函数

函数(functions),数学中的一种对应关系,是从某集合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是一个不空集合,Y是某个实数集合,f是个规则,若对X中的每个x,按规则f,有Y中的一个y与之对应,就称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,Y为其值域,x叫做自变量,y为因变量。 例: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。

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*U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。

多元函数 设点(x1,x2,…,xn)∈GRn,UR1,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。略图如下图(左)、图(右)。

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,ax2>ax1,0<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。如下图。

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。如下图。

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:见下表。

正弦函数、余弦函数如下图(左)、图(右)。

⑤反三角函数:见下表。

双曲正、余弦如下图。

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)。

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