目录 函数 hán shù
在某一变化过程中,两个变量x、y,对于某一范围内的x的每一个值,y都有确定的值和它对应,y就是x的函数 。这种关系一般用y=f(x)来表示。 彼此相关的两个量之一,他们的关系是一个量的诸值与另外一个量的诸值相对应 称因变数。数学名词。在互相关联的两个数中,如甲数变化,乙数亦随甲数的变化而变化,则乙数称为甲数的函数 。如某种布每尺价格一定,则买的尺数越多,应付金额也越多。应付的金额即尺数的函数 。 在数学领域,函数 是一种关系,这种关系使一个集合里的每一个元素对应到另一个(可能相同的)集合里的唯一元素。
----a variable so related to another that for each value assumed by one there is a value determined for the other.
自变量,函数 一个与他量有关联的变量,这一量中的任何一值都能在他量中找到对应的固定值。
----a rule of correspondence between two sets such that there is a unique element in the second set assigned to each element in the first set.
函数 两组元素一一对应的规则,第一组中的每个元素在第二组中只有唯一的对应量。
函数 的概念对于数学和数量学的每一个分支来说都是最基础的。
functions
数学中的一种对应关系,是从某集合a到实数集b的对应。简单地说,甲随着乙变,甲就是乙的函数 。精确地说,设x是一个不空集合,y是某个实数集合 ,f是个规则 , 若对x中的每个x,按规则f,有y中的一个y与之对应 , 就称f是x上的一个函数 ,记作y=f(x),称x为函数 f(x)的定义域,y为其值域,x叫做自变量,y为x的函数 。
例1:y=sinx x=[0,2π],y=[-1,1] ,它给出了一个函数 关系。当然 ,把y改为y1=(a,b) ,a<b为任意实数,仍然是一个函数 关系。
其深度y与一岸边点 o到测量点的距离 x 之间的对应关系呈曲线,这代表一个函数 ,定义域为[0,b]。以上3例展示了函数 的三种表示法:公式法 , 表格法和图像法。 有3个变量,y是u的函数 ,y=ψ(u),u是x的函数 ,u=f(x),往往能形成链:y通过中间变量u构成了x的函数 :
x→u→y,这要看定义域:设ψ的定义域为u 。 f的值域为u,当u*íu时,称f与ψ 构成一个复合函数 , 例如 y=lgsinx,x∈(0,π)。此时sinx>0 ,lgsinx有意义 。但如若规定x∈(-π,0),此时sinx<0 ,lgsinx无意义 ,就成不了复合函数 。 就关系而言,一般是双向的 ,函数 也如此 ,设y=f(x)为已知的函数 ,若对每个y∈y,有唯一的x∈x,使f(x)=y,这是一个由y找x的过程 ,即x成了y的函数 ,记为x=f -1(y)。称f -1为f的反函数 。习惯上用x表示自变量 ,故这个函数 仍记为y=f -1(x) ,例如 y=sinx与y=arcsinx 互为反函数 。在同一坐标系中,y=f(x)与y=f -1(x)的图形关于直线y=x对称。 若能由函数 方程 f(x,y)=0 确定y为x的函数 y=f(x),即f(x,f(x))≡0,就称y是x的隐函数 。 设点(x1,x2,…,xn) ∈gírn,uír1 ,若对每一点(x1,x2,…,xn)∈g,由某规则f有唯一的 u∈u与之对应:f:g→u,u=f(x1,x2,…,xn),则称f为一个n元函数 ,g为定义域,u为值域。
基本初等函数 及其图像 幂函数 、指数函数 、对数函数 、三角函数 、反三角函数 称为基本初等函数 。
①幂函数 :y=xμ(μ≠0,μ为任意实数)定义域:μ为正整数时为(-∞,+∞),μ为负整数时是(-∞,0)∪(0,+∞);μ=(α为整数),当α是奇数时为( -∞,+∞),当α是偶数时为(0,+∞);μ=p/q,p,q互素,作为的复合函数 进行讨论。略图如图2、图3。
②指数函数 :y=ax(a>0 ,a≠1),定义成为( -∞,+∞),值域为(0 ,+∞),a>0 时是严格单调增加的函数 ( 即当x2>x1时,) ,0<a<1 时是严格单减函数 。对任何a,图像均过点(0,1),注意y=ax和y=()x的图形关于y轴对称。如图4。
③对数函数 :y=logax(a>0), 称a为底 , 定义域为(0,+∞),值域为(-∞,+∞) 。a>1 时是严格单调增加的,0<a<1时是严格单减的。不论a为何值,对数函数 的图形均过点(1,0),对数函数 与指数函数 互为反函数 。如图5。
以10为底的对数称为常用对数 ,简记为lgx 。在科学技术中普遍使用的是以e为底的对数,即自然对数,记作lnx。
④三角函数 :见表2。
正弦函数 、余弦函数 如图6,图7所示。
⑤反三角函数 :见表3。双曲正、余弦如图8。
⑥双曲函数 :双曲正弦(ex-e-x),双曲余弦(ex+e-x),双曲正切(ex-e-x)/(ex+e-x) ,双曲余切( ex+e-x)/(ex-e-x)。
补充
在数学领域,函数 是一种关系,这种关系使一个集合里的每一个元素对应到另一个(可能相同的)集合里的唯一元素(这只是一元函数 f(x)=y的情况,请按英文原文把普遍定义给出,谢谢)。函数 的概念对于数学和数量学的每一个分支来说都是最基础的。
术语函数 ,映射,对应,变换通常都是同一个意思。 i.定义与定义表达式
一般地,自变量x和因变量y之间存在如下关系:
y=ax²+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)
则称y为x的二次函数 。
二次函数 表达式的右边通常为二次三项式。
ii.二次函数 的三种表达式
一般式:y=ax²+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)
顶点式:y=a(x-h)²+k [抛物线的顶点p(h,k)]
交点式:y=a(x-x1)(x-x2) [仅限于与x轴有交点a(x1,0)和 b(x2,0)的抛物线]
注:在3种形式的互相转化中,有如下关系:
h=-b/2a k=(4ac-b²)/4a x1,x2=(-b±√b²-4ac)/2a
iii.二次函数 的图象
在平面直角坐标系中作出二次函数 y=x²的图象,
可以看出,二次函数 的图象是一条抛物线。
iv.抛物线的性质
1.抛物线是轴对称图形。对称轴为直线
x = -b/2a。
对称轴与抛物线唯一的交点为抛物线的顶点p。
特别地,当b=0时,抛物线的对称轴是y轴(即直线x=0)
2.抛物线有一个顶点p,坐标为
p [ -b/2a ,(4ac-b²)/4a ]。
当-b/2a=0时,p在y轴上;当Δ= b²-4ac=0时,p在x轴上。
3.二次项系数a决定抛物线的开口方向和大小。
当a>0时,抛物线向上开口;当a<0时,抛物线向下开口。
|a|越大,则抛物线的开口越小。
4.一次项系数b和二次项系数a共同决定对称轴的位置。
当a与b同号时(即ab>0),对称轴在y轴左;
当a与b异号时(即ab<0),对称轴在y轴右。
5.常数项c决定抛物线与y轴交点。
抛物线与y轴交于(0,c)
6.抛物线与x轴交点个数
Δ= b²-4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点。
Δ= b²-4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点。
Δ= b²-4ac<0时,抛物线与x轴没有交点。
v.二次函数 与一元二次方程
特别地,二次函数 (以下称函数 )y=ax²+bx+c,
当y=0时,二次函数 为关于x的一元二次方程(以下称方程),
