常见函数的融合转化

不想你离开。 提交于 2019-12-06 06:55:28

前言

三角函数,齐次函数,二次函数,对勾函数,幂函数等纠缠融合在一起,在判断函数的单调性和值域(或最值)时经常出现,现对其作以归纳总结。

模板函数[基础]

  • 二次函数
  • 对勾函数

高阶融合[转化]

  • 复合函数
  • 分式函数
  • 三角函数

引例求函数\(f(x)=sinx+cosx+sinxcosx\)的值域。【三角换元,典型例题】

分析:令\(sinx+cosx=t\),则可知\(t\in[-\sqrt{2},\sqrt{2}]\)

则由\((sinx+cosx)^2=t^2\)得到\(sinxcosx=\cfrac{t^2-1}{2}\)

故此时原函数经过换元就转化为\(f(x)=g(t)=t+\cfrac{t^2-1}{2},t\in[-\sqrt{2},\sqrt{2}]\)

这样就和例1是同一类型的了。\(f(x)=g(t)=\cfrac{1}{2}(t+1)^2-1\)\(t\in[-\sqrt{2},\sqrt{2}]\)

\(f(x)=g(t) \in [-1,\cfrac{2\sqrt{2}+1}{2}]\)

引例如求函数\(y=\cfrac{sin\alpha\cdot cos\alpha}{sin\alpha+cos\alpha},\alpha\in [0,\cfrac{\pi}{2}]\)的值域问题。

分析:利用换元转化为分式型处理;

\(sin\alpha+cos\alpha=t=\sqrt{2}sin(\alpha+\cfrac{\pi}{4})\in [1,\sqrt{2}]\)

\(sin\alpha\cdot cos\alpha=\cfrac{t^2-1}{2}\)

则原函数转化为\(y=\cfrac{\frac{1}{2}(t^2-1)}{t}=\cfrac{1}{2}(t-\cfrac{1}{t}),t\in [1,\sqrt{2}]\)

引例求函数\(y=\cfrac{sin\alpha+cos\alpha}{sin\alpha\cdot cos\alpha},\alpha\in [0,\cfrac{\pi}{2}]\)的值域问题。

分析:利用换元转化为分式型处理;

\(sin\alpha+cos\alpha=t=\sqrt{2}sin(\alpha+\cfrac{\pi}{4})\in [1,\sqrt{2}]\)

\(sin\alpha\cdot cos\alpha=\cfrac{t^2-1}{2}\)

则原函数转化为\(y=\cfrac{2}{t-\frac{1}{t}},t\in [1,\sqrt{2}]\)

引例求函数\(y=\cfrac{sin\alpha-cos\alpha}{sin\alpha\cdot cos\alpha},\alpha\in [\cfrac{\pi}{2},\cfrac{3\pi}{4}]\)的值域问题。

分析:利用换元转化为分式型处理;

\(sin\alpha-cos\alpha=t=\sqrt{2}sin(\alpha-\cfrac{\pi}{4})\in [1,\sqrt{2}]\)

\(sin\alpha\cdot cos\alpha=\cfrac{1-t^2}{2}\)

则原函数转化为\(y=\cfrac{2}{\frac{1}{t}-t},t\in [1,\sqrt{2}]\)

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