内容正文:
3.1 函数的概念及其表示
第三章 函数的概念与性质
第一课时:函数的概念
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目录
contents
1
函数的概念
2
函数的区间
3
提分训练
课程导入
问题情境:一枚炮弹发射后,经过26秒落到地面,射高为845米。炮弹距地面的高度h(米)与时间t(秒)的关系满足:h=130t-5t²
核心思考:① 时间t的取值范围是什么? ② 高度h的取值范围是什么? ③ 这种变量关系能否用初中“变量说”来描述?
新知探究
1. 函数的概念
定义:一般地,设A,B是非空的实数集,如果对于集合A中的任意一个数x,按照某种确定的对应关系f,在集合B中都有唯一确定的数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.
核心要点解读
标准形式:y=f(x), x∈A
它不仅是一个表达式,更描述了两个非空数集间的确定依赖关系。这种“任意性”与“唯一性”的对应,是连接代数与几何、描述变化规律的基础。
新知探究
函数的四个特征:
①非空性:A,B必须为非空数集,定义域或值域为空集的函数是不存在的.
②任意性:即定义域中的每一个元素都有函数值.
③单值性:每一个自变量有且仅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.
新知探究
2. 函数的三要素
函数是描述变量间依赖关系的数学模型,其完整定义由三个核心要素构成。这三个要素不仅明确了函数的构成规则,更是判断两个函数是否相同的根本依据:
定义域:自变量x的取值范围集合A,是函数存在的前提,规定了输入的有效性边界,是研究函数性质的基础;
对应关系:连接x与y的法则f,是函数的核心灵魂,确立了输入到输出的映射规则,是函数的本质特征。
值域:函数值的集合 {f(x)|x∈A},是自变量通过对应关系得到的所有输出值的集合,由前两者唯一确定。
新知探究
函数的相等:
同一函数:只有当两个函数的定义域和对应关系都分别相同时,这两个函数才相等,即是同一个函数.
核心结论
定义域和对应关系是决定函数的关键,二者一旦确定,函数的值域也随之确定
❓定义域和值域分别相同的两个函数是同一个函数吗?
✏不一定,如果对应关系不同,这两个函数一定不是同一个函数.
小试牛刀
例1:下列说法正确的是( )
A.函数值域中每一个数在定义域中一定只有一个数与之对应
B.函数的定义域和值域可以是空集
C.函数的定义域和值域一定是数集
D.函数的定义域和值域确定后,函数的对应关系也就确定了
C
小试牛刀
【解析】
根据从集合A到集合B函数的定义可知,强调A中元素的任意性和B中对应元素的唯一性,所以A中的多个元素可以对应B中的同一个元素,从而选项A错误;同样由函数定义可知,A、B集合都是非空数集,故选项B错误;选项C正确;对于选项D,可以举例说明,如定义域、值域均为A={0,1}的函数,对应关系可以是x→x,x∈A,,还可以是x→x2,x∈A.
故选:C.
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1
函数的概念
2
函数的区间
3
提分训练
新知探究
3.区间的概念:
定义:区间是表示数集的一种简便方法,是描述连续实数集合的专用符号语言,广泛应用于不等式与函数定义域表示。
本质:区间并非独立概念,而是集合的另一种直观表示形式,将集合的描述法简化为更易书写和运算的符号形式。
📝 实例对照
①有限区间:集合 {x|1≤x≤5} 记作 [1,5]
(方括号表示包含端点);
②无限区间:集合 {x|x>3} 记作 (3,+∞)
(圆括号表示不包含,无穷大始终用圆括号)。
新知探究
开区间与闭区间:
设a,b是两个实数,而且a<b.我们规定:
(1)满足不等式a≤x≤b的实数x的集合叫做闭区间,表示为[a,b];
(2)满足不等式a<x<b的实数x的集合叫做开区间,表示为(a,b);
(3)满足不等式a≤x<b或a<x≤b的实数x的集合叫做半开半闭区间,分别表示为[a,b),(a,b].这里的实数a与b都叫做相应区间的端点.
