趙軍
【摘要】函數(shù)是中學數(shù)學中最基本的概念,在歷年高考中題型多樣,??汲P?。本文結合課本內容及近年來的高考試題,探討函數(shù)解題中易忽略的幾個問題。
【關鍵詞】求解;錯解;錯因分析;正解;反思
函數(shù)是描述客觀世界中量與量之間對應關系的一種重要的數(shù)學模型,因而是中學數(shù)學主干知識之一。高中新生初學函數(shù)時,由于對函數(shù)的概念、性質理解不透,應用不熟,造成錯解。本文就結合自己的教學實踐,參考歷年高考題型,談談函數(shù)解題中易忽略的幾個問題,引起教師重視,供大家參考。
一、忽略定義域的存在與作用
例1 求函數(shù)f(x)=log0。5(x2-2x-3)的單調區(qū)間。
錯解 u(x)=x2-2x-3=(x-1)2-4在(-∞,1]上是減函數(shù),在[1,∞)上是增函數(shù)。結合復合函數(shù)性質知:函數(shù)f(x)的遞增區(qū)間是(-∞,1],遞減區(qū)間是[1,∞)。
錯因分析 上述解法忽略了函數(shù)f(x)的定義域(-∞,-1)∪(3,+∞),將(-∞,+∞)錯誤地應用為函數(shù)f(x)的定義域,得出錯誤結論。
正解 函數(shù)f(x)=log0。5(x2-2x-3)的定義域是(-∞,-1)∪(3,+∞),u(x)=x2-2x-3=(x-1)2-4在(-∞,-1)上是減函數(shù),在(3,+∞)上是增函數(shù),所以據復合函數(shù)的單調性,函數(shù)f(x)的遞增區(qū)間是(-∞,-1),遞減區(qū)間是(3,+∞)。
反思 定義域是建立函數(shù)關系、研究函數(shù)性質的基礎,解題中若忽略函數(shù)定義域的存在去研究函數(shù)的有關性質,往往會出現(xiàn)錯解。
二、忽略對應法則的意義與作用
例2 將函數(shù)y=log3(2x+1)的圖像如何變換,可得到函數(shù)y=log3(2x)的圖像?
錯解 把函數(shù)y=log3(2x+1)的圖像上所有點向左平移1個單位長度,就可以得到函數(shù)y=log3(2x)的圖像。
錯因分析 函數(shù)圖像左右平移變換有一定的規(guī)律。把函數(shù)y=f(x)的圖像上所有點向左(h>0)或向右(h<0)平移|h|個單位長度,就得到函數(shù)y=f(x+h)的圖像,y=f(x)中的f是對應法則,是由x得到y(tǒng)的方法途徑,作用對象是x。y=f(x+h)中的f與y=f(x)中的f意義一樣,只是作用對象是x+h而不是x。上述錯解把y=log3(2x+1)看成y=f(x),y的意義是“乘2,加1,取對數(shù)”,而y=log3(2x)并不是y=f(x+h),需要進行等價變換。
正解 因y=log3(2x+1)=log32x+12,故把函數(shù)y=log3(2x)的圖像上的所有點向左平移12個單位長度,就可以得到函數(shù)y=log32x+12的圖像,即y=log3(2x+1)的圖像。因此把函數(shù)y=log3(2x+1)的圖像上所有的點向右平移12個單位長度,就可以得到函數(shù)y=log3(2x)的圖像。
反思 在研究函數(shù)圖像變換時,必須弄清楚具體函數(shù)中的對應法則的意義及作用對象,才能得到正解。
三、忽略判別式的適用范圍
例3 求函數(shù)y=x2-x-1x2-x+2的值域。
錯解 由y=x2-x-1x2-x+2得
(y-1)x2-(y-1)x+2y+1=0。
①
∵x∈R,∴Δ=[-(y-1)]2-4(y-1)(2y+1)≥0,即(y-1)(7y+5)≤0,解得-57≤y≤1。
故函數(shù)值域為-57,1。
錯因分析 判別式的適用范圍是針對一元二次方程的。當y-1=0時,①式不是一元二次方程,則上述求解過程錯誤。
正解 由y=x2-x-1x2-x+2
得(y-1)x2-(y-1)x+2y+1=0。
②
當y-1≠0,即y≠1時,∵x∈R,
∴Δ=[-(y-1)2]-4(y-1)(2y+1)≥0,即(y-1)(7y+5)≤0,
解得-57≤y≤1。當y-1=0即y=1時,②式為3=0,顯然不成立,此時無實根,因此y=1不是此函數(shù)值。
綜上所述,函數(shù)的值域為-57,1。
反思 判別式的適用范圍是針對一元二次方程的,離開一元二次方程就沒有判別式。
四、求反函數(shù)時,忽略原函數(shù)的值域
例4 求函數(shù)y=1-x+1的反函數(shù)。
錯解 由y=1-x+1,得1-x=y-1,即1-x=(y-1)2,則x=-y2+2y。
故函數(shù)y=1-x+1的反函數(shù)是y=-x2+2x(x∈R)。
錯因分析 如果一個函數(shù)存在反函數(shù),則原函數(shù)的定義域、值域與反函數(shù)的值域、定義域是互換的,因此反函數(shù)的定義域取決于原函數(shù)的值域而不是反函數(shù)本身。上述錯解的原因是在求反函數(shù)之前沒有事先確定原函數(shù)的值域。