第二章函数同步辅导。
第一讲映射与函数。
一、辅导内容
1. 映射、一一映射的定义和概念的理解。
2. 函数的定义、表示。
3. 函数的三要素及函数的表达方法。
二、重点、难点讲解。
1.映射、一一映射。
(1)集合a到集合b的映射有三个要素,即集合a、集合b和对应法则。其中集合a和集合是有先后顺序的,因为一般情况下a到b的映射和b到a的映射是不同的映射。而对于集合a和集合b的元素是什么,映射的定义未对此作具体要求,它们的元素可以是数,可以是点,也可以是其他对象。
(2)一个对应要满足下面两个条件才能称为集合a到集合b的映射:①集合a中的每一个元素(一个不漏地)在集合b中都有象(但集合b中的每一个元素不一定都有原象);②集合a中的每一个元素在集合b中的象只有唯一的一个(集合b中的元素在集合a中的原象可能不止一个).也就是说,图1和图2所示的两种对应不能称为映射。
(3)对于上述映射,如果加上一个条件,要求集合b中的每一个元素在集合a中都有原象,则这样的映射称为“集合a到集合b上的映射”.如果在此基础上再加上一个条件,要求集合b中的每一个元素在集合a中的原象只有唯一的一个,则这样的映射称为“集合a到集合b上的一一映射”.
例1 如图3,集合a},b=.判断下列对应中,(1)哪些是集合a到集合b的映射;(2)哪些是集合a到集合b上的映射;(3)哪些是集合a到集合b上的一一映射。
解(1)②和④是集合a到集合b的映射,①中集合a的元素3在集合中没有象;③中集合a的元素3在集合b中有两个象,它们都不是映射。
2)②是集合a到集合b上的映射。④中集合b的元素b在集合a中没有原象。
3)②是集合a到集合b上的一一映射。
例2 已知集合a={}b={}判断下列各对应f是否是集合a到集合b的映射?一一映射?并说明理由。
解 (1因此对集合a的每一个元素,,所以对应:是集合a到集合b的映射。
对于集合b中的每一个元素,由及,有。
即集合b中的每一个元素在集合a中都有原象,且这样的原象只有一个,所以对应:是一一映射。
(2所以对于集合a中的每一个元素,在集合b中都有唯一的象,因此对应:是映射。
而集合b中有些元素,如,在集合a中没有原象,因此映射:不是一一映射。
(3由此知集合a的某些元素,如,在集合b中没有象,因此对应:不是映射,更不是一一映射。
(4因此对于集合a中的每一个元素,在集合b中都有唯一的象,所以对应:是映射。
由,对于集合b中的每一个元素,,即集合b中的每一个元素在集合a中有唯一的原象,因此映射:是一一映射。
5)集合a中的每一个元素在集合b中都有唯一的象。对于集合a中的元素和,都对应于集合b中的同一个元素,所以对应:是映射,但不是一一映射。
2. 函数。
1)函数的定义。
在初中学过的函数概念是从运动变化的角度出发,用变量来定义的,习惯上称为传统定义。传统定义由研究变量的物理意义而产生,反映了两个变量之间变化的相依关系。由于受变量物理意义的限制,对某些函数难以进行研究,因为有些函数从物理的角度不好解释。
因此高中学习函数时重新引进了用映射刻划函数的近代定义,它更具有一般性。当然,两种定义的本质是一样的。
集合a到集合b的映射:要成为函数,还必须满足两个条件:①集合a、b都是非空集合;②集合a、b都是数的集合。
其中集合a就是函数的定义域,而集合b不一定是值域。一般地说,值域c是集合b的子集,即。(若集合,则这个映射就成为集合a到集合b上的映射).
2)函数的三要素。
定义域a,值域c和定义域a到值域c的对应法则,构成了函数的三个要素。当且仅当这三个要素完全相同时,两个函数才是同一个函数。 在判断两个函数是否同一函数时,主要观察它们的定义域和对应法则是否相同。
3)区间。设、,且。用闭区间表示集合{},用开区间表示集合{},用半开半闭区间表示集合{},用半开半闭区间表示集合{}.
4)函数的表示法。
函数常用的表示法有:解析法,列表法及图像法,三种表示法各有其长处。
要搞清符号和(为常数)的区别。一般情况下,是一个随自变量的变化而变化的变量,而是当自变量时函数的值,是一个确定的量。
与初中接触到的函数不一样,这里的函数可以是在不同区间中(或不同条件下)表达式不同的分段函数,因此函数的图像也不一定是一条平滑曲线,它可能是一些孤立的点,一些线段,或一些曲线。
例3 判断下列各对函数是否是同一个函数,并说明理由。
解 (1)不是同一个函数,两者的定义域不同, 它们的定义域分别为和。
(2)不是同一个函数,它们的对应法则和值域都不同。,其值域为; ,其值域为。
(3)不是同一个函数,它们的定义域不同。定义域分别为和。
(4)不是同一个函数,它们的定义域不同,定义域分别是和。
(5)是同一个函数, .
(6)是同一个函数,虽然自变量用不同的字母表示,但定义域、值域和对应法则都相同。
例4 已知, ,求和 .
解 =.评析由此可见,在求时,只要用代替表达式中的,然后再将的表达式代入其中,就可以求得。一般来说,.
例5 (1)已知
求,,,2)已知且, 求。
解 (1(2)当; 当;当
例6 (1)画出函数的图像;
(2)画出函数的图像;
(3)已知函数的图像如右图,写出的解析式。
解 (1图7—4
图像如下图左。
(2)当,即或时,;
当,即时,
图像如下图右。
评析 (1)对于含有绝对值的函数的图像,通常先用零点分区间法得出函数的解析式,然后以分段函数的形式写出函数的解析式,再画出函数的图像。
2)由第(2)题可见,画的图像,只要把的图像在轴下方部分“翻到”轴上方,即作出这一部分图像关于轴的对称曲线,而在轴上方的曲线保持不变,就可以得到函数的图像。
3)函数的定义域如果没有特别说明,通常指使式子有意义的一切自变量的集合,在实际问题中,还应考虑自变量要满足的实际问题的条件。
我们现在涉及到的使式子有意义的情况,仅是分母不能为零,负数不能开偶次方。今后学习了其他函数,还会出现另外一些情况。
例7 求下列函数的定义域:
解 (1)∴定义域为。
(2)由。由, ;
由, .定义域为 .
定义域为。评析对于繁分式,一条分数线即有一个限制条件,本题有三条分数线,因此有三个限制条件。
例8 已知函数的定义域为[-1,2],求函数的定义域。
解由中的必须满足,因此中的必须满足:
即 的定义域为 .
例9 (1)已知,求;
(2)已知函数的定义域是,且,求;
(3)已知,求。
解 (1)设,则 ,2)由将换成,得。
3×①-2×② 得 ,.x≠0)
3)令,则 .
例10 设画出函数的图像。
解由已知,
图像如图所示。
练习。一、选择题。
1.设是从集合a到集合b的映射,下列四个说法:①集合a中的每一个元素在集合b中都有象;②集合b中的每一个元素在集合a中都有原象;③集合a中不同的元素在集合b中的象也不同;④集合b中不同的元素在集合a中的原象也不同,其中正确的是 (
a.①和b.②和③
c.③和d.①和④
2.已知集合a=,b=,则下列对应关系中,不能看成是从集合a到集合b的映射的是。
ab.: cd.:
3.下列三个命题:①函数是从定义域到值域的一一映射;②函数的定义域和值域可能是数集,也可能不是数集;③函数的定义域和值域都不能是空集。其中真命题是 (
ab.②cd.①和③
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ab.①和②
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