定義域第四類是已知函數(shù)的定義域，求參數(shù)范圍問題，常轉(zhuǎn)化為恒成立問題來解決（二）函數(shù)的值域1.利用函數(shù)的單調(diào)性:若是上的單調(diào)增(減)函數(shù),則,分別是在區(qū)間上取得最小(大)值,最大(小)值.2.利用配方法:形如型,用此種方法,注意自變量x的范圍.3.利用三角函數(shù)的有界性,如.4.利用“分離常數(shù)”法:形如y= 或 (至少有一個不為零)的函數(shù),求其值域可用此法. 一般地， ：換元分離常數(shù)反比例函數(shù)模型 ：換元分離常數(shù)模型 ：同時除以分子：的模型 ：分離常數(shù)的模型共同點：讓分式的分子變?yōu)槌?shù)5.利用換元法: 在高中階段，與指對數(shù)，三角函數(shù)相關(guān)的常見的復(fù)合函數(shù)分為兩種： ：此類問題通常以指對，三角作為主要結(jié)構(gòu)，在求值域時可先確定的范圍，再求出函數(shù)的范圍. ：此類函數(shù)的解析式會充斥的大量括號里的項，所以可利用換元將解析式轉(zhuǎn)為的形式，然后求值域即可. 形如型,可用此法求其值域.6.利用基本不等式法:7.導(dǎo)數(shù)法:利用導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的連續(xù)性求圖復(fù)雜函數(shù)的極值和最值,然后求出值域8.分段函數(shù)的函數(shù)值時，應(yīng)根據(jù)所給自變量值的大小選擇相應(yīng)的解析式求解，有時每段交替使用求值若給出函數(shù)值或函數(shù)值的范圍求自變量值或自變量的取值范圍，應(yīng)根據(jù)每一段的解析式分別求解，但要注意檢驗所求自變量值域范圍是否符合相應(yīng)段的自變量的取值范圍數(shù)形結(jié)合法也可很方便的計算值域. 9.由判別式法來判斷函數(shù)的值域時，若原函數(shù)的定義域不是實數(shù)集時，應(yīng)綜合函數(shù)的定義域，將擴大的部 分剔除.10.數(shù)形結(jié)合法：即作出函數(shù)的圖象，通過觀察曲線所覆蓋函數(shù)值的區(qū)域確定值域，以下函數(shù)常會考慮進行數(shù)形結(jié)合.（1）的函數(shù)值為多個函數(shù)中函數(shù)值的最大值或最小值，此時需將多個函數(shù)作于同一坐標系中，然后確定靠下（或靠上）的部分為該 函數(shù)的圖象，從而利用圖象求得函數(shù)的值域.（2）函數(shù)的解析式具備一定的幾何含義，需作圖并與解析幾何中的相關(guān)知識進行聯(lián)系，數(shù)形結(jié)合求得值域，如：分式直線的斜率；被開方數(shù)為平方和的根式兩點間距離公式.（三）常見函數(shù)的值域：在處理常見函數(shù)的值域時，通?？梢酝ㄟ^數(shù)形結(jié)合，利用函數(shù)圖像將值域解出，熟練處理常見函數(shù)的值域也便于將復(fù)雜的解析式通過變形與換元向常見函數(shù)進行化歸.（1）一次函數(shù)（）：一次函數(shù)為單調(diào)函數(shù)，圖像為一條直線，所以可利用邊界點來確定值域.（2）二次函數(shù)（），給定區(qū)間.二次函數(shù)的圖像為拋物線，通?？蛇M行配方確定函數(shù)的對稱軸，然后利用圖像進行求解.（關(guān)鍵點：拋物線開口方向，頂點是否在區(qū)間內(nèi)）.（3）反比例函數(shù)： （1）圖像關(guān)于原點中心對稱（2）當(dāng) ，當(dāng).（4）對勾函數(shù)： 解析式特點：的系數(shù)為1；注：因為此類函數(shù)的值域與相關(guān)，求的值時要先保證的系數(shù)為，再去確定的值例：，并不能直接確定，而是先要變形為，再求得 極值點： 極值點坐標： 定義域： 自然定義域下的值域：（5）函數(shù)： 注意與對勾函數(shù)進行對比 解析式特點：的系數(shù)為1； 函數(shù)的零點： 值域： （5）指數(shù)函數(shù)（）：其函數(shù)圖像分為與兩種情況，可根據(jù)圖像求得值域，在自然定義域下的值域為 （6）對數(shù)函數(shù)（）其函數(shù)圖像分為與兩種情況，可根據(jù)圖像求得值域，在自然定義域下的值域為【經(jīng)典例題】例1【2017山東理】設(shè)函數(shù)的定義域，函數(shù)的定義域為,則（ ）（A）（1,2） （B） （C）（-2,1） （D）-2,1)【答案】D【解析】試題分析：由得，由得，故，選D.