即ax²+bx+c=0
此时,函数 图象与x轴有无交点即方程有无实数根。
函数 与x轴交点的横坐标即为方程的根。 i、定义与定义式:
自变量x和因变量y有如下关系:
y=kx+b(k,b为常数,k≠0)
则称y是x的一次函数 。
特别地,当b=0时,y是x的正比例函数 。
ii、一次函数 的性质:
y的变化值与对应的x的变化值成正比例,比值为k
即 △y/△x=k
iii、一次函数 的图象及性质:
1. 作法与图形:通过如下3个步骤(1)列表;(2)描点;(3)连线,可以作出一次函数 的图象——一条直线。因此,作一次函数 的图象只需知道2点,并连成直线即可。
2. 性质:在一次函数 上的任意一点p(x,y),都满足等式:y=kx+b。
3. k,b与函数 图象所在象限。
当k>0时,直线必通过一、三象限,y随x的增大而增大;
当k<0时,直线必通过二、四象限,y随x的增大而减小。
当b>0时,直线必通过一、二象限;当b<0时,直线必通过三、四象限。
特别地,当b=o时,直线通过原点o(0,0)表示的是正比例函数 的图象。
这时,当k>0时,直线只通过一、三象限;当k<0时,直线只通过二、四象限。
iv、确定一次函数 的表达式:
已知点a(x1,y1);b(x2,y2),请确定过点a、b的一次函数 的表达式。
(1)设一次函数 的表达式(也叫解析式)为y=kx+b。
(2)因为在一次函数 上的任意一点p(x,y),都满足等式y=kx+b。所以可以列出2个方程:
y1=kx1+b① 和 y2=kx2+b②。
(3)解这个二元一次方程,得到k,b的值。
(4)最后得到一次函数 的表达式。
v、一次函数 在生活中的应用
1.当时间t一定,距离s是速度v的一次函数 。s=vt。
2.当水池抽水速度f一定,水池中水量g是抽水时间t的一次函数 。设水池中原有水量s。g=s-ft。
反比例函数
形如 y=k/x(k为常数且k≠0) 的函数 ,叫做反比例函数 。
自变量x的取值范围是不等于0的一切实数。
反比例函数 的图像为双曲线。
如图,上面给出了k分别为正和负(2和-2)时的函数 图像。 三角函数 是数学中属于初等函数 中的超越函数 的一类函数 。它们的本质是任意角的集合与一个比值的集合的变量之间的映射。通常的三角函数 是在平面直角坐标系中定义的,其定义域为整个实数域。另一种定义是在直角三角形中,但并不完全。现代数学把它们描述成无穷数列的极限和微分方程的解,将其定义扩展到复数系。
由于三角函数 的周期性,它并不具有单值函数 意义上的反函数 。
三角函数 在复数中有较为重要的应用。在物理学中,三角函数 也是常用的工具。
它有六种基本函数 :
函数 名 正弦 余弦 正切 余切 正割 余割
符号 sin cos tan cot sec csc
正弦函数 sin(a)=a/h
余弦函数 cos(a)=b/h
正切函数 tan(a)=a/b
余切函数 cot(a)=b/a
在某一变化过程中,两个变量x、y,对于某一范围内的x的每一个值,y都有确定的值和它对应,y就是x的函数 。这种关系一般用y=f(x)来表示。 1.早期函数 概念——几何观念下的函数
十七世纪伽俐略(g.galileo,意,1564-1642)在《两门新科学》一书中,几乎全部包含函数 或称为变量关系的这一概念,用文字和比例的语言表达函数 的关系。1673年前后笛卡尔(descartes,法,1596-1650)在他的解析几何中,已注意到一个变量对另一个变量的依赖关系,但因当时尚未意识到要提炼函数 概念,因此直到17世纪后期牛顿、莱布尼兹建立微积分时还没有人明确函数 的一般意义,大部分函数 是被当作曲线来研究的。
1673年,莱布尼兹首次使用“function” (函数 )表示“幂”,后来他用该词表示曲线上点的横坐标、纵坐标、切线长等曲线上点的有关几何量。与此同时,牛顿在微积分的讨论中,使用 “流量”来表示变量间的关系。
2.十八世纪函数 概念──代数观念下的函数
1718年约翰•贝努利(bernoulli johann,瑞,1667-1748)在莱布尼兹函数 概念的基础上对函数 概念进行了定义:“由任一变量和常数的任一形式所构成的量。”他的意思是凡变量x和常量构成的式子都叫做x的函数 ,并强调函数 要用公式来表示。
1755,欧拉(l.euler,瑞士,1707-1783) 把函数 定义为“如果某些变量,以某一种方式依赖于另一些变量,即当后面这些变量变化时,前面这些变量也随着变化,我们把前面的变量称为后面变量的函数 。”
18世纪中叶欧拉(l.euler,瑞,1707-1783)给出了定义:“一个变量的函数 是由这个变量和一些数即常数以任何方式组成的解析表达式。”他把约翰•贝努利给出的函数 定义称为解析函数 ,并进一步把它区分为代数函数 和超越函数 ,还考虑了“随意函数 ”。不难看出,欧拉给出的函数 定义比约翰•贝努利的定义更普遍、更具有广泛意义。
3.十九世纪函数 概念──对应关系下的函数
1821年,柯西(cauchy,法,1789-1857) 从定义变量起给出了定义:“在某些变数间存在着一定的关系,当一经给定其中某一变数的值,其他变数的值可随着而确定时,则将最初的变数叫自变量,其他各变数叫做函数 。”同时指出对函数 来说不一定要有解析表达式。不过他仍然认为函数 关系可以用多个解析式来表示,这是一个很大的局限。
1837年狄利克雷(dirichlet,德,1805-1859) 突破了这一局限,认为怎样去建立x与y之间的关系无关紧要,他拓广了函数 概念,指出:“对于在某区间上的每一个确定的x值,y都有一个或多个确定的值,那么y叫做x的函数 。”这个定义避免了函数 定义中对依赖关系的描述,以清晰的方式被所有数学家接受。这就是人们常说的经典函数 定义。
等到康托(cantor,德,1845-1918)创立的集合论在数学中占有重要地位之后,维布伦(veblen,美,1880-1960)用“集合”和“对应”的概念给出了近代函数 定义,通过集合概念把函数 的对应关系、定义域及值域进一步具体化了,且打破了“变量是数”的极限,变量可以是数,也可以是其它对象。
4.现代函数 概念──集合论下的函数
1914年豪斯道夫(f.hausdorff)在《集合论纲要》中用不明确的概念“序偶”来定义函数 ,其避开了意义不明确的“变量”、“对应”概念。库拉托夫斯基(kuratowski)于1921年用集合概念来定义“序偶”使豪斯道夫的定义很严谨了。
1930 年新的现代函数 定义为“若对集合m的任意元素x,总有集合N确定的元素y与之对应,则称在集合m上定义一个函数 ,记为y=f(x)。元素x称为自变元,元素y称为因变元。”
术语函数 ,映射,对应,变换通常都有同一个意思。
但函数 只表示数与数之间的对应关系,映射还可表示点与点之间,图形之间等的对应关系。可以说函数 包含于映射。
正比例函数 :
正比例函数 y=kx(k是常数,k≠0)的图象是一条经过原点的直线.当x>0时,图象经过三、一象限,从左向右上升,即随x的增大y也增大;当k<0时,图象经过二、四象限,从左向右下降,即随x增大y反而减小.
正是由于正比例函数 y=kx(k是常数,k≠0)的图象是一条直线,我们可以称它为直线y=kx.
(另:中文“函数 ”名称的由来
在中国清代数学家李善兰(1811—1882)翻译的《代数学》一书中首次用中文把“function”翻译为“函数 ”,此译名沿用至今。对为什么这样翻译这个概念,书中解释说“凡此变数中函彼变数者,则此为彼之函数 ”;这里的“函”是包含的意思。)
深入研究一次函数
徐若翰
在学习一次函数 时,根据中学要求,我们还要深入研究它的实际应用,以及如何改变图象的位置。
一、实际问题中的分段函数
[例1](2005年武汉市)小明早晨从家骑车到学校,先上坡后下坡,行程情况如图。若返回时上、下一个坡的速度不变,那么小明从学校骑车回家用的时间是多少?
