内容正文:
3.1.1 函数及其表示方式
第2课时
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问题1 函数的表示方法有哪些呢?
(1)解析法
前面我们所接触到的函数y=f(x)中,绝大多数f(x)都是用代数式(或解析式)来表示的,例如f(x)=2x+1,这种表示函数的方法称为解析法.
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问题1 函数的表示方法有哪些呢?
(2)列表法
前面给出的关于中国创新指数的函数,实际上是用列表的形式给出了函数的对应关系,这种表示函数的方法称为列表法.
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问题1 函数的表示方法有哪些呢?
(3)图像法
如果将这个函数的定义域记为D,值域记为S,则有
D={2008,2009,2010,2011,2012,2013,2014,2015},
S={116.5,125.5,131.8,139.6,148.2,152.6,158.2,171.5}
前面给出的与心电图有关的函数,实际上是用图的形式给出了函数的对应关系.
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问题3 函数的表示方法各有哪些优势?
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【画一画】作出函数y=-x+1的图像.
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例1 已知函数f(x)、g(x)分别由下表给出.
解:
(1)由表格可知f(g(1))= f(3)=1;
x 1 2 3
f(x) 1 3 1
x 1 2 3
g(x) 3 2 1
(1)求f(g(1));
(2)求不等式f(g(x))>g(f(x))的解集.
(2)将x=1,2,3依次代入f(g(x))>g(f(x))中检验,
可知满足条件的x只有2,因此解集为{2}.
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例2 北京市自2014年5月1日起,居民用水实行阶梯水价:年用水量不超过180 m3的部分,水价为5元/m3;超过180 m3但不超过260 m3的部分,水价为7元/m3.如果北京市一居民年用水量为x m3,其要缴纳的水费为f(x)元.假设0≤x≤260,试写出f(x)的解析式,并作出f(x)的图像.
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例2 假设0≤x≤260,试写出f(x)的解析式,并作出f(x)的图像.
解:
因此
注意到f(x)在不同的区间上,解析式都是一次函数的形式,
因此y=f(x)在每个区间上的图像都是直线的一部分,
如果x∈[0,180],则f(x)=5x;
如果x∈(180,260],按照题意有
f(x)=5×80+7(x-180)=7x-360.
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例2 假设0≤x≤260,试写出f(x)的解析式,并作出f(x)的图像.
解:
又因为
由此可作出函数图像如图所示.
f(180)=5×180=900,
f(260)=7×60-360=1460,
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如果一个函数,在其定义域内,对于自变量的不同取值区间,有不同的对应方式,则称其为分段函数.说明:分段函数是一个函数.
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整体概览
问题4 函数 被称为秋利克雷函数,你能说出这个函数的定义域、值域吗?你能作出这个函数的图像吗?
函数的定义域为R,
不能.
值域为{0,1},
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例3 设x为任意一个实数,y是不超过x的最大整数,判断这种对应关系是否是函数.如果是,作出这个函数的图像;如果不是,说明理由.
追问:依照题意填写下表,然后判断对应关系是否是函数.
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x 6.89 5 π -1.5 -2
y 6
3
-2
-2
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例3 设x为任意一个实数,y是不超过x的最大整数,判断这种对应关系是否是函数.如果是,作出这个函数的图像;如果不是,说明理由.
解:
因为当n∈Z且x∈[n,n+1)时,有y=n,
因为任何一个实数x,都必定在某个形如[n,n+1)的区间内.
因此给定一个x,有唯一的y与之对应,所以这种对应关系是函数.
由上可看出,在每一个区间[n,n+1)内,函数的图像是直线的一部分,由此可作出这个函数的图像如图所示.
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例3 设x为任意一个实数,y是不超过x的最大整数,判断这种对应关系是否是函数.如果是,作出这个函数的图像;如果不是,说明理由.
解:
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该例中的函数通常称为取整函数,记作y=[x],其定义域是R,值域是Z.这个函数早在18世纪就被“数学王子”高斯提出,因此也被称为高斯取整函数.在以后的学习中,我们还会碰到值域只有一个元素的函数,这类函数通常称为常数函数.也就是说,常数函数中所有自变量对应的函数值都相等.例如f(x)=7,x∈R是一个常数函数,它的值域是{7},图像是一条垂直于y轴的直线.
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例4 已知函数 ,指出这个函数的定义域、值域,并作出这个函数的图像.
解:
函数的定义域为[0,+∞).
由 在y≥0时有解可知,函数的值域为[0,+∞).
通过描点作图法,可以作出这个函数的图像如下图所示.
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例5 已知二次函数的图像过点(-1,4),(0,