趙青波
摘要:復(fù)合函數(shù)的定義域是高等數(shù)學(xué)中的基礎(chǔ)知識(shí)之一,同樣對(duì)學(xué)生也有著挑戰(zhàn)性,由于該部分理論知識(shí)的應(yīng)用性強(qiáng)、復(fù)雜性較高,對(duì)部分學(xué)生來說有著較高的挑戰(zhàn)性。但是,有關(guān)復(fù)合函數(shù)定義域出題,雖然具有靈活性,但是本質(zhì)上仍舊是萬變不離其宗,筆者結(jié)合日常教學(xué)中經(jīng)常遇到的幾種類型,對(duì)其進(jìn)行分析,并在此基礎(chǔ)上對(duì)復(fù)合函數(shù)定義域解題的關(guān)鍵進(jìn)行闡述與分析,從而對(duì)學(xué)生掌握該類題型提供幫助。
關(guān)鍵詞:復(fù)合函數(shù);定義域;求法;解題關(guān)鍵
復(fù)合函數(shù)是指由兩個(gè)及兩個(gè)以上函數(shù)組成的函數(shù),從其定義來看就能發(fā)現(xiàn)其中的復(fù)雜性,但是復(fù)合函數(shù)定義域的求解不僅在單一類型題目上有著重要性,也往往作為一個(gè)基礎(chǔ)條件應(yīng)用到其他類型題目上,因此學(xué)生掌握復(fù)合函數(shù)定義域的相關(guān)知識(shí)有著極重要性和必要性。與此同時(shí),學(xué)生對(duì)于復(fù)合函數(shù)的學(xué)習(xí)與掌握,能夠充分調(diào)動(dòng)與培養(yǎng)其數(shù)學(xué)思維和邏輯思維,從而對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到有效的幫助。從當(dāng)前學(xué)生復(fù)合函數(shù)掌握的具體情況來看,多數(shù)學(xué)生對(duì)該類知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)度和掌握度仍有不足,甚至不能充分掌握該類題型的做題規(guī)律,影響到自身整體的數(shù)學(xué)成績。筆者圍繞日常教學(xué)經(jīng)驗(yàn),對(duì)復(fù)合函數(shù)定義域的求法進(jìn)行歸納與總結(jié),并結(jié)合相關(guān)例題進(jìn)行分析,為學(xué)生對(duì)該方面知識(shí)的掌握提供參考。
一、學(xué)生對(duì)復(fù)合函數(shù)學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀
復(fù)合函數(shù)這一知識(shí)點(diǎn)在大一高數(shù)的課本上,該知識(shí)點(diǎn)有著抽象性強(qiáng)、邏輯強(qiáng)等特點(diǎn),對(duì)于部分學(xué)生的學(xué)習(xí)來說有著極端的挑戰(zhàn)性。由于學(xué)生剛剛接觸到抽象函數(shù)本身就存在著不適應(yīng)性,再加上復(fù)合函數(shù)本身的晦澀難懂,導(dǎo)致一部分學(xué)生在學(xué)不會(huì)的情況下自行放棄這一章節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。但是,復(fù)合函數(shù)及其有關(guān)的知識(shí)點(diǎn),在整個(gè)數(shù)學(xué)中有著極端的重要性,他不僅作為一個(gè)單獨(dú)的知識(shí)點(diǎn)存在,同時(shí)還會(huì)充當(dāng)其他函數(shù)題的條件,成為解題的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。
