函数
仪器信息网 · 2009-03-09 19:21 · 11481 次点击
目录
简介
反函数
隐函数
多元函数
二次函数
三角函数
函数概念的发展历史
幂函数
高斯函数
复变函数
阶梯函数
简介
在数学领域,函数是一种关系,这种关系使一个集合里的每一个元素对应到另一个(可能相同的)集合里的唯一元素。
----Avariablesorelatedtoanotherthatforeachvalueassumedbyonethereisavaluedeterminedfortheother.
自变量,函数一个与他量有关联的变量,这一量中的任何一值都能在他量中找到对应的固定值。
----Aruleofcorrespondencebetweentwosetssuchthatthereisauniqueelementinthesecondsetassignedtoeachelementinthefirstset.
函数两组元素一一对应的规则,第一组中的每个元素在第二组中只有唯一的对应量。
函数的概念对于数学和数量学的每一个分支来说都是最基础的。
~‖函数的定义:设x和y是两个变量,D是实数集的某个子集,若对于D中的每个值x,变量y按照一定的法则有一个确定的值y与之对应,称变量y为变量x的函数,记作y=f(x).
数集D称为函数的定义域,由函数对应法则或实际问题的要求来确定。相应的函数值的全体称为函数的值域,对应法则和定义域是函数的两个要素。
functions
数学中的一种对应关系,是从非空集合A到实数集B的对应。简单地说,甲随着乙变,甲就是乙的函数。精确地说,设X是一个非空集合,Y是非空数集,f是个对应法则,若对X中的每个x,按对应法则f,使Y中存在唯一的一个元素y与之对应,就称对应法则f是X上的一个函数,记作y=f(x),称X为函数f(x)的定义域,集合{y|y=f(x),x∈R}为其值域(值域是Y的子集),x叫做自变量,y叫做因变量,习惯上也说y是x的函数。
若先定义映射的概念,可以简单定义函数为:定义在非空数集之间的映射称为函数。
例1:y=sinxX=[0,2π],Y=[-1,1],它给出了一个函数关系。当然,把Y改为Y1=(a,b),a<b为任意实数,仍然是一个函数关系。
其深度y与一岸边点O到测量点的距离x之间的对应关系呈曲线,这代表一个函数,定义域为[0,b]。以上3例展示了函数的三种表示法:公式法,表格法和图像法。
一般地,在一个变化过程中,如果有两个变量X与Y,并且对于X的每一个确定的值,Y都有为一得值与其对应,那么我们就说X是自变量,Y是X的函数。如果当X=A时Y=B,那么B叫做当自变量的值为A时的函数值。
复合函数
有3个变量,y是u的函数,y=ψ(u),u是x的函数,u=f(x),往往能形成链:y通过中间变量u构成了x的函数:
x→u→y,这要看定义域:设ψ的定义域为U。f的值域为U,当U*ÍU时,称f与ψ构成一个复合函数,例如y=lgsinx,x∈(0,π)。此时sinx>0,lgsinx有意义。但如若规定x∈(-π,0),此时sinx<0,lgsinx无意义,就成不了复合函数。
反函数
就关系而言,一般是双向的,函数也如此,设y=f(x)为已知的函数,若对每个y∈Y,有唯一的x∈X,使f(x)=y,这是一个由y找x的过程,即x成了y的函数,记为x=f-1(y)。称f-1为f的反函数。习惯上用x表示自变量,故这个函数仍记为y=f-1(x),例如y=sinx与y=arcsinx互为反函数。在同一坐标系中,y=f(x)与y=f-1(x)的图形关于直线y=x对称。
隐函数
若能由函数方程F(x,y)=0确定y为x的函数y=f(x),即F(x,f(x))≡0,就称y是x的隐函数。
思考:隐函数是否为函数?因为在其变化的过程中并不满足“一对一”和“多对一”
多元函数
设点(x1,x2,…,xn)∈GÍRn,UÍR1,若对每一点(x1,x2,…,xn)∈G,由某规则f有唯一的u∈U与之对应:f:G→U,u=f(x1,x2,…,xn),则称f为一个n元函数,G为定义域,U为值域。
基本初等函数及其图像幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数称为基本初等函数。
①幂函数:y=xμ(μ≠0,μ为任意实数)定义域:μ为正整数时为(-∞,+∞),μ为负整数时是(-∞,0)∪(0,+∞);μ=α(为整数),当α是奇数时为(-∞,+∞),当α是偶数时为(0,+∞);μ=p/q,p,q互素,作为的复合函数进行讨论。略图如图2、图3。
②指数函数:y=ax(a>0,a≠1),定义成为(-∞,+∞),值域为(0,+∞),a>0时是严格单调增加的函数(即当x2>x1时,),0<a<1时是严格单减函数。对任何a,图像均过点(0,1),注意y=ax和y=()x的图形关于y轴对称。如图4。
③对数函数:y=logax(a>0),称a为底,定义域为(0,+∞),值域为(-∞,+∞)。a>1时是严格单调增加的,0<a<1时是严格单减的。不论a为何值,对数函数的图形均过点(1,0),对数函数与指数函数互为反函数。如图5。
以10为底的对数称为常用对数,简记为lgx。在科学技术中普遍使用的是以e为底的对数,即自然对数,记作lnx。
④三角函数:见表2。
正弦函数、余弦函数如图6,图7所示。
⑤反三角函数:见表3。双曲正、余弦如图8。
⑥双曲函数:双曲正弦(ex-e-x),双曲余弦?(ex+e-x),双曲正切(ex-e-x)/(ex+e-x),双曲余切(ex+e-x)/(ex-e-x)。
补充
在数学领域,函数是一种关系,这种关系使一个集合里的每一个元素对应到另一个(可能相同的)集合里的唯一元素(这只是一元函数f(x)=y的情况,请按英文原文把普遍定义给出,谢谢)。函数的概念对于数学和数量学的每一个分支来说都是最基础的。
术语函数,映射,对应,变换通常都是同一个意思。
二次函数
一般地,自变量x和因变量y之间存在如下关系:
y=ax^2+bx+c
(a,b,c为常数,a≠0,且a决定函数的开口方向,a>0时,开口方向向上,a