3.已知集合A={1,2,3,4},B={-1,1,2},
(1)集合A到B的映射共有多少个?
(2)若集合B中的每一个元素都有原象,这样的映射共有多少个?
(3)若集合B中元素2必须要有原象,这样的映射共有多少个?
2.设集合A={-1,0,1},B={2,3,4,5,6},映射A®B,使对任意xÎA,都有x+f(x)+xf(x)是奇数,则这样的映射f 的个数是
1.设f:A®B是从A到B的一个映射,其中A=B={(x,y)|xÎR,yÎR},f:(x,y)®(x+y,xy),则A中(1,-2)的象是 ,B中(1,-2)的原象是
6.复合函数:若y=f(u),u=g(x),xÎ(a,b),uÎ(m,n),那么y=f[g(x)]称为复合函数,u称为中间变量,它的取值范围是g(x)的值域
题型讲解
例1设集合,,如果从到的映射满足条件:对中的每个元素与它在中的象的和都为奇数,则映射的个数是( )
A8个 B12个 C16个 D18个
解:∵为奇数,∴当为奇数、时,它们在中的象只能为偶数、或,由分步计数原理和对应方法有种;而当时,它在中的象为奇数或,共有种对应方法.故映射的个数是.故选D
例2 集合A={3,4},B={5,6,7},那么可建立从A到B的映射个数是__________,从B到A的映射个数是__________
解:从A到B可分两步进行:第一步A中的元素3可有3种对应方法(可对应5或6或7),第二步A中的元素4也有这3种对应方法由乘法原理,不同的映射种数N1=3×3=9反之从B到A,道理相同,有N2=2×2×2=8种不同映射
答案:9 8
例3 A={1,2,3,4,5},B={6,7,8}从集合A到B的映射中满足f(1)≤f(2)≤f(3)≤f(4)≤f(5)的映射有( )
A27 B9 C21 D12
解:(1)当全是等号时,(即与B中的一个元素对应),则f有C个;
(2)有一个不等号时的映射(即与B中的两个元素对应),f有C·C=12个;
(3)有二个不等号的映射,f有C·C=6个
所以共有3+12+6=21个,答案选C
另一种解释法:将元素1,2,3,4,5按照从小到大的顺序串成一串之间有4个节点
若只有一个象就让这一串整体对应有C=3种方法;
若恰有两个象就将这一串分为两段,并按照大小顺序对应,有C·C=12种方法;
若恰有三个象就将这一串分为三段,并按照大小顺序对应,有C·C=6种方法
根据分类计数原理,共有3+12+6=21个映射故选C
例4 试判断以下各组函数是否表示同一函数?
(1)f(x)=,g(x)=;
(2)f(x)=,g(x)=
(3)f(x)=,g(x)=()2n-1(n∈N*);
(4)f(x)=,g(x)=;
(5)f(x)=x2-2x-1,g(t)=t2-2t-1
剖析:对于两个函数y=f(x)和y=g(x),当且仅当它们的定义域、值域、对应法则都相同时,y=f(x)和y=g(x)才表示同一函数若两个函数表示同一函数,则它们的图象完全相同,反之亦然
解:(1)由于f(x)==|x|,g(x)==x,故它们的值域及对应法则都不相同,所以它们不是同一函数
(2)由于函数f(x)=的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),而g(x)=的定义域为R,所以它们不是同一函数
(3)由于当n∈N*时,2n±1为奇数,∴f(x)==x,g(x)=()2n-1=x,它们的定义域、值域及对应法则都相同,所以它们是同一函数
(4)由于函数f(x)=的定义域为{x|x≥0},而g(x)=的定义域为{x|x≤-1或x≥0},它们的定义域不同,所以它们不是同一函数
(5)函数的定义域、值域和对应法则都相同,所以它们是同一函数
评述:(1)第(5)小题易错判断成它们是不同的函数,原因是对函数的概念理解不透要知道,在函数的定义域及对应法则f不变的条件下,自变量变换字母,以至变换成其他字母的表达式,这对于函数本身并无影响,比如f(x)=x2+1,f(t)=t2+1,f(u+1)=(u+1)2+1都可视为同一函数
(2)对于两个函数来讲,只要函数的三要素中有一要素不相同,则这两个函数就不可能是同一函数
例5 某种细胞分裂时,由1个分裂成2个,2个分裂成4个,…,一直分裂下去.
