赤道与北极电视剧:函数了解

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/04/29 09:30:08
   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。
  思考:隐函数是否为函数?因为在其变化的过程中并不满足“一对一”和“多对一”
多元函数
 设点(x1,x2,…,xn) ∈GÍRn,UÍR1 ,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。略图如图2、图3。
  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,) ,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。如图4。
  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 。如图5。
  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:见表2。
  正弦函数、余弦函数如图6,图7所示。
  ⑤反三角函数:见表3。双曲正、余弦如图8。
  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)。
  在
数学领域,函数是一种关系,这种关系使一个集合里的每一个元素对应到另一个(可能相同的)集合里的唯一元素(这只是一元函数f(x)=y的情况,请按英文原文把普遍定义给出,谢谢)。函数的概念对于数学和数量学的每一个分支来说都是最基础的。
  术语函数,映射,对应,变换通常都是同一个意思。
二次函数
一般地,自变量x和因变量y之间存在如下关系:
  y=ax^2+bx+c
  (a,b,c为常数,a≠0,且a决定函数的开口方向,a>0时,开口方向向上,a<0时,开口方向向下。IaI还可以决定开口大小,IaI越大开口就越小,IaI越小开口就越大。)
  则称y为x的二次函数。
  二次函数表达式的右边通常为二次三项式。
  x是自变量,y是x的函数
  二次函数的三种表达式
  一般式:y=ax^2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)
  顶点式:y=a(x-h)^2+k [抛物线的顶点P(h,k)] 对于二次函数y=ax^2+bx+c 其顶点坐标为 (-b/2a,(4ac-b^2)/4a)
  交点式:y=a(x-x?)(x-x ?) [仅限于与x轴有交点A(x? ,0)和 B(x?,0)的抛物线]
  其中x1,2= -b±√b^2-4ac
  注:在3种形式的互相转化中,有如下关系:
  h=-b/2a k=(4ac-b^2)/4a x?,x?=(-b±√b^2-4ac)/2a
  二次函数的图像
  在平面直角坐标系中作出二次函数y=x^2的图像,
  可以看出,二次函数的图像是一条抛物线。
  抛物线的性质
  1.抛物线是轴对称图形。对称轴为直线x = -b/2a。
  对称轴与抛物线唯一的交点为抛物线的顶点P。
  特别地,当b=0时,抛物线的对称轴是y轴(即直线x=0)
  2.抛物线有一个顶点P,坐标为P ( -b/2a ,(4ac-b^2)/4a )
  当-b/2a=0时,P在y轴上;当Δ= b^2-4ac=0时,P在x轴上。
  3.二次项系数a决定抛物线的开口方向和大小。
  当a>0时,抛物线向上开口;当a<0时,抛物线向下开口。
  |a|越大,则抛物线的开口越小。
  4.一次项系数b和二次项系数a共同决定对称轴的位置。
  当a与b同号时(即ab>0),对称轴在y轴左;
  当a与b异号时(即ab<0),对称轴在y轴右。
  5.常数项c决定抛物线与y轴交点。
  抛物线与y轴交于(0,c)
  6.抛物线与x轴交点个数
  Δ= b^2-4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点。
  Δ= b^2-4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点。
一般地,自变量x和因变量y之间存在如下关系:
  y=ax^2+bx+c
  (a,b,c为常数,a≠0,且a决定函数的开口方向,a>0时,开口方向向上,a<0时,开口方向向下。IaI还可以决定开口大小,IaI越大开口就越小,IaI越小开口就越大。)
  则称y为x的二次函数。
  二次函数表达式的右边通常为二次三项式。
  x是自变量,y是x的函数
  二次函数的三种表达式
