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2019湘教版高中数学必修一1-2-1对应、映射和函数必修1精品课件
3.函数的定义:设A,B是两个非空的_数__集__,如果按照某种 对应法则f,对于集合A中的任何一个数x,在集合B中都有 _唯__一__的数y和它对应,这样的对应f叫作定义于A取值于B 的_函__数__(function),记作f:A→B,或者__y_=__f(_x_)(x∈A, y∈B).
这里,A叫作函数的_定__义__域__,与x∈A对应的数y叫x的__象__, 记作y=f(x),由所有x∈A的象组成的集合叫作函数的 _值__域__. 4.观察实际例子并对照定义看出,一个函数f(x)有三个要素: 首先是_对__应__法__则_,也就是如何从x确定f(x)的法则.不知道 对__应__法__则__,就不能从根本上了解这个函数. 其次是_定__义__域_,就是自变量x的取值范围.对应法则形式上 相同的两个函数,若_定__义__域_不同,就算不同的函数. 知道了对应法则和定义域,_值__域__也就确定了,对_值__域__的 了解表明对函数有了更深入的认识,所以_值__域__也算是函数 的要素之一.
自学导引
1.映射的定义:设A,B是两个__非__空_的集合,如果按照某种 对应法则f,对于集合A中的任何一个元素,在集合B中都 有_唯__一__元素和它对应,这样的对应叫作从集合A到集合B 的_映__射__,记作__f_:__A_→__B_. 在映射f:A→B中,集合A叫作映射的__定__义__域__,与A中元 素x对应的B中的元素y叫x的_象__(image),记作y=f(x)G,x 叫作y的_原__象__(inverseimage).
由x+1=32, x2+1=54,
得 x=12.
所以 2在 B 中对应元素为( 2+1,3),32,54在 A 中对应元素
为12.
题型三 对函数定义的理解 【例3】判断下列对应是否为函数:
(1)x→2x,x≠0,x∈R; (2)x→y,这里y2=x,x∈N,y∈R; (3)集合A=R,B={-1,1},对应关系f:当x为有理数 时,f(x)=-1;当x为无理数时,f(x)=1,该对应是不是 从A到B的函数?
解 (1)对于任意一个非零实数 x,2x被 x 唯一确定,所以当 x
≠0 时,x→2x是函数,这个函数也可以表示为 f(x)=2x(x≠0).
(2)当x=4时,y2=4,得y=2或y=-2,不是有唯一值和x对 应,所以,x→y(y2=x)不是函数. (3)是函数,满足函数的定义,在A中任取一个值,B中有唯 一确定的值和它对应. 点评 1.判断函数的标准可以简记成:两个非空数集A、B, 一个对应关系f,A中任一对B中唯一(即多对一或一对一). 2.函数是一种特殊的对应,要检验给定两个变量之间是否 具有函数关系,只要检验: (1)变量x的取值集合和两变量x、y的对应关系是否给出; (2)根据给出的对应关系,自变量x在其取值集合中的每一个 值,是否都有唯一确定的值y与之对应.
答案 (2)(5)
4.给出下列四个对应关系,能构成函数的有________(填序 号). ①A=N+,B=Z,f:x→y=2x-3; ②A={1,2,3,4,5,6},B={y|y∈N,y≤5}, f:x→y=|x-1|; ③A={x|x≥2},B={y|y=x2-4x+3},f:x→y=x-3; ④A=N+,B={y∈N+|y=2x,x∈N+},f:x→y=2x-1. 答案 ①②③
【变式1】 下列对应是否是从 A 到 B 的映射,能否构成函数? (1)A=R,B=R,f:x→y=x+1 1; (2)A={a|a=n,n∈N+}, B=b|b=n1,n∈N+,f:a→b=1a; (3)A=[0,+∞),B=R,f:x→y2=x; (4)A={x|x 是平面 M 内的矩形}, B={x|x 是平面 M 内的圆},f:作矩形的外接圆.
【变式2】 已知集合 A=R,B={(x,y)|x,y∈R},f:A→B 是从 A 到 B 的映射,f:x→(x+1,x2+1),求 A 中元素 2在 B 中的
对应元素和 B 中元素32,54在 A 中的对应元素.
解 将 x= 2代入对应关系,可求出其在 B 中的对应元素( 2+
1,3).
(4)“在B中”:就是说集合A中元素的象必在集合B中,即A 中元素的象集是B的子集,这是映射的封闭性. (5)映射的三要素是集合A、B以及对应法则f,缺一不可; 映射不是只有集合A或者集合B,而是集合A、B以及对应 法则f的整体,是一个系统,记作f:A→B.有时,映射f: A→B,集合A中的元素a对应集合B中的元素b,也可表示 为f:a→b=f(a)或者直接写成b=f(a).只要其中一个要素 不同就是不同的映射. (6)在一个映射中,集合A、B可以是数集,也可以是点集 或其他集合;集合A、B也可以是同一集合.但在确定的 映射中,集合A、B的地位一般是不要求对等的.
(3)虽然f(x)=x2和f(x-1)=x2等号右边的表达式都是x2,但 是,由于对应法则f所施加的对象不同(一个为x,而另一 个为x-1),因此函数的解析式是不同的. (4)f(a)(a是常量)与f(x)的关系:f(a)表示当x=a时,函数 f(x)的值,是一个常量;而f(x)是自变量x的函数,一般表 示的是变量.
