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 f,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:
- 定义域: 指的是 x 的取值范围。(题目问“定义域”就是求 x 在哪)。
- 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 x 还是 2x+1),f 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),求 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) 的定义域是 [1,5],求函数 f(2x−1) 的定义域。
解题步骤:
找“管辖范围”:
原函数是 f(x),定义域是 [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。
套用新函数:
现在函数变成了 f(2x−1)。根据铁律,括号里的 2x−1 也必须遵守这个规矩。
1≤2x−1≤5
解不等式求 x:
1+1≤2x≤5+1
2≤2x≤6
1≤x≤3
答案: f(2x−1) 的定义域是 [1,3]。
类型二:已知 f(g(x)),求 f(x)
口诀: 算出旧括号的范围,那就是 f(x) 的范围。
例题 2:
已知函数 f(x+2) 的定义域是 [−1,2],求 f(x) 的定义域。
⚠️ 高能预警: 这里的 [−1,2] 是 x 的范围,不是括号的范围!
解题步骤:
分析已知条件:
题目说 f(x+2) 的定义域是 [−1,2]。
意思就是:x 的取值范围是 −1≤x≤2。
算出“管辖范围”:
既然 x 在 −1 到 2 之间,那么括号里的整体 (x+2) 在什么范围呢?
(−1)+2≤x+2≤2+2
1≤x+2≤4
这说明:函数 f 的管辖范围就是 [1,4]。
还原 f(x):
题目问 f(x) 的定义域。对于 f(x) 来说,括号里就是 x。
所以 x 必须在管辖范围 [1,4] 内。
答案: f(x) 的定义域是 [1,4]。
类型三:已知 f(g(x)),求 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) 的定义域是 [−2,3],求 f(2x) 的定义域。
解题步骤:
第一步:通过已知条件找“管辖范围”
第二步:解新函数的 x
答案: [−21,2]
📝 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) 的范围 [A,B] | 求 f(g(x)) | 列不等式: A≤g(x)≤B |
| 逆向 | 已知 f(g(x)) 的定义域 [m,n] | 求 f(x) | 算值域: 用 x 的范围算出 g(x) 的范围 |
| 换元 | 已知 f(g(x)) | 求 f(h(x)) | 两步走: 先算 g(x) 范围,再令 A≤h(x)≤B |
最容易错的地方:
千万别看到“f(x+1) 的定义域是 [1,2]”,就以为 1≤x+1≤2。
记住:定义域永远指的是单独那个 x 的范围!