喂,定义域呢?
2015-02-02纪宏伟
纪宏伟
定义域是函数的“灵魂”,是研究函数的基础.举凡函数解析式、值域、最值、单调性、奇偶性、函数图象等,无不以定义域为前提加以讨论.可以说,凡是研究与函数有关的问题,都必须考虑函数的定义域,其重要地位由此可见一斑.在解题过程中若忽视定义域这个重要条件,将导致错误.现就忽视定义域情形作一剖析,以飨读者.
1.求函数解析式
例1 已知f(x)=|x|,x∈[-1,1],求y=f(x+1)+1的解析式.
错解 显然,y=f(x+1)+1=|x+1|+1,x∈[-1,1].
剖析 上述错误在于将y=f(x)的定义域搬用到y=f(x+1)+1上,事实上,应用代换原理,y=f(x+1)+1中的x的取值范围是-1≤x+1≤1即-2≤x≤0,
所以y=f(x+1)+1=|x+1|+1
=-x,-2≤x≤-1,
x+2,-1 2.求函数的值域或最值 例2 已知f(x)=3x-2,x∈[2,4],求y=[f -1(x)]2-[f -1(x2)]的值域. 错解 y=log23x+2log3x+2 ,因x∈[2,4],所以f(x)=3x-2∈[1,9],即f -1(x)的定义域为[1,9],从而y的定义域为[1,9],于是y=log23x+2log3x+2∈[2,10]. 剖析 函数的值域是函数在定义域上的象集,因此求值域时,函数的定义域是必须要考虑到的.以上错解的原因是没有注意定义域对函数值域的影响.在本题中,两函数复合后定义域发生了变化,由f -1(x)的定义域为[1,9]得1≤x2≤9,从而y的定义域为[1,3],故可求得y的值域是[2,5]. 例3 求函数f(x)=3-2sin2x·tanx的最值. 错解 f(x)=3-2×2sinxcosx·sinxcosx=3-4sin2x=1+2cos2x.因-1≤cos2x≤1,所以-1≤1+2cos2x≤3,即f(x)min=-1,f(x)max=3. 剖析 在对函数式进行化简变形中,必须以不改变定义域为条件,上述错误的原因在于忽视了在解题过程中函数的定义域发生了变化,导致了三角函数式的变形为非等价变形,使得最小值的原象不在定义域中.易知f(x)的定义域 为{x|x≠π2+kπ,k∈Z},故2x≠π+2kπ,所以-1 3.求三角函数的周期 例4 求函数y=4sinx(1-tan2x)secx(1+tan2x)的最小正周期. 错解 由万能公式cosx= 1-tan2x21+tan2x2, 将原式化为y=4sinxcosxcos2x=sin4x, 故所求最小正周期为T=π2. 剖析 在解题过程中,忽视了定义域的改变.只有在x≠kπ+π2(k∈Z)的条件下,以上化简才属于等价变形.在x≠kπ+π2(k∈Z)的条件下作出y=sin4x的简图,不难得到最小正周期 是π.在化简三角函数解析式后,千万莫忘了由原解析式确定定义域,以使得问题正确获解. 4.对函数奇偶性的判断 例5 已知函数f(x2-3)=lg x2x2-6,判断函数f(x)的奇偶性. 错解 设t=x2-3,则x2=t+3, 所以f(t)=lnt+3t-3,即f(x)=lnx+3x-3. 因为f(-x)=ln-x+3-x-3=lnx-3x+3=-f(x), 所以f(x)是奇函数. 剖析 定义域呢?判断函数奇偶性,首当其冲的就是要考虑定义域.以上错解的原因是转换不等价,没有考虑函数的定义域.事实上,因 x2x2-6>0,所以x2>6,即t=x2-3>3,所以f(x)=lnx+3x-3定义域不关于原点对称,是非奇非偶函数. 5.有关单调性问题 例6 已知函数f(x)=log3(x2-ax+3a)在区间[2,+∞)上是增函数,则实数a的取值范围是( ). A.(-∞,4] B.(-4,4] C.(-∞,4)∪[2,+∞)D.[-4,2) 错解 只要使x2-ax+3a在[2,+∞)上递增即可,故a2≤2,选A. 剖析 [2,+∞)首先应是定义域的子集,以上解法忽视了函数定义域,导致解题失误. x2-ax+3a>0在[2,+∞)上恒成立,故除满足a2≤2外,还需要满足4-2a+3a>0,所以-4 忽视定义域,苦果吃不尽.由以上例题可以看出,对函数定义域不够重视,将可能导致在解决有关问题时出现这样或那样的错误,因忽视定义域而致误真可谓屡见不鲜.因此,必须深刻领会定义域在解决有关函数问题中的约束作用,在研究函数问题时树立起“定义域优先”的观点,确立定义域的思维优势,这样才能有效防止错误的发生.希望能在教学中引起足够的重视.