函數概念
函數的概念有兩個,其一為初中的定義,稱為傳統定義,其二為高中的定義,稱為近代定義。
傳統定義:設在某變化過程中有兩個變量\(x\)、\(y\),如果對於\(x\)在某一范圍內的每一個確定的值,\(y\)都有唯一確定的值與它對應,那么就稱\(y\)是\(x\)的函數,\(x\)叫做自變量。我們將自變量\(x\)取值的集合叫做函數的定義域,和自變量\(x\)對應的\(y\)的值叫做函數值,函數值的集合叫做函數的值域。
近代定義:設\(A\),\(B\)都是非空的數集,\(f:x→y\)是從\(A\)到\(B\)的一個對應法則,那么從\(A\)到\(B\)的映射\(f:A→B\)就叫做函數,記作\(y=f(x)\),其中\(x∈A\),\(y∈B\),原象集合\(A\)叫做函數\(f(x)\)的定義域,象集合\(C\)叫做函數\(f(x)\)的值域,顯然有\(C\subseteq B\)。
- 對函數概念的理解
函數的兩個定義本質是一致的,只是敘述概念的出發點不同,傳統定義是從運動變化的觀點出發,而近代定義是從集合、映射的觀點出發。這樣,就不難得知函數實質是從非空數集A到非空數集B的一個特殊的映射。
概念理解
二、基於對應基礎的函數概念的理解[近代定義]
(1)首先需要先搞清楚對應的概念,
關於對應的概念,我們基於蜜蜂采蜜的生活常識來理解,可以一只蜜蜂采一朵花(稱為“一對一”的對應),
可以一只蜜蜂采多朵花(稱為“一對多”的對應),還可以多只蜜蜂采一朵花(稱為“多對一”的對應)
即對應有一對一,一對多和多對一三種對應關系。
(2)映射
能夠稱為映射的對應只有一對一和多對一兩種,其中一對多不能稱為映射,
映射\(f:A\rightarrow B\)和映射\(f:B\rightarrow A\)是不一樣的。
集合\(A,B\)不一定是數集,可以是圖形集,式集,點集,向量集等,
(3)函數
非空數集\(A\)到非空數集\(B\)的映射\(f:A\rightarrow B\)就稱為函數,記為\(y=f(x)\)。
- 符號\(y=f(x)\)即是“\(y\)是\(x\)的函數”的數學表示,
應理解為:\(x\)是自變量,它是法則所施加的對象;\(f\)是對應法則,它可以是一個或幾個解析式,可以是圖象、表格,也可以是文字描述;
\(y\)是自變量的函數,當\(x\)為允許的某一具體值時,相應的\(y\)值為與該自變量值對應的函數值,
當\(f\)用解析式表示時,則解析式為函數解析式。\(y=f(x)\)僅僅是函數符號,不是表示“\(y\)等於\(f\)與\(x\)的乘積”,
\(f(x)\)也不一定是解析式,在研究函數時,除用符號\(f(x)\)外,還常用\(g(x)\),\(F(x)\),\(G(x)\)等符號來表示。
(4)映射與函數的關系:
由關系圖可以看出,函數是映射的特殊情況,映射是函數的拓展和推廣。
函數是特殊的映射,比如\(f:A\rightarrow B\),其特殊性有以下兩點:
①函數是從非空數集\(A\)到非空數集\(B\)的映射;
②集合\(B\)中的每一個元素都有原像,所以\(A\)是定義域,\(B\)是值域。
典例剖析
分析:由函數的概念可知,從非空數集到非空數集的映射中,一對一和多對一的映射能上升為函數,但是一對多的映射不能上升為函數,體現在形上,即直線\(x=a\)(\(a\)為常數)與函數\(y=f(x)\)的圖像有\(0\)個或\(1\)個交點,故本題目就是用數學語言刻畫的這個意思,故本題選\(C\)。
給定集合\(A=\{1,2,3\}\),集合\(B=\{a,b,c,d\}\) ,求映射\(f:A \rightarrow B\)的個數和映射\(f:B \rightarrow A\)的個數。
分析:依據映射的概念,映射\(f:A \rightarrow B\)需要給集合\(A\)中的每一個元素(原像),都找一個確定的對應對象(像)。
此時注意,原像必須有與之對應的唯一的像,但是像不一定必須有原像和她對應。
我們分步完成:先給元素\(1\)分配對象,每次取一個有\(a、b、c、d\)四種選擇;
再給元素\(2\)分配對象,每次取一個也有\(a、b、c、d\)四種選擇;
最后給元素\(3\)分配對象,每次取一個也有\(a、b、c、d\)四種選擇,
允許出現元素\(1、2、3\)都對應到元素\(a\)上而其他元素沒有原像與之對應的情形出現;
利用乘法原理,映射\(f:A \rightarrow B\)共有\(4\times 4\times4=4^3\)個,即\((cardB)^{cardA}\)個。
同理,映射\(f:B \rightarrow A\)共有\(3^4\)個,即\((cardA)^{cardB}\)個。
給定集合\(A=\{1,2,3\}\),集合\(B=\{a,b,c\}\) ,求一一映射\(f:A \rightarrow B\)的個數和一一映射\(f:B \rightarrow A\)的個數。
先分析一一映射\(f:A \rightarrow B\)的個數,由於是一一映射,類似有3人坐3個凳子,故有\(A_3^3=6\)個。
同理,一一映射\(f:B \rightarrow A\)的個數也是\(6\)種。

