摘 要: 函數(shù)值域是函數(shù)部分的重要內(nèi)容,在高考中占有一定的比重,是高考的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本文將結(jié)合高中學(xué)生認(rèn)知的特點(diǎn)以常見(jiàn)的題型為“線”來(lái)總結(jié)求值域的方法。
關(guān)鍵詞: 函數(shù)值域 函數(shù)類型 教法 線 點(diǎn)
函數(shù)值域是函數(shù)部分的重要內(nèi)容,在高考中占有一定的比重,是高考的熱點(diǎn)和難點(diǎn).求值域的方法比較多,學(xué)生掌握起來(lái)有一定的難度,這就需要教師在教法上下工夫.傳統(tǒng)的教法是以求值域的方法為線來(lái)展開(kāi)教學(xué)的,我認(rèn)為這樣的教法雖然能比較系統(tǒng)地將求值域的方法一一講授,但不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的整體把握.我認(rèn)為應(yīng)該從學(xué)生的認(rèn)知角度來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué).本文將以函數(shù)類型為“線”將求值域的方法這些“點(diǎn)”串起來(lái),供參考.
在高中階段,學(xué)生要面對(duì)的大部分函數(shù)是二次型函數(shù)、分式型函數(shù)和無(wú)理型函數(shù)(或通過(guò)變形、化簡(jiǎn)得到).本文主要從這幾種類型的函數(shù)來(lái)闡述求值域的方法.
一、二次型函數(shù)(二次函數(shù)或可化成二次函數(shù)的函數(shù))求值域
例1.求函數(shù)y=x-2x,x∈(,2)的值域
解析:本題是二次函數(shù),我們考慮用配方法解決.
y=x-2x=(x-1)-1,x∈(,2)
所以函數(shù)值域?yàn)椋?1,0)
例2.求函數(shù)y=sinx-3sinx+4的值域
解析:本題是一個(gè)復(fù)合函數(shù),但通過(guò)運(yùn)用換元法可以轉(zhuǎn)化成二次函數(shù)解決.
令sinx=t,則t∈[-1,1]
∴y=t-3t+4=(t-)+
所以函數(shù)值域?yàn)椋?,8]
一般可以轉(zhuǎn)化成二次函數(shù)的函數(shù)可以用配方法求值域.
二、分式型函數(shù)求值域
例3.求函數(shù)y=的值域
解析:本題用分離常數(shù)法將原函數(shù)化成了只有分母含有自變量的式子求值域.
y===2+
∴y≠2
∴函數(shù)值域?yàn)椋?∞,2)∪(2,+∞)
一般分子分母同次且變量的系數(shù)成比例的分式求值域用分離常數(shù)法.
例4.求函數(shù)y=的值域
解析:本題不能分離常數(shù),觀察函數(shù)分子分母的最高次為二次,定義域?yàn)镽,我們考慮利用根的判別式求值域.
兩邊同時(shí)乘以(x+x+1)得yx+yx+y=2x+x+1
變形得(y-2)x+(y-1)x+y-1=0
當(dāng)y=2時(shí),x=-1
當(dāng)y≠2時(shí),Δ=(y-1)-4(y-1)(y-2)≥0,∴1≤y≤
所以函數(shù)值域?yàn)椋?,]
一般可以化成二次方程的分式函數(shù)(特別是定義域?yàn)镽)可以用判別式法.
例5.求函數(shù)y=(x>0)的值域
解析:本題雖然能化成二次方程,但函數(shù)定義域不是R,用判別式法3hNFyCSEGZFdaREWsso4p0R4qoRxbQUbuAdHhDcP/Ow=比較麻煩,根據(jù)函數(shù)特點(diǎn)我們考慮用基本不等式解決.
∵x>0 ∴y==
∵x+≥2 ∴y∈(0,](當(dāng)且僅當(dāng)x=1時(shí)取“=”)
所以函數(shù)值域?yàn)椋?,]
例6.求函數(shù)y=x+(x∈[2,3])的值域
解析:本題不適合用基本不等式解決(“=”取不到),我們考慮用函數(shù)的單調(diào)性解決.
∵y=x+在[2,3]上是單調(diào)增函數(shù)
∴函數(shù)值域?yàn)椋郏?br/> 一般對(duì)于用基本方法不好解決的函數(shù)可以考慮利用函數(shù)的單調(diào)性.
三、無(wú)理型函數(shù)求值域
例7.求函數(shù)y=x+2的值域
解析:本題含有無(wú)理項(xiàng),我們考慮用換元法把根式去掉.
令t=,則t≥0,x=t-1
∴y=t-1+2t=(t+1)-2(t≥0)
所以函數(shù)值域?yàn)椋?1,+∞)
一般含有無(wú)理項(xiàng)的函數(shù)求值域可以先用換元法化簡(jiǎn).
例8.求函數(shù)y=x+的值域
解析:本題用普通換元法不能將根式去掉,結(jié)合函數(shù)結(jié)構(gòu)我們考慮用三角換元法求解.
由1-x≥0得-1≤x≤1
令x=sinθ(θ∈[-,]),則y=sinθ+cosθ=sin(θ+)
∵θ∈[-,]
∴θ+∈[-,]
∴-1≤y≤
∴函數(shù)值域?yàn)椋?1,]
例9.求函數(shù)y=-的值域
解析:本題雖然含有無(wú)理項(xiàng),但換元并不能把根式去掉,達(dá)不到化簡(jiǎn)的目的,我們考慮用單調(diào)性解決.
y=-=
易得函數(shù)在定義域[1,+∞)上是減函數(shù)
所以函數(shù)值域?yàn)椋?,]
一般對(duì)于基本方法不好解決的函數(shù)可以考慮利用函數(shù)的單調(diào)性.
此外還有高次函數(shù)等其他類型函數(shù)的函數(shù),在這里就不一一敘述了.
總之,以求值域的方法為“線”來(lái)組織教學(xué)是用方法來(lái)總結(jié)題目;以函數(shù)類型為“線”來(lái)組織教學(xué)是用題型來(lái)總結(jié)方法,而從我們的認(rèn)知情況來(lái)看,我們先面對(duì)的是題目而不是方法.