也由于復(fù)合函數(shù)本身的晦澀性,也導(dǎo)致部分學(xué)生對(duì)其產(chǎn)生了恐懼心理,筆者調(diào)查中發(fā)現(xiàn),有80%以上的學(xué)生能夠掌握住簡單的復(fù)合函數(shù)定義域計(jì)算,40%左右的學(xué)生能夠掌握住中等程度的復(fù)合函數(shù)定義域計(jì)算,僅有15%左右的學(xué)生能夠掌握住非常復(fù)雜的復(fù)合函數(shù)定義域計(jì)算。但是,就整個(gè)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)歷程來看,這種情況也會(huì)在反復(fù)的模擬考試中得到改善,在數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)結(jié)束以后,對(duì)于復(fù)合函數(shù)定義域的題型多數(shù)學(xué)生已經(jīng)能夠充分的掌握和應(yīng)用,并且會(huì)隨著后續(xù)復(fù)習(xí)的強(qiáng)化,對(duì)該知識(shí)點(diǎn)不斷鞏固。
二、復(fù)合函數(shù)中定義域的幾種求法
(一)已知f(x)定義域求f[g(x)]定義域
對(duì)于這一類型的復(fù)合函數(shù)定義域題相對(duì)屬于基礎(chǔ)與簡單的題,只需要進(jìn)行值域之間的轉(zhuǎn)化,便可以推導(dǎo)出復(fù)合函數(shù)的定義域。在這類題的解題思路上,要明確一個(gè)觀念,即g(x)的定義域與f(x)中x的定義域一樣,再次基礎(chǔ)上進(jìn)行推算即可。出題類型上一般是:已知f(x)定義域?yàn)閇n,m]或(n,m)、[n,m)、(n,m],這幾種類型,讓求f[g(x)]定義域,我們只需將g(x)=t,則t與x的定義域一樣,如此便可以推出f[g(x)]的定義域。如,例題1和例題2。
例題1:已知函數(shù)f(x)定義域?yàn)閇2,5),求函數(shù)f(x+1)的定義域。
解:由題意可知,2≤x<5,則2≤x+1<5,1≤x<4,由此推出f(x+1)定義域?yàn)閇2,4)。
例題2:已知函數(shù)f(x)定義域?yàn)椋?,6],求函數(shù)f(x2+1)的定義域。
解:由題意可知,2 (二)已知f[g(x))]定義域求f(x)定義域 該類型的復(fù)合函數(shù)定義域計(jì)算題,也是屬于相對(duì)較為簡單的題型,在該類題中關(guān)鍵也在于定義域值域之間的轉(zhuǎn)換。一般來說,該類題的出題思路為,已知f[g(x)]定義域?yàn)閇n,m]或(n,m)、[n,m)、(n,m],求f(x)定義域。在解題的思路上,我們要先把g(x)=t,得出的定義域就是f(x)定義域。如例題3。 例題3:已知函數(shù)f(4x-6)的定義域?yàn)閇5,8],求函數(shù)f(x)定義域。 解:由題意可知,5≤4x-6≤8,則11≤4x≤14,則11/4≤x≤7/2,則f(x)定義域?yàn)閇11/4,7/2]。 (三)已知f[g(x)]定義域求f[h(x)]定義域 這類型的復(fù)合函數(shù)定義域題相對(duì)來說比較復(fù)雜,可以明顯看出該類型題綜合了上述一二兩種類型,因此在計(jì)算上我們可以先由f[g(x)]求出f(x)定義域,然后在去計(jì)算f[h(x)]的定義域,即以f(x)為橋梁,進(jìn)行轉(zhuǎn)化與計(jì)算。在出題上,一般會(huì)是按照如下的思路: 已知函數(shù)f[g(x)]的定義域?yàn)閇n,m]或(n,m)、[n,m)、(n,m],求f[h(x)]的定義域。如例題4。 例題4:已知函數(shù)f(2x+2)定義域?yàn)椋?,8),求f(2x-2)的定義域。 解:由題意知,4<2x+2<8,則1 (四)已知f(x)定義域求四則運(yùn)算型函數(shù)定義域 該類型的題是復(fù)合函數(shù)定義域中最復(fù)雜的題,也是最令學(xué)生與教師頭疼的題,需求求出各個(gè)函數(shù)的定義域,然后再求交集,一般來說,多數(shù)學(xué)生能夠求出各個(gè)函數(shù)的定義域,但是在交并集的計(jì)算上,往往容易出問題,而且,該類型的題往往不是真實(shí)數(shù)字,而是一些字母,這樣無疑增加了題目本身的抽象性。如例題5。 例題5:已知函數(shù)f(x)定義域?yàn)椋╪,m),且n+m>0,求g(x)=f(x+a)+f(x-a) (a>0)的定義域。 解:由題意可知,n
