约3010字 第三章 函数
一、基础知识
定义1 映射,对于任意两个集合A,B,依对应法则f,若对A中的任意一个元素x,在B中都有唯一一个元素与之对应,则称f: A→B为一个映射。
定义2 单射,若f: A→B是一个映射且对任意x, y∈A, x y, 都有f(x) f(y)则称之为单射。
定义3 满射,若f: A→B是映射且对任意y∈B,都有一个x∈A使得f(x)=y,则称f: A→B是A到B上的满射。
定义4 一一映射,若f: A→B既是单射又是满射,则叫做一一映射,只有一一映射存在逆映射,即从B到A由相反的对应法则f-1构成的映射,记作f-1: A→B。
定义5 函数,映射f: A→B中,若A,B都是非空数集,则这个映射为函数。A称为它的定义域,若x∈A, y∈B,且f(x)=y(即x对应B中的y),则y叫做x的象,x叫y的原象。集合{f(x)|x∈A}叫函数的值域。通常函数由解析式给出,此时函数定义域就是使解析式有意义的未知数的取值范围,如函数y=3 -1的定义域为{x|x≥0,x∈R}.
定义6 反函数,若函数f: A→B(通常记作y=f(x))是一一映射,则它的逆映射f-1: A→B叫原函数的反函数,通常写作y=f-1(x). 这里求反函数的过程是:在解析式y=f(x)中反解x得x=f-1(y),然后将x, y互换得y=f-1(x),最后指出反函数的定义域即原函数的值域。例如:函数y= 的反函数是y=1- (x 0).
定理1 互为反函数的两个函数的图象关于直线y=x对称。
定理2 在定义域上为增(减)函数的函数,其反函数必为增(减)函数。
定义7 函数的性质。
(1)单调性:设函数f(x)在区间I上满足对任意的x1, x2∈I并且x1< x2,总有f(x1)<f(x2)(f(x¬)>f(x2)),则称f(x)在区间I上是增(减)函数,区间I称为单调增(减)区间。
(2)奇偶性:设函数y=f(x)的定义域为D,且D是关于原点对称的数集,若对于任意的x∈D,都有f(-x)=-f(x),则称f(x)是奇函数;若对任意的x∈D,都有f(-x)=f(x),则称f(x)是偶函数。奇函数的图象关于原点对称,偶函数的图象关于y轴对称。
(3)周期性:对于函数f(x),如果存在一个不为零的常数T,使得当x取定义域内每一个数时,f(x+T)=f(x)总成立,则称f(x)为周期函数,T称为这个函数的周期,如果周期中存在最小的正数T0,则这个正数叫做函数f(x)的最小正周期。
定义8 如果实数a<b,则数集{x|a<x<b, x∈R}叫做开区间,记作(a,b),集合{x|a≤x≤b,x∈R}记作闭区间[a,b],集合{x|a<x≤b}记作半开半闭区间(a,b],集合{x|a≤x<b}记作半闭半开区间[a, b),集合{x|x>a}记作开区间(a, +∞),集合{x|x≤a}记作半开半闭区间(-∞,a].
定义9 函数的图象,点集{(x,y)|y=f(x), x∈D}称为函数y=f(x)的图象,其中D为f(x)的定义域。通过画图不难得出函数y=f(x)的图象与其他函数图象之间的关系(a,b>0);(1)向右平移a个单位得到y=f(x-a)的图象;(2)向左平移a个单位得到y=f(x+a)的图象;(3)向下平移b个单位得到y=f(x)-b的图象;(4)与函数y=f(-x)的图象关于y轴对称;(5)与函数y=-f(-x)的图象关于原点成中心对称;(6)与函数y=f-1(x)的图象关于直线y=x对称;(7)与函数y=-f(x)的图象关于x轴对称。
定理3 复合函数y=f[g(x)]的单调性,记住四个字:“同增异减”。例如y= , u=2-x在(-∞,2)上是减函数,y= 在(0,+∞)上是减函数,所以y= 在(-∞,2)上是增函数。
注:复合函数单调性的判断方法为同增异减。这里不做严格论证,求导之后是显然的。
二、方法与例题
1.数形结合法。
例1 求方程|x-1|= 的正根的个数.
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