初中函数的概念

初中函数的概念

一般地,如果在一个变化过程中有两个 变量 $x$和$y$, 对于$x$的每一个确定的值,$y$都有 唯一 确定的值与其对应,就说$y$是$x$的 函数 。 其中$x$是自变量,$y$是因变量。

问题4 我国城镇居民恩格尔系数

年份$y$ 恩格尔系数$r$(%)
2016 29.3
2017 28.6
2018 27.7
2019 27.6
2020 29.2
2021 28.6
恩格尔系数$r$是年份$y$的函数么?
**归纳**: 上述问题1至问题4中的函数有哪些共同特征?由此你能概括出函数的本质特征吗?
**归纳**: 上述问题1至问题4中的函数有哪些共同特征?由此你能概括出函数的本质特征吗? ### 共同特征 - 自变量取值范围和函数值的范围都可以用集合表示 - 都有一个对应关系 - 都有唯一的函数值与每个自变量对应
### **函数的概念** 一般地,设$A,B$是非空的实数集,如果对于集合$A$中的任意一个实数$x$,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 $f:A\rightarrow B$为从集合$A$到集合$B$的一个函数。 记作:$y=f(x),x\in A$
### **函数的概念** 这其中,$x$叫做自变量,$x$的取值范围$A$叫做函数的定义域;与$x$的值相对应的$y$值叫做函数值,函数值的集合{$ \{ f(x)|x\in A \}$}叫做函数的值域。显然,值域是集合$B$的子集。

函数的概念

可见,构成函数的要素为: 定义域对应关系值域。因为值域是由定义域和对应关系决定的,所以如果两个函数的定义域相同, 且对应关系完全一致,即相同的自变量对应的函数值相同,那么这两个函数是同一个函数。

### **函数的概念** - 集合A,B为非空实数集。 - 集合A中的数具有任意性,集合B中的数具有唯一性。 - 符号"$f$":它表示对应关系,在不同的函数中$f$的具体含义不一样。 - $f(x)$是一个整体符号,不表示$f$与$x$的乘积。$f(a)$表示函数$f(x)$自变量$x$取$a$时的函数值 - 定义域、对应关系、值域是函数的三要素。
### **函数的由来** "function"始于1530年代,意为"one's proper work or purpose",其意义不外乎“履行任务、执行某项功能、功能、职责”。 而表示“彼变化由此变化引起”的这种数学概念发生于公元17世纪。笛卡尔在《几何学》中,使用这个概念来描述很多数学关系。 "function"这个术语在几年后由莱布尼茨引入数学中,最后由欧拉进一步规范,并且欧拉发明了$y=f(x)$这种记法。
### **函数的由来** 清代数学家李善兰(1811-1882)在1859年和英国传教士伟烈亚力(Alexander Wylie)合译的《代微积拾级》 中首次将“function”译作“函数”。 > 凡此变量中函彼变量者,则此为彼之函数。

练习

辨析下列对应关系是函数么?
对应关系1

练习

辨析下列对应关系是函数么?
对应关系1

练习

辨析下列对应关系是函数么?
对应关系1

练习

辨析下列对应关系是函数么?
对应关系1
### **练习** 判断下列等式里$y$是$x$的函数么? 1. $y=|x|$ 2. $|y|=x$ 3. $y=x^2$ 4. $y^2=x$ 5. $y^2+x^2=1$ 6. $y^2-x^2=1$

练习

判断下列图像里$y$是$x$的函数么?
对应关系2

练习

判断下列图像里$y$是$x$的函数么?
对应关系2

练习

如果记圆周率$\pi$小数点后第$n$位上的数字为$y$,那么$y$是$n$的函数么?如果是,该函数的定义域,值域和对应关系是什么?

扩展

BBP算法
$ \pi =\sum _{k=0}^{\infty }\left[{\frac {1}{16^{k}}}\left({\frac {4}{8k+1}}-{\frac {2}{8k+4}}-{\frac {1}{8k+5}}-{\frac {1}{8k+6}}\right)\right] $ $k=5,\pi\approx 3.1415926532$

练习

一次函数,二次函数,反比例函数的定义域,值域,对应关系分别是什么?

