内容正文:
4.1 函数
重点
1.理解函数的相关概念,并能判断两个变量间的关系是不是函数关系.
2.能确定简单实际问题中函数自变量的取值范围,并会根据自变量的值确定与之对应的函数值.
3.掌握函数的三种表示方法.
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当坐在摩天轮上时,随着时间的变化,离地面的高度也在不断变化.摩天轮上某一点离地面的高度 h(单位:m)与旋转时间 t(单位:min)之间存在着一种关系.
探 究1 下图反映了一个摩天轮上某一点的高度 h (单位:m) 与旋转时间 t (单位:min) 之间的关系.
(1) 根据右图填表:
t / min 0 1 2 3 4 5 …
h / m …
3
14
36
47
36
14
(2) 对于给定的时间 t,相应的高度 h 确定吗?
确定,对于给定的时间 t,相应的高度h随之确定 .
探 究2 圆柱形物体常常像下图那样堆放.随着层数的增加,物体的总数是如何变化的?
(1) 请填写下表:
层数 n 1 2 3 4 5 …
物体总数 y …
1
3
6
10
15
(2) 随着层数的增加,物体的总数如何变化?
随着层数的增加,物体总数也在不断增加.
(3)给定任一层数 n,你能确定相应的物体总数 y吗?有几个 y 值和它对应?
层数 n 1 2 3 4 5 …
物体总数 y 1 3 6 10 15 …
能确定,且只有唯一一个 y 值和它对应!
探 究3 一定质量的气体在体积不变时,若温度降低到-273.15℃,则气体的压强为零. 因此,物理学把-273.15℃ 作为热力学温度的零度. 热力学温度 T (单位:K) 与摄氏温度 t (单位:℃) 之间有如下数量关系:
T = t + 273.15,T ≥ 0.
(1) 随着摄氏温度的增加,热力学温度如何变化?
随着摄氏温度的增加,热力学温度也在不断升高
(2) 给定一个大于-273.15℃ 的 t 值,你都能求出相应的 T 值吗?
能确定,并且有唯一一个 T 值和它对应
思考·交流 上面三个问题都研究了两个变量之间的关系,它们有什么相同点和不同点?
①时间 t 、相应的高度 h ;
②层数n、物体总数y;
③摄氏温度t 、热力学温度T.
相同点:都有两个变量,给定其中某一个变量的值,相应地就确定了另一个变量的值.
不同点:变量之间关系的表示方式不同.
注意:1.函数不是数,它是指某一变化过程中两个变量之间的关系;
2.一个自变量x的值只能对应唯一一个y值,但一个确定的y值可以对应多个不同的x值.
归纳总结
一般地,如果在一个变化过程中有两个变量 x 和 y,并且对于变量 x 的每一个值,变量 y 都有唯一的值与它对应,那么我们称 y 是 x 的函数,其中 x 是自变量.
例1 下列关系式中,表示 y 是 x 的函数关系的是_________.
① y = 2x + 3; ② y = x2 + 3; ③ y = 2|x|;
④ ; ⑤ y2- 3x = 10.
点拨:函数需满足的两个关键点:①有两个变量;②对于变量 x 的每个值,都有唯一的变量 y 值与其对应.
一个 x 值,有两个 y 值与它对应
①②③
探 究3 一定质量的气体在体积不变时,若温度降低到-273.15℃,则气体的压强为零. 因此,物理学把-273.15℃ 作为热力学温度的零度. 热力学温度 T (单位:K) 与摄氏温度 t (单位:℃) 之间有如下数量关系:
T = t + 273.15,T ≥ 0.
(3) 当t分别为-43℃,-27℃,0℃,18℃时,相应的热力学温度T是多少?
解:当 t=-43 ℃ 时,T=-43+273.15=230.15 (K);
当 t=-27 ℃ 时,T=-27+273.15=246 .15(K);
当 t=0 ℃ 时,T=0+273.15=273.15 (K);
当 t=18 ℃ 时,T=18+273.15=291.15 (K).
归纳总结
对于自变量在可取值范围内的一个确定的值 a,函数有唯一确定的对应值,这个对应值称为当自变量等于a时的函数值.
即:如果y是x的函数,当x=a时,y=b,那么b叫做当 x=a时的函数值.