  一般式:y=ax^2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)
  顶点式:y=a(x-h)^2+k [抛物线的顶点P(h,k)] 对于二次函数y=ax^2+bx+c 其顶点坐标为 (-b/2a,(4ac-b^2)/4a)
  交点式:y=a(x-x?)(x-x ?) [仅限于与x轴有交点A(x? ,0)和 B(x?,0)的抛物线]
  其中x1,2= -b±√b^2-4ac
  注:在3种形式的互相转化中,有如下关系:
  h=-b/2a k=(4ac-b^2)/4a x?,x?=(-b±√b^2-4ac)/2a
  二次函数的图像
  在平面直角坐标系中作出二次函数y=x^2的图像,
  可以看出,二次函数的图像是一条抛物线。
  抛物线的性质
  1.抛物线是轴对称图形。对称轴为直线x = -b/2a。
  对称轴与抛物线唯一的交点为抛物线的顶点P。
  特别地,当b=0时,抛物线的对称轴是y轴(即直线x=0)
  2.抛物线有一个顶点P,坐标为P ( -b/2a ,(4ac-b^2)/4a )
  当-b/2a=0时,P在y轴上;当Δ= b^2-4ac=0时,P在x轴上。
  3.二次项系数a决定抛物线的开口方向和大小。
当a>0时,抛物线向上开口;当a<0时,抛物线向下开口。
  |a|越大,则抛物线的开口越小。
  4.一次项系数b和二次项系数a共同决定对称轴的位置。
  当a与b同号时(即ab>0),对称轴在y轴左;
  当a与b异号时(即ab<0),对称轴在y轴右。
  5.常数项c决定抛物线与y轴交点。
  抛物线与y轴交于(0,c)
  6.抛物线与x轴交点个数
  Δ= b^2-4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点。
  Δ= b^2-4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点。
一次函数
I、定义与定义式:
 自变量x和因变量y有如下关系:
  y=kx+b(k,b为常数,k≠0)
  则称y是x的一次函数。
  特别地,当b=0时,y是x的正比例函数。
  II、一次函数的性质:
  y的变化值与对应的x的变化值成正比例,比值为k
  即 △y/△x=k
  III、一次函数的图象及性质:
  1. 作法与图形:通过如下3个步骤(1)列表;(2)描点;(3)连线,可以作出一次函数的图象——一条直线。因此,作一次函数的图象只需知道2点,并连成直线即可。
  2. 性质:在一次函数上的任意一点P(x,y),都满足等式:y=kx+b。
  3. k,b与函数图象所在象限。
  当k>0时,直线必通过一、三象限,y随x的增大而增大;
  当k<0时,直线必通过二、四象限,y随x的增大而减小。
  当b>0时,直线必通过一、二象限;当b<0时,直线必通过三、四象限。
  特别地,当b=O时,直线通过原点O(0,0)表示的是正比例函数的图象。
  这时,当k>0时,直线只通过一、三象限;当k<0时,直线只通过二、四象限。
  IV、确定一次函数的表达式:
  已知点A(x1,y1);B(x2,y2),请确定过点A、B的一次函数的表达式。
  (1)设一次函数的表达式(也叫解析式)为y=kx+b。
  (2)因为在一次函数上的任意一点P(x,y),都满足等式y=kx+b。所以可以列出2个方程:
  y1=kx1+b① 和 y2=kx2+b②。
  (3)解这个二元一次方程,得到k,b的值。
  (4)最后得到一次函数的表达式。
  V、一次函数在生活中的应用
  1.当时间t一定,距离s是速度v的一次函数。s=vt。
  2.当水池抽水速度f一定,水池中水量g是抽水时间t的一次函数。设水池中原有水量S。g=S-ft。
  反比例函数
  形如 y=k/x(k为常数且k≠0) 的函数,叫做反比例函数。
  自变量x的取值范围是不等于0的一切实数。
  反比例函数的图像为双曲线。
三角函数
 三角函数是数学中属于初等函数中的超越函数的一类函数。它们的本质是任意角的集合与一个比值的集合的变量之间的映射。通常的三角函数是在平面直角坐标系中定义的,其定义域为整个实数域。另一种定义是在直角三角形中,但并不完全。现代数学把它们描述成无穷数列的极限和微分方程的解,将其定义扩展到复数系。
  由于三角函数的周期性,它并不具有单值函数意义上的反函数。
  三角函数在复数中有较为重要的应用。在物理学中,三角函数也是常用的工具。
  它有六种基本函数:
  函数名: 正弦 余弦 正切 余切 正割 余割
  符号 sin cos tan cot sec csc
  正弦函数 sin(A)=a/h
  余弦函数 cos(A)=b/h
  正切函数 tan(A)=a/b
  余切函数 cot(A)=b/a
