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- 2021-06-16 发布
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1
函数的相关概念与映射
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1、 通过丰富实例,进一步体会函数是描述变量之间的依赖关系的重要数学模型;
2、 学习用集合与对应的语言来刻画函数,体会对应关系在刻画函数概念中的作用;
3、 了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域和值域.
一、映射的概念:
设 A 、 B 是两个非空的集合,如果按某个确定的对应关系 f ,对于集合 A 中的任意一个元素,
在集合 B 中都有唯一确定的元素和它对应,那么这样的对应(包括集合 A 、 B ,以及对应关系 f )
叫做集合 A 到集合 B 的映射,记作: :f A B 。
二、像与原像的概念:
给定一个集合 A 到集合 B 的映射,且 ,a A b B ,如果元素 a 和元素 b 对应,那么我们把元素
b 叫做元素 a 的像,元素 a 叫做元素 b 的原像。
特别提醒:1、对于映射 :f A → B 来说,则应注意理解以下四点:
(1)集合 A 中每一个元素,在集合 B 中必有唯一的象;(2)集合 A 中不同元素,在集合 B 中可
以有相同的象;(3)集合 A 中的元素与集合 B 中的元素的对应关系,可以是:“一对一”、“多对一”,
但不能是“一对多”。(4)允许集合 B 中的元素没有象;
2、集合 A 、 B 及对应法则 f 是确定的,是一个系统;
3、对应法则 f 有“方向性”。即强调从集合 A 到集合 B 的对应,它与从 B 到 A 的对应关系一般
是不同的;
三、映射:
一般地,设 A ,B 是两个非空的集合, :f A → B 是集合 A 到集合 B 的映射,如果在这个映射
下,对于集合 A 中的不同的元素,在集合 B 中有不同的象,而且 B 中每一个元素都有原象,那么这
个映射叫做 A 到 B 的一一映射。
2
特别提醒:对一一映射概念的理解应注意以下两点:(1)集合 B 中的每一个元素都有原象,也
就是说,集合 B 中不允许有剩余的元素。(2)对于集合 A 中的不同元素,在集合 B 中有不同的象,
也就是说,不允许“多对一”;
四、函数的概念 :
设 A 、B 是两个非空的数集,如果按某一个确定的对应关系 f ,使对于集合 A 中的任意一个数 x ,
在集合 B 中都有唯一确定的数 f x 和它对应,那么就称 :f A B 为从集合 A 到集合 B 的一个函
数,记作 ,y f x x A 。其中 x 叫自变量,x 的取值范围 A 叫做函数 )(xfy 的定义域;与 x 的
值相对应的 y 的值叫做函数值,函数值的集合 Axxf |)( 叫做函数 )(xfy 的值域。
特别提醒:1、函数实际上就是集合 A 到集合 B 的一个特殊映射 ,其特殊处主要在于集合 A ,
B 为非空的数集;其中定义域 A ,就是指原象的集合,值域 Axxf |)( ,就是象的集合。2、函
数符号 )(xfy 表示“ y 是 x 的函数”,应理解为:(1)x 是自变量,它是关系所施加的对象; f 是
对应关系,它可以是一个或几个解析式,可以是图像、表格,也可以是文字描述;(2)符号 y f x
仅仅是函数符号,不是表示“ y 等于 f 与 x 的乘积”, )(xf 也不一定是解析式,再研究函数时,除
用符号 )(xf 外,还常用 ( ), ( ), ( )g x F x G x 等符号来表示。3、判断两个变量之间是否具有函数关系,
只要检验:(1) x 的取值集合是否为空集;(2)根据给出的对应关系,自变量 x 在其定义域内的每
一个值,是否都有唯一确定的函数值与之对应。
五:函数的值:
