王藝潤
摘 要:函數(shù)是高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一個重要組成部分,對我們的邏輯思維能力和分析能力都有一定的考查。而函數(shù),作為數(shù)學(xué)學(xué)科中一個重要的基本組成部分,可以說,函數(shù)知識的學(xué)習(xí)貫穿整個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程。函數(shù)作為高等數(shù)學(xué)的一個重要概念,同時起到了承接高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的作用。本文通過對高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中函數(shù)性質(zhì)的討論,進(jìn)一步展開闡述了函數(shù)的性質(zhì)與意義,體現(xiàn)了函數(shù)學(xué)習(xí)的重要意義。
關(guān)鍵詞:函數(shù)性質(zhì);周期性;奇偶性;對稱性
一、函數(shù)的概念
函數(shù)(function),最初的定義是在十七世紀(jì),著名數(shù)學(xué)家萊布尼茨,首次使用“function”(函數(shù))一詞來表示“冪”,后來一直沿用該詞表示曲線上點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)、切線長等曲線上點(diǎn)的有關(guān)幾何量,后演變?yōu)楝F(xiàn)代的函數(shù)概念。中國關(guān)于函數(shù)的概念始于中國近代著名數(shù)學(xué)家李善蘭,他在其著作《代數(shù)學(xué)》中首次將函數(shù)概念的function譯為函數(shù),他稱之為“凡此變數(shù)中函彼變數(shù)者,則此為彼之函數(shù)”,用以解釋函數(shù)指的是一個量隨著另一個量的變化而變化的概念。
1.函數(shù)的定義
按照現(xiàn)代課本上的定義:假設(shè)A,B是兩個非空的數(shù)集,如果按照一定的對應(yīng)關(guān)系,設(shè)為f,有集合A中的任意一個數(shù)x,在集合B中都能找到唯一確定的數(shù)y和x對應(yīng),那么就稱f : A→B為從集合A到集合B的一個函數(shù),記作y=f(x),x∈A或
f(A)={y | f(x)=y,y∈B}。其中x被稱作自變量,y被稱為因變量,集合A是函數(shù)的定義域,與x相對應(yīng)的y叫作函數(shù)值,函數(shù)值的集合{f(x) | x∈A}稱為函數(shù)的值域。
定義域,值域和對應(yīng)法則是我們常說的函數(shù)三要素。一般表示為y=f(x),x∈D。
2.函數(shù)的表示方法
2.1解析式法。這是我們計(jì)算和解題中最常使用的一種函數(shù)表達(dá)方法。即使用相應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系的等式去表示題中兩個變量之間的函數(shù)關(guān)系。如f(x)=a0+∑ancos
+bn sin
或簡單的f(x)=ax+b。其優(yōu)點(diǎn)在于可以簡明、準(zhǔn)確、清楚地表示出函數(shù)的數(shù)量關(guān)系;但缺點(diǎn)是需要經(jīng)過復(fù)雜的運(yùn)算才能得到對應(yīng)值,并且在實(shí)際問題中,有些函數(shù)關(guān)系并不一定可以用表達(dá)式表示出來。
2.2列表法。即用列表的方式來表示兩個變量之間的對應(yīng)關(guān)系。優(yōu)點(diǎn)在于通過表格,已知自變量的值和與之對應(yīng)的函數(shù)值一一對應(yīng),一目了然;缺點(diǎn)在于只能列出部分對應(yīng)值,不能體現(xiàn)函數(shù)的全貌。
2.3圖象法。是將函數(shù)的自變量與因變量的值分別作為橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo),然后在直角坐標(biāo)系內(nèi)描出它的對應(yīng)點(diǎn),這些點(diǎn)組成的圖形就叫做該函數(shù)的圖象。
2.4語言敘述法。即使用簡單通俗的語言文字進(jìn)而描述函數(shù)的關(guān)系。
二、函數(shù)的性質(zhì)
1.奇偶性
若對于函數(shù)的定義域內(nèi)任意x都有f(-x)=-f(x),則稱f(x)為奇函數(shù);相反的若對于函數(shù)f(x)定義域內(nèi)的任意X都有f(-x)=f(x),就稱f(x)為偶函數(shù)。一般的,若函數(shù)f(x)不具有上述兩種性質(zhì),則f(x)不具有奇偶性。同樣的,函數(shù)也可以同時具有上述的兩種性質(zhì),則f(x)既是奇函數(shù),又是偶函數(shù)。
2.單調(diào)性
設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)锳,那么若對于定義域A內(nèi)的某個區(qū)間B內(nèi)的任意兩個自變量x1,x2,當(dāng)x1
⑶f(x)是以2x1(x1≠0)為周期的周期函數(shù)。以其中任意兩個論述為條件,另一個論述為結(jié)論進(jìn)行證明。
證明:(1)、(2)(3)
由f(x)是奇函數(shù)f(-x)=-f(x),且f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(x1,0)對稱。
有f(x1+x)=f(x1-x)
又f(2x1-x)=-f(x)
可得f(2x1-x)=f(-x),并推出f(2x1+x)=f(x)
故函數(shù)f(x)是以2x1為周期的函數(shù)。
(1)、(3)