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對數型複合函數的值域

生活 更新时间:2024-11-20 02:33:37

有一類所謂的複合函數問題,尤其令人撓頭.示例如下:

對數型複合函數的值域(對數型複合函數的單調性)1

你聽過複合材料,複合型人才,什麼叫“複合函數”呢?

以本題為例,函數f(x)是對數函數嗎?

不是,隻是有點像.

對數型複合函數的值域(對數型複合函數的單調性)2

是二次函數嗎?

也不是.

對數型複合函數的值域(對數型複合函數的單調性)3

我們無法把它歸為學過的基本函數之一.但是,它和我們學過的對數函數、二次函數有部分相似的地方.

通俗地講,u是一座橋梁,或者說是一個中間人,通過它,y和x建立了對應關系.

把一個複雜的函數看成由兩個簡單函數複合而成(本題對數函數和二次函數都是我們熟悉的,方便研究它們的性質),體現了數學的轉化與化歸思想----即把一個陌生的問題轉化為熟悉的問題來處理.

下面給出複合函數的高大上的定義.

比如,上面這個例子

童鞋們比較困惑的可能是内層函數、外層函數、複合函數的自變量、函數值是一樣的嗎?

外層函數

y=f(u)

以u為自變量

以y為函數值

内層函數

u=g(x)

以x為自變量

以u為函數值

複合函數

y=f(g(x))

以x為自變量

以y為函數值

細心的讀者一定會發現:u充當了外層函數的自變量,也充當了内層函數的函數值.

為了解決本題,需要說說複合函數的單調性規律,這就是大家熟知的“同增異減”規律.

外層函數

内層函數

複合函數(原函數)

增函數

增函數

增函數

減函數

減函數

增函數

增函數

減函數

減函數

減函數

增函數

減函數

也就是說,如果外層函數和内層函數單調性相同,則原函數單調遞增;

如果外層函數和内層函數單調性相反,則原函數單調遞減.(為表述簡潔,單調性的描述沒有說“在某某區間上”,童鞋們自己要體會到)

我把這個規律概括為“家和萬事興”--------内層、外層都是家庭的成員,不在乎它們自個兒是升遷還是降職,隻要意見一緻,保持團結,這個家庭就是蒸蒸日上的.

回到本題.

外層函數是對數函數,單調性由a确定,a與1的大小關系未知,需要分類讨論.

内層函數是二次函數,單調性由開口方向、對稱軸和定義域共同決定,也需要分類讨論.

畫出内層函數的草圖,研究其為增函數的條件.

對數型複合函數的值域(對數型複合函數的單調性)4

僅僅這樣還是不夠的.這裡的易錯點在于,容易忽略外層函數定義域的要求,即必須保證u>0.

對數型複合函數的值域(對數型複合函數的單調性)5

再次強調,不要忽略真數部分恒為正數的前提條件.

下面讨論0<a<1的情況.

對數型複合函數的值域(對數型複合函數的單調性)6

答案選B.

小結:對數型複合函數單調性處理辦法

  1. 把複合函數拆為常見函數,熟悉常見函數的單調性規律;

  2. 單調性規律:同增異減,也稱為“家和萬事興”;

  3. 必須确保真數部分始終為正數.

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