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求函数的值域常和求函数的最值问题紧密相关,是高中数学的重点和难点,虽然没有固定的方法和模式,但常用的方法有:
1、直接法:从自变量 的范围出发,推出 的取值范围。
例1:求函数 的值域。
解:∵ ,∴ , ∴函数 的值域为 。
2、配方法:配方法式求“二次函数类”值域的基本方法。形如 的函数的值域问题,均可使用配方法。
例2:求函数 ( )的值域。
解: ,
∵ ,∴ ,∴
∴ ,∴
∴函数 ( )的值域为 。
3、反函数法:利用函数和它的反函数的定义域与值域的互逆关系,通过求反函数的定义域,得到原函数的值域。
例3:求函数 的值域。
解:由 解得 , ∵ ,∴ ,
∴ ∴函数 的值域为 。
4、分离常数法:分子、分母是一次函数得有理函数,可用分离常数法,此类问题一般也可以利用反函数法。
例4:求函数 的值域。
解:∵ ,
∵ ,∴ ,∴函数 的值域为 。
5、换元法:运用代数代换,奖所给函数化成值域容易确定的另一函数,从而求得原函数的值域,形如 ( 、 、 、 均为常数,且 )的函数常用此法求解。
例5:求函数 的值域。
解:令 ( ),则 ,
∴ ∵当 ,即 时, ,无最小值。
∴函数 的值域为 。
6、判别式法:把函数转化成关于 的二次方程 ;通过方程有实数根,判别式 ,从而求得原函数的值域,形如 ( 、 不同时为零)的函数的值域,常用此方法求解。
例6:求函数 的值域。
解:由 变形得 ,
当 时,此方程无解;当 时,∵ ,∴ ,
解得 ,又 ,∴
∴函数 的值域为
7、函数的单调性法:确定函数在定义域(或某个定义域的子集)上的单调性,求出函数的值域。
例7:求函数 的值域。
解:∵当 增大时, 随 的增大而减少, 随 的增大而增大,
∴函数 在定义域 上是增函数。
∴ ,∴函数 的值域为 。
8、利用有界性:利用某些函数有界性求得原函数的值域。
例8:求函数 的值域。
解:由函数的解析式可以知道,函数的定义域为 ,对函数进行变形可得
, ∵ ,∴ ( , ),
∴ ,∴ , ∴函数 的值域为
9、图像法(数型结合法):函数图像是掌握函数的重要手段,利用数形结合的方法,根据函数图像求得函数值域,是一种求值域的重要方法。
例9:求函数 的值域。
解:∵ ,
∴ 的图像如图所示,
由图像知:函数 的值域为
以上是我们学习函数之后,关于求函数值域的一些方法,随着以后学习的进一步深入,我们还会学到其它的一些有关求函数值域的方法。
1、直接法:从自变量 的范围出发,推出 的取值范围。
例1:求函数 的值域。
解:∵ ,∴ , ∴函数 的值域为 。
2、配方法:配方法式求“二次函数类”值域的基本方法。形如 的函数的值域问题,均可使用配方法。
例2:求函数 ( )的值域。
解: ,
∵ ,∴ ,∴
∴ ,∴
∴函数 ( )的值域为 。
3、反函数法:利用函数和它的反函数的定义域与值域的互逆关系,通过求反函数的定义域,得到原函数的值域。
例3:求函数 的值域。
解:由 解得 , ∵ ,∴ ,
∴ ∴函数 的值域为 。
4、分离常数法:分子、分母是一次函数得有理函数,可用分离常数法,此类问题一般也可以利用反函数法。
例4:求函数 的值域。
解:∵ ,
∵ ,∴ ,∴函数 的值域为 。
5、换元法:运用代数代换,奖所给函数化成值域容易确定的另一函数,从而求得原函数的值域,形如 ( 、 、 、 均为常数,且 )的函数常用此法求解。
例5:求函数 的值域。
解:令 ( ),则 ,
∴ ∵当 ,即 时, ,无最小值。
∴函数 的值域为 。
6、判别式法:把函数转化成关于 的二次方程 ;通过方程有实数根,判别式 ,从而求得原函数的值域,形如 ( 、 不同时为零)的函数的值域,常用此方法求解。
例6:求函数 的值域。
解:由 变形得 ,
当 时,此方程无解;当 时,∵ ,∴ ,
解得 ,又 ,∴
∴函数 的值域为
7、函数的单调性法:确定函数在定义域(或某个定义域的子集)上的单调性,求出函数的值域。
例7:求函数 的值域。
解:∵当 增大时, 随 的增大而减少, 随 的增大而增大,
∴函数 在定义域 上是增函数。
∴ ,∴函数 的值域为 。
8、利用有界性:利用某些函数有界性求得原函数的值域。
例8:求函数 的值域。
解:由函数的解析式可以知道,函数的定义域为 ,对函数进行变形可得
, ∵ ,∴ ( , ),
∴ ,∴ , ∴函数 的值域为
9、图像法(数型结合法):函数图像是掌握函数的重要手段,利用数形结合的方法,根据函数图像求得函数值域,是一种求值域的重要方法。
例9:求函数 的值域。
解:∵ ,
∴ 的图像如图所示,
由图像知:函数 的值域为
以上是我们学习函数之后,关于求函数值域的一些方法,随着以后学习的进一步深入,我们还会学到其它的一些有关求函数值域的方法。
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