练习

函数 定义域 值域 对应关系
$y=kx+b,k\not=0$

练习

函数 定义域 值域 对应关系
$y=kx+b,k\not=0$ $R$ $R$ 把$R$里面任意数$x$对应到唯一的数$kx+b$

练习

函数 定义域 值域 对应关系
$y=ax^2+bx+c,(a \neq 0)$

练习

函数 定义域 值域 对应关系
$y=ax^2+bx+c,(a>0)$ $R$ $y\geqslant \frac{4ac-b^2}{4a} $ 把$R$里面任意数$x$对应到唯一的数$ax^2+bx+c$
$y=ax^2+bx+c,(a< 0)$ $R$ $y\leqslant \frac{4ac-b^2}{4a} $ 把$R$里面任意数$x$对应到唯一的数$ax^2+bx+c$

练习

函数 定义域 值域 对应关系
$y=\frac{k}{x},k\not=0$

练习

函数 定义域 值域 对应关系
$y=\frac{k}{x},k\neq 0$ $x\neq 0$ $y\neq 0$ 把不等于0的任意数$x$对应到唯一的数$\frac{k}{x}$

总结

函数三要素
概念 含义 性质 表示
自变量 $x$ 任意性 小写拉丁字母
函数值 $f(x)$ 唯一性(多对一或一对一) $f(x),F(x)$等

总结

函数三要素
概念 含义 性质 表示
定义域 使函数有意义的自变量的取值集合 非空数集$A$ 集合
值域 函数值的取值集合 {$f(x)|x\in A$}$\subseteq B$ 集合

总结

对于$y=f(x),x\in A$的理解
概念 含义 备注
$x\in A$ 函数的定义域为$A$ 研究函数先看定义域
$y = f(x)$ 函数符号,表示$x$在对应关系$f$的作用下可得对应的函数值$y$ 不能理解为“$y$等于$f$乘$x$”

总结

概念 含义 备注
$f$ 对应法则,表示对$x$实施“对应”操作的方式 可为解析式、图象、表格等
$f(x)$ 函数值$y$,或函数$y=f (x)$的简记 $f(x)=x^2+2x+1,g(x)=\frac{1}{x^3} $
$f(a)$ 当$x=a$时函数$f(x)$的取值 $f(a) $是$f(x) $的一个特殊取值

区间

设$a,b\in R,a < b$,我们规定:
1.满足不等式$a\leqslant x \leqslant 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\leqslant x < b $或$a< x \leqslant b $的实数$x$的集合叫做半开半闭区间,表示为$[a,b),(a,b]$;
$a,b$叫做相应区间的端点

区间

区间
### **区间**
### **区间** 用区间表示下列集合:
### **区间** 用区间表示下列函数的定义域:
### **区间与定义域** 1. $f(x)$是整式, 则函数的定义域为$; 2. $f(x)$是分式, 则函数的定义域要求分母不等于0; 3. $f(x)$是二次根式, 则函数的定义域要使根号下的式子$\geqslant 0$; 4. 若函数$f(x)$是由几个式子构成, 定义域要使得各式子都有意义(取各部分的交集); 5. 定义域是一个集合, 要用集合或区间表示。
### **练习** $f(x)= 2x^2+2,g(x)=\frac{1}{x+2} $ 1. 求$f(2),f(a+3) $ 2. 求$g(a)+g(0)(a\not = -2),g(f(2))$ 2. 求$g(f(x))$
### **练习** 判断下列函数是否与函数$y=x$相同? 1. $y=(\sqrt{x})^2 $ 2. $u=\sqrt[3]{v^3} $ 3. $y=\sqrt{x^2} $ 4. $m=\frac{n^2}{n} $
### **练习** 下列各组函数是否为同一个函数? 1. $f(x)=\sqrt{-2x^3},g(x)=x\sqrt{-2x} $ 2. $f(x)=x^2-2x-1,g(t)=t^2-2t-1$ 3. $f(x)=x^0,g(x)=\frac{1}{x^0} $