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函数与映射的概念
主讲:黄冈中学高级教师 程金辉
i周强化
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。
函数的定义及其令关概念是木章的核心内容,函数思想是贯穿整个屮学代数方面的核心 思
想。
高中函数概念是建立在集合论的基础之上的.用集合的观点來定义函数更能体现函数的 木质
•通过对函数概念及两数表示法的学习,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、 亜点知识归纳及讲解
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
的某些元索可以没 有原
象,如果有原彖,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)|xeA},
其中值域
{f (x) |xGA}B.
正确理解函数符号y二
f(x):
① 它表示y是x的函数,绝非f与x的积;
② f (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,--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,如吋间t,距离d均应为非负数等.
求两数定义域的基本方法:
① 分式中分母不为零;
② 偶次根式屮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)是山儿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[屮(x)]的定义域 应为
W (x)的定义域与aWw (x) Wb
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,英特点是函数关系淸楚.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,并不是任何函数都可以 川解析法
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“三要索”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.
儿个基木初等函数的值域:
一次函数 y 二 kx + b (kHO)的值域:
{y|yeR};
二次函数y=ax2+bx + c (aHO)的值域:
当a>0时;
当a<0时
;
反比例函数(kHO)的值域:(一8,
0) U (0, +°°).
求函数值域的基本方法
(1) 直接法:从白变量x的范围出发,推!lly=f(x)
的取值范围;
例如:的值域为
[1, +°°).
这是因为xW3,所以
$0,・•・y$l・
(2)
二次函数法:利川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)
利川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
、 求断数定义域
求由儿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)=fl(x)+f2(x)+- + fn(x)的定义 域为
A, fi(x)(i=l,2,
・・・,n)的定义域为Ai,则A二Al QA2 Q…Q An,
求解常常是通过解不等 式组来解决.
2
、 求苗数解析式
在某些问题中,给出了口变量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 -U 口变量x Z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,这吋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 二{x|x> 0 且 xWR}, x F A, f:x~*|x|;
(2) A=N, B二N*, xEA, f:x-|x—l|:
(3) A={x|x> 0 且 xWR}, B=R, xWA, f :x-*x2.
分析:
判断一个对应是否为映射的依据是映射的定义,即在对应关系f的作用下A中的每一个 元
索在B中是否有唯一的元素与之对应.若A中的某一个元素,在B中没有元素和它对应, 或者
B
中和它对应的元索不止一个,则该对应就不是映射.
答(1) OGA,在法则f下,0-|0|二0B,故该对应不是从集合A到集合B的映射;
(2) 1EA,在法则f下,1 ->|1-1|=ON*,故该对应不是从集合A到集合B
的映射;
(3) 对于任意xEA,依法则f: x-x2GB,故该对应是从集合A到集合B
的映射.
点评:
判断一个对应是否为映射,要认真分析集合A、B中的元素特征以及对应关系f的具体含 义,
特别要注意对某些特殊元索(如(1)题A中的元索0)的剖析,培养严密的思维习惯和 思维晶质.
例5、B 知 f(x)是二次函数,且 f (x + l)+f(x —1)二 2x2—4x,求 f(l—)的值
分析一:本题的实质是求二次函数的解析式,一般先设出二次函数解析式,再利用题设条件 求出
该解析式.
解法一:设 f (x) =ax2+bx+c (aHO),则
f (x + 1) +f(X —1)
=a(x + l)2+b(x + l) +c+a (x — l)2 + b(x — 1) +c
-2ax2 + 2bx + 2 (a + c)
由题设,有
2ax2 + 2bx+2 (a+c) -2x2—4x
比较上式两边的系数,得:
a=l, b=—2, a + c=O.
a= 1, b=—2, c= — 1.
即 f (x)二x2 —2x —1 二
(x —1)2—2
• •
分析二
由于f (x + l)+f(x-l)不改变f(x)的最高次数,且f(x)的最高次数项的系数为f (x + 1) + f(x-1)的
最高次数项系数的一半,山此可将f (x + l)+f(x —l)=2x2—4x的右边表示成(x + 1)与(x-1)的多项
式的和,从而确定f(x)的解析式.