(1) 用列表表示,1个细胞分裂1、2、3、4、5、6、7、8次后,得到的细胞个数;
(2)用图像表示1个细胞分裂的次数n(nÎN+)与得到的细胞个数y之间的关系;
解:(1) 利用正整指数幂的运算法则,可以算出1个细胞分裂1、2、3、4、5、6、7、8次后,得到的细胞个数,列表如下
分裂次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
细胞个数 |
2 |
4 |
8 |
16 |
32 |
64 |
128 |
256 |
(2)细胞个数y与分裂次数n之间的关系式是
y=2n,nÎN+.
变式:
一种专门占据内存的计算机病毒,开机时占据内存KB,然后每分钟自身复制一次,复制后所占内存是原来的倍,那么开机后经过 ______ 分钟,该病毒占据MB内存(MB=KB)
例6试构造一个函数,使得对一切有恒成立,但是既不是奇函数又不是偶函数,则可以是
解:的图像部分关于原点对称,部分关于轴对称,如
.
点评 本题是一道开放题,你能给出其它的答案吗?请不妨一试.
例7 某厂生产一种仪器,由于受生产能力和技术水平的限制,会产生一些次品.根据经验知道,该厂生产这种仪器,次品率与日产量(件)之间大体满足关系:
(其中c为小于96的正常数)
注:次品率,如表示每生产10件产品,约有1件为次品.其余为合格品.
已知每生产一件合格的仪器可以盈利A元,但每生产一件次品将亏损元,故厂方希望定出合适的日产量.
(1)试将生产这种仪器每天的盈利额(元)表示为日产量(件)的函数;
(2)当日产量为多少时,可获得最大利润?
解:(1)当时,,所以,每天的盈利额;
当时,,
所以,每日生产的合格仪器约有件,次品约有件.故,每天的盈利额
综上,日盈利额(元)与日产量(件)的函数关系为:
(2)由(1)知,当时,每天的盈利额为0.
当时,.
令,则.
故
.
当且仅当,即时,等号成立.
所以(i)当时,(等号当且仅当时成立).
(ii) 当时,由得,
易证函数在上单调递增(证明过程略).
所以,.
所以,
,
即.(等号当且仅当时取得)
综上,若,则当日产量为88件时,可获得最大利润;若,则当日产量为时,可获得最大利润. 点评 分段函数是历年高考的热门话题,常考常新,值得我们在复课时认真对待.
例8 矩形的长,宽,动点、分别在、上,且,(1)将的面积表示为的函数,求函数的解析式;
(2)求的最大值.
解:(1)
.
∵,∴,
∴函数的解析式:;
(2)∵在上单调递增,
∴,即的最大值为.
例9 函数对一切实数,均有成立,且,
(1)求的值;
(2)对任意的,,都有成立时,求的取值范围.
解:(1)由已知等式,
令,得,
又∵,∴.
(2)由,
令得,
由(1)知,∴.
∵,
∴在上单调递增,
∴.
要使任意,都有成立,
当时,,显然不成立.
当时,,∴,解得
∴的取值范围是.
