高一数学判别式法求函数值域怎么用
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由于对任意一个实数y,它在函数f(x)的值域内的充要条件是关于x的方程y=f(x)有实数解,因此“求f(x)的值域。”这一问题可转化为“已知关于x的方程 y=f(x)有实数解,求y的取值范围。”因此先将y表示成关于x的二次函数,在求解对应一元二次方程有实数根时的y的取值范围,就是原函数y=f(x)的值域。你所说的“x属于R或有一点不可取”是指要先确定原函数的定义域,再结合x的取值范围求出值域。
(3)原函数定义域为R。y=(2x^2+4x-7)/(x^2+2x+3)=[2(x^2+2x+3)-1]/(x^2+2x+3)=2-1/(x^2+2x+3)=2-1/[(x+1)^2+2].(x+1)^2>=0,(x+1)^2+2>=2,2-1/[(x+1)^2+2]>=2-1/2=3/2
值域为[3/2,+∞)
(4)原函数定义域为R,y=(x+1)/(x^2+x+1),分母乘过去得yx^2+xy+y=x+1,yx^2+(y-1)x+y-1=0,判别式△=(y-1)^2-4*y*(y-)=(y-1)()(4)原函数定义域为R,y=(x+1)/(x^2+x+1),分母乘过去得yx^2+xy+y=x+1,yx^2+(y-1)x+y-1=0,判别式△=(y-1)^2-4*y*(y-)=(y-1)(3y+1)<=0
解得定义域为[-1/3,1]
(3)原函数定义域为R。y=(2x^2+4x-7)/(x^2+2x+3)=[2(x^2+2x+3)-1]/(x^2+2x+3)=2-1/(x^2+2x+3)=2-1/[(x+1)^2+2].(x+1)^2>=0,(x+1)^2+2>=2,2-1/[(x+1)^2+2]>=2-1/2=3/2
值域为[3/2,+∞)
(4)原函数定义域为R,y=(x+1)/(x^2+x+1),分母乘过去得yx^2+xy+y=x+1,yx^2+(y-1)x+y-1=0,判别式△=(y-1)^2-4*y*(y-)=(y-1)()(4)原函数定义域为R,y=(x+1)/(x^2+x+1),分母乘过去得yx^2+xy+y=x+1,yx^2+(y-1)x+y-1=0,判别式△=(y-1)^2-4*y*(y-)=(y-1)(3y+1)<=0
解得定义域为[-1/3,1]
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一、判别式法求值域的理论依据
求函数的值域
象这种分子、分母的最高次为2次的分式函数可以考虑用判别式法求值域。
解:由得:
(y-1)x2+(1-y)x+y=0 ①
上式中显然y≠1,故①式是关于x的一元二次方程
为什么可以这样做?即为什么△≥0,解得y的范围就是原函数的值域?
我们可以设计以下问题让学生回答:
当x=1时,y=? (0) 反过来当y=0时,x=?(1)
当x=2时,y=? () 当y=时,x=?(2)
以上y的取值,对应x的值都可以取到,为什么?
(因为将y=0和y=代入方程①,方程的△≥0)
当y=-1时,x=?
当y=2时,x=?
以上两个y的值x都求不到,为什么求不到?
(因为将y的值代入方程①式中△<0,所以无解)
当y在什么范围内,可以求出对应的x值?
函数的值域怎样求?
若将以上问题弄清楚了,也就理解了判别式求值域的理论依据。
二、判别式法求值域的适用范围
前面已经谈到分子、分母的最高次为2次的分式函数可以考虑用判别式法求值域。是不是所有这种类函数都可以用判别式法求值域?
求的值域
从表面上看,此题可以用判别式法求值域。
由原函数得:(y-3)x2+2x+(1-y)=0
=4-4(y-3)(1-y)≥0
即(y-2)2≥0 ∴y∈R
但事实上,当y=3时,可解得x=1, 而x=1时,原函数没意义。问题出在哪里呢?
我们仔细观察一下就会发现,此函数的分子分母均含有因式(x-1),因此原函数可以化简为,用反函数法可求得,又x≠1代入可得y≠2,故可求得原函数的值域为。
因此,当函数为分子、分母的最高次为2次的分式函数,但分子分母有公因式可约分时,此时不能用用判别式法做,应先约分,再用反函数法求其值域。特别值得注意的是约分后的函数的定义域,如上例中化简后的函数x≠1,故y≠2。
求函数的值域
此函数为分子、分母的最高次为2次的分式函数,且分子分母无公因式,可不可以用判别式法来求值域呢?
