王海春
摘要:函數(shù)作為高中數(shù)學的主線,貫穿于整個高中數(shù)學的始終,函數(shù)的定義域是函數(shù)三要素(定義域、值域、對應關系)的關鍵要素,是解決所有函數(shù)問題必須考慮的先決條件。也就是說,求解函數(shù)問題必須樹立“定義域”優(yōu)先的原則。在解決任何函數(shù)問題中,若不加以注意,學生常常誤入“歧途”。在解函數(shù)問題中強調定義域對解題結論的作用與影響,對提高學生的數(shù)學思維能力也是十分有益的。
關鍵詞:定義域;解析式;值域;單調性;奇偶性;周期
中圖分類號:G633.6 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2014)03-0119
通過定義域對函數(shù)解析式、值域、單調性、奇偶性、周期的影響來提高學生對函數(shù)定義域的重視程度,學生不但加深了對函數(shù)概念的理解,提高了解題能力,還拓寬了他們的思維空間,培養(yǎng)了他們的思維能力。
一、定義域對函數(shù)解析式的影響,
分析:在已知f [g(x)]的解析式,求f(x)的解析式,一種常見的解法是將f [g(x)]解析式中拼湊出g(x)的整體。再將g(x)換成x從而求f(x)得的解析式。但容易忽略f(x)的定義域,從而導致錯誤。
注:正解中采用換元的辦法,換元法是高中處理數(shù)學問題的常用方法。換元學生就能注意到新元的取值范圍,而不易丟掉定義域。
二、定義域對函數(shù)值域的影響
剖析:經(jīng)換元后,應有t≥0,而函數(shù)y=2t2+t+1在[0,+∞)上是增函數(shù),所以當t=0時,ymin=1。故所求的函數(shù)值域是[1, +∞)。
注:變量的允許值范圍是何等的重要,若能發(fā)現(xiàn)變量隱含的取值范圍,精細地檢查解題思維的過程,就可以避免以上錯誤結果的產(chǎn)生。
三、定義域對函數(shù)單調性的影響
函數(shù)單調性是指函數(shù)在給定的定義域區(qū)間上函數(shù)自變量增加時,函數(shù)值隨著增減的情況,所以討論函數(shù)單調性必須在給定的定義域區(qū)間上進行。
例3. 判斷函數(shù)f(x)=log3(x-2x-3)的單調性。
錯解:函數(shù)f(x)=log3(x-2x-3)是由u=x2-2x-3y=log3u復合而成,由復合函數(shù)的單調性遵循同增異減的原則,二次函數(shù)u=x2-2x-3的單調減區(qū)間(-∞,1),單調增區(qū)間(1,+∞);在y=log3u定義域上單調增,所以原函數(shù)的單調減區(qū)間為(-∞,1),單調增區(qū)間為(1,+∞)。
正解:先求定義域x2-2x-3>0得x<-1或x>3
所以函數(shù)的定義域為(-∞,1)∪(3,+∞)
u=x2-2x-3知在(-∞,-1),u單調減;在(3,+∞)單調增
又y=log3u在(0,+∞)單調增
所以,原函數(shù)f(x)=log3(x2-2x-3)的減區(qū)間為(-∞,-1),增區(qū)間為(3,+∞)。
注:如果在做題時,沒有在定義域的兩個區(qū)間上分別考慮函數(shù)的單調性,就說明學生對函數(shù)單調性的概念一知半解,沒有理解,在做練習或作業(yè)時,只是對題型,套公式,而不去領會解題方法的實質,也說明學生的思維缺乏深刻性。
四、定義域對函數(shù)奇偶性的影響
函數(shù)的奇偶性是函數(shù)的整體特征是對整個函數(shù)定義域而言的,所以考查函數(shù)的奇偶性一定是函數(shù)的定義域優(yōu)先。
正解:由函數(shù)f(x)=■有意義得1-x2≥0x-2≠2得函數(shù)的定義域{x -1≤x≤1且x≠0}所以f(x)=■,則f(-x)=■=-f(x),所以函數(shù)f(x)=■為奇函數(shù)
五、函數(shù)的定義域對函數(shù)周期的影響
分析:由題 f(0)有意義,而f(π)不存在,所以 f(0+π)≠f(0)。由周期函數(shù)的定義,若定義域中存在x0使f(x0+T)≠f(x0)則T不是函數(shù) f(x)周期,所以π不是函數(shù)的周期。原因是化簡前后函數(shù)的定義域發(fā)生變化,在函數(shù)的定義域下畫出函數(shù) f(x)=tanx圖像,知函數(shù)f(x)周期為2π。
通過以上的論述,在求解函數(shù)解析式、值域、單調性、奇偶性、周期性等問題中,函數(shù)的定義域都有舉足輕重的作用。在解題中能發(fā)現(xiàn)變量隱含的取值范圍,精細地檢查解題思維的過程,就可以避免錯誤的發(fā)生。這也為高中數(shù)學學習奠定了堅實的基礎。
(作者單位:黑龍江省雞西實驗中學 158100)