本文介绍函数定义域的类型和求法,目的在于使学生全面认识定义域,深刻理解定义域,正确求函数的定义域。现举例说明。
即给出函数的解析式的定义域求法,其解法是由解析式有意义列出关于自变量的不等式或不等式组,解此不等式(或组)即得原函数的定义域。
由①解得 或 。 ③
由②解得 或 ④
③和④求交集得 且 或x>5。
由③和④求公共部分,得
抽象函数是指没有给出解析式的函数,不能常规方法求解,一般表示为已知一个抽象函数的定义域求另一个抽象函数的解析式,一般有两种情况。
其解法是:已知 的定义域是[a,b]求 的定义域是解 ,即为所求的定义域。
例3 已知 的定义域为[-2,2],求 的定义域。
解:令 ,得 ,即 ,因此 ,从而 ,故函数的定义域是 。
其解法是:已知 的定义域是[a,b],求f(x)定义域的方法是:由 ,求g(x)的值域,即所求f(x)的定义域。
例4 已知 的定义域为[1,2],求f(x)的定义域。
即函数f(x)的定义域是 。
即已知所给函数的定义域求解析式中参数的取值范围。特别是对于已知定义域为R,求参数的范围问题通常是转化为恒成立问题来解决。
例5 已知函数 的定义域为R求实数m的取值范围。
分析:函数的定义域为R,表明 ,使一切x∈R都成立,由 项的系数是m,所以应分m=0或 进行讨论。
解:当m=0时,函数的定义域为R;
当 时, 是二次不等式,其对一切实数x都成立的充要条件是
例6 已知函数 的定义域是R,求实数k的取值范围。
解:要使函数有意义,则必须 ≠0恒成立,因为 的定义域为R,即 无实数
这里函数的定义域除满足解析式外,还要注意问题的实际意义对自变量的限制,这点要加倍注意,并形成意识。
例7 将长为a的铁丝折成矩形,求矩形面积y关于一边长x的函数的解析式,并求函数的定义域。
解:设矩形一边为x,则另一边长为 于是可得矩形面积。
由问题的实际意义,知函数的定义域应满足
故所求函数的解析式为 ,定义域为(0, )。
例8 用长为L的铁丝弯成下部为矩形上部为半圆的框架,如图,若矩形底边长为2x,求此框架围成的面积y与x的函数关系式,并求定义域。
解:由题意知,此框架围成的面积是由一个矩形和一个半圆组成的图形的面积,如图。
例9 已知 的定义域为[0,1],求函数 的定义域。
解:因为 的定义域为[0,1],即 。故函数 的定义域为下列不等式组的解集:
即两个区间[-a,1-a]与[a,1+a]的交集,比较两个区间左、右端点,知
(1)当 时,F(x)的定义域为 ;
(2)当 时,F(x)的定义域为 ;
(3)当 或 时,上述两区间的交集为空集,此时F(x)不能构成函数。
有些问题从表面上看并不求定义域,但是不注意定义域,往往导致错解,事实上定义域隐含在问题中,例如函数的单调区间是其定义域的子集。因此,求函数的单调区间,必须先求定义域。
解:由 ,即 ,解得 。即函数y的定义域为(-1,3)。
函数 是由函数 复合而成的。
,对称轴x=1,由二次函数的单调性,可知t在区间 上是增函数;在区间 上是减函 数,而 在其定义域上单调增;
,所以函数 在区间 上是增函数,在区间 上是减函数。