例2【2018屆湖南省邵陽市高三上學(xué)期期末】設(shè)函數(shù) ，則函數(shù)的定義域為（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】的定義域為,故,所以選B.例3【2018屆河南省中原名校（即豫南九校）高三第六次質(zhì)量考評】已知函數(shù)（且），若有最小值，則實數(shù)的取值范圍是（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】有最小值故選例4【2018屆廣東省深圳市南山區(qū)高三上學(xué)期期末】設(shè)函數(shù)的定義域為，若滿足條件：存在，使在上的值域為，則稱為“倍縮函數(shù)”若函數(shù)為“倍縮函數(shù)”，則實數(shù)的取值范圍是（ ）A. （，ln21） B. （，ln21C. （1ln2，+） D. 1ln2，+）【答案】C令g（x）0，解得：x2，令g（x）0，解得：0x2，故g（x）在（0，2）遞減，在（2，+）遞增，故g（x）g（2）=1ln2，故t1ln2， 故選C：【名師點睛】由于函數(shù)yf(x)的零點就是方程f(x)0的根，所以在研究方程的有關(guān)問題時，如比較方程根的大小、確定方程根的分布、證明根的存在性等，都可以將方程問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題解決.此類問題的切入點是借助函數(shù)的零點，結(jié)合函數(shù)的圖象，采用數(shù)形結(jié)合思想加以解決例5.已知函數(shù)在閉區(qū)間上的值域為，則滿足題意的有序?qū)崝?shù)對在坐標平面內(nèi)所對應(yīng)點組成圖形為（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】y=x2+2x=（x+1）21，可畫出圖象如圖1所示；故選：C【名師點睛】本題考查了二次函數(shù)在給定區(qū)間上的值域問題，值域是確定的，而定義域是變動的，解題關(guān)鍵是分辨清楚最大值是在左端點取到還是在右端點取到，問題就迎刃而解了.例6.（1）函數(shù)的值域為（ ）A. B. C. D. （2）函數(shù)的值域為（ ）A. B. C. D. （3）函數(shù)的值域為_【答案】（1）D （2）B （3）.【解析】（1）函數(shù)的定義域為，含有雙根式，所以很難依靠傳統(tǒng)的換元解決問題，但的導(dǎo)數(shù)較易分析出單調(diào)性，所以考慮利用導(dǎo)數(shù)求出的單調(diào)區(qū)間，從而求得最值 令即解不等式： 【名師點睛】本題還可以利用換元解決，但利用的是三角換元：觀察到被開方數(shù)的和為常數(shù)，所以想到，從而可設(shè)，由可知，所以原函數(shù)的值域轉(zhuǎn)化為求的值域，從而有，由可求得.由此題可知：含雙根式的函數(shù)若通過變形可得到被開方數(shù)的和為常數(shù)，則可通過三角換元轉(zhuǎn)為三角函數(shù)值域問題（2）函數(shù)的定義域為，從而發(fā)現(xiàn)，所以函數(shù)的解析式為，觀察可得為增函數(shù)，且時，所以當(dāng)時，的值域為【名師點睛】本題中函數(shù)的定義域?qū)馕鍪降幕営袠O大的促進作用.所以在求函數(shù)的值域時，若發(fā)現(xiàn)函數(shù)解析式較為特殊，則先確定其定義域. 本題也可用換元法，設(shè)后即可將函數(shù)轉(zhuǎn)為二次函數(shù)求值域，但不如觀察單調(diào)性求解簡便。（3）先確定函數(shù)的定義域：，為分式且含有根式，求導(dǎo)則導(dǎo)函數(shù)較為復(fù)雜.觀察分子分母可知：且關(guān)于單減，且關(guān)于單增，即單減，所以為減函數(shù)，由可知的值域為 .