学生练习
题组一:
1设集合A=R,集合B=正实数集,则从集合A到集合B的映射f只可能是
Af:x→y=|x| Bf:x→y= Cf:x→y=3-x Df:x→y=log2(1+|x|)
解析:指数函数的定义域是R,值域是(0,+∞),所以f是x→y=3-x
答案:C
2设M={x|-2≤x≤2},N={y|0≤y≤2},函数f(x)的定义域为M,值域为N,则f(x)的图象可以是
解析:A项定义域为[-2,0],D项值域不是[0,2],C项对任一x都有两个y与之对应,都不符故选B 答案:B
3已知函数f(x)=lg,若f(a)=b,则f(-a)等于
Ab B-b C D-
解析:f(-a)=lg=-lg=-f(a)=-b 答案: B
4函数y=的定义域是
A[-,-1)∪(1,] B(-,-1)∪(1,)
C[-2,-1)∪(1,2] D(-2,-1)∪(1,2)
解析:-≤x<-1或1<x≤
∴y=的定义域为[-,-1)∪(1,]答案:A
5若函数f(x)=loga(x+1)(a>0,a≠1)的定义域和值域都是[0,1],则a等于
A B C D2
解析:f(x)=loga(x+1)的定义域是[0,1],
∴0≤x≤1,则1≤x+1≤2
当a>1时,0=loga1≤loga(x+1)≤loga2=1,∴a=2;
当0<a<1时,loga2≤loga(x+1)≤loga1=0,与值域是[0,1]矛盾
综上,a=2 答案:D
6设集合A和B都是自然数集合N,映射f:A→B把集合A中的元素n映射到集合B中的元素2n+n,则在映射f下,象20的原象是
A2 B3 C4 D5
解析:由2n+n=20求n,用代入法可知选C 答案:C
7某种型号的手机自投放市场以来,经过两次降价,单价由原来的2000元降到1280元,则这种手机平均每次降价的百分率是
A10% B15% C18% D20%
解析:设降价百分率为x%,
∴2000(1-x%)2=1280解得x=20 答案:D
8设函数f(x)=则使得f(x)≥1的自变量x的取值范围为
A(-∞,-2]∪[0,10] B(-∞,-2]∪[0,1]
C(-∞,-2]∪[1,10] D[-2,0]∪[1,10]
解析:f(x)是分段函数,故f(x)≥1应分段求解
当x<1时,f(x)≥1(x+1)2≥1x≤-2或x≥0,
∴x≤-2或0≤x<1
当x≥1时,f(x)≥14-≥1≤3x≤10,
∴1≤x≤10
综上所述,x≤-2或0≤x≤10 答案:A
9已知f(x)=则不等式xf(x)+x≤2的解集是________
解析:x≥0时,f(x)=1,xf(x)+x≤2x≤1,∴0≤x≤1;
当x<0时,f(x)=0,xf(x)+x≤2x≤2,∴x<0综上x≤1
答案:{x|x≤1}
10已知函数y=logx与y=kx的图象有公共点A,且A点的横坐标为2,则k的值等于
A- B C- D
解析:由点A在y=logx的图象上可求出A点纵坐标y=log2=-又A(2,-)在y=kx图象上,-=k·2,∴k=- 答案:A
11如图,在边长为4的正方形ABCD上有一点P,沿着折线BCDA由B点(起点)向A点(终点)移动,设P点移动的路程为x,△ABP的面积为y=f(x)
(1)求△ABP的面积与P移动的路程间的函数关系式;
(2)作出函数的图象,并根据图象求y的最大值
解:(1)这个函数的定义域为(0,12)
当0<x≤4时,S=f(x)=·4·x=2x;
当4<x≤8时,S=f(x)=8;
当8<x<12时,S=f(x)=·4·(12-x)=2(12-x)=24-2x
∴这个函数的解析式为
f(x)=
(2)其图形如右, 由图知,[f(x)]max=8
12若f :y=3x+1是从集合A={1,2,3,k}到集合B={4,7,a4,a2+3a}的一个映射,求自然数a、k的值及集合A、B
解:∵f(1)=3×1+1=4,f(2)=3×2+1=7,f(3)=3×3+1=10,f(k)=3k+1,由映射的定义知
(1)或(2)
∵a∈N,∴方程组(1)无解
解方程组(2),得a=2或a=-5(舍),3k+1=16,3k=15,k=5
∴A={1,2,3,5},B={4,7,10,16}
13如果函数f(x)=(x+a)3对任意x∈R都有f(1+x)=-f(1-x),试求f(2)+ f(-2)的值
解:∵对任意x∈R,总有f(1+x)=-f(1-x),
∴当x=0时应有f(1+0)=-f(1-0),
即f(1)=-f(1)∴f(1)=0
又∵f(x)=(x+a)3,∴f(1)=(1+a)3
故有(1+a)3=0a=-1∴f(x)=(x-1)3
∴f(2)+f(-2)=(2-1)3+(-2-1)3=13+(-3)3=-26
14集合M={a,b,c},N={-1,0,1},映射f:M→N满足f(a)+f(b)+f(c)=0,那么映射f:M→N的个数是多少?
