人教版高中数学必修一第3讲：函数的相关概念与映射（教师版）

1函数的相关概念与映射____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1、通过丰富实例，进一步体会函数是描述变量之间的依赖关系的重要数学模型；2、学习用集合与对应的语言来刻画函数，体会对应关系在刻画函数概念中的作用；3、了解构成函数的要素，会求一些简单函数的定义域和值域.一、映射的概念：设A、B是两个非空的集合，如果按某个确定的对应关系f，对于集合A中的任意一个元素，在集合B中都有唯一确定的元素和它对应，那么这样的对应（包括集合A、B，以及对应关系f）叫做集合A到集合B的映射，记作：:fAB。二、像与原像的概念：给定一个集合A到集合B的映射，且,aAbB，如果元素a和元素b对应，那么我们把元素b叫做元素a的像，元素a叫做元素b的原像。特别提醒：1、对于映射:fA→B来说，则应注意理解以下四点：（1）集合A中每一个元素，在集合B中必有唯一的象；（2）集合A中不同元素，在集合B中可以有相同的象；（3）集合A中的元素与集合B中的元素的对应关系，可以是：“一对一”、“多对一”，但不能是“一对多”。（4）允许集合B中的元素没有象；2、集合A、B及对应法则f是确定的，是一个系统；3、对应法则f有“方向性”。即强调从集合A到集合B的对应，它与从B到A的对应关系一般是不同的；三、映射：一般地，设A，B是两个非空的集合，:fA→B是集合A到集合B的映射，如果在这个映射下，对于集合A中的不同的元素，在集合B中有不同的象，而且B中每一个元素都有原象，那么这个映射叫做A到B的一一映射。2特别提醒：对一一映射概念的理解应注意以下两点：（1）集合B中的每一个元素都有原象，也就是说，集合B中不允许有剩余的元素。（2）对于集合A中的不同元素，在集合B中有不同的象，也就是说，不允许“多对一”；四、函数的概念：设A、B是两个非空的数集，如果按某一个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数fx和它对应，那么就称:fAB为从集合A到集合B的一个函数，记作,yfxxA。其中x叫自变量，x的取值范围A叫做函数)(xfy的定义域；与x的值相对应的y的值叫做函数值，函数值的集合Axxf|)(叫做函数)(xfy的值域。特别提醒：1、函数实际上就是集合A到集合B的一个特殊映射，其特殊处主要在于集合A,B为非空的数集；其中定义域A，就是指原象的集合，值域Axxf|)(，就是象的集合。2、函数符号)(xfy表示“y是x的函数”，应理解为：（1）x是自变量，它是关系所施加的对象；f是对应关系，它可以是一个或几个解析式，可以是图像、表格，也可以是文字描述；（2）符号yfx仅仅是函数符号，不是表示“y等于f与x的乘积”，)(xf也不一定是解析式，再研究函数时，除用符号)(xf外，还常用(),(),()gxFxGx等符号来表示。3、判断两个变量之间是否具有函数关系，只要检验：（1）x的取值集合是否为空集；（2）根据给出的对应关系，自变量x在其定义域内的每一个值，是否都有唯一确定的函数值与之对应。五：函数的值：fa表示当xa时，函数fx的值，这个值就由“f”这一对应关系来确定；)(xf与)(af是不同的，前者表示以x为自变量的函数，后者为常数六：函数的三要素：我们通常把对应法则f、定义域A、值域Axxf|)(称为函数的三要素。由函数的定义可知，由于函数值域被函数的定义域和对应关系完全确定，这样确定一个函数只需两个要素：定义域和对应法则。如果两个函数的定义域和对应法则分别相同，我们就说这两个函数是同一函数。