运用函数概念解题策略

运用函数概念解题策略

许祥东江苏省沛县第二中学

苏教版数学必修(1)P29第6题是:直线x=a和函数y=x2+1的图象的公共点可能有几个?

题目很简单,解题的关键是因a∈R属于函数y=f(x)的定义域R,由函数的定义知,公共点只能有1个。

引申练习:直线x=a和函数y=f(x)的图象的公共点可能有几个?

平时学生做这道题出错很多,但有上述题目作铺垫,本题易得答案:0或1个(解题的关键是看a是否属于函数y=f(x)的定义域)。

通过上述两题解法类比,说明平时处理函数题时,如能考虑函数的概念,重视题型类比,看似较难的函数题目便会迎刃而解。

下面根据平时教学点滴积累,仅举数例,一窥函数概念在数学解题中的应用,提高应用函数定义解题意识。

一映射型

已知集合A={a,b,c},B={-1,0,1},求建立从A到B且满足f(a)+f(b)+f(c)=0的函数f个数。

解析:本题较常见,但学生往往不知从何处找解题突破口,事实上,解题关键是对代数式f(a)+f(b)+f(c)=0的理解,由函数定义知f(a),f(b),f(c)是属于集合B中的元素,问题转化成从B中无限制,可重复任取3个元素满足f(a)+f(b)+f(c)=0,由于每个式子对应着一个函数关系,又因为符合f(a)+f(b)+f(c)=0的表达式仅有-1+1+0=0、0+0+0=0两类,故符合条件的函数关系个数共有+1=7。

据此,下列较难问题很易解决,如:

已知集合A={a,b,c},B={1,2,3,4,5},求建立从A到B的映射f满足f(a)﹥f(b﹥f(c)的映射个数。

由上解题可知,符合条件的映射关系个数共有=10。

上述问题都是映射类,学生做起来感觉较难的题,通过上述问题的解决发现,在解决问题中若能紧扣映射定义,揭示建立映射满足的条件,许多题目便很易解决。

二函数型

例1,若f(x)与g(x)都是定义在R实数集上的函数,且方程x-f[g(x)]=0有实数解。则g[f(x)]不可能为()。

A、x2+x-B、x2+x+C、x2-D、x2+

此题乍看不知从何处下手,但如能考虑函数的定义,方程x-f[g(x)]=0有实数解,设解为a则代入得a-f[g(a)]=0,把方程看作函数,a=f[g(a)]可理解为在g(x)的定义域中存在元素a经过映射g,对应的象记为b,b经过映射f后,在f(x)的值域中存在a与之对应。这样对g[f(x)]而言,在上述解释下,由函数定义知存在b,使得g[f(b)]=b成立,即方程g[f(x)]=x有解,逐一代入验证,选B。

例2,对任意x∈R,函数y=f(x)表示-x+3,x2-4x+3中的较大者,则y=f(x)的最小值为。

这个题有许多学生不知从哪思考,细想一下,y=f(x)是函数,如能想到函数的定义,问题便豁然开朗。函数y=f(x)的构成就是对给定的三个函数而言,在公共的定义域内取相同的x0值,所对应的三个函数值中最大的值若记为y0,则y0=f(x0),即点(x0,y0)在函数y=f(x)的图象上,故在同一坐标系下,画出给定三个函数的图象,确定y=f(x)的图象,由图易知,y=f(x)min=2。

例3,函数f:A={1,2,3}→B={1,2,3}满足f(f(x))=f(x),则这样的函数个数共有几个?

确定函数关系有难度,但若考虑函数的定义,确立A到B函数关系的关键是A中任意元素在B中对应的元素具体是什么。有不确定性,再结合f(f(x))=f(x)知,共3类(B中一个元素,2个元素,3个元素有原象),故符合条件的函数关系式共10个。

例4,已知函数f(x)=,g(x)是二次函数,

若f(g(x))的值域是[0,+∞),求函数g(x)的值域的取值范围。

分析:结合函数定义,本题相当于已知函数的值域,确定函数的定义域。一般来说答案不惟一,考虑到题目给出的具体条件g(x)是二次函数,这实际上给出了函数的定义域的形式,结合图象得出答案,为[0,+∞)。

三反函数型

例1,已知函数f(x)=4x+2x+1,则f-1(3)=。

由反函数的定义知,求f-1(3)相当于令f(x)=3,求x。易得x=0。

例2,定义在R上的函数y=f(x)存在反函数y=f-1(x)且f(x)+f(-x)=2,求f-1(x-1)+f-1(3-x)的值。

函数y=f(x)没有具体的解析式,但仔细推敲后发现函数式f(x)+f(-x)=2意味着对函数y=f(x)而言,互为相反数的两自变量对应的函数值之和为2,而所求函数式f-1(x-1)+f-1(3-x)中,因x-1+3-x=2,而x-1、3-x可看作函数y=f(x)中值域的两个量,由反函数的定义知f-1(x-1)+f-1(3-x)=0。

例3,已知函数f(x)的定义域为D,值域为A,存在反函数y=f-1(x),则方程f(x)=0有解,x=a且f(x)﹥x(x∈D)的充要条件是y=f-1(x)满足。

分析:学生做该题出错较多,若能考虑到反函数的定义,本题的题意就很清楚了,就是用反函数的形式等价地表示上述结论。答案为:f-1(0)=a且f-1(x)>x(x∈A)。

通过上述解题发现,遇到反函数问题时若能考虑到函数定义,解决问题是很简单的。

解题教学是高三教学的重要环节,通过解题能更好地帮助学生理解基础知识,熟练运用和巩固三基,又能帮助学生学习数学思想方法,加强思维训练。在平时解题过程中要有意识地培养学生运用概念解题的习惯。

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