分析:上、下坡的速度不同,问题要分两段来研究。
根据函数 图象提供的信息,可知小明从家去学校时,上坡路程为3600米,下坡路程为9600-3600=6000(米)。
∴上坡速度为3600÷18=200(米/分钟)
下坡速度为6000÷(30-18)=500(米/分钟)
小明回家时,上坡路程6000米,下坡路程3600米,所用时间为6000÷200+3600÷500=37.2(分钟)。
二、在物理学科中的应用
[例2](2004年黄冈市)某班同学在探究弹簧的长度与外力的变化关系时,实验记录得到的相应数据如下表:
求y关于x的函数 解析式及自变量的取值范围。
分析:根据物理学知识可知,弹簧在外力(所挂砝码的重力)作用下发生形变(伸长),外力与指针位置的关系可以用一次函数 表示;但是,每个弹簧所受的外力都有一定的限度,因此我们必须求出自变量的取值范围。
由已知数据求出:在弹簧受力伸长过程中,
令y=7.5,得x=275
∴所求函数 为
注 两段之间的分界点是x=275,不是x=300。
三、直线平移的应用
[例3](2005年黑龙江省)在直角坐标系中,已知点a(-9,0)、p(0,-3)、c(0,-12)。问:在x轴上是否存在点q,使以点a、c、p、q为顶点的四边形是梯形?若存在,求直线pq的解析式;若不存在,请说明理由。
分析:在所研究的梯形中哪两边平行?有两种可能:如果,就是把直线ca平移,经过p点易求直线ca的解析式为
平移后得到直线的解析式为
如果
把直线pa:平移,经过c点
得到直线:
直线交x轴于点(-36,0)
直线的解析式为
如何理解函数 概念
曹阳
函数 是数学中的一个极其重要的基本概念,在中学数学中,函数 及其有关的内容很丰富,所占份量重,掌握好函数 的概念对今后的学习非常有用。回顾函数 概念的发展史,“函数 ”作为数学术语是莱布尼兹首次采用的,他在1692年的论文中第一次提出函数 这一概念,但其含义与现在对函数 的理解大不相同。现代初中数学课程中,函数 定义采用的是“变量说”。即:
在某变化过程中,有两个变量x,y,如果对于x在某一范围内的每一个确定的值,按照某个对应法则,y都有唯一确定的值和它对应,那么就把y称为x的函数 ,x称为自变量,y称为因变量。
它明确指出,自变量x在某一给定范围可以取任一个值,因变量y按一定的规律也相应每次取唯一确定的值。但是,初中阶段并不要求掌握自变量的取值范围(看一下初中要学的几个函数 可知,这个定义完全够用,而且,对于初中生来说,也容易理解)。
函数 概念的抽象性很强,学生不易理解,要理解函数 概念必须明确两点:第一,明确自变量和因变量的关系,在某变化过程中,有两个变量x,y,如果看成y随x的变化而变化,那么x称为自变量,y称为因变量;如果看成x随y的变化而变化,那么y称为自变量,x称为因变量。第二,函数 定义的核心是“一一对应”,即给定一个自变量x的值就有唯一确定的因变量y的值和它对应,这样的对应可以是“一个自变量对应一个因变量”(简称“一对一”),也可以是“几个自变量对应一个因变量”(简称“多对一”),但不可以是“一个自变量对应多个因变量”(简称“一对多”),下面以图1来阐述这样的对应关系(其中x是自变量,y是因变量):
“一对一” “多对一” “一对多”
是函数 是函数 不是函数
图1
下面举4个例子帮助大家理解函数 的概念:
例1 一根弹簧的长度为10cm,当弹簧受到拉力f(f在一定的范围内)时,弹簧的长度用y表示,测得有关的数据如表1:
表1
拉力f(kg)
1
2
3
4
…
弹簧的长度y(c)
…
弹簧的长度y是拉力f的函数 吗?
分析:从表格中可读出信息,当拉力分别是1kg、2kg、3kg、4kg时,都唯一对应了一个弹簧的长度y,满足函数 的定义,所以弹簧的长度y是拉力f的函数 。一般地,以表格形式给出的函数 ,第一行是自变量的值,第二行是因变量的值。
例2 图2是某地区一年内每个月的最高气温和最低气温图。
图2
图2描述了哪些变量之间的关系?你能将其中某个变量看成另一个变量的函数 吗?
分析:图中给出了三个变量,最高气温、最低气温和月份,从图中可以直观地看出最高气温和最低气温随着月份的变化而变化,而且每月的最高气温和最低气温都是唯一的,所以最高气温(或最低气温)是月份的函数 。我们还可以发现7月和8月的最高气温相同,也就是说两个自变量对应了同一因变量。一般地,以图象形式给出的函数 ,横轴表示自变量,纵轴表示因变量。
例3 下列变量之间的关系是不是函数 关系?说明理由。
(1)圆的面积s与半径r之间的关系;
(2)汽车以70千米/时的速度行驶,它驶过的路程s(千米)和所用时间t(时)之间的关系;
(3)等腰三角形的面积是,它的底边长y(厘米)和底边上的高x(厘米)之间的关系。
分析:(1)圆的面积s与半径r之间的关系式是,当半径确定时,圆的面积s也唯一确定,所以圆的面积s与半径r之间的关系是函数 关系。
(2)路程s(千米)和所用时间t(时)的关系式是,当时间t确定时,路程s也唯一确定,所以路程s(千米)和所用时间t(时)之间的关系是函数 关系。
(3)底边长ycm和底边上的高xcm的关系式是,当底边上的高x确定时,底边长y也唯一确定,所以底边长ycm和底边上的高xcm之间的关系是函数 关系。
一般地,以关系式形式给出的函数 ,等号左边是因变量,等号右边的未知数是自变量。
例4 下列图象中,不能表示函数 关系的是( )
分析:在上面四个图象中,a、c、d都可以表示函数 关系,因为任意给定一个自变量x的值,都有唯一的一个y值与它相对应,但是b图中,任意给定一个自变量x的值,却有两个不同的y值与它对应,所以本题应选b。
[问题2.9]设m是一个小于2006的四位数,已知存在正整数n,使得m-n为质数,且mn是一个完全平方数,求满足条件的所有四位数m。 幂函数 的一般形式为y=x^a。
如果a取非零的有理数是比较容易理解的,不过初学者对于a取无理数,则不太容易理解,在我们的课程里,不要求掌握如何理解指数为无理数的问题,因为这涉及到实数连续统的极为深刻的知识。因此我们只要接受它作为一个已知事实即可。
对于a的取值为非零有理数,有必要分成几种情况来讨论各自的特性:
首先我们知道如果a=p/q,q和p都是整数,则x^(p/q)=q次根号(x的p次方),如果q是奇数,函数 的定义域是r,如果q是偶数,函数 的定义域是[0,+∞)。当指数n是负整数时,设a=-k,则x=1/(x^k),显然x≠0,函数 的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞).因此可以看到x所受到的限制来源于两点,一是有可能作为分母而不能是0,一是有可能在偶数次的根号下而不能为负数,那么我们就可以知道:
排除了为0与负数两种可能,即对于x>0,则a可以是任意实数;
排除了为0这种可能,即对于x<0和x>0的所有实数,q不能是偶数;
排除了为负数这种可能,即对于x为大于且等于0的所有实数,a就不能是负数。
总结起来,就可以得到当a为不同的数值时,幂函数 的定义域的不同情况如下:
如果a为任意实数,则函数 的定义域为大于0的所有实数;
如果a为负数,则x肯定不能为0,不过这时函数 的定义域还必须根据q的奇偶性来确定,即如果同时q为偶数,则x不能小于0,这时函数 的定义域为大于0的所有实数;如果同时q为奇数,则函数 的定义域为不等于0 的所有实数。
在x大于0时,函数 的值域总是大于0的实数。
在x小于0时,则只有同时q为奇数,函数 的值域为非零的实数。
而只有a为正数,0才进入函数 的值域。
由于x大于0是对a的任意取值都有意义的,因此下面给出幂函数 在第一象限的各自情况.