核心点拨
1. 端点前提:a和b是区间端点,必须满足 a<b,否则区间无意义。
2. 符号法则:方括号[ ] 代表包含端点,圆括号 ( )代表不包含端点,书写时需严格对应。
3. 特殊区间:还有半开半闭区间形式:[a, b) 或 (a, b],它们是连接开闭区间的重要过渡类型。
小试牛刀
解题思路
1. 符号对应:方括号[ ]对应≤或≥,圆括号( )对应<或>;
2. 无穷规则:-∞与+∞搭配圆括号,不可使用方括号;
3. 并集处理:多个区间用∪连接,对应集合中“或”的逻辑关系。
例2、区间与数集的互化
①将集合 {x|-1≤x<5} 用区间的形式表示出来。
②将区间 (-∞, 0]∪(3,+∞) 用集合的描述法表示。
小试牛刀
【解析】①
左端点判定:不等式为-1≤x,说明包含端点-1,在区间表示中,包含端点需使用方括号[
右端点判定:不等式为x<5,说明不包含端点5,在区间表示中,不包含端点需使用圆括号)
最终书写:该集合用区间表示为[-1, 5)
例2、区间与数集的互化
①将集合 {x|-1≤x<5} 用区间的形式表示出来。
②将区间 (-∞, 0]∪(3,+∞) 用集合的描述法表示。
小试牛刀
【解析】②
(-∞, 0] 表示所有小于或等于0的实数,即满足x≤0;(3,+∞) 表示所有大于3的实数,即满足x>3;符号“∪”代表并集,逻辑上表示“或”的关系。
集合描述法的标准形式为 {代表元素|元素满足的特征}。
本题中研究对象为实数x,因此代表元素为x。
将条件整合,可得该区间对应的集合为:{x|x≤0或x>3}
例2、区间与数集的互化
①将集合 {x|-1≤x<5} 用区间的形式表示出来。
②将区间 (-∞, 0]∪(3,+∞) 用集合的描述法表示。
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函数的概念
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函数的区间
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提分训练
提分训练
题型1 对函数概念的理解
1、若函数y=f(x)的定义域M={x|-2≤x≤2},值域为N={y|0≤y≤2},则函数y=f(x)的图象可能是( )
B
【解析】
解: 解析 A中定义域是{x|-2≤x≤0},不是M={x|-2≤x≤2},C中图象不表示函数关系,D中值域不是N={y|0≤y≤2}..
故选:B.
提分训练
题型1 对函数概念的理解
2、下列集合A、B及其对应法则不能构成函数的是( )
A.A=B=R,f(x)=|x+1| B.A=B=R,f(x)=
C.A={1,2,3},B={4,5,6,7},f(x)=x+3
D.A={x|x>0},B={1},f(x)=x0
B
【解析】
解: 对于A,C,D,集合A中的任意一个元素,按照对应法则f(x),在集合B中都有唯一个元素与之对应,符合函数的定义,所以A,C,D正确,
对于B,对于集合A中元素0在集合B中没有元素与之对应,不符合函数的定义,故B错误,故选:B.
提分训练
题型2 同一函数的判断
3、已知函数 f(x) = x²,g(x) = x²,则二者的关系是( )
A.是同一函数 B.不是同一函数
C.定义域不同 D.对应关系不同
A
【解析】
解:判断同一函数的核心依据是:定义域与对应关系必须完全一致。
① 定义域:f(x) = x² 的定义域为全体实数 R;g(x) = x² 的定义域也为 R;
② 对应关系:两个函数均为“对自变量取平方”,法则完全相同;
结论:二者定义域和对应关系均相同,因此是同一函数
故选:A.
提分训练
题型3 函数的定义域问题
4、已知函数f(x)的定义域为[-1,2),则函数f(x-1)的定义域为( )
A.[-1,2) B.[0,2) C.[0,3) D.[-2,1)
C
【解析】
解:∵f(x)的定义域为[-1,2),
∴-1≤x-1<2,得0≤x<3,
∴f(x-1)的定义域为[0,3).
故选:C.
提分训练
题型3 函数的定义域问题
5、若函数f(2x-1)的定义域为[0,1),则函数f(1-3x)的定义域为________
(0,
【解析】
解:因为f(2x-1)的定义域为[0,1),即0≤x<1,
所以-1≤2x-1<1.所以f(x)的定义域为[-1,1).
所以-1≤1-3x<1,解得0<x≤.
所以f(1-3x)的定义域为(0,
追求卓越
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