f a 表示当 x a 时,函数 f x 的值,这个值就由“ f ”这一对应关系来确定; )(xf 与 )(af
是不同的,前者表示以 x 为自变量的函数,后者为常数
六:函数的三要素 :
我们通常把对应法则 f 、定义域 A 、值域 Axxf |)( 称为函数的三要素。由函数的定义可
知,由于函数值域被函数的定义域和对应关系完全确定,这样确定一个函数只需两个要素:定义域
和对应法则。如果两个函数的定义域和对应法则分别相同,我们就说这两个函数是同一函数。
七:区间的概念和记号:
名称 定义 符号 数轴表示
闭区间 x a x b ,a b
开区间 { x a < x <b } ,a b
左闭右开区间 ﹛ x a x <b ﹜ ,a b
左开右闭区间 { x a < x b } ,a b
无穷区间 { x x a } ,a
无穷区间 { x x < a } ,a
无穷区间 { x x a } ,a
3
无穷区间 { x x > a } ,a
特别提醒:书写区间记号时:
(1)有完整的区间外围记号,有两个区间端点,且左端点小于右端点;(2)两个端点之间用“,”
隔开;(3)无穷大是一个符号,不是一个数;以“ ”或“ ”为区间一端时,这一端必是小括
号。
八:分段函数
有些函数在它的定义域中,对于自变量 x 的不同取值范围,对应法则不同,这样的函数通常称
为分段函数。如函数
0
0 0
0
x x
y x x
x x
特别提醒:1、分段函数是一个函数,而不是几个函数;2、它是一类较特殊的函数。在求分段
函数的值 0( )f x 时,一定首先要判断 0x 属于定义域的哪个子集,然后再代相应的关系式;3、分段函
数的值域应是其定义域内不同子集上各关系式的取值范围的并集。
九:复合函数
如果 ,y f u u g x ,那么 y f g x 叫做 f 和 g 的复合函数,其中 g x 为内函数,
f u 为外函数。
类型一 映射的概念
例 1:已知集合 A={1,2,3,4},B={5,6,7},在下列 A 到 B 的四个对应关系中,能否构成 A 到
B 的映射?说明理由.
解析:(1)、(3)是 A 到 B 的映射,都符合映射的定义,即 A 中的每一个元素在 B 中都有惟一元
素与之对应;(2)不是 A 到 B 的映射,因为 A 中的元素 4 在 B 中没有元素与之对应;(4)不是 A 到 B
的映射,因为 A 中的元素 3 在 B 中有两个元素与之对应.
答案:(1)、(3)是 A 到 B 的映射;(2)、(4)不是 A 到 B 的映射
练习 1:设集合 A={x|0≤x≤4},B={y|0≤y≤2},则下列对应 f 中不能构成 A 到 B 的映射的
是( )
A.f:x→y=1
2
x B.f:x→y=x-2
C.f:x→y= x D.f:x→y==|x-2|
答案:B
练习 2: (2014~2015 学年度四川德阳五中高一上学期月考)下列对应是集合 A 到集合 B 的映射
的是( )
A.A=N*,B=N*,f:x→|x-3|
4
B.A={平面内的圆};B={平面内的矩形},f:每一个圆对应它的内接矩形
C.A={x|0≤x≤2},B={y|0≤y≤6},f:x→y=1
2
x
D.A={0,1},B={-1,0,1},f:A 中的数开平方
答案:C
类型二 映射中的象与原象
例 2:已知集合 A=R,B={(x,y)|x,y∈R},f:A→B 是从 A 到 B 的映射,f:x→(x+1,x2
+1),求 A 中元素 2的象和 B 中元素(3
2
,5
4
)的原象.
解析:把 x= 2代入对应法则,得其象为( 2+1,3),
又由
x+1=3
2
x2+1=5
4
,解得 x=1
2
.
∴ 2的象为( 2+1,3),(3
2
,5
4
)的原象为1
2
.
答案: 2的象为( 2+1,3),(3
2
,5
4
)的原象为1
2
.
练习 1:已知映射 f:(x,y)―→(3x-2y+1,4x+3y-1).
(1)求(-1,2)的象;
(2)求(-1,2)的原象.
