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微积分基础(国家开放大学)---第1章---第1节---函数的概念详解


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常用区间表示方法:



全体实数的集合记为R,全体自然数的集合记为N。其 它常见的实数集合表示方法如下: 闭区间:[a,b]={x| axb} 开区间:(a,b)={x| a<x<b} 半开区间:(a,b]={x| a<x b}, [a,b)={x| a x<b} 注:以上a,b均满足a、bR,且a<b,此时,这类区间称 为有限区间;又当a、b中有一个为时,称无穷区间;显 然R=(- ,+ )。 a的邻域U(x0,): U(x0,)=(x0-, x0+),即|x-a|< 。 a的去心邻域U0(x0,): U0(x0,) =(x0-, x0+)\{x0}
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定义域求法
约定:如未特别指明,函数定义域Df即为能使函数表 达式有意义的自变量一切可取(实数)值范围。 1 x 2 的定义域. 例 1: 求函数 y 2

4 x

1 x 2 有意义,必须有 要使 y 2 4 x 4 x 2 0 2 x 2 即 2 x 2 故 Df {x | 2 x 2 0 x 2
2
1
4-x2≥0, 解 要使函数有意义,必须使 |x |-3≠0,
得原函数的定义域为{x|-2≤x≤2};
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(6)y= ax-3(a 为常数).
课后思考题
解 要使函数有意义,必须使ax-3≥0,
3 得当 a>0 时,原函数的定义域为{x|x≥ }; a
3 ; x | x ≤ 当 a<0 时,原函数的定义域为 a
y 1 o -1 x
x sgn x x
当x0D,称f (x0)为函数在x0处的函数值。 由于通常是通过函数值f (x)的变化来研究函数f的性质 的,故习惯上也称f (x)或y是x的函数。


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函数的两要素
定义域与对应法则.
(
x
D
对应法则f
x0 )
自变量
f ( x0 )
(

Z
y
)
因变量
判定下面各组中两函数是否相同? f x lg x 2 g x 2 lg x 不相同
x 2}

例2:
求函数 y
5 x
x 1
2
的定义域Df .
解:要使上式有意义,须使:x 5 且 x -1。 故: Df =(-,-1)(-1,5]
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跟踪训练 求下列函数的定义域.
12 (1)y=- x +1; 2
解 x∈R;
(2)y= 2 ; x -4
解 要使函数有意义,必须使x2-4≠0, 得原函数的定义域为{x|x∈R且x≠±2};
当a=0时,ax-3≥0的解集为∅,不符合函数的定义, 故不是函数.
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分段函数求定义域示例
1 0 x 1 , 求f (0)、f (2),函数 f ( x)的定义域. 例3 设f ( x) 2 1 x 2

f(x)的定义域为:[0, 2]
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几个特殊函数:符号函数
1 当x 0 y sgn x 0 当x 0 1 当x 0
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分段函数


分段函数:用公式表示函数时,有时需要在定 义域得不同范围内分别用不同的解析式来表示 该函数完整的对应规则。 注意:分段函数是一个函数,而不是几个函数!
例:
y
2
2 x 0 x 1 f x x 1 1 x
O
1
x
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分段函数应用

1、个人收入所得税 2、出租车计费
x-2
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(3)y= ; x+|x |
解 要使函数有意义,必须使x+|x|≠0, 得原函数的定义域为{x|x>0};
1
(4)y= x-1+ 4-x+2;
x-1≥0, 解 要使函数有意义,必须使 4-x≥0,
得原函数的定义域为{x|1≤x≤4};
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(5)y= 4-x + ; |x|-3
第1章 函数、极限、连续 §1.1 函数的概念
§1.1.1 常量与变量 §1.1.2 函数的定义 §1.1.3 函数的特殊性质 §1.1.4基本初等函数 §1.1.5复合函数与初等函数
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§1.1.1 常量与变量



微积分是研究函数变化规律的学科,故我们先关注 一下研究过程中的常量与变量。 常量:在研究过程中始终保持不变的量 变量:在研究过程中发生变化即可以取不同的量 例如:密闭容器内的气体加热,气体的体积和气体的分 子个数保持一定,是常量;气体的温度和压力是变量. 常量与变量是相对而言的,并非确定不变的。 所谓函数关系是指几个变量之间的某种确定的特殊 联系方式。
T
Pt0 , T0
1 2 引例2 自由落体运动 S gt 2
引例3 气温 T 与时间 t 的关系 引例4 销售量 q 与月份 t 的关系
月份
O
12
t
t
1
2
3
4
5
6
销售量
q 100
105
110
115
111
120
6
函数的概念

定义 设x和y是两个变量, D是一个给定的非空实数集, 若对于每个数xD,变量y按照一定对应法则f, 总有唯 一确定的数值和它对应,则称y为x的一元函数,记作 y=f (x) 。称x为自变量,y为因变量,称D是函数f 的定 义域,因变量y 的取值范围称为函数的值域。
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区间、邻域示意图
闭区间[a,b] 无穷区间(a,+)
o
a
开区间(a,b)
b x
o
a
无穷区间(-,b)
x
o
a
b
x
o
去心邻域
b
x
邻域

a

a
a x

a

a
a x
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§1.1.2 函数的定义
◎一.函数概念及其表示 ◎二.分段函数 ◎三. 定义域的求法
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函数关系引例
引例1 圆面积
A r 2
f x 3 x 4 x3
f x x 3 x 1
相 相
同 同
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y 1 cos2 x
u sin 2
函数的表示法


常用的函数表示法主要有三种: 公式法(引例1、2),图示法(引例3),表格 法(引例4)。 各种表示法各有其特点: 图示法使函数的变化表现得较直观,表格法 (如各种函数表、经济统计报表)便于求函数值, 而公式法便于运算和分析,故在学习研究数学 理论上用得最多。它们各有优缺点,应根据需 要结合使用。
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