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作为函数三要素之一的定义域,它直接制约着函数的解析式、图象和性质.在解函数问题时,不少学生往往会忽视甚至无视定义域的作用,从而导致错误的发生.本文试举例说明,以期引起大家的注意和重视.
例1 已知f (x+1)=x+2x,求f (x).
错误解法:设
t=x+1,则
x=t-1,x=(t-1)2.
于是f (t)=(t-1)2+2(t-1)=t2-1,
所以f (x)=x2-1.
错因剖析:通过换元把
f (x+1)=
x+2x化为
f (t)=t2-1时,要注意到
f (x+1)=x+2x的定义域是
{x|x≥0},从而
t=x+1,则
t≥1,即
f (t)=t2-1的定义域是
{t|t≥1},只有这样才能保证转化的等价性.本题错就错在没有对函数定义域进行关注和推敲.
例2 求函数
y=1-x2-2的值域.
错误解法:移项,得:
y+2=1-x2.
两边平方得,x2+(y+2)2-1=0(*)
将(*)看成关于x的一元二次方程,由
Δ≥0,可解得
-3≤y≤-1.
所以函数的值域是{y|-3≤y≤-1}.
错因剖析: 因为在原函数式中的自变量x并非是全体实数,而是
-1≤x≤1.它在方程(*)中作为变量仍不是可以取任意实数的,因而不能用
Δ≥0来求解
y的范围,因而据此得出的函数值的范围是靠不住的.
事实上,
因为1-x2≥0,且
1-x2≤1,
所以-2≤1-x2-2≤-1,
所以所求函数的值域是
{y|-2≤y≤-1}.
例3 求函数y=1-4-x2(-2≤x≤0)的反函数.
错误解法:由y=1-
4-x2得
4-x2=1-y,
两边平方,整理得:
x2=3+2y-y2,
因为x≤0,所以x=-3+2y-y2,
由3+2y-y2≥0,得
-1≤y≤3.
所以y=1-4-x2
(-2≤x≤0)的反函数是
y=
-3+2x-x2(-1≤x≤3).
错因剖析:函数
y=1-4-x2
中-2≤x≤0,
可得出值域是
{y|-1≤y≤1},因而反函数y=-
3+2x-x2的定义域应是
{x|-1≤x≤1}.
错误解法中仅将不等式3+2y-y2≥0的解
-1≤y≤3作为反函数的定义域,已将其取值范围扩大了.
例4 判断函数f (x)=
(x-1)1+x1-x的奇偶性.
错误解法:
f (x)=(x-1)1+x1-x
=1-x2,
f (-x)=
1-(-x)2
=1-x2=f (x)
所以f (x)=(x-1)1+x1-x
是偶函数.
错因剖析:这种解法犯了两个错误.一是没有检查定义域的对称性,函数定义域关于原点对称是函数具备奇偶性的必要条件,如果解题时注意到这一结论,重视函数定义域的特征,就不会解错本题.二是在变形过程中将自变量 的范围被扩大了.从
(x-1)1+x1-x
变形为
1-x2,变形前
x≠1,变形后允许
x=1.这样得出的
f (-x)=f (x)的结论是站不住脚的,因而得出偶函数的结论是错误的.
例5 求函数y=log12t,t=x2+2x-8的递增区间.
错误解法:
y=log12t,t=x2+2x-8,
由于对数函数的底
12∈(0,1),所以
t=x2+2x-8的递减区间就是
y=log12(x2+2x-8)的递增区间.
因为t=x2+2x-8的递减区间为(-∞,-1],
所以求函数y=log12(
x2+2x-8)的递增区间是
(-∞,-1].
错因剖析: 此错误解法同样也是忽略了函数的定义域所致.判断函数的单调性,首先必须求出函数的定义域,单调区间必须是定义域的子集.如果先由
x2+2x-8>0解出
x<-4或x>2,就不难发现(-∞,-1]是矛盾的,因而解题的错误也可以避免.
例1 已知f (x+1)=x+2x,求f (x).
错误解法:设
t=x+1,则
x=t-1,x=(t-1)2.
于是f (t)=(t-1)2+2(t-1)=t2-1,
所以f (x)=x2-1.
错因剖析:通过换元把
f (x+1)=
x+2x化为
f (t)=t2-1时,要注意到
f (x+1)=x+2x的定义域是
{x|x≥0},从而
t=x+1,则
t≥1,即
f (t)=t2-1的定义域是
{t|t≥1},只有这样才能保证转化的等价性.本题错就错在没有对函数定义域进行关注和推敲.
例2 求函数
y=1-x2-2的值域.
错误解法:移项,得:
y+2=1-x2.
两边平方得,x2+(y+2)2-1=0(*)
将(*)看成关于x的一元二次方程,由
Δ≥0,可解得
-3≤y≤-1.
所以函数的值域是{y|-3≤y≤-1}.
错因剖析: 因为在原函数式中的自变量x并非是全体实数,而是
-1≤x≤1.它在方程(*)中作为变量仍不是可以取任意实数的,因而不能用
Δ≥0来求解
y的范围,因而据此得出的函数值的范围是靠不住的.
事实上,
因为1-x2≥0,且
1-x2≤1,
所以-2≤1-x2-2≤-1,
所以所求函数的值域是
{y|-2≤y≤-1}.
例3 求函数y=1-4-x2(-2≤x≤0)的反函数.
错误解法:由y=1-
4-x2得
4-x2=1-y,
两边平方,整理得:
x2=3+2y-y2,
因为x≤0,所以x=-3+2y-y2,
由3+2y-y2≥0,得
-1≤y≤3.
所以y=1-4-x2
(-2≤x≤0)的反函数是
y=
-3+2x-x2(-1≤x≤3).
错因剖析:函数
y=1-4-x2
中-2≤x≤0,
可得出值域是
{y|-1≤y≤1},因而反函数y=-
3+2x-x2的定义域应是
{x|-1≤x≤1}.
错误解法中仅将不等式3+2y-y2≥0的解
-1≤y≤3作为反函数的定义域,已将其取值范围扩大了.
例4 判断函数f (x)=
(x-1)1+x1-x的奇偶性.
错误解法:
f (x)=(x-1)1+x1-x
=1-x2,
f (-x)=
1-(-x)2
=1-x2=f (x)
所以f (x)=(x-1)1+x1-x
是偶函数.
错因剖析:这种解法犯了两个错误.一是没有检查定义域的对称性,函数定义域关于原点对称是函数具备奇偶性的必要条件,如果解题时注意到这一结论,重视函数定义域的特征,就不会解错本题.二是在变形过程中将自变量 的范围被扩大了.从
(x-1)1+x1-x
变形为
1-x2,变形前
x≠1,变形后允许
x=1.这样得出的
f (-x)=f (x)的结论是站不住脚的,因而得出偶函数的结论是错误的.
例5 求函数y=log12t,t=x2+2x-8的递增区间.
错误解法:
y=log12t,t=x2+2x-8,
由于对数函数的底
12∈(0,1),所以
t=x2+2x-8的递减区间就是
y=log12(x2+2x-8)的递增区间.
因为t=x2+2x-8的递减区间为(-∞,-1],
所以求函数y=log12(
x2+2x-8)的递增区间是
(-∞,-1].
错因剖析: 此错误解法同样也是忽略了函数的定义域所致.判断函数的单调性,首先必须求出函数的定义域,单调区间必须是定义域的子集.如果先由
x2+2x-8>0解出
x<-4或x>2,就不难发现(-∞,-1]是矛盾的,因而解题的错误也可以避免.