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函数与映射的概念

 

一、一周知识概述

  本周学习函数的概念、映射的概念及函数的表示法,函数解析式、定义域、值域的求法。

  函数的定义及其有关概念是本章的核心内容,函数思想是贯穿整个中学代数方面的核心思想。

  高中函数概念是建立在集合论的基础之上的.用集合的观点来定义函数更能体现函数的本质.通过对函数概念及函数表示法的学习,培养学生分析问题,解决问题的能力,初步的数学建模能力,数形结合的能力和化归的思想及转化的能力.

二、重点知识归纳及讲解

1、映射的概念

  (1)映射是特殊的对应,即是“一对一”的对应和“多对一”的对应,而“一对多”的对应不是映射.

  (2)给定一个映射f:A→B,则A中的每一个元素都有唯一的象,B的某些元素可以没有原象,如果有原象,也可以不唯一的.

2、函数的概念

  (1)函数是特殊的映射,即集合A、B均为非空数集的映射.

  (2)构成函数的三要素;对应关系f、定义域A、值域{f(x)|x∈A},其中值域

{f(x)|x∈A}B.

  正确理解函数符号y=f(x):

  ①它表示y是x的函数,绝非f与x的积;

  ②f(a)仅表示函数f(x)在x=a时的函数值,是一常数.

  (3)确定函数的条件.

  当对应关系f和定义域A已确定,则函数已确定,判定两个函数是否相同时,就要看定义域和对应法则是否完全一致.

  (4)函数的定义域,一般是使函数解析式有意义的x值的集合,在具体问题中则应考虑x的实际意义,如时间t,距离d均应为非负数等.

  求函数定义域的基本方法:

  ①分式中分母不为零;

  ②偶次根式中的被开方式不小于零;

  ③ [f(x)]0中的底f(x)不为零;

  ④如果f(x)是由几个部分的数学式子构成的,那么函数的定义域是使每个部分式子都有意义的实数集合.

  根据对应法则的性质求定义域,如已知f(x)的定义域为[a,b],则f[ψ(x)]的定义域应为ψ(x)的定义域与a≤ψ(x)≤b的解集的交集.

3、函数的表示法

  解析法、列表法、图象法.

  我们所研究的函数大多都是用解析法表示的函数,其特点是函数关系清楚.但要明确解析法并不是表示函数的唯一方法,还可以用列表法,图象法来表示,且并不是任何函数都可以用解析法表示,对定义域是有限数集的函数,列表法就显示了它的优点.

4、函数的值域是全体函数值所组成的集合,有观察法,换元法、配方法、图象法、反求法、判别式法等求值域的基本方法.

  函数的值域是函数的“三要素”之一,在一个给定的函数中,函数的值域随对应法则和定义域而确定.

几个基本初等函数的值域:

  一次函数y=kx+b(k≠0)的值域:{y|y∈R};

  二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的值域:

  当a>0时,

  当a<0时,

  反比例函数(k≠0)的值域:(-∞,0)∪(0,+∞).

求函数值域的基本方法

  (1)直接法:从自变量x的范围出发,推出y=f(x)的取值范围;

     例如:的值域为[1,+∞).

        这是因为x≤3,所以≥0,∴ y≥1.

  (2)二次函数法:利用换元法将函数转化为二次函数求值域(或最值);

  (3)反函数法:将求函数值域转化为求反函数的定义域;

  (4)判别式法:运用方程的思想,将函数变形成关于x的二次方程,依据二次方程有实根,求出y的取值范围;

  (5)利用函数的单调性求值域;

  (6)图象法:作出函数的图象,由图象来确定函数的值域.

三、难点知识剖析

1、求函数定义域

  求由几个代数式的和构成的函数解析式的函数的定义域,应先求出各个代数式有意义的自变量x的集合,再求出这些集合的交集.即设函数f(x)=f1(x)+f2(x)+…+fn(x)的定义域为A,fi(x)(i=1,2,…,n)的定义域为Ai,则A=A1∩A2∩…∩An,求解常常是通过解不等式组来解决.

2、求函数解析式

  在某些问题中,给出了自变量x与函数y的函数关系,要求函数解析式,一般要根据题设条件分析函数y与自变量x之间的数量关系.应注意有时自变量在不同的范围取值时,x与y之间的数量关系不一样,这时需要多个解析式来表示这个函数(即分段函数).

四、例题讲解

例1、判断下列对应是否是从集合A到集合B的映射;

(1)A=R,B={x|x>0且x∈R},x∈A,f:x→|x|;

(2)A=N,B=N*,x∈A,f:x→|x-1|;

  (3)A={x|x>0且x∈R},B=R,x∈A,f:x→x2

[答案]

例2、求函数的定义域.

[答案]

例3、已知函数y=f(x)的定义域为[0,1],设函数F(x)=f(x+a)+f(x-a),求正实数a的取值范围,并求函数F(x)的定义域.

[答案]

例4、(1)f(x)是二次函数,且f(2)=-3,f(-2)=-7,f(0)=-3,求f(x)的表达式;

   (2)已知:f(2x-1)=4x2-2x,求f(x)的表达式.

[答案]

例5、已知f(x)是二次函数,且f(x+1)+f(x-1)=2x2-4x,求f(1-)的值.

[答案]

例6、求下列函数的值域.

[解析]

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