可以看到:
(1)所有的图形都通过(1,1)这点。
(2)当a大于0时,幂函数 为单调递增的,而a小于0时,幂函数 为单调递减函数 。
(3)当a大于1时,幂函数 图形下凹;当a小于1大于0时,幂函数 图形上凸。
(4)当a小于0时,a越小,图形倾斜程度越大。
(5)a大于0,函数 过(0,0);a小于0,函数 不过(0,0)点。
(6)显然幂函数 无界。 设x∈r , 用 [x]或int(x)表示不超过x 的最大整数,并用表示x的非负纯小数,则 y= [x] 称为高斯(guass)函数 ,也叫取整函数 。
任意一个实数都能写成整数与非负纯小数之和,即:x= [x] + (0≤<1) 在数学意义上,一个函数 (function)表示每个输入值对应唯一输出值。函数 f中对应输入值的输出值x的标准符号为f(x)。包含某个函数 所有的输入值的集合被称作这个函数 的定义域,包含所有的输出值的集合被称作值域。
例如,表达式f(x) = x^2表示了一个函数 f,其中每个输入值f都与唯一输出值x相联系。因此,如果一个输入值为3,那么它所对应的输出值为9。一旦一个函数 f被定义,例如,就可以被写为f(4) = 16。
----A variable so related to another that for each value assumed by one there is a value determined for the other.
自变量,函数 一个与他量有关联的变量,这一量中的任何一值都能在他量中找到对应的固定值。
----A rule of correspondence between two sets such that there is a unique element in the second set assigned to each element in the first set.
因变量(函数 ):随着自变量的变化而变化,且自变量取唯一值时,因变量(函数 )有且只有唯一一值与其相对应.
函数 两组元素一一对应的规则,第一组中的每个元素在第二组中只有唯一的对应量。
函数 的概念对于数学和数量学的每一个分支来说都是最基础的。
~‖函数 的定义: 设x和y是两个变量,D是实数集的某个子集,若对于D中的每个值x,变量y按照一定的法则有且仅有一个确定的值y与之对应,称变量y为变量x的函数 ,记作 y=f(x).
数集D称为函数 的定义域,由函数 对应法则或实际问题的要求来确定。相应的函数 值的全体称为函数 的值域,对应法则和定义域是函数 的两个要素。
functions
数学中的一种对应关系,是从非空数集A到实数集B的对应。简单地说,甲随着乙变,甲就是乙的函数 。精确地说,设X是一个非空集合,Y是非空数集 ,f是个对应法则 , 若对X中的每个x,按对应法则f,使Y中存在唯一的一个元素y与之对应 , 就称对应法则f是X上的一个函数 ,记作y=f(x),称X为函数 f(x)的定义域,集合{y|y=f(x),x∈R}为其值域(值域是Y的子集),x叫做自变量,y叫做因变量,习惯上也说y是x的函数 。
若先定义映射的概念,可以简单定义函数 为:定义在非空数集之间的映射称为函数 。
例1:y=sinx X=[0,2π],Y=[-1,1] ,它给出了一个函数 关系。当然 ,把Y改为Y1=(a,b) ,a<b为任意实数,仍然是一个函数 关系。
其深度y与一岸边点 O到测量点的距离 x 之间的对应关系呈曲线,这代表一个函数 ,定义域为[0,b]。以上3示法:公式法 ,表格法和图像法。
一般地,在一个变化过程中并且对于X的每一个确定的值,Y都有唯一的值与其对应,Y是X的函数 。如果当X=A时Y=B,那么B叫做当自变量。
复合函数 <IMG src="http://t10.baidu.7021061,4081051841&fm=0&gp=28.jpg" name=pn0>
有3个变量,y是u的函数 ,y=ψ(u),u是x的函数 ,u=f(x),往往能形成链:y通过中间变量u构成了x的
x→u→y,这要看定义域:设域为U,当U*ÍU时,称f与ψ 构成一个复合函数 , 例如 y=lgsinx,x∈(0,π)。此时sinx>0 ,lgsinx有意义 。但如若规定x∈(-π,0),此时sinx<0 ,lgsinx无意义 ,就成不了复合函数 。 一般地,设函数 y=f(x)(x∈A)的值域是C,根据这个函数 中x,y 的关系,用y把x表示出,得到x= f(y). 若对于y在C中的任何一个值,通过x= f(y),x在A中都有唯一的值和它对应,那么,x= f(y)就表示y是自变量,x是自变量y的函数 ,这样的函数 x= f(y)(y∈C)叫做函数 y=f(x)(x∈A)的反函数 ,记作x=f^-1(y). 反函数 y=f^-1(x)的定义域、值域分别是函数 y=f(x)的值域、定义域.
说明:⑴在函数 x=f^-1(y)中,y是自变量,x是函数 ,但习惯上,我们一般用x表示自变量,用y 表示函数 ,为此我们常常对调函数 x=f^-1(y)中的字母x,y,把它改写成y=f^-1(x),今后凡无特别说明,函数 y=f(x)的反函数 都采用这种经过改写的形式.
⑵反函数 也是函数 ,因为它符合函数 的定义. 从反函数 的定义可知,对于任意一个函数 y=f(x)来说,不一定有反函数 ,若函数 y=f(x)有反函数 y=f^-1(x),那么函数 y=f^-1(x)的反函数 就是y=f(x),这就是说,函数 y=f(x)与y=f^-1(x)互为反函数 .
⑶从映射的定义可知,函数 y=f(x)是定义域A到值域C的映射,而它的反函数 y=f^-1(x)是集合C到集合A的映射,因此,函数 y=f(x)的定义域正好是它的反函数 y=f^-1(x)的值域;函数 y=f(x)的值域正好是它的反函数 y=f^-1(x)的定义域(如下表):
函数 y=f(x) 反函数 y=f^-1(x)
定义域 A C
值 域 C A
⑷上述定义用“逆”映射概念可叙述为:
若确定函数 y=f(x)的映射f是函数 的定义域到值域“上”的“一一映射”,那么由f的“逆”映射f^-1所确定的函数 x=f^-1(x)就叫做函数 y=f(x)的反函数 . 反函数 x=f^-1(x)的定义域、值域分别是函数 y=f(x)的值域、定义域.
开始的两个例子:s=vt记为f(t)=vt,则它的反函数 就可以写为f^-1(t)=t/v,同样y=2x+6记为f(x)=2x+6,则它的反函数 为:f^-1(x)=x/2-3.
