(三十三)高中數(shù)學(xué)之 函數(shù) 篇
一、函數(shù)的基礎(chǔ)概念
1、函數(shù)的概念:
在某一個(gè)變化過程中,有兩個(gè)變量x和y,設(shè)變量x的取值范圍為數(shù)集D,如果對于D內(nèi)的每一個(gè)x值,按照某個(gè)對應(yīng)法則f(一個(gè)自變量對應(yīng)一個(gè)函數(shù)值),y都有唯一確定的值與它對應(yīng)。那么,把y叫做x的函數(shù),記作y=f(x),數(shù)集D叫做函數(shù)的定義域。
2、函數(shù)的三要素:
(1)定義域:函數(shù)的定義域是自變量的取值范圍。(函數(shù)的定義域就是使得這個(gè)函數(shù)關(guān)系式有意義的實(shí)數(shù)的全體構(gòu)成的集合)
(2)對應(yīng)關(guān)系(對應(yīng)法則):
函數(shù)概念的核心是變量y與變量x之間的對應(yīng)法則。通俗的來講,1個(gè)x只能對應(yīng)1個(gè)y,而1個(gè)y可以對應(yīng)多個(gè)x。
(3)值域:函數(shù)的值域是函數(shù)值的集合。(函數(shù)的定義域和對應(yīng)關(guān)系確定了,函數(shù)的值域也確定了)
3、函數(shù)的表示方法:
(1)解析法:數(shù)學(xué)表達(dá)式來表示兩個(gè)變量之間的對應(yīng)關(guān)系的方法;
(2)列表法:自變量取值(有限)與函數(shù)值之間的關(guān)系;
(3)圖像法:自變量取值范圍與函數(shù)值取值范圍。
例題1:如圖所示中,哪一幅圖象不是函數(shù)?

例題2:下列函數(shù)中,哪兩個(gè)函數(shù)為同一函數(shù)?
①y=|x|(0<x<1)、②y=x-1、③y=x(0<x<1)、④y=x+1
答:①和③,因?yàn)檫@兩個(gè)函數(shù)的定義域都是“0<x<1”,值域都是“0<y<1”,且對應(yīng)法則相同。
二、函數(shù)的單調(diào)性
1、增函數(shù):一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镮,如果對于定義域I內(nèi)某個(gè)區(qū)間D上的任意兩個(gè)自變量的值x?、x?,當(dāng)x?>x?時(shí),都有f(x?)>f(x?);
2、減函數(shù):一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镮,如果對于定義域I內(nèi)某個(gè)區(qū)間D上的任意兩個(gè)自變量的值x?、x?,當(dāng)x?>x?時(shí),都有f(x?)<f(x?)。
三、函數(shù)的奇偶性
1、偶函數(shù):一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镮,如果對于定義域I內(nèi)的任意一個(gè)x,都有f(x)=f(-x);
2、奇函數(shù):一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镮,如果對于定義域I內(nèi)的任意一個(gè)x,都有f(-x)=-f(x)。
(下面舉例幾個(gè)常見函數(shù))
四、二次函數(shù)
1、定義:最高次數(shù)是二次且最高次數(shù)項(xiàng)是系數(shù)不為0的函數(shù)。一般表達(dá)式為y=ax2+bx+c(a、b、c為常數(shù)且a≠0)。
2、性質(zhì):
①圖象:對稱軸平行于(包括重合)y軸的拋物線。
②常見的形式:(1)一般式:y=ax2+bx+c(a≠0);(2)頂點(diǎn)式:y=a(x-h)2+k(a≠0);(3)交點(diǎn)式:y=a(x-m)(x-n)(a≠0)
③交點(diǎn)公式、對稱軸和頂點(diǎn):
交點(diǎn)公式:(-b±√(b^2-4ac))/2a;
對稱軸:直線x=(-b)/2a;
頂點(diǎn)坐標(biāo):((-b)/2a, (4ac-b^2)/4a)。
對稱軸與頂點(diǎn)之間的關(guān)系:設(shè)對稱軸為直線x=t,頂點(diǎn)坐標(biāo)為(t,c-t^2)。
兩交點(diǎn)之間的距離:|x?-x?|=√(b2-4ac)/(|a|)。(證明可查看初中數(shù)學(xué)——二次函數(shù))
④二次函數(shù)中,a的大小決定開口方向及開口大小。
(1)當(dāng)a>0時(shí),二次函數(shù)開口向上;當(dāng)a<0時(shí),二次函數(shù)開口向下。(2)當(dāng)a越大時(shí),二次函數(shù)開口越??;當(dāng)a越小時(shí),二次函數(shù)開口越大。(可以嘗試畫一下圖象)
⑤二次函數(shù)中,b和a共同決定對稱軸的位置。(1)當(dāng)b=0時(shí),對稱軸為y軸;(2)當(dāng)b/a>0(a、b同號)時(shí),對稱軸在y軸左側(cè);(3)當(dāng)b/a<0(a、b異號)時(shí),對稱軸在y軸右側(cè)。
⑥c(c≠0)為二次函數(shù)與y軸的唯一交點(diǎn)的縱坐標(biāo),(1)當(dāng)c=0時(shí),二次函數(shù)過原點(diǎn);(2)當(dāng)c>0時(shí),二次函數(shù)與y軸交于正半軸;(3)當(dāng)c<0時(shí),二次函數(shù)與y軸交于負(fù)半軸。
五、指數(shù)函數(shù)
1、根式:
(1)n次方根的概念:一般地,如果b^n=a(n>1,n∈N+),那么b叫做a的n次方根。記作:

