抽象函数的定义域问题,是高中数学里典型的“纸老虎”——看起来很晕,其实只要掌握一个核心原则,比解不等式还简单。

核心原则只有一句话: “同一个 ff,括号里的范围永远不变。”

下面我把这类题分成两种最常见的类型,手把手教你解。


# 🟢 核心概念区分 (必看)

在做题前,必须搞清楚两个概念的区别,否则一定会被绕晕:

  1. 定义域: 指的是 xx 的取值范围。(题目问“定义域”就是求 xx 在哪)。
  2. 管辖范围(括号里的范围): 指的是 f(\dots) 那个括号里整体能接受的数值区间。

铁律: 不管括号里的东西怎么变(是 xx 还是 2x+12x+1),ff 这个函数能接受的“管辖范围”是永远固定的。


# 类型一:已知 f(x)f(x),求 f(g(x))f(g(x))

口诀: 把新括号里的东西,塞进旧范围。

例题 1: 已知函数 f(x)f(x) 的定义域是 [1,5][1, 5],求函数 f(2x1)f(2x - 1) 的定义域。

解题步骤:

  1. 找“管辖范围”: 原函数是 f(x)f(x),定义域是 [1,5][1, 5]。 这意味着:括号里的东西必须在 1 到 5 之间。 即:1 \le \text{括号里的整体} \le 5。

  2. 套用新函数: 现在函数变成了 f(2x1)f(2x - 1)。根据铁律,括号里的 2x12x - 1 也必须遵守这个规矩。

    12x151 \le 2x - 1 \le 5

  3. 解不等式求 xx

    1+12x5+11 + 1 \le 2x \le 5 + 1

    22x62 \le 2x \le 6

    1x31 \le x \le 3

答案: f(2x1)f(2x - 1) 的定义域是 [1,3][1, 3]


# 类型二:已知 f(g(x))f(g(x)),求 f(x)f(x)

口诀: 算出旧括号的范围,那就是 f(x)f(x) 的范围。

例题 2: 已知函数 f(x+2)f(x + 2) 的定义域是 [1,2][-1, 2],求 f(x)f(x) 的定义域。

⚠️ 高能预警: 这里的 [1,2][-1, 2]xx 的范围,不是括号的范围!

解题步骤:

  1. 分析已知条件: 题目说 f(x+2)f(x + 2) 的定义域是 [1,2][-1, 2]。 意思就是:xx 的取值范围是 1x2-1 \le x \le 2

  2. 算出“管辖范围”: 既然 xx1-122 之间,那么括号里的整体 (x+2)(x + 2) 在什么范围呢?

    (1)+2x+22+2(-1) + 2 \le x + 2 \le 2 + 2

    1x+241 \le x + 2 \le 4

    这说明:函数 ff管辖范围就是 [1,4][1, 4]

  3. 还原 f(x)f(x) 题目问 f(x)f(x) 的定义域。对于 f(x)f(x) 来说,括号里就是 xx。 所以 xx 必须在管辖范围 [1,4][1, 4] 内。

答案: f(x)f(x) 的定义域是 [1,4][1, 4]


# 类型三:已知 f(g(x))f(g(x)),求 f(h(x))f(h(x)) (终极BOSS)

这是把上面两步连起来:先算出管辖范围,再把新式子塞进去。

例题 3: 已知 f(x+1)f(x + 1) 的定义域是 [2,3][-2, 3],求 f(2x)f(2x) 的定义域。

解题步骤:

第一步:通过已知条件找“管辖范围”

  • 已知 xx 的范围:2x3-2 \le x \le 3
  • 那么旧括号 (x+1)(x + 1) 的范围:

    (2)+1x+13+1(-2) + 1 \le x + 1 \le 3 + 1

    -1 \le \text{括号整体} \le 4
  • 结论: ff 这个函数的管辖范围是 [1,4][-1, 4]。这是一把万能钥匙,后面都要用它。

第二步:解新函数的 xx

  • 现在要求 f(2x)f(2x)
  • 新括号里的 (2x)(2x) 必须也在管辖范围 [1,4][-1, 4] 里面。

    12x4-1 \le 2x \le 4

  • 除以 2:

    12x2-\frac{1}{2} \le x \le 2

答案: [12,2][-\frac{1}{2}, 2]


# 📝 总结表(建议截图)

题目类型 已知条件 求解思路 核心动作
正向 已知 f(x)f(x) 的范围 [A,B][A, B] f(g(x))f(g(x)) 列不等式: Ag(x)BA \le g(x) \le B
逆向 已知 f(g(x))f(g(x)) 的定义域 [m,n][m, n] f(x)f(x) 算值域:xx 的范围算出 g(x)g(x) 的范围
换元 已知 f(g(x))f(g(x)) f(h(x))f(h(x)) 两步走: 先算 g(x)g(x) 范围,再令 Ah(x)BA \le h(x) \le B

最容易错的地方: 千万别看到“f(x+1)f(x+1) 的定义域是 [1,2][1,2]”,就以为 1x+121 \le x+1 \le 2记住:定义域永远指的是单独那个 xx 的范围!