有时是反函数 需要进行分类讨论,如:f(x)=X+1/X,需将X进行分类讨论:在X大于0时的情况,X小于0的情况,多是要注意的。一般分数函数 的反函数 的表示为y=ax+b/cx+d(a/c不等于b/d)--y=b-dx/cx+a
反函数 的应用:
直接求函数 的值域困难时,可以通过求其原函数 的定义域来确定原函数 的值域,求反函数 的步骤是这样的
1.先求出原函数 的值域,因为原函数 的值域就是反函数 的定义域
(我们知道函数 的三要素是定义域,值域,对应法则,所以先求反函数 的定义域是球反函数 的第一步)
2.反解x,也就是用y来表示x
3.改写,交换位置,也就是把x改成y,把y改成x
4.写出反函数 及其定义域
就关系而言,一般是双向的 ,函数 也如此 ,设y=f(x)为已知的函数 ,若对每个y∈Y,有唯一的x∈X,使f(x)=y,这是一个由y找x的过程 ,即x成了y的函数 ,记为x=f -1(y)。则f -1为f的反函数 。习惯上用x表示自变量 ,故这个函数 仍记为y=f -1(x) ,例如 y=sinx与y=arcsinx 互为反函数 。在同一坐标系中,y=f(x)与y=f -1(x)的图形关于直线y=x对称。 若能由方程 F(x,y)=0 确定y为x的函数 y=f(x),即F(x,f(x))≡0,就称y是x的隐函数 。
注意:此处为方程F(x,y = 0 并非函数 。
思考:隐函数 是否为函数 ?因为在其变化的过程中并不满足“一对一”和“多对一” 。 一般地,自变量x和因变量y之间存在如下关系:
y=ax^2+bx+c (a≠0)
(a,b,c为常数,a≠0,且a决定函数 的开口方向,a>0时,开口方向向上,a<0时,开口方向向下。IaI还可以决定开口大小,IaI越大开口就越小,IaI越小开口就越大。)
则称y为x的二次函数 。
二次函数 表达式的右边通常为二次三项式。
x是自变量,y是x的函数
二次函数 的三种表达式
一般式:y=ax^2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)
顶点式:y=a(x-h)^2+k [抛物线的顶点P(h,k)] 对于二次函数 y=ax^2+bx+c 其顶点坐标为 (-b/2a,(4ac-b^2)/(4a))
交点式:y=a(x-x₁)(x-x ₂) [仅限于与x轴有交点A(x₁ ,0)和 B(x₂,0)的抛物线]
其中x1,2= (-b±√(b^2-4ac))/(2a)
注:在3种形式的互相转化中,有如下关系:
______
h=-b/(2a) k=(4ac-b^2)/(4a) x₁,x₂=(-b±√b^2-4ac)/2a
二次函数 的图像
在平面直角坐标系中作出二次函数 y=x^2的图像,
二次函数 可以看出,二次函数 的图像是一条抛物线。
二次函数 标准画法步骤
(在平面直角坐标系上)
(1)列表
(2)描点
(3)连线
抛物线的性质
1.抛物线是轴对称图形。对称轴为直线x = -b/2a。
对称轴与抛物线唯一的交点为抛物线的顶点P。
特别地,当b=0时,抛物线的对称轴是y轴(即直线x=0)
2.抛物线有一个顶点P,坐标为P ( -b/2a ,(4ac-b^2)/4a )
当-b/2a=0时,P在y轴上;当Δ= b^2-4ac=0时,P在x轴上。
3.二次项系数a决定抛物线的开口方向和大小。
当a>0时,抛物线向上开口;当a<0时,抛物线向下开口。
|a|越大,则抛物线的开口越小。
4.一次项系数b和二次项系数a共同决定对称轴的位置。
当a与b同号时(即ab>0),对称轴在y轴左;
当a与b异号时(即ab<0),对称轴在y轴右。
5.常数项c决定抛物线与y轴交点。
抛物线与y轴交于(0,c)
6.抛物线与x轴交点个数
Δ= b^2-4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点。
Δ= b^2-4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点。
_______
Δ= b^2-4ac<0时,抛物线与x轴没有交点。X的取值是虚数(x= -b±√b^2-4ac 的值的相反数,乘上虚数i,整个式子除以2a)
当a>0时,函数 在x= -b/2a处取得最小值f(-b/2a)=4ac-b^2/4a;在{x|x<-b/2a}上是减函数 ,在{x|x>-b/2a}上是增函数 ;抛物线的开口向上;函数 的值域是{x|x≥4ac-b^2/4a}相反不变
当b=0时,抛物线的对称轴是y轴,这时,函数 是偶函数 ,解析式变形为y=ax^2+c(a≠0)
二次函数 与一元二次方程
特别地,二次函数 (以下称函数 )y=ax^2+bx+c,
当y=0时,二次函数 为关于x的一元二次方程(以下称方程),
即ax^2+bx+c=0
此时,函数 图像与x轴有无交点即方程有无实数根。
函数 与x轴交点的横坐标即为方程的根。
1.二次函数 y=ax^2,y=a(x-h)^2,y=a(x-h)^2 +k,y=ax^2+bx+c(各式中,a≠0)的图象形状相同,只是位置不同,它们的顶点坐标及对称轴如下表:
解析式
y=ax^2
y=a(x-h)^2
y=a(x-h)^2+k
y=ax^2+bx+c
顶点坐标
(0,0)
(h,0)
(h,k)
(-b/2a,(4ac-b^2)/4a)
对 称 轴
x=0
x=h
x=h
x=-b/2a
当h>0时,y=a(x-h)^2的图象可由抛物线y=ax^2向右平行移动h个单位得到,
当h<0时,则向左平行移动|h|个单位得到.
当h>0,k>0时,将抛物线y=ax^2向右平行移动h个单位,再向上移动k个单位,就可以得到y=a(x-h)^2 +k的图象;
当h>0,k<0时,将抛物线y=ax^2向右平行移动h个单位,再向下移动|k|个单位可得到y=a(x-h)^2+k的图象;
当h<0,k>0时,将抛物线向左平行移动|h|个单位,再向上移动k个单位可得到y=a(x-h)^2+k的图象;
当h<0,k<0时,将抛物线向左平行移动|h|个单位,再向下移动|k|个单位可得到y=a(x-h)^2+k的图象;
因此,研究抛物线 y=ax^2+bx+c(a≠0)的图象,通过配方,将一般式化为y=a(x-h)^2+k的形式,可确定其顶点坐标、对称轴,抛物线的大体位置就很清楚了.这给画图象提供了方便.
2.抛物线y=ax^2+bx+c(a≠0)的图象:当a>0时,开口向上,当a<0时开口向下,对称轴是直线x=-b/2a,顶点坐标是(-b/2a,[4ac-b^2]/4a).
3.抛物线y=ax^2+bx+c(a≠0),若a>0,当x ≤ -b/2a时,y随x的增大而减小;当x ≥ -b/2a时,y随x的增大而增大.若a<0,当x ≤ -b/2a时,y随x的增大而增大;当x ≥ -b/2a时,y随x的增大而减小.
4.抛物线y=ax^2+bx+c的图象与坐标轴的交点:
(1)图象与y轴一定相交,交点坐标为(0,c);
(2)当△=b^2-4ac>0,图象与x轴交于两点A(x₁,0)和B(x₂,0),其中的x1,x2是一元二次方程ax^2+bx+c=0
(a≠0)的两根.这两点间的距离AB=|x₂-x₁| 另外,抛物线上任何一对对称点的距离可以由|2×(-b/2a)-A |(A为其中一点)
当△=0.图象与x轴只有一个交点;
当△<0.图象与x轴没有交点.当a>0时,图象落在x轴的上方,x为任何实数时,都有y>0;当a<0时,图象落在x轴的下方,x为任何实数时,都有y<0.
5.抛物线y=ax^2+bx+c的最值:如果a>0(a<0),则当x= -b/2a时,y最小(大)值=(4ac-b^2)/4a.
顶点的横坐标,是取得最值时的自变量值,顶点的纵坐标,是最值的取值.
6.用待定系数法求二次函数 的解析式
(1)当题给条件为已知图象经过三个已知点或已知x、y的三对对应值时,可设解析式为一般形式:
y=ax^2+bx+c(a≠0).
(2)当题给条件为已知图象的顶点坐标或对称轴时,可设解析式为顶点式:y=a(x-h)^2+k(a≠0).
(3)当题给条件为已知图象与x轴的两个交点坐标时,可设解析式为两根式:y=a(x-x₁)(x-x₂)(a≠0).