另由題意知,a>0,∴n-a 若使g(x)定義域?yàn)榉强占希瑒t必須使n+a 三、復(fù)合函數(shù)定義域解題的關(guān)鍵 (一)把握出題的類型 對(duì)于復(fù)合函數(shù)定義域的題在解答的時(shí)候,學(xué)生一定要充分把握住出題的類型,能夠根據(jù)題干明白在考察什么,在此基礎(chǔ)上思考解題的方法,并加以計(jì)算。如在考察四則運(yùn)算型函數(shù)定義域的時(shí)候,不能按照其他的解題思路進(jìn)行,這樣才能夠保證最終的定義域。同時(shí),在算題的過程中,一定要充分考慮到各個(gè)方面的條件,一定要把非空集合考慮到位,這也是數(shù)學(xué)解題思路的一個(gè)關(guān)鍵。 (二)分清內(nèi)函數(shù)值域與外函數(shù)定義域 在復(fù)合函數(shù)定義域計(jì)算的過程中,也要充分把握住內(nèi)函數(shù)值域與外函數(shù)定義域,要謹(jǐn)記兩句話,即內(nèi)函數(shù)值域一定要包含于外函數(shù)定義域中,以及外函數(shù)定義域是內(nèi)函數(shù)的值域。同時(shí),學(xué)生也一定要能夠辨別出什么是內(nèi)函數(shù),什么是外函數(shù),如函數(shù)f(2x-3)中,令函數(shù)y=f(t),則,外函數(shù)為y=f(t),內(nèi)函數(shù)為2x-3。充分辨別和把握住內(nèi)外函數(shù),才能夠保證做題過程中的正確率。 (三)掌握做題技巧 對(duì)于復(fù)合函數(shù)定義域計(jì)算類型的題,也有著自身的規(guī)律和答題技巧,掌握住技巧與規(guī)律學(xué)生不僅能夠在做題的效率上得到提高,也能夠在做題的正確率上得到提高。對(duì)于復(fù)合函數(shù)定義域計(jì)算的規(guī)律與類型,可以參考本論文中第二部分,根據(jù)各種題型進(jìn)行歸納總結(jié),并且將每個(gè)題型的解題思路進(jìn)行充分的掌握。 四、結(jié)束語 復(fù)合函數(shù)定義域的計(jì)算,對(duì)于學(xué)生來說既具有掌握的必要性,也具有掌握的重要性,這是高等數(shù)學(xué)中的做題基礎(chǔ)。函數(shù)類型的題一般都具有晦澀難懂和抽象的特點(diǎn),學(xué)生只有在充分把握住這些做題規(guī)律的基礎(chǔ)上,將總體的類型進(jìn)行細(xì)分,在細(xì)分的基礎(chǔ)上按照難易程度有順序的進(jìn)行理解,并在日常的訓(xùn)練中加以訓(xùn)練和注意,便能夠有效的掌握住總體的類型。 參考文獻(xiàn): [1]李婧巖,李曉虹,程叢電.復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)教學(xué)改革方案[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2019(01):64-66. [2]張悅.中學(xué)數(shù)學(xué)中復(fù)合函數(shù)相關(guān)問題分析[J].中學(xué)數(shù)學(xué)研究(華南師范大學(xué)版),2019(02):45-50. [3]郭歡.關(guān)于多元復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)探索[J].中州大學(xué)學(xué)報(bào),2018,35(04):125-128. [4]張曉鳳.淺析多元復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)法則[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究,2018(04):11.