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揭秘函数解析式七种求法,让你轻松掌握数学解题技巧

函数这一概念,早在我们的初中阶段便已有所涉猎。在初中时期,我们主要学习了三种基本的函数类型:一次函数、二次函数以及反比例函数。

进入高中后,我们开始探讨所有函数所共有的基本特性。函数不仅是高中数学的核心内容,更是贯穿整个高中数学学习体系的关键线索。因此,我们必须对函数的概念和性质有深入的理解和掌握。

关于函数的定义,我们在此不再赘述。只需牢记一个核心要点:当且仅当一个自变量x对应一个唯一的因变量y时,这样的关系称为函数;而当一个自变量x对应多个因变量y时,则称为类函数。尽管函数与类函数在表现形式上有所不同,但它们在性质上是相通的。

在初中阶段,我们通常将函数的三个基本要素称为自变量、因变量和对应关系;而在高中阶段,这些要素则被重新定义为定义域、值域和运算法则。这三者之间存在着严密的对应关系。

定义域指的是自变量允许取值的范围,在坐标系中表现为横轴(x轴)上可以取到的所有值;值域则是指因变量允许取值的范围,在坐标系中表现为纵轴(y轴)上可以取到的所有值;而运算法则则是指函数的对应关系,通常用f(x)来表示。

这里所讨论的问题相对简单,它实际上与初中阶段我们所接触的“已知x求y”或“已知y求x”的问题类似。

在高中阶段,我们将这种问题表述得更加简洁明了。

例如,给定函数f(x) = 3x – 7,求f(6)的值?求f(1/a)的值?求f(x) = 6时的x值?

在第一个问题中,6是替代原函数中的自变量x得到的值,因此只需将原函数中的所有x替换为6即可求得结果;

在第二个问题中,1/a是替代原函数中的自变量x得到的值,同样只需将原函数中的所有x替换为1/a即可求得结果;

在第三个问题中,我们需要找到一个x值,使得f(x)等于6,因此需要解方程3x – 7 = 6来求得x的值。

函数求值问题虽然看似简单,但在高考中通常不会直接出现这样的题目。然而,它为我们提供了一种解决函数问题的基本思路,即等价代换的思路。

也就是说,在解决函数问题时,我们可以通过对某个整体进行等价代换的方式,将复杂的题目转化为更简单的问题。

求定义域的方法主要分为狭义和广义两种。

通常情况下,直接要求定义域的题目属于狭义的求定义域问题,也就是询问自变量x的取值范围。

这类题目,我们只需关注自变量x在函数中所处的特殊位置即可。

在高中阶段,自变量x的特殊位置主要有五个:

(1)分母不能为0,即在任何形如a/x的表达式中,x都不能等于0;

(2)偶次根号下的表达式不能为负,例如在√x中,x必须大于或等于0。需要注意的是,只有偶次根号下的表达式才有此限制,而奇次根号下的表达式则不受此限制;

(3)一个数的0次幂,其基数不能为0。任何非零实数的0次幂都等于1;

(4)正切函数的参数不能是任意周期内的90°,即在任何形如tanx的表达式中,x都不能等于90°+180°k(其中k为整数);

(5)对数函数的真数必须大于0,这一点我们将在后续讲解对数函数时进行详细说明。

也就是说,在遇到要求定义域或询问自变量x取值范围的题目时,我们只需关注自变量x是否涉及到上述五个特殊位置。如果涉及到,则需要根据相应的规则求解x的取值范围。

那么,什么是广义的求定义域呢?

这里需要特别强调的是,定义域是函数问题中至关重要的量,它直接影响到函数问题的最终结论。因此,在解答任何函数问题时,无论题目是否直接询问定义域,我们都应首先确定其定义域,然后在定义域的约束下进行后续的求解。

那么,如何确定一个函数的定义域呢?

除了前面我们提到的狭义定义域求法,即关注自变量x的五个特殊位置之外,还需要考虑两个方面:

(1)题目中给出的关于自变量x的限制条件,包括x的取值范围、x的取值类型等,这些都是定义域的重要组成部分;

(2)与实际生活相关的限制条件。在新高考的背景下,我们更加注重素质教育的实施,这意味着考试题目将更加贴近实际生活。因此,我们在解题时也需要考虑现实生活中的常识性限制条件。

例如,如果x代表的是人数,那么x就只能取正整数值。

在现实生活中,我们通常不会说有分数的人,比如现在有1/3个人在看我的文章,这在实际中是不可能的。虽然我们都希望自己能够分身,以便同时处理多项任务,但目前的科技水平还无法实现这一点!

人数不能是分数,当然更不能是负数。比如现在有-8个人在看我的文章,那这可真是个恐怖片场景啊!

再比如,学校组织高一年级进行户外研学活动,高一全年级共有612名学生。学校租用了每辆车可以容纳50名学生的巴士。请问需要租多少辆巴士?

如果仅从纯粹的数学角度来看,这个问题就是612除以50,约等于12。但如果只租12辆巴士,就只能容纳600名学生,那么剩下的12名学生怎么办呢?让他们挤进这12辆巴士里?这样会超载的,我们都是遵纪守法的好市民,不希望做违法违规的事情!让他们跟着巴士跑?谁愿意呀?不让他们参加活动?那可由不得你决定!所以,我们只能租13辆巴士。

还有我们经常遇到的一道题目,就是在已有的短墙旁边修建篱笆。这个问题中也包含了一个限制条件,那就是与短墙平行的那段篱笆的长度不能超过短墙的长度。

这些都是定义域的重要组成部分,在解答任何题目之前,我们都需要将它们全部找出来。如果遗漏了任何一个限制条件,都可能导致最终结果的错误。

函数求值和函数求定义域的方法我们就讲解到这里。虽然这些方法看似简单,但它们在函数问题中起着至关重要的作用。

下一节,我们将继续讲解函数求值域的方法。