7.二次函数 知识很容易与其它知识综合应用,而形成较为复杂的综合题目。因此,以二次函数 知识为主的综合性题目是中考的热点考题,往往以大题形式出现. 三角函数 是数学中属于初等函数 中的超越函数 的一类函数 。它们的本质是任意角的集合与一个比值的集合的变量之间的映射。通常的三角函数 是在平面直角坐标系中定义的,其定义域为整个实数域。另一种定义是在直角三角形中,但并不完全。现代数学把它们描述成无穷数列的极限和微分方程的解,将其定义扩展到复数系。
由于三角函数 的周期性,它并不具有单值函数 意义上的反函数 。
三角函数 在复数中有较为重要的应用。在物理学中,三角函数 也是常用的工具。
它有六种基本函数 :
函数 名: 正弦 余弦 正切 余切 正割 余割
符号 sin cos tan cot sec csc
正弦函数 sin(A)=a/h
余弦函数 cos(A)=b/h
正切函数 tan(A)=a/b
余切函数 cot(A)=b/a
在某一变化过程中,两个变量x、y,对于某一范围内的x的每一个值,y都有确定的值和它对应,y就是x的函数 。这种关系一般用y=f(x)来表示。
一次函数 解析式的求法
求函数 解析式,是初中代数的一个重要内容,下面介绍函数 中最基本的函数 ??一次函数 几种常见的解法。
一、待定系数法
待定系数法是求函数 解析式的基本方法,其一般步骤为,首先设出所求函数 解析式,再根据题设条件列出相应的方程(组),最后将所求待定系数的值代入所设的函数 解析式即可。
例1. 已知一次函数 的图象经过点A(2,-1)和B,点B是另一条直线与y轴的交点,求这个函数 的解析式。
解:设一次函数 的解析式为y=kx+b,则由题意得交点B的坐标为(0,3),
又一次函数 的图象经过点A(2,-1)和点B(0,3),
解得
所求的函数 解析式为。
例2. 已知(其中a,b是常数)成正比例,求证:(1)y是x的一次函数 ;
(2)如果时,时,把y表示成x的函数 式。
分析:(1)欲证y是x的一次函数 ,即把y表示成“”的形式,由与成正比例,故可设,经变形可证。
(2)把两组值代入由(1)得到的函数 表示式中,求得参数的值。
解:(1)设
,故y是x的一次函数 。
(2)把分别代入中,得
所求的解析式为。
二、平移变换法
平移变换法,就是把函数 的图象沿x轴向右()或向左()平移|a|个单位,再沿y轴向上()或向下平移|b|个单位,即可得到函数 的图象。利用这个平移法则可直接写出所求函数 图象的解析式。
例3. 将直线向左平移3个单位,再向上平移一个单位,所得的直线解析式为_______。
解:根据题意及平移变换法则
得,即
三、数形结合法
数形结合法,就是根据问题的需要,既可以把数量关系转化为图形性质去研究也可以把图形性质转化为数量关系来讨论。
例4. 已知两个一次函数 和,试用两种不同的方法比较它们同一个自变量对应的函数 值的大小。
分析:比较两个一次函数 值的大小,可以从图象法,代入法两个角度比较。
解:解法一:(图象法)在同一坐标系中作出一次函数 的图象。
如图,观察可知当时与相交于(1,-1),即
;
当的函数 图象在的函数 图象的下方,即。
当时,的函数 图象在的函数 图象的上方,即。
解法二:(代数法)
由此可见,上述两种解法,分别从数、形两种角度入手,相得益彰。
例5. 如图,正方形ABCD的边长是4,将此正方形置于平面直角坐标系xOy中,使AB在x轴的正半轴上,A点的坐标是(1,0)。
(1)经过点C的直线与x轴交于点E,求四边形AECD的面积。
(2)若直线l经过点E且将正方形ABCD分成面积相等的两部分,求直线l的方程并在坐标系中画出直线l。
分析:(1)要求四边形ABCD面积,因为正方形ABCD中DC//AE。可见四边形AECD为梯形。
为此只要求AE即可。
(2)要使直线l把正方形面积分成相等两部分,只要直线l过正方形的对称中心,即对角线交点。
解:(1)由,得。
。
四边形AECD为直角梯形,
(平方单位)
(2)过正方形对称中心的直线,总是将正方形分成面积相等的两部分。
过点E及正方形对称中心的直线即为所求的直线l。
连接AC、BD交于G。
则E(2,0),G(3,2)代入的,
解得
所求直线l的方程为。
四、分类讨论法
分类讨论法,就是在题目中未出现图形或具体条件时将会出现多种可能性,因此要分别进行讨论。
例6. 如果一次函数 的自变量x的取值范围是,相应函数 值的范围是,求此函数 的解析式。
分析:由于一次函数 的图象是直线,故当时,图象是线段,由一次函数 的增减性,函数 的最值一定对应x的最值即y的最大值9,一定对应x的最大值6,或最小值,这要视k的符号而定。
解:对k的值分两种情况进行讨论:
(1)当时,则y的值随x的增大而增大,因此,一定是当时,。
当时,
故得 解之得
所求函数 解析式为。
当时,y随x的增大而减小,一定是。
于是得解得
所求解析式为
综合上述两种情况。符合条件的解析式为
数学问题是千变万化的,但我们总能找着常规,学习用运动变化的观点看待数学问题,这对我们的学习是大有裨益的。 1.早期函数 概念——几何观念下的函数
十七世纪伽俐略(G.Galileo,意,1564-1642)在《两门新科学》一书中,几乎全部包含函数 或称为变量关系的这一概念,用文字和比例的语言表达函数 的关系。1673年前后笛卡尔(Descartes,法,1596-1650)在他的解析几何中,已注意到一个变量对另一个变量的依赖关系,但因当时尚未意识到要提炼函数 概念,因此直到17世纪后期牛顿、莱布尼兹建立微积分时还没有人明确函数 的一般意义,大部分函数 是被当作曲线来研究的。
1673年,莱布尼兹首次使用“function” (函数 )表示“幂”,后来他用该词表示曲线上点的横坐标、纵坐标、切线长等曲线上点的有关几何量。与此同时,牛顿在微积分的讨论中,使用 “流量”来表示变量间的关系。
2.十八世纪函数 概念──代数观念下的函数
1718年约翰•贝努利(Bernoulli Johann,瑞,1667-1748)在莱布尼兹函数 概念的基础上对函数 概念进行了定义:“由任一变量和常数的任一形式所构成的量。”他的意思是凡变量x和常量构成的式子都叫做x的函数 ,并强调函数 要用公式来表示。
1755,欧拉(L.Euler,瑞士,1707-1783) 把函数 定义为“如果某些变量,以某一种方式依赖于另一些变量,即当后面这些变量变化时,前面这些变量也随着变化,我们把前面的变量称为后面变量的函数 。”
18世纪中叶欧拉(L.Euler,瑞,1707-1783)给出了定义:“一个变量的函数 是由这个变量和一些数即常数以任何方式组成的解析表达式。”他把约翰•贝努利给出的函数 定义称为解析函数 ,并进一步把它区分为代数函数 和超越函数 ,还考虑了“随意函数 ”。不难看出,欧拉给出的函数 定义比约翰•贝努利的定义更普遍、更具有广泛意义。
3.十九世纪函数 概念──对应关系下的函数
1821年,柯西(Cauchy,法,1789-1857) 从定义变量起给出了定义:“在某些变数间存在着一定的关系,当一经给定其中某一变数的值,其他变数的值可随着而确定时,则将最初的变数叫自变量,其他各变数叫做函数 。”在柯西的定义中,首先出现了自变量一词,同时指出对函数 来说不一定要有解析表达式。不过他仍然认为函数 关系可以用多个解析式来表示,这是一个很大的局限。
