第二章  函数
 §2.3 函数的值域与最值

复习目标 知识梳理 应用举例 实践体验 拓展探究 基础训练 提高训练 学习感悟
    一、复习目标
    掌握函数值域和最值的常用求法:配方法、反函数法、判别式法、换元法、数形结合法、均值不等式法、单调性法等.

    二、重点难点
    重点:求函数值域和最值的常用方法.

    难点:综合运用求函数值域或最值的方法分析和解决问题.

    三、特别提示
    1、函数的值域取决于函数的定义域和对应法则,不论是何类型的函数值域问题都应首先考虑函数的定义域(即“定义域优先”的原则).
    2、求函数的值域是中学数学较为重要的题型之一,解决它没有固定的模式,也难以形成思维的定势,因此应善于思考,多归纳积累,丰富自己的解题经验,特别需要掌握常见题型的求函数值域的方法,掌握一元一次函数、一元二次函数、指数函数、对数函数、三角函数的值域是解题的关键所在.
    3、利用函数单调性的定义或借助求导数的方法研究函数的单调性,进一步求函数的值域应予以重视.

    知识梳理
    1、函数值的集合叫做函数的值域.
    函数的值域取决于定义域和对应法则,不论采用什么方法求函数的值域均应考虑其定义域.
    2、下面为常见函数的值域.
    一次函数y=kx+b(k0)的值域为R,二次函数y=ax2+bx+c(a0),当a0时值域为    ,当a0时值域为     ;
    反比例函数y=kx(k0)的值域为y0
    指数函数y=ax(a0a1)的值域为(0+)
    对数函数y=logax(a0a1)的值域为(-+)
    正余弦函数的值域为[1,-1],正余切函数的值域为R.
    3、求函数值域的常用方法
    (1)基本函数法
    对于基本函数的值域可通过它的定义域直接求解.
    (2)配方法
    对于形如y=ax2+bx+c(a0)F(x)=a[f2(x)+bf(x)+c](a0)类的函数的值域问题,均可用配方法求解.
    (3)反函数法
    利用反函数的定义域为原函数的值域的关系求解,形如y=cx+dax+b(a0)的函数值域可用此法.
    (4)换元法
    利用         换元,将所给函数转化成易求值域的函数,形如y=1f(x)的函数,令f(x)=t,形如y=ax+b±cx+d(a、b、c、d均为常数,ac≠0)的函数,令cx+d=t;形如含a2-x2的结构的函数,可利用三角代换,令x=acosθθ[0π]或令x=asinθθ[-π2π2]
    (5)不等式法
    利用基本不等式:    ,用此法求函数值域时,要注意条件“    ”.如利用a+b2ab求某些函数的值域(或最值)时应满足三个条件:①a0b0;②a+b(或ab)为定值;③取等号条件a=b.三个条件缺一不可.
    (6)函数的单调性法
    确定函数在定义域(或某个定义域的子集上)的单调性求出函数的值域,例如f(x)=ax+bx(a0b0).当利用不等式法等号不能成立时,可考虑用函数的单调性.
    (7)数形结合法
    如果所给函数有较明显的       ,可借助几何法求函数的值域,形如y2-y1x2-x1可联想两点(x1y1)(x2y2)连线的斜率.
    (8)判别式法
    把函数转化成关于x的二次方程F(xy)=0,通过方程有实根,判别式O,从而求得原函数的值域,
    形如y=a1x2+b1x+c1a2x2+b2x+c2(a1a20)的函数,当x∈R时,求函彩
的值域常用此法.
    (9)函数的有界性法
    形如y=sinx1+sinx,可用     .再根据-1sinx1,解关于y的不等式,可求y的值的范围.
    (10)导数法
    设y=f(x)的导数为f'(x),由    可求得极值点坐标,若函数定义域为    ,则最值必定为      

    应用举例
    一、应用特点
    1、求给定函数的最值;
    2、函数最值的应用;
    3、抽象函数的最值.

    二、案例示范
    (回味相关知识与方法,寻找解题办法,若有困难,可以参考“提示”,还有困难,可以参考“解答”或倾听老师的分析示范)

    1、求下列各函数的最值:
    (1)y=4-3+2x-x2
    (2)y=2x+1-2x.

    提示 示范  

    2、已知aR,函数f(x)=x2|x-a|.求函数y=f(x)在区间[12]上的最小值.
    提示 示范  

    3、设函数f(x)为奇函数,对任意xyR,都有f(x+y)=f(x)+f(y),且x0时,f(x)Of(1)=-2,求f(x)在x[-33]上的最大值和最小值.
    提示 示范  

    实践体验
    (在实践中提高能力,在体验中反思感悟,力求独立,力求提高)
    1、求下列函数的值域:
    (1)y=1-x21+x2
    (2)y=x-1-2x
    (3)y=x+4x
    (4)y=sinx2-cosx.
    提示 示范  

    2、已知函数f(x)=x2+2ax+1在区间[-12]上的最大值为4,求a的值.
    提示 示范  

    拓展探究
    已知a、b是正常数,a≠b,x、y∈(0+)
    (1)求证:a2x+b2y(a+b)2x+y,并指出等号成立的条件;
    (2)利用(1)的结论求函数f(x)=2x+91-2xx(012)的最小值,并指出取最小值时x的值.
    提示 示范  

 

    基础训练
    参考答案

 
    提高训练
    参考答案

    学习感悟
    1、求函数值域时,不但要重视对应法则的作用,而且要特别注意定义域的制约作用.
    如已知f(x)=log3x   x[1,9],求函数y=f(x2)+f2(x)的值域时,函数y=f(x2)+f2(x)的定义域不再是x[19]而是x[13]
    2、判别式法求值域对端点要进行检验.
    3、利用均值不等式时要注意必须满足已知条件和不等式一端是常数,等号能成立.
    4、熟练掌握求函数值域的几种常用方法,要注意这些方法分别适用于哪些类型的函数.
    (如求函数y=x+1-xy=x+1-x2的值域,虽然形式上接近但采用的方法却不同).

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