第3节 初等多值函数
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初等多值函数知识点总结1. 多值函数的定义多值函数是指其自变量的不同取值对应了多个因变量的函数。
也就是说,对于同一个自变量的值,可能存在多个因变量的值与之对应。
多值函数的定义如下:设有函数 $f: X\rightarrow Y$,若对于 $x \in X$,通过 $f(x)$ 可以确定 $Y$ 中不止一个元素,即$f(x)$ 对应多个 $y \in Y$,则称 $f(x)$ 为多值函数。
2. 多值函数的表示多值函数的表示方法有很多种,其常见的表示方法包括集合表示、图像表示和数学表达式表示。
a) 集合表示:通过集合的方式来表示多值函数,通常表示为 $f(x) = \{ y_1, y_2, \ldots, y_n \}$,其中 $y_1, y_2, \ldots, y_n$ 是 $f(x)$ 对应的多个因变量的值。
b) 图像表示:通过绘制多值函数的图像来表示,但由于多值函数的复杂性,其图像可能不是一个简单的曲线或者曲面,通常需要使用多种色彩或者虚线来表示不同的取值情况。
c) 数学表达式表示:通过数学表达式或者符号来表示多值函数的关系,这种表示方式通常需要特殊的符号或者标记来表示多个因变量。
3. 多值函数的性质多值函数与单值函数相比,具有一些特殊的性质,主要体现在定义域、值域和解的情况上。
a) 定义域和值域:多值函数的定义域和值域通常比较复杂。
因为多值函数的自变量可以对应多个因变量的值,所以其定义域和值域可能是多个集合的并集或者交集。
b) 解的情况:多值函数的解通常会有多个解或者无解的情况。
因为对于同一个自变量的值,可能对应多个因变量的值,所以在求解多值函数的方程或者不等式时,需要考虑多个解的情况。
4. 多值函数的运算多值函数与单值函数一样,也可以进行加减乘除等基本运算,并且可以进行复合函数、反函数等复杂的运算。
但是由于多值函数的复杂性,其运算可能会涉及到多个因变量的组合,因此需要特别注意多值函数运算时的特殊性。
§3 初等多值函数一、教学目标或要求:掌握 基本的初等多值函数的定义、性质; 二、教学内容(包括基本内容、重点、难点): 基本内容:基本的初等多值函数的定义、性质; 重点:基本的初等多值函数的定义、性质; 难点:支点的概念 三、教学手段与方法: 讲授、练习四、思考题、讨论题、作业与练习: 21-26(习题课检查)§3 初等多值函数1.根式函数定义2.9 设)0(e i ≠=θr z ,规定根式函数为幂函数的反函数。
(1)根式函数为多值函数,它不是解析函数.对于每一个确定的)0(e i ≠=θr z ,都有n 个不同的w 与之对应,即有 n nr w θi0e = nn r w π2i1e +=θnn nn r w π)1(2i1e-+-=θ因为根式函数是多值函数,所以,它不是解析函数.(2)根式函数在从原点起沿正实轴剪开的复平面上可分出n 个单值函数. 设函数)(z F w =为多值函数,若当变点z 从起始点0z 出发绕一条包围点a 的简单闭曲线连续变动一周再回到起始点0z 时,函数)(z F 从一个支变到另一个支,则称点a为函数)F的支点.(z(3)根式函数n zw 的每个单值支在从原点起始沿正实轴剪开的复平面上为解析函数.根式函数它是一个多值函数,出现多值性的原因是由于确定后,其幅角并不唯一确定(可以相差的整数倍)。
为分出单值解析分支,在平面上从原点到引一条射线,将平面割破,割破了的平面构成一个以此割线为边界的区域。
在内随意指定一点,并指定的一个幅角值,则在内任意的点,皆可根据的幅角依连续变化而唯一确定的幅角。
假定从原点其割破负实轴,是内过的一条简单闭曲线,即不穿过负实轴,它的内部不包含原点,则当变点从其绕一周时,的象点各画出一条闭曲线而各回到它原来的位置。
因此,在区域内可得到的个不同的单值连续分支函数,,利用极坐标形式的柯西-黎曼条件,可以证明,这个分支函数在区域内是解析的,且有,,在上面分出的单值解析分支过程中,有一个重要的基本概念:支点。