2.1 函数的概念
问题提出
1.在初中我们学习了哪几种基本函数?其函数解析式分别是什么?
2.初中对函数概念是怎样定义的?
3.我们如何从集合的观点认识函数?
知识探究(一)
一枚炮弹发射后,经过26s落到地面击中目标.炮弹的射高为845m,且炮弹距离地面的高度h(单位:m)随时间t(单位:s)变化的规律是:h=130t-5t2.
思考1:这里的变量t的变化范围是什么?变量h的变化范围是什么?试用集合表示?
A={t|0≤t≤26},B={h|0≤h≤845}
思考2:高度变量h与时间变量t之间的对应关系
是否为函数?若是,其自变量是什么?
思考3:炮弹在空中的运行轨迹是什么?射高845m是怎样得到的?
知识探究(二)
近几十年来,大气层中的臭氧迅速减少,因而出现了臭氧层空洞问题. 下图中的曲线显示了南极上空臭氧层空洞的面积从1979~2001年的变化情况.
思考1:根据曲线
分析
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,时间t的变化范围是什么?臭氧层空洞面积S的变化范围是什么?试用集合表示?
A={t|1979≤t≤2001};B={s|0≤s≤26}
思考2:时间变量t与臭氧层空洞面积S之间的对应关系是否为函数?若是,其自变量是什么?
思考3:这里表示函数关系的方式与上例有什么不同?
知识探究(三)
思考1:用t表示时间,r表示恩格尔系数,那么t和r的变化范围分别是什么?
思考2:时间变量t与恩格尔系数r之间的对应关系是否为函数?
国际上常用恩格尔系数反映一个国家人民生活质量的高低,恩格尔系数越低,生活质量越高.下表是“八五”
计划
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以来我国城镇居民恩格尔系数变化情况.
时间
(年) 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
恩格尔
系数
(%) 53.8 52.9 50.1 49.9 49.9 48.6 46.4 44.5 41.9 39.2 37.9
思考2:上述三个实例中变量之间的关系都是函数,那么从集合与对应的观点分析,函数定义:
设A,B是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)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,与x值相对应的y值叫做函数值.
思考3:在一个函数中,自变量x和函数值y的变化范围都是集合,这两个集合分别叫什么名称?
自变量的取值范围A叫做函数的定义域;
函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.
思考4:在从集合A到集合B的一个函数f:A→B中,集合A是函数的定义域,集合B是函数的值域吗?
值域是集合B的子集.
思考5:一个函数由哪几个部分组成?如果给定函数的定义域和对应关系,那么函数的值域确定吗?两个函数相等的条件是什么?
定义域、对应关系、值域;
定义域相同,对应关系完全一致.
函数的值域由函数的定义域和对应关系所确定;
(1)对应法则f(x)是一个函数符号,表示为“y是x的函数”,绝对不能理解为“y等于f与x的乘积”,在不同的函数中,f的具体含义不一样;
在研究函数时,除用符号f(x)表示外,还常用g(x)、F(x)、G(x)等符号来表示;
自变量x在其定义域内任取一个确定的值a时,对应的函数值用符号f(a)来表示。
如函数f(x)=x2+3x+1,当x=2时的函数值f(2)=22+3×2+1=11。
注意:f(a)是常量,f(x)是变量,
f(a)是函数f(x)中当自变量x=a时的函数值。
定义域、值域、对应法则,称为函数的三个要素,缺一不可;
(3)值域是全体函数值所组成的集合,在大多数情况下,一旦定义域和对应法则确定,函数的值域也随之确定。
(2)定义域是自变量x的取值范围;
注意:研究函数首先就要考虑函数的定义域!定义域必须要写成集合(区间)的形式。
若未加以特别
说明
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,函数的定义域就是指使这个式子有意义的所有实数x的集合;在实际中,还必须考虑x所代表的具体量的允许值范围;
如:一个矩形的宽为xm,长是宽的2倍,其面积为 ,此函数的定义域为x>0,而不是R。
例2、下列图像中不能作为函数y=f(x)图像的是( )
例3、下列说法中,不正确的是……( ).
A.函数值域中的每一个数都有定义域中的一个数与之对应.
B.函数的定义域和值域一定是无限集合.
C.定义域和对应关系确定后,函数值域也就随之确定.
D.若函数的定义域只有一个元素,则值域也只有一个元素.
例4.求下列函数的定义域。
(1)
(2)
(3)
注:由以上分析可知:函数的定义域由
数学
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式子本身的意义和问题的实际意义决定。定义域必须写成集合的形式。
例5、判断下列函数f(x)与g(x)是否表示同一个函数,
说明理由?
(1)f ( x ) = (x -1) 0;g ( x ) = 1
(2)f ( x ) = x; g ( x ) =
例6:已知函数
(1)求函数的定义域;
(2)求 的值;
(3)当a>0时,求f(a), f(a-1)的值。
(3)
(设a, b为实数,且a
4,记作:__________;
3. 5≤x≤7,记作: ;
4. 2≤x<5,记作: ;
5. 1<x≤3,记作: _____;
6. x≤-10,记作:_______;
7.x≥3,记作:_______;
8.x<-6,记作:_______ ;
10. {x|-2≤x<6}∪{x|36}∩{x|-5
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