1822年傅里叶(Fourier,法国,1768——1830)发现某些函数 也已用曲线表示,也可以用一个式子表示,或用多个式子表示,从而结束了函数 概念是否以唯一一个式子表示的争论,把对函数 的认识又推进了一个新层次。
1837年狄利克雷(Dirichlet,德,1805-1859) 突破了这一局限,认为怎样去建立x与y之间的关系无关紧要,他拓广了函数 概念,指出:“对于在某区间上的每一个确定的x值,y都有一个或多个确定的值,那么y叫做x的函数 。”这个定义避免了函数 定义中对依赖关系的描述,以清晰的方式被所有数学家接受。这就是人们常说的经典函数 定义。
等到康托(Cantor,德,1845-1918)创立的集合论在数学中占有重要地位之后,维布伦(Veblen,美,1880-1960)用“集合”和“对应”的概念给出了近代函数 定义,通过集合概念把函数 的对应关系、定义域及值域进一步具体化了,且打破了“变量是数”的极限,变量可以是数,也可以是其它对象。
4.现代函数 概念──集合论下的函数
1914年豪斯道夫(F.Hausdorff)在《集合论纲要》中用不明确的概念“序偶”来定义函数 ,其避开了意义不明确的“变量”、“对应”概念。库拉托夫斯基(Kuratowski)于1921年用集合概念来定义“序偶”使豪斯道夫的定义很严谨了。
1930 年新的现代函数 定义为“若对集合M的任意元素x,总有集合N确定的元素y与之对应,则称在集合M上定义一个函数 ,记为y=f(x)。元素x称为自变元,元素y称为因变元。”
术语函数 ,映射,对应,变换通常都有同一个意思。
但函数 只表示数与数之间的对应关系,映射还可表示点与点之间,图形之间等的对应关系。可以说函数 包含于映射。当然,映射也只是一部分。 设x∈R , 用 [x]或int(x)表示不超过x 的最大整数,并用表示x的非负纯小数,则 y= [x] 称为高斯(Guass)函数 ,也叫取整函数 。
任意一个实数都能写成整数与非负纯小数之和,即:x= [x] + (0≤<1) 复变函数 是定义域为复数集合的函数 。
复数的概念起源于求方程的根,在二次、三次代数方程的求根中就出现了负数开平方的情况。在很长时间里,人们对这类数不能理解。但随着数学的发展,这类数的重要性就日益显现出来。复数的一般形式是:a+bi,其中i是虚数单位。
以复数作为自变量的函数 就叫做复变函数 ,而与之相关的理论就是复变函数 论。解析函数 是复变函数 中一类具有解析性质的函数 ,复变函数 论主要就研究复数域上的解析函数 ,因此通常也称复变函数 论为解析函数 论。
复变函数 论的发展简况
复变函数 论产生于十八世纪。1774年,欧拉在他的一篇论文中考虑了由复变函数 的积分导出的两个方程。而比他更早时,法国数学家达朗贝尔在他的关于流体力学的论文中,就已经得到了它们。因此,后来人们提到这两个方程,把它们叫做“达朗贝尔-欧拉方程”。到了十九世纪,上述两个方程在柯西和黎曼研究流体力学时,作了更详细的研究,所以这两个方程也被叫做“柯西-黎曼条件”。
复变函数 论的全面发展是在十九世纪,就像微积分的直接扩展统治了十八世纪的数学那样,复变函数 这个新的分支统治了十九世纪的数学。当时的数学家公认复变函数 论是最丰饶的数学分支,并且称为这个世纪的数学享受,也有人称赞它是抽象科学中最和谐的理论之一。
为复变函数 论的创建做了最早期工作的是欧拉、达朗贝尔,法国的拉普拉斯也随后研究过复变函数 的积分,他们都是创建这门学科的先驱。
后来为这门学科的发展作了大量奠基工作的要算是柯西、黎曼和德国数学家维尔斯特拉斯。二十世纪初,复变函数 论又有了很大的进展,维尔斯特拉斯的学生,瑞典数学家列夫勒、法国数学家彭加勒、阿达玛等都作了大量的研究工作,开拓了复变函数 论更广阔的研究领域,为这门学科的发展做出了贡献。
复变函数 论在应用方面,涉及的面很广,有很多复杂的计算都是用它来解决的。比如物理学上有很多不同的稳定平面场,所谓场就是每点对应有物理量的一个区域,对它们的计算就是通过复变函数 来解决的。
比如俄国的茹柯夫斯基在设计飞机的时候,就用复变函数 论解决了飞机机翼的结构问题,他在运用复变函数 论解决流体力学和航空力学方面的问题上也做出了贡献。
复变函数 论不但在其他学科得到了广泛的应用,而且在数学领域的许多分支也都应用了它的理论。它已经深入到微分方程、积分方程、概率论和数论等学科,对它们的发展很有影响。
复变函数 论的内容
复变函数 论主要包括单值解析函数 理论、黎曼曲面理论、几何函数 论、留数理论、广义解析函数 等方面的内容。
如果当函数 的变量取某一定值的时候,函数 就有一个唯一确定的值,那么这个函数 解就叫做单值解析函数 ,多项式就是这样的函数 。
复变函数 也研究多值函数 ,黎曼曲面理论是研究多值函数 的主要工具。由许多层面安放在一起而构成的一种曲面叫做黎曼曲面。利用这种曲面,可以使多值函数 的单值枝和枝点概念在几何上有非常直观的表示和说明。对于某一个多值函数 ,如果能作出它的黎曼曲面,那么,函数 在离曼曲面上就变成单值函数 。
黎曼曲面理论是复变函数 域和几何间的一座桥梁,能够使我们把比较深奥的函数 的解析性质和几何联系起来。近来,关于黎曼曲面的研究还对另一门数学分支拓扑学有比较大的影响,逐渐地趋向于讨论它的拓扑性质。
复变函数 论中用几何方法来说明、解决问题的内容,一般叫做几何函数 论,复变函数 可以通过共形映象理论为它的性质提供几何说明。导数处处不是零的解析函数 所实现的映像就都是共形映象,共形映像也叫做保角变换。共形映象在流体力学、空气动力学、弹性理论、静电场理论等方面都得到了广泛的应用。
留数理论是复变函数 论中一个重要的理论。留数也叫做残数,它的定义比较复杂。应用留数理论对于复变函数 积分的计算比起线积分计算方便。计算实变函数 定积分,可以化为复变函数 沿闭回路曲线的积分后,再用留数基本定理化为被积分函数 在闭合回路曲线内部孤立奇点上求留数的计算,当奇点是极点的时候,计算更加简洁。
把单值解析函数 的一些条件适当地改变和补充,以满足实际研究工作的需要,这种经过改变的解析函数 叫做广义解析函数 。广义解析函数 所代表的几何图形的变化叫做拟保角变换。解析函数 的一些基本性质,只要稍加改变后,同样适用于广义解析函数 。
广义解析函数 的应用范围很广泛,不但应用在流体力学的研究方面,而且象薄壳理论这样的固体力学部门也在应用。因此,近年来这方面的理论发展十分迅速。
从柯西算起,复变函数 论已有170多年的历史了。它以其完美的理论与精湛的技巧成为数学的一个重要组成部分。它曾经推动过一些学科的发展,并且常常作为一个有力的工具被应用在实际问题中,它的基础内容已成为理工科很多专业的必修课程。现在,复变函数 论中仍然有不少尚待研究的课题,所以它将继续向前发展,并将取得更多应用。
upcase 字符型 使小写英文字母变为大写 字符型
downcase 字符型 使大写英文字母变为小写 字符型 形如阶梯的具有无穷多个跳跃间断点的函数 .
