直接觀察法、判別式法、分離常數法、配方法、換元法求函數值域

2020-12-12 希望教育課堂

函數是數學中非常重要的章節,函數值域的求法也多種多樣,今天我們就介紹幾種求函數至於的方法。

1.直接觀察法

對於一些簡單函數,其值域可通過觀察得到。

例1.求函數y=1/(x-1)的值域。

解:∵x-1≠0,即x≠1.

∴1/(x-1)≠0

∴函數y=1/(x-1)的值域為(﹣∞,0)∪(0,﹢∞).

2.判別式法

例2.求函數y=(1+x+x^2)/(1+x^2)的值域。

解:將原函數化為關於x的一元二次方程,得:

(y-1)x^2+(y-1)x=0

(1)若y-1≠0,即y≠1時,x∈R

=(-)^2-4(y-1)(y-1)≥0

解得:1/2≤y≤3/2

(2)當y=1時,x=0

而1∈[1/2,3/2]

故函數y=(1+x+x^2)/(1+x^2)的值域為[1/2,3/2].

3.分離常數法

求y=(ax+c)/(x+b)這種類型的函數值域,應採用分離常數法,將函數化簡為y=d+m/(x+n)的形式。然後利用函數的單調性來求解函數的值域。

例3.求函數y=(3x+2)/(x-2)的值域。

解:∵y=(3x+2)/(x-2)

=[(3x-6)+8]/(x-2)

=3+8/(x-2)

∵8/(x-2)≠0,∴y≠3

∴函數y=(3x+2)/(x-2)的值域是{y|y∈R,且y≠3}。

4.配方法

遇到求解一般二次函數y=ax^2+bx+c的值域,應採用配方法,將函數化簡為y=m(x+n)^2+d的形式,從而輕易找出函數的最值,進而求得函數的值域。

例4.求函數y=-x^2-2x+3(-5≤x≦-2)的值域。

解:∵y=-x^2-2x+3

=-(x+1)^2+4,x∈[-5,-2]

∴其函數圖像應該是開口向下,頂點為(-1,4),在x∈[-5,-2]上對應的拋物線上的一段弧。

根據x∈[-5,-2]時的拋物線上升,則

當x=-5時,y取最小值為ymin=-12;

當x=-2時,y取最大值為ymax=3.

∴函數y=-x^2-2x+3(-5≤x≦-2)的值域為[-12,3].

5.換元法

例5.求函數y=x+√(2x-1)的值域。

分析:對於本題,若用上面的分離常數法或配方法來求解,過程繁雜,容易出錯,而且還不一定可以求結果,所以我們就要思考有沒有更簡單適用的方法。下面我們就用配方法進行求解。

解:設u=√(2x-1)(x≧1/2),

則x=(1+u^2)/2(u≧0),

∴y=(1+u^2)/2+u=(1+u)^2/2(u≧0).

由u≧0知(1+u)^2≧1

∴y≧1/2.

∴函數y=x+√(2x-1)的值域為[1/2,﹢∞)。

總結:求解帶根號的函數的值域,直接求解很難,所以遇到這樣的問題,我們要想到用一個字母來代替帶根號的式子。但是,在代換過程中,要注意根號下變量的取值範圍。

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