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复合函数的定义域和解析式
1、复合函数的定义
设是到的函数,是到上的函数,且,当取遍中的元素时,取遍,那么就是到上的函数。此函数称为由外函数和内函数复合而成的复合函数。
说明:
⑴复合函数的定义域,就是复合函数中的取值范围。
⑵称为直接变量,称为中间变量,的取值范围即为的值域。
⑶与表示不同的复合函数。
例1.设函数,求.
⑷若的定义域为,则复合函数中,.
注意:的值域.
例2.(课时练 2 例1)
⑴若函数的定义域是[0,1],求的定义域;
⑵若的定义域是[-1,1],求函数的定义域;
⑶已知定义域是,求定义域.
点评:解决复合函数问题,一般先将复合函数分解,即它是哪个内函数和哪个外函数复合而成的.
解答:
⑴ 函数是由A到B上的函数与B到C上的函数复合而成的函数.
函数的定义域是[0,1],
∴B=[0,1],即函数的值域为[0,1].
∴,
∴,即,
∴函数的定义域[0,].
⑵ 函数是由A到B上的函数与B到C上的函数复合而成的函数.
的定义域是[-1,1],
∴A=[-1,1],即-1,
∴,即的值域是[-3,1],
∴的定义域是[-3,1].
点评:若已知的定义域为,则的定义域就是不等式的的集合;若已知的定义域为,则的定义域就是函数 的值域。
⑶ 函数是由A到B上的函数与B到C上的函数复合而成的函数.
的定义域是[-4,5),
∴A=[-4,5)即,
∴即的值域B=[-1,8)
又是由到上的函数与B到C上的函数复合而成的函数,而,从而的值域
∴
∴
∴
∴的定义域是[1,).
例3.已知函数定义域是(a,b),求的定义域.
解:由题,,,
当,即时,不表示函数;
当,即时,表示函数,
其定义域为.
说明:
① 已知的定义域为(a,b),求的定义域的方法:
已知的定义域为,求的定义域。实际上是已知中间变量的的取值范围,即,。通过解不等式求得的范围,即为的定义域。
② 已知的定义域为(a,b),求的定义域的方法:
若已知的定义域为,求的定义域。实际上是已知直接变量的取值范围,即。先利用求得的范围,则的范围即是的定义域。
2.求有关复合函数的解析式
例4.①已知 求;
②已知 ,求.
例5.①已知 ,求;
②已知,求.
点评:
已知求复合函数的解析式,直接把中的换成即可。
已知求的常用方法有:配凑法和换元法。
配凑法就是在中把关于变量的表达式先凑成整体的表达式,再直接把换成而得。
换元法就是先设,从中解出(即用表示),再把(关于的式子)直接代入中消去得到,最后把中的直接换成即得。
例6.①已知是一次函数,满足,求;
②已知,求.
点评:
⑴ 当已知函数的类型求函数的解析式时,一般用待定系数法。
⑵ 若已知抽象的函数表达式,则常用解方程组、消参的思想方法求函数的解析式。已知满足某个等式,这个等式除是未知量外,还出现其他未知量,如、等,必须根据已知等式再构造出其他等式组成方程组,通过解方程组求出。
三、课堂练习:
1.已知,求和.
解:令,设,
令,设,
.
2.已知,求.
分析:是用替换中的而得到的,问题是用中的替换呢,还是用替换呢?所以要按、分类;
注:是用替换中的而得到的,问题是用替换中的呢,还是替换呢?所以要看还是,故按、分类。
Key:;
注:。
四、课堂小结:
1.复合函数的定义;
设函数,,则我们称是由外函数和内函数复合而成的复合函数。其中被称为直接变量,被称为中间变量。复合函数中直接变量的取值范围叫做复合函数的定义域,中间变量的取值范围,即是的值域,是外函数的定义域。
2.有关复合函数的定义域求法及解析式求法:
⑴定义域求法:
求复合函数的定义域只要解中间变量的不等式(由解);求外函数的定义域只要求中间变量的值域范围(由求的值域)。已知一个复合函数求另一个复合函数的定义域,必须先求出外函数的定义域。
⑵解析式求法:待定系数法、配凑法、换元法、解方程组消元法.
五、附录:求函数的定义域的主要依据有:
⑴ 当为整式或奇次根式时,R;
⑵ 当为偶次根式时,被开方数不小于0(即≥0);
⑶ 当为分式时,分母不为0;当分母是偶次根式时,被开方数大于0;
⑷ 当为指数式时,对零指数幂或负整数指数幂,底不为0(如,中)。
⑸ 当是由一些基本函数通过四则运算结合而成的,它的定义域应是使各部分都有意义的自变量的值组成的集合,即求各部分定义域集合的交集。
⑹ 分段函数的定义域是各段上自变量的取值集合的并集。
⑺ 由实际问题建立的函数,除了要考虑使解析式有意义外,还要考虑实际意义对自变量的要求
⑻ 对于含参数字母的函数,求定义域时一般要对字母的取值情况进行分类讨论,并要注意函数的定义域为非空集合。
⑼ 对数函数的真数必须大于零,底数大于零且不等于1。
例说函数值域求法 在函数的
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