七：区间的概念和记号：名称定义符号数轴表示闭区间xaxb,ab开区间｛xa＜x＜b｝,ab左闭右开区间﹛xax＜b﹜,ab左开右闭区间｛xa＜xb｝,ab无穷区间｛xxa｝,a无穷区间｛xx＜a｝,a无穷区间｛xxa｝,a3无穷区间｛xx＞a｝,a特别提醒：书写区间记号时：（1）有完整的区间外围记号，有两个区间端点，且左端点小于右端点；（2）两个端点之间用“，”隔开；（3）无穷大是一个符号，不是一个数；以“”或“”为区间一端时，这一端必是小括号。八：分段函数有些函数在它的定义域中，对于自变量x的不同取值范围，对应法则不同，这样的函数通常称为分段函数。如函数0000xxyxxxx特别提醒：1、分段函数是一个函数，而不是几个函数；2、它是一类较特殊的函数。在求分段函数的值0()fx时，一定首先要判断0x属于定义域的哪个子集，然后再代相应的关系式；3、分段函数的值域应是其定义域内不同子集上各关系式的取值范围的并集。九：复合函数如果,yfuugx，那么yfgx叫做f和g的复合函数，其中gx为内函数，fu为外函数。类型一映射的概念例1：已知集合A＝{1,2,3,4}，B＝{5,6,7}，在下列A到B的四个对应关系中，能否构成A到B的映射？说明理由．解析：(1)、(3)是A到B的映射，都符合映射的定义，即A中的每一个元素在B中都有惟一元素与之对应；(2)不是A到B的映射，因为A中的元素4在B中没有元素与之对应；(4)不是A到B的映射，因为A中的元素3在B中有两个元素与之对应．答案：(1)、(3)是A到B的映射；(2)、（4）不是A到B的映射练习1：设集合A＝{x|0≤x≤4}，B＝{y|0≤y≤2}，则下列对应f中不能构成A到B的映射的是()A．f：x→y＝12xB．f：x→y＝x－2C．f：x→y＝xD．f：x→y＝＝|x－2|答案：B练习2：(2014～2015学年度四川德阳五中高一上学期月考)下列对应是集合A到集合B的映射的是()A．A＝N*，B＝N*，f：x→|x－3|4B．A＝{平面内的圆}；B＝{平面内的矩形}，f：每一个圆对应它的内接矩形C．A＝{x|0≤x≤2}，B＝{y|0≤y≤6}，f：x→y＝12xD．A＝{0,1}，B＝{－1,0,1}，f：A中的数开平方答案：C类型二映射中的象与原象例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的象和B中元素(32，54)的原象.解析：把x＝2代入对应法则，得其象为(2＋1,3)，又由x＋1＝32x2＋1＝54，解得x＝12.∴2的象为(2＋1,3)，(32，54)的原象为12.答案：2的象为(2＋1,3)，(32，54)的原象为12.练习1：已知映射f：(x，y)―→(3x－2y＋1,4x＋3y－1)．(1)求(－1,2)的象；(2)求(－1,2)的原象．答案：(－1,2)的象为(－6,1)．(－1,2)的原象为(0,1)．练习2：(2014～2015学年度安徽宿州市十三校高一上学期期中测试)在映射f：A→B中，集合A＝B＝{(x，y)|x、y∈R}，且f：(x，y)→(x－y，x＋y)，则B中的元素(－1,2)在集合A中的原象为________．答案：12，32类型三函数的概念例3：设M＝{x|0≤x≤2}，N＝{y|0≤y≤2}给出下列4个图形，其中能表示集合M到集合N的函数关系的有()A．0个B．1个C．2个D．3个解析：由函数的定义知，(1)不是，因为集合M中1x≤2时，在N中无元素与之对应；(3)中x＝2对应元素y＝3∉N，所以(3)不是；(4)中x＝1时，在N中有两个元素与之对应，所以(4)不是；显然只有(2)是，故选B．答案：B.练习1：判断下列对应是否构成集合A到集合B的函数：5(1)A＝R，B＝{y|y0}，f：x→y＝|x|；(2)A＝Z，B＝Z，f：x→y＝x2＋x；答案：(1)否(2)是练习2：下列关于函数与区间的说法正确的是()A．