解 (1)当x=-1时,y的值不存在, ∴不是映射,更不是函数. (2)是映射,也是函数,因A中所有的元素的倒数都是B中 的元素. (3)∵当A中的元素不为零时,B中有两个元素与之对应, 所以不是映射,更不是函数. (4)是映射,但不是函数,因为A,B不是数集.
题型二 映射综合问题
【例2已】知A={a,b,c},B={-2,0,2},映射f:A→B满足f(a) +f(b)=f(c).求满足条件的映射的个数. 解 (1)当A中三个元素都对应0时,则f(a)+f(b)=0+0=0= f(c)有一个映射; (2)当A中三个元素对应B中两个时,满足f(a)+f(b)=f(c)的映 射有4个,分别为2+0=2,0+2=2, (-2)+0=-2,0+(-2)=-2. (3)当A中的三个元素对应B中三个元素时,有两个映射,分 别为(-2)+2=0,2+(-2)=0. 因此满足条件的映射共有7个. 点评 求解含有附加条件的映射问题,必须按映射的定义处 理,必要时进行分类讨论.
名师点睛
1.对映射概念的理解 (1)“任意”:就是说映射作用下集合A中的每一个元素在集 合B中都有它的象,这是映射的完备性. (2)“集合A到集合B”:映射定义中的两个集合A,B是有先 后次序的,A到B的映射与B到A的映射一般是截然不同 的,这是映射的方向性. (3)“有一个且仅有一个”:就是说映射作用下集合A中的任 何一个元素在集合B中的象是存在且唯一的,这是映射的 存在性与唯一性.
a→b=(a-1)2.
解 (1)任一个x都有两个y与之对应,∴不是映射. (2)对于A中任意一个非负数都有唯一的元素1和它对应,对于A 中任意的一个负数都有唯一的元素0和它对应,∴是映射. (3)在f的作用下,A中的0,1,2,9分别对应到B中的1,0,1, 64, ∴是映射. 点评 判断一个对应是不是映射,应该从两个角度去分析:(1) 是否是“对于A中的每一个元素”;(2)在B中是否“有唯一的元素 与之对应”. 一个对应是映射必须是这两个方面都具备;一个对应对于这两 点若有一点不具备就不是映射. 说明一个对应不是映射,只需举一个反例即可.
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1.2 函数的概念和性质
1.2.1对应、映射和函数
【课标要求】 1.了解映射的概念及含义,会判断给定的对应关系是否是映
射. 2.理解函数的概念,能用集合与对应的语言刻画函数,体会
对应关系在刻画函数概念中的作用. 3.通过实例领悟构成函数的三要素.
( ).
B.y= x2-1 与 y=x-1
C.y=x0(x≠0)与 y=1(x≠0)
D.y=2x+1,x∈Z 与 y=2x-1,x∈Z
解析 答案A中的两函数定义域不同,答案B中的两函数 值域不同,答案D中的两函数对应法则不同,答案C正 确. 答案 C
3.下图中建立了集合P中元素与集合M中元素的对应f.其中为 映射的对应是________.
自主探究
1. 函数与映射的主要联系和区别是什么? 提示 函数是一个特殊的映射,函数是非空数集A到非空 数集B的映射;而对于映射而言,A和B不一定是数集.
2. f(x)与f(a)的含义有什么不同? 提示 f(x)是自变量x的函数,在一般情况下是一个变量; f(a)表示当x=a时所得的函数值,是一个常量,f(a)是f(x) 的一个特殊值,如:函数f(x)=3x+2,f(2)=3×2+2=8.
预习测评
1. 下列从集合A到集合B的对应f是映射的是( ). A.A={-1,0,1},B={-1,0,1},f:A中的数平方 B.A={0,1},B={-1,0,1},f:A中的数开方 C.A=Z,B=Q,f:A中的数的倒数 D.A=R,B={正实数},f:A中的数取绝对值 答案 A
2.下列各组函数表示同一函数的是 A.y=xx2--39与 y=x+3
[正解] 问题转化为:求使 k2x2+3kx+1≠0 成立的 k 的值. (1)k=0 时,y=-18=-8,定义域为 R,∴k=0 符合题意. (2)k≠0 时,k2>0, ∴k2x2+3kx+1≠0,即 Δ=9k2-4k2<0,此时 5k2<0,无解. 综上,k=0 时函数 y=k2x22+kx3-kx8+1的定义域为 R.
【变式3】 下列各题中两个函数是否表示同一函数:
(1)f(x)=x,g(x)=( x)2;(2)f(x)=x,g(x)= x2; (3)f(t)=t,g(x)=3 x3;(4)f(x)=xx2--24,g(x)=x+2. 解 (1)f(x)的定义域为 R,g(x)的定义域为{x|x≥0},两个函数 的定义域不同,故不是同一函数. (2)g(x)= x2=|x|,两个函数对应关系不同,量x,y,对于每一个在一 定范围内变化着的_自__变__量__(_a_r_g_u_m__e_n_t)_x_的值,按照一定的 对应法则,都有一个_唯__一__确__定__的y值与之对应,那么,就 说y是自变量x的_函__数__,而自变量x的上述变化范围,就叫 作该函数的_定__义__域__(domain),和自变量x对应的y的值,叫 作___函__数__值,函数值的变化范围叫作该函数的 值域 _____(co-domain).