函數解題裡有一句話叫“定義域優先”,因為不注意定義域的話,從根本上就是有問題的。
高中數學中我們說的定義域一般由兩種途徑确定:
一種是自然定義域,就是使函數解析式有意義時,自變量自然要滿足的取值範圍。
有一類題考查“定義域為R”,其實就是說任意實數都能使得解析式有意義,常見如根式内二次函數開口向上且與x軸無公共點,恒為非負的情形。
一種是題目裡自行限定的定義域(當然得是自然定義域的子集)。
關于函數定義域有以下幾類容易出錯的問題。
1.函數自變量發生代換時,定義域的轉化例1. 已知f(x 2)的定義域是(-5,3),求f(2x 1)的定義域。
定義域都是指自變量(這裡用x表示)的取值範圍,這是沒有疑義的。但學生容易迷惑的地方在于,前後的對應關系是怎樣的?
有一個簡單的處理方式:代換前後,f()括号裡的取值範圍保持不變。
在例1中,就是x屬于(-5,3)可求出前一個括号裡的x 2屬于(-3,5),那麼令後一個括号裡的2x 1屬于(-3,5),可解得x屬于(-2,2),即所求定義域。
原理是,在我們做換元的時候,置換的兩個元的取值範圍是對應相同的。
2.注意定義域可能在代換的過程中被“抹去”了例2.已知(x 2)^2 (y^2)/4 = 1,求x^2 y^2的取值範圍
這道題很容易利用消元的思路将問題轉化為關于x的函數最值求解,但極易忽略x、y滿足的約束關系而造成定義域範圍的擴大。
消元時可以用x^2表示y^2代入,即 y^2 = 4 - 4(x 2)^2. 這裡y^2自然是非負的,也就約束x有相應的範圍。在把 4 - 4(x 2)^2 代入 x^2 y^2 後得到關于x的函數中,這一定義域并不會自然呈現,因為 4 - 4(x 2)^2 并不自然具有非負的約束。
再比如函數化簡的過程中也存在類似問題。一個經典的例子:函數y = x^2/x = x,化簡後不能丢掉x不為0的限制。
要注意的就是,題目裡隐性的約束條件在換元後可能需要主動挖掘出來。
3.判斷奇偶性時,不止關心定義域是否關于原點對稱,還得善用定義域幫助化簡函數例3. (9-x^2)^(1/2) / (|x-4| |x 3|)
這裡如果不注意到利用定義域 [-3,3] 可以去掉分母的兩個絕對值,就難以化簡函數形式發現奇偶性。
此外函數的單調區間必須是定義域的子集就不需要再強調了吧。
再如用不等式求解最值時考慮“ = ”取到的條件是否在定義域内。
數列作為函數處理時别忘記定義域是正整數集或其子集,一系列離散的值。
說來說去,還是“定義域優先”那句話,函數的一切問題在定義域内考慮。
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