知識要點
一、函數的概念
1.函數的定義:設a、b是非空數集,如果按某個確定的對應法則f,使對于集合a中的任意一個數x,在集合b中都有唯一確定的數f(x)和它對應,那么就稱f:a→b為從集合a到集合b的一個函數,記作y=f(x),x∈a,其中x叫做自變量。x的取值范圍a叫做函數的定義域;與x的值相對應的y的值叫做函數值,函數值的集合{f(x)|x∈a}叫做函數的值域。
2.兩個函數的相等函數的定義含有三個要素,即定義域a、值域c和對應法則f。當函數的定義域及從定義域到值域的對應法則確定之后,函數的值域也就隨之確定。因此,定義域和對應法則為函數的兩個基本條件,當且僅當兩個函數的定義域和對應法則都分別相同時,這兩個函數才是同一個函數。
3.映射的定義一般地,設a、b是兩個集合,如果按照某種對應關系f,對于集合a中的任何一個元素,在集合b中都有唯一的元素和它對應,那么,這樣的對應(包括集合a、b,以及集合a到集合b的對應關系f)叫做集合a到集合b的映射,記作f:a→b。
由映射和函數的定義可知,函數是一類特殊的映射,它要求a、b非空且皆為數集。
二、函數的解析式
求解析式的常用方法:換元法,配湊法,構造方程法,待定系數法。
三、函數的定義域
1.具體函數的定義域:使函數有意義的自變量的取值集合。
2.抽象函數的定義域(復合函數f[g(x)]):內層函數的值域必須符合外層函數的定義域。
典型例題
例1、判斷下列對應是否是映射
(1)a=r,b=r,f:x→y=-
(2)a={s|s=2m+1,m∈n},b={t|t∈r},f:s→t=s
解:(1)不是
∵x=0集合b中沒有象與之對應。
(2)是。
說明:體會映射的概念 “都有象,象唯一”。
例2、已知m={a,b,c},n{1,2}
求:(1)m到n的映射個數,n到m的映射個數。
(2)滿足m到n的函數有多少個。
解:(1)8個,9個
(2) c32·a22=6個
說明:注意分辨函數與映射的差別,映射的象集合可以存在元素沒有原象,函數的集合n表示函數的值域,每一個元素都要有原象。
例3、求下列函數的定義域:
(1)y=-
解:-
x∈{x|-6≤x<-1或-1
說明:求解函數的定義域先由外向內列出條件不等式組再求解。
(2)y=1+-
解:-
x∈{x∈r|x≠-2且x≠-1}
說明:在求解函數的定義域時,不能先化簡再求解。
例4、(1)已知:函數f(x)的定義域為[0,1]求:f(x2),f(x-1)的定義域。
解:0≤x2≤1 ∴x∈[-1,1];
- x∈(0,1]
說明:形如f[g(x)]已知f(x)的定義域a求復合函數的定義域。
令g(x)∈a解不等式。
(2)已知: f[lg(x+1)]的定義域為[0,9]求f(x)的定義域。
解:0≤x≤9,1≤x+1≤10,0≤lg(x+1)≤1,
∴f(x)的定義域為[0,1]
說明:形如f[g(x)]已知f[g(x)]的定義域a求函數f(x)的定義域。求解g(x)在x∈a的值域。
例5、已知:f(1-cosx)=sin2x,求f(x)
x∈r t=1-cosx,t∈[0,2] cosx=1-t
解法一:
設sin2x=1-cos2x=1-(1-t)2
∴f(t)=-t2+2t
f(x)=-x2+2x x∈[0,2]
解法二:
f(1-cosx)=sin2x=1-cos2x
=1-[(1-cosx)2-2(1-cosx)+1]
=-(1-cosx)2+2(1-cosx)
∴f(x)=-x2+2x x∈[0,2]
說明:在使用換元法,配湊法求解析式時,要注意中間變量的定義域。