高等数学课件--D1_1映射与函数.ppt

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1、第一章分析基础函数极限连续—研究对象—研究方法—研究桥梁函数与极限8/30/2021高等数学课件第一章二、映射三、函数一、集合第一节映射与函数8/30/2021高等数学课件元素a属于集合M,记作元素a不属于集合M,记作一、集合1.定义及表示法定义1.具有某种特定性质的事物的总体称为集合.组成集合的事物称为元素.不含任何元素的集合称为空集,记作.(或).注:M为数集表示M中排除0的集;表示M中排除0与负数的集.简称集简称元8/30/2021高等数学课件表示法：(1)列举法：按某种方式列出集合中的全体元素.例:有限集合自然数集(

2、2)描述法：x所具有的特征例:整数集合或有理数集p与q互质实数集合x为有理数或无理数开区间闭区间8/30/2021高等数学课件无限区间点的邻域其中,a称为邻域中心,称为邻域半径.半开区间去心邻域左邻域:右邻域:8/30/2021高等数学课件是B的子集,或称B包含A,2.集合之间的关系及运算定义2.则称A若且则称A与B相等,例如,显然有下列关系:,,若设有集合记作记作必有8/30/2021高等数学课件定义3.给定两个集合A,B,并集交集且差集且定义下列运算:余集直积特例:记为平面上的全体点集或8/30/2021高等数

3、学课件二、映射某校学生的集合学号的集合按一定规则查号某班学生的集合某教室座位的集合按一定规则入座引例1.8/30/2021高等数学课件引例2.引例3.(点集)(点集)向y轴投影8/30/2021高等数学课件定义4.设X,Y是两个非空集合,若存在一个对应规则f,使得有唯一确定的与之对应,则称f为从X到Y的映射,记作元素y称为元素x在映射f下的像,记作元素x称为元素y在映射f下的原像.集合X称为映射f的定义域;Y的子集称为f的值域.注意:1)映射的三要素—定义域,对应规则,值域.2)元素x的像y是唯一的,但y的原像不一定唯一.8/

4、30/2021高等数学课件对映射若,则称f为满射;若有则称f为单射;若f既是满射又是单射,则称f为双射或一一映射.引例2,3引例2引例28/30/2021高等数学课件例1.海伦公式例2.如图所示,对应阴影部分的面积则在数集自身之间定义了一种映射(满射)例3.如图所示,则有(满射)(满射)8/30/2021高等数学课件X(数集或点集)说明:在不同数学分支中有不同的惯用X(≠)Y(数集)f称为X上的泛函X(≠)Xf称为X上的变换Rf称为定义在X上的函数映射又称为算子.名称.例如,8/30/2021高等数学课件定义域三、函数1.

5、函数的概念定义5.设数集则称映射为定义在D上的函数,记为称为值域函数图形:自变量因变量8/30/2021高等数学课件(对应规则)(值域)(定义域)例如,反正弦主值定义域对应规律的表示方法:解析法、图像法、列表法使表达式或实际问题有意义的自变量集合.定义域值域又如,绝对值函数定义域值域对无实际背景的函数,书写时可以省略定义域.对实际问题,书写函数时必须写出定义域；8/30/2021高等数学课件例4.已知函数解:及写出f(x)的定义域及值域,并求f(x)的定义域值域8/30/2021高等数学课件2.函数的几种特性设函数且有区间(1

6、)有界性使称使称说明:还可定义有上界、有下界、无界.(2)单调性为有界函数.在I上有界.使若对任意正数M,均存在则称f(x)无界.称为有上界称为有下界当称为I上的称为I上的单调增函数;单调减函数.(见P11)8/30/2021高等数学课件(3)奇偶性且有若则称f(x)为偶函数;若则称f(x)为奇函数.说明:若在x=0有定义,为奇函数时,则当必有例如,偶函数双曲余弦记8/30/2021高等数学课件又如,奇函数双曲正弦记再如,奇函数双曲正切记说明:给定则偶函数奇函数8/30/2021高等数学课件(4)周期性且则称为周期函数,若称l

7、为周期(一般指最小正周期).周期为周期为注:周期函数不一定存在最小正周期.例如,常量函数狄利克雷函数x为有理数x为无理数8/30/2021高等数学课件3.反函数与复合函数(1)反函数的概念及性质若函数为单射,则存在一新映射习惯上,的反函数记成称此映射为f的反函数.,其反函数(减)(减).1)y＝f(x)单调递增且也单调递增性质:使其中8/30/2021高等数学课件2)函数与其反函数的图形关于直线对称.例如,对数函数互为反函数,它们都单调递增,其图形关于直线对称.指数函数8/30/2021高等数学课件(2)复合函数则设有函数链

8、称为由①,②确定的复合函数,①②u称为中间变量.注意:构成复合函数的条件不可少.例如,函数链:但可定义复合函数时,虽不能在自然域R下构成复合函数,可定义复合函数当改8/30/2021高等数学课件两个以上函数也可构成复合函数.例如,可定义复合函数:约定:为简单计,书写复合函数时