高等數學(3) 映射與函數
一、映射
設X,Y是兩個非空集合,如果存在一個法則f
·使得對x中每個元素x 按法則f
·在Y中有唯一確定的元素y與之對應,
·則稱f為從X到Y的映射 記作f:X->Y
·元素y稱為元素x的像,元素x稱為元素y的一個原像
舉例:照鏡子 鏡子中也有一個你 (像和原像
·定義域:集合X稱為映射f的定義域 記作Df 即Df=X
·值域:X中所有元素的像組成的集合稱為映射f的值域
記作Rf或f(X) 即:
Rf = f(X) = {f(x)|x∈X}
映射三要素
·集合X 即定義域Df=X
·集合Y 即值域的範圍 Rf?Y (Y不是值域,Y包含Rf)
·對應法則f 使對每個x∈X 有唯一確定的y=f(x)與之對應
註意
·對每個x∈X 元素x的像y是唯一的
·對每個y∈Rf 元素y的原像不一定是唯一的
·映射f的值域Rf是Y的一個字集 即Rf?Y 不一定Rf=Y
·滿射 Rf=Y
·單射 任意x1 x2 ∈X x1≠x2 有f(x1)≠f(x2)
·一一映射:滿射+單射
·函數的概念
函數的定義(function)
·設數集D?R(實數集) 則稱映射f:D->R為定義在D上的函數 通常簡記為y=f(x) x∈D
·其中x稱為自變量,y稱為因變量 D稱為定義域 記作Df 即Df=D
·函數值:對每個x∈D 按對應法則f 總有唯一確定的值y與之對應 這個值稱為函數f在x處的函數值 記作f(x)
·函數關系:因變量y與自變量x之間的這種依賴關系稱為函數關系
·值域:函數值f(x)全體構成的集合稱為函數f的值域 記作Rf或f(D)
函數的兩要素
·定義域與對應法則
函數的定義域
·有實際意義背景的函數 根據實際背景中變量的實際意義確定
例:自由落體運動 s= 1/gt^2 t∈[0,T]
·抽象的用算式表達的函數 其定義域是自變量所能取的使算式有意義的一切實數值
y= D:[-1,1]
y= (分母不能為0 根號內也要大於0 所以使(-1,1)
函數的圖形表示方法
·坐標平面上的點集{P(x,y)|y=f(x),x∈D},稱為函數y=f(x) x∈D的圖形
特殊函數舉例:
·符號函數
·y=sgnx = {1(當x>0 0(當x=0 -1(當x<0
(想象一下它的圖形)
·取整函數
y=[x],[x]表示不超過x的最大整數
·取最值函數
y=max{f(x),g(x)}
·分段函數
·在自變量的不同變化範圍中,對應法則用不同的式子來表示的函數,稱為分段函數
三、函數的特性
函數的有界性
·若X?D 存在M>0 對任意x∈X 有|f(x)|<=M成立 則成f(x)在X上有界,否則稱無界
函數的單調增加性
·設函數f(x)的定義域為D 區間I?D
·如果對於區間I上任意兩點x1及x2
·當x1<x2 恒有f(x1)<f(x2)
則稱f(x)在區間I上是單調增加的
函數的單調減少性
…
函數的奇偶性
·設D關於原點對稱
·對於任意x∈D 有f(-x)=f(x)
則稱函數f(x)為偶函數
·設D關於原點對稱,
·對於任意x∈D 有f(-x)=-f(x)
則稱函數f(x)為奇函數
函數的周期性
·設函數f(x)的定義域為D 如果存在一個不為零的數l 使得對於任一x∈D (x+-l)∈D 且f(x+l)=f(x)恒成立,則稱f(x)為周期函數,l稱為f(x)的函數
四、初等函數
·冪函數 y=x^u
·指數函數 y=a^x
·對數函數 y = logax (a>0且a≠1)
1) 當a=e時 記為y=lnx
·三角函數
·正弦函數 y = sinx
·余弦函數 y = cosx
·正切函數 y = tanx
·余切函數 y = cotx
高等數學(3) 映射與函數