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函数是高中数学教学的主线,它贯穿于整个高中数学教学的始终。函数的定义域是函数的三要素之一,函数的定义域一定要在解题中加以注意,否则就会误入歧途。在解函数题中应强调定义域对解题结论的作用与影响。
一、函数的解析式与定义域
函数关系包括定义域、值域和对应法则三要素,所以在求函数的关系式时必须要考虑所求函数关系式的定义域,否则所求函数关系式可能就会出错。
例:现有一长为100cm的铁丝,计划用来弯成一个矩形,求矩形的面积S与矩形长x的函数关系式。
解:设矩形的长为xcm,则宽为(50-x)cm,由题意得:
S=x(50-x)
故函数关系式为:S=x(50-x)
若解题到此为止,则函数关系式还欠完整,缺少自变量的范围,也就是说学生的解题不够严密。因为当自变量取负数或不小于50的数时,S的值是非正数,即矩形的面积为非正数,这与实际问题相矛盾,所以还应补上自变量的范围0<x<5,即函数关系式为:S=x(50-x)(0<x<5)。
此例说明,在用函数解决实际问题时,必须要注意到函数定义域的取值范围对实际问题的影响。若考虑不到这一点,就会出现不严密的错误。
二、函数的值域与定义域
函数的值域是指函数值的集合。当定义域和对应法则确定后,函数值也随之而定。因此,在求函数值域时,应注意函数定义域。
例:求函数y=x+4+的值域。
错解:令t=,则x=t2+3
∴y=t2+3+4+t=t2+t+7
=(t+)2+≥
故所求的函数值域是[,+∞)
分析:经换元后,应有,而函数y=t2+t+7在[0,+∞)上是增函数。
所以,当t=0时,ymin=7。
故所求的函数值域是[7,+∞)。
以上例子说明,变量的定义域是何等的重要,若能发现变量隐含的取值范围,仔细检查解题的过程,就可以避免以上错误结果的产生。也就是说,学生应该在解好题目后,检验已经得到的结果,善于找出和改正自己的错误,善于精细地检查思维过程。
三、函数的单调性与定义域
函数单调性是指函数在给定的定义域区间上,函数自变量增加时函数值随着增减的情况,所以讨论函数单调性必须在给定的定义域区间上进行。
例:求函数y=log2(x2+2x)的单调区间
解:先求定义域:
∵x2+2x>0
∴x>0或x<-2
∴函数定义域为(-∞,-2)∪(0,+∞)
令t=x2+2x,可知:在x∈(-∞,-2)上时,t为减函数;在x∈(0,+∞)上时,t为增函数
又∵y=log2t在(0,+∞)是增函数
∴函数y=log2(x2+2x)在(-∞,-2)上是减函数,在(0,+∞)上是增函数
即函数y=log2(x2+2x)的单调递增区间(0,+∞),单调递减区间是(-∞,-2)。
如果在做题时没有在定义域的两个区间上分别考虑函数的单调性,就说明学生对函数单调性的概念没有真正理解,做题时就会出现不应该的错误。
四、函数的奇偶性与定义域
判断函数的奇偶性,应先考虑该函数的定义域区间是否关于坐标原点成中心对称:如果定义域区间是关于坐标原点不成中心对称,则函数为非奇非偶函数。否则就要用函数奇偶性的定义加以判断。
例:判断函数y=x3,x∈[-1,3]的奇偶性。
解:∵2∈[-1,3]而-2[-1,3]
∴ 定义域区间[-1,3]关于坐标原点不对称
∴ 函数y=x3,x∈[-1,3]是非奇非偶函数
如果学生不注意函数定义域,那么判断函数的奇偶性就会得出如下错误结论:
∵f(-x)=(-x)3=-x3=-f(x)
∴函数y=x3,x∈[-1,3]是奇函数
综上所述,在求解函数函数解析式、值域、单调性、奇偶性等问题中,必须精细地检查思维过程,考虑函数定义域对解题结果的影响。这样做就能提高学生的质疑辨析能力,有利于培养学生的思维品质,从而不断提高学生的思维能力,进而有利于培养学生思维的创造性,更加有利于学生的学习。