函数定义域必不是空集，但值域可以是空集B．函数定义域和值域确定后，其对应法则也就确定了C．数集都能用区间表示D．函数中一个函数值可以有多个自变量值与之对应答案：D．类型四同一函数的判定例4：下列各组函数是同一函数的是()①f(x)＝－2x3与g(x)＝x－2x；②f(x)＝x与g(x)＝x；③f(x)＝x0与g(x)＝1x0；④f(x)＝x2－2x－1与g(x)＝t2－2t－1.A．①②B．①③C．③④D．①④解析：对于①、②，两函数的对应法则都不同，对于③、④，两函数的定义域和对应法则都相同，故选C．答案：C．练习1：(2014～2015学年度潍坊四县市高一上学期期中测试)下列四组函数，表示同一函数的是()A．f(x)＝x2，g(x)＝xB．f(x)＝x，g(x)＝x2xC．f(x)＝x2－4，g(x)＝x－2·x＋2D．f(x)＝x，g(x)＝3x3答案：D练习2：下列函数中哪个与函数xy是同一个函数，把序号填在横线上。①2xy；②33xy；③2xy答案：②类型五函数的定义域例5：求下列函数的定义域：(1)y＝3－12x；(2)y＝2x＋3－12－x＋1x；解析：(1)函数y＝3－12x的定义域为R.6(2)要使函数有意义，则有2x＋3≥02－x0x≠0，解得－32≤x2，且x≠0.∴所求函数的定义域为x|－32≤x2，且x≠0.答案：（1）R（2）x|－32≤x2，且x≠0.练习1：求下列函数的定义域：(1)y＝x－1x2－3x＋2；(2)y＝x2－1＋1－x2；(3)y＝11－|x|＋x2－1.答案：(1){x∈R|x≠1，且x≠2}．(2){－1,1}．(3)(－∞，－1)∪(1，＋∞)．练习2：(2014～2015学年度山东枣庄第八中学高一上学期期中测试)函数y＝x＋1x的定义域是()A．[－1，＋∞)B．(0，＋∞)C．(－1，＋∞)D．[－1,0)∪(0，＋∞)答案：D类型六求函数值例6：若f(x)＝1－x1＋x(x≠－1)，求f(0)，f(1)，f(1－a)(a≠2)，f[f(2)]．解析：f(0)＝1－01＋0＝1；f(1)＝1－11＋1＝0；f(1－a)＝1－－a1＋－a＝a2－a(a≠2)；f[f(2)]＝1－f1＋f＝1－1－21＋21＋1－21＋2＝2.答案：2练习1：已知函数f(x)＝3x2－5x＋2，求f(3)，f(－2)，f(a＋1)答案：f(3)＝14；f(－2)＝8＋52；f(a＋1)＝3a2＋a.练习2：已知函数f(x)＝x2＋x－1.求f(2)，f(1x)；答案：f(2)＝5，f1x＝1＋x－x2x2.71.给出下列关于从集合A到集合B的映射的论述，其中正确的有_________。①B中任何一个元素在A中必有原象；②A中不同元素在B中的象也不同；③A中任何一个元素在B中的象是唯一的；④A中任何一个元素在B中可以有不同的象；⑤B中某一元素在A中的原象可能不止一个；⑥集合A与B一定是数集；⑦记号BAf:与ABf:的含义是一样的．答案：③⑤2.下列集合A到集合B的对应中，判断哪些是A到B的映射?判断哪些是A到B的一一映射?(1)ZBNA,，对应法则:fByAxxyx,,；(2)RA，RB，xyxf1:，Ax，By；答案：(1)是映射，不是一一映射，(2)是映射，是一一映射．3.下列各式能否确定y是x的函数？（1）221xy；（2）230xy；（3）32yxx答案：（1）不能（2）能；（3）不能。4.已知231fxxx，则1f；5f；2f；fa；21fa。答案：-1；41；332；231aa；24105aa。5．下列各组函数中，把表示同一函数组的序号填在横线上。①2,yx