  在某一变化过程中,两个变量x、y,对于某一范围内的x的每一个值,y都有确定的值和它对应,y就是x的函数。这种关系一般用y=f(x)来表示。
复变函数
 复变函数是定义域为复数集合的函数。
  复数的概念起源于求方程的根,在二次、三次代数方程的求根中就出现了负数开平方的情况。在很长时间里,人们对这类数不能理解。但随着数学的发展,这类数的重要性就日益显现出来。复数的一般形式是:a+bi,其中i是虚数单位。
  以复数作为自变量的函数就叫做复变函数,而与之相关的理论就是复变函数论。解析函数是复变函数中一类具有解析性质的函数,复变函数论主要就研究复数域上的解析函数,因此通常也称复变函数论为解析函数论。
  复变函数论的发展简况
  复变函数论产生于十八世纪。1774年,欧拉在他的一篇论文中考虑了由复变函数的积分导出的两个方程。而比他更早时,法国数学家达朗贝尔在他的关于流体力学的论文中,就已经得到了它们。因此,后来人们提到这两个方程,把它们叫做“达朗贝尔-欧拉方程”。到了十九世纪,上述两个方程在柯西和黎曼研究流体力学时,作了更详细的研究,所以这两个方程也被叫做“柯西-黎曼条件”。
  复变函数论的全面发展是在十九世纪,就像微积分的直接扩展统治了十八世纪的数学那样,复变函数这个新的分支统治了十九世纪的数学。当时的数学家公认复变函数论是最丰饶的数学分支,并且称为这个世纪的数学享受,也有人称赞它是抽象科学中最和谐的理论之一。
  为复变函数论的创建做了最早期工作的是欧拉、达朗贝尔,法国的拉普拉斯也随后研究过复变函数的积分,他们都是创建这门学科的先驱。
  后来为这门学科的发展作了大量奠基工作的要算是柯西、黎曼和德国数学家维尔斯特拉斯。二十世纪初,复变函数论又有了很大的进展,维尔斯特拉斯的学生,瑞典数学家列夫勒、法国数学家彭加勒、阿达玛等都作了大量的研究工作,开拓了复变函数论更广阔的研究领域,为这门学科的发展做出了贡献。
  复变函数论在应用方面,涉及的面很广,有很多复杂的计算都是用它来解决的。比如物理学上有很多不同的稳定平面场,所谓场就是每点对应有物理量的一个区域,对它们的计算就是通过复变函数来解决的。
  比如俄国的茹柯夫斯基在设计飞机的时候,就用复变函数论解决了飞机机翼的结构问题,他在运用复变函数论解决流体力学和航空力学方面的问题上也做出了贡献。
  复变函数论不但在其他学科得到了广泛的应用,而且在数学领域的许多分支也都应用了它的理论。它已经深入到微分方程、积分方程、概率论和数论等学科,对它们的发展很有影响。
  复变函数论的内容
  复变函数论主要包括单值解析函数理论、黎曼曲面理论、几何函数论、留数理论、广义解析函数等方面的内容。
  如果当函数的变量取某一定值的时候,函数就有一个唯一确定的值,那么这个函数解就叫做单值解析函数,多项式就是这样的函数。
  复变函数也研究多值函数,黎曼曲面理论是研究多值函数的主要工具。由许多层面安放在一起而构成的一种曲面叫做黎曼曲面。利用这种曲面,可以使多值函数的单值枝和枝点概念在几何上有非常直观的表示和说明。对于某一个多值函数,如果能作出它的黎曼曲面,那么,函数在离曼曲面上就变成单值函数。
  黎曼曲面理论是复变函数域和几何间的一座桥梁,能够使我们把比较深奥的函数的解析性质和几何联系起来。近来,关于黎曼曲面的研究还对另一门数学分支拓扑学有比较大的影响,逐渐地趋向于讨论它的拓扑性质。
  复变函数论中用几何方法来说明、解决问题的内容,一般叫做几何函数论,复变函数可以通过共形映象理论为它的性质提供几何说明。导数处处不是零的解析函数所实现的映像就都是共形映象,共形映像也叫做保角变换。共形映象在流体力学、空气动力学、弹性理论、静电场理论等方面都得到了广泛的应用。
  留数理论是复变函数论中一个重要的理论。留数也叫做残数,它的定义比较复杂。应用留数理论对于复变函数积分的计算比起线积分计算方便。计算实变函数定积分,可以化为复变函数沿闭回路曲线的积分后,再用留数基本定理化为被积分函数在闭合回路曲线内部孤立奇点上求留数的计算,当奇点是极点的时候,计算更加简洁。
  把单值解析函数的一些条件适当地改变和补充,以满足实际研究工作的需要,这种经过改变的解析函数叫做广义解析函数。广义解析函数所代表的几何图形的变化叫做拟保角变换。解析函数的一些基本性质,只要稍加改变后,同样适用于广义解析函数。
  广义解析函数的应用范围很广泛,不但应用在流体力学的研究方面,而且象薄壳理论这样的固体力学部门也在应用。因此,近年来这方面的理论发展十分迅速。
  从柯西算起,复变函数论已有170多年的历史了。它以其完美的理论与精湛的技巧成为数学的一个重要组成部分。它曾经推动过一些学科的发展,并且常常作为一个有力的工具被应用在实际问题中,它的基础内容已成为理工科很多专业的必修课程。现在,复变函数论中仍然有不少尚待研究的课题,所以它将继续向前发展,并将取得更多应用。