【名師點睛】在函數(shù)單調(diào)性的判斷中有“增+增增”，那么如果一個函數(shù)可表示為兩個函數(shù)的乘法，例如，則當(dāng)均為增（減）函數(shù)，且恒大于0，才能得到為增（減）函數(shù).例7：（1）函數(shù)的值域為（ ）A. B. C. D. （2）函數(shù)的值域為_【答案】（1）D （2）解：由可得: 函數(shù)的定義域為 的取值只需讓方程有解即可 當(dāng)時，不成立，故舍去當(dāng)時， 即： 綜上所述：函數(shù)的值域為.【名師點睛】 對于二次分式，若函數(shù)的定義域為，則可像本例這樣利用方程思想，將值域問題轉(zhuǎn)化為“取何值時方程有解”，然后利用二次方程根的判定得到關(guān)于的不等式從而求解，這種方法也稱為“判別式法” 若函數(shù)的定義域不是，而是一個限定區(qū)間（例如），那么如果也想按方程的思想處理，那么要解決的問題轉(zhuǎn)化為：“取何值時，方程在有根”，對于二次方程就變?yōu)榱烁植紗栴}，但因為只要方程有根就行，會按根的個數(shù)進行比較復(fù)雜的分類討論，所以此類問題通常利用分式的變形與換元進行解決（詳見附）（2）本題不易將函數(shù)變?yōu)閮H含或的形式，考慮去分母得：則的取值只要讓方程有解即可。觀察左側(cè)式子特點可想到俯角公式，從而得到，可知方程有解的條件為：，解出的范圍即為值域解：的定義域為 且 ，即，其中 因為該方程有解 【名師點睛】本題除了用方程思想，也可用數(shù)形結(jié)合進行解決，把分式視為連線斜率的問題，從而將問題轉(zhuǎn)化為定點與單位圓上點連線斜率的取值范圍。作圖求解即可。本類型運用方程思想處理的局限性在于輔角公式與的取值相關(guān)，不過因為，所以均能保證只要在中，則必有解。但如果本題對的范圍有所限制，則用方程的思想不易列出的不等式，所以還是用數(shù)形結(jié)合比較方便例8.設(shè)且，函數(shù)在的最大值是14，求的值【答案】考點：二次函數(shù)的最值及指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)【方法點晴】本題主要考查了二次函數(shù)的最值及指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)，其中解答中涉及到一元二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、指數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì)等知識點的綜合考查，著重考查了學(xué)生分析問題和解答問題的能力，以及分類討論思想和轉(zhuǎn)化與化歸思想，本題的解得中根據(jù)指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)，分類討論是解答的關(guān)鍵，試題有一定的難度，屬于中檔試題例9【2018屆山西省太原市實驗中學(xué)高三上學(xué)期9月月考】已知函數(shù)(1)判斷函數(shù)的奇偶性.(2)求的值域.【答案】(1) 是奇函數(shù)（2） ，的值域為.【名師點睛】本題考查了利用定義證明函數(shù)奇偶性，利用分離常數(shù)求分式型函數(shù)的值域問題，考查了指數(shù)冪的運算性質(zhì)，屬于中檔題.例10【2018屆安徽省宿州市汴北三校聯(lián)考高三上學(xué)期期中】已知是定義在上的奇函數(shù).（1）若，求的值;（2）若是函數(shù)的一個零點，求函數(shù)在區(qū)間的值域.【答案】（1）a=1，b=2；（2）-7.5,-3.【解析】試題分析：（1）由奇函數(shù)定義域關(guān)于原點對稱得(b-3)+(b-1)=0，解得b=2，再由可得；（2）由是函數(shù)的一個零點，得a=-2，進而得函數(shù)單調(diào)性，由單調(diào)性求值域即可.試題解析：（1） 由 f(x)為奇函數(shù)，則(b-3)+(b-1)=0，解得b=2，【名師點睛】正確理解奇函數(shù)和偶函數(shù)的定義，必須把握好三個問題：（1）定義域關(guān)于原點對稱是函數(shù)f(x)為奇函數(shù)或偶函數(shù)的必要非充分條件；（2）f(x)f(x)或f(x)f(x)是定義域上的恒等式；（3）奇函數(shù)的圖像關(guān)于原點對稱，偶函數(shù)的圖像關(guān)于y軸對稱.