抓住本质 化繁为简

时间:2022-08-18 06:24:34

在函数的教学中,复合函数是一个教材不讲、理解困难、考试要考的老大难问题。本文将从函数定义出发考虑复合函数的定义域、解析式和值域,希望能为读者理解复合函数提供帮助。

最新的人教版教材函数定义是:设A,B是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于?坌x∈A,在集合B中都有唯一确定的数?埚y=f(x)和它对应,那么就称f:AB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值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域。由这个定义,我们可以建立一个对应的图形来方便我们理解复合函数,如下图:

一、看定义域

在函数定义中,我们用x表示A中所有元素,那么能否用字母t表示A中所有元素呢?当然可以。那能否用表达式x+1表示A中所有元素呢?也是可以的。那能否用一般的表达式g(x)表示A中所有的元素呢?也是可以的(注:这个说法是不严密的,因为g(x)的范围不一定就能把A中所有元素取完。但高中只考查g(x)的范围是R的时候,所以在高中是可以的)。由此,我们可以得到:同一个对应法则f下,定义域A中的元素用哪一个表达式表示并不能改变A的范围,它们的范围都是A。所以可得结论:f[g(x)]中g(x)的范围和f(x)中x的范围相同。举例如下:

例1.①已知f(x)定义域为[-1,1],求f(x+1)的定义域;②已知f(x+1)定义域为[-1,1],求f(x)的定义域;③已知f(x-1)定义域为[-1,1],求f(x+1)的定义域

解:①f(x)中x∈[-1,1],f(x+1)中x+1∈[-1,1],解得,-2≤x≤0,f(x+1)的定义域为[-2,0]

②f(x+1)中x∈[-1,1],解得0≤x+1≤2,f(x)中x∈[0,2],f(x+1)的定义域为[0,2]

③f(x-1)中x∈[-1,1],解得-2≤x≤0,f(x+1)中x+1∈[-2,0],解得-3≤x≤-1,f(x+1)的定义域为[-3,-1]

点评:从本题可以看出f(x)与f[g(x)]是两个不同的函数,x是不同的意思。两个函数的唯一联系就是f[g(x)]中g(x)的范围和f(x)中x的范围相同。

二、看解析式f

在定义中明确说了f(x)叫函数值,由此得到f(x)的两层意思。第一层,当x确定时,f(x)是一个确定的函数值;第二层,当x任意变化时,f(x)是函数。而要求复合函数f[g(x)]的解析式,我们完全可以从函数值的角度理解和求f[g(x)]。用g(x)整体替换f(x)中的x就可以得到f[g(x)]的解析式了。

三、看值域

由定义可知,f(x)的值域是由x的范围A通过对应法则f(也就是解析式)求出。而f[g(x)]的值域求解由上图可知,先将f[g(x)]拆成f(t)和t=g(x),然后由x范围通过对应法则g求出t=g(x)的范围,最后由t通过对应法则f求出f[g(x)]的范围。

点评:复合函数f[g(x)]的值域求解难点就是要能将一个函数拆成多个常见函数,从而依次求范围即可。

综上所述,可知从函数定义理解复合函数的知识点是可行的。加之现在复合函数的考查已偏简单,所以,读者只需要能理解上面的结论,基本上求解和应用都不在话下。

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