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Anhui University of Finance& Economics Anhui University of Finance& Economics Anhui University of Finance& Economics Anhui University of Finance& Economics Anhui University of Finance& Economics Anhui University of Finance& Economics Anhui University of Finance& Economics Anhui University of Finance& Economics Anhui University of Finance& Economics Anhui University of Finance& Economics Anhui University of Finance& Economics 安徽财经大学 安徽财经大学 安徽财经大学 安徽财经大学 安徽财经大学 安徽财经大学 安徽财经大学 安徽财经大学 安徽财经大学 安徽财经大学 安徽财经大学 §1.1 映射与函数 一、集合 二、映射 三、函数 四、小结 思考题
一、集合(Set) 1、集合概念 A,B,C,…. ⑴集合: 具有某种特定性质的事物的总体。 ⑵元素: 组成这个集合的事物或对象。 a,b,c,…. ⑶分类:有限集与无限集(按元素个数分)。 ⑷表示法: ①列举法 ②描述法 ⑸数集: ①自然数集: ②整数集: ③有理数集: ④实数集:R; 非零实数集:R*; 正实数集:R+。
一、集合(Set) ⑹子集:若集合A的元素都是B的元素,则称A是B的 子集。 例如: ⑺相等:称集合A与集合B相等,若 例如: 则 ⑻空集:不含任何元素的集合,记作Ø。 例如: 规定:空集是任何集合的子集,即
一、集合(Set) 2、集合的运算 ⑴并:由所有属于A或属于B的元素组成的集合,记 ⑵交:由所有既属于A又属于B的元素组成的集合,记 ⑶差:由所有属于A而不属于B的元素组成的集合,记 ⑷余:由所有不属于A的元素组成的集合,记 例:
一、集合(Set) ⑸并、交、余运算满足下列法则: 设A、B、C为任意三个集合,则有下列法则成立 ①交换律: ②结合律: ③分配律: ④对偶律: ⑹直积或笛卡尔积: 例如:二维平面上全体点的集合为
一、集合(Set) 3、区间和邻域 ⑴区间:介于某两个实数a、b之间的全体实数. ⑵区间的端点与长度: a、b为端点;b-a为长度. ⑶有限区间:长度为有限的线段, ①开区间: ②闭区间: ③半开区间:
一、集合(Set) ⑷无限区间:长度为无限的射线或直线; ①无上限区间: ②无下限区间: ③无上下限区间: ⑸ a的邻域:以点a为中心的任何开区间,记作U(a); ①a的δ邻域 ②a的去心δ邻域 左δ邻域 右δ邻域 ⑹矩形区域:
§1.1 映射与函数 一、集合 1、集合概念 2、集合的运算 3、区间和邻域 二、映射 1、映射概念
X Y y f x 二、映射(Mapping) 1、映射概念 ⑴映射: 设X、Y是两非空集合,若存在一法则f,使对X中每个x,按法则f,在Y中有唯一确定的y与之对应, 称f 为从X到Y的映射, 记作f:X→Y。 注意: ①构成映射三要素: ②三点切记:
二、映射(Mapping) ⑵映射的分类: 所有的像都有原像 ①满射: 设 f 为从 X 到Y 的映射, 若 Rf =Y, 即Y中任一 y 都是X 中某个x 的像,称 f 为X 到Y 的满射; ②单射:对X中任意两个不同元素x1≠x2,它们的像 f (x1)≠ f (x2), 称 f 为X 到Y 的单射; 原像不同像亦不同 ③双射:若映射f 既是单射,又是满射,则称f 为从X 到Y的一一映射(或双射)。 例1 非单射,非满射 满射 双射 双射
二、映射(Mapping) ⑶映射(算子)的惯用名称 ①泛函:从非空集合X 到数集Y 的映射f,称为 X上的泛函 ; 例如:«实变函数与泛函分析» ②变换:从非空集合X 到集合X 的映射f,称为 X 上的变换 ; 例如:« 线性代数»中的线性变换、矩阵变换、变换群等; ③函数:从实数(子)集X到实数集Y的映射f,称为 X上的函数 ; 例如:« 高等数学»中的函数。
二、映射(Mapping) 2、逆映射与复合映射: ⑴逆映射: 设f 是X到Y的单射, 对每个y∈Rf , 有唯一x∈X 适合f (x )=y,定义g:Rf →X ,对每个y∈Rf , 规定g(y )=x, 称g为f的逆映射, 即g=f -1,x =f -1(y) 。 例1中, 有⑶⑷中的映射 f 存在逆映射 f -1 , 其中
二、映射(Mapping) ⑵复合映射: 设g: X→Y1, f: Y2→Z, 其中Y1包含于Y2 , 那么,当x∈X时,可构成f [g (x )]∈Z,这时x→f [g(x )]就确定了从X到Z的映射,称为f与g的复合,记为f◦g ,即f◦g: X→Z,(f◦g)(x )=f [g (x )] , x∈X。 例2.
