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第三章 函数的概念与性质
3.1.1 函数的概念
情境1 某“复兴号”高速列车加速到350km/h后保持匀速运行半小时.这段时间内列车行进的路程S(单位:km),与运行时间t(单位:h)的关系可以表示S=350t.
情境2 图中是北京市2016年11月23日的空气质量指数(AQI)变化图.
情境3 国际上常用恩格尔系数r(r=食物支出金额/总支出金额)反映一个地区人民生活质量的高低,恩格尔系数越低,生活质量越高,表中是我国某省城镇居民恩格尔系数变化情况,从中可以看出,该省城镇居民的生活质量越来越高.
问题1 :
(1)上述三个情景涉及那些变量?每个变量的范围如何用集合表示?
(2)与第一个变量对应的另一个变量的值一定存在吗?若存在,唯一吗?
问题2 :
上述三个情景中的两个变量之间的关系有什么共同特点?
归纳 上述问题1至问题3中的函数有哪些共同特征?由此你能概括出函数的本质特征吗?
问题情境 自变量的集合 对应关系 函数值所在的集合 函数值的集合
问题1 A1={t|0≤t≤0.5} S=350t B1={S|0≤S≤175} B1
问题2 A2={t|0≤t≤24} 图1 B2={I|0问题3 A3={2006,2007,2008,2009,2010,2011,2012,2013,2014,2015} 表1 B3={r|0共同特征:(1)都包含两个非空数集用A,B来表示;(2)都有一个对应关系;(3)尽管对应关系的表示方法不同,但他们都有如下的特征:对于数集A中的任意,一个数x,按照对应关系在数集B中都有唯一确定的y值和它对应.
函数的概念:一般地,设A,B是非空的实数集,如果对于集合A中的任意一个实数x,按照某种确定的对应关系f,在集合B中都有唯一确定的数y和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数.
记作:y=f(x),x∈A.
其中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域. 显然,值域是集合B的子集.
可见,构成函数的要素为:定义域,对应关系和值域.因为值域是由定义域和对应关系决定的,所以如果两个函数的定义域相同,且对应关系完全一致,即相同的自变量对应的函数值相同,那么这两个函数是同一个函数.
对函数概念的五点说明
(1)对数集的要求:集合A,B为非空数集;
(2)任意性和唯一性:集合A中的数具有任意性,集合B中的数具有唯一性;
(允许一对一或者多对一,不能一对多)
(3)符号“f ”:它表示对应关系,在不同的函数中f 的具体含义不一样;
(4)一个区别:f (x)是一个符号,不表示f 与x的乘积,
而f (a)表示函数f (x)当自变量x取a时的一个函数值;
(5)函数三要素:定义域、对应关系、值域是函数的三要素,三者缺一不可.
【练习】集合A,B与对应关系f,如图所示,
f:A→B是否为从集合A到集合B的函数?
如果是,那么定义值域与值域各是什么?
【解析】由图知A中的任意一个数,B中都有唯一确定数,与之对应,
所以f:A→B是从A到B的函数,
定义域A={1,2,3,4,5},
值域C={2,3,4,5}.
值域是集合B吗?
③和④都可以称作半开半闭区间
在研究函数的时候经常会遇到区间的概念.
设a,b是两个实数且a区间的概念
各个区间的含义及表示方法如下表所示:
区间的概念
区间的概念
【练习】试用区间表示下列集合:
(1) {x|5≤ x <6}
(2) {x|x≥9}
(3) {x|x≤ -1}∩{x| -5≤x<2}
(4) {x|x<9}∪{x|-9(1)求函数的定义域;
(1)求函数的定义域;
(1)求函数的定义域;
求函数定义域的依据
1.分式中分母不为零;
2.偶次根式内的式子不小于零;
3.0的0次方无意义.
注:若某函数是由多个函数通过加、减、乘运算构成的新函数,则该函数
的定义域为构成该函数的多个函数的定义域的交集.
【练习】求下列函数的定义域(用区间表示)
由函数的定义可知,构成函数的要素为:定义域,对应关系和值域.因为值域是由定义域和对应关系决定的,所以如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,那么这两个函数是同一个函数.
如果两个函数仅仅是对应关系相同,但定义域不同,那么它们肯定不是同一个函数.
如S=350t,t∈{t|0≤t≤0.5}与W=350d,d∈{1,2,3,4,5,6}的对应关系都为y=350x,但它们的定义域不同,所以它们不是同一个函数,同时,因为它们的定义域都不为R,所以它们与正比例函数y=350x,(x∈R)也不是同一个函数.
由函数的定义可知,构成函数的要素为:定义域,对应关系和值域.因为值域是由定义域和对应关系决定的,所以如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,那么这两个函数是同一个函数.
【例2】下列函数中哪个与函数y=x是同一个函数?
【例2】下列函数中哪个与函数y=x是同一个函数?
函数的概念
函数的概念:一般地,设A,B是非空的实数集,如果对于集合A中的任意一个实数x,按照某种确定的对应关系f,在集合B中都有唯一确定的数y和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数,记作y=f(x),x∈A.
其中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域. 显然,值域是集合B的子集.
函数的概念
对函数概念的五点说明
(1)对数集的要求:集合A,B为非空数集;
(2)任意性和唯一性:集合A中的数具有任意性,集合B中的数具有唯一性;
(允许一对一或者多对一,不能一对多)
(3)符号“f ”:它表示对应关系,在不同的函数中f 的具体含义不一样;
(4)一个区别:f (x)是一个符号,不表示f 与x的乘积,
而f (a)表示函数f (x)当自变量x取a时的一个函数值;
(5)函数三要素:定义域、对应关系、值域是函数的三要素,三者缺一不可.
1.构成函数的三要素:
定义域,对应关系和值域.
如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,那么这两个函数是同一个函数.
2.求函数定义域的依据
1)分式中分母不为零;
2)偶次根式内的式子不小于零;
3)0的0次方无意义;
若某函数是由多个函数通过加、减、乘运算构成的新函数,则该函数的定义域为构成该函数的多个函数的定义域的交集.