内容正文:
第5章
函数概念与性质
数学 (SJ) · 高中·必修一
5 . 1
函数的概念和图象
在现实生活中,我们可能会遇到下列问题:
1. 人口数量变化趋势是我们制定一系列相关政策的依据. 从中国统计年鉴中可以查得我国1979~2014 年人口数据资料(年末)如表5-1-1所示,你能根据该表说出我国人口的变化情况吗?
表5-1-1 1979~2014 年我国人口数据表
年份 1979 1984 1989 1994 1999 2004 2009 2014
人口数/百万 975 1044 1127 1199 1258 1300 1335 1368
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2. 一物体从静止开始下落,下落的距离 y (单位:m) 与下落时间 x (单位:s) 之间近似地满足关系式 y=4.9x2.
若一物体下落 2s,你能求出它下落的距离吗?
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3. 图 5-1-1为某市一天 24 小时内的气温变化图.
(1) 上午 6 时的气温约是多少?全天的最高、最低气温分别是多少?
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(2) 在什么时刻,气温为 0℃?
(3) 在什么时段内,气温在 0℃以上?
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在上述的每个问题中都含有两个变量,当一个变量的取值确定后,另一个变量的值随之唯一确定.
根据初中学过的知识,每一个问题都涉及一个确定的函数.
这就是它们的共同特点.
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● 如何用集合语言来阐述上述 3 个问题的共同特点?
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第一,每个问题均涉及两个非空数集 A,B.
例如,在第一个问题中,一个集合 A 由年份数组成,即 A={1979,1984,1989,1994,1999,2004,2009,2014};
另一个集合 B由人口数(百万) 组成,即
B={975,1 044,1 127,1 199,1 258,1 300,1 335,1 368}.
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第二,每个问题均存在某种对应关系,对于A 中任意元素x ,B 中总有一个元素 y 与之对应.
例如,在第一个问题中,若x (年份)取 1979,则 y (百万) 取 975.
这时,我们说“1979 对应到975”,或者说“输入1979,输出975”,简记为
1979 → 975.
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图 5-1-2 所示的“箭头图”可以清楚地表示这种对应关系,这种对应具有“一个输入值对应到唯一的输出值”的特征.
1979
1984
1989
1994
1999
2004
2009
2014
975
1044
1127
1199
1258
1300
1335
1368
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一、函数
(1) 概念:
①定义:一般地,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______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.
唯一
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② 记法:y=f(x),x∈A.
③定义域:x叫作自变量,集合A叫作函数的定义域;
值域:所有输出值y组成的集合{y∣y=f(x),x∈A}
称为函数的值域.
(2)本质:函数的集合定义.
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【思考】
1. 对于函数 f:A→B,值域一定是集合B吗?为什么?
提示:不一定.值域是集合B的子集.
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2. 对应关系f必须是一个解析式的形式吗?为什么?
3. f(x)的含义是什么?
提示:不一定.可以是数表,也可以是图象.
提示:集合A中的数x在对应关系f的作用下对应的数.
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考察本章引言中的问题(1),对于每一个 x (x∈(0,+∞)),都有唯一的实数 y=π 与 x 对应. 因此,y=π (x∈(0,+∞)) 是x的函数.
由函数定义还可知,虽然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个函数.
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