【精選精練】1【2018屆二輪同步（高考題）】下列函數(shù)中，其定義域和值域分別與函數(shù)y10lg x的定義域和值域相同的是( )A. yx B. ylg x C. y2x D. y【答案】D【解析】y10lgxx，定義域與值域均為(0，)，只有D滿足，故選D.2【2019屆高考一輪】已知集合A=,B=y|y=,則A(RB)=()A. -3,5 B. (-3,1)C. (-3,1 D. (-3,+)【答案】C【解析】由0，解得3<x5故A=x|3<x5y=，y>1B=y|y>1RB=y|y1A(RB)=x|3<x1選C【名師點睛】解決集合運算問題的方法 (1)用列舉法表示的集合進行交、并、補的運算，常采用Venn圖法解決，此時要搞清Venn圖中的各部分區(qū)域表示的實際意義(2)用描述法表示的數(shù)集進行運算，常采用數(shù)軸分析法解決，此時要注意“端點”能否取到(3)若給定的集合是點集，則可畫出圖象，采用數(shù)形結(jié)合法求解3【2018屆安徽合肥八高三上學(xué)期期中】函數(shù)的定義域是()A. (3,0) B. (3,0C. (，3)(0，) D. (，3)(3,0)【答案】A【名師點睛】本題主要考查了具體函數(shù)的定義域問題，屬于基礎(chǔ)題；常見的形式有：1、分式函數(shù)分母不能為0；2、偶次根式下大于等于0；3、對數(shù)函數(shù)的真數(shù)部分大于0；4、0的0次方無意義；5、對于正切函數(shù)，需滿足等等，當(dāng)同時出現(xiàn)時，取其交集.4【2018屆東北三省三校（哈師大附中、東北師大附中、遼寧省實驗中學(xué)）高三第一次模擬】已知集合，若，則實數(shù)的取值范圍是( )A. B. C. D. 【答案】A【解析】由已知得，由，則，又，所以.故選A.5已知函數(shù)的定義域是，則函數(shù)的定義域是（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】函數(shù)的定義域是，所以，所以函數(shù)中有： ，解得.即函數(shù)的定義域是.故選D.6【2018屆江西省南昌市高三第一輪】已知函數(shù)的定義域是，則的定義域是（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】 ，則 ， ，則的定義域是，選A.x*k&w7下列四個函數(shù)：y3x；y2x1(x>0)；yx22x10；y，其中定義域與值域相同的函數(shù)的個數(shù)為() A. 1 B. 2 C. 3 D. 4【答案】B8【2018屆江西省高三監(jiān)測】函數(shù)的定義域為，若滿足：在內(nèi)是單調(diào)函數(shù)；存在使得在上的值域為，則稱函數(shù)為“成功函數(shù)”.若函數(shù)（其中，且）是“成功函數(shù)”，則實數(shù)的取值范圍為（ ）A. B. C. D. 【答案】D【名師點睛】本題以新定義為背景考查方程解的個數(shù)問題，利用變量分離的方法，把問題轉(zhuǎn)化為兩個圖象的交點問題，通過換元的手段把問題歸結(jié)為二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)問題.9【2018屆北京西城31中高三上期中】若，則定義域_【答案】【解析】要使函數(shù)有意義，則，解得，故的定義域為，故答案為.10【2018屆南京市、鹽城市高三一模】設(shè)函數(shù)的值域為，若，則實數(shù)的取值范圍是_【答案】【解析】因為a,所以 11【2018屆北京市西城區(qū)高三期末】已知函數(shù) 若，則的值域是_；若的值域是，則實數(shù)的取值范圍是_【答案】 12已知函數(shù)的定義域為，若其值域也為，則稱區(qū)間為的保值區(qū)間，若的保值區(qū)間是，則的值為_.【答案】1【解析】函數(shù)的定義域為，若其值域也為，則稱區(qū)間為的保值區(qū)間又的保值區(qū)間是，定義域為，值域也為， ，函數(shù)在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增在單調(diào)遞增