答案:(-1,2)的象为(-6,1).(-1,2)的原象为(0,1).
练习 2:(2014~2015 学年度安徽宿州市十三校高一上学期期中测试)在映射 f:A→B 中,集合
A=B={(x,y)|x、y∈R},且 f:(x,y)→(x-y,x+y),则 B 中的元素(-1,2)在集合 A 中的原象
为________.
答案:
1
2
,3
2
类型三 函数的概念
例 3:设 M={x|0≤x≤2},N={y|0≤y≤2}给出下列 4 个图形,其中能表示集合 M 到集合 N 的
函数关系的有( )
A.0 个 B.1 个 C.2 个 D.3 个
解析:由函数的定义知,(1)不是,因为集合 M 中 10},f:x→y=|x|;
(2)A=Z,B=Z,f:x→y=x2+x;
答案:(1)否 (2)是
练习 2:下列关于函数与区间的说法正确的是( )
A.函数定义域必不是空集,但值域可以是空集
B.函数定义域和值域确定后,其对应法则也就确定了
C.数集都能用区间表示
D.函数中一个函数值可以有多个自变量值与之对应
答案:D.
类型四 同一函数的判定
例 4:下列各组函数是同一函数的是( )
①f(x)= -2x3与 g(x)=x -2x;
②f(x)=x 与 g(x)= x;
③f(x)=x0 与 g(x)=1
x0;
④f(x)=x2-2x-1 与 g(x)=t2-2t-1.
A.①② B.①③ C.③④ D.①④
解析:对于①、②,两函数的对应法则都不同,对于③、④,两函数的定义域和对应法则都相
同,故选 C.
答案:C.
练习 1:(2014~2015 学年度潍坊四县市高一上学期期中测试)下列四组函数,表示同一函数的
是( )
A.f(x)= x2,g(x)=x
B.f(x)=x,g(x)=x2
x
C.f(x)= x2-4,g(x)= x-2· x+2
D.f(x)=x,g(x)=
3
x3
答案:D
练习 2:下列函数中哪个与函数 xy 是同一个函数,把序号填在横线上 。
1 2
xy ; ② 3 3xy ; ③ 2xy
答案: ②
类型五 函数的定义域
例 5:求下列函数的定义域:
(1)y=3-1
2
x;
(2)y= 2x+3- 1
2-x
+1
x
;
解析:(1)函数 y=3-1
2
x 的定义域为 R.
6
(2)要使函数有意义,则有
2x+3≥0
2-x>0
x≠0
,
解得-3
2
≤x<2,且 x≠0.
∴所求函数的定义域为
x|-3
2
≤x<2,且 x≠0
.
答案:(1)R(2)
x|-3
2
≤x<2,且 x≠0
.
练习 1:求下列函数的定义域:
(1)y= x-1
x2-3x+2
;
(2)y= x2-1+ 1-x2;
(3)y= 1
1-|x|
+ x2-1.
答案:(1) {x∈R|x≠1,且 x≠2}.(2){-1,1}.(3) (-∞,-1)∪(1,+∞).
练习 2:(2014~2015 学年度山东枣庄第八中学高一上学期期中测试)函数 y= x+1
x
的定义域是
( )
A.[-1,+∞) B.(0,+∞)
C.(-1,+∞) D.[-1,0)∪(0,+∞)
答案: D
类型六 求函数值
例 6:若 f(x)=1-x
1+x
(x≠-1),求 f(0),f(1),f(1-a)(a≠2),f[f(2)].
解析:f(0)=1-0
1+0
=1;f(1)=1-1
1+1
=0;
f(1-a)=1- 1-a
1+ 1-a
= a
2-a
(a≠2);
f[f(2)]=1-f 2
1+f 2
=
1-1-2
1+2
1+1-2
1+2
=2.
答案: 2
练习 1:已知函数 f(x)=3x2-5x+2,求 f(3),f(- 2),f(a+1)
答案:f(3)=14;f(- 2)=8+5 2;f(a+1)=3a2+a.