(2)n次方根的性質(zhì):
①當(dāng)n是奇數(shù)時(shí),正數(shù)的n次方根是正數(shù);負(fù)數(shù)的n次方根是負(fù)數(shù)。
②當(dāng)n是偶數(shù)時(shí),正數(shù)的n次方根有兩個(gè);負(fù)數(shù)沒有n次方根。
③0的任何次方根都是0。
(3)根式的概念:式子

叫做根式,n(n>1,n∈N+)叫做根指數(shù),a叫做被開方數(shù)。
(4)根式的性質(zhì):

2、分?jǐn)?shù)指數(shù)冪:

3、冪函數(shù):
(1)概念:一般地,形如y=x^α(α∈R)為冪函數(shù),底數(shù)x是自變量,底數(shù)的系數(shù)為1,指數(shù)a為常數(shù)。
(2)性質(zhì):
①函數(shù)的圖象一定會經(jīng)過第一象限內(nèi),一定不會出現(xiàn)在第四象限內(nèi)。
證明如下:若x>0時(shí),則y>0(包含α=0)
②函數(shù)的圖象最多只能同時(shí)出現(xiàn)在兩個(gè)象限內(nèi)。
(第一象限或第一象限、第二象限或第一象限、第三象限)(根據(jù)α的大小而定)
③所有冪函數(shù)在(0,+∞)都有意義,且函數(shù)圖象都經(jīng)過(1,1)。
(此時(shí)未去除“α=0”的情況 )
④當(dāng)α>0時(shí),冪函數(shù)的圖象經(jīng)過原點(diǎn),且在【0,+∞)上是增函數(shù);當(dāng)α>1時(shí),冪函數(shù)的圖象下凸;當(dāng)0<α<1時(shí),冪函數(shù)的圖象上凸;當(dāng)α<0時(shí),冪函數(shù)在定義域內(nèi)為減函數(shù)。
(當(dāng)α<0時(shí),自變量x作分母;當(dāng)0<α<1時(shí),函數(shù)圖象靠近y軸;當(dāng)α>1時(shí),函數(shù)圖象靠近x軸)
4、指數(shù)函數(shù):
(1)概念:一般地,形如y=a^x(a>0且a≠1)稱為指數(shù)函數(shù),函數(shù)的定義域?yàn)镽,值域?yàn)椋?,+∞)。
(2)性質(zhì):
①函數(shù)圖象必經(jīng)過(0,1);
②當(dāng)0<a<1時(shí),函數(shù)在R上為單調(diào)減函數(shù):
(1)如果x>0,那么0<y<1;
(2)如果x<0,那么y>1。
④當(dāng)a>1時(shí),函數(shù)在R上為單調(diào)增函數(shù):
(1)如果x>0,那么y>1;
(2)如果x<0,那么0<y<1。
六、對數(shù)函數(shù)
1、對數(shù)的概念:
一般地,如果a^b=N(a>0且a≠1)那么b叫做以a為底N的對數(shù),記作

即:

2、常用對數(shù)和自然對數(shù):
常用對數(shù):以10為底的對數(shù),可以簡記為lgN。
自然對數(shù):以無理數(shù)e=2.71828……為底的對數(shù),可以簡記為lnN。
3、對數(shù)基本性質(zhì):

4、對數(shù)公式:(a>0且a≠1,M>0,N>0)

5、對數(shù)函數(shù):
(1)概念:一般地,形如

的函數(shù),對數(shù)函數(shù)的定義域?yàn)椋?,+∞),值域?yàn)椋?∞,+∞)。
(2)性質(zhì):
①函數(shù)圖象必經(jīng)過(1,0)
②當(dāng)a>1時(shí),函數(shù)在(0,+∞)上為增函數(shù):
(1)如果x>1,那么y>0;
(2)如果0<x<1,那么y<0。
③當(dāng)0<a<1時(shí),函數(shù)在(0,+∞)上為減函數(shù):
(1)如果x>1,那么y<0;
(2)如果0<x<1,那么y>0。