解:∵f(a)∈N,f(b)∈N,f(c)∈N,且f(a)+f(b)+f(c)=0,
∴有0+0+0=0+1+(-1)=0
当f(a)=f(b)=f(c)=0时,只有一个映射;
当f(a)、f(b)、f(c)中恰有一个为0,而另两个分别为1,-1时,有C·A=6个映射因此所求的映射的个数为1+6=7
题组二:
5.分段函数:(举一例)
3.理解分段函数的意义.通过对分段定义函数,复合函数,抽象函数等的认识,进一步体会函数关系的本质,进一步树立运动变化,相互联系、制约的函数思想,为函数思想的广泛运用打好基础.
4 克服“函数就是解析式”的片面认识,真正明确不仅函数的对应法则,而且其定义域都包含着对函数关系的制约作用,并真正以此作为处理问题的指导.
5 函数的概念是复习函数全部内容和建立函数思想的基础,不能仅满足会背诵定义,会做一些有关题目,要从联系、应用的角度求得理解上的深度,还要对确定函数三要素的类型、方法作好系统梳理,这样才能进一步为综合运用打好基础.复习的重点是求得对这些问题的系统认识,而不是急于做过难的综合题.
知识点归纳
函数是一种特殊的映射,而映射是一种特殊的对应;函数的三要素中对应法则是核心,定义域是灵魂.
函数有二种定义,一是变量观点下的定义,一是映射观点下的定义.复习中不能仅满足对这两种定义的背诵,而应在判断是否构成函数关系,两个函数关系是否相同等问题中得到深化,更应在有关反函数问题中正确运用.
1函数的定义:设A、B是非空的数集,如果按某个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数,记作y=f(x),x∈A,其中x叫做自变量x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y的值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域
2两个函数的相等:函数的定义含有三个要素,即定义域A、值域C和对应法则f当函数的定义域及从定义域到值域的对应法则确定之后,函数的值域也就随之确定因此,定义域和对应法则为函数的两个基本条件,当且仅当两个函数的定义域和对应法则都分别相同时,这两个函数才是同一个函数
3映射的定义:一般地,设A、B是两个集合,如果按照某种对应关系f,对于集合A中的任何一个元素,在集合B中都有唯一的元素和它对应,那么,这样的对应(包括集合A、B,以及集合A到集合B的对应关系f)叫做集合A到集合B的映射,记作f:A→B
由映射和函数的定义可知,函数是一类特殊的映射,它要求A、B非空且皆为数集
4映射的概念中象、原象的理解:(1) A中每一个元素都有象;(2)B中每一个元素不一定都有原象,不一定只一个原象;(3)A中每一个元素的象唯一
2.能根据函数的三要素判断两个函数是否为同一函数;
1.了解映射的概念,在此基础上加深对函数概念的理解;
4. 已知函数.
① 当时,求函数的最大值和最小值;
② 求实数的取值范围,使在区间上是单调函数.
3. 利用函数的单调性求函数的值域;
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