由得:3yx2+(2y-1)x+y+5=0
1)当3y=0,即y=0时,可解得x=5,故y可以取到0
2)当3y≠0时,令△=(2y-1)2-4×3y (y+5)≥0
解得:
由1)、2)可得原函数的值域为
上面求得的值域对不对呢?显然y=在所求得的值域范围内,但当y=时,可求得x=2,故了限定了自变量x的取值范围的函数不能用判别式法求值域。
此题可用导数法求得原函数在区间[3,5]内单调递增,故函数的定义域为。
综上所述,函数必须同时满足以下几个条件才可以用判别式法求其值域:
分子分母的最高次为二次的分式函数;
分子分母无公约数;
未限定自变量的取值范围。
最后需要说明的是用判别式求值域时,第一步将函数变为整式的形式,第二步一定要看变形后的二次项(x2项)系数是否含有y,若含有y,则要分二次项系数为零和不为零两种情况进行讨论。
利用判别式求值域时应注意的问题
用判别式法求函数的值域是求值域的一种重要的方法,但在用判别式法求值域时经常出错,因此在用判别式求值域时应注意以下几个问题:
一、要注意判别式存在的前提条件,同时对区间端点是否符合要求要进行检验
错因:把 代入方程(*)显然无解,因此 不在函数的值域内。事实上, 时,方程(*)的二次项系数为0,显然不能用“ ”来判定其根的存在情况
二、注意函数式变形中自变量的取值范围的变化
解中函数式化为方程时产生了增根( 与 虽不在定义域内,但是方程的根),因此最后应该去掉 与 时方程中相应的 值。所以正确答案为 ,且 。
三、注意变形后函数值域的变化
四、注意变量代换中新、旧变量取值范围的一致性
综上所述,在用判别式法求函数得值域时,由于变形过程中易出现不可逆得步骤,从而改变了函数得定义域或值域。因此,用判别式求函数值域时,变形过程必须等价,必须考虑原函数得定义域,判别式存在的前提,并注意检验区间端点是否符合要求。
求函数的值域
象这种分子、分母的最高次为2次的分式函数可以考虑用判别式法求值域。
解:由得:
(y-1)x2+(1-y)x+y=0 ①
上式中显然y≠1,故①式是关于x的一元二次方程
为什么可以这样做?即为什么△≥0,解得y的范围就是原函数的值域?
我们可以设计以下问题让学生回答:
当x=1时,y=? (0) 反过来当y=0时,x=?(1)
当x=2时,y=? () 当y=时,x=?(2)
以上y的取值,对应x的值都可以取到,为什么?
(因为将y=0和y=代入方程①,方程的△≥0)
当y=-1时,x=?
当y=2时,x=?
以上两个y的值x都求不到,为什么求不到?
(因为将y的值代入方程①式中△<0,所以无解)
当y在什么范围内,可以求出对应的x值?
函数的值域怎样求?
若将以上问题弄清楚了,也就理解了判别式求值域的理论依据。
二、判别式法求值域的适用范围
前面已经谈到分子、分母的最高次为2次的分式函数可以考虑用判别式法求值域。是不是所有这种类函数都可以用判别式法求值域?
求的值域
从表面上看,此题可以用判别式法求值域。
由原函数得:(y-3)x2+2x+(1-y)=0
=4-4(y-3)(1-y)≥0
即(y-2)2≥0 ∴y∈R
但事实上,当y=3时,可解得x=1, 而x=1时,原函数没意义。问题出在哪里呢?
我们仔细观察一下就会发现,此函数的分子分母均含有因式(x-1),因此原函数可以化简为,用反函数法可求得,又x≠1代入可得y≠2,故可求得原函数的值域为。
因此,当函数为分子、分母的最高次为2次的分式函数,但分子分母有公因式可约分时,此时不能用用判别式法做,应先约分,再用反函数法求其值域。特别值得注意的是约分后的函数的定义域,如上例中化简后的函数x≠1,故y≠2。
求函数的值域
此函数为分子、分母的最高次为2次的分式函数,且分子分母无公因式,可不可以用判别式法来求值域呢?
由得:3yx2+(2y-1)x+y+5=0
1)当3y=0,即y=0时,可解得x=5,故y可以取到0
2)当3y≠0时,令△=(2y-1)2-4×3y (y+5)≥0
解得:
由1)、2)可得原函数的值域为
上面求得的值域对不对呢?显然y=在所求得的值域范围内,但当y=时,可求得x=2,故了限定了自变量x的取值范围的函数不能用判别式法求值域。
此题可用导数法求得原函数在区间[3,5]内单调递增,故函数的定义域为。
综上所述,函数必须同时满足以下几个条件才可以用判别式法求其值域:
分子分母的最高次为二次的分式函数;
分子分母无公约数;
未限定自变量的取值范围。
最后需要说明的是用判别式求值域时,第一步将函数变为整式的形式,第二步一定要看变形后的二次项(x2项)系数是否含有y,若含有y,则要分二次项系数为零和不为零两种情况进行讨论。
利用判别式求值域时应注意的问题
用判别式法求函数的值域是求值域的一种重要的方法,但在用判别式法求值域时经常出错,因此在用判别式求值域时应注意以下几个问题:
一、要注意判别式存在的前提条件,同时对区间端点是否符合要求要进行检验
错因:把 代入方程(*)显然无解,因此 不在函数的值域内。事实上, 时,方程(*)的二次项系数为0,显然不能用“ ”来判定其根的存在情况
二、注意函数式变形中自变量的取值范围的变化
解中函数式化为方程时产生了增根( 与 虽不在定义域内,但是方程的根),因此最后应该去掉 与 时方程中相应的 值。所以正确答案为 ,且 。
三、注意变形后函数值域的变化
四、注意变量代换中新、旧变量取值范围的一致性
综上所述,在用判别式法求函数得值域时,由于变形过程中易出现不可逆得步骤,从而改变了函数得定义域或值域。因此,用判别式求函数值域时,变形过程必须等价,必须考虑原函数得定义域,判别式存在的前提,并注意检验区间端点是否符合要求。
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x属于R意为x可以任意值
有一点不可取意为x可以任意值但有一值不可
有一点不可取意为x可以任意值但有一值不可
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在分母上当然有点不可取了。
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