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”
一、函数的解析式与定义域
函数关系包括定义域、值域和对应法则三要素,所以在求函数的关系式时必须要考虑所求函数关系式的定义域,否则所求函数关系式可能就会出错。
例:现有一长为100cm的铁丝,计划用来弯成一个矩形,求矩形的面积S与矩形长x的函数关系式。
解:设矩形的长为xcm,则宽为(50-x)cm,由题意得:
S=x(50-x)
故函数关系式为:S=x(50-x)
若解题到此为止,则函数关系式还欠完整,缺少自变量的范围,也就是说学生的解题不够严密。因为当自变量取负数或不小于50的数时,S的值是非正数,即矩形的面积为非正数,这与实际问题相矛盾,所以还应补上自变量的范围0<x<5,即函数关系式为:S=x(50-x)(0<x<5)。
此例说明,在用函数解决实际问题时,必须要注意到函数定义域的取值范围对实际问题的影响。若考虑不到这一点,就会出现不严密的错误。
二、函数的值域与定义域
函数的值域是指函数值的集合。当定义域和对应法则确定后,函数值也随之而定。因此,在求函数值域时,应注意函数定义域。
例:求函数y=x+4+的值域。
错解:令t=,则x=t2+3
∴y=t2+3+4+t=t2+t+7
=(t+)2+≥
故所求的函数值域是[,+∞)
分析:经换元后,应有,而函数y=t2+t+7在[0,+∞)上是增函数。
所以,当t=0时,ymin=7。
故所求的函数值域是[7,+∞)。
以上例子说明,变量的定义域是何等的重要,若能发现变量隐含的取值范围,仔细检查解题的过程,就可以避免以上错误结果的产生。也就是说,学生应该在解好题目后,检验已经得到的结果,善于找出和改正自己的错误,善于精细地检查思维过程。
三、函数的单调性与定义域
函数单调性是指函数在给定的定义域区间上,函数自变量增加时函数值随着增减的情况,所以讨论函数单调性必须在给定的定义域区间上进行。
例:求函数y=log2(x2+2x)的单调区间
解:先求定义域:
∵x2+2x>0
∴x>0或x<-2
∴函数定义域为(-∞,-2)∪(0,+∞)
令t=x2+2x,可知:在x∈(-∞,-2)上时,t为减函数;在x∈(0,+∞)上时,t为增函数
又∵y=log2t在(0,+∞)是增函数
∴函数y=log2(x2+2x)在(-∞,-2)上是减函数,在(0,+∞)上是增函数
即函数y=log2(x2+2x)的单调递增区间(0,+∞),单调递减区间是(-∞,-2)。
如果在做题时没有在定义域的两个区间上分别考虑函数的单调性,就说明学生对函数单调性的概念没有真正理解,做题时就会出现不应该的错误。
四、函数的奇偶性与定义域
判断函数的奇偶性,应先考虑该函数的定义域区间是否关于坐标原点成中心对称:如果定义域区间是关于坐标原点不成中心对称,则函数为非奇非偶函数。否则就要用函数奇偶性的定义加以判断。
例:判断函数y=x3,x∈[-1,3]的奇偶性。
解:∵2∈[-1,3]而-2[-1,3]
∴ 定义域区间[-1,3]关于坐标原点不对称
∴ 函数y=x3,x∈[-1,3]是非奇非偶函数
如果学生不注意函数定义域,那么判断函数的奇偶性就会得出如下错误结论:
∵f(-x)=(-x)3=-x3=-f(x)
∴函数y=x3,x∈[-1,3]是奇函数
综上所述,在求解函数函数解析式、值域、单调性、奇偶性等问题中,必须精细地检查思维过程,考虑函数定义域对解题结果的影响。这样做就能提高学生的质疑辨析能力,有利于培养学生的思维品质,从而不断提高学生的思维能力,进而有利于培养学生思维的创造性,更加有利于学生的学习。
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