高中函数求值域的九种技巧和例题讲解在高中数学中,函数的值域是函数的重要属性其中一个,它表示函数所有可能的输出值的集合。掌握求值域的技巧,有助于我们更好地领会函数的变化动向和应用范围。下面内容是常见的九种求值域的技巧,并附有对应的例题讲解。
一、九种求值域的技巧拓展资料
| 技巧名称 | 适用对象 | 原理简述 | 举例说明 |
| 1. 配技巧 | 二次函数 | 通过配平方将函数转化为顶点式,确定最大或最小值 | $ y = x^2 – 4x + 5 $ 的值域为 $ [1, +\infty) $ |
| 2. 换元法 | 复杂函数(如根号、分式等) | 引入新变量简化原函数,便于分析 | $ y = \sqrtx^2 – 4x + 3} $ 可令 $ t = x^2 – 4x + 3 $ 分析其取值范围 |
| 3. 数形结合法 | 图像易画出的函数 | 利用函数图像直观判断值域 | $ y = \sin x $ 的值域为 $ [-1, 1] $ |
| 4. 不等式法 | 含有不等关系的函数 | 利用不等式性质推导值域 | $ y = x + \frac1}x} $($ x > 0 $)的值域为 $ [2, +\infty) $ |
| 5. 逆向求解法 | 分式、复合函数等 | 将函数表达式变形,反求自变量的取值范围 | $ y = \fracx+1}x-2} $ 的值域为 $ (-\infty, 1) \cup (1, +\infty) $ |
| 6. 极值法 | 连续可导函数 | 利用导数求极值点,判断函数的最大或最小值 | $ y = x^3 – 3x $ 的值域为全体实数 |
| 7. 单调性法 | 单调函数 | 根据函数的单调性判断值域 | $ y = \log_2(x) $ 的值域为 $ (-\infty, +\infty) $ |
| 8. 分段函数法 | 分段定义的函数 | 对每一段分别求值域,再合并 | $ y = \begincases} x+1 & x < 0 \\ x^2 & x \geq 0 \endcases} $ 的值域为 $ (-\infty, +\infty) $ |
| 9. 函数的有界性 | 三角函数、指数函数等 | 利用已知函数的有界性直接得出值域 | $ y = e^x $ 的值域为 $ (0, +\infty) $ |
二、例题讲解
例题1:配技巧
题目:求函数 $ y = x^2 – 4x + 5 $ 的值域。
解法:
将函数配方:
$$
y = x^2 – 4x + 5 = (x – 2)^2 + 1
$$
由于 $ (x – 2)^2 \geq 0 $,因此 $ y \geq 1 $。
值域:$ [1, +\infty) $
例题2:换元法
题目:求函数 $ y = \sqrtx^2 – 4x + 3} $ 的值域。
解法:
令 $ t = x^2 – 4x + 3 = (x – 2)^2 – 1 $,则 $ t \geq -1 $。
但由于根号下必须非负,因此 $ t \geq 0 $,即 $ x^2 – 4x + 3 \geq 0 $。
解得 $ x \leq 1 $ 或 $ x \geq 3 $,此时 $ t \geq 0 $,因此 $ y \geq 0 $。
值域:$ [0, +\infty) $
例题3:不等式法
题目:求函数 $ y = x + \frac1}x} $($ x > 0 $)的值域。
解法:
利用不等式 $ x + \frac1}x} \geq 2 $(当且仅当 $ x = 1 $ 时取等号),
因此 $ y \geq 2 $。
值域:$ [2, +\infty) $
例题4:逆向求解法
题目:求函数 $ y = \fracx+1}x-2} $ 的值域。
解法:
令 $ y = \fracx+1}x-2} $,整理得:
$$
y(x – 2) = x + 1 \Rightarrow yx – 2y = x + 1 \Rightarrow (y – 1)x = 2y + 1
$$
若 $ y \neq 1 $,则 $ x = \frac2y + 1}y – 1} $,存在实数解。
当 $ y = 1 $ 时,方程无解。
值域:$ (-\infty, 1) \cup (1, +\infty) $
三、拓展资料
以上九种技巧是高中阶段求函数值域的常用手段,具体使用哪种技巧取决于函数的形式和特征。建议多练习不同类型的函数,熟悉各种技巧的应用场景,从而进步解题效率与准确性。
在实际考试中,往往需要结合多种技巧进行综合分析,才能准确得出函数的值域。希望本篇内容能帮助你体系地掌握求值域的技巧,提升数学能力。
以上就是高中函数求值域的九种技巧和例题讲解相关内容,希望对无论兄弟们有所帮助。