练习 2:已知函数 f(x)=x2+x-1.求 f(2),f(1
x
);
答案: f(2)=5,f
1
x =1+x-x2
x2 .
7
1. 给出下列关于从集合 A 到集合 B 的映射的论述,其中正确的有_________。
① B 中任何一个元素在 A 中必有原象;② A 中不同元素在 B 中的象也不同;③ A 中任何一个
元素在 B 中的象是唯一的;④ A 中任何一个元素在 B 中可以有不同的象;⑤ B 中某一元素在 A 中
的原象可能不止一个;⑥集合 A 与 B 一定是数集;⑦记号 BAf : 与 ABf : 的含义是一样的.
答案:③⑤
2. 下列集合 A 到集合 B 的对应中,判断哪些是 A 到 B 的映射? 判断哪些是 A 到 B 的一一映
射?
(1) ZBNA , ,对应法则 :f ByAxxyx ,, ;
(2) RA , RB ,
xyxf 1: , Ax , By ;
答案: (1)是映射,不是一一映射, (2)是映射,是一一映射.
3. 下列各式能否确定 y 是 x 的函数?
(1) 2 2 1x y ;(2) 2 3 0x y ;(3) 3 2y x x
答案:(1)不能(2)能;(3)不能。
4. 已知 2 3 1f x x x ,则 1f ; 5f ; 2f ;
f a ; 2 1f a 。
答案:-1;41;3 3 2 ; 2 3 1a a ; 24 10 5a a 。
5.下列各组函数中,把表示同一函数组的序号填在横线上 。
① 2
,y x y x ; ② 22 ,y x y x ; ③
2 11, 1
xy x y x
; ④
0 , 1y x y ⑤ 2,y x y x
答案:⑤
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
基础巩固
1.下列对应是从集合 A 到集合 B 的映射的是( )
A、 , 0 , , :A R B x x x R x A f x x 且 B、 , , : 1,A N B N x f xA
C、 20 , , , :A x x x R B R x A f x x 且 D、 1, , , :A Q B Q x A f x x
答案:C
2. 已知 0 4 , 0 2P x x Q y y ,下列对应不表示从 P 到Q 的函数的是( )
A、 1: 2f x y x B、 1: 3f x y x C、 3: 2f x y x D、 :f x y x
答案:C
8
3.(2014~2015 学年度广东肇庆市高一上学期期中测试)函数 f(x)= 2-x+ x-2的定义域为
____________.
答案:2
4. BAf : 是从 A 到 B 的映射,其中 RA , RyxyxB ,),( , )1,1(: 2 xxxf ,
则 A 中元素 2 的象是 ; B 中元素 )2,2( 的原象 。
答案: )3,12( 1
5. 己 知 集 合 4 21,2,3, , 4,7, , 3A k B a a a , 且 , , ,a N x A y B 使 B 元 素
3 1y x 和 A 中的元素 x 对应,则 a = , k = 。
答案:2 5
6. 已知函数 2f x x px q 满足 1 2 0f f ,则 1f 。
答案:6
7. 下列函数中哪个与函数 xy 是同一个函数,把序号填在横线上 。
① 2
xy ; ② 3 3xy ; ③ 2xy
答案:②
能力提升
8. 已知 2 1 1f x x g x x 求 ,f g x g f x
答案: 2
1 1 2f g x x x x ; 2 1 1g f x x
9. 已知
1
0
)(
x
xf
)0(
)0(
)0(
x
x
x
,分别求 1 , 1 , 0 , 1f f f f f f 的值。
答案: (1) 2 ( 1) 0 (0) { [ ( 1)]} 1 f f f f f f ; ; ; ;
10. 将下列集合用区间表示:
(1) 2 01
xx x
; (2) 1 2 3x x x 或 ; (3) 1,x x x R 。
答案:(1) ,1 2, ;(2) 1 2,3 ;(3) , 1 1,1 1, 。
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