数学中最重要的概念之一,高等数学的主要研究对象,它反映了物质世界中各种量之间的相互依存关系。数学中最重要的概念之一,高等数学的主要研究对象,它反映了物质世界中各种量之间的相互依存关系。 圆内接正n边形 O r ) 三、函数(Function) 1、函数概念 ⑴背景知识 function一词,是德国数学家莱布尼兹(1646~1716) 1692年首先采用的。在我国,函数一词是清代数学家李善兰(1811~1882) 最初使用的,他在1859年与英国学者伟烈亚力(1815~1887) 合译的«代微积拾级» 一书中,将“function” 译作“函数”。 ⑵引例圆内接正多边形的周长
函数值 三、函数(Function) ⑶函数定义 设数集D包含于R,则称映射f:D→R的为定义在上的函数,通常简记为: ⑷函数三要素: 因变量 函数 自变量 ①定义域D:使 y=f(x)有意义的自变量x 取值的范围, 关于定义域,有根式、分式、对数等具体求法。 ②函数f:也即对应法则,也可用F、φ等。 如y=F(x),y= φ(x)。 ③值域W:函数值全体组成的数集 例如:f(x)=lnx2和g(x)=2lnx不同, 但f(x)=sin2x+ cos2x和g(x)=1相同。 例3求函数的定义域,其中
三、函数(Function) ⑸单值函数与多值函数 如果自变量在定义域内任取一个数值时,对应的函数值总是只有一个,这种函数叫做单值函数,否则叫多值函数。 ⑹函数的表示法 ①公式法:s=0.5gt2; ②表格法:平方表、对数表、三角函数表等; ③图形法: {P(x,y)|y=f(x),x∈X}
y 4 3 2 1 y 1 x o x -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 o -1 -2 -1 -3 -4 三、函数(Function) ⑺几个特殊函数的举例: ①符号函数 ②取整函数: y=[x] [x]表示不超过x的最大整数 阶梯曲线
y 1 y y • x o 无理数点 有理数点 x x o o 三、函数(Function) ③ 狄利克雷函数 ④ 取最值函数
y - > 2 x 1 , x 0 o = x f ( x ) - 2 x 1 , x 0 ≤ 三、函数(Function) ⑤分段函数:在自变量的不同变化范围中,对应法则用不同的式子来表示的函数。 例如: 例4 脉冲发生器产生一个单三角脉冲,其波形如图所示,写出电压U与时间 的函数关系式. 解: 单三角脉冲信号的电压
三、函数(Function) 例5 解: 故
y y M M y=f(x) x x o o X X -M -M 三、函数(Function) 2、函数的特性 ⑴ 函数的有界性: 无界 有界
y y o o x x 三、函数(Function) ⑵ 函数的单调性: ①单增函数 ②单减函数
y y -x o x x -x o x x 三、函数(Function) ⑶ 函数的奇偶性: ① 偶函数 ②奇函数
o 三、函数(Function) ⑷ 函数的周期性: 例如: 注意:并非所有的周期函数都有最小正周期。
W W D D 三、函数(Function) 3、反函数与复合函数 ⑴ 反函数 ① 定义
直接函数与反函数的图形关于直线对称. 三、函数(Function) ② 矫形: ③ 图形:
三、函数(Function) 例6 解: 单值函数, 有界函数, 偶函数, 不是单调函数, 周期函数(无最小正周期)
三、函数(Function) ⑵复合函数 ①定义 ②推广
三、函数(Function) 4、函数的运算 例9 证明: 证毕。
三、函数(Function) 5、初等函数 ⑴ 基本初等函数 ①幂函数: ②指数函数: ③对数函数: ④三角函数: ⑤反三角函数: ⑵ 初等函数
三、函数(Function) ⑶ 双曲函数 ①双曲正弦函数: ②双曲余弦函数:
三、函数(Function) ③双曲正切函数: 双曲函数常用公式
三、函数(Function) ⑷ 反双曲函数 ①反双曲正弦: ②反双曲余弦: ③反双曲正切:
§1.1 映射与函数 一、集合 4、函数的运算 1、集合概念 5、初等函数 四、小结 2、集合的运算 3、区间和邻域 课堂练习:第20~22页 7. 11. 12. 14. 16. 二、映射 思考题 1、映射概念 2、逆映射与复合映射 三、函数 1、函数概念 作业:第20~22页 10. 15. 17.(1)(4) 18. 20. 2、函数的特性 3、反函数与复合函数
思考题解答 设 则 故