其实也就是分段函数 表达式为 y=k/x(k为常数且k≠0,x≠0) 的函数 ,叫做反比例函数 。
反比例函数 的其他形式:y=k/x=k·1/x=kx-1
反比例函数 的特点:y=k/x→xy=k
自变量x的取值范围是不等于0的一切实数。
反比例函数 图像性质:
反比例函数 的图像为双曲线。
反比例函数 关于原点中心对称,关于坐标轴角平分线轴对称,另外,从反比例函数 的解析式可以得出,在反比例函数 的图像上任取一点,向两个坐标轴作垂线,这点、两个垂足及原点所围成的矩形面积是定值,为∣k∣,即k的绝对值。
如图,上面给出了k分别为正和负(2和-2)时的函数 图像。
当 k >0时,反比例函数 图像的两个分支分别在一,三象限,因为在同一支反比例函数 图像上,y随x的增大而减小所以又称为减函数
当k <0时,反比例函数 图像图像的两个分支分别在二,四象限,因为在同一支反比例函数 图像上,y随x的增大而增大所以又称为增函数
倘若不在同一象限,则刚好相反。
由于反比例函数 的自变量和因变量都不能为0,所以图像只能无限向坐标轴靠近,无法和坐标轴相交。
知识点:
1.过反比例函数 图象上任意一点作两坐标轴的垂线段,这两条垂线段与坐标轴围成的矩形的面积为| k |。
2.对于双曲线y= k/x,若在分母上加减任意一个实数m (即 y=k/x(x±m)m为常数),就相当于将双曲线图象向左或右平移m个单位。(加一个数时向左平移,减一个数时向右平移) 许多程序设计语言中,可以将一段经常需要使用的代码封装起来,在需要使用时可以直接调用,这就是程序中的函数 。比如在C语言中:
int max(int x,int y)
{
return(x>y?x:y;);
}
就是一段比较两数大小的函数 ,函数 有参数与返回值。C++程序设计中的函数 可以分为两类:带参数的函数 和不带参数的函数 。这两种参数的声明、定义也不一样。
带有(一个)参数的函数 的声明:
类型名标示符+函数 名+(类型标示符+参数)
{
}
不带参数的函数 的声明:
void+函数 名()
{
}
花括号内为函数 体。
带参数的函数 有返回值,不带参数的没有返回值。
C++中函数 的调用:函数 必须声明后才可以被调用。调用格式为:函数 名(实参)
调用时函数 名后的小括号中的实参必须和声明函数 时的函数 括号中的形参个数相同。
有返回值的函数 可以进行计算,也可以做为右值进行赋值。
#include <iostream>
using namespace std;
int f1(int x, inty)
{int z;
return x+y;
}
void main()
{cout<<f1(50,660)<<endl
}
C语言中的部分函数
main(主函数 )
max(求最大数的函数 )
scanf(输入函数 )
printf(输出函数 ) 定义 设y=f(μ),μ=φ(x),当x在μ=φ(x)的定义域Dφ中变化时,μ=φ(x)的值在y=f(μ)的定义域Df内变化,因此变量x与y之间通过变量μ形成的一种函数 关系,记为
y=f(μ)=f[φ(x)]称为复合函数 ,其中x称为自变量,μ为中间变量,y为因变量(即函数 )
生成条件不是任何两个函数 都可以复合成一个复合函数 ,只有当μ=φ(x)的值域Zφ和y=f(μ)的定义域Df的交集不为空集时,二者才可以复合成一个复合函数 。
定义域若函数 y=f(u)的定义域是B﹐函数 u=g(x)的定义域是A﹐则复合函数 y=f[g(x)]的定义域是
D={x|x∈A,且g(x)∈B}
周期性设y=f(x),的最小正周期为T1,μ=φ(x)的最小正周期为T2,则y=f(μ)的最小正周期为T1*T2,任一周期可表示为k*T1*T2(k属于R+)
增减性依y=f(x),μ=φ(x)的增减性决定。即“增增得增,减减得增,增减得减”,可以简化为“同增异减”
判断复合函数 的单调性的步骤如下:(1)求复合函数 定义域;(2)将复合函数 分解为若干
个常见函数 (一次、二次、幂、指、对函数 );(3)判断每个常见函数 的单调性;(4)将中间
变量的取值范围转化为自变量的取值范围;(5)求出复合函数 的单调性。
例如:讨论函数 y=0.8^(x2-4x+3)的单调性。
解:函数 定义域为R。
令u=x2-4x+3,y=0.8^u。
指数函数 y=0.8^u在(-∞,+∞)上是减函数 ,
u=x2-4x+3在(-∞,2]上是减函数 ,在[2,+∞)上是增函数 ,
∴ 函数 y=0.8^(x2-4x+3)在(-∞,2]上是增函数 ,在[2,+∞)上是减函数 。
利用复合函数 求参数取值范围
求参数的取值范围是一类重要问题,解题关键是建立关于这个参数的不等式组,必须
将已知的所有条件加以转化。 hanshu
函数
function
数学的基础概念之一。在物质世界里常常是一些量依赖于另一些量,即一些量的值随另一些量的值确定而确定。函数 就是这类依赖关系的一种数学概括。
设□是一非空的实数集,□是某一规则。如果对每一个数□□□□□,□ 惟一地确定出一个相对应的实数□(□),则称□为定义于□上的一个函数 ,集□ 称为函数 的定义域。数□(□)称为函数 在□的函数 值,全体函数 值的集М={□(□)|□□□□□}=□(□)称为函数 的值域。一般,由规则□在□上定义的函数 用记号
□:□→М表示,也常常简单地记作□。函数 □:□→М是从集□到集М上的映射。
函数 定义域□的一些最简单情形可以是整个数轴,即全体实数的集□;也可以是数轴上的某个闭区间[□,□]={□|□≤□≤□}或开区间(□,□)={□|□ 函数 记号□:□→М准确地表现了函数 概念的内涵。但是人们需要能简便表示函数 的其他方法。目前科学著作中比较流行的做法是允许把函数 □:□→М记作□(□)(□□□)或者更简单地记作□(□)(如果定义域 D是不写自明的)。例如:对一切实数□,规则 □(□)=2□3-1将定义出一个函数 □:□→□,通常人们就把它记作2□3-1(□□□□□)或者 2□3-1。严格说来,这样做是有缺陷的,因为它多少混淆了函数 □与数(函数 值)□(□)。不过它仍然被广泛采用。
设给定任一函数 □:□→М。如果令□是一个以□为变域的变量(不再像前面那样表示□中的某一个数),令□是一个以М为变域的变量,那么,函数 □显示的是:对于变量□在□内所取的每一个值,通过□能给变量□在М内惟一地确定出一个对应值。由此可见,变量□通过□表现出对变量□的一种依赖关系,而函数 □则是这种依赖关系的数学表达。
在给函数 概念添加上变量这一层含义的时候,总把以函数 定义域□为变域的变量叫做函数 的自变量,把以函数 值域М为变域的变量叫做函数 的因变量。于是在上面的作法中,□是自变量,□是因变量。“变量□通过函数 □依赖于□”这个事实也常常被简单地说成“变量□是变量□的□函数 ”,并且用□=□(□)这种等式形式的记号来加以表示。
把函数 理解成变量间的依赖关系,丰富了人们对这个抽象数学概念的直觉联想。但这并不丝毫改变函数 的本质内容。特别说来,用什么名称来称呼一个函数 的变量是无关紧要的。记号□=□(□) (□□□□□)和□=□(□)(□□□□□)在数学上表示的是同一个函数 □:□→М。
函数 的图像 对任意一个函数 □=□(□)(□□□□□),如果把□中的任意一个数□与它的对应数□(=□(□))组成一个有序数对(□,□),相应地便在坐标平面□□□上得到一点□(□,□)。平面上所有这种点(数对)的集
□ ={(□,□)|□□□□□,□=□(□)}称为函数 □的图像(图1函数 的图像示例)。由函数 定义,集□具有下述性质:若(□,□),(□,□)都属于□,则□=□,就是说,□不含有第一个坐标(第一个数)相同但相异的点(数对)。从这一性质出发,如果给定了集□,那么函数 本身(定义域和对应规则)也就随之完全确定。所以,每一个函数 都可以定义为某一个具有上述性质的点(有序数对)之集。
一切所谓的基本初等函数 ,包括常值函数 □=□(常数),幂函数 □=□□,指数函数 □=□□,对数函数 □=log□□,三角函数 □=sin □,…,反三角函数 □=arc sin□,…等等的图像,都可以用通常的绘图工具比较满意地画出,它们各形成平面上的一条或者多条曲线(图2 函数 □=□□的图像、图3函数 □=□□(□>1)、□=log□□的图像、图4函数 □=sin □、□=arc sin □的图像、图 : Han Shu n.: function, functions, zeta-function of algebra, quantity whose value depends on the varying values of others n. fonction (mathématique) dos c语言 网络 网络协议 不等式 数学 证明 高等数学 百科大全 宇宙学 物理 量子力学 百科辞典 物理百科 计算机 编程 PB 灯谜 解析式 代数 中学数学 分析学 现代数学 拓扑线性空间 基本初等函数 双曲函数 微积分 集合论 代数学 近世代数 更多结果...
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