内容正文:
第5章
5.1
函数的概念和图象
学习目标
1.体会函数是描述变量之间的依赖关系的重要模型,理解函数的概念.
2.了解函数构成的要素有定义域、对应关系、值域,会求一些简单函数的定义域和值域.
3.理解函数图象的实质,会用描点法画出简单函数的图象.
核心素养:数学抽象、数学运算、直观想象
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新知学习
一、函数的概念
给定两个非空实数集合A和B,如果按照某种对应关系f,对于集合A中的每一个实数x,在集合B中都有唯一的实数y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叫作自变量,集合A叫作函数的定义域,与x的值相对应的y值叫作函数值,函数值的集合{y|y=f(x),x∈A}叫作函数的值域.
【知识解读】函数的四个特性
(1)非空性:函数定义中的集合A,B必须是两个非空的数集,如y=+就不是函数(定义域为空集);
(2)任意性:即定义域中的每一个元素都有函数值;
(3)单值性:每一个自变量有唯一的函数值与之对应;
(4)方向性:函数是一个从定义域到值域的对应关系,如果改变这个对应方向,那么新的对应所确定的关系就不一定是函数关系.
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二、函数的三要素
由函数的定义可知,一个函数的构成要素为定义域、对应关系和值域.
【知识解读】
1.定义域:函数的定义域是函数的自变量构成的集合.
2.对应关系:对应关系f是函数的本质特征,y=f(x)仅仅是函数的符号,可以是解析式,也可以是图象,还可以是表格.
3.函数的值域:函数的值域由函数的定义域和对应关系所确定,函数的值域也是一个数集.
4.由于值域是由定义域和对应关系决定的,因此确定一个函数只需要两个要素:定义域和对应关系.即要检验给定的两个变量(变量均为数值)之间是否具有函数关系,只要检验:
(1)定义域和对应关系是否给出;
(2)根据给出的对应关系,对于自变量x在其定义域中的每一个值,是否都有唯一的函数值y和它对应.
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示例 求下列函数的定义域:
(1)y=2x+3;(2)f(x)=;(3)y=+;(4)y=;(5)y=(1-2x)0.
【解】(1)函数y=2x+3的定义域为{x|x∈R}.
(2)要使函数有意义,则x+1≠0,即x≠-1.故函数的定义域为{x|x≠-1}.
(3)要使函数有意义,则即所以x=1,从而函数的定义域为{1}.
(4)因为当x2-1≠0,即x≠±1时,有意义,所以函数的定义域是{x|x≠±1}.
(5)因为1-2x≠0,即x≠,所以函数的定义域为xx≠.
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示例 求函数y=x+1,x∈{1,2,3,4,5}的值域.
【解】因为x∈{1,2,3,4,5},
所以分别代入y=x+1,可得函数的值域为{2,3,4,5,6}.
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三、同一函数
由函数定义可知,若两个函数的表达形式不同,但如果其对应关系相同,定义域相同,那么这两个函数就是同一函数.
【知识剖析】当一个函数的对应关系和定义域确定后,其值域就随之确定,所以两个函数当且仅当定义域和对应关系相同时,才为同一函数.换言之,
(1)定义域不同,两个函数不同,如f(x)=x和g(x)=()2;
(2)值域不同,两函数不同,如f(x)=x2和g(x)=x2+1;
(3)对应关系不同,两函数不同,如f(x)=x和g(x)=|x|.
即使两个函数的定义域和值域分别相同,也不一定是同一函数.如y=5x与y=x,它们的定义域和值域都是实数集R,但不是同一函数.
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四、函数的图象
1.函数图象的概念
将自变量的一个值x0作为横坐标,相应的函数值f(x0)作为纵坐标,就得到坐标平面上的一个点(x0,
f(x0)).当自变量取遍函数定义域A中的每一个值时,就得到一系列这样的点.
所有这些点组成的集合(点集)为 {(x,f(x))|x∈A},即{(x,y)|y=f(x),x∈A},
所有这些点组成的图形就是函数y=f(x)的图象.
例如,初中学习过的y=的图象就是由点集中的元素(点)组成的图形.
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【特别提示】
(1)函数的图象通常是一条连续的曲线或直线,但有时它也可以是一段或几段平滑曲线,也可以由一些孤立的点或几段线段组成,还可以由折线或射线来构成,或者是点、线段、射线、折线和曲线组合而成,甚至可以是一些无规则的曲线.
(2)函数的图象与垂直于x轴的直线最多有一个交点.
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2.函数图象的画法及应用
画函数图象的常用方法是描点法,有列表、