注意:函数不是数,它是指某一变化过程中两个变量之间的关系,而函数值是一个数,它是自变量确定时对应的因变量的值.
尝试·思考 (1)以上三个探究问题中,都用到了什么方法来表示函数呢?
1.
层数 n 1 2 3 4 5 …
物体总数 y 1 3 6 10 15 …
2.
3. T = t + 273.15,T ≥ 0
图象法
列表法
关系式法
尝试·思考 (2)三种表示函数的方法,有什么特点呢?
T = t + 273.15,T ≥ 0
(1)图象的方式更能呈现自变量和函数之间的变化关系;
(2)表格能清晰地显示变量间的数量关系;
(3)关系式能够准确而简洁地阐述函数的计算方法和变化规律.
尝试·思考 (3)上述的三个问题中,自变量能取哪些值?
自变量的取值范围:t ≥ 0
探究1 摩天轮
探究2 物体堆放
层数 n 1 2 3 4 5 …
物体总数 y 1 3 6 10 15 …
自变量的取值范围:n 取正整数
尝试·思考 (3)上述的三个问题中,自变量能取哪些值?
探究3 一定质量的气体在体积不变时,假若温度降低到-273.15℃,则气体的压强为零. 因此,物理学把-273.15℃ 作为热力学温度的零度. 热力学温度 T (K) 与摄氏温度 t (℃) 之间有如下数量关系:
T = t + 273.15,T ≥ 0.
自变量的取值范围:t ≥-273.15.
例2 请求出下列函数中自变量的取值范围.
(1) y = 2x + 3
(2)
(3)
(4)
(5)y=x-2
x 为任意实数.
分母不为0,所以x+1≠0,所以x ≠-1.
根号里面大于等于0,所以2x-1≥0,所以x ≥ .
根号里面大于等于0,分母不为0,所以x+1 >0,即x >-1.
使底数不为0;所以 x≠0.
类型 特点 举例 自变量取值范围
整式型 等式右边是关于自变量的整式 y=2x+3
分式型 等式右边是关于自变量的分式
根式型 等号右边是二次根式
零次幂(或负整数次幂) 等号右边是关于自变量的零次幂或负整次幂 y=x0
y=x-2
复合型 包含以上情况中至少两种
归纳总结
常见函数表达式中自变量取值范围的确定
全体实数
使分母不为0的实数
使底数不为0的实数
根号下大于等于0,分母不为0
使根号下式子的值大于或等于0的实数
确定函数自变量的取值范围应从两个方面考虑:
(1)要使函数关系式有意义;
(2)对于实际问题中函数关系,还应使实际问题有意义.
归纳总结
1.如图所示的图象中,表示y是x的函数的个数是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
B
2.(2025云南)函数 的自变量x的取值范围为 ( )
A. x ≠4 B. x ≠3
C. x ≠2 D. x ≠1
D
3.按如图所示的运算程序,能使输出y值为1的是( )
A.m=1,n=1 B.m=1,n=0
C.m=1,n=2 D.m=2,n=1
D
4.(跨生物学科)蛇的体温随外部环境温度的变化而变化.一条蛇在两昼夜之间的体温变化情况如图所示.
(1)第一天,蛇体温的变化范围是什么?它的体温从最低上升到最高需要多少时间?
解:由题中图象知,第一天即横坐标在0到24 之间,在此范围内图象的最高点坐标是(16,40),最低点坐标是(4,35),故蛇体温的变化范围是 35~40 ℃,它的体温从最低上升到最高需要 16-4=12(h).
(3)y是x的函数吗?
(2)若用x表示时间(单位:h),y表示蛇的体温(单位:℃),将相应数据填入下表:
x/h 4 12 20 28 32 40 48
y/℃
35
39
39
35
37
40
36
解:y是x的函数.
一般地,如果在一个变化过程中有两个变量 x 和 y,并且对于变量 x 的每个值,变量 y 都有唯一的值与它对应,那么我们称 y 是 x 的函数,其中 x 是自变量.
概念
函数
对于自变量在可取值范围内的一个确定的值 a,函数有唯一确定的对应值,这个对应值称为当自变量等于 a 时的函数值.
函数表示方式
图象法、列表法、关系式法.
函数值
$